細(xì)胞生物學(xué)的研究內(nèi)容與現(xiàn)狀

1、細(xì)胞生物學(xué)講稿第一章（ChapterOne）緒論（Introductiontocellbiology）該章節(jié)學(xué)習(xí)的目的1、對細(xì)胞生物學(xué)這門學(xué)科有較全面的理解，對學(xué)習(xí)內(nèi)容有比較明確的把握細(xì)胞生物學(xué)是以細(xì)胞為研究對象，從細(xì)胞的整體水平（顯微）、亞顯微水平（包括各類細(xì)胞器、細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、細(xì)胞遺傳信息結(jié)構(gòu)體系、細(xì)胞骨架系統(tǒng)等）、分子水平等三個層次，以動態(tài)的觀點，研究細(xì)胞和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的起源與進(jìn)化和各種生命活動規(guī)律的學(xué)科。2、了解一點細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史比如細(xì)胞是如何發(fā)現(xiàn)的，相關(guān)學(xué)說的演進(jìn)，細(xì)胞生物學(xué)的建立及其內(nèi)容的延伸和拓展，現(xiàn)在的研究狀況等等。本章學(xué)習(xí)的內(nèi)容第一節(jié)細(xì)胞生物學(xué)的研究內(nèi)容與現(xiàn)狀

2、第二節(jié)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史第一節(jié)細(xì)胞生物學(xué)的研究內(nèi)容與現(xiàn)狀一、細(xì)胞生物學(xué)是什么樣一門學(xué)科？細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科。在我國科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中，把細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)列為生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)堂科。大家可以看到“基礎(chǔ)”這個詞，為什么細(xì)胞生物學(xué)能重要到成為其他諸多學(xué)科的基礎(chǔ)呢？理由：1925年生物學(xué)大師Wilsion提出二切生命的關(guān)鍵問題都要到細(xì)胞中去尋找”生命科學(xué)發(fā)展至今，眾多科學(xué)成果顯示，生物的生殖發(fā)育、遺傳、神經(jīng)（腦）活動等重大生命現(xiàn)象的研究都必須以細(xì)胞為基礎(chǔ)，這一認(rèn)知已是毫無疑問，細(xì)胞就是研究生命科學(xué)均需接觸到的實體，為什么？因為所有的生命體都是由細(xì)胞組成

3、的，細(xì)胞是生命的基本單位，就好比原子是物理性質(zhì)的最小單位，分子是化學(xué)性質(zhì)的最小單位，原子是物理學(xué)研究對象，分子是化學(xué)的，而細(xì)胞就是生命科學(xué)的。細(xì)胞生物學(xué)與其他學(xué)科的結(jié)合衍生了許多交叉學(xué)科，例如細(xì)胞遺傳學(xué)（cytogenetics）（遺傳學(xué)和細(xì)胞學(xué)結(jié)合建立了細(xì)胞遺傳學(xué)，主要是從細(xì)胞學(xué)的角度，特別是從染色體的結(jié)構(gòu)和功能，以及染色體和其他細(xì)胞器的關(guān)系來研究遺傳現(xiàn)象，闡明遺傳和變異的機制。）、細(xì)胞生理學(xué)（cytophysiology）（細(xì)胞學(xué)同生理學(xué)結(jié)合建立了細(xì)胞生理學(xué)，主要研究內(nèi)容包括細(xì)胞從周圍環(huán)境中攝取營養(yǎng)的能力、代謝功能、能量的獲取、生長、發(fā)育與繁殖機理，以及細(xì)胞受環(huán)境的影響而產(chǎn)生適應(yīng)性和運動性

