【细胞生物学课件】细胞生物学绪论.ppt

1、细胞生物学，生物学教学与研究部分，第1节细胞生物学的概念和研究内容细胞生物学是一门从微观、亚微观和分子水平研究细胞各种生命活动的学科。研究对象：精细细胞生物结构和功能的基本单位，生命活动的基本单位，个体发育和系统发育的基本单位，具有遗传全能性。第2节细胞生物学和医学，1。基础医学以细胞生物学为基础。临床医学以细胞生物学为基础。细胞生物学被用来推动医学学科/实践。第三部分：细胞生物学发展的几个主要阶段：1 .细胞的发现和细胞理论的建立(1665 -1874) 1。细胞的发现，胡克使用的显微镜和观察到的橡树细胞壁，由a .范列文虎克(1632-1723)制造。放大范围为50-275倍。2.1838

2、年细胞理论的建立和1839年德国植物学家马蒂亚斯施莱登。德国动物学家王石和德国医生兼病理学家鲁道夫魏尔啸在1855年说过，所有生物，从单细胞生物到高等动植物，都是由细胞组成的，细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。现代细胞理论包括：(1)细胞是多细胞生物的最小结构单位，对于单细胞生物来说，细胞就是个体；(2)多细胞生物的每个细胞都是代谢活动单位，并执行特定的功能；(3)细胞来源于细胞，第二，细胞学的经典时期细胞学的兴起(从19世纪中期到20世纪初)主要研究细胞的微观形态。第三，在实验细胞学时期(20世纪30年代和70年代)，研究细胞的生化代谢和生理功能，研究细胞的超微结构、核型和带型，建立和

3、发展一些重要的分支：1 .细胞遗传学2。细胞生理学；3.细胞化学；4.分子细胞生物学的诞生。从20世纪80年代至今，细胞生物学和分子生物学结合了基因调控、信号转导、细胞分化和凋亡。肿瘤生物学等领域已经成为当前的主流研究内容。两种类型细胞的比较(本书第二章部分)原核细菌支原体、真核细胞、动物细胞、植物细胞、特征性原核细胞真核细胞、核膜/核仁(仅核糖体70S)、细胞骨架、少量DNA(信息)、大DNA分子结构、环状线性染色质或只有一个DNA的染色体中没有重要的细胞器，两个以上DNA裸露，不与组蛋白结合， 酸性蛋白结合基因的结构特征有组蛋白和组蛋白部分，但有少量的组蛋白样蛋白：无内含子，无大量重复序列

4、，同时转录和翻译(胞质内)核转录，胞质内翻译过程无修饰，细胞生物学成就，利兰哈特韦尔，蒂莫西亨特(Tim Hunt)，保罗m护士爵士，2001年，美国人利兰阿特威尔，英国人保罗纳斯和蒂莫西亨特因其对细胞周期调节机制的研究获得诺贝尔生理学和医学奖。 2002年，英国人悉尼布雷内、美国人罗伯特霍维茨和英国人约翰索尔斯顿因在器官发育和程序性细胞死亡的遗传调控方面的研究而获得诺贝尔生理医学奖。2003年，美国科学家彼得阿吉雷和罗德里克麦金农分别因对膜水通道和离子通道的结构和机理的研究而获得诺贝尔化学奖。罗德里克麦金农彼得阿格雷，人类面临的最重要问题和挑战，人口膨胀；食物短缺；疾病的危害；环境污染；能源

5、危机；缺乏资源；破坏生态平衡；大量生物物种正在灭绝。解决人类生存和发展面临的一系列重大问题，在很大程度上取决于生命科学的发展。生命科学在人类经济、技术、政治和社会发展中发挥着全面的作用。苏格兰罗斯林研究所的多莉希伯恩。1996年7月5日，世界上第一只克隆羊多莉在英格兰苏格兰罗斯林研究所的实验基地出生。成为本世纪末的一大新闻。动物克隆，绵羊克隆技术，威尔莫特和坎贝尔自然杂志，罗斯林研究所，苏格兰，1997年2月23日：多莉，世界上第一只从哺乳动物体细胞克隆的绵羊，发表了，克隆的初衷是无性繁殖。克隆动物是直接从体细胞中获得一个新的动物个体，而不需要生殖细胞的受精过程，这个新的个体是原核供体动物的一

