细胞生物学1绪论

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1、细胞生物学 Cell Biology,岳兴建 S,理论课54学时（14周） 实验课24学时 1细胞荧光化学 2线粒体和液泡系的超活染色与观察 3叶绿体的分离与荧光观察 4植物细胞骨架的光学显微观察 5小鼠腹腔巨噬细胞吞噬现象的观察 6植物高频率中期细胞同步化分裂的诱导（开放性实验9课时）,教材,内容丰富但混乱，层次不清晰,细胞概要2 研究方法3 细胞组成 细胞生命活动及规律,细胞信号转导8 细胞增殖12 细胞分化与基因表达调控14 细胞衰老、凋亡13 细胞联系：细胞连接、黏着、胞外基质15,细胞质膜4及其功能5 细胞器6,7,9,11 细胞核及染色体10,线粒体和叶绿体6 细胞基质 内质网 高

2、尔基体 溶酶体 过氧化物酶体 核糖体11 细胞骨架9,7,绪论:研究内容、历史和现状1,第一章 绪论,1. 细胞生物学研究的内容和现状 2 .细胞学与细胞生物学发展简史 3 .学习细胞生物学方法,1.细胞生物学研究的内容和现状,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特点与趋势、重点领域 四、细胞重大生命活动,1、细胞学Cytology,光学显微镜下对细胞形态结构、功能、生活史观察，描述,2、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、功能及生活史以及各种生命活动规律,繁殖、生长、发育、分化 代谢 免疫 运动 联络

3、 衰老、死亡 遗传变异、进化,3、基础学科发展规划生命科学四大基础学科,细胞生物学 分子生物学 神经生物学 生态学,细胞结构与功能、细胞重要生命活动,细胞核、染色体以及基因表达的研究 生物膜与细胞器的研究 细胞骨架体系的研究 细胞增殖及其调控 细胞分化及其调控 细胞的衰老与凋亡 细胞的起源与进化 细胞工程,细胞生物学发展特点及趋势,总的发展特点：静态分析活细胞的动态综合研究 趋势： 以研究结构为主细胞生命活动 细胞基因与蛋白基因组+蛋白质组+生命活动的协调作用 信号转导途径序号调控网络 研究方法：静态动态 研究方法：in vitroin vivo 研究方法：多学科渗透（数学、物理、化学、计算机

4、科学、计算生物学、纳米材料及技术）,重点领域：,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 细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控 细胞信号转导的研究 细胞结构体系的装配,美国科学情报研究所（ISI）-SCI（Science Citation Index）收录及引用论文检索，全世界自然科学研究中论文发表最集中的三个领域：,细胞信号转导（signal transduction） 细胞凋亡（cell apoptosis） 基因组与后基因组学研究（genome and post-genomic analysis）,美国国立卫生研究院(NIH)-1988年底-什麽是当今科研领域的热门

5、话题？(“What is popular in research today？”)-目前全球研究最热门：,三种疾病： 癌症（cancer） 心血管病（cardiovascular diseases） 爱滋病和肝炎等传染病（infectious diseases：AIDS，hepatitis）,五大研究方向： 细胞周期调控（cell cycle control）； 细胞凋亡（ cell apoptosis）； 细胞衰老（cellular senescence）； 信号转导（signal transduction）； DNA的损伤与修复（DNA damage and repair）,细胞重大生命活

6、动,2.细胞学与细胞生物学发展简史,一、显微镜的发明、发展与细胞的发现166516741800s初 二、细胞学说的建立及其意义18381866 三、细胞学的经典时期18401900(19世纪最后25年) 四、实验细胞学与细胞学的分支及其发展18761950 五、细胞生物学学科的形成与发展 after 1950s 六、细胞生物学的主要学术组织、学术刊物与教科书,1、1590年，荷兰眼镜制造商(眼鏡工匠)H和Z. Janssen (Hans Janssen and his son Zacharias Janssen )父子制作了第一台复式显微镜(3X-9X ) 當他們嘗試把數個鏡片安置在一筒子上，

7、發現透過鏡片所見到的物件被放大。他們因此發明了最原始的望遠鏡及顯微鏡。,显微镜的发明、发展与细胞的发现,2、1665，英Robert Hook显微制图(1665年1月出版，每本定价为昂贵的30先令, 58幅图画 )首次描述植物细胞(木栓)，命名为cella,3、1680年，荷兰A.van Leeuwen-hoek成为皇家学会会员 1699年，巴黎科学院通讯院士 （1671年39岁才开始科学活动）,第一个看到活细胞的人 原生动物、人类精子、鲑鱼红细胞、牙垢中的细菌,Leeuwenhoek制作了247台显微镜(现存9)和550个透镜,Made by A.van Leeuwenhoek (1632-

8、1723) Magnification ranges at 50-275x,4、Large Student Microscope made by Charles Chevalier 1840,5、现代光学显微镜,6、电子显微镜,1932年，德-M.Knoll和E.A.F.Ruska发明电镜 1940年，美、德制造出分辨力为0.2nm的商品电镜,1、Matthias Jacob Schleiden（18041881)，德国植物学教授 1838 年，植物发生论 (Beitrge zur Phytogenesis) 无论怎样复杂的植物都由形形色色的细胞构成,细胞学说的建立及其意义,2、 Theodo

