1、生物体是由基本结构单位所组成 -Aristotle （希腊哲学家,384322.B.C）,生命实质上即是细胞属性的体现。细胞是生命现象的物质结构基础，生命是细胞所独有的运动方式。,一切生物问题的答案最终都要到细胞中去寻找. 因为所有生物体都是, 或曾经是, 一个细胞. -E.B.Wilson(著名生物学家),细胞生物学(cell biology) 是现代生物学的基础学科。它是以细胞为研究对象，从细胞整体、超微和分子水平上研究细胞的结构和生命活动规律的科学。,第一章 绪论,第一章 绪论,第一节 细胞生物学研究的内容和现状 一、形态方面 1、描述在光学显微镜下所能看到的一些简单结构。 2、采用新的
2、工具和方法观察和分析细胞内各部分的亚显微结构和分子结构，以及这些结构与结构之间的变化过程。,二、功能方面阐明细胞内各个部分的化学组成和新陈代谢的动态，以及它们之间的关系和相互作用。 三、根据这些结构与功能来说明生物有机体的生长、分化、分裂、运动、遗传、变异以及运动和兴奋的传导等基本生命活动的规律。,（二）细胞生物学的主要研究内容 1、细胞核、染色体、基因调控； 2、生物膜与细胞器； 3、细胞骨架； 4、细胞增殖和调控； 5、细胞分化和调控； 6、细胞衰老和死亡； 7、细胞的起源和进化； 8、细胞工程。,有关细胞的结构和功能的研究：在动、植物细胞生物学中，一个新的研究领域-“细胞工程”正在形成，
3、深入研究细胞在生活状下的生命活动，并为动、植物育种提供新技术，新方法。有目的地培育出新的品种，甚至新的物种。,进一步对正常细胞基因的生长调节控制机理加以阐明，加速对癌细胞本质的认识。有利于控制癌细胞的恶性生长，从而提供根本性的防治措施。,二、细胞生物学在生命科学中地位,细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 细胞生物学在生命科学中占居核心地位,她们均须从细胞水平上来阐明各自研究领域中生命现象的机理!,研究细胞结构和生命活动规律,在生命科学中占居核心地位,其他兄弟学科,第二节 细胞学与细胞生物学发展简史,一、细胞的发现 二、细胞学说的建立其意义 三、细胞学生物学的发展,一、细胞的发现,科学的发展
4、水平具有时代的特征，总是和工具的改进分不开的。因此，细胞的发现必须依靠放大工具！,1. 1604年, H & Z. Janssen(詹森，荷兰眼镜商),詹森(Janssen 15881628）创造了世界上第一架显微镜，它是把光学放大装置提高到显微镜水平的界标。,2.1665年：Robert Hooke(胡克，英国物理学家),创造了第一架有科学研究价值的显微镜。放大倍数可达40140倍。,Robert Hookes microscope and his “cells”,Hooke用自制显微镜对矿物、动物和植物标本等进行了广泛观察，并将其观察结果整理成“Micrographia”(显微图谱)显微研
5、究的时代。,Micrographia,从18世纪末至19世纪初，学者们开始注意到植物组织小室中的内部结构，并也把它称为cell。至此cell一词才具有了现代“细胞”的真正意义。,3.1671年 Antong.Von. Leeuwenhoek（列文虎克）是胡克同时代的荷兰科学家,他把自己的观察结果告诉英国皇家学会的R. Hooke，得到了肯定和鼓励。 后来，他又对多种动植物活细胞进行了观察，观察到了人和哺乳动物的精子，也看到了鲑鱼红细胞的核。,二. 细胞学说的建立其意义,19世纪30年代，显微镜制作技术有了明显的进步, 分辨率提高到1m以内。此外，还发明了切片机，使观察手段大为改进，又取得了许多
