2024年高中生物竞赛课件细胞学与细胞生物学

细胞学与细胞生物学一、细胞的发现二、细胞学说的建立及其意义三、从经典细胞学到实验细胞学时期四、细胞生物学学科的形成与发展细胞学与细胞生物学细胞学(Cytology):

研究细胞结构和功能的生物学分支学科细胞生物学(Cell

biology):应用现代物理学和化学技术，以及分子生物学的概念和方法，侧重从细胞作

为生命活动的基本单位的思维为出发点，研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学。它从显微、亚显

微与分子水平上研究细胞结构与功能、细胞的增殖、

分化、衰老、死亡，以及细胞信号转导和基因表达

调控，细胞起源与进化等重大生命过程。1838-1839施莱登den)

施万(T.Schwann)细胞学说

基石中的基石1859达尔文en)进化论1866孟德尔(G.J.Mendel)遗传学细胞学与细胞生物学MatthiasJakobSchleiden现代生物学的

三大基石TheodorSchwann英国学者胡克(Robert

Hooke)1665年(发表《显微图谱》)用自制的

显微镜观察栎树皮薄片，第一次描述了植物细胞的构造，首次使用拉丁文

“cellar”

。后来英文用cell,

中文翻译为细胞细胞学与细胞生物学一、细胞的发现CellstructureofCorkby

HookeHooke'smicroscopeRobert

Hooke细胞学与细胞生物学一、细胞的发现

认为细胞是在1665年由胡克发现英国学者胡克(RobertHooke)1665年(发表《显微图谱》)用自制的

显微镜观察栎树皮薄片，第一次描述了植物细胞的构造，首次使

用拉丁文“cellar”

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screw荷兰学者列文虎克(Antony

van

Leeuwenhoek)自制了高倍显微镜观察了许多动植物的活细胞与原生动物，1674年观察鱼的红细胞时

描述了细胞核的结构细胞学与细胞生物学(a)Van

Leeuwenhoek

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his

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Introduction.Pearson.13th(2019)DHandle(a)(a)VanLeeuwenhoekusinghomeroscopeoJiwmcroscopeTepicaTgo

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Introduction.Pearson.13th(2019)真正活细胞的发现一、细胞的发现MatthiasJakobSchleiden1838年，德国植物学家施来登(M.J.Schleiden)发表《植物发生论》,指出细胞是构成植物的基本单

位1839年，德国动物学家施万(T.Schwann)发表《关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》,指出：

一切植物、动物都是由细胞构成的，细胞是生物体的基本结构单位。“细胞学说”(Cell

theory)二、细胞学说的建立及其意义细胞学与细胞生物学1858

年，德国医生和病理学家魏尔肖(RufolfVirchow)指出：细胞只能来自细胞，正如动物只能来自动物植物只能来自植物一样●有机体的一切病理表现都是基于细胞的损伤进一步指明了细胞作为一个相对独立的生命活性基本单位的性质，被认为是对细胞学说的一个重要补充细胞学与细胞生物学二、细胞学说的建立及其意义细胞学与细胞生物学二、细胞学说的建立及其意义细胞学说(Cell

theory)的基本内容：◆

细胞是有机体，

一切动植物都是由细胞发育而来，

并由细胞和细胞产物所构成◆每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自

己

的”生命，又对与其它细胞共同组成的整体的生命

有所助益◆

新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生细胞学与细胞生物学二、细胞学说的建立及其意义细胞学说(Cell

theory)创立的意

义：◆

解决了生命的共同起源，即生命的同一性问题◆

推进了人类对生命自然界的认识，有力地促进了生命

科学的进步。恩格斯对细胞学说给予极高的评价，把

它与进化论和能量守恒定律并列为19世纪的三大发明◆

对生物科学的发展具有重大的意义，为现代生物学的

三大基石(1838-1839细胞学说、1859年的进化论和

1866孟德尔确立的遗传学)之一，而且为基石中的“基

石

”主要指19世纪的最后25年显微镜下的形态描述细胞器和细胞分裂活

动的发现(1)原生质理论的提出(2)细胞分裂的研究(3)细胞器的发现细胞学与细胞生物学三、从经典细胞学到实验细胞学时期1840年普金耶(J.E.Pukinje)

和1846年冯·莫尔(H.von

Mohl)首次将动物、

植物的细胞的内含物称为“原生

质

”(protoplasm)MaxJohannSigismundSchultze1861年舒尔策(M.Schultze)提出原生质理论：组成有机体的基本单位是—小团原生

质，这种物质在各种有机体中是相似的三、从经典细胞学到实验细胞学时期细胞学与细胞生物学(1)原生质理论的提出1880年，J.von

Hanstein提出“原生质体”(protoplast)概念细胞的概念进一步演绎成：“县有生命活性的一小团原生质”细胞学与细胞生物学三、从经典细胞学到实验细胞学时期(1)原生质理论的提出Protoplastsofcellsfroma

petunia's口

leaf细胞学与细胞生物学华尔瑟·弗莱明(

W.Flemming)在动物细胞中施特拉斯布格(Strasburger)在植物细胞中1841罗伯特

·雷马克(

R.Remak)发现鸡胚血

细胞的直接分裂实质是核内丝状物(染色体)的形成及向两个子细胞的平均分配三、从经典细胞学到实验细胞学时期(2)细胞分裂的研究发现有丝分裂(mitosis)1875年赫特维希(

