细胞生物学绪论
细胞生物学：第一章 绪论
论约20年，它、进化论及1866年孟德尔确立
的遗传学一起，奠定了现代生物学的基础，同
时也孕育细胞学的产生。细胞学说也可以认为
是两者的“基石”。
19
细胞学的经典时期
1、原生质理论的提出 • 19世纪30年代后发现活细胞并不是空的而是 充满粘稠的液体。 • F. Dujardin（1835）将之称为 “sarcode”； • JE. Purkinje（1839）和von Mohl （1846）首次将动物、植物细胞的内含物称 作原生质“protoplasm” 。 • Max Schultze(1861)提出原生质理论，认 为有机体的组织单位是一小团原生质，这种物 质在一般机体中是相似的。 • 如今“原生质”一词已从生物学文献中消失了， 但在当时具有十分重要的意义。
• Schwann提出了“细胞学说”（Cell Theory) ； 1839年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显 微研究”。指出动植物都是细胞的集合物。
• 二人共同提出：一切植物、动物都是由细胞组成的， 细胞是一切动植物体的基本单位———著名的细胞学 说。
• 1855 德国人R. Virchow 提出“一切细胞来源于 细胞”（omnis cellula e cellula）的著名论断； 进一步完善了细胞学说。
• 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Robert. Brown在兰科植物和其它几 种植物表皮细胞中发现了细胞核。
• 1836年GG. Valentin在动物神经细胞中发现 了细胞核与核仁。这些工作对于细胞学说的诞生 具有重要意义。
15
• 通常认为施莱登（MJ. Schleiden）和施旺（T. Schwann）正式提出了细胞学说。
医学细胞生物学-绪论
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1855年R. Virchow提出“一切细胞 只能来自原来的细胞”，进一步完 善了细胞学说。
细胞学说创立的意义： 推动作用 19世纪自然科学的三大发现之一
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第二阶段:
细胞生物学经典发展时期（1855～1900）
细胞的固定和染色技术，显微镜的进一 步改善，发现了细胞的形态结构和分裂 活动以及各种细胞器。
学说 1961年，M.Nirenberg和Mathaei从核糖核酸实验获
得的结果,确定了每一种氨基酸的“密码”
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1952年RE. Franklin拍摄到清晰的DNA晶体的X衍射照片。 1953年她认为DNA是一种对称结构，可能是螺旋。
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1953年， Watson和Crick提出DNA双螺旋 模型。与Wilkins分享1962 年诺贝尔生理学 与医学奖 。
最小的细胞：
支原体 0.1－0.3um
大多数细胞：
4－10um
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问题三：我们拥有多少个细胞？
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成年人1.8×1016 新生儿：2×1012 细胞数目的增加是依靠细胞的繁殖，各
种细胞繁殖能力不同，如红细胞120天全 部更新一遍，神经细胞，终生不再繁殖， 肝、肾细胞，损伤后可再生，人的细胞 数经常处于动态平衡之中。
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三、 细胞生物学与医学
理论 实践
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细胞生物学是医学科学的重要理 论基础之一
细胞培养
细胞杂交
染色体技术
基因治疗
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细胞生物学与医学的发展相互影 响，相互促进。
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细胞生物学的热点
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基因工程
细胞生物学名词解释
名词解释第一章绪论1.细胞生物学：是研究细胞基本生命活动规律的科学，是在显微、亚显微和分子水平上，以研究细胞结构与功能，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的一门学科。
2、显微结构：在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构，直径大于0.2微米3、亚显微结构：在电子显微镜中能够观察到的细胞分子水平以上的结构，直径小于0.2微米.第二章细胞基本知识概要2.细胞学：研究细胞形态、结构、功能和生活史的科学.3.细胞：由膜转围成的、能进行独立繁殖的最小原生质团，是生物体电基本的开矿结构和生理功能单位。
