細胞生物學(xué)

(CellBiology)李裕強yuqiangl@8/4/2023細胞生物學(xué)

(CellBiology)李裕強7/30/21參考教材教材：王金發(fā)編著《細胞生物學(xué)》，科學(xué)出版社（03年）參考書：細胞生物學(xué)，翟中和，高等教育出版社，2007，第三版汪堃仁等主編《細胞生物學(xué)》,3版，北師大出版社（02年）韓貽仁編著《分子細胞生物學(xué)》，2版，高教出版社（05年）胡以平主編《醫(yī)學(xué)細胞生物學(xué)》，高教出版社（05年）楊恬主編《細胞生物學(xué)》(八年制)，人衛(wèi)出版社（05）王喜忠主譯《分子細胞生物學(xué)》，中文版，高教出版社（05）參考教材教材：2參考書（英文版）Alberts,B.etal.

MolecularBiologyoftheCell.4thed.NewYork&London,GarlandPublishing,Inc,2002HarveyLodish

etal.MolecularCellBiology.NewYork:W.H.Freeman&Co.;c1999

GeraldKarp.CellandMolecularBiology-ConceptsandExperiments.3rded,NewYork,JohnWiley&Sons,Inc.2002BruceAlberts,etal,EssentialCellBiology.2nded,NewYork&London,GarlandPublishing,Inc,2003參考書（英文版）3內(nèi)容學(xué)時周次1、細胞概論212、細胞生物學(xué)研究方法013、細胞質(zhì)膜與跨膜運輸31，24、細胞環(huán)境與互作225、細胞通訊32，36、核糖體137、線粒體與過氧化物酶體33，48、葉綠體249、真核細胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸3510、細胞骨架25，611、細胞核與染色體3612、細胞增殖及其調(diào)控4713、細胞分化2814、細胞衰老與凋亡28細胞生物學(xué)（海資）教學(xué)計劃內(nèi)容學(xué)時周次1、細胞概論212、細胞生物學(xué)研究方法013、細4第一章細胞概論第一節(jié)細胞的基本概念第二節(jié)細胞的類型和結(jié)構(gòu)體系第三節(jié)細胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀第一章細胞概論第一節(jié)細胞的基本概念5

