1-细胞生物学概述.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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,*,*,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,第一章 细胞生物学概述,陈立梅,本章内容提要,第一节 细胞与细胞生物学,第二节 细胞生物学发展简史,第三节 细胞生物学与医学的关系,第四节 细胞生物学学习方法,第一节 细胞与细胞生物学,细胞生物学研究细胞的结构、功能和生活史。分三个层次：,1,）显微水平，光学显微镜下可见的结构。,2,）超微水平，电子显微镜下可见的结构。,3,）分子水平，细胞结构的分子组成，及其在生命活动中的作用。,基本生命活动规律：,生长、发育、分化、繁殖、运动、遗传、变异、衰老和死亡。,分子生物学,(,molecular biology,),医学细胞生物学,(,medical cell biology,),细胞的发现至今已有,300,多年的历史。,细胞生物学（,Cytobiology,）由细胞学（,Cytology,）发展而来。,是当代生物技术的支撑学科。发展迅速，期刊数量最多，,SCI,源期刊中细胞生物学的平均影响影子为,4.1,。,是生物、农学、医学等专业的一门必修课程。,第二节 细胞生物学发展简史,细胞生物学经历了以下发展阶段：,1,）细胞生物学萌芽阶段,2,）细胞学说的建立。,3,）经典细胞生物学阶段。,4,）实验细胞生物学阶段。,5,）细胞生物学形成。,一、细胞学说的建立,细胞生物学的变革和显微技术的改进息息相关。,1590,年,J.,和,Z.Janssen,制作第一台复式显微镜。,1610,年,Galileo Galilei,用显微镜观察昆虫。,1665,年英国人,Robert Hooke,出版,显微图谱,。观察了软木，并首次用,cells,来描述“细胞”。,Made by A.van Leeuwenhoek(1632-1723).,Magnification ranges at 50-275x.,细胞学说,（,cell theory,）,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。,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。,但他也采用了,Schleiden,的细胞形成理论。,1858,德国人,R.Virchow,提出一切细胞源于细胞的著名论断；进一步完善了细胞学说。,Matthias Jacob Schleiden,Theodar Schwann,Rudolf Virchow,二、经典细胞生物学阶段,19,世纪中叶到,20,世纪初期是细胞学的经典时期，这一时期的细胞生物学研究重点是应用固定和染色技术，在光学显微镜下观察细胞的形态结构和细胞的分裂活动。,原生质,(protoplasm),学说,无丝分裂,(amitosis,有丝分裂（,mitosis,）,减数分裂（,meiosis,）,中心体,(centrosome),线粒体,(mitochondria),高尔基复合体,(Golgi complex),三、,实验细胞生物学阶段,20,世纪初期到,20,世纪中叶为实验细胞学阶段，这一阶段的细胞学研究不再只着重于形态结构的观察，而且采用了多种实验手段进行功能的研究；这一阶段，细胞学还与相邻学科相互渗透形成了一些重要的分支学科。,染色体遗传理论和遗传的染色体学说,基因,(,gene,),基因学说,Feulgen,染色法,RNA,的,Unna,染色技术,Casperson,采用紫外显微分光光度法检测细胞中的,DNA,含量,细胞遗传学,(,cytogenetics,),细胞生理学,(,cytophysiologics,),细胞化学,(,cytochemistry,),四、细胞生物学形成阶段,自,20,世纪,50,年代开始，人们逐步开展了分子水平探讨细胞的各种生命活动的研究工作。这方面的研究成果对细胞生物学的形成和发展起到了巨大的推动作用。,电子显微镜,分子生物学,1952,年,Franklin,拍摄到清晰的,DNA,晶体,X-,衍射照片。,1953,年她认为,DNA,是一种对称结构，可能是螺旋。,1953,年，,Watson,和,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,。,1983,年，,Mullis,发明,PCR,仪，于,1993,年获诺贝尔化学奖,。,1990,年，美国国会正式批准的“人类基因组计划”（,Human Genome Project,）。,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。,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。