2014细胞生物学讲授提纲.doc

细胞生物学讲授提纲 第一章 绪论 一、细胞生物学研究的内容与现状 （一）定义 细胞是高度动态的耗散结构体系，是生命结构与功能的基本单位。 细胞生物学是现代生命科学的重要前沿基础学科，是今后相当一段时间的主流学科方向。 当前细胞生物学研究的三大基本问题： 细胞内的基因组如何在时间与空间上有序表达？ 基因表达的产物如何逐级装配成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器？ 基因表达的产物（主要是大量活性因子与信号分子）如何调节细胞最重要的生命活动过程？ Cell Biology：广泛采用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法，将细胞的整体活动水平，亚细胞水平和分子水平三方面的研究有机地结合起来，以动态的观点观察细胞和细胞器的结构和功能，以期最终阐明生命的基本规律。 （二）细胞生物学的主要研究内容 两大基本部分： 细胞结构与功能，如各种亚细胞结构及其作用。 细胞重要生命活动，如细胞增殖、分化、衰老与凋亡等。 1. 生物膜与细胞器 生物膜是细胞和大部分细胞器的结构基础 磷脂双分子层与膜蛋白的相互关系；膜蛋白与物质的跨膜运输、信息跨膜传递、能量转换和细胞识别等。 线粒体与叶绿体的换能机制和半自主性；内质网、高尔基体与溶酶体在结构和功能上的相互关联等。 2. 细胞信号转导 细胞间信号传递：信号分子与受体相互作用机制 受体与信号跨膜转导 细胞内信号传递途径与网络调控 3. 细胞骨架体系 广义的细胞骨架概念包括细胞质骨架与核骨架两大部分。 细胞骨架与维持细胞形态、保持细胞运动和细胞内部的合理布局、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。 4. 细胞核、染色体及基因表达 细胞核是遗传物质DNA贮存的场所，也是mRNA、rRNA与tRNA转录的场所。 染色体结构动态变化与基因表达及其调节的关系。 DNA分子甲基化与组蛋白的修饰在基因表达调控中的作用。 5. 细胞增殖及其调控 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。 从环境与有机体中寻找控制细胞增殖的因子，并阐明其作用机制。 深入研究控制细胞增殖周期进程的主要检验点相关的周期蛋白与周期蛋白激酶的调控机理。 6. 细胞分化及干细胞生物学 细胞分化是生物发育的基础，是细胞生物学、发育生物学与遗传学的重要会合点。 细胞定向分化的调控机制。 干细胞的基本生物学属性。 微环境对干细胞及其分化的影响。 组织工程与再生医学。 7. 细胞死亡 包括凋亡、坏死和自噬性死亡 涉及生物体的正常生长发育、自稳态的维持、免疫耐受的形成、肿瘤监控等。 研究重点在于死亡过程的分子机制及调控机理。 8. 细胞衰老 是研究人与动植物寿命的基础。但细胞的衰老与有机体的衰老又是不同的概念。 动物二倍体细胞在体外分裂与传代次数有限。 体内细胞衰老的机制：衰老基因及相关信号传导途径。 9. 细胞工程 细胞生物学与遗传学的交叉领域。 人工使不同细胞的基因或基因组重组形成杂交细胞，或者使基因与基因组由一种细胞转移到另一种细胞中，并越过种的障碍，产生新的遗传性状。 哺乳动物细胞克隆与干细胞工程是热点。 10. 细胞的起源与进化 细胞起源与进化的学说在很大程度上还是推理性的。 近年来，分子生物学方法已引入研究。 二、细胞学与细胞生物学发展简史 从时间纵轴来看细胞生物学的历史大致可以划分为4个主要的阶段： ①从16世纪末—19世纪30年代，是细胞发现和细胞知识的积累阶段。 ②从19世纪30年代—20世纪初期，细胞学说形成后，主要进行细胞显微形态的研究。 ③从20世纪30年代—70年代，以细胞超微结构、核型、带型研究为主要内容。 ④从20世纪80年代分子克隆技术的成熟到当前，细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密，基因调控、信号转导、细胞分化和凋亡、肿瘤生物学等领域成为当前的主流研究内容。 （一）细胞的发现 1590年荷兰眼镜制造商J.Janssen和Z.Janssen父子制作了第一台复式显微镜，放大倍数不超过10倍。 英国人胡克（Robert Hooke，1635-1702） 1665年发表《显微图谱》 “能非常清楚地看到软木片充满了气孔，是一个多孔的结构，型如蜂房…” 提出细胞“cell”一词因而沿用至今。 荷兰列文虎克（A. V. Leeuwenhoek）1632-1763 1680? 成为皇家学会会员，一生中制作了200多台显微镜和500多个镜头。 他是第一个看到活细胞的人，观察过池塘水中的原生动物，鱼和蛙的红血球，人的牙垢、唾液、猫、狗和人的精液等 对细胞发现做出过贡献的其他人： 马尔比基（M. Malpighi），1628-1694 医生、大学教师，动植物材料显微技术的创始人。血液循环和毛细血管、肺和肾的细微结构、无脊椎动物生物学，特别是蚕从卵到蛹演化的结