cell第1章绪论.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,韩琳娜,linnahan,1,第一章 绪论,2,一、细胞生物学及其在生命科学中的地位,（一）细胞生物学及其研究对象,细胞学,（Cytology）：从显微和亚显微层次研究细胞的结构与功能。,细胞生物学,（Cell Biology）：,研究细胞基本生命活动规律的科学,，在,显微水平、亚显微水平和分子水平,三个层次上研究细胞的结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传递，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等。,它的研究对象为,活的细胞,。,3,（三）研究内容,生物膜与细胞器的研究（3、4、5）,细胞骨架体系的研究（6）,细胞核、染色体以及基因表达的研究（7）,细胞增殖及其调控（8）,细胞分化及其调控（9）,细胞信号转导（10）,细胞的衰老与凋亡（11）,细胞的起源与进化（12）,6,细胞外膜,细胞膜模型,物质运输,细胞内膜,各种细胞器以及功能,蛋白质分选,细胞重要生命活动,细胞周期,细胞衰老与程序化死亡,主要内容,细胞质,细胞质基质,细胞骨架,细胞分化,细胞信号转导,7,（四）在生命科学中的地位,生命科学中的重要,分支学科,，也是,基础学科,。如形态学、解剖学、组织学、胚胎学、遗传学、生理学等的发展，均离不开细胞研究的基础。,从生命的结构层次看，细胞生物学位于分子生物学和个体生物学之间，与它们相互衔接、相互渗透，从这个意义上讲，是一门,承上启下,的学科。,8,细胞生物学研究的重大课题,9,二、细胞生物学发展简史,细胞生物学经历了四个主要发展阶段：,1）1665-1830s，细胞发现，显微生物学。,2）1830s-1930s，细胞学说，Cytology诞生。,3）1930s-1970s，电镜技术应用，Cytology发展为细胞生物学。,4）1970s以来，分子细胞生物学时代。,10,（一）细胞的发现,显微镜之于生物学，犹如望远镜之于天文学，细胞生物学的变革无不和显微技术的改进息息相关。,1590年J.和Z.Janssen父子制作第一台复式显微镜，放大倍数不超过10倍。,1610年Galileo Galilei用显微镜观察昆虫。,11,1665年,英国Robert Hooke,出版显微图谱。观察了软木，并首次用cells来描述“细胞”。,1680年A.van,Leeuwenhoek,当选为英国皇家学会会员。他观察过植物、原生动物、水、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌、唾液、血液、精液等。,Hooke之后的160多年里，对细胞的研究没有实质进展。,12,Robert Hooke,s“cells”,13,Robert Hookes microscope,14,Micrographia,15,Made by A.van Leeuwenhoek(1632-1723).,Magnification ranges at 50-275x.,16,1830s消色差显微镜出现，人们才对细胞的结构和功能有了新的认识。,1831年R.Brown在兰科植物表皮细胞内发现了细胞核。,1836年GG.Valentin在动物神经细胞中发现了细胞核与核仁。这些工作对于细胞学说的诞生具有重要意义。,17,（二）细胞学说,Cell Theory是19世纪的重大发现之一，其基本内容有三条：,有机体是由细胞构成的；,细胞是构成有机体的基本单位；,新细胞来源于已存在细胞的分裂。,18,1838年Schleiden发表“植物发生论”,，认为无论怎样复杂的植物都由细胞构成。,1839年，Schwann提出了“细胞学说”（Cell Theory),。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,年德国人,R.Virchow,提出“一切细胞来源于细胞”,；进一步完善了细胞学说。,19,通常认为,施莱登,（MJ.Schleiden）和,施旺,（T.Schwann）正式提出了细胞学说。,实际上它是19世纪许多科学家共同努力的结果。包括:BC.Dumortier、JB.de Lamark、CB.Milbel、H.Dutrochet、R.Brown、JE.Purkyne、R.Remak、R.,Virchow,等许多著名科学家。,20,Matthias Jacob,Schleiden,Theodar,Schwann,21,Jean-Baptiste de Lamark,Rudolf,Virchow,22,19世纪30年代后发现活细胞并不是空的而是充满粘稠的液体。,JE.,Purkinje,（1839）和von Mohl（1846）则将之称作原生质“protoplasm”。,23,（三）细胞超微结构研究,1931年德国人E.Ruska和M.Knoll发明透射电镜，人类视野进入超微领域。,1939年Siemens公司生产商品电镜。,1940-50s用电镜观察了各类细胞超微结构。并结合超速离心、电泳、无细胞体系等分析技术研究这些结构的功能。Cytology发展为Cell Biology。,24,（四）分子细胞生物学时代,1869年瑞士人F.Miescher 从脓细胞中分离出核酸，但未引起重视。,1944年O.Avery等通过细菌转化试验，1952年M.Chase等通过噬菌体标记感染实验肯定了核酸与遗传的关系。,25,1952年RE.Franklin拍摄到清晰的DNA晶体的X-衍射照片。1953年她认为DNA是一种对称结构，可能是螺旋。,26,1953年，JD.Watson 和FHC.Crick提出DNA双螺旋模型。