4.病毒：迄今发现的最小的、最简单的专性活细胞内寄生的非胞生物体，是仅由一种核酸（DNA或RNA）和蛋白质构成的核酸蛋白质复合体。
5.原核细胞：没有由膜围成的明确的细胞核、体积小、结构简单、进化地位原始的细胞。
第四章细胞膜与细胞表面1.生物膜：把细胞所有膜相结构称为生物膜。
2.细胞外被：又称糖萼，细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，实际上是细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链，是膜正常的结构组分，对膜蛋白起保护作用，在细胞识别中起重要作用。
3.细胞连接：细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞膜相互联系、协同作用的重要组织方式，在结构上常包括质膜下、质膜及质膜外细胞间几个部分，对于维持组织的完整性非常重要，有的还具有细胞通讯作用。
4紧密连接：紧密连接是封闭连接的主要形式，普遍存在于脊椎动物体表及体内各种腔道和腺体上皮细胞之间。
是指相邻细胞质膜直接紧密地连接在一起，能阻止溶液中的分子特别是大分子沿着细胞间的缝隙渗入体内，维持细胞一个稳定的内环境。
5.间隙连接：是动物细胞间最普遍的细胞连接，是在相互接触的细胞之间建立的有孔道的连接结构，允许无机离子及水溶性小分子物质从中通过，从而沟通细胞达到代谢与功能的统一。
6.细胞粘附分子：细胞粘附分子是细胞表面分子，多为糖蛋白，是一类介导细胞之间、细胞与细胞外基质之间粘附作用的膜表面糖蛋白。
医学细胞生物学最新版1绪论
（一）细胞的发现
Introduction
首 页
第一章 绪论
（二）细胞学说（cell theory）的创立
德国植物学家M. J. Schleiden 和动物学家T. Schwann提出了细胞学说： “一切生物，从单细胞生物到高等动物和植物均由细胞组成，细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位”。 德国科学家R. Virchow对细胞学说进行了重要补充，明确提出论点： “一切细胞只能来自原来的细胞”。
Introduction
退 出
首 页
（二）分子生物学的研究进展促进了细胞生物学的形成与发展
五、细胞生物学的发展趋势
纵观细胞生物学的发展历史，可以得出结论：理论的提出和研究技术的进步是推动细胞生物学发展的原动力。 我们相信，21世纪初期完成的包括人类在内的生物体基因组序列分析的完成及其相关研究技术的建立，将推动细胞生物学在以下三个方面快速发展：
第一章 绪论
随着2003年人类基因组计划（ human genome project，HGP）的完成，逐渐发展起来的基因组学和蛋白质组学，以及新近于真核细胞内发现的控制基因信息流通的非编码RNA（noncoding RNA）和不依赖DNA序列的表观遗传（epigenetics)等新兴领域生命信息和新技术体系的引入，预示着细胞生物学又将进入一个新的快速发展时期。
文字排版 于敏（中国医科大学）
第一章 绪论 Introduction
学习目的和要求
退 出
掌握细胞生物学的概念 熟悉细胞生物学的研究领域与研究内容 了解细胞生物学的发展史与发展趋势 理解细胞生物学与医学的关系
第一章 绪论
Introduction
第一节
《医学细胞生物学》前六章知识点总结
第一章绪论一、细胞学说1、ean-Baptiste de Lamark （1744~1829)，获得性遗传理论的创始人，法国退伍陆军中尉，50岁成为巴黎动物学教授，1809年他认为只有具有细胞的机体，才有生命。
2、Charles Brisseau Milbel（1776~1854)，法国植物学家，1802年认为植物的每一部分都有细胞存在。
3、Henri Dutrochet （1776~1847），法国生理学家，1824年进一步描述了细胞的原理。
4. Matthias Jacob Schleiden（1804~1881)，德国植物学教授，1838年发表“植物发生论”，认为无论怎样复杂的植物都有形形色色的细胞构成。
5. Theodor Schwann（1810~1882)，德国解剖学教授，1838年提出了“细胞学说”（Cell Theory)这个术语；1939年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显微研究”。
6. 德国人R. V irchow 1855年提出“一切细胞来源于细胞”（omnis cellula e cellula）的著名论断，进一步完善了细胞学说。
把细胞作为生命的一般单位，以及作为动植物界生命现象的共同基础的这种概念立即受到了普遍的接受。
恩格斯将细胞学说誉为19世纪的三大发现之一。
与其它生命科学一样，细胞的发现与细胞学说的形成依赖于技术的发展；同时，科学的发现促进技术的发明。
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：细胞的发现，16世纪末-19世纪30年代，显微镜的发明。
第二阶段：细胞学说提出，19世纪30年代-20世纪中期。
第三阶段：超微结构研究，20世纪30年代-70年代，电子显微镜的发明。
