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第一章 细胞绪论

第一章 细胞绪论. 医学细胞生物学. 主要内容. 细胞生物学概述. 1. 2. 细胞生物学发展的几个主要阶段与发展趋势. 3. 细胞生物学与医学. 教学要求. 掌握细胞、细胞生物学的基本概念. 1. 2. 医学细胞生物学研究的内容. 3. 细胞生物学重要的分支学科. 4. 熟悉细胞生物学发展简史和发展趋势. 5. 熟悉学习医学细胞生物学的意义. 6. 了解医学细胞生物学与其它学科的关系. 第一节 细胞生物学概述. 1. 细胞生物学的概念与研究内容. 2. 细胞生物学在生命科学中的地位及与其他学科的关系. 一、细胞生物学的概念及研究内容.

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第一章 细胞绪论

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Presentation Transcript

  1. 第一章 细胞绪论 医学细胞生物学

  2. 主要内容 细胞生物学概述 1 2 细胞生物学发展的几个主要阶段与发展趋势 3 细胞生物学与医学

  3. 教学要求 掌握细胞、细胞生物学的基本概念 1 2 医学细胞生物学研究的内容 3 细胞生物学重要的分支学科 4 熟悉细胞生物学发展简史和发展趋势 . 5 熟悉学习医学细胞生物学的意义 6 了解医学细胞生物学与其它学科的关系

  4. 第一节 细胞生物学概述 1 细胞生物学的概念与研究内容 2 细胞生物学在生命科学中的地位及与其他学科的关系

  5. 一、细胞生物学的概念及研究内容 细胞（cell）：是构成生物体的基本结构和功能单位。

  6. 一、细胞生物学的概念及研究内容 细胞学（cytology）：是研究细胞的形态、结构、生理功能及生活史的科学。

  7. 一、细胞生物学的概念及研究内容 细胞生物学（cell biology)：从细胞的显微、亚显微和分子水平研究细胞结构、功能及各种生命活动 的本质与规律的科学。

  8. 一、细胞生物学的概念及研究内容 细胞生物学的分支学科 1.细胞遗传学(cytogenetics) 2.细胞生理学(cytophysiology) 3.细胞社会学(cytosociology) 4.膜生物学（membrane biology) 5.染色体生物学(chromosome biology) 6.基因组学（genomics） 7.蛋白质组学（proteomics） 8.细胞组学(cytomics)

  9. 一、细胞生物学的概念及研究内容 细胞遗传学(cytogenetics)： 从细胞的角度，特别是从染色体的结构与功能和其他细胞器的关系来研究遗传及其变异的规律。

  10. 二、细胞生物学在生命科学中的地位 1、细胞生物学是生命科学的重要分支。 2、细胞生物学和分子生物学是现代生命科学的基 础，它们广泛渗透到发育生物学、遗传学、神 经生物学和免疫生物学等研究领域。 3、细胞生物学既是生命科学的基础学科，也是现 代生命科学中的前沿学科之一。 4、细胞生物学是生命科学中最为活跃的研究领域 之一。

  11. 第二节 细胞生物学的几个主要阶段与发展趋势 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：细胞的发现和细胞学说的创立 第二阶段：细胞学的经典时期(19世纪中-20世纪初) 第三阶段：实验细胞学阶段(20世纪初- 20世纪中) 第四阶段：细胞与分子生物学的形成和发展时期

  12. 一、细胞的发现和细胞学说的创立时期（1665—1875）一、细胞的发现和细胞学说的创立时期（1665—1875） 英国物理学家罗伯特·胡克(Robert Hooke)发现细胞

  13. 一、细胞的发现和细胞学说的创立时期（1665—1875）一、细胞的发现和细胞学说的创立时期（1665—1875） 观察到了血细胞、水生原生动物、人类和哺乳类动物的精子，这是人类第一次观察到完整的活细胞。 1665年英国物理学家罗伯特·胡克(Robert Hooke)发现细胞 1677年 荷兰科学家列文·虎克(Leeuwenhoek)发现活的细胞

  14. 一、细胞的发现和细胞学说的创立时期（1665—1875）一、细胞的发现和细胞学说的创立时期（1665—1875） 1665 英国物理学家罗伯特·胡克(Robert Hooke)发现细胞 1677 荷兰科学家列文·虎克(Leeuwenhoek)发现活的细胞 1831 发现细胞核 1835 发现细胞分裂 1836 发现核仁 1838 – 1839 德国植物学家施莱登(Schleiden)和动物学家 施旺(Schwann)提出细胞学说（cell theory）。

  15. 一、细胞的发现和细胞学说的创立时期（1665—1875）一、细胞的发现和细胞学说的创立时期（1665—1875）

  16. 一、细胞的发现和细胞学说的创立时期（1665—1875）一、细胞的发现和细胞学说的创立时期（1665—1875） 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。 “细胞学说”的基本内容

  17. 二、细胞学的经典时期（1875—1898年） 光镜下的细胞学研究 提出原生质理论 1861 Schultze-原生质（protoplasm）理论 发现了细胞分裂的主要类型 1841 Remak-鸡胚血细胞直接分裂 1882Flemming-有丝分裂 1886 Bovery、Strasburger-减数分裂 发现了重要的细胞器 1883 Boveri-中心体 1898 Benda-线粒体 1898 Golgi-高尔基体

  18. 三、实验细胞学时期（1900—1943年） 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—紫外光显微分光光度法检测DNA

