細(xì)胞生物學(xué)-第一章緒論

1CellBiology2課堂講授學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)課程安排課堂測(cè)驗(yàn)2次，占總成績(jī)10%

出勤率5%

期末考試（筆試）70%

實(shí)驗(yàn)成績(jī)15%3Chapters1

緒論2細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性3細(xì)胞生物學(xué)研究方法4細(xì)胞質(zhì)膜5細(xì)胞的跨膜運(yùn)輸6細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換--線粒體和葉綠體7內(nèi)膜系統(tǒng)與蛋白質(zhì)分選和膜運(yùn)輸8

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)9細(xì)胞骨架10細(xì)胞核與染色體11核糖體12細(xì)胞增殖及其調(diào)控13程序性細(xì)胞死亡與細(xì)胞衰老14細(xì)胞分化與基因表達(dá)調(diào)控15細(xì)胞社會(huì)的聯(lián)系：細(xì)胞連接、細(xì)胞黏著和細(xì)胞外基質(zhì)4第一章緒論

1細(xì)胞生物學(xué)的研究對(duì)象:

研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能、以及各生命活動(dòng)本質(zhì)和規(guī)律的科學(xué)。Chapter156細(xì)胞結(jié)構(gòu)的三大基本結(jié)構(gòu)體系1.由蛋白質(zhì)和核酸構(gòu)建的遺傳信息結(jié)構(gòu)體系。2.由蛋白質(zhì)與脂質(zhì)構(gòu)建的膜的結(jié)構(gòu)體系。3.由蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)構(gòu)成的細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)體系。72.1細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)1604年,Janssen父子設(shè)計(jì)的放大鏡只能用來(lái)觀察跳蚤等一些小的昆蟲(chóng)鏡筒長(zhǎng)約46cm雙凸透鏡自然光光源——“跳蚤鏡”2.細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史1665年，英國(guó)人

Hook

用自己設(shè)計(jì)與制造的顯微鏡第一次描述了植物細(xì)胞的構(gòu)造，并用拉丁文cella

來(lái)稱呼他所看到的類似蜂巢的極小的封閉狀小室9他以極其興奮的心情寫(xiě)道：“當(dāng)我一看到這些形像時(shí)，我就認(rèn)為這是我的發(fā)現(xiàn)。因?yàn)檫@的確是我第一次看到的微小空洞，可能這也是歷史上的第一次發(fā)現(xiàn)。顯然，這使我理解了軟木為什么這么輕的原因。”Hooke用自制顯微鏡對(duì)礦物、動(dòng)物和植物標(biāo)本等進(jìn)行了廣泛觀察，并將其觀察結(jié)果整理成“Micrographia”(顯微圖譜)。101680年，荷蘭人Leeuwenhoek

成為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，一生中制作了200多臺(tái)顯微鏡和500多個(gè)鏡頭。他是第一個(gè)看到活細(xì)胞的人，觀察過(guò)原生動(dòng)物、人類精子、鮭魚(yú)的紅細(xì)胞、牙垢中的細(xì)菌等等11In1838,Schleiden，德國(guó)植物學(xué)教授，1838年發(fā)表“植物發(fā)生論”，認(rèn)為無(wú)論怎樣復(fù)雜的植物都由形形色色的細(xì)胞構(gòu)成2.2細(xì)胞學(xué)說(shuō)的創(chuàng)立12Schwann(1810–1882)，于1838年提出了“細(xì)胞學(xué)說(shuō)”

1939年發(fā)表“關(guān)于動(dòng)植物結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)一致性的顯微研究”13

細(xì)胞學(xué)說(shuō)（celltheory）的創(chuàng)立被認(rèn)為歸功于Schleiden和Sehwann兩個(gè)人.

內(nèi)容：一切生物都由細(xì)胞組成，細(xì)胞是生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能活動(dòng)的基本單位。十九世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)：進(jìn)化論、能量守恒與轉(zhuǎn)化、細(xì)胞學(xué)說(shuō)

14現(xiàn)代生物學(xué)三大基石SchleidenandSchwann,1838~1839提出細(xì)胞學(xué)說(shuō)1859年達(dá)爾文創(chuàng)立的進(jìn)化論1866年Mendel確立的遺傳學(xué)152.3細(xì)胞學(xué)經(jīng)典時(shí)期(1875-1900)

原生質(zhì)理論的提出:有機(jī)體的組織單位是一小團(tuán)原生質(zhì),這種物質(zhì)在一般有機(jī)體中是相似的。

1841年，Remak發(fā)現(xiàn)雞胚的直接分裂Flemming和Strasburger(1886）發(fā)現(xiàn)有絲分裂VanBeneden(1883)和Strasburger(1886)發(fā)現(xiàn)減數(shù)分裂

161883年，VanBenede和Boveri發(fā)現(xiàn)了中心體1894年，Altman(阿爾特曼）發(fā)現(xiàn)了線粒體1898年，Golgi發(fā)現(xiàn)了高爾基體重要細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn)172.4實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段