第四阶段：分子细胞生物学，20世纪70年代至今，分子克隆等技术的发展。
二、模式生物个体生命诞生自精卵结合形成合子，经过细胞的不断分裂、迁移、分化并发生巨大形态变化，构建出未来身体的雏形。
(完整版)细胞生物学知识点总结
细胞生物学目录第一章绪论第二章细胞生物的研究方法和技术第三章质膜的跨膜运输第四章细胞与环境的相互作用第五章细胞通讯第六章核糖体和核酶第七章线粒体和过氧化物酶体第八章叶绿体和光合作用第九章内质网，蛋白质分选，膜运输第十章细胞骨架，细胞运动第十一章细胞核和染色体第十二章细胞周期和细胞分裂第十三章胚胎发育和细胞分化第十四章细胞衰老和死亡第一章绪论1.原生质体：被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞核和细胞质细胞质：细胞内除核以外的原生质，即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分原生质体：除去细胞壁的细胞2.结构域：生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域3.装配模型：模板组装，酶效应组装，自组装4.五级装配：第一级,小分子有机物的形成第二级，小分子有机物组装成生物大分子第三级,由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构第四级,由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器第五级，由各种细胞器组装成完整细胞6.支原体：目前已知的最小的细胞第二章细胞生物的研究方法和技术1.显微镜技术：光镜标本制备技术、2.光镜标本制备技术步骤：样品固定、包埋与切片、染色3.电子显微镜种类：透射电子显微镜，扫描电镜，金属投影，冷冻断裂和冷冻石刻电镜，复染技术，扫描隧道显微镜4.细胞化学技术：酶细胞化学技术，免疫细胞化学技术，放射自显影5.细胞分选技术：流式细胞术6.分离技术：离心技术，层析技术，电泳技术第三章质膜的跨膜运输1.细胞功能：外界与通透性障碍，组织和功能定位，运输作用，细胞间通讯，信号检测2.膜化学组成：膜脂，膜糖，膜蛋白3.膜脂的三个种类：磷脂，糖脂，胆固醇4.脂质体用途：用作生物膜的研究模型，作为生物大分子与药物的运载体5.膜糖功能：细胞与环境的相互作用，接触抑制，信号转导，蛋白质分选，保护作用。
6.膜蛋白类型：整合蛋白，外周蛋白，脂锚定蛋白7.膜蛋白功能：运输蛋白，酶，连接蛋白，受体（信号接受和传递）8.不对称性的研究方法：冰冻断裂复型，冰冻蚀刻9.膜流动性研究方法：质膜融合，淋巴细胞的成斑成帽效应，荧光漂白恢复技术10.膜流动性的重要性：酶活性，信号转导，物质运输，能量转换，细胞周期11.影响膜脂流动性的因素：脂肪酸链，胆固醇，卵磷脂/鞘磷脂比值12.影响膜蛋白流动的因素：整合蛋白，膜骨架，细胞外基因，相邻细胞，细胞外配体、抗体、药物大分子13.膜骨架的主要蛋白：血影蛋白，肌动蛋白和原肌球蛋白，带4.1蛋白，锚定蛋白14.转运蛋白质包括：载体蛋白，通道蛋白15.协同运输的方向：同向协同，反向协同第四章细胞与环境的相互作用1.细胞表面结构：细胞外被、膜骨架、胞质溶胶2.细胞外被功能：连接，细胞保护，屏障3.糖萼：由细胞表面的碳水化合物形成的质膜保护层，又称为多糖包被。
【重庆医科大学】细胞生物学---第一章-绪论
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，克隆技术） 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、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
1）原生质理论的提出
1835年，杜雅丁（E.Dujardin）发现了动物细胞中的粘 液质，并称其为“肉样质”（sarcode）；
1839年，蒲肯野（Purkinje）发现了植物细胞中的物质， 称为“原生质”(protoplasm)；
转导”、“细胞周期调控”、“细胞凋
亡”、“细胞分化”、“肿瘤生物学”、 “干细胞”等。
细胞生物学学科（2006年度自然科学基金项目指南） 细胞生物学是生命科学领域中的基础性学科， 它主要研究细胞生命活动过程中各种生命现象、规 律和机制。当今细胞生物学主要以功能或机理性问 题研究为主导，充分利用各种有效手段，在分子、 细胞甚至在个体水平上，揭示与细胞活动有关的各 种奥秘。 细胞生物学研究领域的主要资助范围是：细胞 与亚细胞的结构、细胞的增殖与生长、细胞分化、 细胞衰老、细胞死亡（包括凋亡）、细胞迁移、细 胞外基质与胞间通讯、细胞信号转导、细胞与组织 工程、细胞间相互作用、物质运输（穿膜运输与膜 泡运输）、细胞学方面的新技术和新方法等。
物质的吸收与分泌、合成与分解、增殖与分化、 衰老与死亡、信息传递与转导以及遗传与变异等 等。
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 、细胞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。
细胞生物学 绪论
1.4
与细胞生物学相关的诺贝尔奖
2000 2001 2002 2003 2004 2005
The way you can learn better?
