医学细胞生物学1一章概论16版

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1、医学细胞生物学,细胞生物学教研室,教学安排,医学细胞生物学,医学细胞生物学,参 考 书,医学细胞生物学宋今丹 人卫 细胞生物学 凌诒萍 人卫 医学细胞生物学胡以平 高教 细胞生物学 杨恬 人卫,医学细胞生物学,第一章 细胞的概论,细胞的概念与细胞生物学,细胞生物学简史、进展,细胞的基本知识,原核细胞,真核细胞,细胞生物学与医学科学,第一节 细胞的概念与细胞生物学,细胞是由一层膜性结构包围着含有细胞核（或拟核）的原生质所组成,基本单位,第二节 细胞生物学简史,细胞是生物体的结构、功能的基本单位，也是生命活动 的基本单位,细胞学是研究细胞的形态、结构、功能和进化的科学,细胞生物学 对细胞本身的各种

2、生物学现象进行不同学科层面的分别研究或者整合性的系统解释 为各种生物医学问题的认识或深层次研究提供理论体系和技术平台 作为现代生物技术的基本组成部分，对生物体遗传性状的改造及其利用发挥着重要的作用,新发展起来的基因组学和蛋白组学等新兴学科或领域的知识和信息的大量产生，以及基因工程动物等高集成性的实验研究体系的引入，预示着细胞生物学又将进入一个新的快速发展时期,第二节 细胞生物学简史,细胞的发现和显微镜的出现，为细胞生物学的兴起和发展奠定了科学基础,第二节 细胞生物学简史,认识细胞,第二节 细胞生物学简史,第二节 细胞生物学简史,1675年 列文虎克（A.V.Leewenhook） 发现了原生动

3、物和细菌（完整的活细胞）,第二节 细胞生物学简史,细胞学说（18381839 ）（cell theory）,Schwann T. （1810-1882）,主要内容,Schleiden MJ. （1804-1881）,细胞学说的三个要点,德国植物学家 M.J.Schleiden,动物学家 T.Schwann,第二节 细胞生物学简史,第二节 细胞生物学简史,细胞学说是生物学史上,关于机体结构的第一个学说,第二节 细胞生物学简史,细胞器的发现,细胞核（1831年）,中心体（1883年）,线粒体（1894年）,高尔基体（1898年）,染色体（1888年）,分裂时细胞的特征性改变,第二节 细胞生物学简史

4、,第二节 细胞生物学简史,40-140倍,1000倍,分辨率达0.2nm,透射电镜,淋巴细胞,扫描电镜,葡萄球菌,红细胞,卵子与精子,冰冻蚀刻电镜照片示细胞结构,第二节 细胞生物学简史,线粒体,第二节 细胞生物学简史,扫描隧道电子显微镜,苯分子,染色体,氨基酸分子,第二节 细胞生物学简史,第二节 细胞生物学简史,DNA分子双螺旋结构模型的建立 1953年,重大事件,基因工程,基因组计划,克隆技术,70-80年代,九十年代初,1997年,第二节 细胞生物学简史,DNA分子双螺旋结构模型的建立 1953年,重大事件,基因工程,基因组计划,克隆技术,70-80年代,九十年代初,1997年,第二节 细

5、胞生物学简史,美国科学家 Watson J.D. 英国科学家 Crick,Nature. ,第二节 细胞生物学简史,第二节 细胞生物学简史,1965年，我国科学家第一次实现人工合成具生物学活性的结晶牛胰岛素 1981年，我国科学家人工合成酵母丙氨酸tRNA（76个核苷酸）,第二节 细胞生物学简史,DNA分子双螺旋结构模型的建立 1953年,人工能干预生命形态,认识DNA,合成DNA,改变遗传性状,改造DNA,表达蛋白,2014年5月Nature杂志的一篇文章,X Y,美国的科学家首次将人工设计的碱基（Unnatural Base Pairs, UBP）插入到了大肠杆菌基因组中，在不断提供合成“