O.Hertwig)发现受精卵中两亲本核的合并；1877年施特拉斯布格(Strasburger)发现动物的

受精现象；EdouardVan

Beneden1883年范.贝内登(Van

Bene

den)在动物细胞中1886年Strasburger在植物细胞中三、从经典细胞学到实验细胞学时期细胞学与细胞生物学(2)细胞分裂的研究发现减数分裂OscarHertwig1883年范.贝内登(

VanBene

den)和博费里(Boveri)发现了中心体1

8

8

8

年

，沃尔德耶(Waldeyer)提出染色体概念三

、从经典细胞学到实验细胞学时期细胞学与细胞生物学(3)细胞器的发现HeinrichWilhelmGottfriedvon

Waldeyer-HartzEdouardVan

BenedenTheodorBoveri细胞学与细胞生物学三、从经典细胞学到实验细胞学时期1894年理查德.阿尔特曼(R.Altman)发现了线粒体(3)细胞器的发现1898年高尔基(Golgi)发现了高尔基体Richard

Altmann细胞学与细胞生物学三、从经典细胞学到实验细胞学时期1892年，O.Hertwig在《细胞和组织》中提出：生物学的基础在

于研究细胞的特性、结构和机能，并以细胞为基础，对所有生细胞学的发展主要是采用实验的手段研究细胞学的问题，由

于实验研究不断同相邻学科结

合、相互渗透，导致了一些重

要分支学科的建立和发展：1.细胞遗传学2.细胞生理学3.细胞化学细胞学成为生命科学的一个独立分支物学现象进行归纳与综合细胞学与细胞生物学三

、从经典细胞学到实验细胞学时期1.细胞遗传学◆1876—Hertwig—动物受精现象◆1883—VanBeneden—蛔虫卵和精子染色体减半◆1888(E.A.Strasburger),1893(Overten)—植物双受精(生殖细胞染色体数减半)◆1900—遗传法则重新提出(孟德尔，34年前)◆son发现性别与染色体的关系，魏斯曼

(A.Weissman)推测遗传单位有序的排列在染色体上→德国

T.Boveri

和美国W.Sutton

提出遗传的染色体学说◆1910—T.H.Morgan—基因学说(基因是决定遗传形状的基本单

位)相关技术的发展：口

基因在染色体上的定位；口人工染色体(酵母、细菌人工染色体)与染色体工程；口基因的人工诱变与点突变(CRISPR/cas9);口

基因打靶与显性负效应；口

.从细胞学角度，特别是染色体结构和功能，及染色体和其他细胞器的关系来研究遗传现象，阐明遗传和变异的机制细胞学与细胞生物学三、从经典细胞学到实验细胞学

时期1.细胞遗传学主要研究内容：口细胞对周围环境的反应；口细胞生长与繁殖的机制；口细胞从环境中摄取营养的能力；口细胞的兴奋性、收缩性、分泌性；口生物膜的主动运输和能量传递与生物电...重点：物质的跨膜运输、信号跨膜转导2.细胞生理学◆1909

——R.Harrison

和A.Carrel创立组织培养技

术→为细胞生理学开辟

一条重要途径◆1943——A.Claude用高速离心机分离活细胞内的核

和各种细胞器(线粒体、

叶绿体)→体外研究细胞

器的功能、化学组成，酶

在各个细胞器中的定位细胞学与细胞生物学三、从经典细胞学到实验细胞学时期相关技术的发展：□细胞组分分离技术(超速/差速离心、去垢剂)口放射自显影技术(同位素标记)口

超微量分析技术(ELISA)□流式细胞术□原位杂交口免疫荧光.◆1924—R.Feulgen建立对

细胞内DNA

特异性的定

性

检

测

方

法(福尔根反应)◆1940—J.Brachet—

甲

基绿-派洛宁染色测定细胞

中的DNA与RNA;T.O.

Casperson——

紫外

分

光

光度法测定DNA

在细胞

中的含量细胞学与细胞生物学三、从经典细胞学到实验细胞学

时期3.细胞化学核酸与蛋白质的定性、定位、定量以及动态变化细胞学与细胞生物学三、从经典细胞学到实

验

细胞学

时期分子生物学细胞生物学免疫学发育学生物化学生理学遗传学四

、细胞生物学学科的形成与20世纪50年代以来：◆电镜下对细胞超微结构的认识——奠定基础口线粒体、叶绿体、高尔基体、细胞膜、核膜、核仁、染色质与染色体口内质网、核糖体、溶酶体、核

孔复合体、细胞骨架◆生物化学的渗透———细胞结构与功能相结合的研究loese

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oibed2010ex细胞学与细胞生物学四、细胞生物学学科的形成与发展◆Molecular

Biology1953年Watson和Crick提出DNA

双螺旋