兴趣：发现未知，带着？来上课。 怀疑：don’t accept everything you read as being true 探索：the truth is out there 结构与功能的关系 统一性与多样性的关系
1.5
细胞生物学的主要学术组 织、学术刊物与参考书
1. 翟中和. 细胞生物学 (第三版).高等教育出版社. 2. 汪堃仁. 细胞生物学 (第二版). 北京师范大学出版社. 3. 王金发. 细胞生物学. 科学出版社 4. 韩贻仁. 分子细胞生物学 (第三版). 高等教育出版社. 5. 沈大棱. Cell biology 复旦大学出版社. 6. 辛华. 细胞生物学实验.科学出版社. 7. 徐承水. 细胞生物学学习指导.科学出版社.
cell cytology cell biology
2.3
细胞生物学的发展
中心法则（central dogma）的提出
2.4
细胞生物学与其它学科的关系
1. 细胞生物学与遗传学 2. 细胞生物学与生理学 3. 细胞生物学与生物化学
§1 细胞生物学研究的内容和现状
我国基础学科发展规划中，将细胞生物学、分子生物学、
神经生物学、生态学并列为生命科学的四大基础学科。
1.2 细胞生物学研究的主要内容
细胞的起源与进化 结 构 与 功 能 生 命 活 动 生物膜与细胞器的研究
细胞骨架体系的研究
细胞核、染色体以及基因表达的研究
细胞增殖及其调控
细胞分化及其调控 细胞的衰老与凋亡 细胞工程 （应用）
细胞生物学：第1章 绪论
（四）细胞生物学主要研究内容
细胞生物学： 细胞生物学： 以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、 以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显 微水平，分子水平三个层次，以动态的观点, 微水平，分子水平三个层次，以动态的观点, 研究细胞和细胞器的结构和功能, 研究细胞和细胞器的结构和功能,研究细胞的 细胞增殖、分化、衰老与凋亡） 生活史（细胞增殖、分化、衰老与凋亡）和各种生命活 细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、 动规律（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）的学科。 源与进化等）的学科。核心问题是将遗传与发育 在细胞水平上结合起来。 在细胞水平上结合起来。
◆原生质(protoplasm)理论的提出 原生质(protoplasm)理论的提出 原生质
在动物、植物的细胞中发现“肉样质”的物质, 在动物、植物的细胞中发现“肉样质”的物质, 并命名为“原生质” 并命名为“原生质”;
■
1861年舒尔策提出原生质理论: 1861年舒尔策提出原生质理论:有机体的组织 年舒尔策提出原生质理论 单位是一小团原生质, 单位是一小团原生质, 这种物质在一般有机体中是 相似的。 并把细胞明确地定义为: 相似的。 并把细胞明确地定” “细胞是具有细胞核和细胞膜的活物质”。
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◆重要细胞器的发现 重要细胞器的发现
■1883年范.贝内登和博费里在动、植物细胞 1883年范 贝内登和博费里在动、 年范.