4、的活動。細(xì)胞的離體培養(yǎng)技術(shù)對細(xì)胞生理學(xué)的研究具有巨大貢獻(xiàn)。）、細(xì)胞化學(xué)（cytochemistry）（細(xì)胞學(xué)和化學(xué)的結(jié)合產(chǎn)生了細(xì)胞化學(xué)，主要是研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成及化學(xué)分子的定位、分布及其生理功能，包括定性和定量分析。如1943年克勞德（Claude）用高速離心法從細(xì)胞勻漿液中分離線粒體，然后研究它的化學(xué)組成和生理功能并得出結(jié)論：線粒體是細(xì)胞氧化中心。1924年Feulgen發(fā)明的DNA的特殊染色方法-Feulgen反應(yīng)開創(chuàng)了DNA的定性和定量分析。），甚至有細(xì)胞社會學(xué)（cellsociology）（細(xì)胞社會學(xué)是從系統(tǒng)論的觀點出發(fā)，研究細(xì)胞整體和細(xì)胞群體中細(xì)胞間的社會行為（包括細(xì)胞間識別、通

5、訊、集合和相互作用等），以及整體和細(xì)胞群對細(xì)胞的生長、分化和死亡等活動的調(diào)節(jié)控制。細(xì)胞社會學(xué)主要是在體外研究細(xì)胞的社會行為，用人工的細(xì)胞組合研究不同發(fā)育時期的相同細(xì)胞或不同細(xì)胞的行為；研究細(xì)胞之間的識別、粘連、通訊以及由此產(chǎn)生的相互作用、作用本質(zhì)、以及對形態(tài)發(fā)生的影響等。）特別是分子生物學(xué)的發(fā)展，使得細(xì)胞生物學(xué)取得了突破性的進(jìn)展，產(chǎn)生了許多新的生長點，并逐漸形成新的概念與新的領(lǐng)域，例如分子細(xì)胞生物學(xué)（molecularbiologyofthecell）（以細(xì)胞為對象，主要在分子水平上研究細(xì)胞生命活動的分子機制，即研究細(xì)胞器、生物大分子與生命活動之間的變化發(fā)展過程，研究它們之間的相互關(guān)系，以及它

6、們與環(huán)境之間的相互關(guān)系。）可以說現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)就是經(jīng)典細(xì)胞學(xué)與分子生物學(xué)相結(jié)合形成的一門交叉學(xué)科，它是應(yīng)用現(xiàn)代物理化學(xué)技術(shù)成就和分子生物學(xué)的概念與方法，以細(xì)胞作為生命活動的基本單位的思想為出發(fā)點，探索生命活動規(guī)律的學(xué)科。經(jīng)典細(xì)胞學(xué)的知識范疇集中在細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能這一塊，20世紀(jì)70年代中期開始，分子生物學(xué)的引入，使得細(xì)胞重要生命活動規(guī)律及其調(diào)控機制的研究迅猛發(fā)展，使得細(xì)胞的知識結(jié)構(gòu)豐富起來，同時也極大地促進(jìn)了生命科學(xué)的發(fā)展。好，下面就來說說細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容。二、細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容細(xì)胞生物學(xué)研究與教學(xué)內(nèi)容一般可以分為細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能與細(xì)胞重要生命活動兩大基本部分，但它們又不能截然分開。當(dāng)

7、前細(xì)胞生物學(xué)的研究內(nèi)容主要有下面這么幾項1.細(xì)胞核、染色體及基因表達(dá)的研究2、生物膜與細(xì)胞器研究3、細(xì)胞骨架體系研究4、細(xì)胞增殖及其調(diào)控5、細(xì)胞分化及其調(diào)控6、細(xì)胞的衰老及其調(diào)控7、細(xì)胞的起源與進(jìn)化8、細(xì)胞工程可以看出這些研究領(lǐng)域基本上都同時包含了細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能與細(xì)胞重要生命活動兩大基本部分，它們是揉合在一起的。下面，我簡單地就每項內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)介紹三、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)主要研究熱點TheNIHofUSA（1988）:NationalInstitutesofHealth（美國）（衛(wèi)生、教育與福利部）國家衛(wèi)生研究所Whatispopularinresearchtoday?”3kindsofdisease

