醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第一二三章詳解演示文稿

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第一二三章詳解演示文稿第一頁，共六十二頁。（優(yōu)選）醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第一二三章第二頁，共六十二頁。第一章細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)

細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科

細(xì)胞重大生命活動的相互關(guān)系細(xì)胞生物學(xué)的主要學(xué)術(shù)組織、學(xué)術(shù)刊物與教科書

學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)的注意點(diǎn)第三頁，共六十二頁。細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞基本生命活動規(guī)律的科學(xué)，它是在不同層次（顯微、亞顯微與分子水平）上以研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡、細(xì)胞信號傳遞、真核細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控、細(xì)胞起源與進(jìn)化等為主要內(nèi)容。核心問題是將遺傳與發(fā)育在細(xì)胞水平上結(jié)合起來。細(xì)胞生物學(xué)第四頁，共六十二頁。細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）；基因組與后基因組學(xué)研究（genomeandpost-genomicanalysis）。SCI（ScienceCitationIndex）論文最集中的三個(gè)領(lǐng)域:第五頁，共六十二頁。三種疾?。?/p>

癌癥（cancer）

心血管?。╟ardiovasculardiseases）

愛滋病和肝炎等傳染病

（infectiousdiseases：AIDS，hepatitis）五大研究方向：

細(xì)胞周期調(diào)控（cellcyclecontrol）；

細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）；

細(xì)胞衰老（cellularsenescence）；

信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；

DNA的損傷與修復(fù)（DNAdamageandrepair）目前全球研究最熱門第六頁，共六十二頁。第七頁，共六十二頁。AlbertsBetal.EssentialCellBiology.NewYorkandLondon：Garlandpublishing，Inc.1998AlbertsBetal.

MolecuarBiologyoftheCell,3rded.NewYorkandLondon：GarlandPublishing，Inc.1994BeckerW.M.etal.TheWorldoftheCell.FourthEd.TheBenjamin/CummingsPublishingCompany.2000GeraldKarp.CellandMolecularBiology：conceptsandexperiments，2ndEdition.PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.1999LodishH.etal.MolecularCellBiology.4thEd.ScientificAmericanBooks,Inc.2000.第八頁，共六十二頁。第九頁，共六十二頁。學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的注意點(diǎn)▲抽象思維與動態(tài)觀點(diǎn)▲結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一的觀點(diǎn)▲同一性(unity)和多樣性(diversity)的問題▲實(shí)驗(yàn)科學(xué)與實(shí)驗(yàn)技術(shù)——細(xì)胞真知源于實(shí)驗(yàn)室——Whatweknow//Howweknow.第十頁，共六十二頁。顯微鏡之于生物學(xué)，猶如望遠(yuǎn)鏡之于天文學(xué)，細(xì)胞生物學(xué)的變革無不和顯微技術(shù)的改進(jìn)息息相關(guān)。1590年J.和Z.Janssen父子制作第一臺復(fù)式顯微鏡，放大倍數(shù)不超過10倍。1610年GalileoGalilei用顯微鏡觀察昆蟲。第一節(jié)細(xì)胞學(xué)的誕生與發(fā)展一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)第十一頁，共六十二頁。RobertHookeandhis“cells”1665第十二頁，共六十二頁。第十三頁，共六十二頁。MadebyA.vanLeeuwenhoek(1632-1723).Magnificationrangesat50-275x.1674年A.vanLeeuwenhoek在池塘中觀察到原生動物1668年J.Swammerdan觀察到虱子和青蛙的血細(xì)胞第十四頁，共六十二頁。1777年W.Hewson在無脊椎動物的紅細(xì)胞中觀察到了細(xì)胞核；1781年F.Fontana在鰻魚的皮膚上皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核；1805年發(fā)現(xiàn)毛茛科植物花蕾中的相鄰細(xì)胞間有膜作為界限；1812年J.Moldenhawer通過細(xì)胞分離的方法證實(shí)了細(xì)胞的個(gè)體特性；1829年：植物體是由互不依賴的單個(gè)細(xì)胞的聚會體；1830年：細(xì)胞是一個(gè)由膜所包圍的實(shí)體．對于細(xì)胞學(xué)說的誕生具有重要意義第十五頁，共六十二頁。CellTheory是19世紀(jì)的重大發(fā)現(xiàn)之一，其基本內(nèi)容：１.所有生物體是由細(xì)胞構(gòu)成的；２.細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位；３.細(xì)胞是生命的基本單位；４.細(xì)胞來源于已存在的細(xì)胞。二、細(xì)胞學(xué)說第十六頁，共六十二頁。MatthiasJacobSchleidenTheodarSchwann1838年Schleiden認(rèn)為所有植物體都由細(xì)胞及其產(chǎn)物組成；1839年Schwann提出了“所有動物體都是由細(xì)胞組成”。第十七頁，共六十二頁。1845年A.Braun提出：細(xì)胞是生命的基本單位．1885年R.Virchow提出：細(xì)胞來源于細(xì)胞；糾正了Schleiden的“非細(xì)胞形成”的觀點(diǎn)，而且還利用病理學(xué)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，強(qiáng)調(diào)細(xì)胞學(xué)說同樣適合醫(yī)學(xué)．