中发现了中心体; 中发现了中心体; 中心体
■1888年沃尔德耶提出染色体概念; 1888年沃尔德耶提出染色体概念 年沃尔德耶提出染色体概念;
Cell Biology
1965年 ， D ． P ． Derobetis将其 《 普通细胞 1965 年 Derobetis 将其《 将其 改为《 细胞生物学》 学 》 改为 《 细胞生物学 》 ， 标志着细胞生物 学的诞生； 学的诞生；
细胞生物学课件及答案
第一章绪论1.细胞生物学是研究细胞基本（生命活动）规律的科学，是在（显微）、（亚显微）和（分子水平）三个不同层次上，以研究细胞的结构功能、重大生命活动等过程的一门学科。
2.细胞生物学是研究细胞基本（生命活动）规律的科学,是在（显微）、（亚显微）和（分子水平）三个不同层次上,以研究细胞的（结构与功能）、（重大生命活动规律）、细胞起源与进化和细胞工程等为主要内容的一门科学3.1838-1839年，（施莱登）和（施旺）共同提出：一切植物、动物都是由细胞组成的。
4.1858年德国病理学家魏尔肖提出（一切细胞来源于细胞）的观点，通常被认为是对细胞学说的一个重要补充。
1.下列属于细胞学说的描述有（ABCD ）A.有机体是由细胞构成的B.细胞是构成有机体的基本单位C.细胞通过细胞分裂繁殖后代D.一切细胞来源于细胞2.美国人J. D. Watson 和英国人F. H. C. Crick提出DNA双螺旋模型是（B ）年？A.1950B.1953C.1956D.19603.第一个观察到活细胞有机体的是( B )。
A.Robert HookeB.Leeuwen HoekC.GrewD.Virchow4.细胞学说是由( B )提出来A.Robert Hooke和Leeuwen HoekB.Schleiden和SchwannC.Crick和WatsonD.Sichold和Virchow5.1665年英国学者(A )第一次观察到细胞并命名为cell。
A.Robert HookeB.Leeuwen Hoek .C.GrewD.Virchow6.在1953年首先提出DNA双螺旋结构模型的学者是(B )。
A.AveryB.Waston和CrickC.BratchetD.Casperson[E]Feulgen7.细胞生物学是研究细胞基本结构的科学（A）A.正确B.错误8.细胞的亚显微结构是指在光学显微镜下观察到的结构（B）A.正确B.错误9.细胞是生命体的结构和生命活动的基本单位（A）A.正确B.错误10.细胞学说的建立构成了细胞学的经典时期（B）A.正确B.错误1.细胞学说的主要内容是什么？有何重要意义？答：细胞学说的内容：（1）有机体是由细胞构成的;（2）细胞是构成有机体的基本单位;（3）细胞通过细胞分裂繁殖后代。
《细胞生物学》笔记
《细胞生物学》笔记●第一章绪论●一、细胞学与细胞生物学发展简史●1 生物科学3个阶段以及细胞的发现●（1）三个阶段：形态描述阶段、实验室生物阶段、现代生物学阶段。
●（2）1665年胡克第一次发现植物细胞；1674年列文虎克发现红细胞。
●2 细胞学说的建立及意义●细胞学说的建立●第一阶段●1838~ 1839年，施莱登(德国)和施旺(德国)提出“细胞学说”●①所有生物都是由细胞构成的:●②每个细胞都是相对独立的单位●③已存在的细胞繁殖产生新细胞●第二阶段●1858年，德国医生和病理学家魏尔肖一细胞来自于细胞●细胞学说的意义●推进了人类对于生命的认识，推动科学的发展，与进化论和遗传学共称为生物学三大基石●二、细胞的统一性与多样性●1 细胞的基本特征●细胞的基本共性●①化学组成相似●②细胞质为膜脂-蛋白体系●③遗传装置相同●④分裂方式为一分为二●细胞是生命活动的基本单位●①构成有机体的基本单位●②代谢与功能的基本单位●③有机体生长与发育的基础●④繁殖的基本单位，遗传的桥梁●⑤生命起源的归宿，生物进化的起点●细胞的大小及其影响因素●细胞大小●高等动植物，同一器官与组织的细胞大小在一个恒定的范围之内，与物种差异无关●细胞内蛋白质与核糖体RNA的量决定细胞的大小●影响因素●信号通路中心的蛋白激酶一mTOR●细胞所处的时期●细胞核DNA的含量●2 原核细胞与真核细胞●（1）原核细胞●特点●①体积小，繁殖快，适应环境能力强●②没有生物膜系统●③基因组很小，主要遗传物质仅为一个环状DNA●④基因表达简单，没有复杂的细胞分化●⑤进化地位低●举例●支原体（最小最简单的细胞）●细菌●蓝藻●（2）真核细胞●3大基本结构系统●生物膜结构系统●①选择性物质跨膜运输与信号转导:●②双层核膜将细胞分成细胞质与细胞核，使基因精确表达:●③各细胞器相互独立,协调功能行使:●④膜上附着大量酶，催化大部分化学反应●遗传信息传递与表达系统●组分: DNA. RNA和蛋白质。
w.01.细胞生物学绪论
6、细胞工程学：
又称为改造细胞工程，跨越物种界限转移 有益基因，将为解决人类社会的粮食、医药、 能源和环境问题，生产出巨大的物质财富。
