细胞生物学-1绪论
合集下载
相关主题
- 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)。
容 • 细胞分化与基因表达调控(3)
• 细胞衰老与凋亡(3)
第一章 绪 论
学习要求
• 了解细胞生物学的研究对象、研究内容与 现状、学科体系的产生和发展、细胞生物 学的重要性及其与其他学科的关系
第一章 绪论
第一节 细胞生物学研究现状
当前生命科学的基本特点与标志 细胞生物学研究内容和现状 细胞生物学的发展趋势 细胞学与细胞生物学发展简史
• 细胞基本知识概要（2）
• 细胞生物学研究方法（4）
课 • 细胞膜与细胞表面（6） 程 • 物质的跨膜运输与信号传递（6） 的 • 细胞质基质与细胞内膜系统（6） 主 • 细胞的能量转换-线粒体和叶绿体(4) 要 • 细胞核与染色体（3） 讲 • 核糖体（2） 授 • 细胞骨架（4） 内 • 细胞增殖及其调控（3）
相互汇融 组织胚胎学
免疫学
基因组学
生态学 其 他 兄 弟 学 科 蛋白质组学
均须从细胞水平上来阐明各自研究领域中生命现象的机理
生物化学
细胞生物学
遗传学
生理学
细胞化学 (Cytochemistry)
细胞遗传学 (Cytogenetics)
细胞生理学 (Cytophysiology)
可以毫不夸张地说：脱离开细胞，现代生物学的所有 分支学科都将失去意义 ！
• 2、有机小分子形成大量有机大分子； • 3、有机大分子演化为具生命形式的多分子体系； • 4、约在38亿年前，多分子体系演变成原始生命，
这之前称为生命的化学进化（chemical evolution） 阶段。
从分子到细胞的进化
构成生物体的所有细胞
共同的祖先细胞进化而成
经过漫长的过程,逐渐进化成真核细胞及多细胞生物;
动、植物杂交—最活跃的领域； 单克隆抗体技术—最成功的范例；
体细胞克隆—最具创新的进展之一。
遗传学
研究细胞结构和 生命活动规律
生物化学
生理学
解剖学 相互促进 相互渗透
动物学 相互汇融 植物学
微生物学
细胞
在生命科 学研究中 占对象居 核心地位
细胞生物学
发育生物学 相互促进 分子生物学 相互渗透
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：
Signal transduction Cell apoptosis Genome and post-genomic analysis
• 关于地球上细胞生命起源有两种假说，一种假 说认为细胞是由已存在于地球上的分子产生的， 另一种假说则认为细胞是从别的宇宙空间来到 地球的。
细胞起源
细胞起源的研究内容:
构成所有真核生物的真核细胞的起源; 与生命的起源相伴随的原核细胞的起源; 古核细胞的起源;
细胞的化学进化
• 1、无机元素在火山爆发、光照和闪电的作用下形 成了有机小分子；
发展趋势(Trends in Cell Biology)
从分子生物学→细胞生物学 从细胞结构功能研究为主→细胞重大生命活动为主 从研究细胞生物活性→细胞生命活动本质为主 分析→综合 功能基因组学研究是细胞生物学研究的基础与归宿 (应用)由基因治疗→细胞治疗
重点领域
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 细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控 细胞信号转导的研究 细胞结构体系的组装
一 从分子到细胞
能自我复制的RNA多聚体的产生 蛋白质的合成 包裹RNA和蛋白质的膜 原始细胞的产生;
二 从原核细胞到真核细胞
当原始细胞出现了细胞膜,DNA,RNA,核糖体 原核细胞产生 通过代谢反应,进一步进化成真核细胞;
三 从单细胞生物到多细胞生物:
• 单细胞真核生物的形成
• 多细胞生物的发育
美国国立卫生研究院（NIH）在1998年底发表的一 份题为“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
“后基因组时代”(Post-genome Era)的来临 遗传、发育与进化的统一仍然是现代生物学的基本特点 脑科学标志着生命科学发展的另一高峰
