細(xì)胞生物學(xué)學(xué)生論壇

細(xì)胞生物學(xué)

學(xué)生論壇大連大學(xué)生物工程學(xué)院02級(jí)1班許晶晶細(xì)胞生物學(xué)

在生命科學(xué)中的學(xué)科位置內(nèi)容：什么是細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞生物學(xué)開(kāi)展簡(jiǎn)史與其他學(xué)科的關(guān)系細(xì)胞生物學(xué)的展望細(xì)胞是生命的形狀和功能的單位，對(duì)各種生命景象的探求都要從細(xì)胞中找到答案。著名生物學(xué)家威爾遜早在20世紀(jì)20年代就提出“一切生物學(xué)關(guān)鍵問(wèn)題必需在細(xì)胞中找尋〞。細(xì)胞是一切生命活動(dòng)構(gòu)造與功能的根本單位，

細(xì)胞生物學(xué)主要是從細(xì)胞的不同構(gòu)造層次以及細(xì)胞間的相互關(guān)系來(lái)研討細(xì)胞生命活動(dòng)(生長(zhǎng)、分裂、分化、遺傳變異、運(yùn)動(dòng)和興奮、傳導(dǎo)、衰老、死亡等)的根本規(guī)律。細(xì)胞生物學(xué)開(kāi)展簡(jiǎn)史：細(xì)胞生物學(xué)的開(kāi)展階段可劃分為以下四個(gè)時(shí)期：1、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)及細(xì)胞學(xué)說(shuō)的創(chuàng)建這一時(shí)期跨度較大，從1665到1874年。2、細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期從1875年到1900年的25年。3、實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期(experimentalcytology)從1900年到1953年的半個(gè)世紀(jì)里，細(xì)胞學(xué)的開(kāi)展主要是采用實(shí)驗(yàn)的手段研討細(xì)胞學(xué)的問(wèn)題，其特點(diǎn)是從形狀構(gòu)造的察看深化到生理功能、生物化學(xué)、遺傳發(fā)育機(jī)理的研討。由于實(shí)驗(yàn)研討不斷同相鄰學(xué)科結(jié)合、相互浸透，導(dǎo)致了一些重要分支學(xué)科的建立和開(kāi)展：●細(xì)胞遺傳學(xué)(cytogenetics)●細(xì)胞生理學(xué)(cytophysiology)●細(xì)胞化學(xué)(cytochemistry)4、細(xì)胞生物學(xué)的誕生1953年Watson和Crick提出DNA雙螺旋構(gòu)造模型，標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生。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。目前，關(guān)于細(xì)胞的研討已進(jìn)入分子細(xì)胞生物學(xué)階段。從生命構(gòu)造層次看來(lái)，細(xì)胞生物學(xué)位于分子生物學(xué)和個(gè)體生物學(xué)之間，同它們相互銜接，相互浸透。因此，從這一意義上來(lái)說(shuō)，細(xì)胞生物學(xué)是一門承上啟下的學(xué)科，和分子生物學(xué)一同同是現(xiàn)代生命科學(xué)的根底，廣泛浸透到遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生殖生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和免疫生物學(xué)的研討中，并同農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和生物高技術(shù)的開(kāi)展有極為親密的關(guān)系。

與其他學(xué)科的關(guān)系：與生物學(xué)的關(guān)系與醫(yī)學(xué)的關(guān)系與生物高技術(shù)的關(guān)系與農(nóng)業(yè)的關(guān)系與生物學(xué)的關(guān)系：構(gòu)成新的學(xué)科對(duì)其他學(xué)科的影響從細(xì)胞學(xué)在上一世紀(jì)創(chuàng)建起，就浸透到生物學(xué)的各部門(遺傳學(xué)、胚胎學(xué)、生理學(xué)等)，促進(jìn)這些學(xué)科的開(kāi)展；并隨著對(duì)各類特化細(xì)胞(神經(jīng)細(xì)胞、免疫活性細(xì)胞等)的構(gòu)造和功能特點(diǎn)進(jìn)展的系統(tǒng)研討的進(jìn)展，構(gòu)成許多新的學(xué)科。如對(duì)神經(jīng)元的研討，開(kāi)展成細(xì)胞神經(jīng)生物學(xué)；對(duì)淋巴細(xì)胞(T細(xì)胞、

