第1页：细胞生物学教程封面
细胞生物学教程CELL BIOLOGY COURSE
第2页：第一章 细胞生物学简史
第一章细胞生物学简史HISTORY AND PERSPECTIVE
第3页：本章内容提要
本章内容提要
- 第一节发展历史
- 一、细胞的发现
- 二、细胞学说
- 三、细胞超微结构研究
- 四、分子细胞生物学
- 第二节细胞生物学研究的内容与现状
- 附录细胞生物学参考书
第4页：细胞生物学研究的三个层次
细胞生物学的研究内容分三个层次：
- 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。第一节发展历史
第5页：细胞生物学的四个发展阶段
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。
第6页：一、细胞的发现
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。
第7页：Hooke与Leeuwenhoek的观察
- 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”。
- 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、精液等等。
- Hooke之后的160多年里，对细胞的研究没有实质进展。
第8页：Robert Hooke与cell的由来
Robert Hooke and his “cells”
第9页：Hooke的显微镜与软木切片
Robert Hooke’s microscopeMicroscope used by Robert Hooke. Hooke`s drawing of a thin slice of cork, showing the honey-comb-like network of “cells”
第10页：《显微图谱》书影
Micrographia
第11页：Leeuwenhoek的显微镜
Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723).Magnification ranges at 50-275x
第12页：消色差显微镜与细胞核的发现
- 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。
原文「1931年R. Brown」「1936年GG. Valentin」的年份与细胞学说创立时间不符，按通行记载修正为1831年与1836年。
第13页：二、细胞学说
二、细胞学说
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。
第14页：细胞学说的三条基本内容
- CellTheory是19世纪的重大发现之一，其基本内容有三条：
- ①有机体是由细胞构成的；
- ②细胞是构成有机体的基本单位；
- ③新细胞来源于已存在细胞的分裂。
第15页：Schleiden与Schwann的学说
- 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。但他以free-cellformation理论来解释细胞形成。
- Schwann提出了“细胞学说”（CellTheory)；1839年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显微研究”。
原文「1939年发表《关于动植物结构和生长一致性的显微研究》」与Schwann提出细胞学说的时间不符，按通行记载修正为1839年。
第16页：施莱登与施旺肖像
Matthias Jacob SchleidenTheodar Schwann
第17页：细胞学说的发展与完善
- 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。
- 但他也采用了的Schleiden细胞形成理论。
- 1855德国人R.Virchow提出“一切细胞来源于细胞”（omniscellulaecellula）的著名论断；进一步完善了细胞学说。
第18页：原生质概念的提出
- 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。
- F. Dujardin（1835）将之称为“sarcode”；
- JE. Purkinje（1839）和von Mohl（1846）则将之称作原生质“protoplasm” 。
- 如今“原生质”一词已从生物学文献中消失了，但在当时具有十分重要的意义。
第19页：三、细胞超微结构研究
三、细胞超微结构研究
- 1932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。
第20页：四、分子细胞生物学时代
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。
第21页：微生物转化试验
微生物转化试验
第22页：DNA的X射线衍射
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。
第23页：DNA双螺旋模型
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。
第24页：中心法则与重组DNA
- 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。
- 一系列技术和理论的提出，使细胞生物学与分子生物学的结合越来越紧密。
第25页：PCR技术的发明
1983年，KB.Mullis发明PCR仪，于1993年获诺贝尔化学奖。
第26页：人类基因组计划与基因治疗
- 1990年，美国国会正式批准的“人类基因组计划”（HumanGenomeProject）。
- 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。
第27页：克隆羊多利
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。Dollywith her first born lamb
第28页：EMBRYO CLONING
EMBRYO COLONING
第29页：第二节 研究内容与现状
第二节细胞生物学研究的内容与现状
第30页：细胞生物学的学科定位
一. 细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科
细胞生物学cell biology：是研究细胞基本生命活动规律的科学。
- 细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位。
- 重大生命现象的研究都要以细胞为基础。
- 生命科学的四大基础学科之一，代表生命科学的发展趋势。
- 概括说：Cell biology其核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来研究生命现象。
- 新兴学科，没有明确的范围。
第31页：细胞生物学的主要研究内容
- 二. 细胞生物学的主要研究内容两大内容：细胞的结构。细胞的功能及重要生命活动。
- 1、细胞核nucleus，染色体chromosome以及基
- 因表达
- 2、生物膜与细胞器
- 3、细胞骨架体系
- 4、细胞增殖及其调控
- 5、细胞分化及其调控
- 6、细胞的衰老与凋亡
- 7、细胞的起源与进化
- 8、细胞工程：细胞生物学与遗传学的交叉领域
第32页：细胞生物学的研究特点
三.细胞生物学的主要研究特点1.重视结构与功能的统一：结构是功能的物质基础。2.重视细胞的整体机能和它的结构的辩证关系：例：能量转换的各种组分都定位在线粒体内膜上，内膜面积大，为线粒体进行高速率的生化反应提供了场所。3.从动态和发展的观点来分析问题：活细胞在不同的生长阶段，不同的生活状态下，某些部分的结构功能要发生改变，或者有些反应发生改变，因此，必须从动态和发展的观点来分析问题。
第33页：总趋势与三大基本问题
四. 细胞生物学的总趋势及重要领域
- 总趋势：细胞生物学与分子生物学相互渗透与交融。
- 三大基本问题：1.细胞内基因组（人10万基因）是如何在时间与空间上有序表达的。2.表达产物--结构蛋白与核酸，脂质、糖及其复合物，如何逐级装配。3.基因表达产物--大量活性因子与信号分子。
第34页：当前若干重大课题
当前若干重大课题（细胞基本生命活动研究）1.染色体DNA与蛋白质互相作用关系。
- 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。
- 蛋白质合成分选与跨膜定向运输。
- 细胞及细胞器的起源等。
第35页：常用数据库资源
中文科技期刊全文数据库（重庆维普）
- 中国期刊网镜像
- 万方数据资源系统镜像
- 国家科技图书文献中心（NSTL）
- EBSCOhost外文全文数据库
- Elsevier（已过试用期，但可查阅文摘）
- Springer外文电子期刊我校具有以下数据库，可供使用
第36页：细胞生物学参考书
1.分子细胞生物学韩贻仁科学出版社2001年03月2.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3.细胞生物学王德耀上海科学技术出版社1998年出版4.细胞生物学翟中和等编高等教育出版社2000年8月出版5.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6.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7.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8.MolecularBiologyoftheCell4thEdition,BruceAlbertsetal.,20029.MolecularCellBiology4thEdition,HarveyLodishetal.,199910.CellandMolecularBiology3rdGeraldKarp,2002