纵观这些特点与标志，无一不与细胞相关，不与 细胞生物学相关
当前细胞生物学发展的趋势与重点领域 细胞重大生命活动的相互关系
细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 细胞生物学的主要研究内容
细胞生物学
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。
1. 细胞结构与功能的研究
I.细胞核、染色体的研究；II.生物膜与细胞器的研 究；III.细胞骨架体系的研究
•
上皮组织（epithelia tissue）
•
结缔组织（connective tissue )
• 动物细胞 血液（blood）
•
神经组织（nerve tissue）
•
肌肉组织（muscle tissue）
6. 细胞工程
细胞工程(cell enginerring) 是细胞生物学与遗传学的 交叉领域。改造细胞的技 术是生物工程技术的重要 组成部分。
2. 细胞增殖、分化、衰老与凋亡的研究
一切动、植物的生长与发育都是通过细胞的增 殖与分化来实现的。
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ受精卵通过分裂与分化发育成复杂的有机体。
肿瘤是不分化或去分化的结果。
3. 真核细胞基因表达、调控的研究
是细胞生物学、遗传学与 发育生物学在细胞水平与 分子水平上相结合的最活 跃的热门课题。
4. 细胞信号传导的研究
细胞间信号传递
Cell Membrane
PKC
Ras
GTP
Raf
P
MEK1,2
受体与信号跨膜传递 P
P
ERK1,2
P
P
细胞内信号传递
Bcl-2
Jun
P
P
PK
P
P
P
P
Transcription
5. 细胞的起源与进化
据古微生物的证据， 原始细胞在大约35 亿多年前就在地球 上出现。
• 导致细胞生命形成的关键因素是地球的形成及 地球大气层条件的变化。一般将细胞生命的起 源分为五个阶段 ：①地球和原始大气层的形 成；②有机分子的自发形成；③分子聚合体的 形成；④生命初级聚合体的形成；⑤原始细胞 的形成。
• 细胞衰老与凋亡(3)
第一章 绪 论
学习要求
• 了解细胞生物学的研究对象、研究内容与 现状、学科体系的产生和发展、细胞生物 学的重要性及其与其他学科的关系
第一章 绪论
第一节 细胞生物学研究现状
当前生命科学的基本特点与标志 细胞生物学研究内容和现状 细胞生物学的发展趋势 细胞学与细胞生物学发展简史
• 细胞基本知识概要（2）
• 细胞生物学研究方法（4）
课 • 细胞膜与细胞表面（6） 程 • 物质的跨膜运输与信号传递（6） 的 • 细胞质基质与细胞内膜系统（6） 主 • 细胞的能量转换-线粒体和叶绿体(4) 要 • 细胞核与染色体（3） 讲 • 核糖体（2） 授 • 细胞骨架（4） 内 • 细胞增殖及其调控（3）
相互汇融 组织胚胎学
免疫学
基因组学
生态学 其 他 兄 弟 学 科 蛋白质组学
均须从细胞水平上来阐明各自研究领域中生命现象的机理
生物化学
细胞生物学
遗传学
生理学
细胞化学 (Cytochemistry)
细胞遗传学 (Cytogenetics)
细胞生理学 (Cytophysiology)
可以毫不夸张地说：脱离开细胞，现代生物学的所有 分支学科都将失去意义 ！
• 2、有机小分子形成大量有机大分子； • 3、有机大分子演化为具生命形式的多分子体系； • 4、约在38亿年前，多分子体系演变成原始生命，
这之前称为生命的化学进化（chemical evolution） 阶段。
从分子到细胞的进化
构成生物体的所有细胞
共同的祖先细胞进化而成
经过漫长的过程,逐渐进化成真核细胞及多细胞生物;
动、植物杂交—最活跃的领域； 单克隆抗体技术—最成功的范例；
体细胞克隆—最具创新的进展之一。
遗传学
研究细胞结构和 生命活动规律
生物化学
生理学
解剖学 相互促进 相互渗透
动物学 相互汇融 植物学
微生物学
细胞
在生命科 学研究中 占对象居 核心地位
细胞生物学
发育生物学 相互促进 分子生物学 相互渗透
