细胞生物学绪论PPT课件
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1、建立： 1838—1839年德国植物学家施莱登和动物 学家施旺提出：一切植物、动物都是由细胞组成的， 细胞是一切动植物的 基本单位，这就是著名的“细胞 学说”。
2、细胞学说的基本内容：①一切有机体都是由细胞发育而 来的，并由细胞和细胞产物所构成；②每个细胞是一个相 对独立的单位，执行特定的功能；③细胞只能通过细胞分 裂而来。
微分干涉显微镜用的是偏振光，增加了样品反差，
并具有立体感，可作于研究活体细胞中较大的细胞器。
鞭 毛是某些细菌的运动器官，结构简单
3、细菌细胞的核糖体
核糖体的沉降系数为70S，由50S大亚单位和30S
亚单位组成。大亚单位含有23S rRNA, 5S rRNA和30
多种蛋白质，对红霉素与氯霉素敏感；小亚单位含有
16S RNA与20多种蛋白质，对四环素与链霉素敏感。
4、细菌细胞核外DNA
核外DNA：质粒。裸露的环状DNA，能自我复制，
并可整合到核DNA中。
5、细菌细胞的内生孢子
又称芽孢，是对不良环境有强抵抗力的休眠体。
内生孢子：细菌细胞内的重要物质(特别是DNA)，
积聚在细胞的一端，形成致密体，可度过恶劣环境。
细菌的增殖为直接分裂。
（二）蓝藻
又称蓝细菌，是原核生物，又是最简单的自养植 物类型之一。
膜、鞭毛等)。细胞膜是细胞表面的重要结构。 细胞膜的功能包括：①选择性地物质运输；②细菌
细胞膜含有丰富的酶系，执行重要的代谢功能。 中膜体由细胞膜内陷形成，可能起DNA复制的支
点作用。
细胞壁的共同成分是肽聚糖 ，革兰氏阳性菌与阴 性菌细胞壁成分与结构差异明显。
荚 膜是某些细菌表面的特殊结构，是位于细胞 壁表面的一层粘液物质。
4、相差显微镜技术和微分干涉显微镜技术
细胞生物学全套ppt课件(共277张PPT)
激光共聚焦显微镜
结合激光扫描和共聚焦技术，实现三 维重建和动态观察，用于研究细胞内 分子定位和相互作用。
电子显微镜
利用电子束代替光束，通过电磁透镜 成像，可观察细胞的超微结构，如透 射电子显微镜和扫描电子显微镜。
分子生物学技术在细胞生物学中应用
DNA重组技术
通过体外操作DNA片段，实现基因克隆、表达和调控研究，用于 解析基因功能和调控网络。
细胞周期调控异常可能导致细胞增殖失控和肿瘤发生。因此，深入研究 细胞周期调控因子和机制对于理解细胞增殖、分化和癌变等生物学过程 具有重要意义。
06
细胞分化、衰老与凋亡
细胞分化类型和影响因素
细胞分化类型 多能干细胞分化
专能干细胞分化
细胞分化类型和影响因素
01
终末分化细胞
02
影响因素
基因表达调控
03
系。
蛋白质组学技术
利用质谱技术、蛋白质芯片等方 法，研究细胞内蛋白质组成、相 互作用和修饰等，揭示蛋白质在
细胞生命活动中的作用。
生物信息学分析
运用生物信息学方法对基因组学 和蛋白质组学数据进行挖掘和分 析，发现新的基因、蛋白质和调 控网络及其与细胞生物学过程的
关系。
THANKS
胞内外环境的稳定。
物质跨膜运输方式及机制
被动运输
01
包括简单扩散和易化扩散两种方式，不需要消耗能量，物质顺
浓度梯度进行运输。
主动运输
02
包括原发性主动转运和继发性主动转运两种方式，需要消耗能
量，物质逆浓度梯度进行运输。
膜泡运输
03
包括出胞和入胞两种方式，通过膜泡的形成和移动来实现物质
的跨膜运输。
膜蛋白功能及其调控
细胞生物学绪论ppt课件
HGP新的发现： • 全部人类基因组约有2.91Gbp，约有39000多个基因 • 有42%的基因尚不知道功能 • 基因数量少得惊人 • 存在“热点”和大片“荒漠” • 35.3%的基因组包含重复序列 • 人与人之间99.99%的基因密码相同
绪论----学习内容
细胞生物学发展里程碑
细胞学说创立期（1665~1875） 细胞学经典时期 (1875~1887) 实验细胞学时期 (1887~1953) 分子细胞生物学时期 (1953~ )
1996 年 7 月 5 日 ， 英 国 Roslin 研 究 所 Wilmut教授成功克隆了Dolly羊
人类三大科学计划
human genome project, HGP
人类基因组计划 曼哈顿原子弹计划
阿波罗计划
