醫(yī)學細胞生物學：第1章 細胞生物學概論

1、醫(yī)學細胞生物學 第一篇 細胞生物學概論 了解細胞生物學的概念、研究內(nèi)容及發(fā)展歷史了解細胞的概念、分子基礎、起源及進化細胞生物學的研究方法細胞生物學 知識框架第二篇 細胞的結構與功能 細胞膜與物質(zhì)的穿膜運輸細胞內(nèi)膜系統(tǒng)與囊泡運輸線粒體與細胞的能量轉(zhuǎn)換細胞骨架與細胞的運動細胞核基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成細胞生物學 知識框架第三篇 細胞的社會性細胞連接與細胞黏附細胞外基質(zhì)及其與細胞的相互作用細胞信號轉(zhuǎn)導細胞生物學 知識框架第四篇 細胞的基本生命活動細胞分裂與細胞周期生殖細胞與受精細胞分化細胞衰老與細胞死亡細胞生物學 知識框架第五篇 干細胞與細胞工程 干細胞與組織的維持和再生 細胞工程細胞生物學 知識

2、框架第一章 緒 論了解細胞生物學的概念與研究內(nèi)容了解細胞生物學的發(fā)展歷史第一篇 細胞生物學概論第一節(jié) 細胞生物學概述一.細胞生物學的概念與研究內(nèi)容 細胞生物學（Cell Biology）： 運用近現(xiàn)代物理學和化學的技術成就以及分子生物學的概念與方法，從顯微水平、亞顯微水平和分子水平三個層次上，研究細胞的結構、功能及各種生命活動規(guī)律的學科。1.細胞生物學的概念：2.細胞生物學的研究內(nèi)容細胞生物學研究可分為細胞結構功能與細胞重要生命活動兩個基本部分 ，主要包括以下諸方面：（一）細胞核、染色體以及基因表達的研究（二）生物膜與細胞器的研究（三）細胞骨架體系的研究 （四）細胞增殖及其調(diào)控（五）細胞分化及

3、其調(diào)控（六）細胞的衰老與凋亡（七）細胞的起源與進化（八）細胞工程3.細胞生物學的分支學科分支學科： 細胞遺傳學表觀遺傳學 細胞生理學 細胞社會學 膜生物學 染色體生物學 干細胞生物學新興學科： 基因組學（genomics） RNA組學 蛋白質(zhì)組學（proteomics） 代謝組學 （metabolomics） 細胞組學（cytomics）二.細胞生物學在生命科學中的地位細胞生物學是現(xiàn)代生物學的基礎學科，是生物學各學科在細胞水平的統(tǒng)一。它的研究對象是細胞，恰恰由于細胞在生命界中的獨特屬性，這就使Cell Biology在生命科學中占有核心地位。我國基礎科學發(fā)展規(guī)劃中，把細胞生物學、分子生物學、神

4、經(jīng)生物學、生態(tài)學并列為生命科學的四大基礎學科。第二節(jié) 細胞生物學發(fā)展的幾個主要階段一、細胞的發(fā)現(xiàn)與細胞學說的創(chuàng)立二、光學顯微鏡下的細胞生物學研究三、實驗細胞生物學階段四、亞顯微結構和分子水平的細胞生物學一、細胞的發(fā)現(xiàn)與細胞學說的創(chuàng)立1.顯微鏡的發(fā)明與細胞的發(fā)現(xiàn)1590 荷蘭眼鏡制造商J.Janssen和Z.Janssen父子制作了第一臺復式顯微鏡，倍數(shù)不超過10倍，但具有劃時代的意義。1665 英國人羅伯特胡克 （Robert Hook）用自己設計與制造的顯微鏡（放大倍數(shù)為40-140倍，)在他的著作顯微圖譜一書(1665)第一次描述了植物細胞的構造。因此人們也就認為細胞的發(fā)現(xiàn)是在1665年。

5、1680 荷蘭人列文虎克（A. van Leeuwenhoek）成為皇家學會會員，一生中制作了491臺顯微鏡和500多個鏡頭（最大300倍）。他是第一個看到活細胞的人，觀察過原生動物、人類精子、鮭魚的紅細胞、牙垢中的細菌等等。2.細胞學說的創(chuàng)立與意義(1) 細胞學說的提出(1839)德國植物學 Schleiden 和動物學家Schwann提出： 一切植物、動物都是由細胞組成的，細胞是一切動植物的基本單位 1855 德國人R. Virchow 補充提出了“一切細胞來源于細胞” 的著名論斷。 并指出：一切病理現(xiàn)象都基于細胞的損傷。(2) 細胞學說建立的意義(1839) 細胞作為生命的一般單位的概念