,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,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。,Leland H.Hartwell,R.Timothy(Tim)Hunt,Sir Paul M.Nurse,2002,年，英国人布雷诺尔、美国人霍维茨和英国人苏尔斯顿，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 Brenner,H.Robert Horvitz,John E.Sulston,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,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,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,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,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,第三节 细胞生物学与医学的关系,一、细胞生物学与基础医学,二、细胞生物学与临床医学,(,一,),疾病发生的细胞学基础,1.,细胞结构改变,2.,细胞分化异常,3.,细胞凋亡异常,(,二,),细胞生物学与疾病的诊治,1.,细胞工程,2.,细胞治疗,3.,组织工程,第四节 细胞生物学学习方法,一、认识细胞生物学课程的重要性,二、了解生物科学与哲学和其它自然科学的关系,三、掌握学科的基本逻辑,四、将学过的知识关联起来,五、了解学科的过去、现在和未来,对未来的展望,人类在一万年前进入农业经济，,18,世纪,60,进入工业经济，,20,世纪,50,年代迎来信息时代。据估计这一经济形态的“寿命”为,7580,年，到本世纪,20,年代人类将迎接下一个经济时代，即生物经济时代的到来。它有以下特点：,一、推动产业革命，创造新的经济生长点,生物产业的比重将逐步提高。,目前药品中有,15%,基于生物技术，这一数字据估计到,2010,年会增加到,40%,。,生物芯片已广泛应用于科研、医疗、农业、食品、环境保护、司法鉴定等领域。,转基因动植物的市场前景广阔，,2004,年全球转基因作物的种植面积已经达到,8100,万公顷。,二、推动医学革命，延长人类寿命,20,世纪抗生素和疫苗的应用、医疗技术的提高使人类平均寿命从,20,世纪初的,40,几岁在世纪末达到,70,多岁。但是心血管病、癌症和各类遗传病或遗传相关的疾病仍然是威胁人类健康的主凶。,21,世纪生物技术将推动新一轮医学革命，从疾病预防、疾病诊断、药物研制、基因治疗、组织工程、器官移植、抗衰老等方面，延长人类寿命。,三、推动绿色革命，解决食品危机。,20,世纪,60,年代以来，杂交高产作物的广泛应用，引起第一次绿色革命。,二十一世纪转基因动植物、组织培养、胚胎移植、动物克隆等一系列新技术将再一次改变农业的面貌，创造新品种、生产人类所急需的粮食、药物和工业用品，推动第二次绿色革命。,四、创造新品种，改善生态环境,植物抗旱、抗寒、抗盐基因的发现与应用，将有可能彻底改变,10,亿亩干旱地区的生态环境，使,5,亿亩不毛之地、盐碱地变为良田。,用于废气、废水、废渣处理的基因工程极端微生物的应用，可降解生物塑料产品的产业化推广，解决工业排放、白色垃圾等环保难题，有效改善生态环境。,五、发展绿色能源，解决能源危机,煤、石油等化石能源的枯竭指日可待，替代能源的开发涉及国家安全。,全球生物质能的储量为,18000,亿吨，相当于,640,亿吨石油。开发生物乙醇、生物柴油、生物发电、生物氢等，已经纳入许多国家的能源战略规划。,植物光合作用机理研究取得重大突破，人工光解水产生的氢气将成为继化石燃料之后主要的能源。,六、生物安全关系到国家安全,生物技术是一柄双刃剑。,转基因动植物可能对野生资源造成破坏。,生物工程武器将改变战争的方式与后果。,生物恐怖的防范必须重视。,外来入侵物种的危害日趋严重。,七、冲击传统伦理观念,安乐死,器官移植,人工授精,脑死亡采用呼吸器和人工喂饲,转基因动植物,动物克隆,胚胎干细胞、组织工程,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,(,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,细胞生物学实验,(,第二版,),杨汉民 高等教育出版社,1997,年,07,月出版,Molecular Biology of the Cell 4,th,Edition,Bruce,Alberts,et al.,2002,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：,