中科院细胞与分子进化研究重点实验室(昆明动物研究所)共59页PPT资料
细胞生物学ppt课件完整版
核被膜、核孔复合物和染色质
核被膜
双层膜结构，外层与内质网相连，内 层与染色质相连，上有核孔，控制物 质进出细胞核。
核孔复合物
染色质
细胞核中易被碱性染料染成深色的物 质，主要是由DNA和蛋白质组成。在 细胞分裂间期呈丝状交织在一起，形 成网状结构。
由多种蛋白质构成的复杂结构，具有 选择透过性，允许某些大分子物质如 RNA和蛋白质通过。
膜受体介导信号传导途径
G蛋白偶联受体介导的信号传导途径
当配体与G蛋白偶联受体结合后，激活G蛋白，进而激活或抑制下游效应器，产 生生物学效应。如肾上腺素与β受体结合后，激活腺苷酸环化酶，产生cAMP， 进而激活PKA等激酶产生生物学效应。
酶联型受体介导的信号传导途径
当配体与酶联型受体结合后，激活受体本身具有的酶活性，催化下游底物产生生 物学效应。如胰岛素与胰岛素受体结合后，激活受体酪氨酸激酶活性，催化下游 底物产生生物学效应。
有丝分裂意义
是细胞增殖的主要方式，确保遗 传信息的准确传递，维持生物体 的生长和发育。
减数分裂过程及意义
减数分裂过程
包括第一次减数分裂和第二次减数分裂，涉及同源染色体联 会、交叉互换、分离等行为。
减数分裂意义
是生殖细胞形成过程中的特殊分裂方式，导致染色体数目减 半，为遗传变异提供基础。
细胞分化类型和影响因素
03
细胞质基质与细胞器
细胞质基质组成及作用
组成：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核 苷酸和多种酶等。
01
为细胞内的生化反应提供场所；
03
02
作用
04
维持细胞形态；
参与细胞内物质运输；
05
06
与能量转换有关。
2024版细胞生物学全套ppt课件完整版
细胞死亡的方式及生物学意义
01
细胞死亡的方式
凋亡（程序性死亡）、坏死（意外死亡）和自噬性死亡等。
02
细胞死亡的生物学意义
维持机体内环境稳定、参与组织修复和再生、抵御病原体感染和防止肿
瘤发生等。
03
细胞死亡与疾病的关系
细胞死亡异常可导致多种疾病的发生，如神经退行性疾病、心血管疾病
和肿瘤等。
07
细胞生物学的实验技术与方法
指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细 胞类群的过程。
细胞分化的特点
持久性、稳定性和不可逆性。
细胞分化的机制
基因选择性表达的结果，受多种因素影响，如遗传物质、环境因 素和细胞间的相互作用等。
干细胞与再生医学
1 2 3
干细胞的定义 具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞。
干细胞的分类 按来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞；按分化 潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细 胞。
显微镜技术与细胞形态观察
光学显微镜
利用可见光和光学透镜成像，可观察细胞及细胞 器的形态和结构。
电子显微镜
利用电子束成像，能够观察细胞的超微结构，分 辨率更高。
激光共聚焦显微镜
结合荧光标记技术，可观察活细胞内分子的动态 变化。
细胞培养与细胞工程
细胞培养技术
在人工模拟体内环境的条件下，培养细胞并维持其生长和繁殖。
中心法则的内容及意义 转录和翻译的过程及调控机制
DNA复制的过程与特点 基因表达的时空特异性与细胞分化
基因突变与修复
01
基因突变的类 型及后果
02
DNA损伤的修 复机制与意义
基因突变与生 物进化的关系
03
细胞的信息传递PPT课件
一 胞间信号 •阅读与分析：
仔细阅读书上的两组资料，你认为起信号传 递作用的物质分别是什么？
资料1：一箱未成熟的苹果放上两个星期变化也不 大。如果在其中放入一只成熟的苹果，整箱苹果 很快就变得美味可口了。这是由于成熟的苹果能 释放出乙烯，乙烯能使苹果很快成熟。
乙烯，植物激素
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一 胞间信号