6、个拷贝。277例乳腺细胞核移植实验；获得了发育成8个细胞的29个“胚胎”。13名代孕母亲；1996年7月5日，羔羊6LL3被命名为“多莉”。(1)既然绵羊体细胞可以成功克隆到新的个体中，这是否意味着人类可以克隆自己？(2)人类克隆实验应该被允许吗？在克隆阶段，如果与胚胎发育相关的基因被重排或启动不完全，会对新生儿造成什么严重后果？兄弟、姐妹、父母、孩子？器官克隆和干细胞培养以及用于医学和临床治疗的器官分化？个人遗传信息的隐私和人类遗传信息利用的伦理、法律和社会影响计划被称为ELSI项目：(1)遗传信息应用和解释中的隐私和公平；(2)基因信息从实验室研究向实际医学应用的转化；(3)人类基因组计划

7、参与者相互协调并公布结果；(4)公共和专业教育、将转基因动物的外源基因导入受精卵、在畜牧业中的应用、动物疫苗、生长激素等。实施例：tPA，一种治疗心脏病的药物，是从转基因羊的羊奶中提取的，例如，严重的综合免疫缺陷病(SCID)，1990年，转基因T淋巴细胞被注射到人类骨髓组织中以治疗SCID，以及基因治疗的应用。如果这种基因操作失败或导致不可修复的缺陷和后果，在未来可能被发现，谁应该承担责任？基因疗法能用来提高运动员的身高或短跑速度吗？这与兴奋剂有本质的不同。生物技术引起的其他问题，生物技术的高成本以及贫富之间在健康方面的差距？垄断与人类发展相关的重要生物技术？生物武器？转基因植物如番茄、烟草

8、、棉花、花卉和大豆，在种植业中的应用，化学除草剂抗性基因，转基因番茄固氮酶基因，人类DNA，环境保护等。有问题和安全，新世纪的大学生离不开细胞生物学知识：生物学家：脑癌/光合作用生物技术专家：基因医学/新作物品种科学与工程专业：生物芯片/火星生命/纳米材料社会科学专家：社会伦理法/生物技术与人类社会的关系：认识你自己/认识生命，生命科学的发展需要你的参与！第二章是细胞生物学的研究方法和手段，第一节是显微镜技术。显微镜的发明打开了通往微观世界的大门。光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和光学显微镜使用可见光(或紫外光)作为光源。电子显微镜：使用电子束作为光源。在光学显微镜中，照明系统是可见

9、光，玻璃透镜系统用于通过目镜直接观察镜像。在电子显微镜中，照明系统是电子束，电磁透镜用于通过荧光屏观察样品的镜像。1.分辨率r=0.61/sin的光学显微镜，其中为入射光的波长；N=介质的折射率；=样品与物镜张角的半角，分辨率显微镜或人眼在25厘米表观距离处分辨被检物体微观结构最小间隔的能力。人眼分辨率为0.070.1毫米，光学镜分辨率为0.2米。人眼/光学镜分辨率标本处理的最大放大倍数：常规固定、包埋、切片和染色，更先进的显微镜配有倾斜的双目镜筒。物镜转换器上方安装有四个棱镜，使通过物镜的光线以两种相等的方式到达目镜，因此双目显微镜的亮度比单目显微镜暗。双目显微镜的优点是可以用两只眼睛同时观