BC.Dumortier、JB.deLamark、CB.Milbel、H.Dutrochet、R.Brown、JE.Purkyne、R.Remak等許多著名科學(xué)家。實(shí)際上細(xì)胞學(xué)說是19世紀(jì)許多科學(xué)家共同努力的結(jié)果：第十八頁，共六十二頁。細(xì)胞學(xué)：顯微鏡油鏡,切片,固定和染色技術(shù)的發(fā)展細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn):1887V.Beneden中心體1889C.Golgi內(nèi)網(wǎng)器（高爾基復(fù)合體）1897C.Garnier內(nèi)質(zhì)網(wǎng)1898C.Benda線粒體生理活動:1873Schneider細(xì)胞分裂細(xì)胞核的變化1892W.Flenning精確描述了細(xì)胞分裂過程,提出了有絲分裂1883E.Beneden發(fā)表了染色體遺傳連續(xù)性的原理1884W.HertwigandE.Strasburger細(xì)胞核是遺傳特征的載體1884J.Carnoy創(chuàng)立《細(xì)胞學(xué)雜志》1892O.Hertwig出版《細(xì)胞與組織》第十九頁，共六十二頁。三、多學(xué)科的滲透及主要進(jìn)展１.組織細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的建立；

1907,Harrison蛙胚的神經(jīng)管組織1912,Carrel雞的心臟成纖維細(xì)胞２.細(xì)胞膜理化特性認(rèn)識的加深：半透性，是由類脂雙層組成；３.整體細(xì)胞中核酸和蛋白質(zhì)的分析技術(shù)的出現(xiàn)；

DNA只存在細(xì)胞核;RNA存在細(xì)胞核,核仁和細(xì)胞質(zhì)能測定單個(gè)細(xì)胞的核酸和蛋白質(zhì)含量提出了RNA在蛋白質(zhì)合成中具有中心地位４.電子顯微鏡的出現(xiàn)和應(yīng)用:1933，細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)入超微結(jié)構(gòu).第二十頁，共六十二頁。第二節(jié)、細(xì)胞生物學(xué)的興起電子顯微鏡技術(shù)細(xì)胞化學(xué)技術(shù)細(xì)胞組分分離技術(shù)分子生物學(xué)顯微水平超微水平分子水平為了認(rèn)識細(xì)胞而研究細(xì)胞通過細(xì)胞去解讀生命細(xì)胞生物學(xué)(cellbiology)第二十一頁，共六十二頁。一、細(xì)胞結(jié)構(gòu)知識的深入和整合1.細(xì)胞顯微結(jié)構(gòu)從亞微水平的重新認(rèn)識;

顯微鏡的放大倍數(shù)和分辨率內(nèi)質(zhì)網(wǎng),高爾基體變更清晰

2.更多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn);

核糖體,溶酶體,過氧化物體,微管,微絲,核孔

3.多層面結(jié)構(gòu)知識的整合

多學(xué)科的交叉使人們對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的認(rèn)識在顯微水平,亞微水平和分子水平得到統(tǒng)一第二十二頁，共六十二頁。二、細(xì)胞“時(shí)空”特性的認(rèn)識1.細(xì)胞質(zhì)中化學(xué)物質(zhì)的區(qū)域化:含有酶的細(xì)胞器都由膜包圍2.細(xì)胞器存在的時(shí)空特性:

結(jié)構(gòu)決定功能(細(xì)胞核,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體具有位置上的相鄰性)3.細(xì)胞器功能活動的時(shí)空特性:

線粒體功能,饑餓時(shí)肝細(xì)胞中溶酶體的數(shù)目增多4.細(xì)胞在個(gè)體中存在的時(shí)空特性:

在個(gè)體生長發(fā)育過程中,有些細(xì)胞的位置和功能也發(fā)生改變.