8、s:2cancer癌癥2cardiovasculardiseases心血管疾病KK:川i2infectiousdiseases:AIDS,hepatitishp9ytaitis傳染?。簮圩滩?，肝炎5researchfields:2cellcyclecontrol;細(xì)胞周期調(diào)控2cellapoptosis;細(xì)胞凋亡2cellularsenescence;正丁叱號口河細(xì)胞衰老2signaltransduction;信號轉(zhuǎn)導(dǎo)2DNAdamageandrepair：DNA損傷與修復(fù)ISI,USA(1997):InstituteforScientificInformation美國科技情報所SCI(Sci

9、enceCitationIndex)Papers:科學(xué)引文索引Threetopsofresearchfields:No1:Signaltransduction;信號轉(zhuǎn)導(dǎo)信號分子(signalingmolecules)信號分子是指生物體內(nèi)的某些化學(xué)分子，既非營養(yǎng)物，又非能源物質(zhì)和結(jié)構(gòu)物質(zhì)，而且也不是酶，它們主要是用來在細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)傳遞信息，如激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子等統(tǒng)稱為信號分子，它們的惟一功能是同細(xì)胞受體結(jié)合，傳遞細(xì)胞信息。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(signaltransduction)即信號的識別、轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)換。No2:Cellapoptosis;細(xì)胞凋亡又稱程序性細(xì)胞死亡是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制

10、的細(xì)胞自主的有序性的死亡，它涉及一系列基因的激活、表達(dá)以及調(diào)控等的作用，因而是具有生理性和選擇性的。Apoptosis的概念來自于希臘語，原意是指樹葉或花的自然凋落，而細(xì)胞發(fā)生程序性死亡時，就像樹葉或花的自然凋落一樣，凋亡的細(xì)胞散在于正常組織細(xì)胞中，無炎癥反應(yīng)，不遺留瘢痕。死亡的細(xì)胞碎片很快被巨噬細(xì)胞或鄰近細(xì)胞清除，不影響其他細(xì)胞的正常功能。這一研究的成果將對于醫(yī)學(xué)界醫(yī)治癌癥具有重大的影響。大家可以想象，如果能探索出一種方法，使得體內(nèi)的癌變細(xì)胞可以呈現(xiàn)細(xì)胞凋亡，那么癌癥也就可以治愈了，當(dāng)然這只是一種猜測。No3:Genomeandpost-genomicanalysis基因組與后基因組分析不僅

11、涉及到細(xì)胞，更是從分子角度去探索下面我將對本門課程即將需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行簡單介紹四、細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容一般可分為細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能與細(xì)胞重要生命活動兩大基本部分：第一部分細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及各部分的主要功能1、細(xì)胞結(jié)構(gòu)概觀；2、細(xì)胞表面與細(xì)胞連接；3、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)及內(nèi)膜系統(tǒng)；4、線粒體與氧化磷酸化；5、葉綠體與光合作用；6、核糖體與蛋白質(zhì)合成；7、細(xì)胞骨架；8、細(xì)胞核與染色體；第二部分細(xì)胞的重要生命活動，包括：1、細(xì)胞的繁殖及其調(diào)控；2、細(xì)胞分化及其調(diào)控；4、細(xì)胞通訊3、細(xì)胞的衰老與凋亡；4、細(xì)胞進(jìn)化等。五、課程的重點和難點內(nèi)容一）、膜的分子結(jié)構(gòu)和特點及物質(zhì)跨膜運輸；（第四、五章）二）、