B細(xì)胞)的研討，產(chǎn)生了細(xì)胞免疫學(xué)；對(duì)血細(xì)胞和造血系統(tǒng)的研討,產(chǎn)生了血液學(xué)等等。多極神經(jīng)元淋巴細(xì)胞血細(xì)胞對(duì)其他學(xué)科的影響：從細(xì)胞構(gòu)造功能的認(rèn)識(shí)上從實(shí)驗(yàn)方法和對(duì)象上細(xì)胞生物學(xué)用光學(xué)和電子顯微鏡對(duì)細(xì)胞的研討提示核細(xì)胞具有共同的構(gòu)造，各種生化功能都可以歸屬到特定的細(xì)胞器構(gòu)造。染色體是真核細(xì)胞遺傳信息的載體，線粒體是細(xì)胞能量代謝的工廠；核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所；高爾基體是細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的改造、運(yùn)輸和分泌的器官……，這些對(duì)于一切真核細(xì)胞都是共同的。特殊功能細(xì)胞(肌肉細(xì)胞、視覺(jué)細(xì)胞、腺細(xì)胞等)的特殊功能那么是由于某些細(xì)胞器構(gòu)造上特化的結(jié)果。從細(xì)胞的根本構(gòu)造和功能上生物學(xué)的各學(xué)科分支(遺傳學(xué)、生物化學(xué)、生

理學(xué)等)找到了共同的聯(lián)絡(luò)。

人類染色體JEOL掃描電子顯微鏡激光共聚焦掃描顯微鏡線粒體核糖體構(gòu)造方式圖高爾基體傳統(tǒng)上，遺傳學(xué)、生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)各有其特殊的實(shí)驗(yàn)方法和對(duì)象。遺傳學(xué)家從尋覓基因突變?nèi)胧?，進(jìn)展遺傳分析；生化學(xué)家著重生物大分子構(gòu)造和功能，以及代謝活動(dòng)的研討；而細(xì)胞生物學(xué)家那么試圖闡明細(xì)胞的構(gòu)造以及各種功能活動(dòng)的調(diào)控。隨著80年代以來(lái)，分子遺傳學(xué)的提高，這幾個(gè)學(xué)科在實(shí)驗(yàn)方法、研討對(duì)象和問(wèn)題上逐漸一致同來(lái)。借助分子遺傳學(xué)方法(重組DNA技術(shù))可以發(fā)現(xiàn)并克隆任何基因，測(cè)定其序列和改造重組，再導(dǎo)入細(xì)胞(甚至生殖細(xì)胞)研討其表達(dá)產(chǎn)物(RNA或蛋白質(zhì))及其在細(xì)胞生命活動(dòng)和發(fā)育中的功能。在研討對(duì)象上，也一致到運(yùn)用離體培育的細(xì)胞。正如過(guò)去各種生命景象的奧妙都要從細(xì)胞的構(gòu)造和功能研討中尋求解答一樣，目前，對(duì)細(xì)胞構(gòu)造和功能的研討又要深化到基因程度尋覓解答。實(shí)驗(yàn)生物學(xué)的各部門正在細(xì)胞和基因的研討上一致同來(lái)，運(yùn)用共同的方法和概念，從不同側(cè)面來(lái)探求細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律的共同問(wèn)題。

與醫(yī)學(xué)的關(guān)系：對(duì)病因的了解在技術(shù)方面

細(xì)胞既是人體正常構(gòu)造和功能的單位，又是疾病病理的根本單位：德國(guó)病理學(xué)家魏爾肖(Vrichow)于1958年出版<細(xì)胞病理學(xué)>，把細(xì)胞學(xué)運(yùn)用于解釋病理景象，以為疾病的緣由是細(xì)胞構(gòu)造和功能的失常，這對(duì)醫(yī)學(xué)的開(kāi)展有很大影響。

細(xì)胞生物學(xué)在亞顯微程度和分子程度對(duì)細(xì)胞構(gòu)造和功能活動(dòng)(生長(zhǎng)、分化和遺傳等)的深化研討、對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的開(kāi)展起了很大的推進(jìn)作用。對(duì)病因的了解：細(xì)胞生物學(xué)的根底研討對(duì)于了解細(xì)胞衰老、癌變、射線損傷、以及激素作用、免疫和病毒感染機(jī)制，均有重要意義。如溶酶體的研討對(duì)了解細(xì)胞的變性、壞死，特別是風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)、矽肺等疾病的發(fā)病緣由(如重癥肌無(wú)力是由于抗乙酰膽堿受體的本身抗體將本身受體封鎖，引起功能失常所致)和藥物設(shè)計(jì)提供實(shí)際根據(jù)。近來(lái)癌基因、抑癌基因的發(fā)現(xiàn)加深了對(duì)癌變本質(zhì)的了解，它們實(shí)踐上是與細(xì)胞周期調(diào)控及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)的基因。對(duì)細(xì)胞周期、細(xì)胞衰老和編程性細(xì)胞死亡間基因調(diào)控關(guān)系的分析闡明：由于調(diào)控基因的突變和基因組完好性不可逆的破壞而導(dǎo)致的細(xì)胞生長(zhǎng)、衰老和死亡調(diào)控的失衡是細(xì)胞癌變的根本緣由。這為尋覓抗癌藥物提供了新的思緒。膜蛋白(低密度脂蛋白受體，HMGCOA復(fù)原酶)對(duì)細(xì)胞內(nèi)膽固醇含量調(diào)控的研討，加深了對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病緣由的了解。在技術(shù)方面：