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二 胞间信号的受体
细 胞 表 面 受 体 模 式 图
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三 胞内信号
1.产生：第一信使与膜上的受体结合，激 活膜上的信号转换机制，从而产生了细胞 内识别的“语言”——环腺苷酸（cAMP）， 因此把胞外信息传到了胞内。环腺苷酸即 为胞内信号物质（第二信使）。
2.主要类型：除环腺苷酸（cAMP）外，还 有如Ca2+、1,2-二酰甘油（DAG），1,4,5三磷酸肌醇（IP3）等。
• 生命与非生物物质最显著的区 别在于生命是一个完整的自然的信 息系统。 • 生命现象是信息在同一或不同 时空传递的现象，生物的进化实质 上就是信息系统的进化。
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• 要保证生物体各组分之间或环 境之间相互影响和相互协调一致， 必须有信息的传递和交流，即细胞 通讯。细胞通讯的信息类型可分为 3类：环境信息、遗传信息和神经 信息。
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动物细胞工程ppt课件
5%CO2：维持培养液的pH ②培养装置: 培养皿或松盖培养瓶 置于 CO2培养箱中进行培养
（含有95%空气和5%CO2的混合气体）
培养皿
培养瓶
CO2培养箱
二、动物细胞培养的过程
①培养前用什么方法分散成单个细 胞？ ②体外培养动物细胞有哪些类型？ ③什么是细胞贴壁？什么是接触抑 制？ ④什么是原代培养和传代培养？ ⑤为什么要进行分瓶培养？怎么处 理？ ⑥动物细胞培养与植物组织培养有 什么相同之处与不同之处？
像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HLA（Human Leukocyte Antigen，人类白细胞抗原）多态性丰富的iPS细胞库，可以为 需要的人找到HLA匹配度较高的iPS细胞，这样不仅可以节省时间、成本 ，还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。
二、拓展应用 现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅
基本营养：水、无机盐、有机碳源、有机氮源 特殊物质：维生素、血清
血清
含有尚未研究清楚的细胞所需的营养物质 营养基构成：合成培养基 + 血清等一些天然成分
将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成 的培养基。
培养基的类型：固体培养基 or 液体培养基（培养液）
一、动物细胞培养的条件 2.无菌、无毒的环境 措施1: 灭菌处理——对象？ 培养液和所有培养用具 措施2: 操作在无菌环境下进行。 措施3: 培养液中适量添加 抗生素 。——抑制细菌生长 措施4：定期更换培养液——目的？清除代谢物，防止细胞代谢物积累对
【思考】动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶？
第一次使用的目的是使组织细胞分散开；
昆明医学院分子生物学实验设计2012.ppt
4 颠倒混匀，以“B”管为空白管， 在波长635 nm 处测定“A”管及“ S”管吸光度。 5 高铁血红蛋白还原率(MHb% )=(1 一A／S)×100 ，MHb%在31～74 之间(中间值，杂合子)或≤30 (纯台 子)，即为G 6PD活性缺乏，均判断 为阳性。MHb% ≥75 ，则为G6PD 活性正常，判断为阴性。
3.从生化代谢解释患儿的临床表现和实验室
检查结果。（必答）
蚕豆病
遗传性
葡萄糖-6磷-酸够的NADPH以 维持还原型谷胱甘肽（GSH）的还原性（抗 氧化作用），在遇到蚕豆中某种因子后更诱 发了红细胞膜被氧化，红细胞膜上的磷脂分 子中的不饱和脂肪酸氧化生成过氧化脂质， 损害细胞膜发生溶血。 故临床表现为黄疸，精神萎靡，低热。溶血 严重发生心力衰竭，造成食欲不振、恶心、 呕吐 这些临床症状，心衰最典型的症状是程 度不同的呼吸困难，所以病人呼吸急促。
