細胞生物學

CellBiology生物與農業(yè)科技學院

授課教師：鄧力喜TelQ：2321261524教學安排與考核方式講課：48學時（單雙周）考核方式：平時成績30%（考勤、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)）理論課考試成績70%（閉卷）教材翟中和王喜忠丁明孝主編細胞生物學（第4版）目錄第一章緒論第二章細胞的統(tǒng)一性與多樣性第三章細胞生物學研究方法第四章細胞質膜第五章 物質跨膜運輸?shù)诹戮€粒體和葉綠體第七章 細胞質基質與內膜系統(tǒng)第八章蛋白質分選與膜泡運輸?shù)诰耪录毎盘栟D導

第十章細胞骨架第十一章細胞核與染色質第十二章核糖體第十三章細胞周期與細胞分裂第十四章細胞增殖調控與癌細胞第十五章細胞分化與胚胎發(fā)育第十六章細胞死亡與細胞衰老第十七章細胞的社會聯(lián)系基本知識介紹（1-3章）細胞的基本結構與功能（4-12章）細胞重大生命活動（13-16章）細胞的社會聯(lián)系（17章）第1章緒論本章主要內容第一節(jié)細胞生物學研究的內容與現(xiàn)狀第二節(jié)細胞學與細胞生物學發(fā)展簡史第一節(jié)細胞生物學研究的內容與現(xiàn)狀細胞生物學(cellbiology)是研究和揭示細胞基本生命活動規(guī)律的學科，它從顯微、亞顯微及分子水平上研究細胞結構與功能，細胞增殖、分化、代謝、運動、衰老、死亡，以及細胞信號轉導，細胞基因表達與調控，細胞起源與進化等重大生命過程。它是現(xiàn)代生命科學中的重要基礎前沿學科之一。一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科1925.Wilson：“一切生命的關鍵問題都要到細胞中去尋找答案”EdmundB.Wilson,1856-1939Thekeytoeverybiologicalproblemmustfinallybesoughtinthecell.

美國科學情報研究所（ISI）1997年SCI收錄及引用論文檢索，全世界自然科學研究中論文發(fā)表最集中的三個領域分別是：細胞信號轉導（signaltransduction）；細胞凋亡（cellapoptosis）；基因組與后基因組學研究（genomeandpost-genomicanalysis）。一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科

美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）在1998年底發(fā)表的一份題為《什么是當今科研領域的熱門話題？》（“Whatispopularinresearchtoday？”）的調查報告中指出，目前全球研究最熱門的是 三種疾病：

癌癥（cancer）

心血管病（cardiovasculardiseases）

愛滋病和肝炎等傳染病

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

細胞周期調控（cellcyclecontrol）；

細胞凋亡（cellapoptosis）；

細胞衰老（cellularsenescence）；

信號轉導（signaltransduction）；

DNA的損傷與修復（DNAdamageandrepair）一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2000年，瑞典科學家阿爾維德·卡爾松(ArvidCarlsson)、美國科學家保羅·格林加德(PaulGreengard)、奧地利科學家埃里克·坎德爾(EricRKandel)因在人類腦神經(jīng)細胞間信號的相互傳遞方面獲得的重要發(fā)現(xiàn)，而共同獲得諾貝爾醫(yī)學及生理學獎。諾貝爾獎（2000-2013）

一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2001年，美國人Leland

Hartwell、英國人PaulNurse、Timothy

Hunt因對細胞周期調控機理的研究而獲諾貝爾生理醫(yī)學獎。LelandH.Hartwell

R.Timothy(Tim)Hunt

SirPaulM.Nurse

一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2002年，英國人布雷諾爾、美國人霍維茨和英國人蘇爾斯頓，因在器官發(fā)育的遺傳調控和細胞程序性死亡方面的研究獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.Sulston

一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2003年，美國科學家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農，分別因對細胞膜水通道，離子通道結構和機理研究而獲諾貝爾化學獎。PeterAgreRoderickMacKinnon

一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2004年，美國人RichardAxel和LindaB.Buck獲諾貝爾生理與醫(yī)學獎，他們發(fā)現(xiàn)氣味受體和嗅覺系統(tǒng)的組成。RichardAxelLindaB.Buck一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2005年BarryJ.Marshall和J.RobinWarren獲諾貝爾生理與醫(yī)學獎，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一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2006年美國人AndrewZ.Fire和CraigC.Mello因對RNA干擾的研究而獲諾貝爾生理與醫(yī)學獎。AndrewZ.Fire CraigC.Mello一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2007年美國的馬里奧·卡佩奇、奧利弗·史密斯和英國的馬丁·伊文思因對基因打靶技術的研究而獲諾貝爾生理學醫(yī)學獎。MarioR.CapecchiSirMartinJ.EvansOliverSmithies一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2008年兩位法國科學家西諾西和蒙塔尼因發(fā)現(xiàn)人類免疫缺陷病毒（HIV）,德國科學家哈拉爾德·楚爾·豪森因發(fā)現(xiàn)人類乳突淋瘤病毒（HPV）導致子宮頸癌而獲諾貝爾生理學醫(yī)學獎。一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2008年日本科學家下村修、美國科學家馬丁·沙爾菲和美籍華裔科學家錢永健因發(fā)現(xiàn)和修飾綠色熒光蛋白（GFP)獲得諾貝爾化學獎。一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2009年萬卡特拉曼-萊馬克里斯南、托馬斯-施泰茨和阿達-尤納斯因對“核糖體結構和功能的研究”做出突出貢獻而獲得諾貝爾化學獎。