12、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的組分及其功能；（第六章）三）、細(xì)胞連接的方式；（第四章）四）、細(xì)胞的信號傳導(dǎo)；（第五章）五）、蛋白質(zhì)合成：信號假說（第六章第五節(jié)）六）、蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸（第六章第五節(jié)）七）、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、染色體基本知識及3種功能元件；（第八章）八）、細(xì)胞骨架體系；（第十章）九）、細(xì)胞周期及其調(diào)控（第十一章）十）、細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)特征及其鑒別方法（第十三章）六、怎么樣才能學(xué)好細(xì)胞生物學(xué)？第一、認(rèn)識細(xì)胞生物學(xué)課程的重要性，正如原子是物理性質(zhì)的最小單位，分子是化學(xué)性質(zhì)的最小單位，細(xì)胞是生命的基本單位。50年代以來諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎大都授予了從事細(xì)胞生物學(xué)研究的科學(xué)家，可見細(xì)胞生物學(xué)的重要性。如果你將來

13、打算從事生物學(xué)相關(guān)的工作，學(xué)好細(xì)胞生物學(xué)能加深你對生命的理解。第二、明確細(xì)胞生物學(xué)的研究內(nèi)容，即：結(jié)構(gòu)、功能、生活史。生物的結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的，每一種結(jié)構(gòu)都有特定的功能，每一種功能的實現(xiàn)都需要特定的物質(zhì)基礎(chǔ)。如肌肉可以收縮、那么動力是誰提供的、能量從何而來的？第三、從顯微、超微和分子三個層次來認(rèn)識細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能。一方面每一個層次的結(jié)構(gòu)都有特定的功能，另一方面各層次之間是有機地聯(lián)系在一起的。結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ)，功能的分子機制是學(xué)習(xí)的重點。第四、細(xì)胞生物學(xué)涉及分子生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)等幾乎所有生物系學(xué)過的課程，將學(xué)過的知識與細(xì)胞生物學(xué)課程中的內(nèi)容關(guān)聯(lián)起來。多問自己幾個為什么。將學(xué)過的知識與

14、細(xì)胞生物學(xué)課程中講到的內(nèi)容關(guān)聯(lián)起來，比較一下有什么不同，有什么相同，為什么？另一方面細(xì)胞生物學(xué)各章節(jié)之間的內(nèi)容是相互關(guān)聯(lián)的，如我們在學(xué)習(xí)線粒體與葉綠體的時候，要聯(lián)想起細(xì)胞物質(zhì)運輸章節(jié)中學(xué)過的DNP、FCCP等質(zhì)子載體對線粒體會有什么影響，學(xué)習(xí)微管結(jié)構(gòu)時要問問為什么（3微管蛋白是一種G蛋白，而微管蛋白不是，學(xué)習(xí)細(xì)胞分裂時要想想細(xì)胞骨架在細(xì)胞分裂中起什么作用，諸如此類的例子很多。第五、緊跟學(xué)科前沿，當(dāng)前的熱點主要有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)”、細(xì)胞周期調(diào)控”、細(xì)胞凋亡”等。細(xì)胞生物學(xué)是當(dāng)今發(fā)展最快的學(xué)科之一，知識的半衰期很短（可能不足5年），國內(nèi)教科書由于編撰周期較長，一般滯后于學(xué)科實際水平5-10年左右，課本中的

15、很多知識都已是陳舊知識。有很多辦法可以使你緊跟學(xué)科前沿：一是選擇國外的最新教材，中國圖書進(jìn)出口公司讀者服務(wù)部國期刊網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)庫中查一些綜述文章，這些文章很多是國家自然科學(xué)基金支助的，如在中國期刊網(wǎng)的檢索欄輸入關(guān)鍵詞細(xì)胞凋亡”，二次檢索輸入關(guān)鍵詞進(jìn)展”，你會發(fā)現(xiàn)一大堆這樣的文章，都是漢字寫的比讀英文省事。第六、學(xué)一點科技史，尤其是生物學(xué)史，看看科學(xué)家如何開展創(chuàng)造發(fā)明，學(xué)習(xí)他們驚人的毅力、銳敏的眼光和獨特的思維。牛頓說過:我之所以比別人看得更遠(yuǎn)，是因為站在巨人的肩膀上?！钡诎?、上課要聽講，重點內(nèi)容做筆記，課后對所學(xué)知識作歸納總結(jié)。第二節(jié)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史從研究內(nèi)容來看細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)

