1、第一讲 细胞生物学概述 细胞生物学研究 的内容与现状 一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 细胞生物学 :是在显微、亚显微与分子水平等不同层次上研究细胞结构、功能及生命 活动规律的科学。 细胞生物学研究的对象是细胞。 细胞分子生物学是当前细胞生物学发展的主要方向。 细胞生物学研究的主要内容是 细胞的形态与结构、代谢与调控、增殖分化、遗传变异、衰老与死亡、起源与进化、兴奋与运动以及细胞的传递等。 二、细胞生物学的主要研究内容大致可分为以下几 个方面:(一 )细胞核、染色体以及基因表达的研究 (二 )生物膜与细胞器的研究(三 )细胞骨架体系的研究(四 )细胞增殖及其调控(五 )细胞分化及其调
2、控(六 )细胞的衰 老与程序死亡(七 )细胞的起源进化(八 )细胞工程三、当前细胞生物学研究的总体趋势与重点领域 (一)当前细胞生物学研究中的三大基本问题 1、细胞内的基因组是如何在时间与空间上有序表达的? 2、基因表达的产物如何逐级装配成基本结构体系及各种细胞器? 3、基因表达的产物如何调节细胞最重要的生命活动过程的? (二)当前细胞基本生命活动研究的若干重大课题 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(程序性死亡)的相互关系及调控 3、细胞信号传导的研究 4、细胞结构体系的装配 一、细胞的发现 英国学者 胡克 于 1665年制造了第
3、一台有科研价值的显微镜, 第一次描述了植物细胞的构造 ,细胞的发现是在 1665年。 16771683 年,荷兰人 列文胡克用自己设计好的显微镜 第一次观察到活细胞 。 二、细胞学说的建立及其意义 1、建立: 18381839 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: 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; 每个细胞是一个相对独立的单位,执行特定的功能; 细胞只能通过细胞分裂而来。第二讲 细胞概述(一)细胞的概念:细胞是生命活动的基本单位细胞是有膜包围的
4、能进行独立繁殖的最小原生质团,简单地说 细胞是生命活动的基本单位 。可以从以下角度去理解: 细胞是构成有机体的基本单位; 细胞是 有 是代谢与功能的基本单位,有严格自动控制的代谢体系,并且 有保证完成生命过程有序性的独立的结构装置 。 有机体的生长发育是依靠细胞增殖、分化与凋亡来实现的。细胞是有机体生长发育的基础; 细胞具有遗传的全能性(除少数特化细胞),是遗传的基本单位。 (二)细胞的基本共性细胞的基本共性有: 所有细胞都有细胞膜; 所有细胞都有 DNA与 RNA; 细胞都有核糖体; 细胞都以一分为二的方式分裂增殖。三、 细胞(三) 细胞的种类a、特点 : 无典型的细胞核,遗传物质仅由一个裸
5、露的环状 DNA构成; 细胞内没有分化出以膜为基础的细胞器与细胞核膜。1、种类繁多的细胞可以分为原核细胞、古核细胞与真核细胞。 2、原核细胞b、种类:大约出现在 35亿年前 ,包括支原体、衣原体、立克次体、细菌、放线菌及蓝藻 (蓝细菌 )等 6类。 u支原体: 支原体是目前发现的最小、最简单的细胞 ,直径只有 0.10.3m,能在体外生长,也能寄生在细胞内。u细菌( 1)形态:球菌、杆菌、螺旋菌。( 2)核 区与基因:一个环状的 DNA分子盘绕在核区,没有或有极少的组蛋白,无明显的 Feulgen(福尔根)反应。 DNA复制不受细胞分裂周期的限制,可以连续进行 ,且 DNA复制、 RNA转录、
6、蛋白质翻译可以同时进行 ,这是细菌乃至整个原核细胞与真核细胞最显著的差异之一。( 3)细菌细胞的表面结构:主要指细胞膜、细胞壁及其特化结构 (中膜体、荚膜、鞭毛等 )。细胞膜是细胞表面的重要结构。细胞膜 的功能包括: 选择性地物质运输; 细菌细胞膜有丰富的酶系,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。 鞭 毛 是某些细菌的运动器官,结构简单( 4)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。( 5)细菌细胞拟核外 DNA拟核外 DNA:质粒。 裸露的环状 DNA,能自我复制,并可整合到核 DNA中。( 6)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。是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。