如成體中的造血干細(xì)胞

第二十三頁，共六十二頁。三、細(xì)胞“單位”概念的深化1.細(xì)胞獨(dú)立生存的潛能性任何一個(gè)細(xì)胞在適當(dāng)?shù)臈l件都可能具有單獨(dú)存活的能力2.細(xì)胞中物質(zhì)代謝體系的完整性任何一個(gè)細(xì)胞都具備各種物質(zhì)代謝和滿足細(xì)胞基本生命活動所需要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和功能體系3.細(xì)胞基本生物學(xué)特性的相似性細(xì)胞的存活,分裂,運(yùn)動以及衰老1965年《細(xì)胞生物學(xué)》(cellbiology)正式出版標(biāo)志著細(xì)胞生物學(xué)的興起第二十四頁，共六十二頁。第三節(jié)、細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的趨勢1.思想方法:

還原論:生命物質(zhì)與非生命物質(zhì)沒有本質(zhì)區(qū)別都有自然界化學(xué)元素組成活力論:生命的物質(zhì)完全不同于自然界的無機(jī)物2.細(xì)胞本身的認(rèn)識

信號通路,轉(zhuǎn)錄因子,離子通道等等.3.細(xì)胞與個(gè)體

正向遺傳學(xué):從表型或性狀改變找對應(yīng)的突變基因

反向遺傳學(xué):改變某個(gè)特定的基因或蛋白質(zhì)再去尋找的表型變化

4.細(xì)胞與社會

人類健康,社會經(jīng)濟(jì),倫理的影響:疾病預(yù)防、疾病診斷、藥物研制、器官移植、抗衰老等;干細(xì)胞、安樂死、

轉(zhuǎn)基因動植物、

動物克隆第二十五頁，共六十二頁。第四節(jié)、細(xì)胞生物學(xué)在醫(yī)學(xué)科學(xué)中的地位與作用1.細(xì)胞與人體的生長發(fā)育:人體的發(fā)育是從受精卵開始的2.

細(xì)胞與人類疾病:

細(xì)胞是疾病發(fā)生和發(fā)展的基本單位,治病是在直接或間接地解決細(xì)胞的問題.如腫瘤的治療.3.細(xì)胞與醫(yī)學(xué)研究腫瘤,心臟病,HIV,HBV等第二十六頁，共六十二頁。第二章細(xì)胞的起源與進(jìn)化第一節(jié)細(xì)胞的起源一、地球上原始生命的誕生１.由無機(jī)小分子演變?yōu)樵加袡C(jī)小分子物質(zhì)２.由有機(jī)小分子物質(zhì)形成生物大分子物質(zhì)３.從生物大分子到多分子體系４.從多分子體系演變?yōu)樵忌诙唔?，共六十二頁。二、?xì)胞的發(fā)生１.多聚體的形成多核苷酸的自我復(fù)制和控制蛋白質(zhì)的合成，２.膜的出現(xiàn)是細(xì)胞形成的關(guān)鍵３.原始細(xì)胞的誕生約35億年前；異養(yǎng)型；可變形的膜，含有信息和蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)；第二十八頁，共六十二頁。TheBirthofLife第二十九頁，共六十二頁。第二節(jié)、細(xì)胞的進(jìn)化一、病毒

由一個(gè)核酸分子(DNA或RNA)與蛋白質(zhì)構(gòu)成的核酸—蛋白復(fù)合體．地球上最小最簡單的非細(xì)胞形態(tài)的有機(jī)體．二、支原體

目前發(fā)現(xiàn)最小和最簡單的細(xì)胞．

具有細(xì)胞的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)能獨(dú)立生存，有代謝過程，能以一分為二方式分裂．衣原體與立克次體與支原體的結(jié)構(gòu)和體積近似，但他們不能在培養(yǎng)基上生長第三十頁，共六十二頁。細(xì)菌支原體立克次氏體衣原體病毒可見性光學(xué)顯微鏡光學(xué)顯微鏡勉強(qiáng)可見勉強(qiáng)可見電子顯微鏡過濾性不能過濾能過濾不能過濾能過濾能過濾革蘭氏染色陽性或陰性陰性陰性陰性無細(xì)胞壁細(xì)胞壁缺與G-菌相似與

