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1、细胞生物学第一章第一章 绪论绪论 细胞生物学研究的内容和现状细胞生物学研究的内容和现状 细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 细胞生物学的主要研究内容 当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域 细胞重大生命活动的相互关系 细胞学与细胞生物学发展简史细胞学与细胞生物学发展简史 细胞的发现 细胞学说的建立其意义 细胞学的经典时期 实验细胞学与细胞学的分支及其发展 细胞生物学学科的形成与发展 细胞生物学的主要学术组织、学术刊物与教科书细胞生物学细胞生物学 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、功能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
2、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。主要内容主要内容 细胞结构与功能、细胞重要生命活动细胞结构与功能、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 细胞工程细胞核、染色体以及基因表达的研究l细胞核是遗传物质DNA贮存的场所，也是mRNA、rRNA、tRNA 转录的场所。l染色体是
3、遗传物质的载体。l基因表达是现代生物学研究的重点内容之一。生物膜与细胞器的研究l细胞膜 磷脂双分子层与膜蛋白的相互关系。l细胞器 内膜系统 细胞骨架体系的研究l细胞质骨架 维持细胞形态、保持细胞内合理布局、大分子运输、细胞器运动、细胞信息传递、基因表达l细胞核骨架 核基质、核纤层、核孔复合体细胞增殖及其调控l细胞增殖是个体生长的基础l恶性增殖细胞分化及其调控l细胞分化是发育的基础l细胞的全能性细胞的衰老与凋亡l是研究动植物寿命的基础l细胞衰老、死亡是自然规律细胞的起源与进化l35亿年前出现原始细胞细胞工程l细胞改造，尤其是遗传物质改造l单克隆抗体l克隆技术总趋势总趋势 细胞生物学与分子生物学(
4、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。重点领域重点领域 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 细胞结构体系的组装 美国科学情报研究所（ISI）1997年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分别是：细胞信号转导细胞信号转导（signal transduction）；细胞凋亡细胞凋亡（cell apoptosis）；基因组与后基因组学研究基因组与后基因组学研究（genome and post-genomic a
5、nalysis）。美国国立卫生研究院（NIH）在1988年底发表的一份题为什麽是当今科研领域的热门话题？（“What is popular in research today？”）的调查报告中指出，目前全球研究最热门的是三种疾病三种疾病： 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
6、（signal transduction）；DNA的损伤与修复（DNA damage and repair）细胞的发现Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723).Magnification ranges at 50-275x.细胞学说的建立及意义细胞学说的建立及意义“细胞学说细胞学说”的基本内容的基本内容cell theorycell theory 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； 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； 新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。细
7、胞学的经典时期l原生质理论的提出原生质理论的提出l1840年普金耶（Pukinje）和1846年冯.莫尔（Von Mlhl）首次将动物、植物细胞的内含物称为“原生质”（protoplasm）l1861年舒尔策（Max Schultze）提出原生质理论l1880年Hanstein提出“原生质体”概念（protoplast）l细胞分裂的研究细胞分裂的研究l直接分裂直接分裂l1841年，Remak发现鸡胚血细胞直接分裂。l有丝分裂有丝分裂lW. Fleming于1882年首次发现于动物，E. Strasburger（1880）年发现于植物。l减数分裂减数分裂l1883年发现于动物，1886年发现于植
8、物。l重要细胞器的发现重要细胞器的发现l中心体l线粒体l高尔基体实验细胞学与细胞学的分支及其发展l实验细胞学实验细胞学l1892年，Hertwig在细胞和组织一书中，提出生物学的基础在于研究细胞的特性、结构和机能，并且在细胞的基础上对所有生物学现象作一般性综合，使细胞学作为一个独立分支。l他采用实验方法研究海胆和蛔虫卵发育中的核质关系，创立了实验细胞学。l细胞遗传学细胞遗传学l从细胞学角度，特别是从染色体的结构和功能，以及染色体和其它细胞器的关系来研究遗传现象，阐明遗传和变异的机制。l核心是染色体-基因学说（摩尔根）。证明基因是决定遗传性状的基本单位，而且是线性排列在染色体上的。l细胞生理学细
9、胞生理学l 主要是研究细胞对周围环境的反应，细胞生长与繁殖的机制，细胞从环境中摄取营养的能力，机体代谢功能与其复制方法，细胞兴奋性、收缩性、分泌和细胞活动的其它机制，生物膜的主动运输和能量传递与生物电等。l细胞化学细胞化学l 早期的研究是脱离细胞的形态结构而进行的。l 近年来，由于流式分光光度检测、分子原位杂交、免疫检测、激光共聚焦扫描等技术的发展，可以在实体细胞中对细胞组分（尤其是核酸和蛋白质）进行定性、定位、定量。细胞生物学学科的形成与发展l20世纪50年代，电子显微镜和超薄切片技术相结合，使细胞超微结构得到认识。l50-60年代，生物化学与细胞学相互渗透结合。l70年代，分子生物学技术引
10、入细胞学。学术组织、学术期刊与教科书l细胞生物学国际联盟，细胞生物学国际联盟，1976年年l中国细胞生物学学会，中国细胞生物学学会，1980年年lCell（IF 33.116，第，第16位）位）, Science（IF 31.477，第，第17位）位）, Nature（ IF 42.351，第，第5位）位）lCA: A Cancer Journal for Clinicians（IF 162.500，第，第1位）位）l翟中和主编，翟中和主编，细胞生物学细胞生物学学习细胞生物学的注意点学习细胞生物学的注意点l抽象思维与动态观点l结构与功能统一的观点l同一性(unity)和多样性(diversity)的问题l细胞生物学的主要内容： 基本概念与实验证据；细胞器的动态特征； 化学能的产生与利用；细胞的活动及其调控等l实验科学与实验技术细胞真知源于实验室