5. 患者体型瘦小与该病症是否有关，为什么？
（选答）
• 无关，体型瘦小跟先天遗传有一点关系，但是后 天性的运动跟营养更重要。有蚕豆病不一定就瘦 小。蚕豆病不能吃蚕豆，但可以从其它食物中来 弥补。蚕豆病最主要的特征是 G6PD缺陷。然而 G6PD缺乏症是一种遗传性代谢疾病，G6PD缺陷 症有多种临床表现，包括新生儿高胆血红素症、 感染及药物引起的急性溶血性贫血和慢性非球形 细胞溶血性贫血等。但并不会引起体型瘦小。
实验结果
• 朗伯比尔定律A=lg（1/T）=Kbc（A-吸光度， T-透射比，K-摩尔吸收系数，c-吸光物质的 浓度，b-收层厚度）
高铁血红蛋白还原率(MHb% )=(1一A／ S)×100 ，MHb%在31～74 之间(中间值， 杂合子)或≤30 (纯台子)，即为G 6PD活性缺 乏，均判断为阳性。MHb% ≥75 ，则为 G6PD活性正常，判断为阴性。
细胞生物学ppt课件(2024)
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(电子版)PPT课件
研究对象
细胞生物学的定义与研究对象
从17世纪列文虎克发现细胞到20世纪分子生物学的兴起，细胞生物学经历了漫长的发展历程。
随着现代科学技术的进步，细胞生物学已经从描述性学科向实验性学科转变，成为生命科学领域最活跃的分支之一。
细胞生物学的发展历史与现状
与细胞的有丝分裂密切相关，形成纺锤丝并牵引染色体分离
高尔基体
溶酶体
液泡
中心体
03
CHAPTER
细胞的代谢与能量转换
包括糖酵解、糖异生和三羧酸循环等过程，是细胞获取能量的主要途径。
糖代谢
脂代谢
蛋白质代谢
代谢调控
涉及脂肪酸的合成与分解，以及胆固醇的代谢等，与细胞膜的构成和信号传导密切相关。
包括蛋白质的合成与分解，以及氨基酸的代谢等，对细胞生长和分裂至关重要。
细胞生物学的研究涉及到生命科学领域的多个前沿问题，如细胞命运决定、细胞间通讯等。
02
CHAPTER
细胞的基本结构与功能
03
细胞膜的功能
物质运输、信息传递、能量转换等
01
细胞膜的主要成分
磷脂双分子层、蛋白质、糖类等
02
细胞膜的结构特点
流动性、选择透过性
细胞膜的结构与功能
细胞质的主要成分
水、无机盐、有机物等
光合作用
在叶绿体中，通过光合作用将光能转化为化学能，并储存于ATP和NADPH中，是植物细胞特有的能量转换方式。
1
2
3
细胞通过膜受体接收外界信号分子，如激素、神经递质等，进而引发细胞内一系列生化反应。
受体介导的信号传导
包括第二信使系统、蛋白激酶级联反应等，将膜受体的信号传递至细胞核内，调控基因表达。
中科院细胞与分子免疫学课程chapter10 ppt课件(1)
Factors that favor stimulation of Factors that favor
immune responses
tolerance
Optimal doses that vary for different antigens
absence from generative organs in generative organs
Antigens with adjuvants: stimulate Antigens without adjuvants:
helper T cells
nonimmunogenic or
tolerogenic
High doses
Short-lived (eliminated by immune Prolonged (repeated T cell
response)
stimulation induces
apoptosis)
Subcutaneous, intradermal;
Intravenous, oral; presence
2) Blocking CTLA-4 with antibodies also enhances autoimmune disease in animal models.
3) T cells lacking CTLA-4 are resistant to the induction of anergy.
