页数：86页文件大小：7.86 MB来源： 细胞生物学ppt课件
本课件为课程绪论，从细胞生物学的研究内容与现状讲起，梳理从细胞发现、细胞学说到分子水平研究的发展简史，介绍细胞的基本共性、病毒与细胞的关系、原核与真核细胞差异，并系统讲解显微观察、离心分离、免疫标记与细胞培养等研究方法。
细胞生物学（27学时）
学时安排第一章绪论2学时第二章细胞膜与细胞表面3学时第三章物质的跨膜运输与信号传递4学时第四章细胞质基质和内膜系统4学时第五章细胞的能量转换——线粒体和叶绿体3学时第六章细胞骨架与细胞运动2学时第七章核糖体和蛋白质合成1学时第八章细胞核2学时第九章细胞的增殖及其调控2学时第十章细胞分化与肿瘤2学时第十一章细胞衰老与凋亡1学时总结1学时
细胞生物学发展简史从研究内容来看细胞生物学的发展可分为三个层次，即：显微水平、超微水平和分子水平。从时间纵轴来看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段：第一阶段：从16世纪末-19世纪30年代，是细胞发现及细胞知识的积累阶段。第二阶段：从19世纪30-20世纪中期，细胞学说形成后，主要进行显微形态的研究。第三阶段：从20世纪30年代-50年代，以细胞超微结构、核型等研究为主要内容。第四阶段：从20世纪50年代，J. Watson和H. Crick的DNA双螺旋模型的提出到70年代分子克隆技术的成熟到当前，细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密，基因调控、信号转导、细胞分化和凋亡、肿瘤生物学等领域成为当前的主要研究内容。
主要内容细胞结构与功能、细胞重要生命活动：
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？》（“Whatispopularinresearchtoday？”）的调查报告中指出，目前全球研究最热门的是
细胞的发现是和显微镜的发明分不开的。1665 英国人Robert Hook用自己设计与制造的显微镜（放大倍数为40-140倍)观察了软木（栎树皮)的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁文cellar（小室)这个词来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室（实际上只是观察到到纤维质的细胞壁)。1680 荷兰人A. van Leeuwenhoek成为皇家学会会员，一生中制作了200多台显微镜和500多个镜头。他是第一个看到活细胞的人，观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等等。
. 1831 英国人Robert Brown 发现植物细胞核。2. 1832 德国人？C. J. Dumortier 观察了藻类的细胞分裂，并认为细胞来源于原来存在的细胞。3. 1835 德国人H. von Molh 仔细观察了植物的细胞分裂，认为是植物的根和芽尖极易观察到的现象。4. 1835 法国人F. Dujardin 观察动物活细胞时发现“肉样质”（Sarcode)。5. 1839 捷克人J. E. Pukinye 用prtoplasm这一术语描述细胞物质，“Protoplast”为神学用语，指人类始祖亚当。6. 1841 波兰人R. Remak发现鸡胚血细胞的直接分裂（无丝分裂）。7. 1846 德国人H. von Mohl研究了植物原生质，发表了“identifies protoplasm as the substance of cells”。
. 1848 德国人W. Hofmeister 描绘了鸭跖草Tradescantia的花粉母细胞，明确的体现出染色体，但他没有认识到之一重要性，40年后德国人H. von Waldeyer因这一结构可被碱性染料着色而定名为Chromosome。9. 1861 德国人M. Shultze 认为动物细胞内的肉样质和植物体内的原生质具有同样的意义。他给细胞的定义是："the cell is an accumulation of living substance or protoplasm definitely delimited in space and possessing a cell membrane and nucleus。“10. 1864 德国人Max Schultze 观察了植物的胞间连丝。11. 1865 德国人J. von Suchs 发现叶绿体。12. 1866 奥地利人G. Mendel 发表了对豌豆的杂交试验结果，提出遗传的分离规律和自由组合规律。
. 1868 英国人T. H. Huxley 在爱丁堡作题为“生命的物质基础”（the physical basis of life）的演讲报告时首次把原生质的概念介绍给了英国公众。14. 1871 德国人F. Miescher 从脓细胞中分离出核酸。15. 1876 德国人O.Hertwig发现海胆的受精现象，其论文题目为"observe the fertilization of a sea urchin egg"。16. 1879 德国人W. Flemming观察了蝾螈细胞的有丝分裂，于1882年提出了mitosis 这一术语。后来德国人E. Strasburger(1876~80)在植物细胞中发现有丝分裂，认为有丝分裂的实质是核内丝状物（染色体)的形成及其向两个子细胞的平均分配，动植物的受精实质上是父本和母本配子核的融合，并于1984提出了Prophase和Metaphase的概念。17. 1882 德国人E. Strasburger 提出细胞质（cytoplasm）和核质（nucleoplasm）的概念。
. 1883 比利时人E. van Beneden 证明马蛔虫Ascaris megalocephala配子的染色体数目是体细胞的一半，并且在受精过程中卵子和精子贡献给合子的染色体数目相等。19. 1883 比利时人E. van Beneden和德国人T. Boveri发现中心体。20. 1884 德国人O.Hertwig和E. Strasburger提出细胞核控制遗传的论断。21. 1886 德国人A. Weismann 提出种质论。22. 1890 德国人Richard Altmann 描述了线粒体的染色方法，他推测线粒体就像细胞的内共生物，并认为线粒体与能量代谢有关。他还于1889年提出了核酸的概念。23. 1892 德国人T. Boveri和O. Hertwig研究了减数分裂的本质，并描述了染色体联会现象。24. 1898 意大利人C. Golgi 用银染法观察高尔基体。