(1900-1953)1900年，Mendel的遺傳法則被重新確認(rèn)。1902年，Sutton

(貝內(nèi)登)和

Boveri

(博韋里)提出遺傳的染色體學(xué)說(shuō)（Sutton–Boverihypothesis），將染色體行為與Mendel的遺傳因子聯(lián)系起來(lái)。1910年,Morgan

證明遺傳因子位于染色體上，提出了基因?qū)W說(shuō)：基因是組成染色體的遺傳單位。18

In1907,Harrison

（哈里森）和Carrel創(chuàng)建了組織培養(yǎng)技術(shù)。In1913,Carrel研制成Carrel培養(yǎng)瓶,采用嚴(yán)格的組織培養(yǎng)技術(shù),成功地培養(yǎng)了雞胚胎成纖維細(xì)胞持續(xù)了34年之久。In1943,Claude

（克勞德）應(yīng)用高速離心機(jī)從活細(xì)胞內(nèi)分離各種細(xì)胞器，并研究它們的生理活性。2.4.1細(xì)胞生理學(xué)研究191924年，F(xiàn)eulgen創(chuàng)立福爾根反應(yīng)鑒定DNA。含DNA的部分---紫紅色（定性）1940年，Brachet

染色法：甲基綠-派洛寧反應(yīng)鑒定DNA與RNA。甲基綠---染色質(zhì)---綠色(DNA)派洛寧---核仁----紅色（RNA)1940年，Casperson

利用紫外分光光度計(jì)測(cè)定DNA含量。（定量分析）2.4.2細(xì)胞化學(xué)研究20

細(xì)胞生物學(xué)的誕生

◆MolecularBiology 1953年Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型標(biāo)志分子生物學(xué)的誕生CellBiology 1965年，D．P．Derobetis將其《普通細(xì)胞學(xué)》改為《細(xì)胞生物學(xué)》，標(biāo)志著細(xì)胞生物學(xué)的誕生。MolecularCellBiology80年代開(kāi)始出現(xiàn)了分子細(xì)胞生物學(xué)。2.5分子細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展(1953-)References:《細(xì)胞生物學(xué)》翟中和、王喜忠、丁明孝主編高等教育出版社面向21世紀(jì)課程教材《細(xì)胞生物學(xué)》(第二版）汪堃仁、薛紹白、柳惠圖主編北京師范大學(xué)出版社《細(xì)胞生物學(xué)》鄭國(guó)昌主編高等教育出版社《

分子細(xì)胞生物學(xué)》(第二版）韓貽仁主編科學(xué)出版社

22GeraldKarp.CellandMolecularBiology:conceptsandexperiments.高等教育出版社(第四版影印版)2006LodishH,etal.MolecularCellBiology.ScientificAmericanBooks,Inc.(4th)2000.AlbertsB,etal.EssentialCellBiology.NewYorkandLondon：Garlandpublishing，Inc.1998AlbertsB,etal.

MolecularBiologyoftheCell.

NewYorkandLondon：GarlandPublishing，Inc.(3rd)1994BeckerWM,etal.TheWorldoftheCell.TheBenjamin/CummingsPublishingCompany(4th)2000

2425ScientificJournals:26美國(guó)科學(xué)院學(xué)報(bào)，提供1915年以來(lái)的全文，一些經(jīng)典細(xì)胞生物學(xué)論文發(fā)表于該刊。27細(xì)胞生物學(xué)專業(yè)優(yōu)秀期刊，提供1955年以來(lái)的全文。28生物化學(xué)方面的優(yōu)秀期刊，提供1905年以來(lái)的全文。29Pubmed，大名鼎鼎的免費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)，屬于美國(guó)國(guó)立醫(yī)學(xué)圖書(shū)館，可查閱生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的文摘。人和鯨一部分性別決定基因的比較：：大部分核苷酸序列相同第二章細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性321.細(xì)胞的基本概念細(xì)胞并非是唯一的生命形式。細(xì)胞形態(tài)的生命體：原核細(xì)胞(Prokaryoticcell)與真核細(xì)胞（Eukaryoticcell）非細(xì)胞的生命體：如病毒(Virus)

病毒也是生命體，但它卻不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。它是比細(xì)胞更小的生命體。331.1細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位A.細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位。34B.細(xì)胞是代謝與功能的基本單位， 具有獨(dú)立，有序的自控代謝體系。35C.細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)。36D.細(xì)胞是遺傳的基本單位，具有遺傳的全能性。E.沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命。1.2原核細(xì)胞

（Prokaryoticcell）支原體——最小、最簡(jiǎn)單的細(xì)胞衣原體、立克次氏體、細(xì)菌、放線菌、藍(lán)藻細(xì)菌和藍(lán)藻常作為原核細(xì)胞（原核生物）的代表38肺炎支原體最簡(jiǎn)單的細(xì)胞——支原體有已知最小的基因組（482個(gè)基因組成），僅編碼700多種蛋白質(zhì)。是最簡(jiǎn)單、體積最小的原核細(xì)胞。1.2.1支原體(Mycoplast)39電鏡下支原體的煎蛋樣菌落支原體污染支原體是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的大敵。沒(méi)有細(xì)胞壁的原核細(xì)胞。40大腸桿菌弧形霍亂菌