习题： 一. 名词解释： 1.细胞工程 2.原生质理论
3.细胞骨架体系
二. 简答题 ： 1.如何理解“细胞是生命活动的基本单位” 2.细胞基本共性 3.为什么说细胞学说是现代生物学的“三大基石” 之一。 4.为什么说生物体的生命活动的基本单位是细胞而 不是生物大分子。
细胞形态学（Cytomorphology） 细胞生理学（Cytophysiclogy） 细胞分类学（Cytoaxonorny） 细胞病理学（Cytoporthology） 细胞生态学（Cytoecology） 细胞遗传学（Cyto基因tics） 细胞化学（Cytochemistry） 细胞免疫学（Immunocytology） 细胞动力学（Cytodynamics） 细胞工程学（细胞 engineering）
在生物体内，细胞之间有序协调配合，分化 形成许多履行不同生理功能的细胞类群，组成具 有一定形态结构和一定机能的组织、器官以至系 统，控制着整个生物体的各种各样复杂的生命活 动，包括生长发育、繁殖进化、代谢免疫、运动 应激、衰老死亡和遗传变异等等，这些生命现象 归根结 底都是 建立在 细胞生 理活动 基础上 的。 （如果没有细胞，所有的生命体将不存在）
学者布拉舍（Brachet）1961年，绘制第 一幅细胞模式图（亚显微水平） 学者 De Robertis，1965年率先将其原 著细胞学教科书（第四版）更名为“细胞生物 学”。 70~80年代超高压电子显微镜应用，促进 了细胞骨架体系的深入研究。80~90年代扫描 隧道显微镜运用，促进了细胞领域的纳米生物 学研究。
假若把细胞比喻为活的生化工厂，那么原核 细胞只能算是简单的手工作坊，而真核细胞才是 真正的现代化工厂，因为它已具有了“中心调度 室”（细胞核），“动力车间”（线粒体、叶绿 体）、“生产装配车间”（内质网、高尔基体）、 “仓库”（液泡、微体、圆球体）、“运输流水 线”（各种小泡运行）、“保卫部门”（溶酶体、 核孔复合体）等等。这是细胞结构和功能进化上 的质的飞跃。
细胞生物学-第一章 绪论
• 1665年，Robert Hooke（胡克，英国物理学家）首次描 述细胞“Cell”——Cella（空隙、小室，小房子）
放大倍数40—140倍
第一个细胞模式图——《显微图谱(Micrographia)》(1665)
细胞学说的基本内容：
1.地球上的生物都是由细胞构成。 2.细胞是生物体的基本结构单位。 3.所有的细胞都是来源于已有的细胞的分裂。
细胞学说的意义
它论证了生物界在结构上的统一性和生命的共 同起源。因此，细胞学说是现代生物学的“三大基 石”之一，被恩格斯称为十九世纪自然科学的“三 大发现”之一。
三、细胞学经典时期（1875—1900）
应用固定、染色技术，在光学显微镜下观 察细胞的形态结构和功能。
1861年Schultze（舒尔策）提出原生质理论 1841年，R. Remak（雷马克，波兰）发现鸡胚血细胞
罗伯特·莱 细胞的发现（ 1665——1838 ）
1665年Robert Hooke发现软木塞中的蜂窝状小室 1674年Leeuwenhoek观察到了真正的活细胞
二、细胞学说的创立（1838——1874）
1838-1839年Schleiden和Schwann提出细胞学说
➢ 基因方面发现药物靶标
基因在不同组织和疾病发生发展的不同时空存在明显 的基因表达差异, 表达明显发生变化的基因常与发病过程 及药物作用途径密切相关, 这些表达异常的基因很有可能 是药物作用的靶点, 可作为潜在的筛选药物的靶标。基 因芯片技术、mRNA 差异显示技术、抑制性消减杂交技术 ( SSH) 和基因表达系列性分析技术( SAGE) 等在现代生命 科学研究中使用日益广泛, 这些技术在新的药物靶标的发 现中也扮演了重要的角色。
④ 药物靶标的意义：
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细胞生物学(cell biology)：是从细胞整
体、超微和分子水平上研究细胞的结构和生 命活动规律的科学。
What is medical cell biology
完整的细胞学说包括4个要点：
①所有生物都是由细胞组成的。
② 所有细胞在结构和组成上基本相似。
③ 新细胞来源于已有细胞的分裂。
④ 生物的疾病是因为其细胞机能失常。
（1858年，Virchow）
Rudolf Virchow
(二)细胞学的经典时期
(1875—1900年)
➢ 提出原生质理论
▪ 1861 Schultze-原生质（protoplasm）理论
医学细胞生物学(medical cell
biology)：是应用细胞生物学的理论和方 法，研究人体细胞的形态结构与功能等生 命活动规律，探索人类疾病发生、发展及 其防治的科学。
What?
