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安徽大学《细胞生物学》精品课程 《细胞生物学》授课教案 第一章 绪论 第一节 细胞生物学的研究内容与现状 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(Cell biology)是研究细胞基本生命活动规律的科学，它在不同层次 （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。 细胞分子生物学是当今细胞生物学的重点，细胞工程可能是 21 世纪生物工程 发展的重要组成部分。 细胞的研究是生命科学的基地，也是现代生命科学发展的重要支柱。早在1925 年，生物学大师Wilson 就提出：“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找” 。 细胞生物学与农业、医学、生物高技术发展有着密不可分的关系，它将在解决人类 面临的重大问题，促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。 在高等院校，细胞生物学、分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学 的四大基础学科，反映了现代生命科学的发展趋势。 在未来，随着分子生物学的迅猛发展，细胞生物学在揭示生命奥秘中将扮演十 分重要的角色。 细胞本身是多层次的复杂结构的体系，它是物质（结构）、信息与能量的综合 体。利用多学科的新理论、新方法与新技术，必将对揭示细胞的生命奥秘产生深远 的影响。 二、细胞生物学的主要研究内容 细胞生物学研究与教学内容一般分为细胞结构功能与细胞重要生命活动两大部 分。 1、细胞核、染色体以及基因表达的研究 1 安徽大学《细胞生物学》精品课程 细胞核是遗传物质DNA 贮存的场所，也是遗传信息转录为mRNA、rRNA 他 tRNA 的场所。染色质与染色体是遗传物质的载体，核仁是转录rRNA 与装配核糖 体亚单位的具体场所。核膜与核孔复合体是核质之间物质交换与信息交流的结构。 细胞核与染色体的研究历来是经典细胞学的重点，也是细胞遗传学的核心部分。而 现代细胞生物学的核心课题之一就是研究染色体结构动态变化与基因表达及其调 控的关系，它是目前细胞生物学、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。 2、生物膜与细胞器的研究 生物膜是细胞结构的重要基础，大部分细胞器（包括核膜）都是以生物膜为基 础构建的。生物膜的主要功能是进行细胞内外物质与信息的交换，也具有对细胞内 外因子识别的功能。生物膜的研究又是研究细胞器结构与功能的基础。 细胞器是认识细胞结构与功能的重要组成部分。产能细胞器如线粒体和叶绿 体，线粒体DNA 与叶绿体DNA ，内质网、高尔基体与溶酶体，核糖体等都是生命 活动中极为重要的细胞器。 3 、细胞骨架体系的研究 细胞骨架在维持细胞形态与保持细胞内部结构的合理布局中起主要作用。如细 胞内大分子的运输与细胞器的运动、细胞信息的传递、基因表达与大分子加工等均 有密切关系。 细胞骨架包括细胞质骨架和细胞核骨架。 4、细胞增殖及其调控 一切动植物的生长与发育都是细胞的增殖与分化来实现的。研究细胞的壮烈的 基本规律及其调控机制不仅是控制生物生长与发育的基础，而且是研究癌变发生及 逆转的重要途径。目前的研究内容主要是一是从环境中与有机体中寻找控制细胞增 殖的因子及其作用机理。二是寻找控制细胞增殖的关键基因。 5、细胞分化及其调控 细胞分化是生物发育的基础。它是细胞生物学、发育生物学与遗传学的重要结 合点。 2 安徽大学《细胞生物学》精品课程 一个受精卵是如何通过分裂与分化发育为一个复杂的有机体，是生命科学中引 人入胜的主要课题之一。 目前认为细胞分化的本质是细胞内基因选择性表达特异功能蛋白质的过程。 细胞分化及其调控机制研究，主要集中于编码特异蛋白质基因的选择性表达规 律及其调控方面。 6、细胞的衰老与凋亡 细胞衰老的研究是研究人与动植物寿命的基础。细胞的衰老最终会导致机体的 衰老。动物二倍体细胞在体外分裂与传代的次数是有限的，从而可推测体内细胞的 寿命受