6、进展。,1831年，布朗在兰科植物和其他几种植物的表皮细胞中发现了细胞核，并在他发表的文章（1833年）中强调了细胞核的重要性。,1835年，杜雅丁（E.Dujardin）在低等动物根足虫和多孔虫细胞中发现粘稠状物质，称为肉样质（Sarcode）。1839年，浦肯野(Purkinje，显微解剖学家)把植物细胞中的物质称原生质(Protoplasm)。,莫尔（ Mohl）和纳哲里（ Nageli ）发现，动物细胞中的肉样质和植物细胞中的原生质是一样的，从而确立了动、植物细胞具有最基本的共性成分-原生质。,1838年，德国植物学施莱登根据他的研究结果得出了这样一个结论：尽管植物的不同组织在结构上有
7、着很大差异，但植物是由细胞构成的，植物的胚是由单个细胞产生的。,1839年，德国动物学施旺发表了关于动物生命的细胞基础的综合性报告，指出：动物和植物的细胞具有类似的结构，并提出了细胞学说(cell theory)。,Cell Theory 的两条最重要的基本原理： 第 一、地球上的生物都是由细胞组成的。 第二、所有的生活细胞在结构上都是类似的。,1855 德国医生和病理学家魏尔肖（Rudolf Virchow） 研究指出：所有的细胞都是来自于已有细胞的分裂，即细胞来自于细胞。此论断通常被认为是对细胞学说的一个重要补充，并作为细胞学说的第三个重要的基本原理。,三、细胞生物学的发展,对细胞生物学的
8、发展阶段一般分为4个时期： 1、细胞的发现及细胞学说的创立 2、细胞学的经典时期 3、实验细胞学时期 4、细胞生物学的诞生,1、细胞的发现及细胞学说的创立,这一时期跨度较大，从1665年到1874年。是以形态描述为主的生物科学时期。,2、细胞学的经典时期,从1875年到1900年的25年。代表性的成就有：原生理论的提出，细胞受精和分裂的研究，一些重要细胞器的发现。,3、实验细胞学时期,从1900年到1953年，主要采用实验手段从形态结构、生理功能、生物化学、遗传发育机制研究细胞学问题，并导致了一些重要分支学科的建立和发展，如细胞遗传学、细胞生理学、细胞化学。,4、细胞生物学的诞生,1953年W
9、atson和Crick提出DNA双螺旋结构模型，标志着分子生物学的诞生。由于不断将分子生物学的研究成果和方法引进细胞学，为细胞生物学这门学科的最后形成与建立创造了全新的局面。,此后，细胞生物学和分子生物学之间相互渗透，20世纪80年代开始出现分子细胞生物学，成为细胞生物学的主要发方向。,细胞生物学的兴起是先进实验技术发展的必然产物。,光学显微镜细胞学； 电子显微镜结合其它先进技术细胞生物学,20世40年代后期，在电镜下相继发现了某些细胞器的超微结构:内质网（Porter1945）、叶绿体(Porter1947)、高尔基体(Dalton 1950)、核膜(Callan 1950)、 溶酶体(de
10、 Duve 1952)、线粒体(Palade 50年代)、 核糖体(Palade 1953)、 单位膜(Robertson 1958),1956年，将有兴(美籍华人)利用徐道觉发明的低渗处理技术证实了人的2n为46条，而不是48条。 1961年，英国人P.Mitchell提出线粒体氧化磷酸化偶联的化学渗透学说，获1978年诺贝尔化学奖。 1961-1964年，美国人M.W.Nirenberg破译DNA遗传密码。,1968年，瑞士人Werner Arber从细菌中发现DNA限制性内切酶。 1970年，美国人D.Baltimore、R.Dulbecco和H.Temin由于发现逆转录酶而共享诺贝尔生
11、理学奖。,1975年，德国人G.J.F.Kohler、阿根廷人C.Milstein和丹麦科学家N.K.Jerne发展了单克隆抗体技术，荣获1984年度诺贝尔生理学奖。 1981年，美国首次发现获得性免疫缺陷综合症（AIDS，即艾滋病 ），1983年，法国巴斯德研究所发现AIDS是由人类免疫缺陷病毒HIV引起。,1973年，美国人S.Cohen和H.Boyer将外源基因拼接在质粒中，在大肠杆菌中表达，揭开基因工程的序幕。 1975年，英国人F.Sanger设计出DNA测序的双脱氧法，1980年获诺贝尔化学奖。此外Sanger还由于1953年测定了牛胰岛素的一级结构而获得1958年诺贝尔化学奖。,
