上海生命科学院细胞生物学笔记华东理工版.doc

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上海生命科学院细胞生物学笔记华东理工版

-- 细胞生物学笔记——华东理工版 第一讲绪论 一.细胞生物学研究的内容与现状 1. 研究对象――细胞(cell) 细胞是一切生物体的形态结构和生命活动的基本单位,在生命物质进化中处于中心地位。生命进化示意:粒子-原子-分子-大分子-细胞器-细胞-组织-器官-系统-个体-群体 2. 学科名称的演变 50-60 年代,称为细胞学(cytology), 利用光学显微镜对细胞的结构、功能和生活史进行研究,主要集中于静态描述;70 年代以来,发展成为系统学科--细胞生物学(cell biology) , 利用光学显微镜、电子显微镜和冰冻蚀刻等方法,从细胞的整体活动水平、亚细胞水平和分子水平对细胞和细胞器的结构与功能,进行研究,以动态的观点来探索细胞的基本生命活动。 1976 年, 在美国波士顿召开了第一次“细胞生物学”会议,标志了细胞生物学的诞生。 当前,逐渐与分子生物学结合,向分子水平发展。二.细胞生物学的发展简史 细胞大小:≤30μm 肉眼观察:≥100μm 1. 细胞的发现 1590 年,第一架复式显微镜由荷兰眼镜制造商詹森 (H.和Z.Janssen )父子制造,放大倍数为10-30 倍,能观察昆虫跳蚤之类的生物,故俗称“跳蚤镜”;1665 年,英国人罗勃特·胡克(Robert.Hooke) 发表了《显微图谱》一书,书中第一次描绘了细胞的形态,他所用的自制显微镜放大倍数为40-140 倍,观察到了植物死细胞的壁(cell-小室);1674 年,荷兰人列文胡克(A.V.Leeuwenhoek )第一次观察到了活细胞,他所用的显微镜放大倍数为250-500 倍。 2. 细胞学说的创立19 世纪30 年代,显微技术提高至1μm 以内,同时切片机的研制成功,促进了显微解剖学 的发展,提高了人们对细胞的认识。 1831 年,Robert Brown 发现了细胞核; 1833 年,施莱登(M.J.sehleiden )提出了细胞核核仁的概念; 1839 年,浦金野(Purkinji )提出了细胞原生质的概念; 1838-1839 年, 施莱登和施旺提出了细胞学说,主要内容为:(1) 细胞是有机体,一切动植物都是由细胞发育而来, 并由细胞和细胞产物所构成--结构单位;(2) 每个细胞作为一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其它细胞共同组成的整体生命有所助益--功能单位;(3) 新的细胞可通过老的细胞繁殖产生。 细胞学说、1859 年达尔文确立的进化论和1866 年孟德尔的确立的遗传学被认为是现代生物学的三大基石。 3. 细胞超显微结构的兴起光学显微镜时代,分辨率:0.2μm, 细胞结构中发现了高尔基器、线粒体、中心体等, 对细胞结构的复杂性有了更深入了了解。 1933 年, 西门子公司制造了第一架电子显微镜,分辨率:50nm ,该分辨率下不仅描绘了细胞的超微结构, 也反映出细胞活动的动态观点。电镜技术的发展, 使科学家侧重于细胞的超微结构和分子结构水平的研究,细胞学发展到一新阶段--细胞生物学。 4. 现代细胞生物学和分子生物学的兴起 1983 年,原子直观超高分辨率分析电子显微镜,放大倍数达1 亿倍,可观察到细胞基质(cell matrix) 中的结构如细胞骨架、微管、微丝等。而1990 年研制成功的扫描隧道显微镜则可直接观察到噬菌体(phage)DNA 的三链瓣状缠绕结构。伴随着这些技术的发展,人们越来越重视从分子结构来揭示细胞生命活动的机理,即形成了“分子生物学”这一学科。分子生物学和细胞生物学的相结合,把细胞的生命活动同亚细胞成分的分子结构变化联系起来,是现代细胞生物学的基本特征。三.细胞生物学与其他学科的关系 细胞生物学是生物学是生物学的一门分支学科,它联系着生物学科的许多分支学科,也是这些学科的基础。四.细胞的基本概念 1. 细胞的基本特征生命活动最基本三要素:基因组;质膜;完整代谢机构细胞区别于无机界的最主要特征:结构上的自我装配;生理活动中的自我调节; 增殖上的自 我复制。 2. 原核细胞与真核细胞(Prokaryotic cell and Eucaryotic cell) 原核细胞:拟核;DNA;单细胞生物;无特化功能区;三类:支原体、蓝藻和细菌。真核细胞:核;DNA ,基因组;膜性细胞器;功能区隔化;植物和动物。原核细胞和真核细胞基本特征的比较(A 为原核细胞,B 为真核细胞) 细胞壁:A. 细菌细胞壁的主要成份为氨基酸与壁酸;B. 动物细胞无,植物细胞有。主要成份为纤维素与果胶。细胞膜:A. 有(功能性);B. 有。内质网:A. 无;B. 有。高尔基器:A. 无;B. 有。核糖体:A. 70S(50S 和30S);B. 有。溶酶体:A.无;B.有。光合作用结构

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