16、展可分為三個層次，即：顯微水平、超微水平和分子水平。從時間縱軸來看細(xì)胞生物學(xué)的歷史大致可以劃分為四個主要的階段：第一階段：從16世紀(jì)后期到19世紀(jì)30年代，是細(xì)胞發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞知識的積累階段。通過對大量動植物的觀察，人們逐漸意識到不同的生物都是由形形色色的細(xì)胞構(gòu)成的。第二階段：從19世紀(jì)30年代到20世紀(jì)初期，細(xì)胞學(xué)說形成后，開辟了一個新的研究領(lǐng)域，在顯微水平研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能是這一時期的主要特點。形態(tài)學(xué)、胚胎學(xué)和染色體知識的積累，使人們認(rèn)識了細(xì)胞在生命活動中的重要作用。1893年Hertwig的專著細(xì)胞與組織(DieZelleunddieGewebe)出版，標(biāo)志著細(xì)胞學(xué)的誕生。其后1896年哥

17、倫比亞大學(xué)Wilson編著的TheCellinDevelopmentandHeredity1920年墨爾本大學(xué)Agar編著的Cytology都是這一領(lǐng)域最早的教科書。第三階段：從20世紀(jì)30年代到70年代，電子顯微鏡技術(shù)出現(xiàn)后，把細(xì)胞學(xué)帶入了第三大發(fā)展時期，這短短40年間不僅發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞的各類超微結(jié)構(gòu)，而且也認(rèn)識了細(xì)胞膜、線粒體、葉綠體等不同結(jié)構(gòu)的功能，使細(xì)胞學(xué)發(fā)展為細(xì)胞生物學(xué)。DeRobertis等人1924出版的普通細(xì)胞學(xué)(GeneralCytology)在1965年第四版的時候定名為細(xì)胞生物學(xué)(CellBiology),這是最早的細(xì)胞生物學(xué)教材之一。第四階段：從20世紀(jì)70年代基因重組技術(shù)

18、的出現(xiàn)到當(dāng)前，細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)的結(jié)合愈來愈緊密，研究細(xì)胞的分子結(jié)構(gòu)及其在生命活動中的作用成為主要任務(wù)，基因調(diào)控、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、腫瘤生物學(xué)、細(xì)胞分化和凋亡是當(dāng)代的研究熱點。一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)與顯微鏡的發(fā)明緊密相連。沒有顯微鏡就不可能有細(xì)胞學(xué)誕生。第一臺顯微鏡并不是我們所熟知的RobertHooke所發(fā)明的，而是在1604年，荷蘭眼鏡商詹森（Jansen）父子研制出了世界上第一臺顯微鏡，盡管其放大倍數(shù)不超過10倍，但第一次使人們看到了原先肉眼看不到的東西，具有劃時代的意義。而RobertHooke是第一次描述了細(xì)胞，并第一次提出Cellulae”這個詞，1665年英國人RobertHook

19、e用自己設(shè)計與制造的顯微鏡（放大倍數(shù)為40-140倍）觀察了軟木（棟樹皮）的薄片，第一次描述了植物細(xì)胞的構(gòu)造，并首次用cells（小室）這個詞來稱呼他所看到的類似蜂巢的極小的封閉狀小室（實際上只是觀察到到纖維質(zhì)的細(xì)胞壁）。In1665,RobertHooke,anEnglandscientist,sawanetworkoftinyboxlikecompartmentsthatremindedhimofahoneycomb.Hecalledtheselittlecompartmentscellulae”,aLatintermmeaninglittleroom.Itisfromthiswordwe

