細胞學(xué)概論課件

細胞生物學(xué)主講教師：張晶電郵：jzhang08@.cn網(wǎng)址：細胞學(xué)概論人類所面臨的人口、食品、能源、環(huán)境、健康等一系列問題都有待生命科學(xué)回答。21世紀以來發(fā)展迅速，SCI收錄100萬篇/年，近一半是生命科學(xué)，其中IF排在前十位的均為生物醫(yī)學(xué)類期刊。其中細胞生物學(xué)的平均影響影子為4.1，高居榜首.二十一世紀是生命科學(xué)的世紀細胞學(xué)概論

細胞生物學(xué)

在現(xiàn)代生物學(xué)中的地位19世紀時期，達爾文的進化論、孟德爾的遺傳學(xué)、施旺和施萊登的細胞學(xué)說為現(xiàn)代生物學(xué)的三大基石。

20世紀80年代分子生物學(xué)（包括分子遺傳學(xué)）、細胞生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)與生態(tài)學(xué)列為當(dāng)前生物科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科，反映了現(xiàn)代生命科學(xué)的總趨勢。細胞學(xué)概論

對細胞的深入研究是揭開生命奧秘、改造生命和征服疾病的關(guān)鍵,一切疾病發(fā)病機制也要以細胞病變研究為基礎(chǔ)。21世紀年代以來諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎大都授予了從事細胞生物學(xué)研究的科學(xué)家。

著名生物學(xué)家威爾遜（Wilson）早在1925年就提出一句名言“一切生物學(xué)關(guān)鍵問題必須在細胞中找尋”，至今還有著很深的內(nèi)涵。細胞學(xué)概論LelandH.Hartwell

R.Timothy(Tim)Hunt

SirPaulM.Nurse

2001年，美國人Leland

Hartwell、英國人PaulNurse、Timothy

Hunt因?qū)毎芷谡{(diào)控機理的研究而獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。細胞學(xué)概論2002年，英國人悉尼·布雷諾爾、美國人羅伯特·霍維茨和英國人約翰·蘇爾斯頓，因在器官發(fā)育的遺傳調(diào)控和細胞程序性死亡方面的研究獲諾貝爾諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.Sulston

細胞學(xué)概論2003年，美國科學(xué)家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)，分別因?qū)毎にǖ?，離子通道結(jié)構(gòu)和機理研究而獲諾貝爾化學(xué)獎。

PeterAgreRoderickMacKinnon

細胞學(xué)概論2004年，美國人RichardAxel和LindaB.Buck獲諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎，他們發(fā)現(xiàn)氣味受體和嗅覺系統(tǒng)的組成。RichardAxelLindaB.Buck細胞學(xué)概論2005年BarryJ.Marshall和J.RobinWarren獲諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎，他們發(fā)現(xiàn)幽門螺桿菌及其在胃炎和胃潰瘍方面的作用。BarryJ.MarshallJ.RobinWarren細胞學(xué)概論2006年美國人AndrewZ.Fire和CraigC.Mello因?qū)NA干擾的研究而獲諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎。AndrewZ.Fire

CraigC.Mello細胞學(xué)概論2007三位科學(xué)家“在涉及胚胎干細胞和哺乳動物ＤＮＡ重組方面有著一系列突破性發(fā)現(xiàn)”，為“基因靶向”技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

奧利弗·史密斯馬丁·埃文斯馬里奧·卡佩基細胞學(xué)概論2010年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予英國生理學(xué)家羅伯特·愛德華茲，以表彰他在體外受精技術(shù)領(lǐng)域做出的開創(chuàng)性貢獻

1998年7月20日，羅伯特·愛德華茲與兩名試管嬰兒

羅伯特·愛德華茲

細胞學(xué)概論2011年美國人布魯斯·博伊特勒、法國人朱爾斯·霍夫曼和加拿大人拉爾夫·斯坦曼以免疫系統(tǒng)研究贏得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎

斯坦曼所作貢獻，是發(fā)現(xiàn)免疫系統(tǒng)中的“枝狀細胞”（DC細胞）及其在適應(yīng)性免疫反應(yīng)、即以自身調(diào)控方式適應(yīng)并清除體內(nèi)微生物過程中的作用，構(gòu)成免疫反應(yīng)的后續(xù)步驟。

細胞學(xué)概論2012年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎授予日本的山中伸彌，英國的約翰-戈登在細胞核重新編程研究領(lǐng)域的貢獻杰出。所謂細胞核重編程即將成年體細胞重新誘導(dǎo)回早期干細胞狀態(tài)，以用于形成各種類型的細胞，應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)

長山中伸彌約翰-戈登細胞學(xué)概論細胞生物學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學(xué)前沿分支學(xué)科之一,是當(dāng)代生物科學(xué)中發(fā)展最快的一門尖端學(xué)科。

