第一章 绪论 细胞生物学

美国科学情报研究所（ISI）1997年SCI （Science Citation Index）收录及引用论 文检索，全世界自然科学研究中论文发表最 集中的三个领域分别是：
细胞信号转导（signal transduction）；
细胞凋亡（cell apoptosis）；
基因组与后基因组学研究（genome and post-genomic analysis）。
几点说明：
1、“一切生物学的关键问题必须在细胞中找寻”,细胞是
一切生命活动结构与功能的基本单位。
2、细胞生物学研究的核心内容：遗传与发育的关系问题，
两者的关系是，遗传在发育过程中实现，发育又以遗传为基础。
3、细胞生物学的主要发展趋势：用分子生物学及其它相关学
科的方法，深入研究真核细胞基因表达的调节和控制，以期从 根本上揭示遗传与发育的关系、细胞衰老、死亡及癌变的机理 等基本的生物学问题，为生物工程的广泛应用提供理论依据。
1. 细胞结构功能到细胞生命活动 2. 细胞中单一基因与蛋白到基因组与蛋白质组及
其在细胞生命活动中的协同作用 3. 细胞信号转导途径到信号调控网络 4. 体外研究到体内研究 5. 静态研究到活细胞的动态研究 6. 实验室研究为主导计算生物学更多地介入并与
之结合 7. 细胞生物学与生物学其他学科的渗透到与数理
蛋白质组学（Proteomics）一词，源于蛋白质 （protein）与基因组学（genomics）两个词的组 合，意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”，即包 括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋白 质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征， 包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白 相互作用等，由此可获得蛋白质水平上的关于疾病发 生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识，为众多种 疾病机理的阐明及攻克提供理论根据和解决途径。通 过对正常个体及病理个体间的蛋白质组比较分析，我 们可以找到某些“疾病特异性的蛋白质分子”，它们 可成为新药物设计的分子靶点，或者也会为疾病的早 期诊断提供分子标志。
细胞生物学
Cell biology
目 录（Contents)
第一章绪论 第二章细胞的统一性与多样性 第三章细胞生物学研究方法 第四章细胞质膜与细胞表面（含第十五章） 第五章物质跨膜运输 第六章细胞的能量转换（线粒体和叶绿体） 第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选和膜泡运输 (第十一章核糖体) 第八章细胞信号转导 第九章细胞骨架 第十章细胞核与染色体 第十二章细胞增殖及其调控 第十三章程序性细胞死亡与细胞衰老 第十四章细胞分化与基因表达调控
北京大学 ：胡适宜、朱 徵、丁明孝、吴鹤龄、尚 克刚、翟中和
北京师范大学:汪方仁、王永潮、薛绍白、柳惠图 兰州大学 ：郑国錩、贾敬芬、郑荣梁 中国科学院动物研究所 ：王焕葆
中国科学院上海细胞生物学研究所：刘树森、陈瑞铭 中国协和医科大学 ：施履吉 中国医科大学 ：姚 钰、 庄孝惠 第一军医大学 ：牛满江 中国军事医学科学院 ：顾国彦、郭礼和 中国科学院发育生物学研究所：匡达人、叶 敏、徐水
美国国立卫生研究院（NIH）在1988年 底发表的一份题为《什麽是当今科研领域的 热 门 话 题 ？ 》 （ “ What is popular in research today？”）的调查报告中指出， 目前全球研究最热门的是
三种疾病：
癌症（cancer）
心血管病（cardiovascular diseases）
JBC等
细胞生物学专业 优秀期刊，提供 1955年以来的全
文。
生物化学方面的优 秀期刊，提供1905
年以来的全文。
美国科学院学报， 提供1915年以来的 全文，一些经典细 胞生物学论文发表
于该刊。
Pubmed，大名鼎鼎的 免费数据库，属于美国 国立医学图书馆，可查 阅生物医学领域的文摘。
细胞生物学及其有关专业的博士生 导师名单
2004年NIH提出的生物医学发展规划中把细胞 信号转导网络作为今后10年研究的主要内容。
重点领域
染色体DNA与蛋白质相互作用关系 —主要是非组蛋白对基因组的作用
细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控 细胞信号转导的研究 细胞结构体系的组装
细胞重大生命活动的相互关系
第二节 细胞学与细胞生物学发展简史
第一章 绪论
Introduction
细胞生物学研究的内容和现状 细胞学与细胞生物学发展简史
第一节 细胞生物学研究的内容和现状
细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 细胞生物学的主要研究内容 当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域 细胞重大生命活动的相互关系
细胞生物学的学科地位
细胞生物学 分子生物学 神经生物学
抽象思维与动态观点 结构与功能统一的观点 同一性(unity)和多样性(diversity)的问题 细胞生物学的主要内容：
基本概念与实验证据；细胞器的动态特征； 化学能的产生与利用；细胞的活动及其调控等
实验科学与实验技术——细胞真知源于实验室 ——What we know//How we know.