6、受到了普遍的接受，對生命科學眾多領域的研究和發(fā)展起到了積極的推進作用。恩格斯將細胞學說譽為19世紀的三大發(fā)現(xiàn)之一。 二、光學顯微鏡下的細胞生物學研究(18751900年,細胞學的經(jīng)典時期) 主要研究內(nèi)容： 應用固定和染色技術，在光學顯微鏡下觀察細胞的形態(tài)結構和細胞的分裂活動.代表性成就 ： 1)原生質(zhì)理論的提出 2)細胞受精和分裂的研究 3)一些重要細胞器的發(fā)現(xiàn) (線粒體、中心體、高爾基體） 1)原生質(zhì)理論1840年Pukinje（普金耶）在動物、1846年von Mohl（馮莫爾）在植物中分別看到了“肉樣質(zhì)”的物質(zhì)，并將其命名為“原生質(zhì)”（protoplasm）。1861年Schultze（

7、舒爾茨）認為動植物細胞中的原生質(zhì)具有同樣的意義，并提出了原生質(zhì)理論：有機體的組織單位是一小團原生質(zhì)，這種物質(zhì)在一般有機體中是相似的，并把細胞明確地定義為：“細胞是具有細胞核和細胞膜的活物質(zhì)”。1880年Hanstain提出“原生質(zhì)體”（protoplast）概念，把細胞概念演變成由細胞膜包圍著的原生質(zhì)，原生質(zhì)分化為細胞核和細胞質(zhì)。 2)細胞受精和分裂的研究1875年Hertwig（赫特維希）發(fā)現(xiàn)受精卵中兩親本核的合并；1877年Strasburger發(fā)現(xiàn)動物的受精現(xiàn)象； 1883年 van Beneden（范貝內(nèi)登）在動物、1886年Strasburger在植物分別發(fā)現(xiàn)了減數(shù)分裂現(xiàn)象； 188

8、0一1882年Flemming在媒蟋幼蟲的組織細胞中發(fā)現(xiàn)了有絲分裂。 3)一些重要細胞器的發(fā)現(xiàn)1883年van Beneden和 Boveri（布維里）在動物細胞中發(fā)現(xiàn)了中心體；1888年Waldeyer提出染色體概念； 1898年Golgi發(fā)現(xiàn)了高爾基體；同年，線粒體也被正式命名。 三、實驗細胞生物學階段 (1900-1953)采用實驗的手段研究細胞學的問題，將這一時期稱為實驗細胞學（experimental cytology）時期.特點: 是從形態(tài)結構的觀察深入到采用多種實驗方法進行生理功能、生物化學、遺傳發(fā)育機制的研究。并形成了一些重要的分支學科 重要分支學科 : 細胞遺傳學（cytog

9、enetics） 細胞生理學（cytophysiology） 細胞化學（cytochemistry） 四、亞顯微結構和分子水平的細胞生物學細胞生物學的誕生和發(fā)展（上世紀50年代至今）1.電子顯微鏡的使用使細胞學研究進入亞顯微水平 電子顯微鏡分辨率從最初的50nm提高到零點幾個納米 ，發(fā)現(xiàn)了一些新的重要的細胞結構，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、溶酶體、核孔復合體與細胞骨架體系等等 。 掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡使細胞結構的觀測進入超微（大分子）結構水平2.分子生物學的研究進展促進了細胞生物學的形成與發(fā)展 1953年 Watson和 Crick提出 DNA雙螺旋結構模型，標志著分子生物學（molecular

10、 biology）的誕生。 一般的看法是1965年，Derobetis將其編著的普通細胞學改為細胞生物學，標志著細胞生物學的誕生。 五、細胞生物學的發(fā)展趨勢1.理論的提出和研究技術的進步推動了細胞生物學快速發(fā)展細胞學說電子顯微鏡觀測DNA結構及中心法則提出基因組計劃各種組學研究（基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學）2. 從“單個細胞”的孤立研究 擴展到 有機體水平的細胞結構與功能研究，關注在生物個體水平研究細胞功能的分子基礎，研究細胞間的相互作用分工協(xié)作的社會關系 (動物模型研究）第三節(jié) 細胞生物學與醫(yī)學細胞生物學是現(xiàn)在醫(yī)學的基礎和支柱學科。醫(yī)學細胞生物學研究模式： 臨床疾病疾病相關細胞生物學問題細胞分子水平的基礎研究動物模型體內(nèi)研究回答臨床問題轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究主要內(nèi)容： 在醫(yī)學細胞生物學研究成果基礎上，開展臨床應用的成果轉(zhuǎn)化研究，如針對闡明的分子靶點，尋找并研制診斷試劑、靶點藥物等。 細胞生物學主要研究領域與醫(yī)學意義細胞信號轉(zhuǎn)導了解疾病的