与Wilkins分享1962 年诺贝尔生理学与医学奖。,27,1958 年Crick 提出分子遗传的“中心法则”。,1961-1964年Nirenberg 等破译遗传密码。,1972年DA.Jackson，RH.Symons和P.Berg创建DNA体外重组。,1973年SN.Cohen和HW.Boyer将外源基因拼接在质粒中，并在大肠杆菌中表达。,1990年，美国国会正式批准“人类基因组计划”（Human Genome Project）。,同年，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。,28,1996年7月5日，世界上第一只克隆羊“多利”在英国苏格兰卢斯林研究所的试验基地诞生。,Dolly,with her first born lamb,29,Leland H.Hartwell,R.Timothy(Tim)Hunt,Sir Paul M.Nurse,2001,年，美国人,LelandHartwell,、,英国人,Paul Nurse,、,TimothyHunt,因对,细胞周期调控机理,的研究而获诺贝尔生理医学奖。,30,2002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。,H.Robert Horvitz,John E.Sulston,31,2003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。,Peter Agre,Roderick MacKinnon,32,2004年，美国人Richard Axel和Linda B.Buck获诺贝尔生理与医学奖，他们发现,气味受体和嗅觉系统的组成,。,Richard Axel,Linda B.Buck,33,2005年Barry J.Marshall 和J.Robin Warren 获诺贝尔生理与医学奖，他们发现,幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡方面的作用,。,Barry J.Marshall,J.Robin Warren,34,2006年美国人Andrew Z.Fire和Craig C.Mello因对RNA干扰的研究而获诺贝尔生理与医学奖。,Andrew Z.Fire,Craig C.Mello,35,2007年美国的马里奥卡佩奇、奥利弗史密斯和英国的马丁伊文思因对基因打靶技术的研究而获诺贝尔生理学医学奖。,Mario R.Capecchi,Sir Martin J.Evans,Oliver Smithies,36,三、细胞生物学研究的实践意义,（一）医药方面,1、基础研究,了解细胞衰老、癌变、激素作用和病毒感染机理,溶酶体,有40种以上的疾病是由于溶酶体中缺乏某种酶而产生,癌基因、抑癌基因,是与细胞周期调控、信号转导有关的基因,37,2、医学实践,疾病的诊断、治疗,细胞培养 研究癌细胞、病毒及生产疫苗,染色体技术 遗传病及肿瘤诊断,细胞化学、原位杂交技术等 疾病诊断,组织工程 人工创造生物的活组织、器官，用以修复或置换人体已损坏或丧失功能的组织、器官。,38,3、药物方面,研制、开发和产业化发展迅速,生物反应器、含某种药物的转基因植物、用转基因动物作为人类异体移植的供体是一个颇具诱人前景的领域。,39,（二）药用植物方面,利用染色体核型分析等进行种质鉴定。,利用组织培养进行快繁、脱毒、原生质体融合和次生代谢物的合成。,40,（三）农业方面,抗逆性,1、基因工程应用于植物,转基因玉米、抗虫棉、转基因烟草,2、畜牧方面,转基因瘦型猪、高产奶的奶羊以及转基因羊、鱼、牛、巨鼠等逐渐进入实用阶段。,3、生物制剂,农药、兽药以及动、植物生长调节物等,41,一、推动产业革命，创造新的经济生长点二、推动医学革命，延长人类寿命三、推动绿色革命，解决食品危机,42,学习细胞生物学的注意点：,1、抽象思维与动态观点,2、结构与功能统一的观点,3、同一性和多样性的问题,43,分子细胞生物学 韩贻仁 科学出版社,2001,年,03,月,医学细胞与分子生物学 陈诗书 上海医科大学出版社,1999,年,01,月,细胞生物学 王德耀 上海科学技术出版社,1998,年出版,细胞生物学 翟中和等编 高等教育出版社,2000,年,8,月出版,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,年,05,月出版,细胞生物学,(,第二版,),汪堃仁 北京师范大学出版社,1998,年,11,月出版,细胞生物学实验,(,第二版,),杨汉民 高等教育出版社,1997,年,07,月出版,Molecular Cell Biology 4,th,Edition,Harvey,Lodish,et al.,1999,Cell and Molecular Biology 3,rd,Gerald Karp,2002,附录：细胞生物学参考书：,44,思考题:,1、细胞生物学的研究对象和基本内容是什么？有哪些研究层次？根据其研究内容，你认为细胞生物学在生命科学中所处的地位如何？,2、了解细胞生物学的发展历史有何意义？对你有何启示？,3、研究细胞生物学有何重要的实践意义？,45,I am very happy to be your course instructor,Lets work together to make this course a great experience in your life.,I am looking forward to having a wonderful semester with all of you,Hoping that you all enjoy the course,Thanks!,46,