  19. 四、细胞与分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞与分子生物学形成和发展时期（1944年-） （一）电子显微镜的应用使细胞研究深入到亚显微水平 分辨率：0.2nm 扫描电子显微镜

  20. 四、细胞与分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞与分子生物学形成和发展时期（1944年-） 1932年，德国人M.Knoll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。 TEM

  21. 四、细胞与分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞与分子生物学形成和发展时期（1944年-） 超高压电子显微镜 扫描隧道显微镜 原子力显微镜

  22. 四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-） （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 1953 Watson，Crick-DNA双螺旋模型

  23. 四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-） 1953 Meselson，Matthaei-半保留复制 1953 Crick-中心法则 1955 Gamov-三联体密码 1956 蒋有兴（美籍华人）利用徐道觉发明的低渗 处理技术证实了人的2n为46条，而不是48条。

  24. 四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-） 1961年 英国人P. Mitchell提出线粒体氧化磷酸化偶联的化学渗透学说，获1978年诺贝尔化学奖。 1961～1964 美国人M. W. Nirenberg破译DNA遗传密码

  25. 四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-） 1968年 瑞士人Werner Arber 从细菌中发现DNA限制性内切酶。 1970年 美国人D.Baltimore、R.Dulbecco和H.Temin 由于发现逆转录酶而共享诺贝尔生理医学奖。

  26. 四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-） • 1973年，美国人S. Cohen和H. Boyer将外源基因拼接在质粒中，在大肠杆菌中表达，揭开基因工程的序幕。 • 1975年，英国人F.Sanger设计出DNA测序的双脱氧法，1980年获诺贝尔化学奖。此外Sanger还由于1953年测定了牛胰岛素的一级结构而获得1958年诺贝尔化学奖。

  27. 四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-） 1983年美国人K.B.Mullis发明PCR仪，于1993年获诺贝尔化学奖。1988年美国Cetus公司获PCR技术专利，1990年其诊断试剂盒和仪器的销售额达2600万美元。

  28. 四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-） • 1975年 德国人G.J.F.Kohler、阿根廷人C.Milstein和丹麦科学家N.K.Jerne发展了单克隆抗体技术，荣获1984年度诺贝尔生理医学奖。 1990年 美国国立卫生研究院，给一名患有先天性重度联合免疫缺陷病的4岁女孩实施了首例基因治疗。这种疾病因腺苷脱氨酶（ADA）基因变异引起。 1991年12月 复旦大学遗传所薛京伦主持对一例血友病患者进行了基因治疗试验，并获得成功。

  29. 四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-） 1990年，美国国会正式批准的“人类基因组计划” （Human Genome Project, 计划在15年内投入30亿美元以上的资金进行人类基因组分析。 — 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。 —2000年6月28日人类基因组工作草图完成。

  30. 四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-）四、细胞和分子生物学形成和发展时期（1944年-） 1996年7月5日，世界上第一只克隆羊“多利”在英国苏格兰卢斯林研究所的试验基地诞生。成为世纪末的重大新闻。 Dolly sheep born in Roslin Institute, Scottland.

  31. 第三节 细胞生物学与医学 1 细胞生物学与医学的关系 2 细胞生物学的主要研究领域及医学意义

  32. 一 、细胞生物学与医学关系 • 医学研究对象：人体 • 医学细胞生物学 • 研究对象：人体细胞 • 研究目的：从细胞水平、细胞超微结构水平和分子水平阐明各种生命活动的本质和规律，并且利用和控制这些规律，为防病、治病和人类健康提供科学的理论依据，造福于人类。

  33. 一 、细胞生物学与医学关系 1.细胞生物学是现代医学的基础和支柱学科。 2.细胞生物学的研究内容与医学科学的结合，产生了医学细胞生物学，期待能对人体各种疾病的发病机制予以深入阐明，并试图在诊断和治疗上提出有效的技术手段。 3.医学细胞生物学是医学院校学生重要的基础医学课程之一。

  34. 二、细胞生物学的主要研究领域及医学意义 大致可分为以下几个方面： (一)细胞的信号转导 (二)细胞分化与干细胞研究 (三)细胞增殖与细胞周期调控 (四)细胞衰老与细胞死亡 （五) 细胞的基因组学、蛋白组学

  35. 1. 基因克隆和重组技术日趋成熟，在商业目的的驱使下，人类将大量的改造物种，开始了偏离自然进化规律的二次“创世纪” 。 2. 人类基因组计划完成，进入以基因功能为主要研究内容的后人类基因组计划。人类将解读自身大约10万个基因的含义，到时危害人类健康的5000多种遗传病，以及与遗传密切相关的癌症、心血管疾病、关节炎、糖尿病、高血压、精神病等，都可以得到早期诊断和治疗。基因工程药物将得到广泛的应用，目前人工干扰素售价高达440亿美元/Kg。 对未来的展望

  36. 对未来的展望 3.克隆技术和干细胞定向分化技术取得突破，人工创建的组织，器官将用于医学治疗的目的。 4. 煤（350年）与石油天然气（30-50年）资源的枯竭指日可待，对光合作用机理的研究，使人工光解水成为可能。 5. 基因武器可能成为又一种足以令人类毁灭的武器。 6. 生物芯片技术广泛应用于科研、医疗、农业、食品、环境保护、司法鉴定等领域。计算机和网络系统为生物经济的遗传信息管理和交流提供了方便。

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