. 1900 孟德尔在34年前发表的遗传法则被重新发现。26. 1905 美国人Clarence McClung shows that female mammals have 2 X chromosomes and that males have an X and a Y27. 1908 美国人T. H. Morgan以Drosophila melanogaster为材料开始著名的遗传学实验，1910年提出遗传的染色体理论，1919年发表"遗传的本质"（Physical Basis of Heredity）。1926年发表"基因学说"（The Theory of the Gene）28. 1910 德国人A. Kossel获得诺贝尔生理医学奖，他首先分离出腺嘌呤、胸腺嘧啶和组氨酸。29. 1935 美国人W. M. Stanley 首次得到烟草花叶病毒的结晶体。30. 1940 德国人G. A. Kausche和H. Ruska 发表了世界第一张叶绿体的电镜照片。
. 1941 美国人G. W. Beadle和E. L. Tatum提出一个基因一个酶的概念。32. 1944 美国人O. Avery等人通过微生物转化试验证明DNA是遗传物质。33. 1945 美国的K. R. Porter、A. Claude 和E. F. Fullam发现小鼠成纤维细胞中的内质网。34. 1949 加拿大人M. Bar发现巴氏小体。35. 1951 美国人James Bonner发现线粒体与细胞呼吸有关。36. 1953 美国人J. D. Watson 和英国人F. H. C. Crick提出DNA双螺旋模型。37. 1955 比利时人C. de Duve发现溶酶体和过氧化物酶体。
. 1955 美国人Vincent Du Vigneaud因人工合成多肽而获诺贝尔奖。39. 1957 J. D. Robertson 用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构。40. 1959年，蒋有兴（美籍华人）利用徐道觉发明的低渗处理技术证实了人的2n为46条，而不是48条。41. 1961 英国人P. Mitchell 提出线粒体氧化磷酸化偶联的化学渗透学说，获1978年诺贝尔化学奖。42. 1961~64 美国人M. W. Nirenberg破译DNA遗传密码。43. 1968 瑞士人Werner Arber从细菌中发现DNA限制性内切酶。44. 1970 美国人D. Baltimore、R. Dulbecco 和H. Temin由于发现在RNA肿瘤病毒中存在以RNA为模板，逆转录生成DNA的逆转录酶而获1975共享诺贝尔生理医学奖。
. 1971 美国人Daniel Nathans 和Hamilton Smith发展了核酸酶切技术。46. 1973 美国人S. Cohen和H. Boyer将外源基因拼接在质粒中，并在大肠杆菌中表达，从而揭开基因工程的序幕。47. 1975 英国人F. Sanger设计出DNA测序的双脱氧法。于1980年获诺贝尔化学奖。此外Sanger还由于1953年测定了牛胰岛素的一级结构而获得1958年诺贝尔化学奖。48. 1982 美国人S. B. Prusiner发现蛋白质因子Prion，更新了医学感染的概念，于1997年获诺贝尔生理医学奖。49. 1983 美国人K. B. Mullis发明PCR仪，1987年发表了“Specific synthesis of DNA in vitro via a polymerase-catalyzed chain reaction”，于1993年获诺贝尔化学奖。
. 1984 德国人G. J. F. Kohler、阿根廷人C. Milstein 和丹麦科学家N. K. Jerne由于发展了单克隆抗体技术，完善了极微量蛋白质的检测技术而分享了诺贝尔生理医学奖。51. 1989 美国人S. Altman和T. R. Cech由于发现某些RNA具有酶的功能（称为核酶)而共享诺贝尔化学奖。Bishop和Varmus由于发现正常细胞同样带有原癌基因而分享当年的诺贝尔生理医学奖。52. 1997多利羊在卢斯林研究所诞生，成为世纪末的重大新闻。多利是Ian Wilmut领导的研究小组克隆的。
细胞基本知识概要细胞的基本概念细胞大小非细胞形态的生命体——病毒及其与细胞的关系原核细胞与真核细胞图植物细胞与动物细胞
各类细胞直径的比较
细胞是生命活动的基本单位一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位。细胞是有机体生长与发育的基础。细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性。没有细胞就没有完整的生命。细胞的基本概念
细胞的基本共性所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。作为蛋白质合成的机器─核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内。所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。
病毒的基本知识
原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较：源文件本页仅提取到表题，表内比较项文字缺失。建议对照原课件图片补充遗传结构装置（拟核与细胞核、染色体、核膜、核仁等）与基因表达（转录翻译是否偶联、mRNA加工、核糖体等）两方面的对照内容。
细胞培养、细胞工程与显微操作技术
三、扫描遂道显微镜
普通复式光学显微镜技术光镜样本制作显微镜物象是否清楚不仅决定于放大倍数，还与显微镜的分辨力（resolution）有关。分辨率是指区分开两个质点间的最小距离n=介质折射率；α=镜口角（聚焦点对物镜镜口的张角），N.A.=镜口率（numeric aperture）。
