(培训课件)细胞生物学教程.ppt

* 第一章 细胞生物学简史 HISTORY AND PERSPECTIVE 本章内容提要 第一节 发展历史 一、细胞的发现 二、细胞学说 三、细胞超微结构研究 四、分子细胞生物学 第二节 细胞生物学研究的内容与现状 附录 细胞生物学参考书 细胞生物学的研究内容分三个层次： 1）显微水平，光学显微镜下可见的结构。 2）超微水平，电子显微镜下可见的结构。 3）分子水平，细胞结构的分子组成，及其在生命活动中的作用。 第一节 发展历史 细胞生物学经历了四个主要发展阶段： 1）1665-1830s，细胞发现，显微生物学。 2）1830s-1930s，细胞学说，Cytology诞生。 3）1930s-1970s，电镜技术应用， Cytology发展为细胞生物学。 4）1970s以来，分子细胞生物学时代。 一、细胞的发现 显微镜之于生物学，犹如望远镜之于天文学，细胞生物学的变革无不和显微技术的改进息息相关。 1590年J. 和Z. Janssen父子制作第一台复式显微镜，放大倍数不超过10倍。 1610年Galileo Galilei用显微镜观察昆虫。 1665年英国人Robert Hooke出版《显微图谱》。观察了软木，并首次用cells来描述“细胞”。 1680年A. van Leeuwenhoek当选为英国皇家学会会员。他观察过植物、原生动物、水、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌、唾液、血液、精液等等。 Hooke之后的160多年里，对细胞的研究没有实质进展。 Robert Hooke and his “cells” Robert Hooke’s microscope Microscope used by Robert Hooke. Hooke`s drawing of a thin slice of cork, showing the honey-comb-like network of “cells” Micrographia Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723). Magnification ranges at 50-275x. 1830s消色差显微镜出现，人们才对细胞的结构和功能有了新的认识。 1931年R. Brown在兰科植物表皮细胞内发现了细胞核。 1936年GG. Valentin在动物神经细胞中发现了细胞核与核仁。这些工作对于细胞学说的诞生具有重要意义。 二、细胞学说 通常认为施莱登（MJ. Schleiden）和施旺（T. Schwann）正式提出了细胞学说。实际上它是19世纪许多科学家共同努力的结果。 Cell Theory是19世纪的重大发现之一，其基本内容有三条： ①有机体是由细胞构成的； ②细胞是构成有机体的基本单位； ③新细胞来源于已存在细胞的分裂。 1838年Schleiden发表“植物发生论” ，认为无论怎样复杂的植物都由细胞构成。但他以free-cell formation理论来解释细胞形成。 Schwann提出了“细胞学说”（Cell Theory) ；1939年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显微研究”。 Matthias Jacob Schleiden Theodar Schwann Schwann提出： 有机体是由细胞构成的； 细胞是构成有机体的基本单位。 但他也采用了的Schleiden细胞形成理论。 1855 德国人R. Virchow 提出“一切细胞来源于细胞”（omnis cellula e cellula）的著名论断；进一步完善了细胞学说。 19世纪30年代后发现活细胞并不是空的而是充满粘稠的液体。 F. Dujardin（1835）将之称为“sarcode”； JE. Purkinje（1839）和von Mohl（1846）则将之称作原生质“protoplasm” 。 如今“原生质”一词已从生物学文献中消失了，但在当时具有十分重要的意义。 三、细胞超微结构研究 1932年德国人E. Ruska和M. Knoll发明透射电镜，人类视野进入超微领域 。 1939年Siemens公司生产商品电镜。 1940-50s用电镜观察了各类细胞超微结构。并结合超速离心、电泳、无细胞体系等分析技术研究这些结构的功能。Cytology发展为Cell Biology。 四、分子细胞生物学时代 1869年瑞士人F. Miescher 从脓细胞中分离出核酸，但未引起重视。 1944年O. Avery等通过细菌转化试验，1952年M. Chase等通过噬菌体标记感染实验肯定了核酸与遗传的关系。 微生物转化试验 1952年RE. Franklin拍摄到清晰的DNA晶体的X-衍射照片。1953年她认为DNA是一种对称结构，可能是螺旋。 1953年，J