recognizing self antigens. ➢ Peripheral tolerance: ✓ Site: in peripheral sites
2024版年细胞生物学全套ppt课件
2024年细胞生物学全套ppt课件•细胞生物学概述•细胞的基本结构与功能•细胞的物质运输与能量转换•细胞的信号传导与基因表达调控目录•细胞的分化、衰老与凋亡•细胞工程与应用前景细胞生物学概述细胞生物学的定义与研究对象细胞生物学的定义研究对象包括原核细胞、真核细胞、病毒与细胞的关系，以及细胞的起源、进化、结构、功能、生长、分裂、分化、代谢、运动、衰老、死亡等生命现象。
细胞生物学的发展历史与现状发展历史从17世纪列文虎克发现细胞，到19世纪施莱登和施旺提出细胞学说，再到20世纪电子显微镜的发明和分子生物学的兴起，细胞生物学逐渐从描述性学科向实验性学科发展。
现状随着现代科学技术的进步，特别是分子生物学、遗传学、免疫学等学科的飞速发展，细胞生物学已经成为生命科学领域最活跃的前沿学科之一。
目前，细胞生物学的研究已经深入到亚细胞结构和分子水平，对于揭示生命的本质和规律具有重要意义。
细胞生物学的研究意义与价值揭示生命活动的规律促进医学发展推动生物工程发展细胞的基本结构与功能细胞膜组成细胞膜功能细胞膜特性030201细胞质组成01细胞质功能02细胞质与细胞核的协调03细胞核组成主要由核膜、核仁、染色质等构成。
细胞核功能遗传信息库，控制细胞代谢和遗传。
细胞核与细胞质的协调细胞核通过控制蛋白质合成等调控细胞质的活动，细胞质也为细胞核提供必要的物质和能量。
叶绿体线粒体参与光合作用，合成有机物并储存能量。
内质网01020304高尔基体溶酶体中心体核糖体细胞的物质运输与能量转换简单扩散协助扩散主动运输胞吞和胞吐物质的跨膜运输方式ATP的合成与分解ATP的结构与功能ATP的合成途径ATP的分解与能量利用细胞的呼吸作用与光合作用细胞呼吸作用光合作用光合作用与细胞呼吸的关系细胞的信号传导与基因表达调控1 2 3信号分子与受体的识别与结合信号传导通路的组成与功能信号传导的放大与终止信号传导的分子机制与途径基因表达的调控机制与转录后加工基因表达的转录调控01转录后加工与mRNA的稳定性02蛋白质翻译后修饰与功能调控03细胞周期检查点与DNA 损伤修复阐述细胞周期检查点的功能，以及它们在DNA 损伤修复中的作用，以确保细胞的遗传稳定性。
动物细胞生物学简介PPT模板
3. 细胞的结构与功能的关系：
细胞的结构和功能是相互关联的。例如，一个具有复杂细胞结构的生物体，通 常具有更复杂的功能。同时，细胞的功能也会影响其结构，例如，需要产生能 量的细胞通常需要更多的线粒体。因此，理解细胞的结构和功能之间的关系对 于理解生命的基本原理非常重要。
Metabolism of cells
细胞生物学简介
1. 细胞生物学是研究细胞的结构、功能、生命活动和细胞间信息 交流的科学。 2. 细胞是生命的基本单位，具有自我复制、分化、代谢和修复等 功能。 3. 细胞生物学是生命科学的重要分支学科，研究细胞的生命活动 和细胞间的相互作用，对于理解生命的本质和探索疾病的发生和 发展具有重要意义。
5. 添加标题和副标题：在每个幻灯片上添加标题和副标题。这将帮助你的观众更好地理 解你的幻灯片内容，并帮助他们更好地记住你的信息。
6. 简洁明了：在制作PPT时，要尽可能地简洁明了。避免使用过于复杂的语言和过于多 的文字。使用图像和图表可以帮助你更好地传达你的信息。
7. 测试PPT：在完成你的PPT之后，测试它以确保它运行正常。检查你的幻灯片是否易 于阅读，并且没有任何错误或拼写错误。如果可能的话，请让其他人给你提供反馈，以 确保你的PPT没有其他问题。
05
细胞的信息传递
Cellular information transmission
细胞生物学简介
01
细胞生物学的研究对象
细胞是生命的基本单位，是构成生物体的最 基本的结构和功能单位。细胞生物学是一门 研究细胞的形态、结构和功能、以及细胞之 间的相互作用的学科。它涵盖了从细胞的基 本结构到细胞群落的复杂性的所有方面，包 括细胞分裂、细胞分化、细胞通讯、细胞凋
核骨架——细胞核内生命活动的重要结构体系
