绪论细胞.ppt

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1、细细 胞胞 生生 物物 学学西安交通大学医学院西安交通大学医学院遗传与分子生物学系遗传与分子生物学系胡晓岩胡晓岩82655190 第一章第一章.绪绪 论论 细胞生物学(cell biology)是研究细胞的组成、结构结构、功能及细胞间相互作用的科学。借助物理的和化学的手段(光镜、电镜、X-射线衍射、磁共振、膜片钳、电泳、质谱、PCR技术等)了解细胞的组成、结构(显微结构、细胞亚显微结构及分子结构)和功能，阐明生命代谢的规律。一.细胞生物学的研究内容:以细胞为研究对象，着眼于完整细胞的生命活动，从分子、细胞器、细胞和细胞社会等不同水平，以动态的和系统的观点来探索和阐述细胞这一生命的基本单位所具有

2、的生理特征，为进一步揭示病理发生的过程奠定基础。传统的细胞生物学研究涉及以下领域:.细胞核、染色体及细胞核、染色体及细胞核、染色体及细胞核、染色体及 基因表达基因表达基因表达基因表达 .细胞膜与细胞器细胞膜与细胞器细胞膜与细胞器细胞膜与细胞器 .细胞骨架细胞骨架细胞骨架细胞骨架 .细胞增殖及其调控细胞增殖及其调控细胞增殖及其调控细胞增殖及其调控 .细胞分化及其调控细胞分化及其调控细胞分化及其调控细胞分化及其调控 .细胞衰老与凋亡细胞衰老与凋亡细胞衰老与凋亡细胞衰老与凋亡 .细胞起源与进化细胞起源与进化细胞起源与进化细胞起源与进化 .细胞工程细胞工程细胞工程细胞工程 细胞生物学的发展与分子生物学

3、细胞生物学的发展与分子生物学(molecular molecular biologybiology)、蛋白组学、蛋白组学(proteomicsproteomics)、发育生物学、发育生物学(developmental biologydevelopmental biology)及遗传学及遗传学(geneticsgenetics)密不可密不可分，衍生出一些分支学科分，衍生出一些分支学科:细胞遗传学细胞遗传学(cytogeneticscytogenetics)、细胞生理学细胞生理学(cytophysiologycytophysiology)、细胞社会学细胞社会学(cytosociologycytos

4、ociology)、膜生物学膜生物学(membrane biologymembrane biology)及及染染色体生物学色体生物学(chromosome biologychromosome biology)等。等。近来，细胞生物学的研究更集中于近来，细胞生物学的研究更集中于基因表达后的生基因表达后的生物大分子的修饰、改造、细胞成分的组装和细胞内外信物大分子的修饰、改造、细胞成分的组装和细胞内外信息的整合、分析和传递，如息的整合、分析和传递，如细胞周期调控、细胞增殖与细胞周期调控、细胞增殖与细胞分化的规律、染色体的结构和功能、细胞骨架和核细胞分化的规律、染色体的结构和功能、细胞骨架和核基质对核

5、酸代谢的调控、包内蛋白质的分选和运输、细基质对核酸代谢的调控、包内蛋白质的分选和运输、细胞因子与细胞功能的关系、细胞外基质和细胞间信号联胞因子与细胞功能的关系、细胞外基质和细胞间信号联系、细胞结构体系的组装与去组装、细胞信号转导、细系、细胞结构体系的组装与去组装、细胞信号转导、细胞迁移、干细胞特征、细胞社会学、细胞与组织工程、胞迁移、干细胞特征、细胞社会学、细胞与组织工程、细胞的衰老和死亡、受精与生殖细胞的衰老和死亡、受精与生殖等领域。等领域。二.细胞生物学是医学科学的重要基础:生命统一于细胞，细胞是生命的基础生命统一于细胞，细胞是生命的基础生命统一于细胞，细胞是生命的基础生命统一于细胞，细胞

6、是生命的基础。细胞既是组成人体的基本结构单位和功能单位，又细胞既是组成人体的基本结构单位和功能单位，又细胞既是组成人体的基本结构单位和功能单位，又细胞既是组成人体的基本结构单位和功能单位，又是病理发生的基本单位。是病理发生的基本单位。是病理发生的基本单位。是病理发生的基本单位。后基因组计划中基因功能的分析、代谢调控机制的后基因组计划中基因功能的分析、代谢调控机制的研究已在细胞水平上展开。细胞生物学在分子和整体之研究已在细胞水平上展开。细胞生物学在分子和整体之间、在形态和功能之间架起了桥梁，间、在形态和功能之间架起了桥梁，细胞生物学方面的细胞生物学方面的细胞生物学方面的细胞生物学方面的每一项研究

7、进展都促进着基础医学和临床医学的发展。每一项研究进展都促进着基础医学和临床医学的发展。每一项研究进展都促进着基础医学和临床医学的发展。每一项研究进展都促进着基础医学和临床医学的发展。例如例如例如例如:1.1.细胞信号转导细胞信号转导细胞信号转导细胞信号转导:偶联偶联偶联偶联G-G-蛋白受体蛋白受体蛋白受体蛋白受体/信号传递信号传递信号传递信号传递 2.2.细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡:细胞周期调控细胞周期调控细胞周期调控细胞周期调控/促凋亡基因促凋亡基因促凋亡基因促凋亡基因/抑制凋亡基因抑制凋亡基因抑制凋亡基因抑制凋亡基因 3.3.衰老衰老衰老衰老:端粒端粒端粒端粒/自由基自由基自由基自由