6、原料”的条件下，这些人工碱基能被细胞准确复制了24轮，并遗传到子代细胞,第二节 细胞生物学简史,第三对碱基对的合成，构建出了半人工的生命,2个碱基对,64个密码子,216个密码子,蛋白质可由20种氨基酸组成,蛋白质可由172种氨基酸组成,3个碱基对,A,T,第二节 细胞生物学简史, 同种生物间的杂交 雌雄配子结合, 异种生物间的杂交（远缘杂交）,狮虎兽,杂交水稻 无籽西瓜,第二节 细胞生物学简史,驴骡（母驴公马）,马铃薯番茄理想植株,第二节 细胞生物学简史,第二节 细胞生物学简史,狮虎兽 狮子老虎,老虎 狮子 虎狮兽,基因工程,B生物细胞,A生物的基因片段,表达,A生物的性状 B生物的性状,第

7、二节 细胞生物学简史,昆明鼠,转基因鼠,第二节 细胞生物学简史,利与弊,利：,可能含有有毒物质和过敏源可能破坏食物中的营养成分可能引起自然界的基因污染,弊：,时间短，目的性强，易控制，实现远缘杂交,第二节 细胞生物学简史,目前我国获批安全证书的农作物,棉花、番木瓜、水稻、玉米,第二节 细胞生物学简史,批准商业化种植,棉花、番木瓜,批准进口用作加工原料的作物,大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜,2016.4.13.农业部新闻办,是由美国科学家 Renato Dulbecco 在1985年首先提出，美国政府 1990年10月正式启动,第二节 细胞生物学简史,人类基因组计划,90年代初,人类基因组计划首席

8、科学家、 美国国家人类基因组研究所所长 弗朗西斯柯林斯,第二节 细胞生物学简史,时间表,英、法、日、德加入，共15个实验室,2000年6月公布人类基因组工作框架图,2000年4月我国完成1%人类基因组序列工作框架图,2003年公布了人类全基因组高精度序列图,表明人类基因的数量仅为2万2.5万个,2001年Nature和Science发表人类基因组草图,实际共耗资47亿美元,第二节 细胞生物学简史,加入晚、任务少，但是：,如何看待中国的工作,、获得了100的技术（SARS病毒测序）,、获得了可贵的研究能力（误差率6/百万）,、在有关基因研究方面拥有发言权（共识）,第二节 细胞生物学简史,人类基因

9、组计划图谱是全人类的财产,研究成果应该为全人类共享，造福全人类,后基因组计划,第二节 细胞生物学简史,对基因组的结构、表达、修复、功能等进行研究的计划。包括功能基因组、结构基因组和蛋白质组等研究的国际合作计划,“全球合作，数据共享”,第二节 细胞生物学简史,国际肿瘤基因组计划,国际蛋白组计划,国际千人基因组计划,后基因组计划,后基因组计划,第二节 细胞生物学简史,人类肝脏蛋白质计划,该计划将在2012-2017年，对英国国家 卫生医疗系统下的10万名病人进行全基 因测序，以便找出疾病与基因之间的关系,第二节 细胞生物学简史,十万基因组计划,目前已投资4.71亿美元,后基因组计划,第二节 细胞生

10、物学简史,认识基因,合成基因,改变遗传性状,改造基因,表达蛋白,（遗传因子）,（PCR技术）,（“基因剪刀”）,阅读,编辑,2016年6月，全球25名来自基因研究领域 的科学家联名在Science杂志上宣布,第二节 细胞生物学简史,人类基因组编写计划,目标：10年内合成一个完整的人类基因组,后基因组计划,基因技术,传统的杂交技术,第一代基因修饰技术,第二代基因编辑技术,（转基因技术）,（基因的修饰）,（TALENS技术）,（CRISPR技术）,（锌指技术）,基因技术,传统的杂交技术,第一代基因修饰技术,第二代基因编辑技术,（转基因技术）,（基因的修饰）,（TALENS技术）,（CRISPR技术

11、）,（锌指技术）,定位切割修复,第二节 细胞生物学简史,CRISPR基因编辑技术,CRISPR工具,结合,向导RNA锁定作用位点，Cas9对该位点的DNA剪切,当细胞对DNA双链剪切位点修复时，就会在该位点插入或删除几个碱基，造成阅读框移位，而导致基因发生突变，DNA即被改造。,2013年1月份，美国两个实验室在Science杂志上发表一项新的基因编辑技术,第二节 细胞生物学简史,不同性别 的单亲个 体可独自 繁殖后代,体细胞可以 直接发育成 一个个体,打破了传统的有性生殖的模式,第二节 细胞生物学简史,法律,道德,进化,为什么禁止克隆人？,克隆人与供体之间的亲缘关系如何界定,克隆人应受到尊重