动 物 学 研 究 1998,19(4):323～330CN53-1040/Q ISSN0254-5853 Zoological R esearch综 述核骨架———细胞核内生命活动的重要结构体系文建凡(中国科学院昆明动物研究所细胞与分子进化开放研究实验室 昆明 650223)摘 要 综合分析了国际国内近年来有关核骨架研究的新进展,从几个方面的研究事实,包括核骨架对染色质DNA的有序组织、核骨架参与DNA复制和基因的表达与调控以及核骨架的起源进化等,阐明核骨架是细胞核内染色质结构的有序组织者和功能活动的参与者;核内纷繁复杂的生命活动能有条不紊地进行,核骨架在其中扮演了重要角色。
关键词 核骨架,染色质,DNA复制,基因表达与调控,起源进化中图分类号 Q952真核细胞核内最重要的成分是染色质,它执行着细胞内最基本的生命活动,如复制、转录等功能。
哺乳动物的一个典型二倍体细胞核内染色质DNA链的长度约为2m,但细胞核直径仅约10μm,这么长的DNA链要组织在相对如此狭小的核内空间(相当于1条20km长的丝被团在一个直径为10cm的球内),势必要有很好的空间组织。
已知DNA 双链首先是通过环绕在组蛋白八聚体上形成核小体(染色质基本结构单位),在此基础上再螺旋形成高一级的螺旋体(solenoid)结构。
至此DNA链长度压缩了约42倍,但相对细胞核的大小仍是一个巨大的长度。
在此基础上的更高一级组织形式一直不甚清楚。
尤其让人难以置信的是这些DNA还要进行有条不紊的复制、转录等复杂功能活动,其拓扑学问题如何解决?人们长期为此感到困惑。
核骨架的发现尤其是近年来国际上围绕核骨架和染色质二者关系所开展的大量研究,使人们逐步了解到核骨架在上述问题上可能扮演了重要的角色。
核骨架(nuclear ma2 trix)是指细胞核经抽提,在除去核膜、核内大量可溶物和染色质(DNA和组蛋白)之后剩下的一个纤维蛋白网架结构。
现一般认为它包括:(1)核内纤维蛋白网络(其上结合有RNP颗粒);(2)核仁残存结构(核仁骨架);(3)核纤层(lamina)及残存的核孔复合体等3部分结构。
干细胞和发育生物学-中国科学院昆明动物研究所
干细胞和发育生物学发育生物学（developme n tal biology）是应用现代生物学的技术研究生物发育机制的科学。
它主要研究多细胞生物的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老和死亡，即生物个体发育（ontogent）中生命现象发展的机制。
同时，也研究生物种群系统发生（systematics development）的机制。
发育生物学不同于传统的胚胎学（embryology），而是20世纪50年代以后，由于分子生物学、细胞生物学、遗传学及生物化学等其他生命学科的发展和与胚胎学的相互渗透，才逐渐发展和形成的一门新兴的生命科学。
一、发育生物学的历史回顾古代哲人的发育理念用科学方法解释发育可以追溯到公元前5世纪的希腊哲人希波克拉底（Hippocrates）（公元前460～337）。
他是位医生，首次对鸡胚进行了发育观察。
依据当时流行的理念，他试图用热、湿和固化的效应来解释发育。
大约一个世纪后，由于希腊圣贤亚里士多德（Aristotle，公元前384～322）的创造性研究，胚胎学获得了高度发展，研究对象涉及脊椎动物和无脊椎动物，并提出了有性生殖和无性生殖及胚胎的各个部分是如何形成的等千载难解的生物学问题。
他认为胚胎发育有2种可能性：一种是先成论（preformation），即胚胎中的每件东西从一开始就预先形成好了，发育期间只是简单地放大；另一种是后成论，并形象地比喻为织网（knitting of a net）。
先成论与后成论的持久论战2000多年前亚里士多德提出的两种发育理念对后来的学者产生了深刻影响，直到18世纪，先成论和后成论仍然是科学界争论的焦点。
特别是17世纪和18世纪，虽然科学之风已在西欧兴起，但由于长期以来教会神创思想的影响，学界仍然迷恋于有着神创理念的先成论。
即使是那些已对动物胚胎发育进行过详细观察的学者也是如此，如17世纪伟大的意大利胚胎学家MarcelloMalpighi虽对鸡胚发育进行过精确描述，由他描绘的鸡胚发育图是胚胎学和发育生物学的经典，迄今仍被绝大多数教科书所引用，但他仍然不可能以他自己的观察证据从先成论的理念中解放出来。
细胞生物学ppt课件
■ 细胞都具有遗传物质和遗传体系 细胞内最重要的物质就是遗传物质DNA。 现有的研究表明，在生命的进化过程中，最早的遗传物质是RNA而不是DNA，也就是说先出现RNA，后逐渐进化形成DNA。 证明最早的遗传物质是RNA而不是DNA的证据是什么?