8、基/细胞周期调控细胞周期调控细胞周期调控细胞周期调控 4.4.肿瘤发生肿瘤发生肿瘤发生肿瘤发生:细胞培养特征细胞培养特征细胞培养特征细胞培养特征/细胞周期调控细胞周期调控细胞周期调控细胞周期调控/癌基因癌基因癌基因癌基因/抑癌基因等抑癌基因等抑癌基因等抑癌基因等 5.5.心脑血管疾病心脑血管疾病心脑血管疾病心脑血管疾病:细胞脂代谢障碍细胞脂代谢障碍细胞脂代谢障碍细胞脂代谢障碍/通道蛋白功能异常通道蛋白功能异常通道蛋白功能异常通道蛋白功能异常 6.6.遗传病遗传病遗传病遗传病:染色体病染色体病染色体病染色体病/多基因病多基因病多基因病多基因病/单基因病单基因病单基因病单基因病 7.7.单克隆抗体

9、技术单克隆抗体技术单克隆抗体技术单克隆抗体技术:8.8.基因治疗基因治疗基因治疗基因治疗:9 9.干细胞研究干细胞研究干细胞研究干细胞研究:三.细胞生物学发展史及现状:1.1.显微镜的发明显微镜的发明显微镜的发明显微镜的发明:16651665年年年年Robert HookRobert Hook2.2.细胞学说的建立细胞学说的建立细胞学说的建立细胞学说的建立:1838-18391838-1839年年年年M.SchleidenM.Schleiden 和和和和T.SchwannT.Schwann提出了提出了提出了提出了“细胞学说细胞学说细胞学说细胞学说”3.3.细胞学的经典时期细胞学的经典时期细胞学

10、的经典时期细胞学的经典时期(19(19世纪中叶到世纪中叶到世纪中叶到世纪中叶到2020世纪初世纪初世纪初世纪初):):18821882年年年年W.FlemmingW.Flemming发现了无丝分裂和有丝分裂发现了无丝分裂和有丝分裂发现了无丝分裂和有丝分裂发现了无丝分裂和有丝分裂/1888-19051888-1905年年年年T.BoveriT.Boveri和和和和J.FarmerJ.Farmer发现了减数分裂发现了减数分裂发现了减数分裂发现了减数分裂/18981898年线粒体和高尔基年线粒体和高尔基年线粒体和高尔基年线粒体和高尔基复合体被发现复合体被发现复合体被发现复合体被发现4.4.实验细胞学

11、阶段实验细胞学阶段实验细胞学阶段实验细胞学阶段(20(20世纪初到世纪初到世纪初到世纪初到2020世纪中叶世纪中叶世纪中叶世纪中叶):):19021902年年年年T.BoveriT.Boveri和和和和W.SuttanW.Suttan提出了提出了提出了提出了“染色体遗传理论染色体遗传理论染色体遗传理论染色体遗传理论”5.5.细胞学的超微结构年代细胞学的超微结构年代细胞学的超微结构年代细胞学的超微结构年代:19331933年第一台电子显微镜诞生年第一台电子显微镜诞生年第一台电子显微镜诞生年第一台电子显微镜诞生6.6.细胞分子生物学时代细胞分子生物学时代细胞分子生物学时代细胞分子生物学时代:194

12、41944年年年年AveryAvery设计的设计的设计的设计的“肺炎双球菌的肺炎双球菌的肺炎双球菌的肺炎双球菌的转化实验转化实验转化实验转化实验”证明了遗传物质是核酸证明了遗传物质是核酸证明了遗传物质是核酸证明了遗传物质是核酸/19531953年年年年WatsonWatson和和和和CrickCrick提提提提出出出出“DNADNA超螺旋结构模型超螺旋结构模型超螺旋结构模型超螺旋结构模型”/细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡/细胞分化细胞分化细胞分化细胞分化/细胞信号转导细胞信号转导细胞信号转导细胞信号转导/肿瘤肿瘤肿瘤肿瘤/干细胞干细胞干细胞干细胞 观察描述 分析综合 理论概括四四.生命的基本

13、特征生命的基本特征:1.1.生物大分子生物大分子生物大分子生物大分子(蛋白质、核酸、多糖蛋白质、核酸、多糖蛋白质、核酸、多糖蛋白质、核酸、多糖)是生命的物质基础；是生命的物质基础；是生命的物质基础；是生命的物质基础；2.2.生命的基本结构单位和功能单位是细胞；生命的基本结构单位和功能单位是细胞；生命的基本结构单位和功能单位是细胞；生命的基本结构单位和功能单位是细胞；3.3.生命的运动以新陈代谢的方式体现出来；生命的运动以新陈代谢的方式体现出来；生命的运动以新陈代谢的方式体现出来；生命的运动以新陈代谢的方式体现出来；4.4.生命通过繁殖、遗传、变异、生长和发育得以延续；生命通过繁殖、遗传、变异、

14、生长和发育得以延续；生命通过繁殖、遗传、变异、生长和发育得以延续；生命通过繁殖、遗传、变异、生长和发育得以延续；5.5.生命与环境的统一促进物种进化。生命与环境的统一促进物种进化。生命与环境的统一促进物种进化。生命与环境的统一促进物种进化。五五五五.生命起源与分子进化生命起源与分子进化生命起源与分子进化生命起源与分子进化:地球形成地球形成地球形成地球形成 细胞形成细胞形成细胞形成细胞形成 真核生物形成真核生物形成真核生物形成真核生物形成 多细胞生物多细胞生物多细胞生物多细胞生物 现在现在现在现在(46(46亿年前亿年前亿年前亿年前)(40)(40亿年前亿年前亿年前亿年前)(30)(30亿年前亿年前亿年前亿年前)(20)(20亿年前亿年前亿年前亿年前)