12、,克隆人会导致人类 基因库单一性,第二节 细胞生物学简史,第59届联大法律委员会声明,坚决反对生殖性克隆 支持治疗性克隆研究,第二节 细胞生物学简史,禁止有违人类尊严的任何形式的克隆人类活动，其中包括为了医学研究而进行的胚胎细胞克隆（2005.3.8.）,克隆技术对人类的好处,1、治疗疾病,2、器官移植,第二节 细胞生物学简史,1997年初，克隆羊“多莉”诞生,1997年，克隆羊“莫莉”诞生，同时含有,人的凝血因子基因,应用克隆技术将来可为临床提供各种宝贵的药用蛋白用以治疗各种疾病,第二节 细胞生物学简史,韩国科学家克隆出的荧光猫 在紫外线灯光照射下，“荧光猫”呈现出红色,东北农业大学克隆的“

13、荧光猪崽” 在紫外光源激发下发出绿色荧光,美国克隆出的人类早期胚胎 2001.12.25.,四细胞期,六细胞期,第二节 细胞生物学简史,美国科学家克隆的人体胚胎 两名男性的皮肤细胞克隆出5个人体胚胎 2008.1.18.,2015.9.15.报,2012出生的转基因克隆牛“妞妞”,脂肪性脂肪连接蛋白基因,表明我国应用体细胞克隆技术，培育自主品牌的肉牛新品种，迈出关键一步,雌性克二代转基因牛,克隆技术的前景,用患者体细胞核作为供体，在体外克隆 特定的组织，器官，以替换患者受损或丧失功能的组织或器官,治疗糖尿病、癌症、老年性痴呆、帕金森病、肾衰竭以及其他神经、骨骼、肌肉、皮肤等损伤和疾病,第二节

14、细胞生物学简史,第三节 细胞的基本知识,第三节 细胞的基本知识,元素,基本结构,基本结构,元素,第三节 细胞的基本知识,大小,人体内最小的淋巴细胞, 仅4-5m 人体内最大的是成熟的卵细胞120m 变形虫 300m 枝原体最小0.2m,第三节 细胞的基本知识,大小,细胞大小、干重、蛋白质及核酸含量增加,人心肌细胞： 出生时直径7 m,成年时直径14 m,Pr / DNA含量比,骨骼肌细胞,肝细胞,肾脏细胞,206,73,29,120,23,60,第三节 细胞的基本知识,数量,单细胞生物,有核单细胞生物,无核单细胞生物,多细胞生物,原生生物,藻类,真菌（酵母菌）,（草履虫、变形虫）,是指由多个、

15、分化的细胞组成的生物体，其分化的细胞各有不同的形态和专门的功能,婴儿1012个细胞,成年人1014个细胞,形态,游离态: 球形,组织中:,与细胞所处的环境有关,与细胞自身的功能有关,第三节 细胞的基本知识,基本共性,1、选择性的膜结构,结构上,在细胞内外起屏障作用,在细胞内构筑区室,2、具有遗传物质,3、具有核糖体,第三节 细胞的基本知识,基本共性,功能上,拥有独特的遗传密码及使用方式,自我复制,需要能量供应,新陈代谢（加工厂）,运动,应激反应,自我调节,第四节 原核细胞,种类,支原体 细菌 蓝绿藻,( prokaryotic cell ),第四节 原核细胞,支原体 ( Mycoplasma ),DNA只能指导大约400种Pr合成，核糖体是唯一的细胞器，无细胞壁,形态、结构介于细菌与病毒之间，遗传物质均匀分布于胞质，形状多样,第四节 原核细胞,细菌 ( bacteria ),数量庞大，分布广泛，体积小，结构简单，大多数呈球状、杆状、螺旋状,间体,质膜,拟核,细胞质,荚膜,细胞壁,核糖体,鞭毛,第四节 原核细胞,质粒,独立于核以外的裸露环状DNA 自我复制 常作为基因工程中DNA片断,的载体,第四节 原核细胞,原核细胞的基本结构,支原体,细菌,拟核、核糖体、质粒、鞭毛,原核细胞的基本特点,细胞膜、细胞质、核酸、核糖体,细胞壁、细胞膜、细胞质、荚膜、,第四节 原核细胞,无丝分裂