6、一个细胞生存与增殖必须具备的结构为 、 、 和催化酶促反应所需要的酶。 7、病毒的抗原性是由 来决定的。 8、原核细胞和真核细胞核糖体的沉降系数分别为 和 。 9、细菌细胞表面主要是指 和 及其特化结构 、 和 等。 10、真核细胞亚显微水平的三大基本结构体系是 、 和 。 11、目前发现的最小最简单的细胞是 ，直径只有 。 12、细胞的 与 的相关性和一致性是很多细胞的共同特点。
■ 细胞都具有核糖体 所有类型的细胞（除红细胞外），包括最简单的支原体都含有核糖体。真核细胞和原核细胞的核糖体不仅功能相同，在结构上也十分相似，都是由大小两个亚基组成的，只不过原核细胞的核糖体比真核细胞的核糖体稍小一些。
第二节 原核细胞 Prokaryotic cell
第二章 细胞的统一性与多样性
第一节 细胞的基本概念 一、 细胞区别于无机界的主要特征： 1.在结构上具有自我装配的能力； 2.在生理活动中具有自我调节能力； 3.在增殖上具有自我复制的能力。 这些特征也可以说是生命的特征，它们的丧失即意味着死亡。
如何理解细胞是生命活动基本单位？
（一）一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位 （二）细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位 （三）细胞是有机体生长与发育的基础 （四）细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 （五）没有细胞就没有完整的生命
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王 文 研究员 新基因的起源
杨凤堂 研究员 染色体组的进化
宿 兵 研究员 灵长类的比较基因组学
文建凡 研究员 真核生物起源与进化
黄京飞 研究员 蛋白质结构与功能的进化
人员结构
研究员（PI） : 6 人 副高职：4 中职：8
技术辅助人员：6 博士后：4 (出站2人） 研究生：108 (毕业36人）
1.3 实验室的总体定位
比较和进化基因组学研究：比较不同动物（如灵长类）的一些重要结构 和功能（如大脑）演化的遗传学和基因组学基础；探讨基因组中新结构、 新功能起源和进化的机制。
分子细胞遗传学：系统、全面地研究我国脊椎动物基因组结构的多样性 和演化过程，探讨染色体重组在物种起源和演化中的作用。
真核细胞进化基因组学研究：以几类处在关键进化地位的单细胞生物为 对象，研究真核细胞的结构、功能和基因、基因家族乃至基因组的起源进 化规律。
科学问题和国家需求：
面向科学前沿：研究动物及其基因组演化的模式和分子机制，解决遗传、发 育和进化中的重大科学问题；
面向国家需求：生物多样性资源的保存、保护和持续利用，分子生态、人类 群体遗传结构与疾病、基因起源进化与生物活性药物设计。
研究内容：
基因、基因家族和基因组发生和演化的规律及其同自然选择、功能适应及物 种形成的内在联系和相互作用机制。
被累计引用 51 次
2.2 亚洲人群起源和进化的研究
2.2.2 现代人从非洲扩散的路线与印度人群的起源
通过测定印度代表人群的线粒体DNA全基因组序列，发现印度人 群中具有非常古老的线粒体基因组单倍型，与三次起源假说相吻合。 同时，南亚N类群与欧洲、东亚和大洋洲N类群的系统发育关系提示 人类走出非洲的扩散路线是一条，而不是一般认为的两条。
然而，目前对新基因起源和产生的机制还非常不清楚。
此外，知道了大自然怎么造基因后为我们设计制造
生物活性药物提供理论依据。
10-12 million years ago
6-7 mya 2.5 million years ago
1mya
Using 5849 full length cDNAs as FISH probes, we identified 28 gene families containing 31 young candidate genes