淋病球菌肉毒梭菌1.2.2細(xì)菌（Bacteria）41細(xì)菌結(jié)構(gòu)1）擬核（Nucleoid）：無(wú)核被膜，只有核區(qū)

1條DNA雙鏈、裸露、環(huán)狀

3）核糖體(Ribosome)：70S（30S，50S)4）質(zhì)膜(Plasmamembrane)：物質(zhì)交換和氧化磷酸化

5）中膜體(Mesosome)：質(zhì)膜內(nèi)陷形成，與呼吸、分裂 有關(guān)

6）細(xì)胞壁(Cellwall)：肽聚糖

7）質(zhì)粒：核區(qū)外裸露、環(huán)狀的DNA，自我復(fù)制，受自身和細(xì)菌DNA分子調(diào)控。隨細(xì)菌的傳代而傳代。

8）莢膜(Capsule)、鞭毛(Flagella)431.2.3.藍(lán)藻（Cyanobacteria）分布廣，淡水、海洋、沙漠、草原、森林。光合作用，自養(yǎng)生物。

單細(xì)胞生物，有時(shí)聚成細(xì)胞群。4445原核細(xì)胞特征沒(méi)有真正的細(xì)胞核，環(huán)形DNA鏈存在的地方稱為擬核區(qū)，無(wú)核膜和核仁，DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯同時(shí)同地發(fā)生在擬核區(qū)遺傳信息量小，只有1條雙鏈裸露環(huán)狀DNA細(xì)胞質(zhì)內(nèi)唯一的細(xì)胞器是核糖體（70S）與呼吸有關(guān)的酶系存在于細(xì)胞膜上細(xì)胞壁由肽聚糖與多肽組成461.3真核細(xì)胞(Eukaryoticcell)原生動(dòng)物、真菌、動(dòng)物、植物等47高爾基復(fù)合體葉綠體光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)液泡微管(細(xì)胞骨架)細(xì)胞質(zhì)核糖體核膜核質(zhì)核仁細(xì)胞核糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞膜線粒體細(xì)胞壁過(guò)氧化物酶體胞間連絲膜泡植物細(xì)胞48核膜核質(zhì)核仁細(xì)胞核糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)過(guò)氧化物酶體高爾基復(fù)合體微管(細(xì)胞骨架)中心粒核糖體線粒體溶酶體光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)微絲動(dòng)物細(xì)胞49

細(xì)胞器動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞

細(xì)胞壁無(wú)有 葉綠體無(wú)有 液泡無(wú)有 溶酶體有無(wú) 圓球體無(wú)有 中心體有無(wú) 胞質(zhì)分裂方式收縮環(huán)細(xì)胞板通訊連接方式間隙連接胞間連絲 （高等）植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的區(qū)別50

真核細(xì)胞特征1.細(xì)胞核：染色體；轉(zhuǎn)錄、翻譯有嚴(yán)格的階段性和區(qū)域性2.細(xì)胞器：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、線粒體等。3.細(xì)胞骨架:微絲；微管；中等纖維51原核細(xì)胞與真核細(xì)胞比較(不同點(diǎn))

原核細(xì)胞真核細(xì)胞

代表生物細(xì)菌、藍(lán)藻和支原體原生生物、真菌、植物和動(dòng)物細(xì)胞大小較小(1-10μm)較大(10～100μm)

核糖體70S(由50S和30S)80S(由60S和40S）細(xì)胞器極少有線粒體、葉綠體,內(nèi)質(zhì)網(wǎng),溶酶體等

細(xì)胞核無(wú)核膜和核仁，為擬核有核膜和核仁（RNA在核內(nèi)合成，蛋白

RNA和蛋白在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成在細(xì)胞質(zhì)合成）染色體DNA雙鏈DNA,DNA不與或DNA與蛋白質(zhì)聯(lián)結(jié)在一起 很少與組蛋白結(jié)合 環(huán)狀很長(zhǎng)的線狀分子，含很多非編碼區(qū)

細(xì)胞壁除支原體、衣原體外植物細(xì)胞有（纖維素和果膠質(zhì)）

均有細(xì)胞壁（肽聚糖）細(xì)胞分裂方式無(wú)絲分裂主要為有絲分裂和減數(shù)分裂52所有的細(xì)胞都有相似的化學(xué)組成所有的細(xì)胞表面均有——細(xì)胞膜所有的細(xì)胞都有兩種核酸——DNA與RNA，作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體核糖體存在于一切細(xì)胞內(nèi)所有細(xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的共性53蛋白質(zhì)、糖類、脂類、核酸54病毒（virus）——核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)構(gòu)成的核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體；

不具有細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)，專性寄生，必須在宿主細(xì) 胞中表現(xiàn)生命現(xiàn)象（復(fù)制、遺傳），只能在細(xì)胞中 增殖。類病毒（viroid）——僅由感染性的RNA構(gòu)成；朊病毒（prion）——僅由感染性的蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成2.病毒

(Virus)55朊病毒主要破壞神經(jīng)系統(tǒng)，引起神經(jīng)退行性疾病。比如引起全世界恐慌的瘋牛病。朊病毒可以跨物種傳播，并且能