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1、第一章 细胞及细胞生物学概述 Chapter 1 Introduction to cells and cell biology,what：什么是细胞，有什么结构，有什么功能？Why：为什么可遗传、可增殖，为什么决定发育，疾病，衰老，死亡How：如何执行生命活动和功能？物质运输、通讯联系、物质代谢1925年，生物学大师wilson就提出，一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找。,第一节、细胞生物学概述 cell biology/cytobiology,1、细胞的发现（1600 1800）,1595年，荷兰眼镜制造商Janssen 父子制作了第一台复式显微镜，其放大倍数不超过10倍，但具有划时代意义
2、。,一、细胞生物学发展简史 Briefly introduce the history of cell biology,Discovery of cells,Robert Hook,Antony van Leewenhoek,显微图谱发表于1665,40140倍,(16321723，荷兰布商，科学家）,2、细胞学说的建立（18001840),Matthias Jacob Schleiden（18041881),Theodor Schwann（18101882),Virchow（18211902),1838 年发表“植物发生论”,1858年提出，Omnis cellula e cellula,1
3、839 年发表动物生命的细胞基础报告，明确提出细胞学说,1、细胞是生物体的基本结构单位；2、细胞是生物体最基本的代谢功能单位；3、细胞只能通过细胞分裂而来。,The Cell Theory in current days,细胞学说、进化论和孟德尔的遗传学为现代生物学的三大基石。,3、细胞学的经典时期（18401900）,A.原生质理论 Theory of protoplasm,B.发现细胞分裂 Discovery of cell division,C.细胞器的发现 Discovery of cell appatatus,1839年，浦肯野在植物细胞中也发现“Sarcode”，并命名为原生质（P
4、ortoplasm）,1880年，Hanstein提出了原生质体Protoplast来代替Cell，分细胞质和核质,1841年Remak发现鸡胚血细胞直接分裂，后由Flemming改称无丝分裂。1875年，德国人 E.Strasburger 发现植物细胞有丝分裂1886年Straburger在植物发现减数分裂（meiosis）。,1865年，德国人 J.von Suchs 发现叶绿体1883年，比利时人 E.van Beneden 和德国人 T.Boveri 发现中心体1890年，德国人 Richard Altmann 发现线粒体，并推测与能量代谢有关1898年，意大利人 C.Golgi 发现
5、高尔基体(银染法),4、实验细胞学时期（19001950）,A、细胞遗传学的发展 Cell Genetics,B、细胞生理学的发展 cell Physiology,C、细胞化学 Cell Chemistry,1866年，Mendel的工作遗传因子；1871年F.Miescher提取“核素”(Nuclein)；1902年W.A.Cannon提出遗传染色体学说，认为基因就在染色体上;1910年 T.H.Morgan 提出染色体理论；1926年发表“基因学说”；,1909年，Harrison和Carrel创立了组织培养技术,1943年，Claude等用高速离心机从活细胞中将细胞核与各种细胞器分离出来
6、,19世纪末以来，对细胞质流动、变形运动、纤毛与鞭毛运动和肌肉收缩等进行研究,1924年，Feulgen等首先用Feulgen反应法作为DNA特异性的定性研究方法；1940年，Brachet等甲基绿-派洛宁方法来测定细胞中的DNA与RNA；,5、细胞生物学学科的形成和发展（1950至今）,Khorana和 Nirenberg,1965年，D.Robetis将他原著的普通细胞学更名为细胞生物学，率先提出这一概念。,二、细胞生物学研究的基本问题Key points in cell biology research,三、当前细胞生物学主要研究内容Contents on current cell bi
7、ology,细胞膜与细胞器 细胞信号转导 细胞骨架体系 细胞核、染色体及基因表达 细胞增殖及其调控,细胞分化及干细胞生物学 细胞死亡 细胞衰老 细胞工程 细胞的起源与进化,细胞生物学与其它生物学科相互渗透与交融是总的发展趋势。基因、细胞到发育将是贯穿21世纪生命科学研究的一条主线。,四、细胞生物学发展的总趋势,四、细胞生物学教材,Alberts B et al.Molecuar Biology of the Cell,5th ed.New York and London：Garland Publishing，Inc.2008Gerald Karp.Cell and Molecular Biol
8、ogy：concepts and experiments，6th Edition.Published by John Wiley&Sons,Inc.2009Alberts B et al.Essential Cell Biology.3rd Edition New York and London：Garland publishing，Inc.2009Lodish H.et al.Molecular Cell Biology.6th Ed.Scientific American Books,Inc.2008.,细胞生物学参考书,其中：30%期末：40%平时：10%出勤，作业，预习，小测 实验：2
9、0%,课程总成绩构成,第二节 细胞的统一性与多样性,细胞是生命活动的基本单位。,Why are cells the basic units of life?,一、细胞的定义 Definition of the cell,细胞是构成有机体的基本单位（病毒除外）；The cell is the structural unit of life,All organisms is make up of cells.,2.细胞是代谢与功能的基本单位；The cell is the functional unit of organisms.All metabolic activity is based on