一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2009年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予美國科學家伊麗莎白·布萊克本、卡蘿爾·格雷德和杰克·紹斯塔克，以表彰他們“發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶是如何保護染色體的”。一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2010年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予英國生理學家羅伯特·愛德華茲，以表彰他在體外受精技術領域做出的開創(chuàng)性貢獻。一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2011美國的布魯斯·巴特勒、盧森堡科學家朱爾斯·霍夫曼和加拿大科學家拉爾夫·斯坦曼因發(fā)現(xiàn)了免疫系統(tǒng)激活的關鍵原理而獲諾貝爾生理學醫(yī)學獎。一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予英國科學家約翰·格登和日本醫(yī)學教授山中伸彌，以表彰他們在“體細胞重編程技術”領域做出的革命性貢獻。一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2012年兩位美國科學家羅伯特·萊夫科維茨和布萊恩·克比爾卡因“G蛋白偶聯(lián)受體研究”而獲得諾貝爾化學獎。一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科2013年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予美國科學家詹姆斯-E.羅斯曼和蘭迪-W.謝克曼、德國科學家托馬斯-C.蘇德霍夫，以表彰他們發(fā)現(xiàn)細胞內部囊泡運輸調控機制。一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科細胞生物學遺傳學生物化學發(fā)育學生理學分子生物學免疫學當前細胞生物學研究的3個根本性問題基因組如何在時間和空間上有序表達基因表達的產(chǎn)物如何逐級組裝成細胞的基本結構體系及各種細胞器基因及其表達的產(chǎn)物如何調節(jié)細胞的重大生命活動一、現(xiàn)代生命科學中重要的基礎前沿學科二、細胞生物學的主要研究內容生物膜和細胞器細胞骨架體系細胞信號轉導二、細胞生物學的主要研究內容細胞核、染色體和基因表達細胞增殖及其調控二、細胞生物學的主要研究內容細胞分化及干細胞生物學細胞死亡二、細胞生物學的主要研究內容細胞衰老細胞工程二、細胞生物學的主要研究內容MoleculesPolymersCellsOrganisms細胞的起源與進化Theinnerlifeofthecell細胞重大生命活動及其相互關系第二節(jié)細胞學與細胞生物學發(fā)展簡史

1590年J.和Z.Janssen制作第一臺復式顯微鏡。1610年GalileoGalilei用顯微鏡觀察昆蟲。1665年英國人RobertHooke出版《顯微圖譜》。觀察了軟木，并首次用cells來描述“細胞”。一、細胞的發(fā)現(xiàn)一、細胞的發(fā)現(xiàn)RobertHookeHooke'smicroscopeCellstructureofCorkbyHooke一、細胞的發(fā)現(xiàn)AntonievanLeeuwenhoekReplicaofmicroscopebyVanLeeuwenhoek二、細胞學說的建立及其意義MatthiasJakobSchleidenTheodorSchwannRudolphCarlVirchow細胞學說（Celltheory）1838年，德國植物學家施來登

發(fā)表論文指出∶植物是由細胞構成的1839年，德國動物學家施旺首次提出細胞學這個名稱，并提出了◆所有的生物都是由一個或多個細胞組成的◆細胞是生命的基本單位

1858年，德國醫(yī)生和病理學家魏爾肖對細胞學說進行了重要補充：一切細胞產(chǎn)自細胞。細胞學說是人類在19世紀的三大發(fā)現(xiàn)之一三、細胞學的經(jīng)典時期1.原生質理論的提出原生質(protoplasm)(普金耶1840，馮·莫爾1846)；原生質理論(舒爾策1861)；原生質體(protoplast)(Hanstein1880)2.細胞分裂的研究直接分裂；有絲分裂；減數(shù)分裂(1841－1886)3.細胞器的發(fā)現(xiàn)中心體(1883)；線粒體(1894)；高爾基體(1898)四、實驗細胞學與細胞學的分支及其發(fā)展1.細胞遺傳學動物受精(1876)；卵和精子染色體(1883)；植物雙受精(1888，1893)，遺傳法則(孟德爾34年前，1900)，性別與染色體有關(1905)；基因學說(Morgan)2.細胞生理學的研究組織培養(yǎng)技術(1909)；細胞器分離(1943)3.細胞化學福爾根染色(1924)；紫外分光法(1930-1940)五、細胞生物學學科的形成與發(fā)展20世紀50年代以來，電子顯微鏡與超薄切片技術結合，產(chǎn)生了細胞超微結構學50年代中期到60年代末，分子生物學、生物化學遺傳學等學科與細胞學相互滲透與結合20世紀70年代，分子生物學概念與技術的引入80年代以來，細胞生物學主流為細胞的分子生物學90年代后期，納米生物學興起進入21世紀，生