10、察，具有很强的立体感。1、普通光学显微镜；2、荧光显微镜，特点是采用紫外光源，比普通显微镜波长更短，分辨率更高。荧光显微镜照片(微管为绿色，微丝为红色，细胞核为蓝色)来自，上皮细胞荧光图像，DNA为蓝色，微管为绿色，用于观察能激发荧光的结构。用途：免疫荧光观察，基因定位和疾病诊断。荧光显微镜仪器型号：BX 51 TR32000日本奥林巴斯制造商：配备：1.25X，10X，40X，100X照明：普通光，荧光和暗场荧光滤光片：紫外光WU，蓝光WB和绿光WG。相机：光学相机和柯达DC290数码相机(2.2M像素)图像分析处理系统：拥有专业的数字图像处理系统

11、，可以分析数字显微图像的大小和密度。3。倒置显微镜的物镜与照明系统相反，前者在载物台下方，后者在载物台上方，用于观察培养的活细胞。通常，它有一个相差物镜，其中一些也有荧光装置。4.相衬显微镜将透过样品的可见光的光程差转变为振幅差，从而提高各种结构之间的对比度，使其清晰可见。目的：观察未染色的玻片标本。5。激光共焦扫描显微镜(LCSM)，以激光为光源，逐点、逐行、面对面快速扫描。它可以显示细胞样本的三维结构。分辨率是普通光学显微镜的三倍。该应用类似于荧光显微镜，但它可以扫描不同的层，形成立体图像。激光冠状扫描显微镜，lcsm，lcsm照片，蓝色是细胞核，绿色是微管图片来自http:/www.it

12、，6，当代显微镜的发展趋势，采用组合方法，将普通光显微镜与荧光、暗场和照相装置相结合。自动化和电子化。电子显微镜，电子显微镜下的液晶分子，以电子束为光源，短波长。分辨率用于观察超微结构，即小于0.2米的结构，在光学显微镜下看不清楚，也称为亚显微结构。1。透射电子显微镜(透射电镜)，理论值：0.002纳米，实际值：0.1纳米，生物样品：2纳米，透射电子显微镜，透射电镜，内质网透射电子显微镜(伪彩色)，透射电子显微镜(博士)仪器型号：JEM-2000EX制造商：日本电子公司仪器性能：放大100万倍分辨率1.43埃加速电压200千伏仪器应用：透射电子显微镜可以观察亚细胞结构，细菌

13、，病毒，噬菌体和其他微生物超微切片机仪器型号：EM UC6生产厂家：徕卡仪器性能：切片厚度：500埃，仪器用途：广泛应用于免疫细胞生物学、医学、高分子材料科学等领域，如植物、动物、微生物和聚合物材料包埋在环氧树脂中的超薄切片，透射电镜观察细胞内部结构前的切片制备等。2。人体血细胞的扫描电镜照片，这些照片来源于光学显微镜、透射电镜和扫描电镜成像原理的比较。样品制备技术，电子束的穿透性非常弱，用于电子显微镜观察的样品必须制成厚度仅为50纳米的超薄切片，并用超薄切片机制成。通常，样品用锇酸和戊二醛固定，用丙酮逐步脱水，用环氧树脂包埋，用热膨胀或螺旋推进切片，用重金属(铀、铅)盐染色。冷冻蚀刻冷冻蚀刻

14、，也称为冷冻断裂。标本被冷冻在干冰或液氦中。然后切断，当温度上升时，冰升华，露出横截面结构。在断口表面喷涂一层蒸汽碳和铂。然后溶解组织，剥离碳和铂薄膜，这种薄膜称为复合膜。酵母细胞，第二次细胞分离和培养-从组织中分离不同类型的细胞1。制备单细胞悬液：蛋白水解酶乙二胺四乙酸机械法2。分离不同类型的细胞：离心抗体偶联法FCM 3。生化分析或细胞培养，流式细胞仪：检测细胞及其成分的物理和化学特性，分选细胞，检测细胞及其成分的各种结构和功能参数。双细胞培养)1。概念：指的是从活组织中分离特定细胞并在特定条件下培养它们的方法，从而使它们能够继续存活、生长和增殖。2.初级文化)3。二级培养)4。细胞系：在细胞培养过程中，用酶消化材料，制备细胞悬液，接种，培养和传代，冷冻，细胞培养的基本条件：清洁环境(无菌和无