10、 cells.,3.细胞是有机体生长与发育的基础；The cell is the growing and developing basis of life.,4.细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁The cell is the basic unit of reproduction,the cell is the bridge in genetics.,5.细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点 No cells,No life.,二、关于细胞概念的一些新思考Thoughts on cell definition,细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体细胞是高度有序的，具有自组装与自
11、组织能力的体系你的理解？,三、细胞的基本共性 Basic properties of cells,所有细胞都有相似的化学组成,主要元素：C、H、O、N、P、S、Ca，占99.35%次要元素：K、Na、Cl、Mg微量元素：Mn、Fe、Zn等,All cells have similar composition.,脂-蛋白体系的生物膜,All cells covered by a similar Plasma membrane.,DNA-RNA的遗传装置：所有细胞都有DNA与RNA两种核酸作为遗传信息复制与转录的载体.,All cells have DNA-RNA as their genetic
12、 material.,所有细胞都是由祖先分裂产生，遗传物质在分裂前复制加倍，分裂时均匀分配到子细胞中,Before division can occur,the genomic information must be replicated,and the duplicated genome separated cleanly between cells.,第三节 原核细胞与古核细胞 prokaryotic cell and archaeon,Hans Ris(1914-2004)，美国科学院院士、威斯康辛大学终生教授，细胞生物学家,细胞可以划分为：原核细胞（prokaryotic cell）古
13、核细胞（archaeon）真核细胞（eukaryotic cell）,一、原核细胞（Prokaryotic cell）,特点：没有真正的细胞核；有核区。遗传信息量小；细胞内没有分化出以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核。,主要的原核细胞Main Prokaryotic cells,支原体 mycoplast，the smallest and most simple cells细菌 Bacteria蓝藻 Cyanobacteria,1、支原体(mycoplast),支原体，是目前发现的最小、最简单的细胞;直径0.10.3m，可通过滤器;无细胞壁，具有多态性。,肺炎支原体,2、细菌（Ba
14、cteria）,大多数直径0.5-5um之间，无核，有明显的核区。细胞表面除细胞质膜外还有中膜体、荚膜、细胞壁、鞭毛等结构。,也叫蓝细菌，直径一般1-10m，有些可达70m。,蓝藻（cyanobacterium）,嗜冷菌（雪藻）,嗜酸硫杆菌（菌落）,嗜盐菌（电镜照片）,二、古核细胞（archaeon）,又称古细菌（Archaebacteria），没有核膜，环状DNA分子，有类似核小体结构，RNA聚合酶与真核细胞相似。,第三节 真核细胞（Eukaryotic cell）,一、真核细胞的基本结构体系：生物膜系统（内膜系统，以脂类及蛋白质为基础）遗传信息表达结构系统（以核酸与蛋白质为组成）细胞骨架系
15、统（以蛋白质分子组装构成）,1）生物膜系统的分化与演变,细胞质,细胞内部由双层核膜将细胞分成两大结构与功能区域,2）遗传信息表达结构系统（复杂化和扩增）,由DNA-蛋白质执行遗传信息储存与复制；RNA-蛋白质构建成核酸转录与蛋白质翻译的结构体系。,3）细胞骨架系统,是由一系列特异的结构蛋白装配而成的网架系统：分为细胞膜骨架、胞质骨架（微管、微丝、中间纤维）和核骨架（核纤层、核基质、染色体骨架）；,二、细胞大小及影响因素 The Size of Cells,真核细胞亚显微结构模式图,原核细胞亚显微结构模式图,三、原核、古核与真核细胞比较,原核细胞、古核细胞与真核细胞的比较,四、植物细胞与动物细胞
16、的比较,植物细胞的圆球体与糊粉粒具有类似溶酶体的功能。,第四节 非细胞形态的生命体-病毒及其与细胞的关系,一、病毒的基本知识,病毒（Virus）核酸-蛋白质复合体类病毒（Viroid）感染性的RNA朊病毒（Prion）感染性的蛋白质（1980年）,二、病毒的形态 Morphology of virus,三、病毒的基本特征Basic characteristics of virus,个体微小，可通过滤菌器，大多数病毒必须用电镜才能看见仅具有一种类型的核酸，或DNA或RNA，没有一种含两种核酸的病毒专营细胞内寄生生活具有受体结合蛋白（receptor binding protein），与敏感细胞表面的病毒受体连结，进而感染细胞,四、病毒与细胞的关系Relation between virus and cells,病毒虽然具备了生命活动的最基本特征（复制与遗传），但不具备细胞的形态结构，是不完全的生命体。,prokaryotic cell,archaeon,eukaryotic cell，mycoplast,Bacteria，cyanobacterium你如何理解“细胞是生命活动的基本单位”？比较原核细胞、古核细胞和真核细胞的异同；为什么说支原体可能是最小、最简单的细胞？如何理解病毒是非细胞形态的生命体？二者关系如何？,作 业 题,