激光共焦扫描显微镜技术（Laser Scanning Confocal Microscopy）
相差显微镜（phase-contrast microscope）将光程差或相位差转换成振幅差，可用于观察活细胞
| 比较项目 | 光学显微镜（LM） | 紫外光显微镜 | 透射电镜（TEM） |
|---|---|---|---|
| 分辨本领 | 200nm | 100nm | 0.1nm |
| 光源 | 可见光（400—700nm） | 紫外光（约200nm） | 电子束（0.01—0.9nm） |
| 透镜 | 玻璃透镜 | 玻璃透镜 | 电磁透镜 |
| 真空 | 不要求真空 | 不要求真空 | 要求真空（1.33×10-5～1.33×10-3Pa） |
| 成像原理 | 利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化 | 利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化 | 利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差 |
说明：源文件表头仅列出 LM 与 TEM 两列，但分辨本领、光源、透镜与真空四项均给出三组数据，据此补全中间列为紫外光显微镜；成像原理一项源文件仅给出两种表述，紫外光显微镜与光镜相同。
扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）
原理与应用：扫描电子显微镜于20世纪60年代问世，用来观察标本的表面结构。工作原理是用一束极细的电子束扫描样品，在样品表面激发出次级电子，次级电子的多少与电子束入射角有关，也就是说与样品的表面结构有关，次级电子由探测体收集，并在那里被闪烁器转变为光信号，再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图像。图像为立体形象，反映了标本的表面结构。为了使标本表面发射出次级电子，标本在固定、脱水后，要喷涂上一层重金属微粒，重金属在电子束的轰击下发出次级电子信号。CO2临界点干燥法防止引起样品变形的表面张力问题。图
二、细胞内核酸、蛋白质、酶、糖与脂类等的显示方法
四、细胞内特异核酸的定位与定性光镜水平的原位杂交技术（同位素标记或荧光素标记的探针）电镜水平的原位杂交技术（生物素标记的探针与抗生物素抗体相连的胶体金标记结合）PCR技术聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）
图
二、细胞工程细胞融合（cell fusion）与细胞杂交（cell hybridization）技术单克隆抗体（monoclone antibody）技术图细胞显微操作技术（micromanipulation technique）显微操作技术是指在高倍复式显微镜下，利用显微操作器（micrcmanipulator）进行细胞或早期胚胎操作的一种方法。显微操作技术包括细胞核移植、显微注射、嵌合体技术、胚胎移植以及显微切割等。细胞核移植技术已有几十年的历史，Gordon等人（1962）对非洲爪蟾进行核移植获得成功。我国著名学者童第周等在鱼类细胞核移植方面进行了许多工作，并取得了丰硕成果。
电镜与光镜光路图比较
电子显微镜的基本构造
JEM-1011透射电子显微镜
JEOL扫描电子显微镜
图2-3 荧光显微镜照片（微管呈绿色、微丝红色、核蓝色）图片来自http://www.itg.uiuc.edu/
尼康E800荧光DIC显微镜
激光共聚焦扫描显微镜
A comparison of yeast cells that were growing on the vaginal epithelium seen with different types of LM.a)under bright-field;b)phase-contrast;c)DIC
Examples of negtively stained and metal-shadowed specimens.Electron micrographs of a tobacco rattle virus after negtive staining with potassium phosphotungstate(a) or shadow casting with chromium(b).
Hela细胞（左）、CHO细胞（右）的培养
图2-18 尼康NT-88NE显微操作/注射仪
参考文献教材：《细胞生物学》，翟中和编，北京大学出版社，1995。参考书：《细胞生物学教程》，郝水编著，高等教育出版社，1983。《细胞生物学》，汪德耀著，上海科技出版社，1988。《细胞生物学》（第二版），汪堃仁，薛绍白等主编，北京师范大学出版社，1998。Charlotte J. Avers. Molecular Cell Biology. Benjamin/Cummings Publishing Company,Inc.,1986《细胞和分子生物学》.W D 斯坦菲尔德, J S 科洛麦, R J 卡诺编著. 姜招峰，邱蓉，吴茜译,1990
细胞生物学参考网站绍兴文理学院细胞生物学http://www.cella.cn/book中山大学细胞生物学网站http://www.zsu.edu.cn在线生物细胞学词典（英文）http://www.mblab.gla.ac.uk/dictionary/细胞生物学网址精选(英文) http://medweb.533.net/bioweb.htm/Current Opinion in Cell Biology 细胞生物学近论（英文）细胞生物学方面的所有进展综述http://www.bmn.com/细胞/分子生物学在线[英文] http://www.cellbio.com/recommend.htmlGraphics Galleryhttp://www.accessexcellence.org/AB/GG/
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