由美国于1990年启动，中国、英国、法国、德国和日本 参加。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。
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/21
细胞分化与干细胞：了解个体发育、修复和再生人体病变器官
细胞学说创立期（1665~1875）
1831年，Robert Brown（布朗，英国）兰科植物表皮细胞细胞核
细胞结构模式图
细胞学说创立期（1665~1875）
1838年，J. Schleiden（施莱登，德国植物学家）《植物发生论》 1839年，T. Schwann（施旺，德国动物学家）《关于动植物的结构和生 长一致性的显微研究》 “细胞学说 (cell theory)” 一切生物从单细胞到高等动、植物都是由 细胞组成的；细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。 1855年，Rudolf Virchow（菲尔绍，德国病理学家）“一切细胞来自细 胞” (Omnis cellula e cellula) 1857年，Rudolph Kolliker（寇里克，德国生物学家）发现线粒体 1869年，Friedrich Miescher（米歇尔，瑞士医生）首次分离DNA
细胞生物学课件1绪论基本概念
细胞生物学发展的几个重要时期：
（一）细胞的发现
❖ 显微镜的发明：荷兰眼镜商Janssen于1604年创造， 放大倍数10~30倍，又称为“跳蚤镜”（只能观察 小昆虫）；
❖ 半个多世纪之后，英国物理学家和数学家Robert Hooke（胡克）创造了第一架有科研价值的显微镜， 放 大 倍 数 40~140 倍 ， 并 从 木 栓 中 发 现 蜂 巢 状 小 室 ── 细胞 cell，Hooke于1665年发表《显微图谱》 一书。
❖ “细胞学说”包括三个内容：
（1）细胞是多细胞生物的最小结构单位，对单细 胞生物来说，一个细胞就是一个个体；
（2）多细胞生物的每一个细胞为一个活动单位， 执行特定的功能；
（3）细胞只能通过细胞分裂而来。 1855年，德 国病理学家魏尔肖（R.Virchow）
❖ 赫特维希(O.Hertwig)于1892年发表了《细胞与组织》 的著名著作，这一著作标志着细胞学（Cytology）作 为一门独立的生物学科的建立。
❖ 荷兰 列文虎克（A.V.Leeuwenhoek, 16321723 ） 1674 年 观 察 到 原 生 动 物 . (Philasophical Transaction (1673-1724)) 记录了大量的活细胞。
（二）细胞学说的创立和细胞学的形成
1、细胞学说的创立及其意义：
❖ 1831年，布朗（R.Brown）发现了细胞核； ❖ 1835年，杜雅丁（E.Dujardin）发现了动物细胞中的粘液
❖ Wilson E.B.于1896年发表了名为《发育和遗传中的 细 胞 》 一 书 ， (The Cell in Development and Heredity)，成为细胞学史上第一部有系统的细胞学。
绪论3细胞_PPT幻灯片
1905年，J.Farmer 和J.More把进行有性生殖的生 物体的生殖细胞使染色体数目减半的分裂方式称为减 数分裂。
中心体、高尔基体、线粒体等细胞器的发现
透射电镜
四、分子细胞生物学时代
1. 1944年，美国人O. Avery，C. Macleod和M. McCarthy等人通过肺炎球菌转化实验证明DNA是遗传物质。
12.1983年，美国人K.B.Mullis 发明PCR仪，于1993年获诺贝尔化学奖。1988年美国Cetus 公 司获PCR技术专利，1990年其诊断试剂盒和仪器的销售额达2600 万美元。
13.1990年，美国国会正式批准的“人类基因组计划”,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。
第二节 细胞研究的模型——模式生物
与细胞的生命意义
大肠杆菌 酿酒酵母
拟南芥 海胆
斑马鱼 小鼠
第三节 细胞生物学特征
细胞生物学（Cell Biology） ：
