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1、第一章绪论细胞生物学从显微水平、超微水平和分子水平等不同层次研究细胞结构、功能及生活史。细胞生物学由细胞学Cytology发展而来，Cytology是指对细胞形态（特别是染色体形态）的观察。在我国的基础学科发展规划中，细胞生物学与分子生物学，神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。 第一章 绪论本章内容提要:第一节 细胞生物学研究的内容与现状一、 细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科二、细胞生物学的主要研究内容三、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域第二节 细胞学与细胞生物学发展简史附录 细胞生物学参考书:第一节 细胞生物学研究的内容与现状一、 细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科
2、 生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系，而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位，有了细胞才有完整的生命活动。 细胞生物学 是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细 胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。二、细胞生物学的主要研究内容1、细胞核、染色体以及基因表达的研究2、生物膜与细胞器的研究3、细胞骨架体系的研究4、细胞增殖及其调控5、细胞分化及其调控6、细胞的衰老与凋亡7、细胞的起源与进化8、细胞工程三、当前细胞生物学研究的总趋
3、势与重点领域1、细胞生物学研究的总趋势 细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与生物化学) 相互渗透与交融是总的发展趋势；当前细胞生物学研究中的三大基本问题:（1）、细胞内基因组是如何在时间和空间上有序表达的？（2）、基因表达产物-主要是结构蛋白、核酸、脂质、多糖及其复合物，他们如何逐级装备成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器？（3）、基因表达产物-主要是大量活性因子与信号分子，他们是如何调节细胞最重要的生命活动过程的？2 、当前细胞基本生命活动研究中的重要领域:（1）、染色体DNA与蛋白质相互作用关系-主要是非组蛋白对基因组的作用；（2）、细胞增值、分化、凋亡的相互关系及其调控；（3）
4、、细胞信号转导的研究；（4）、细胞结构体系的装配。3、细胞重大生命活动的相互关系 第二节 细胞学与细胞生物学发展简史一、生物科学发展的三个阶段: 1.形态描述生物学时期，19世纪以前； 2.实验生物学时期，20世纪前半世纪； 3.分子生物学时期，20世纪50-60年代至今。二、细胞生物学发展简史1. 细胞的发现2. 细胞学说的建立其意义 细胞学说内容:1） 认为细胞是有机体，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； 2） 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；3） 新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。3. 细胞学的经典时
5、期1）原生质理论的提出2）细胞分裂的研究3）重要细胞器的发现4. 实验细胞学与细胞学的分支及其发展1）细胞遗传学的发展2）细胞生理学的研究3）细胞化学5. 细胞生物学学科的形成与发展三、细胞学说 Jean-Baptiste de Lamark （17441829)，获得性遗传理论的创始人，法国退伍陆军中尉，50岁成为巴黎动物学教授，1809年他认为只有具有细胞的机体，才有生命。Charles Brisseau Milbel（17761854)，法国植物学家，1802年认为植物的每一部分都有细胞存在， Henri Dutrochet （17761847），法国生理学家，1824年进一步描述了细胞
6、的原理， Matthias Jacob Schleiden（18041881)，德国植物学教授，1838年发表“植物发生论”(Beitr?ge zur Phytogenesis)，认为无论怎样复杂的植物都有形形色色的细胞构成。Theodor Schwann（18101882)，德国解剖学教授，一开始就研究Schleiden的细胞形成学说，并于1838年提出了“细胞学说”（Cell Theory)这个术语；1939年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显微研究”Schwann提出:有机体是由细胞构成的；细胞是构成有机体的基本单位。1855 德国人R. Virchow 提出“一切细胞来源于细胞”（
7、omnis cellula e cellula）的著名论断；进一步完善了细胞学说。把细胞作为生命的一般单位，以及作为动植物界生命现象的共同基础的这种概念立即受到了普遍的接受。恩格斯将细胞学说誉为19世纪的三大发现之一。 1、1839年，捷克人J. E. Pukinye 用protoplasm这一术语描述细胞物质，“Protoplast”为神学用语，指人类始祖亚当。2、1879年，德国人W. Flemming观察了蝾螈细胞的有丝分裂，于1882年提出了mitosis 这一术语。德国人E. Strasburger (187680)在植物细胞中发现有丝分裂。3、1883年，比利时人E. van Be