細胞學(xué)概論細胞生物學(xué)是聯(lián)系分子生物學(xué)和普通生物學(xué)或醫(yī)學(xué)（即個體或組織水平）的橋梁

細胞學(xué)概論目前該領(lǐng)域值得關(guān)注的一些研究進展20世紀后半葉生命科學(xué)各領(lǐng)域所取得的巨大進展，特別是分子生物學(xué)的突破性成就，使細胞生物學(xué)的位置起了革命性的變化

!細胞學(xué)概論（一）、新技術(shù)催生“基因改造人”美國新澤西州圣巴納巴斯醫(yī)學(xué)中心生殖醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所的科學(xué)家，利用一種叫做“卵質(zhì)轉(zhuǎn)移”的技術(shù)，從捐獻的卵子中抽出少量細胞質(zhì)，注入不孕婦女的卵子內(nèi)，然后進行受精。這樣，原本因卵子有缺陷而無法生育的婦女經(jīng)過這種移植后就懷了孕。采用的技術(shù)只不過是把健康婦女捐獻的正常卵子中的某些成分添加到不孕婦女的卵子中，并沒有對培育出的嬰兒基因進行修改，因此他們培育出的這些嬰兒稱不上是“轉(zhuǎn)基因嬰兒”。細胞學(xué)概論（二）、“抗癌嬰兒”在美國出世美國芝加哥生育遺傳研究所的科學(xué)家宣布，他們利用“胚胎植入前的基因診斷”（PDG）幫助來自紐約的一對夫婦懷孕，并生育一個沒有“利弗勞梅尼綜合癥”的健康男嬰。這名嬰兒后來被稱之為“抗癌嬰兒”。利弗勞梅尼綜合癥是一種家族性遺傳病，它對多種癌癥，包括乳腺癌和白血病有遺傳傾向。在孩子活到45歲時，將有50％的可能患上與利弗勞梅尼綜合癥有關(guān)的癌癥；而孩子活到60歲時，這種可能性就增加為90％。通過試管嬰兒技術(shù)使精子、卵子在體外結(jié)合后形成多個胚胎，從胚胎中取出1至2個細胞，對其進行細胞學(xué)檢查，判斷胚胎中是否存在遺傳疾病的基因，再把經(jīng)過篩查確認為健康的胚胎放回母親子宮內(nèi)，孕育成健康的胎兒。細胞學(xué)概論（三）、人類基因組計劃TheHumanGenomeProject(HGP)CompletedinApril2003

1986年由美國生物學(xué)家杜伯克首次提出

1990年10月美國投資30億美元啟動計劃預(yù)計15年完成國際化研究項目美國、日本、英國、加拿大、瑞典1999年7月我國注冊承擔(dān)人類基因組1%測序任務(wù)2000年3月我國科學(xué)家完成3號染色體測序2000年5月人類基因組草圖完成細胞學(xué)概論

（四）后基因組計劃（Post-genome）

隨著“人類基因組計劃‘的完成，結(jié)構(gòu)基因測序的突破，由此延伸的“后基因組計劃”即以功能基因鑒定為中心的“功能基因組學(xué)”應(yīng)運而生。后基因組計劃利用結(jié)構(gòu)基因組計劃所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的技術(shù)手段，通過在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能，使得生物學(xué)的研究從單一基因或蛋白質(zhì)的研究轉(zhuǎn)向多個基因或蛋白質(zhì)同時進行的系統(tǒng)研究，為在整體水平上探討生命活動規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。目前國際基因組研究開發(fā)的總體趨勢已發(fā)生了新的變化。

細胞學(xué)概論

(五)生物信息學(xué)和生物芯片

(BioinformaticsandBiochip)

美國HGP自1990年10月正式啟動以來，基因組研究產(chǎn)生了大量的信息，海量信息的分析、加工和利用，促進了生物信息學(xué)的誕生和發(fā)展。生物信息學(xué)不但集中了許多國家政府的投入，而且吸引了全世界不同學(xué)科的精英，包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、計算機、材料等，同時也推動了生物芯片技術(shù)的研究和開發(fā)細胞學(xué)概論（六）RNA干擾(RNAinterference)2002年最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一,RNAi

在多種生物中，外源或內(nèi)源性的雙鏈RNA(dsRNA)導(dǎo)入細胞中，與dsRNA同源的mRNA則受到降解，使其相應(yīng)的基因受到抑制，稱為RNA干擾(RNAinterference,RNAi)。RNAi可能是生物普遍存在的RNA水平上調(diào)節(jié)基因表達的方式，對于細胞防御病毒的感染、以及調(diào)節(jié)正?；虻墓δ芫哂兄匾饔?細胞學(xué)概論(七)microRNAmicroRNA，簡稱miRNA，是一類由動物、植物和病毒基因組所編碼的長約19-23個核苷酸的小分子單鏈RNA.miRNA調(diào)控著細胞生命活動中眾多的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，在胚胎干細胞和多種成體干細胞的發(fā)育、胚胎后期發(fā)育、細胞增殖、分化、凋亡、胰島素分泌、大腦形成、血管生成、心臟發(fā)生及免疫應(yīng)答等過程中都發(fā)揮著重要作用。miRNA吸引了科研人員通過多種途徑、從多種角度、利用多種模式生物來探討miRNA的起源、作用機制和功能，也使得miRNA在2002年和2003年連續(xù)兩年被《Science》雜志評選為年度十大科技突破。細胞學(xué)概論(八)干細胞研究進展