以细胞为研究对象，经历了从显微水平 （细胞整体）到亚显微水平（细胞超微结构） 和分子水平的发展过程，成为今天在分子层次 上研究细胞精细结构和生命活动规律的学科。
细胞（cell）：有机体结构与功 能的基本单位（除了病毒），是 一切生命活动的基本单位。
• 细胞是构成有机体的基本单位。 • 细胞是代谢与功能的基本单位。 • 细胞是有机体生长发育的基础。 • 细胞遗传的基本单位。 • 没有细胞就没有完整的生命。
细胞是构成有机体的基本单位
形状：多样，但同种细胞的形状一般 是固定的。
14.1990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。这种疾病因腺苷脱氨酶（ADA）基因变异引起。
中心体、高尔基体、线粒体等细胞器的发现
透射电镜
四、分子细胞生物学时代
1. 1944年，美国人O. Avery，C. Macleod和M. McCarthy等人通过肺炎球菌转化实验证明DNA是遗传物质。
12.1983年，美国人K.B.Mullis 发明PCR仪，于1993年获诺贝尔化学奖。1988年美国Cetus 公 司获PCR技术专利，1990年其诊断试剂盒和仪器的销售额达2600 万美元。
13.1990年，美国国会正式批准的“人类基因组计划”,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。
第二节 细胞研究的模型——模式生物
与细胞的生命意义
大肠杆菌 酿酒酵母
拟南芥 海胆
斑马鱼 小鼠
第三节 细胞生物学特征
细胞生物学（Cell Biology） ：
以细胞为研究对象，经历了从显微水平 （细胞整体）到亚显微水平（细胞超微结构） 和分子水平的发展过程，成为今天在分子层次 上研究细胞精细结构和生命活动规律的学科。
细胞（cell）：有机体结构与功 能的基本单位（除了病毒），是 一切生命活动的基本单位。
• 细胞是构成有机体的基本单位。 • 细胞是代谢与功能的基本单位。 • 细胞是有机体生长发育的基础。 • 细胞遗传的基本单位。 • 没有细胞就没有完整的生命。
细胞是构成有机体的基本单位
形状：多样，但同种细胞的形状一般 是固定的。
14.1990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。这种疾病因腺苷脱氨酶（ADA）基因变异引起。
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有高度的特异性
蛋白质的构象决定了蛋白质的功能，通 过改变理化环境可以使蛋白质的空间构 象产生去折叠改变，即蛋白质的变性。
蛋白质功能发挥也和构象变化有关
蛋白质可逆磷酸化引起构象改变（正 常）
蛋白质异常错误折叠的影响
Creutzfeld-Jakob Disease (CJD)是 一种罕见的致命性疾病，可造成行动失 调和记忆衰退。
癌细胞生物学（cancer cell biology） 神经细胞生物学（neural biology） 生殖细胞生物学（reproductive cell biology） 干细胞生物学（stem cell biology）
细胞组学（cytomics） 系统生物学（ssystems biology）。。。。
Human Prion Diseases Creutzfeld-Jakob Disease (CJD) Gerstmann-Straussler-Scheinker Syndrome Fatal Familial Insomnia Kuru
Animal Prion Diseases Bovine Spongiform Encephalopathy Scrapie
以细胞作为一个系统，研究系统内各种因素， 获得DNA、RNA及蛋白质相互作用及所构成 网络等各方面整合所获得的信息，建立能描述 系统结构和行为的数学模型，最后借此模型系 统，研究系统的功能、运作、异常及其干预。
细胞生物学与诺贝尔奖
1998年: 信号分子 1999年: 信号肽 2001年: 细胞周期的关键分子调节机制 2002年: 程序性死亡的遗传调节机制 2003年：通道蛋白 2004年：受体 2007年: 干细胞 2009年: 端粒与端粒酶 / 核糖体 2012年: 诱导多能干细胞 2013年：囊泡运输机制
什么是细胞生物学?
