细胞生物学 国家精品课程 教案讲义

细胞生物学国家精品课程教案讲义

第一章绪论

教学目的：1.掌握本学科的研究对象及内容；2.了解本学科的来龙去脉（发展史及发展前景）；3.掌握与本学科有关的重大事件和名词。教学重点：本学科的研究对象及内容。

教学方法：讲授法。

教学过程

第一节细胞生物学研究内容与现状

一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科

（一）细胞学（Cytology）：是研究细胞的结构、功能和生活史的科学。

（二）细胞生物学（Cell Biology）：运用近代物理学和化学的技术成就以及分子生物学的概念与方法，从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能及各种生命活动规律。二、细胞生物学的主要研究内容

1．细胞核、染色体及基因表达基因表达与调控是目前细胞生物学、遗传学和发育生物学在细胞和分子水平相结合的最活跃领域。

2．生物膜与细胞器的研究膜及细胞器的结构与功能问题（“膜学”）。3．细胞骨架体系的研究胞质骨架、核骨架的装配调节问题和对细胞行使多种功能的重要性。

4．细胞增殖及调控控制生物生长和发育的机理是研究癌变发生和逆转的重要途径（“再教育细胞”）。

5．细胞分化及调控一个受精卵如何发育为完整个体的问题。（细胞全能性）。

6．细胞衰老、凋亡及寿命问题。

7．细胞的起源与进化。

8．细胞工程改造利用细胞的技术。生物技术是信息社会的四大技术之一，而细胞工程又是生物技术的一大领域。目前已利用该技术取得了重大成就（培育新品种，单克隆抗体等），所谓21世纪是生物学时代，将主要体现在细胞工程方面。

三、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域

1．染色体DNA与蛋白质相互作用关系；

2．细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控；

3．细胞信号转导的研究；

4．细胞结构体系的装配。

第二节细胞生物学发展简史

1．细胞学创立时期 19世纪以及更前的时期（1665—1875），是以形态描述为主的生物科学时期；

2．细胞学经典时期 20世纪前半世纪（1875—1900），主要是实验细胞学时期；

3．实验细胞学时期（1900—1953）；

4．分子细胞学时期（1953至今）。

总过程概括为：细胞发现→细胞学说建立→细胞学形成→细胞生物学的发展

（1665）（1838—1839）（1892）（1965）

R.Hooke Schleiden、Schwann Hertiwig DeRobertis

一、细胞的发现（discovery of cell）

二、细胞学说的建立及其意义（The cell theory）

1838年，德国植物学家施莱登（J.Schleiden）关于植物细胞的工作，发表了《植物发生论》一文（Beitrage zur Phytogenesis）.

1839年，德国动物学家施旺（T.Shwann）关于动物细胞的工作，发表了《关于动植物的结构和生长一致性的显微研究》一文，论证了所有动物体也是由细胞组成的，并作为一种系统地科学理论提出了细胞学说。

1．细胞是生物体的基本结构单位（单细胞生物，一个细胞就是一个个体）；

2．细胞是生物体最基本的代谢功能单位（动、植物的各种细胞具有共同的基本构造、基本特性，按共同规律发育，有共同的生命过程）；3．细胞只能通过细胞分裂而来。

三、细胞学的诞生（细胞学的经典时期和实验细胞学时期）

1．原生质理论的提出

2．关于细胞分裂的研究

3．重要细胞器的发现

4．遗传学方面的成就

四、细胞生物学的兴起

1965年，D.Robetis将他原著的《普通细胞学》更名为《细胞生物学》（第四版），率先提出这一概念。

五、分子细胞生物学

参考资料

1．庄孝惠从胡克到细胞生物学，细胞生物学杂志，1987，2

2．王亚辉细胞生物学的发展历史和现状，细胞生物学杂志 1986，1 3．王亚辉细胞生物学的趋向和发展战略，大自然探索，1987，6（27）12-17

第二章细胞基本知识概要

教学目的： 1. 掌握有关细胞的几个概念（细胞、原生质、细胞器等）和几个问题；2.了解细胞的共同特征；各种化学成分在细胞中的造形等；3. 真、原核细胞的一般结构特点。

教学重点和难点：真、原核细胞的主要区别。

教学过程

第一节细胞的基本概念

一、细胞和原生质的概念

（一）细胞：细胞是由膜包围的，能进行独立繁殖的最小原生质团，是生命活动的基本单位，是生物体最基本的形态结构和功能活动单位。

（二）原生质（Protoplasm）：指细胞内所含有的生活物质（构成细胞的生活物质），真核细胞包括细胞膜、细胞质和细胞核。

细胞质（Cytoplasm），指质膜以内核以外的原生质。它不是匀质的，其结构大体划分为两部分，一部分是有形结构，称为细胞器（Organ elle），另一部分是可溶相，称细胞质基质（Cytoplasmic miatrix）。细胞器（Organelle）：指存在于细胞中，用光镜或电镜能够分辩出的，具有一定形态特点，并执行特定功能的结构。

细胞质基质（Gytoplasmic matrix），是细胞质的可溶相，是作为细胞器的环境而存在的。

细胞核（nucleus）：遗传物质的集中区域，在原核生物细胞称拟核（nucleoid）或类核区。

第二节非细胞形态的生命体——病毒（略）

第三节原核细胞与真核细胞

原核细胞（Prokaryotic cell）具有两大特点：遗传信息量少（仅有一个环状DNA）;无膜围细胞器及核膜

1、最小、最简单的细胞——支原体（mycoplasma）

为何说支原体是最小的细胞？

2、原核细胞的两个代表——细菌和蓝藻

细菌（bacteria， bacterium）主要来自对大肠杆菌（E.coli）的研究。

细菌是原核细胞的典型代表，特点是：无典型的细胞核，有细胞壁，细胞质中除核糖体外无其它细胞器。

蓝藻（Blue-green algae）

又称蓝绿藻或蓝细菌，是绿色植物中最原始的自养类型，含有兰色素、红色素、黄色素、叶绿素等，故不一定都是兰色。

第四节真核细胞基本知识概要

大约在12—16亿年前在地球上出现，是具有典型细胞核和核膜、核仁，体积较大，结构较复杂，进化程度较高的一类细胞。

一、真核细胞的基本结构体系

生物膜系统以脂质及蛋白质成分为基础构建而成。

遗传信息表达结构系统以核酸与蛋白质为主要成分构建而成。

细胞骨架系统由特异蛋白质分子装配而成。

综合原核细胞和真核细胞的特点，二者的根本区别可归纳为下面两条：第一，细胞膜系统的分化与演变。真核细胞以膜分化为基础，分化为结构更精细，功能更专一的单位——各种膜围细胞器，使细胞内部结构与职能分工。而原核细胞无此情况。第二，遗传信息量大与遗传装置的复杂化。真核细胞的遗传信息可达上万个基因，并具重复序