細胞是生物體（包括動物、植物和微生物）的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和發(fā)育的基本單位。第一節(jié)、細胞的基本概念細胞是生物體（包括動物、植物和微生物）的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能6神經(jīng)細胞草履蟲細菌纖毛蟲綠藻紅細胞精子植物細胞細胞是構(gòu)成生物有機體的基本結(jié)構(gòu)單位一、細胞是生命活動的基本單位神經(jīng)細胞草履蟲細菌纖毛蟲綠藻紅細胞精子植物細胞細胞是構(gòu)成生物7細胞是代謝與功能的基本單位細胞具有獨立的、有序的自控代謝體系，是代謝與功能的基本單位支原體是最小最簡單的細胞細胞是生命活動的基本單位細胞是代謝與功能的基本單位支原體是最小最簡單的細胞細胞是生命8細胞是生物有機體生長發(fā)育的基本單位有機體的生長與發(fā)育是通過細胞行為實現(xiàn)的是系統(tǒng)發(fā)育的基本單位：細胞是生命起源和進化的基本單位細胞是生命活動的基本單位細胞是生物有機體生長發(fā)育的基本單位細胞是生命活動的基本單位9細胞是遺傳的基本單位遺傳性狀（和遺傳?。┑膫鬟f通過生殖細胞傳給下一代細胞是生命活動的基本單位細胞是遺傳的基本單位細胞是生命活動的基本單位10細胞是生命活動的基本單位細胞具有遺傳的全能性細胞全能性：有機體內(nèi)，絕大多數(shù)細胞都包含有同樣的或基本相同的全套遺傳信息，都有分化為各類細胞或發(fā)育為完整個體的潛能。細胞是生命活動的基本單位細胞具有遺傳的全能性11植物的全能性（1958）植物的全能性（1958）12動物細胞的全能性動物細胞的全能性13干細胞研究跨胚層分化Humanembryonicstemcell(gold)growingonalayerofsupportingcells(fibroblasts).干細胞研究跨胚層分化Humanembryonicstem14沒有細胞就沒有完整的生命病毒不是細胞細胞是生命活動的基本單位沒有細胞就沒有完整的生命病毒不是細胞細胞是生命活動的基本單位15二、細胞的基本共性所有細胞都有相似的化學(xué)組成脂－蛋白體系的生物膜DNA-RNA的遺傳裝置蛋白質(zhì)合成的機器－－核糖體一分為二的分裂方式二、細胞的基本共性所有細胞都有相似的化學(xué)組成16第二節(jié)細胞的類型和結(jié)構(gòu)體系第二節(jié)細胞的類型和結(jié)構(gòu)體系17一原核細胞與古核細胞原核細胞（prokaryoticcell）遺傳信息量小，僅有一個環(huán)狀DNA構(gòu)成細胞內(nèi)無分化為以膜為基礎(chǔ)的具有專門結(jié)構(gòu)與功能的細胞器與細胞核膜。出現(xiàn)于30億年前包括：支原體、衣原體、立克次氏體、細菌、放線菌、藍藻一原核細胞與古核細胞原核細胞（prokaryoticce18細胞獨立生活必需的基本要素（1）遺傳信息載體(DNA、RNA)（2）細胞膜20nm（3）核糖體20nm（4）酶系統(tǒng)（100種）50nm細胞最小體積的極限直徑不能小于100nm原核細胞支原體是最小最簡單的細胞0.1~0.3μm細胞獨立生活必需的基本要素細胞最小體積原核細胞支原體是最小最19肺炎支原體肺炎支原體20細菌是在自然界分布最廣、個體數(shù)量最多的有機體?？煞譃椋呵蚓?、桿菌和螺旋菌（弧形菌）。絕大多數(shù)細菌的直徑在0.5~5μm之間。原核細胞細菌是在自然界分布最廣、個體數(shù)量最多的有機體。原核細胞21大腸桿菌淋病球菌肉毒梭菌弧形霍亂菌大腸桿菌淋病球菌肉毒梭菌弧形霍亂菌22藍藻（Cyanobacteria）：光能自養(yǎng)型原核生物原核細胞藍藻（Cyanobacteria）：光能自養(yǎng)型原核生物原核細23古核細胞（古細菌）古細菌（archaebacteria）20世紀80年代出現(xiàn)的名稱生活在極端環(huán)境中，如：產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌、嗜熱嗜酸菌。具有原核生物的某些特征：無核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)；環(huán)狀DNA，常含操縱子也有真核生物的特征：細胞壁不含肽聚糖；DNA含內(nèi)含子和重復(fù)序列；具有組蛋白；核糖體對氯霉素不敏感；RNA聚合酶和真核細胞的相似；細胞膜中的脂類是不可皂化的。更可能是真核細胞的祖先古核細胞（古細菌）古細菌（archaebacteria）24二真核細胞真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系以生物膜與蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以核酸與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達系統(tǒng)由特異蛋白裝配構(gòu)成的細胞骨架系統(tǒng)二真核細胞真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系25細胞膜系統(tǒng)的分化與演變結(jié)構(gòu)與功能的區(qū)域化與專一化真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系細胞膜系統(tǒng)的分化與演變真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系26遺傳信息量與遺傳裝置的擴增與基因表達方式復(fù)雜化編碼結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的基因種類、數(shù)量增加遺傳裝置復(fù)雜化基因表達方式復(fù)雜化真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系遺傳信息量與遺傳裝置的擴增與基因表達方式復(fù)雜化真核細胞的基本27真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系細胞骨架系統(tǒng)出現(xiàn)真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系細胞骨架系統(tǒng)出現(xiàn)28植物氣孔細胞人類紅細胞巨噬細胞神經(jīng)元細胞植物氣孔細胞人類紅細胞巨噬細胞神經(jīng)元細胞29原核細胞與真核細胞基本特征的比較特