现代细胞生物学主要从细胞的不同结构层次 及细胞间相互关系的角度来观察和研究细胞 生命活动的基本规律。
主要关注基因表达后生物大分子的修饰、改 造、细胞成分的组装和细胞内外信息的整合 、分析和传递等领域，。
细胞周期调控、细胞增殖与分化的规律、染色体的结构和功能 、细胞骨架和核基质对核酸代谢的调控、胞内蛋白质的分选 和运输、细胞因子和细胞功能的的关系、细胞外基质和细胞 间信号联系、细胞结构体系的组装、细胞信号转导、细胞迁 移、干细胞特性、细胞社会学、细胞工程、细胞的衰老和死 亡、受精与生殖研究……
1855 德国人R. Virchow 提出“一 切细胞来源于细胞” ，进一步完善了 细胞学说。
《细胞和组织》标志着细胞学（ cytology）已成为一门生物学科。
“各种生命现象都建立在细胞特点的基 础上”。
细胞学与相邻的学科之间的相互渗透，使 纯形态研究的细胞学发展为细胞生物学。 物理、化学、计算科学的发展也支持了细 胞生物学的发展。
……Biblioteka 细胞生物学与医学科学生命从细胞开始，探索疾病发生的分子机制、 疾病的诊断与治疗必须在细胞水平上才能得到 真正解决。
细胞生物学的发展促进了医学的发展，对细胞 各种生命现象的研究都可能直接或间接地应用 于医学领域，为医学带来革命性变化。
蛋白质
蛋白质参与细胞的各种生命活动。
由多个氨基酸残基构成的多肽链 （polypeptide chain），一般经多个层 次的组装折叠后形成成熟有活性的蛋白质 分子。
不同角度研究细胞的细胞生物学分支
膜生物学（membrane biology） 细胞动力学（cytodynamics） 细胞能力学（cytoenergetics） 细胞遗传学（cytogenetics） 细胞生理学（cytophysiology）
细胞社会学（cytosociology） 细胞生态学（cytoecology）
细胞生物学（cell biology）就是从细胞这个 层次研究生命的一个学科。
细胞cell--生命的基本单位
细胞是由质膜（plasma membrane）包围 的、相对独立的结构与功能单位，能够自我 调节和独立生存；同时，它又是不断与外界 进行物质、能量和信息交换的开放体系。
细胞具备生命的各项基本属性。不同的细胞 具有若干共性。
分子细胞生物学 Molecular cell biology
从分子角度、亚细胞角度研究细胞内生物大分 子的结构或功能变化与细胞生命活动的关系， 比如等方面，推动了细胞生物学的新发展。
细胞增殖/分化及其调控、细胞运动的分子基础、物质 在细胞内转运、细胞信号转导、细胞衰老与死亡机 制……
系统生物学（systems biology）
细胞生物学
Cell Biology
细胞与遗传医学系 郭锋
绪论
细胞生物学概述 细胞生物学的形成与发展 细胞生物学与医学科学 如何学习细胞生物学？
概述：什么是细胞生物学?
生物学（biology）是研究自然界生命体（或 生物）生命现象及其规律的一门学科。“生命 体”之所以有生命，是自然界赋予了生命体各 种基本生命特征，包括新陈代谢、生长、发育 、分化、遗传、变异运动、衰老、死亡……。
原核细胞（prokaryotic cell） 真核细胞（eukaryotic cell）
什么是细胞生物学?
生命进化后出现了高度分工和功能整合的细胞 社会，生命活动是子系统（细胞/细胞群）之 间的通信和相互作用来实现的，各子系统有其 相对独立性，同时受制于整体的调控。
细胞生物学（cell biology）以“完整细胞的生命活 动”为着眼点，从分子、亚细胞、细胞和细胞社会的 不同水平，用动态的和系统的观点来探索和阐述生命 的特性。
细胞生物学的形成与发展
1665年Robert Hooke利用显微镜对物质世 界进行了显微观察。
荷兰人Avon Leeuwenhoek第一次观察到完 整的活细胞。
细胞学说
1838年M. J. Schleiden提出所有的 植物都由细胞构成。
T.Schwann提出所有的动物也都由 细胞构成。 所有生物都是由一个或多个细胞组 成 细胞是生命的结构单位
蛋白质的构象决定了蛋白质的功能，通 过改变理化环境可以使蛋白质的空间构 象产生去折叠改变，即蛋白质的变性。
蛋白质功能发挥也和构象变化有关
蛋白质可逆磷酸化引起构象改变（正 常）
蛋白质异常错误折叠的影响
Creutzfeld-Jakob Disease (CJD)是 一种罕见的致命性疾病，可造成行动失 调和记忆衰退。
癌细胞生物学（cancer cell biology） 神经细胞生物学（neural biology） 生殖细胞生物学（reproductive cell biology） 干细胞生物学（stem cell biology）
细胞组学（cytomics） 系统生物学（ssystems biology）。。。。
Human Prion Diseases Creutzfeld-Jakob Disease (CJD) Gerstmann-Straussler-Scheinker Syndrome Fatal Familial Insomnia Kuru
Animal Prion Diseases Bovine Spongiform Encephalopathy Scrapie
以细胞作为一个系统，研究系统内各种因素， 获得DNA、RNA及蛋白质相互作用及所构成 网络等各方面整合所获得的信息，建立能描述 系统结构和行为的数学模型，最后借此模型系 统，研究系统的功能、运作、异常及其干预。
细胞生物学与诺贝尔奖
1998年: 信号分子 1999年: 信号肽 2001年: 细胞周期的关键分子调节机制 2002年: 程序性死亡的遗传调节机制 2003年：通道蛋白 2004年：受体 2007年: 干细胞 2009年: 端粒与端粒酶 / 核糖体 2012年: 诱导多能干细胞 2013年：囊泡运输机制
什么是细胞生物学?