中国科学院昆明动物研究所 细胞与分子进化重点实验室
工作汇报
（2019－2019）
报告提纲
1、实验室概况 2、研究水平与贡献 3、队伍建设与人才培养 4、开放交流与运行管理
1. 实 验 室 概 况
成 立 于 1990 年
施立明院士 （已故） 1939－1994
1.2 充满活力的研究团队
张亚平 研究员 基因组多样性与分子进化
North KSJoaerpaeaonaf South Korea
IRAANFGHANISTAN
JAPAN
PAKISTAN NEPAL
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱGulf of Oman
INDIA
BHUTAN
East China Sea
BANGLADESH
TAIWAN
BURMLAAVOISETNAM HONG
South
KONGPhilippine
生物信息学：利用生物信息学方法,研究基因家族的进化机制、蛋白质 -核酸专一相互作用的进化及其蛋白质多种不同功能的序列、结构基础及 其与功能的进化关系。
2. 研究水平与贡献
2.1 新基因的起源与进化研究
新基因的起源是一个重要的生物学和进化生物学问题， 因为：
1、从原始生物到高等生物基因数目增加了数十倍； 2、近缘物种之间，如人和黑猩猩间，基因也有不同；
GM02923-r pr-r
CG2996-r
CG15707-r mkg-r3 mkg-r2
CG16827 CG3101-r
CG7340-r CG6001-r
kap-alpha1-r klg-r
bic-r RpS15A-r
Dore Dere Dsan Dyak Dtei Dmau Dsim Dsch Dmel
猴王基因座位分裂示意图
猴王祖先基因，含两个结构阈
I
II
基因重复
I
II
I
II
分化性退化
I
II
基因1
I
基因分裂
基因2
II
“…猴王基因家族的发现为基因重复理论进行了重要补 正，也让我们看到了一个我们很少想到的情况，即基因不 总是由简单到复杂，也可以由复杂到简单”
代表性研究成果（一）
新基因的起源与进化研究
10-12 mya
CG11322
Dntf-2r nod-r
CG9902 CG4021, CG3875
jgw
kep1Ψ
Dox-A3-r CG6905-r
d-r CG9431-r
1 mya
mkg-r CG7635-r CG8490-r
CG6386-r
2.5 mya
CG5555-r CG3071-r
CG3927 sphinx
Am J Hum Genet (2019) （IF 12.3)
The Andamanese might have derived
from India subcontinent
Science (2019)
东亚现代人的最早迁徙路线
Sea of Okhotsk
MONGOLIA
U.S.S.R.
CHINA
Sea
Arabian Sea
Bay of Bengal
China
THAILAND Sea KAMPUCHEA
TPHHEILIPPINES
Andaman Sea
Gulf of Thailand
SRI LANKA
MALAYBSRIUANEI
MALAYSIA SINGAPORE
Nat Rev Genet 4, 865-75 (2019). （IF21.3) Nat Genet 36, 523-7 (2019).（IF 24.7) Genome Res 15, 1258-64 (2019). (IF 10.4) Eur J Immunol 35, 1220-9 (2019). (IF 5.0)
研究资源：
基于我国特别是西南地区丰富的生物多样性资源，采用现代分子生物学和基 因组学的研究手段。
1.4 学科前沿的研究方向
基因组多样性和遗传多样性：立足西南地区丰富的生物多样性资源，建 立我国人群和动物的DNA库，进行动物的遗传多样性，基因和基因家族的多 样性和进化，以及动物的分子系统学和分子生态学研究。