G-菌相似無細(xì)胞結(jié)構(gòu)繁殖方式二等分裂二等分裂二等分裂二等分裂復(fù)制培養(yǎng)方法人工培養(yǎng)基人工培養(yǎng)基宿主細(xì)胞宿主細(xì)胞宿主細(xì)胞核酸種類DNA和RNADNA和RNADNA和RNADNA和RNADNA和RNA核糖體有有有有無大分子合成有有進(jìn)行進(jìn)行只利用宿主機(jī)體第三十一頁，共六十二頁。Viruses第三十二頁，共六十二頁。HBV流感病毒HIVSARS流感病毒第三十三頁，共六十二頁。三、原核細(xì)胞細(xì)胞壁：胞壁質(zhì)蛋白多糖細(xì)胞核：沒有核膜包圍，擬核DNA裸露，沒有組蛋白結(jié)合細(xì)胞質(zhì)中含有核糖體和間體，沒有其他細(xì)胞器真核細(xì)胞細(xì)胞核有核膜包被細(xì)胞質(zhì)中含有結(jié)構(gòu)精細(xì)，功能專一的細(xì)胞器第三十四頁，共六十二頁。原核細(xì)胞的特點(diǎn)第三十五頁，共六十二頁。真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)123456第三十六頁，共六十二頁。第三十七頁，共六十二頁。原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的比較特征原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞膜有（多功能性）有核膜無有染色體由一個(gè)環(huán)狀DNA分子構(gòu)成的單個(gè)染色體，DNA不與或很少與蛋白質(zhì)結(jié)合2個(gè)染色體以上，染色體由線狀DNA與蛋白質(zhì)組成核仁無有線粒體無有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)無有高爾基體無有溶酶體無有核糖體70S（包括50S與30S的大小亞單位）80S（包括60S與40S的大小亞單位）光合作用結(jié)構(gòu)藍(lán)藻含有葉綠素a的膜層結(jié)構(gòu)，細(xì)菌具有菌色素植物葉綠體具有葉綠素a與b核外DNA細(xì)菌具有裸露的質(zhì)粒DNA線粒體DNA，葉綠體DNA細(xì)胞壁主要成分是氨基糖與壁酸動物細(xì)胞無細(xì)胞壁，植物細(xì)壁的主要成分為纖維素與果膠細(xì)胞骨架無有細(xì)胞增殖（分裂）方式無絲分裂（直接分裂）以有絲分裂（間接分裂）為主第三十八頁，共六十二頁。四、原核生物演化為真核生物內(nèi)共生起源說：真核細(xì)胞內(nèi)的許多細(xì)胞器不是進(jìn)化產(chǎn)物，而是突然地由內(nèi)共生結(jié)果產(chǎn)生．分化起源說：在漫長的進(jìn)化過程中，通過內(nèi)在矛盾和自然選擇分化出網(wǎng)膜系統(tǒng)，胞核系統(tǒng)和能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，并由此形成真核生物．第三十九頁，共六十二頁。第三章細(xì)胞的基本特征第一節(jié)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)一、細(xì)胞的小分子物質(zhì)

構(gòu)成細(xì)胞的基本元素有：C、O、H、N、S、P６種元素構(gòu)成其干重物質(zhì)的占99%以上;細(xì)胞的無機(jī)物主要有水和無機(jī)鹽;4類有機(jī)小分子：

單糖，脂肪酸，氨基酸，核苷酸第四十頁，共六十二頁。單糖通式:(CH2O)n;n為3-7葡萄糖是許多細(xì)胞的主要營養(yǎng)化合物;葡萄糖構(gòu)成簡單多糖,動物細(xì)胞為糖原,植物細(xì)胞是淀粉.脂肪酸兩個(gè)區(qū)域碳?xì)滏準(zhǔn)杷人峄鶊F(tuán)親水分解產(chǎn)生ATP主要作用構(gòu)成細(xì)胞膜.磷脂:脂肪酸和甘油組成,甘油與兩個(gè)脂肪酸鏈相連,其余與磷酸基團(tuán)連接第四十一頁，共六十二頁。氨基酸蛋白質(zhì)合成的亞基,一個(gè)氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的氨基形成肽鍵。常見氨基酸有20種，每個(gè)氨基酸主要取決于C源側(cè)鏈HCH3H3NCCOO-核苷酸核苷酸磷酸戊糖雜環(huán)化合物核糖脫氧核糖嘌呤嘧呤腺嘌呤A鳥嘌呤G胸腺嘧啶T胞嘧啶C尿嘧啶U核苷酸可作化學(xué)能的載體,其衍生物可作傳遞特定化學(xué)基團(tuán)的載體;構(gòu)成核酸的基本單位,儲存生物信息第四十二頁，共六十二頁。二、細(xì)胞的大分子物質(zhì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)是以氨基酸殘基而連接成的線性順序?yàn)榛A(chǔ)，分為四級一級結(jié)構(gòu):以肽鍵為主鍵或有少量二硫鍵為副鍵的多肽鏈作用:決定蛋白質(zhì)的三維構(gòu)象從而影響其作用;含有遺傳指令信息二級結(jié)構(gòu):在一級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,借氫鍵在氨基酸殘基之間的對應(yīng)點(diǎn)連接,三種類型:α螺旋結(jié)構(gòu):肽鏈以右手螺旋盤繞而成的空心筒狀構(gòu)象β折疊片層:是一條肽鏈回折而成的平行排列構(gòu)象三股螺旋:膠原獨(dú)有的構(gòu)象,由原膠原的3條多肽鏈共同絞接而成.一級結(jié)構(gòu):以肽鍵為主鍵或有少量二硫鍵為副鍵的多肽鏈作用:決定蛋白質(zhì)的三維構(gòu)象從而影響其作用;含有遺傳指令信息第四十三頁，共六十二頁。三級結(jié)構(gòu):