20、getourpresent-dayterm,cell.1665年，英國科學(xué)家RobertHooke發(fā)現(xiàn)了一些網(wǎng)狀類似蜂巢的極小的封閉狀小室，他稱它們?yōu)閏ellulae”,這個詞是拉丁語，意思就是小室。由這個詞發(fā)展成為今天我們所知道的cell。Hooke第一次觀察的是植物材料，到1677年荷蘭生物學(xué)家列文虎克（AntonievanLeeuwenhoek）在動物方面進(jìn)行了觀察和研究，證明了動物也具有細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。他是第一個看到活細(xì)胞的人，觀察過原生動物、人類精子、處魚的紅細(xì)胞、牙垢中的細(xì)菌等等。一生中制作了200多臺顯微鏡和500多個鏡頭。1752英國望遠(yuǎn)鏡商人J.Dollond發(fā)明消色差顯微鏡。1

21、812蘇格蘭人D.Brewster發(fā)明油浸物鏡，并改進(jìn)了體視顯微鏡。1886德國人ErnstAbbe發(fā)明復(fù)消差顯微鏡，并改進(jìn)了油浸物鏡，至此普通光學(xué)顯微鏡技術(shù)基本成熟。1932德國人M.Knoll和E.A.F.Ruska描述了一臺最初的電子顯微鏡，1940年美國和德國制造出分辨力為0.2nm的商品電鏡。1932荷蘭籍德國人F.Zernike成功設(shè)計了相差顯微鏡(phasecontrastmicroscope),并因此獲1953年諾貝爾物理獎。1981瑞士人G.Binnig和H.RoherI在BM蘇黎世實驗中心(ZurichResearchCenter)發(fā)明了掃描隧道顯微鏡而與電鏡發(fā)明者Rusk

22、a同獲1986年度的諾貝爾物理學(xué)獎。實際上經(jīng)典細(xì)胞學(xué)的發(fā)展就是顯微鏡的發(fā)展二、細(xì)胞學(xué)說的建立1839年德國植物學(xué)教授Schleiden和德國解剖學(xué)教授Schwann共同提出細(xì)胞學(xué)說Twotenetsofcelltheory:細(xì)胞學(xué)說的兩大宗旨(原則，理念)1 .Allorganismsarecomposedofoneormorecells.一切有機體都是由一個或多個細(xì)胞組成2 .Thecellisbasicunitofstructureandfunctionforallorganisms.細(xì)胞是構(gòu)成有機體的基本單位。1855德國人R.Virchow提出切細(xì)胞來源于細(xì)胞(omniscellula

23、ecellula)的著名論斷，進(jìn)一步完善了細(xì)胞學(xué)說。他提出第三個理念Thethirdtenets3 .Allcellsariseonlyfrompreexistingcellsbydivision.新細(xì)胞僅通過老細(xì)胞分裂產(chǎn)生。三、細(xì)胞學(xué)經(jīng)典時期及細(xì)胞學(xué)的分支19世紀(jì)后期顯微技術(shù)的改進(jìn)，生物固定技術(shù)(如：Fleming1882,1884;Canoy1886)和染色技術(shù)的出現(xiàn)極大的方便了人們對細(xì)胞顯微結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，各種細(xì)胞器相繼被發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)30年代電子顯微鏡技術(shù)的問世，是細(xì)胞形態(tài)的研究達(dá)到了空前的高潮。20世紀(jì)50年代分子生物學(xué)的興起，推動細(xì)胞生物學(xué)的研究進(jìn)入了分子水平。十九世紀(jì)下半葉是對細(xì)胞研