技術(shù)方面，細(xì)胞培育技術(shù)對(duì)癌細(xì)胞和病毒的研討及疫苗消費(fèi)均是不可短少的手段。細(xì)胞化學(xué)(包括免疫細(xì)胞化學(xué))及熒光激活細(xì)胞分別儀、原位雜交等新技術(shù)為癌細(xì)胞和其他疾病的診斷提供了快速可靠的方法。尤其是70年代后期出現(xiàn)的雜交瘤技術(shù)不但為各種病源微生物的檢測(cè)和腫瘤診斷提供了專注的單克隆抗體，而且為開(kāi)展腫瘤的導(dǎo)向治療提供了希望。一切這些都闡明細(xì)胞生物學(xué)已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一門重要的根底學(xué)科。

與生物高技術(shù)的關(guān)系：

最能引起世界范圍極大關(guān)注的是生物技術(shù)。從70年代后期起，由于分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的進(jìn)展，主要在重組DNA技術(shù)和細(xì)胞交融技術(shù)根底上開(kāi)展起來(lái)的現(xiàn)代生物技術(shù)(主要為基因工程、蛋白質(zhì)工程和細(xì)胞工程)，在國(guó)外已構(gòu)成高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，并將對(duì)未來(lái)工農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)的開(kāi)展開(kāi)辟寬廣的前景。目前基因工程的開(kāi)展趨向，—方面將基因?qū)爰?xì)菌消費(fèi)蛋白質(zhì)產(chǎn)品；另一方面逐漸轉(zhuǎn)到將基因(異源的或改造的)導(dǎo)入真核細(xì)胞和高等生物體(轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物)，試圖進(jìn)展人工發(fā)明優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆的動(dòng)植物新種類和人類遺傳病的基因治療這些方面的艱苦進(jìn)展又有待于細(xì)胞生物學(xué)根底研討的一些關(guān)鍵實(shí)際和技術(shù)問(wèn)題(真核基因組構(gòu)造及其表達(dá)的調(diào)控、新型載體和基因定向整合等)的突破植物方面：涉及植物細(xì)胞工程方面急待研討處理的問(wèn)題有減數(shù)分裂的誘導(dǎo)、染色體倍性的調(diào)理、培育細(xì)胞的遺傳變異及突變體的選擇，組織和細(xì)胞培育中細(xì)胞分化和未分化機(jī)理、體細(xì)胞全能性、以及雄性不育機(jī)制、遠(yuǎn)緣雜交遺傳機(jī)制等。動(dòng)物方面：動(dòng)物細(xì)胞工程方面也急需在雜交瘤技術(shù)的方法學(xué)上突破(如人—人B細(xì)胞雜交瘤、人化抗體等)。合成含有給定遺傳信息和能分裂的人工染色體更是引人矚目的目的與農(nóng)業(yè)的關(guān)系

細(xì)胞生物學(xué)與農(nóng)業(yè)開(kāi)展也有親密關(guān)系。作物的生長(zhǎng)發(fā)育、礦物營(yíng)養(yǎng)、物質(zhì)運(yùn)輸與分配，抗逆性、育種新途徑的探求等根本問(wèn)題都與細(xì)胞生物學(xué)根底研討嚴(yán)密相關(guān)。畜牧方面，卵和胚胎的冷凍保管和移植，對(duì)乳牛等良種家畜的快速繁育，曾經(jīng)起了很大的作用。核移植技術(shù)為培育優(yōu)良的核質(zhì)雜交魚(yú)和克隆動(dòng)物提供了能夠。

細(xì)胞生物學(xué)的展望：許多科學(xué)家預(yù)言，未來(lái)的世紀(jì)是生物學(xué)的世紀(jì)，也就是說(shuō)下個(gè)世紀(jì)生物學(xué)在整個(gè)自然科學(xué)的進(jìn)展中將成為起帶頭作用的學(xué)科。由于分子生物學(xué)概念、方法與技術(shù)的援用，細(xì)胞生物學(xué)在近十年獲得了突破性進(jìn)展。在21世紀(jì)，細(xì)胞生物學(xué)將繼續(xù)迅猛開(kāi)展，由于它是提示生命微妙不可短少的“主角〞。細(xì)胞本身又是多層次的復(fù)雜構(gòu)造體系，它是物質(zhì)〔構(gòu)造〕、信息與能量相互輝映的綜合體。它的很多根