12、1982年，美国人S.B.Prusiner在患羊瘙痒病的样体内发现蛋白质感染因子（prion）。更新了医学感染的概念，获1997年诺贝尔生理学奖。,1990年，美国国会正式批准的“人类基因组计划”(Human Genome Project)，计划在15年内投入30亿美元以上的资金进行人类基因组分析。 - 我国于1993年加入该计划，承担其中1%的任务，即人类3号染色体短臂上约30Mb的测序任务。 - 2000年6月28日人类基因组工作草图完成。,1990年，美国国立卫生研究院，给一名患有先天性重度联合免疫缺陷病的4岁女孩实施了首例基因治疗。 1991年12月，复旦大学遗传所薛京伦主持对一例血友
13、病患者进行了基因治疗试验，并获成功。,1996年7月5日，世界上第一只克隆羊“多利”在英国苏格兰卢斯林研究所的试验基地诞生。,2001年，美国人Leland Hartwell、英国人Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控机理的研究而获诺贝尔生理医学奖。,2002年，英国人悉尼布雷诺尔、美国人罗伯特霍维茨和英国人约翰苏尔斯顿，因在器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖。,2003年，美国科学家彼得阿格雷和罗德里克麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。,2004年，美国人理查德阿克塞尔和琳达巴克获诺贝尔生理与
14、医学奖，他们发现气味受体和嗅觉系统的组成。,2005年澳大利亚的巴里马歇尔 和罗宾沃伦 获诺贝尔生理与医学奖，他们发现幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡方面的作用。,2006年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家安德鲁法尔和克雷格梅洛，以表彰他们发现了（核糖核酸）干扰机制。,2007年诺贝尔生理学或医学奖授予（屏幕中从左至右）英国人马丁埃文斯、美国人马里奥卡佩基和奥利弗史密斯，因为他们在改造活体内特定基因的“基因靶向”技术等方面做出了奠基性贡献。,2008年诺贝尔生理学或医学奖授予德国科学家哈拉尔德楚尔豪森 (因发现人乳突淋瘤病毒引发子宫颈癌)，及两名法国科学家弗朗索瓦丝巴尔西诺西和吕克蒙塔尼 (因发
15、现人类免疫缺陷病毒)。,2008年，日本科学家下村修、美国科学家马丁沙尔菲和美籍华裔科学家钱永健获得2008年诺贝尔化学奖。他们三人在发现和研究绿色荧光蛋白(GFP)方面有突出成就。,研究成果：Crystal jellyfish （水晶水母）,细胞生物学(cell biology) 是从细胞整体、超微和分子水平上研究细胞的结构和生命活动规律的科学。,细胞学就是研究细胞的结构、功能及其生活史的科学。,细胞生物学不同于细胞学主要有两点：,深刻性：它从细胞的整体、超微和分子各个结构层次对细胞进行剖析，并把细胞的生命活动同分子水平和超分子水平的结构变化联系起来。 综合性：它所研究的内容极其广泛，涉及到许多领域，并同生理学、遗传学、发育生物学和生物化学相互融汇在一起。,本 章 小 结,1. 什么是细胞生物学？ 是从细胞整体、超微结构和分子水平上研究细胞的结构和生命活动规律的科学。,2. 细胞生物学的主要研究内容细胞结构与功能的研究；细胞增殖、分化、衰老与凋亡的研究；真核细胞基因表达、调控的研究；细胞信号传导的研究；细胞的起源与进化；细胞工程。,3. 细胞生物学发展简史细胞的发现；细胞学说的建立；细胞生物学学科的建立与发展。,