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：
Signal transduction Cell apoptosis Genome and post-genomic analysis
• 关于地球上细胞生命起源有两种假说，一种假 说认为细胞是由已存在于地球上的分子产生的， 另一种假说则认为细胞是从别的宇宙空间来到 地球的。
细胞起源
细胞起源的研究内容:
构成所有真核生物的真核细胞的起源; 与生命的起源相伴随的原核细胞的起源; 古核细胞的起源;
细胞的化学进化
• 1、无机元素在火山爆发、光照和闪电的作用下形 成了有机小分子；
发展趋势(Trends in Cell Biology)
从分子生物学→细胞生物学 从细胞结构功能研究为主→细胞重大生命活动为主 从研究细胞生物活性→细胞生命活动本质为主 分析→综合 功能基因组学研究是细胞生物学研究的基础与归宿 (应用)由基因治疗→细胞治疗
重点领域
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 细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控 细胞信号转导的研究 细胞结构体系的组装
一 从分子到细胞
能自我复制的RNA多聚体的产生 蛋白质的合成 包裹RNA和蛋白质的膜 原始细胞的产生;
二 从原核细胞到真核细胞
当原始细胞出现了细胞膜,DNA,RNA,核糖体 原核细胞产生 通过代谢反应,进一步进化成真核细胞;
三 从单细胞生物到多细胞生物:
• 单细胞真核生物的形成
• 多细胞生物的发育
美国国立卫生研究院（NIH）在1998年底发表的一 份题为“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
“后基因组时代”(Post-genome Era)的来临 遗传、发育与进化的统一仍然是现代生物学的基本特点 脑科学标志着生命科学发展的另一高峰
纵观这些特点与标志，无一不与细胞相关，不与 细胞生物学相关
当前细胞生物学发展的趋势与重点领域 细胞重大生命活动的相互关系
细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 细胞生物学的主要研究内容
细胞生物学
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。
1. 细胞结构与功能的研究
I.细胞核、染色体的研究；II.生物膜与细胞器的研 究；III.细胞骨架体系的研究
•
上皮组织（epithelia tissue）
•
结缔组织（connective tissue )
• 动物细胞 血液（blood）
•
神经组织（nerve tissue）
•
肌肉组织（muscle tissue）
6. 细胞工程
细胞工程(cell enginerring) 是细胞生物学与遗传学的 交叉领域。改造细胞的技 术是生物工程技术的重要 组成部分。
2. 细胞增殖、分化、衰老与凋亡的研究
一切动、植物的生长与发育都是通过细胞的增 殖与分化来实现的。
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ受精卵通过分裂与分化发育成复杂的有机体。
肿瘤是不分化或去分化的结果。
3. 真核细胞基因表达、调控的研究
是细胞生物学、遗传学与 发育生物学在细胞水平与 分子水平上相结合的最活 跃的热门课题。
4. 细胞信号传导的研究
细胞间信号传递
Cell Membrane
PKC
Ras
GTP
Raf
P
MEK1,2
受体与信号跨膜传递 P
P
ERK1,2
P
P
细胞内信号传递
Bcl-2
Jun
P
P
PK
P
P
P
P
Transcription
5. 细胞的起源与进化
据古微生物的证据， 原始细胞在大约35 亿多年前就在地球 上出现。
• 导致细胞生命形成的关键因素是地球的形成及 地球大气层条件的变化。一般将细胞生命的起 源分为五个阶段 ：①地球和原始大气层的形 成；②有机分子的自发形成；③分子聚合体的 形成；④生命初级聚合体的形成；⑤原始细胞 的形成。