8、neden 发现马蛔虫Ascaris megalocephala的减数分裂现象。7、1953年，美国人J. D. Watson 和英国人F. H. C. Crick提出DNA双螺旋模型。13、1973年，美国人S. Cohen和H. Boyer将外源基因拼接在质粒中，在大肠杆菌中表达，揭开基因工程的序幕。14、1975年，英国人F.Sanger设计出DNA测序的双脱氧法，1980年获诺贝尔化学奖。此外Sanger还由于1953年测定了牛胰岛素的一级结构而获得1958年诺贝尔化学奖。15、1975年，德国人G.J.F.Kohler、阿根廷人C.Milstein和丹麦科学家N.K.Jerne发展了
9、单克隆抗体技术，荣获1984年度诺贝尔生理医学奖。16、1981年，美国首次发现艾滋病，1983年，法国巴斯德研究所的Luc Montagbier 发现AIDS病毒。艾滋病的全称为Acquired ImmunoDeficiency Syndrome ，由人类免疫缺陷病毒HIV引起。20年来全球共有约5800万人受到艾滋病病毒感染，2200万人死于艾滋病。我国于1985年发现。HIV有以下特点:1嗜T淋巴细胞；2整合宿主细胞终身难以消除；3多变性，基因变异是艾滋病病毒致病能力增强之原因；广泛存在于感染者的血液、精液、阴道分泌物以及唾液、尿液、脑脊液及有神经症状者的脑组织中；较乙肝病毒对外界的抵抗
10、力低，5630分钟就可以使其灭活；感染者潜伏期长、病死率高；基因组比已知的任何逆转录酶病毒基因都复杂。17、1982年，美国人S.B.Prusiner 在患羊瘙痒病的羊体内发现蛋白质感染因子（prion）。更新了医学感染的概念，获1997年诺贝尔生理医学奖。18、1983年，美国人K.B.Mullis发明PCR仪，于1993年获诺贝尔化学奖。1988年美国Cetus公司获PCR技术专利，1990年其诊断试剂盒和仪器的销售额达2600万美元。19、1990年，美国国会正式批准的“人类基因组计划” （Human Genome Project）,计划在15年内投入30亿美元以上的资金进行人类基因组分
11、析。 我国于1993年加入该计划，承担其中1%的任务，即人类3号染色体短臂上约30Mb的测序任务。2000年6月28日人类基因组工作草图完成。20、1990年，美国国立卫生研究院，给一名患有先天性重度联合免疫缺陷病的4岁女孩实施了首例基因治疗。这种疾病因腺苷脱氨酶（ADA）基因变异引起。1991年12月，复旦大学遗传所薛京伦主持对一例血友病患者进行了基因治疗试验，并获得成功。EMBRYO COLONING2002年，英国人悉尼?布雷诺尔、美国人罗伯特?霍维茨和英国人约翰?苏尔斯顿，因在器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖。Sydney Brenner2003
12、年，美国科学家彼得?阿格雷和罗德里克?麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。 2004年10月4日，瑞典卡罗林斯卡医学院决定，把2004年的诺贝尔生理学或医学奖授予两名美国科学家:现年58岁的理查德?阿克塞尔和现年57岁的琳达?巴克，以表彰两人在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中作出的贡献。2005年10月3日，瑞典卡罗林斯卡医学院在瑞典首都斯德哥尔摩举行新闻发布会，宣布将2005年诺贝尔生理学或医学奖授予澳大利亚科学家巴里?马歇尔和罗宾?沃伦，以表彰他们发现了导致胃炎和胃溃疡的细菌。第二章 细胞基本知识概要本章内容提要:第一节 细胞的基本概念第二节 非细胞形态的
13、生命体-病毒及其与细胞的关系第三节 原核细胞与古核细胞第四节 真核细胞基本知识概要第一节 细胞的基本概念一、细胞是生命活动的基本单位1、一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位；2、细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位3、细胞是有机体生长与发育的基础4、细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性5、没有细胞就没有完整的生命二、细胞的基本共性1.所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。2.所有的细胞都含有两种核酸:即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。3.作为蛋白质合成的机器核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内。4.所有细胞的
14、增殖都以一分为二的方式进行分裂。 第二节 非细胞形态的生命体 病毒及其与细胞的关系一、病毒与细胞在起源与进化中的关系 病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点:1.生物大分子病毒细胞 病毒2.生物大分子 细胞3.生物大分子细胞病毒 现在来说，第二种观点和第三种观点比较容易接受，而且第三种观点越来越有说服力。 认为病毒是细胞演化的产物的观点主要依据如下:彻底的寄生性；病毒核酸与哺乳动物细胞DNA某些片断的相似性；病毒可以看成是核酸与蛋白质形成的复合大分子。第三节 原核细胞与古核细胞一、Basic characteristics
15、of Prokaryotic cell 1. 遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA或RNA构成； 2. 细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜。二、原核细胞的主要代表1、支原体为什么说支原体是一个细胞（1）能在培养基上生长，具有典型的细胞膜；（2）具有环状的双螺旋DNA作为遗传信息量的载体；（3）mRNA与核糖体结合形成多聚核糖体，指导蛋白质的合成；（4）以一分为二的方式分裂繁殖。支原体是最小、最简单的细胞。2、细菌 1）、细菌的三种形态:球状、杆状和螺旋状 2)、细菌细胞的核区与基因组:细菌的核区实际主要由一个环状的DNA分子组成；现在也可以把细菌的环状DNA理解为细菌基因组。 3）、细菌细胞的表面结构:A. 细胞膜:主要功能是选择性的交换物质-吸收营养物质，排出代谢废物