征原核細胞真核細胞細胞膜核膜染色體核仁線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體核糖體光合作用結(jié)構(gòu)核外DNA細胞壁細胞骨架細胞增殖（分裂）方式有（多功能性）無由一個環(huán)狀DNA分子構(gòu)成的單個染色體，DNA不與或很少與蛋白質(zhì)結(jié)合無無無無無70S（包括50S與30S的大小亞單位）藍藻含有葉綠素a的膜層結(jié)構(gòu)，細菌具有菌色素細菌具有裸露的質(zhì)粒DNA主要成分是氨基糖與壁酸無無絲分裂（直接分裂）有有2個染色體以上，染色體由線狀DNA與蛋白質(zhì)組成有有有有有80S（包括60S與40S的大小亞單位）植物葉綠體具有葉綠素a與b線粒體DNA，葉綠體DNA動物細胞無細胞壁，植物細胞壁的主要成分為纖維素與果膠有以有絲分裂（間接分裂）為主原核細胞與真核細胞基本特征的比較特征原核細胞真核細胞細胞膜30細胞類型直徑(μm)比例最小的病毒支原體細菌動、植物細胞原生動物細胞0.020.1~0.31~210~30數(shù)百~數(shù)千110100100010000三細胞的大小細胞大小的一般規(guī)律細胞類型直徑(μm)比例最小的病毒0.021三細胞的31細胞體積守恒定律不同細胞的大小變化很大人的卵細胞直徑0.1mm，而鴕鳥的則有5cm。同類型細胞的體積一般是相近的，不依生物個體的大小而增大或縮小。這種現(xiàn)象稱之為“細胞體積的守恒定律”。