在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再行折疊α螺旋或β折疊,隨機(jī)卷曲,靠氫鍵,脂鍵,離子鍵和疏水鍵維持.四級結(jié)構(gòu):

由兩條或多條獨(dú)立的三級結(jié)構(gòu)的肽鏈構(gòu)成靠氫鍵等化學(xué)鍵維持,單個(gè)亞基沒有活性.蛋白質(zhì)的功能:1.細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分;2.運(yùn)輸和傳導(dǎo);3.收縮運(yùn)動;4.免疫保護(hù);5.作為生物催化劑的酶.第四十四頁，共六十二頁。三級結(jié)構(gòu)第四十五頁，共六十二頁。核酸一種遺傳物質(zhì),能將上代的特征傳遞給下代的生物大分子功能:攜帶和傳遞遺傳信息DNA的結(jié)構(gòu)由兩條平行而方向相反的互補(bǔ)核苷酸鏈構(gòu)成,以右手螺旋盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu);主要特點(diǎn):DNA分子全部堿基處于雙螺旋內(nèi)側(cè),由氫鍵連接.按堿基互補(bǔ)的原則配對第四十六頁，共六十二頁。第四十七頁，共六十二頁。RNA結(jié)構(gòu):由線性的核苷酸序列組成與DNA相比有兩點(diǎn)不同:糖-磷酸主鏈?zhǔn)呛颂?TURNA:mRNA,tRNA,rRNA.mRNA:前身是核內(nèi)不均一核RNA(hnRNA);在細(xì)胞核內(nèi)合成,經(jīng)過剪接,加工成為成熟的mRNA并移出核外,成為蛋白質(zhì)合成的模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成tRNA:細(xì)胞內(nèi)相對分子質(zhì)量最小的一類核酸,70-80個(gè)核苷酸組成;在蛋白質(zhì)合成時(shí)辨認(rèn)mRNA而轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸.rRNA:細(xì)胞內(nèi)相對分子質(zhì)量最大,含量最多;5S,5.8S,18S,28S;構(gòu)成核糖體亞基,形成蛋白質(zhì)合成的場所.第四十八頁，共六十二頁。第二節(jié)、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征原生質(zhì):細(xì)胞內(nèi)的生命物質(zhì),分化為細(xì)胞質(zhì),核和膜.一個(gè)動物細(xì)胞就是原生質(zhì).三種形態(tài):1.顆粒狀.線粒體的基粒,核糖體2.線狀.微絲,微管的原纖維3.膜狀.核膜有孔,多數(shù)膜結(jié)構(gòu)無孔原生質(zhì)體:植物細(xì)胞去掉細(xì)胞壁剩余的細(xì)胞稱為原生質(zhì)體,實(shí)際就是植物細(xì)胞的原生質(zhì).第四十九頁，共六十二頁。一、細(xì)胞的大小不同種類的細(xì)胞大小變異范圍很大:cm-nm,100萬倍

細(xì)胞的大小和細(xì)胞的功能相適應(yīng)(神經(jīng)細(xì)胞)

細(xì)胞的大小和生物體的大小沒有相關(guān)性(大樹和新生樹苗)

細(xì)胞生長時(shí),細(xì)胞體積的增加大于細(xì)胞面積的增加.(為什么細(xì)胞生長到一定階段后要發(fā)生分裂?)二、細(xì)胞的數(shù)目單細(xì)胞生物只有一個(gè)細(xì)胞,而多細(xì)胞生物細(xì)胞數(shù)目很多:成人約2×1014個(gè)細(xì)胞.細(xì)胞數(shù)目的增加靠細(xì)胞繁殖;各種細(xì)胞的繁殖的能力和速度不一樣有機(jī)體細(xì)胞數(shù)目不是固定不變的,處于動態(tài)平衡中第五十頁，共六十二頁。動植物細(xì)胞在20~30μm間；真核細(xì)胞體積大于原核細(xì)胞；卵細(xì)胞大于體細(xì)胞。名稱人卵口腔上皮細(xì)胞肝