一、细胞生物学研究的对象和内容
研究 细胞 对象 研究 研究水平 光镜、电镜、分子 内容 研究结构 显微、超微和分子结构
细胞生物学绪论
第一章 绪 论
CHAPTER 1 INSTRUCTION
What? Why? How?
第一章 绪 论
Chapter 1
Introduction
一、细胞生物学研究的对象和内容----what? 二、细胞生物学与医学的关系--------why? 三、细胞生物学的分支学科 四、细胞生物学的发展简史 五、细胞生物学研究的技术和方法-----how?
干细胞治疗疾病的最显著特点：
它可以治疗许多疾病，例如制造脑部神经元来治疗 Alzheimer病与帕金森综合征，制造胰岛细胞来根绝 糖尿病，制造心肌细胞来修补心脏等。
iPS(induced human pluripotent stem)细胞有 望成为实施再生医学和细胞治疗的重要细胞来源。
细胞治疗和组织工程技术已被视为未来人类疾病治疗的 主流。
三、细胞生物学的分支学科
Cytogenetics
Cytochemistry
Cell
Cytophysiology Biology
Cytosociology
Cytomorphology
Molecular cytology
四、细胞生物学的发展简史
大致划分为四个时期： 1. 细胞的发现和细胞学说的创立（1665~1875） 2. 经典细胞学发展阶段（1875~1900） 3. 实验细胞学发展阶段（l900 ~ 1943） 4. 分子生物学发展阶段（1944～）
采用实验手段，综合研究细胞的生理功能，生化变 化和发生发展过程。
✓ 1902 Boveri，Suttan—染色体遗传理论 ✓ 1910 Morgen—基因学说 ✓ 1909 Harrison—组织培养 ✓ 1943 Cloude—高速离心提取细胞器 ✓ 1924 Feulgen—Feulgen染色测定DNA ✓ 1940 Brachet—Unna染色测定RNA ✓ 1940 Casperson—紫外分光光度法检测DNA
About human ES cells
Starting a war that has killed thousands of people is ok, but killing a few cells for the sake of medial research is bad.
---- George W. Bush
研究功能 细胞的各部分的组成、联系及整 体动态活动
Why?
二、细胞生物学与医学的关系
1. 细胞是生命的基本结构和功能单位； 2. 细胞生物学是基础医学和临床医学的基础学科； 3. 细胞生物学是基础医学和临床医学的前沿学科； 4. 细胞生物学技术在医学领域得到广泛应用。如组织工程、
干细胞、克隆技术、生物制药和医用生物学产品等。
iPS （induced Pluripotent Stem Cell）是由体细胞诱导而成 的干细胞，具有和胚胎干细胞类似的发育多潜能性。
国际权威科学杂志《自然》(Nature)2009年7月23日在线发表中 国科学院动物研究所研究员周琪领导的研究组和上海交通大学医学院 教授曾凡一领导的研究组共同完成的一项研究成果，我国科学家首次 利用iPS细胞(诱导性多能干细胞)，通过四倍体囊胚注射得到存活并 具有繁殖能力的小鼠，从而在世界上第一次证明了iPS细胞的全能性 。
具有抗凝血功能的组织工程化血管支架
苏州同科生物材料有限公司
组织工程与“人耳鼠”
2001年，我国举办了“863计划十五周年成 就展” ，其中展出的“人耳鼠”受到了广 泛地关注。
“人耳鼠”的制作关键在“人耳”，先用 一种高分子化学材料聚羟基乙酸做成人耳 的模型支架，让细胞在这个支架上繁殖生 长，然后，在裸鼠的背上割开一个口子， 将已经培养好的“人耳”植入后缝合。 “人耳”支架最后会自己降解消失，于是， “人耳”便与老鼠浑然成为一体。
① 组织工程与再生医学 ② 干细胞技术及其在医学中的应用 ③ 细胞工程与克隆技术 ④ 生物制药
1. 组织工程与再生医学
(Tissue Engineering and Regenerative Medicine ）:
目前缺损组织或器官的修复主要有三种方法： ① 自体移植 ② 异体移植 ③ 组织代用品,如硅橡胶、不锈钢和镍钛合金
（一）细胞的发现和细胞学说的创立 （1665～1875)
1590年，荷兰眼镜制造商Janssen试制成功第一架复 式显微镜（不超过10倍）。
1665 – Robert Hooke named cell
The word “cell” was first used by Robert Hooke in 1665 when he observed that cork viewed under the microscope was composed of numerous similar structure.