9、r Schwann（18101882)，德国解剖学教授,研究Schleiden细胞形成学说，1838年提出“细胞学说” （Cell Theory)术语 1939年发表“关于动植物结构和生长一致性的显微研究”,Schwann提出,a. 有机体是由细胞构成的 b. 细胞是构成有机体的基本单位,3、 1858 德国-R. Virchow,“一切细胞来源于细胞”（omnis cellulae cellula） 进一步完善细胞学说,“细胞学说”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

10、整体的生命有所助益 新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生,恩格斯,19世纪的三大发现之一，大大推动了人类对整个自然界的认识，促进自然科学、哲学进步 对生物学科发展的推动作用：有机生命的自然产物的研究-比较解剖、生理、胚胎学-获得了巩固的基础,三、细胞学的经典时期细胞学的发展阶段 侧重于细胞整体水平的形态、生理变化的研究,1、原生质理论的提出 1839年，捷克人J. E. Pukinye protoplasm描述细胞物质 “Protoplast”为神学用语，指人类始祖亚当,2、细胞分裂的研究,1841，Remak发现鸡血细胞无丝分裂 1879，德国人W. Flemming观察了蝾螈细胞的有丝分裂，于

11、1882年提出了mitosis 1882，德国人E.Strasburger 在植物细胞中发现有丝分裂 1883年，比利时人E. van Beneden -马蛔虫Ascaris megalocephala减数分裂 1886，德国人E.Strasburger 在植物细胞中发现减数分裂,3、重要细胞器的发现,1883，德国Van beneden, Boveri,中心体 1894，Altmann:线粒体 Golgi: golgi body,4、细胞学学科建立,1892，德Hertiwig组织与细胞 1896， Wilson:发育和遗传中的细胞，绘制了具有代表意义的细胞模式图,四、实验细胞学与细胞学的分

12、支及其发展,细胞遗传学的发展 细胞生理学的研究 细胞化学、细胞生物化学的发展,五、细胞生物学学科的形成与发展,1、电子显微镜对细胞研究的兴起 1932年，德-M.Knoll和E.A.F.Ruska发明电镜 1950s，超薄切片技术，观察到细胞超微结构 进入细胞生物学阶段，侧重于超微结构的研究,2、现代细胞生物学与分子生物学的兴起,1970s，超高压电镜细胞骨架 1973，美S. Cohen和H.Boyer将外源基因拼接在质粒中，在E. coli 中表达，揭开基因工程的序幕 1983，美K.B.Mullis 发明PCR仪 1990 ，美国国会正式批准的“人类基因组计划”（Human Genome

13、 Project）,1990年9月，美国第一例人体基因治疗的临床试验 腺苷脱氨酶（ADA）基因缺陷症,1991年，复旦大学的薛京伦教授研究小组进行了我国第一例基因治疗临床试验 ：血友病B,1996.7.5. 第一只克隆羊“多利”在英国苏格兰卢斯林研究所的试验基地诞生,2001年，美Leland Hartwell、英Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控机理的研究而获诺贝尔生理医学奖,Leland H. Hartwell R. Timothy (Tim) Hunt Sir Paul M. Nurse,2002，英悉尼布雷诺尔、美罗伯特霍维茨和英约翰苏尔斯顿 器官发育的遗传

14、调控和细胞程序性死亡,Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston,2003，美彼得阿格雷和罗德里克麦金农 细胞膜水通道，离子通道结构和机理,Peter Agre Roderick MacKinnon,2003.12, “人类蛋白质组计划”实施,2004, 理查德阿克塞尔、琳达巴克在人类嗅觉研究中贡献突出,2005,澳大利亚：巴里马歇尔和罗宾沃伦，导致胃炎和胃溃疡的细菌,2006 Chemistry （美国-罗杰科恩伯格） 真核生物转录的分子基础 M&P （美国-安德鲁法尔和克雷格梅洛） RNA干扰双链RNA干扰引起的基因沉默机制,M&P “

15、在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现” 。导致 “基因打靶”的强大技术,美国-马里奥 卡佩奇、奥利弗 史密西斯、 英国-马丁 埃文斯,2009 M&P 染色体端粒酶telomerase Chemistry 核糖体的机构和功能,美国 伊丽莎白.布兰克波恩(Elizabeth H. Blackburn) 卡罗尔.格雷德(Carol W. Greider) 杰克.绍斯塔克(Jack W. Szostak) 人类衰老之谜,英国-万卡特拉曼莱马克里斯南 美国-托马斯施泰茨 以色列-阿达约纳特,2010，英国-罗伯特爱德华兹 体外受精技术,特点：,主要发展方向为细胞的分子生物学 从分子水平上探索细胞的生命活动规律,细胞生物学参考书,1.分子细胞生物学（3版），韩贻仁，高教出版社，2007 2.医学细胞与分子生物学(第二版)，陈诗书，上海医科大学出版社，2004 3. 细胞生物学，汪德耀，上海科学技术出版社，1998 4. 细胞生物学，翟中和等编 高等教育出版社，2007 5. 细胞生物学(第二版)， 汪堃仁，北京师范大学出版社1998 6.细胞生物学，王金发，科学出版社，2003.8 7. 细胞生物学研究方法与技术(第二版)，刘鼎新，北医、协和医大联合出版社，1997 8.章静波，组织和细胞培养技术，人卫社，2002 9. Molecular Biology of