细胞生物学绪论 PPT课件
合集下载
细胞生物学课件.ppt
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ppt课件(2024)
针对细胞信号转导途径中的关键分子设计药物，可以实现对疾病的精准 治疗。例如，靶向肿瘤细胞表面受体的抗体药物可以阻断肿瘤细胞的生 长和扩散。
信号转导与疾病预防
通过调节饮食、生活方式等，可以影响细胞信号转导过程，从而预防疾 病的发生。例如，适量运动可以促进细胞信号转导的正常进行，降低心 血管疾病的风险。
05
细胞的增殖与分化
细胞周期与有丝分裂
细胞周期的定义与阶段
细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的全过程， 包括间期和分裂期两个阶段。
间期的特点与功能
间期是细胞生长和DNA复制的时期，包括G1期、S期和 G2期三个阶段，为细胞分裂准备物质基础。
有丝分裂的过程与意义
有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的主要方式，包括前期 、中期、后期和末期四个阶段，确保遗传物质平均分配到 两个子细胞中。
主动运输
需要消耗能量，物质逆浓度梯度进 行运输，包括原发性主动转运和继 发性主动转运。
膜泡运输
通过膜包裹、膜融合、膜分离等步 骤，实现大分子和颗粒物质的跨膜 运输，包括胞吞作用和胞吐作用。
细胞信号转导的基本过程
信号分子识别
细胞通过表面受体识别信号分子，启动 信号转导过程。
信号跨膜转导
信号分子与受体结合后，通过激活或抑 制膜内信号转导蛋白，将信号跨膜传递 。
04
细胞的能量转换与代谢
细胞的能量转换过程
1 2
ATP的合成与分解
细胞通过ATP的合成和分解来实现能量的转换和 储存，其中ATP的合成主要在线粒体中进行，而 分解则发生在细胞质中。
氧化磷酸化
在线粒体中，通过氧化磷酸化过程将NADH和 FADH2中的能量转化为ATP中的高能磷酸键。
3
光合作用
信号转导与疾病预防
通过调节饮食、生活方式等，可以影响细胞信号转导过程，从而预防疾 病的发生。例如，适量运动可以促进细胞信号转导的正常进行，降低心 血管疾病的风险。
05
细胞的增殖与分化
细胞周期与有丝分裂
细胞周期的定义与阶段
细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的全过程， 包括间期和分裂期两个阶段。
间期的特点与功能
间期是细胞生长和DNA复制的时期，包括G1期、S期和 G2期三个阶段，为细胞分裂准备物质基础。
有丝分裂的过程与意义
有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的主要方式，包括前期 、中期、后期和末期四个阶段，确保遗传物质平均分配到 两个子细胞中。
主动运输
需要消耗能量，物质逆浓度梯度进 行运输，包括原发性主动转运和继 发性主动转运。
膜泡运输
通过膜包裹、膜融合、膜分离等步 骤，实现大分子和颗粒物质的跨膜 运输，包括胞吞作用和胞吐作用。
细胞信号转导的基本过程
信号分子识别
细胞通过表面受体识别信号分子，启动 信号转导过程。
信号跨膜转导
信号分子与受体结合后，通过激活或抑 制膜内信号转导蛋白，将信号跨膜传递 。
04
细胞的能量转换与代谢
细胞的能量转换过程
1 2
ATP的合成与分解
细胞通过ATP的合成和分解来实现能量的转换和 储存，其中ATP的合成主要在线粒体中进行，而 分解则发生在细胞质中。
氧化磷酸化
在线粒体中，通过氧化磷酸化过程将NADH和 FADH2中的能量转化为ATP中的高能磷酸键。
3
光合作用
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
细胞生物学第四版详细课件 PPT
本章概要（二）
• 细菌与蓝藻是原核细胞的两个重要代表。原核细胞的共同特征：没有核膜、遗传信息载体仅仅是一个 裸露的环状DNA分子，除核糖体与细胞质膜及其特化结构外，几乎不存在其他复杂的细胞器。将原核 细胞与真核细胞进行比较，从进化与动态的观点分析，主要有两个基本差异：一是以生物膜系统的分 化与演变为基础，真核细胞形成了复杂的内膜系统，构建成各种具有独立功能的细胞器，双层核膜将 细胞分隔为细胞核与细胞质两个基本部分；二是遗传结构装置的扩增与基因表达方式的相应变化。由 于上述的根本差异，真核细胞的体积也相应增大，内部结构更趋复杂化，生命活动的时间与空间的布 局更为严格，细胞内部出现精密的网架结构——细胞骨架。 • 古核细胞在形态结构、遗传装置虽与原核细胞相似，但一些基本分子生物学特点又与真核细胞接近。 • 真核细胞的结构可以概括为三大体系：（1）生物膜体系以及以生物膜为基础构建的各种独立的细胞 器；（2）遗传信息表达的结构体系；（3）细胞骨架体系。此外，细胞体积的守恒规律及其制约因素 的分析，细胞的形态结构和功能的相关性与一致性，动植物细胞的差异等均是真核细胞知识的重要组 成部分。 • 病毒是非细胞形态的生命体，但所有的病毒，必须在细胞内才能表现它们的基本生命活动——复制与 增殖。病毒是最小、最简单的生命体，主要是由一个核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的复合结 构，类病毒仅由一条有感染性的RNA构成。病毒在细胞内的复制（增殖）过程大致可分为： 侵染、脱 衣壳、早基因复制与表达、晚基因复制、结构蛋白合成、装配与释放等过程。
生物界的基本类群（图2-2）
支原体（A）及其模式图（B） （图2-3）
细菌的结构（图2-4）
革兰氏阳性菌（A）与革兰氏阴性菌 （B）的细胞壁（图2-5）
细菌的复制、转录和翻译同时进行 （图2-6）
1 细胞生物学1绪论61页PPT文档
细胞学说的建立及其意义
2、 Theodor Schwann（1810~1882)，德国解剖学教授
三种疾病： 癌症（cancer） 心血管病（cardiovascular diseases） 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）
显微镜的发明、发展与细胞的发现
2、1665，英Robert Hook《显微制图》(1665年1月出版， 每本定价为昂贵的30先令, 58幅图画 )首次描述植物细胞 (木栓)，命名为cella
3、1680年，荷兰A.van Leeuwen-hoek成为皇家学会会员 1699年，巴黎科学院通讯院士
教材
内容丰富但混乱，层次不清晰
绪论:研究内容、历史和现状1
细胞概要2
研究方法3 细胞质膜4及其功能5
细胞组成
细胞器6,7,9,11
线粒体和叶绿体6
细胞基质
内质网
高尔基体7溶酶体过氧化物酶体核糖体11
细胞骨架9
细胞生命活 动及规律
细胞核及染色体10 细胞信号转导8 细胞增殖12 细胞分化与基因表达调控14 细胞衰老、凋亡13 细胞联系：细胞连接、黏着、胞外基质15
光学显微镜下对细胞形态结构、功能、生活史观察，描述
2、细胞生物学
从显微水平、超微水平和分子水平等不同层次研究 细胞结构、功能及生活史以及各种生命活动规律
2、 Theodor Schwann（1810~1882)，德国解剖学教授
三种疾病： 癌症（cancer） 心血管病（cardiovascular diseases） 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）
显微镜的发明、发展与细胞的发现
2、1665，英Robert Hook《显微制图》(1665年1月出版， 每本定价为昂贵的30先令, 58幅图画 )首次描述植物细胞 (木栓)，命名为cella
3、1680年，荷兰A.van Leeuwen-hoek成为皇家学会会员 1699年，巴黎科学院通讯院士
教材
内容丰富但混乱，层次不清晰
绪论:研究内容、历史和现状1
细胞概要2
研究方法3 细胞质膜4及其功能5
细胞组成
细胞器6,7,9,11
线粒体和叶绿体6
细胞基质
内质网
高尔基体7溶酶体过氧化物酶体核糖体11
细胞骨架9
细胞生命活 动及规律
细胞核及染色体10 细胞信号转导8 细胞增殖12 细胞分化与基因表达调控14 细胞衰老、凋亡13 细胞联系：细胞连接、黏着、胞外基质15
光学显微镜下对细胞形态结构、功能、生活史观察，描述
2、细胞生物学
从显微水平、超微水平和分子水平等不同层次研究 细胞结构、功能及生活史以及各种生命活动规律
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞
基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容。核心问题是 将遗传与发育在细胞水平上结合起来。
二、 细胞生物学的主要研究内容 1、细胞结构与功能、细胞重要生命活动：
2、细胞核、染色体以及基因表达的研究
3、生物膜与细胞器的研究 4、细胞骨架体系的研究 5、细胞增殖及其调控 6、细胞分化及其调控 7、细胞的衰老与凋亡 8、细胞的起源与进化
Jean-Baptiste de Lamark
二、细胞学说
1838年Schleiden发表“植物发生论” ，认为无论怎样复
杂的植物都由细胞构成。但他以 free-cell formation 理论
来解释细胞形成。
Schwann提出了“细胞学说”（Cell Theory) ；1939年发