组织或器官体外生长的细胞来源：
组织的活体碎片 人的ES细胞
成功的范例：
组织工程方法已成功地使膀胱 组织工程皮肤、血管、人耳鼠等。
组织工程制作膀胱的过程：
从狗膀胱活检 一小片组织
分离变移上皮组 织和肌肉组织
培养 扩增
新的 膀胱
5周后
移至模型 或支架
植入狗后证明可获得正常膀胱的95%的生理功能，排尿正常，在 移植11个月后检查，膀胱完全由膀胱上皮和肌肉组织覆盖，并有 神经和血管生成。
I support the hES cells
2009年3月9日签署关于废止干细胞研究禁令逆转了自 2001年8月9日以来政府对胚胎干细胞研究限制的政策。
奥巴马在仪式上说道：“总有一天，‘绝症’和‘不治 之症’这样的字眼将有可能从我们的词汇里消失”时， 全场长时间起立鼓掌。
红颜薄命多莉羊，未老先衰安乐死
(四) 细胞和分子生物学形成和发展时期 (1944年-)
1932年，德国人M.KnTEoMll和E.A.F.Ruska发明电镜，1940年， 美、德制造出分辨力为0.2nm的商品电镜。
2.干细胞(stem cell)
干细胞一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再 生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为 “万用细胞”。
根据其发育阶段，干细胞可分为两种。
✓ 来源于胚胎---胚胎干细胞ESC(Embryonic Stem Cell);
✓ 来源于成体---成体组织来源的干细胞ASC （Adult-derived Stem Cell）
神经干细胞
举例
Neural Stem Cells Able to Repair Damage Throughout Brain
Sciences USA 96, 7029-7034, June 8, 1999
In studies with mice, neural stem cells have been shown to
3. 生物制药
比尔 盖茨预言：下一个首富可能是从事生物技术的投资者。 生物制药是指运用新技术从生物体、生物组织、细胞、体
液等提取“可用之物”，综合利用微生物学、化学、生物 化学、生物技术、药学等科学的原理和方法，制造的一类 用于预防、治疗和诊断的制品。 利用基因工程技术生产细胞因子、激素及血液因子等，已 作为商品广泛应用于临床。 据估计，已经有40 %药品基于生物技术。
globally replace damaged brain tissue. The study, performed by researchers at Harvard Medical School, involved transplanting neural stem cells from born mice into the brains of “shiverer” mice, a model for Parkinson’s and similar central nervous system diseases. The neural stem cells were able to migrate throughout the brain to repair damaged tissue. Treated mice showed a decrease in tremors.
金岩教授展示 组织工程皮肤
只需小指甲盖大小的人类皮肤组织，便可 培养出数亿倍的"活性皮肤"。
作为目前我国组织工程研究的唯一成功产 品，这种可由工厂生产、名为"安体肤"的" 人造皮肤"含有活细胞，不仅具有真皮层和 表皮层，在色泽、质感、生物相溶性上实 现了以假乱真，而且可直接用于各类皮肤 创伤患者。12月18日，负责该研究的年 仅44岁的我国组织工程皮肤研究负责人金 岩教授在第四军医大学进行了成果展示。 这一经国家食品药品监督管理局正式批准 注册、具有完全自主知识产权的我国首个 组织工程产品的正式面世，在我国组织工 程研究领域具有里程碑意义。