生态学
生命科学的四大基础学科
细胞生物学定义
细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学， 它从不同层次（显微、亚显微与分子水平）研究细 胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细 胞信号转导，真核细胞基因表达与调控，细胞起源 与进化等。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上 结合起来。分子细胞生物学是细胞生物学的研究重 点。
生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系， 而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位，有 了细胞才有完整的生命活动。
细胞生物学的研究内容分三个层次： 1）显微水平，光学显微镜下可见的结构。 2）亚显微水平，电子显微镜下可见的结构。 3）分子水平，细胞结构的分子组成，及其
在生命活动中的作用。
思考题
根据细胞生物学研究的内容与你所掌握的生命科 学知识,客观地、恰当地估价细胞生物学在生命 科学中所处的地位以及它与其它生物科学的关系
从细ຫໍສະໝຸດ Baidu学发展简史，你如何认识细胞学说的重要 意义?
试简明扼要地分析细胞生物学学科形成的客观 条件以及它今后发展的主要趋势。
当前细胞生物学研究的热点课题中你最感兴趣 的是哪些？为什么？
第三阶段：从20世纪30年代—70年代，以细胞超微 结构、核型、带型研究为主要内容。
第四阶段：从20世纪80年代分子克隆技术的成熟到 当前，细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密， 基因调控、信号转导、细胞分化和凋亡、肿瘤生物学 等领域成为当前的主流研究内容。
目前细胞生物学研究的基本特点
从静态的分析到活细胞的动态综合
4、三大基本问题：一是基因组在细胞内如何在时间 与空间上有序表达；二是基因表达产物如何装配成 细胞的结构，并使细胞正常的生命活动得以进行； 三是基因表达产物如何调节细胞的生命活动。
5、蛋白质组学：生命科学的研究已经进入后基因组 时代，随着一大批模式生物基因组结构的阐明，研 究的重心将回归到在细胞的水平研究蛋白质的结构 与功能，即蛋白质组学的研究，同时对糖类的研究 将提升到新的高度。
主要内容
细胞结构与功能、细胞重要生命活动： 细胞核、染色体以及基因表达的研究 生物膜与细胞器的研究 细胞骨架体系的研究 细胞增殖及其调控 细胞分化及其调控 细胞的衰老与凋亡 细胞的起源与进化 细胞工程
细胞生物学研究的总趋势与重点领域
细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与生物化学) 相互渗 透与交融是总的发展趋势。
华、吴 吴、薛社普、高 进、吴克复、章静波、宋 今丹、孙开来、舒斯云、蔡 翘、范 明、肖成祖、 吴祖泽、孙方臻
中国科学院生物物理研究所：杨福份 东北师范大学 ：郝 水、何孟元、黄伯渠 复旦大学 ：陈阅增、王 平、薛京伦 山东大学 ：黄 浙 中国科学院上海细胞生物学研究所 ：曾弥白
学习细胞生物学的注意点
从研究内容来看细胞生物学的发展可分为三个层次， 即：显微水平、超微水平和分子水平。从时间纵轴来 看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段：
第一阶段：从16世纪末—19世纪30年代，是细胞发 现和细胞知识的积累阶段。
第二阶段：从19世纪30—20世纪中期，细胞学说形 成后，主要进行细胞显微形态的研究。
化及纳米科学等多学科的交叉
细胞生物学的主要学术组织
细胞生物学国际联盟（世界） 国际细胞生物学联盟（欧洲及亚洲） 中国细胞生物学学会
学术刊物
Cell Science Nature EMBO Journal PNAS Journal of Cell Biology
免费的数据库，提供 918种期刊的全文。包 括著名的JCB、PNAS、
爱滋病和肝炎等传染病(infectious
diseases：AIDS，hepatitis）
五大研究方向： 细胞周期调控（cell cycle control）； 细胞凋亡（ cell apoptosis）； 细胞衰老（cellular senescence）； 信号转导（signal transduction）； DNA的损伤与修复（DNA damage and repair）