治療遺傳性疾病和惡性腫瘤；以干細胞為種子培育成組織和器官，用于移植醫(yī)學(xué)；抗衰老，延年益壽。細胞學(xué)概論教學(xué)方法和理念開展“開放式、研究性”教學(xué);2.提倡“讀書、思考、討論”的研究性學(xué)習(xí)；3.

提倡有能力的同學(xué)申請自學(xué)。細胞學(xué)概論學(xué)習(xí)細胞生物學(xué)的意義

認識生命,認識自我;

珍惜生命，愛護生命;

認識社會,服務(wù)社會。

細胞學(xué)概論細胞生物學(xué)發(fā)展簡史細胞學(xué)概論第一節(jié)細胞的發(fā)現(xiàn)及細胞學(xué)說的創(chuàng)立

1.1、細胞的發(fā)現(xiàn)顯微鏡之于生物學(xué)，猶如望遠鏡之于天文學(xué)，細胞生物學(xué)的變革無不和顯微技術(shù)的改進息息相關(guān)。1604年，荷蘭眼鏡商Janssen發(fā)明了第一臺顯微鏡，放大倍數(shù)不超過10倍，只能觀察小昆蟲。1665年，英國人RobertHooke，發(fā)表《顯微圖譜》，用自制顯微鏡（40倍）來觀察軟木，首次用cells描述“細胞”。細胞學(xué)概論RobertHookeandhis“cells”細胞學(xué)概論RobertHooke’smicroscope細胞學(xué)概論1674年，荷蘭布商列文虎克(AntonvanLeeuwenhoek)自制了高倍顯微鏡(300倍左右)觀察過植物、原生動物、水、鮭魚的紅細胞、牙垢中的細菌、唾液、血液、精液等等。

細胞學(xué)概論MadebyA.vanLeeuwenhoek(1632-1723).Magnificationrangesat50-275x.細胞學(xué)概論1830s消色差顯微鏡出現(xiàn)，人們才對細胞的結(jié)構(gòu)和功能有了新的認識。1831年R.Brown在蘭科植物表皮細胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)了細胞核。1836年GG.Valentin在動物神經(jīng)細胞中發(fā)現(xiàn)了細胞核與核仁。這些工作對于細胞學(xué)說的誕生具有重要意義。細胞學(xué)概論1.2、細胞學(xué)說的創(chuàng)立細胞學(xué)說、能量守恒定律和達爾文進化論并列為是19世紀的“三大發(fā)現(xiàn)”。推進了人類對自然界的認識，大大促進了自然科學(xué)的進步。細胞學(xué)概論THECELLTHEORYAlllivingthingsaremadeupofcellsCellsarethesmallestworkingunitsoflifeAllcellscomefrompre-existingcellsthroughcelldivisionCellsThecomponentofLifeCellsThefunctionalunitofLifeCellsStructureofself-replication細胞學(xué)概論

1838年,德國植物學(xué)家施來登(MathiasSchleiden)發(fā)表論文指出∶植物是由細胞構(gòu)成的;

1839年,德國動物學(xué)家施旺(TheodorSchwan）首次提出細胞學(xué)這個名稱,并提出了細胞學(xué)說的前兩條原理；

1858年,德國醫(yī)生和病理學(xué)家魏爾肖(RudolfVirchow)對細胞學(xué)說進行了重要補充并提出∶★一切細胞產(chǎn)自細胞。細胞學(xué)概論1.3、細胞生物學(xué)發(fā)展簡史細胞生物學(xué)經(jīng)歷了四個主要發(fā)展階段：1）1665-1875細胞發(fā)現(xiàn)及細胞學(xué)說。2）1875s-1900細胞學(xué)經(jīng)典時期：原生質(zhì)理論的提出和重要細胞器的發(fā)現(xiàn)。3）1900s-1953實驗細胞學(xué)時期：采用實驗的手段從形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察深入到生理功能、生物化學(xué)及遺傳發(fā)育機理的研究。4）1953s以來，分子細胞生物學(xué)時代。細胞學(xué)概論1953年，JD.Watson和FHC.Crick提出DNA雙螺旋模型。與Wilkins分享1962年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎。細胞學(xué)概論1958年Crick