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 postgenomic analysis）。
四、 细胞重大生命活动的相互关系
第二节 细胞生物学历史与展望
一、细胞的发现
(一）、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、超微水平，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。
一、细胞的发现
（二）、细胞生物学经历了四个主要发展阶段：
会员。他观察过植物、原生动物、水、鲑鱼的红
细胞、牙垢中的细菌、唾液、血液、精液等等。
Hooke之后的160多年里，对细胞的研究没有实质
进展。
一、细胞的发现
英国科学家霍克 （R.Hook,1635-703),27 岁成为英国皇家 学 会 领导成员, 发表对木栓 的观察,命名Cell。
荷兰人列文虎克（Antoni von Leeuwenhoek,1623-1723）用自 磨镜片做成显微镜第一次观察 了活的细菌和原生动物。
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章 第十三章
绪论 细胞基本知识概要 细胞生物学研究方法 细胞质膜与细胞表面 物质跨膜运输与信号传递 细胞质基质与内膜系统 细胞的能量转换 细胞核与染色体 核糖体 细胞骨架 细胞增殖及其调控 细胞分化与基因表达调控 细胞衰老与凋亡
细胞之间协同配合；
③新细胞由老细胞繁殖产生。
二、细胞学说
通常认为施莱登（MJ.
Schleiden）和施旺（T.
Schwann）正式提出了细胞学说。
实际上它是19世纪许多科学家共同努力的结果。
包括:BC. Dumortier、JB. de Lamark、CB. Milbel、
H. Dutrochet、R. Brown、JE. Purkyne、R. Remak、 R.Virchow等许多著名科学家。
一、细胞的发现
1830s消色差显微镜出现，人们才对细胞的结构 和功能有了新的认识。 1831年R. Brown在兰科植物表皮细胞内发现了细
胞核。
1836年GG. Valentin在动物神经细胞义。
二、细胞学说
Cell Theory是19世纪的重大发现之一，其 基本内容有三条： ①细胞是所有动、植物的基本结构单位 ； ②每个细胞相对独立，一个生物体内各
1、1665-1830s，细胞发现，显微生物学。
2、1830s-1930s，细胞学说，Cytology诞生。 3、1930s-1970s，电镜技术应用， Cytology发展为细
胞生物学。
4、1970s以来，分子细胞生物学时代。
一、细胞的发现
显微镜之于生物学，犹如望远镜之于天文学，细
胞生物学的变革无不和显微技术的改进息息相关。
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） 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）
1590年J. 和Z. Janssen父子制作第一台复式显微镜，
放大倍数不超过10倍。 1610年Galileo Galilei用显微镜观察昆虫。
一、细胞的发现 1665年英国人Robert Hooke出版《显微图谱》。
观察了软木，并首次用cells来描述“细胞”。
1680年A. van Leeuwenhoek当选为英国皇家学会
9、细胞工程
三、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域
（一）总趋势：
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。
（二）重点领域
1、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
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、细胞结构体系的组装
第一章 绪论
第一节 细胞生物学研究的内容和现状
一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科
1、 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。 2、 细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在
不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功