现代细胞生物学主要从细胞的不同结构层次 及细胞间相互关系的角度来观察和研究细胞 生命活动的基本规律。
主要关注基因表达后生物大分子的修饰、改 造、细胞成分的组装和细胞内外信息的整合 、分析和传递等领域，。
细胞周期调控、细胞增殖与分化的规律、染色体的结构和功能 、细胞骨架和核基质对核酸代谢的调控、胞内蛋白质的分选 和运输、细胞因子和细胞功能的的关系、细胞外基质和细胞 间信号联系、细胞结构体系的组装、细胞信号转导、细胞迁 移、干细胞特性、细胞社会学、细胞工程、细胞的衰老和死 亡、受精与生殖研究……
1855 德国人R. Virchow 提出“一 切细胞来源于细胞” ，进一步完善了 细胞学说。
《细胞和组织》标志着细胞学（ cytology）已成为一门生物学科。
“各种生命现象都建立在细胞特点的基 础上”。
细胞学与相邻的学科之间的相互渗透，使 纯形态研究的细胞学发展为细胞生物学。 物理、化学、计算科学的发展也支持了细 胞生物学的发展。
……Biblioteka 细胞生物学与医学科学生命从细胞开始，探索疾病发生的分子机制、 疾病的诊断与治疗必须在细胞水平上才能得到 真正解决。
细胞生物学的发展促进了医学的发展，对细胞 各种生命现象的研究都可能直接或间接地应用 于医学领域，为医学带来革命性变化。
蛋白质
蛋白质参与细胞的各种生命活动。
由多个氨基酸残基构成的多肽链 （polypeptide chain），一般经多个层 次的组装折叠后形成成熟有活性的蛋白质 分子。
不同角度研究细胞的细胞生物学分支
膜生物学（membrane biology） 细胞动力学（cytodynamics） 细胞能力学（cytoenergetics） 细胞遗传学（cytogenetics） 细胞生理学（cytophysiology）
细胞社会学（cytosociology） 细胞生态学（cytoecology）
细胞生物学（cell biology）就是从细胞这个 层次研究生命的一个学科。
细胞cell--生命的基本单位
细胞是由质膜（plasma membrane）包围 的、相对独立的结构与功能单位，能够自我 调节和独立生存；同时，它又是不断与外界 进行物质、能量和信息交换的开放体系。
细胞具备生命的各项基本属性。不同的细胞 具有若干共性。
分子细胞生物学 Molecular cell biology
从分子角度、亚细胞角度研究细胞内生物大分 子的结构或功能变化与细胞生命活动的关系， 比如等方面，推动了细胞生物学的新发展。
细胞增殖/分化及其调控、细胞运动的分子基础、物质 在细胞内转运、细胞信号转导、细胞衰老与死亡机 制……
系统生物学（systems biology）
细胞生物学
Cell Biology
细胞与遗传医学系 郭锋
绪论
细胞生物学概述 细胞生物学的形成与发展 细胞生物学与医学科学 如何学习细胞生物学？
概述：什么是细胞生物学?
生物学（biology）是研究自然界生命体（或 生物）生命现象及其规律的一门学科。“生命 体”之所以有生命，是自然界赋予了生命体各 种基本生命特征，包括新陈代谢、生长、发育 、分化、遗传、变异运动、衰老、死亡……。
原核细胞（prokaryotic cell） 真核细胞（eukaryotic cell）
什么是细胞生物学?
生命进化后出现了高度分工和功能整合的细胞 社会，生命活动是子系统（细胞/细胞群）之 间的通信和相互作用来实现的，各子系统有其 相对独立性，同时受制于整体的调控。
细胞生物学（cell biology）以“完整细胞的生命活 动”为着眼点，从分子、亚细胞、细胞和细胞社会的 不同水平，用动态的和系统的观点来探索和阐述生命 的特性。
细胞生物学的形成与发展
1665年Robert Hooke利用显微镜对物质世 界进行了显微观察。
荷兰人Avon Leeuwenhoek第一次观察到完 整的活细胞。
细胞学说
1838年M. J. Schleiden提出所有的 植物都由细胞构成。
T.Schwann提出所有的动物也都由 细胞构成。 所有生物都是由一个或多个细胞组 成 细胞是生命的结构单位