如人、牛、馬、鼠、象的腎細胞、肝細胞的大小基本相同。細胞的大小細胞體積守恒定律細胞的大小32細胞最大體積的極限細胞相對表面積與體積成反比關(guān)系進行內(nèi)外物質(zhì)的交換，必需維持最佳的表面積，從而限制了體積的無限增大。細胞核與細胞質(zhì)之間有一定的比例關(guān)系：1/3細胞內(nèi)物質(zhì)交流與細胞體積的關(guān)系濃度；距離細胞的大小細胞最大體積的極限細胞的大小33動物細胞與植物細胞的區(qū)別動物細胞與植物細胞的區(qū)別34細胞壁、液泡、葉綠體細胞壁、液泡、葉綠體35細胞生物學(xué)：是利用現(xiàn)代技術(shù)和方法，從細胞的整體、超微結(jié)構(gòu)和分子水平研究細胞的結(jié)構(gòu)、功能及其生命活動規(guī)律的科學(xué)。特點：是從微觀水平研究生命的綜合性學(xué)科微觀性、廣泛性、交叉性研究內(nèi)容：細胞的結(jié)構(gòu)與功能細胞的重要生命活動細胞工程第三節(jié)細胞生物學(xué)研究的內(nèi)容和現(xiàn)狀細胞生物學(xué)：第三節(jié)細胞生物學(xué)研究的內(nèi)容和現(xiàn)狀36細胞生物學(xué)的現(xiàn)狀:現(xiàn)代細胞生物學(xué)的三大特點21世紀細胞生物學(xué)面臨的三大基本問題細胞生物學(xué)研究的內(nèi)容和現(xiàn)狀細胞生物學(xué)的現(xiàn)狀:細胞生物學(xué)研究的內(nèi)容和現(xiàn)狀37思考題：概念：細胞、細胞生物學(xué)簡述細胞生物學(xué)主要研究內(nèi)容。21世紀細胞生物學(xué)面臨的三大基本問題是什么？細胞大小的一般規(guī)律細胞能獨立生活最基本要素原核細胞與真核細胞的主要區(qū)別動物細胞與植物細胞的主要區(qū)別思考題：38細胞的結(jié)構(gòu)與功能研究細胞的基本結(jié)構(gòu)體系：以生物膜與蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以核酸與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達系統(tǒng)由特異蛋白裝配構(gòu)成的細胞骨架系統(tǒng)細胞的結(jié)構(gòu)與功能研究細胞的基本結(jié)構(gòu)體系：391、生物膜與細胞器的研究1）質(zhì)膜：細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能（細胞連接、細胞外基質(zhì)）細胞的結(jié)構(gòu)與功能研究1、生物膜與細胞器的研究細胞的結(jié)構(gòu)與功能研究401、生物膜與細胞器的研究2）內(nèi)膜系統(tǒng)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過氧化物酶體、核膜細胞的結(jié)構(gòu)與功能研究1、生物膜與細胞器的研究細胞的結(jié)構(gòu)與功能研究411、生物膜與細胞器的研究研究重點：細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、物質(zhì)定向運輸細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)物質(zhì)定向運輸細胞的結(jié)構(gòu)與功能研究1、生物膜與細胞器的研究細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)物質(zhì)定向運輸細胞的結(jié)構(gòu)與422、細胞核、染色體及基因表達的研究核膜、核孔復(fù)合體：物質(zhì)運輸、信息傳遞染色質(zhì)與染色體：遺傳信息的載體轉(zhuǎn)錄、核糖體亞單位裝配核基質(zhì)：核骨架研究重點：基因表達調(diào)控、染色體結(jié)構(gòu)動態(tài)變化細胞的結(jié)構(gòu)與功能研究2、細胞核、染色體及基因表達的研究細胞的結(jié)構(gòu)與功能研究43核基質(zhì)(核骨架)核仁核膜染色質(zhì)與染色體核基質(zhì)(核骨架)核仁核膜染色質(zhì)與染色體443、細胞骨架體系的研究由蛋白纖維組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：微管、微絲、中間纖維功能：細胞形態(tài)維持、運動、物質(zhì)運輸、信息傳遞研究重點：相關(guān)調(diào)節(jié)蛋白細胞的結(jié)構(gòu)與功能研究3、細胞骨架體系的研究細胞的結(jié)構(gòu)與功能研究45--第1章細胞概論-課件46細胞重大生命活動規(guī)律研究1、細胞增殖與調(diào)控:增殖規(guī)律與調(diào)控機制研究重點：環(huán)境中調(diào)節(jié)因子：GF、GFR、信號分子調(diào)節(jié)增殖基因：cdcgene、oncogenen、suppression-oncogenen細胞重大生命活動規(guī)律研究1、細胞增殖與調(diào)控:472、細胞分化及其調(diào)控分化：受精卵產(chǎn)生的同源細胞，在形態(tài)、功能和蛋白質(zhì)合成方面發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。研究重點：細胞的全能性分化調(diào)節(jié)干細胞研究腫瘤細胞細胞重大生命活動規(guī)律研究2、細胞分化及其調(diào)控細胞重大生命活動規(guī)律研究483、細胞衰老與死亡細胞衰老的分子機制：衰老基因、端粒酶細胞凋亡：由基因控制的死亡研究重點：凋亡信號通路、細胞周期、凋亡與癌的關(guān)系細胞重大生命活動規(guī)律研究3、細胞衰老與死亡細胞重大生命活動規(guī)律研究49細胞工程細胞工程用細胞和分子生物學(xué)方法，有計劃地改變細胞的結(jié)構(gòu)或遺傳物質(zhì)，以產(chǎn)生特定的生物產(chǎn)品、性狀或新的物種。分為：基因工程、染色體工程、染色體組工程、細胞質(zhì)工程、細胞融合工程、干細胞工程研究熱點：單克隆抗體、轉(zhuǎn)基因生物、基因治療、克隆生物、組織工程細胞工程細胞工程50單克隆抗體轉(zhuǎn)基因生物克隆生物組織工程單克隆抗體轉(zhuǎn)基因生物克隆生物組織工程51現(xiàn)代細胞生物學(xué)的三大特點1、新興學(xué)科現(xiàn)代細胞生物學(xué)是近40年來在細胞學(xué)和分子生物學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新學(xué)科現(xiàn)代細胞生物學(xué)的三大特點1、新興學(xué)科522、核心學(xué)科是現(xiàn)代生物學(xué)重要分支，既匯總了生命科學(xué)的精髓，又是聯(lián)系生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)各學(xué)科的紐帶和橋梁生物大分子→細胞器→細胞→組織→器官→系統(tǒng)→個體→種群→群落→生態(tài)系→生物圈是四大基礎(chǔ)學(xué)科之一分子生物學(xué)、細胞生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)是生命科學(xué)二級學(xué)科現(xiàn)代細胞生物學(xué)的三大特點2、核心學(xué)科現(xiàn)代細胞生物學(xué)的三大特點53

3、前沿學(xué)科是四大前沿學(xué)科之一分子生物學(xué)、細胞生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、免疫學(xué)是生命科學(xué)帶頭學(xué)科和生長點細胞凋亡、干細胞、克隆技術(shù)現(xiàn)代細胞生物學(xué)的三大特點

3、前沿學(xué)科現(xiàn)代細胞生物學(xué)的三大特點543、前沿學(xué)科是SCI論文最集中的領(lǐng)域美國科學(xué)情報研究所（ISI）1997年SCI（ScienceCitationIndex，SCI）收錄及引用論文檢索，全世界自然科學(xué)研究中論文發(fā)表最集中的三個領(lǐng)域分別是：細胞信號轉(zhuǎn)