24、究與收獲的黃金時代，1866年Mendel提出了基因?qū)W說；1898年高爾基體被發(fā)現(xiàn)；1899年發(fā)現(xiàn)了植物的雙受精作用；還有細(xì)胞的無絲分裂（amitosis）,有絲分裂（m讓osis）與染色體，減數(shù)分裂（meiosis）,中心粒，線粒體等都是在該時期看到的。德國胚胎和解剖學(xué)家O.Hertwig細(xì)胞和組織”一書的出版（1892）標(biāo)志著細(xì)胞學(xué)作為一門獨立學(xué)科的建立。在細(xì)胞學(xué)獲得一系列成就的基礎(chǔ)上，一些有關(guān)的學(xué)科也應(yīng)運而生，胚胎學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、細(xì)胞生理學(xué)、細(xì)胞化學(xué)、組織學(xué)等相繼建立起來。細(xì)胞遺傳學(xué)（cytogenetics）（遺傳學(xué)和細(xì)胞學(xué)結(jié)合建立了細(xì)胞遺傳學(xué)，主要是從細(xì)胞學(xué)的角度，特別是從染色體的結(jié)

25、構(gòu)和功能，以及染色體和其他細(xì)胞器的關(guān)系來研究遺傳現(xiàn)象，闡明遺傳和變異的機制。）、細(xì)胞生理學(xué)（cytophysiology）（細(xì)胞學(xué)同生理學(xué)結(jié)合建立了細(xì)胞生理學(xué)，主要研究內(nèi)容包括細(xì)胞從周圍環(huán)境中攝取營養(yǎng)的能力、代謝功能、能量的獲取、生長、發(fā)育與繁殖機理，以及細(xì)胞受環(huán)境的影響而產(chǎn)生適應(yīng)性和運動性的活動。細(xì)胞的離體培養(yǎng)技術(shù)對細(xì)胞生理學(xué)的研究具有巨大貢獻(xiàn)。）、細(xì)胞化學(xué)（cytochemistry）（細(xì)胞學(xué)和化學(xué)的結(jié)合產(chǎn)生了細(xì)胞化學(xué)，主要是研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成及化學(xué)分子的定位、分布及其生理功能，包括定性和定量分析。如1943年克勞德（Claude）用高速離心法從細(xì)胞勻漿液中分離線粒體，然后研究它的化學(xué)

26、組成和生理功能并得出結(jié)論：線粒體是細(xì)胞氧化中心。1924年Feulgen發(fā)明的DNA的特殊染色方法-Feulgen反應(yīng)開創(chuàng)了DNA的定性和定量分析。），甚至有細(xì)胞社會學(xué)（cellsociology）（細(xì)胞社會學(xué)是從系統(tǒng)論的觀點出發(fā)，研究細(xì)胞整體和細(xì)胞群體中細(xì)胞間的社會行為（包括細(xì)胞間識別、通訊、集合和相互作用等），以及整體和細(xì)胞群對細(xì)胞的生長、分化和死亡等活動的調(diào)節(jié)控制。細(xì)胞社會學(xué)主要是在體外研究細(xì)胞的社會行為，用人工的細(xì)胞組合研究不同發(fā)育時期的相同細(xì)胞或不同細(xì)胞的行為；研究細(xì)胞之間的識別、粘連、通訊以及由此產(chǎn)生的相互作用、作用本質(zhì)、以及對形態(tài)發(fā)生的影響等。）四、細(xì)胞生物學(xué)的形成與發(fā)展電子顯微

27、鏡的問世為細(xì)胞生物學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)30年代，德國科學(xué)家Ruska在Siemens公司設(shè)計制造了世界上第一架電子顯微鏡，使人們的視野一下子提高到了納米水平(毫微米)。人們發(fā)現(xiàn)了許多在光鏡下無法看到的東西，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體膜層，葉綠體膜層，線粒體膜層，核糖體，溶酶體等。使人們對細(xì)胞的認(rèn)識進(jìn)入了一個更深的層次。同時，遺傳學(xué)，生物化學(xué)，生理學(xué)，胚胎學(xué)的許多新發(fā)現(xiàn)。也使人們幾乎看到了一個活生生的細(xì)胞，看到了生命的活動不再是一個個細(xì)胞零件，而是一部完整的生命機器，于是以描述細(xì)胞整體結(jié)構(gòu)與功能的動態(tài)變化為主體的科學(xué)一一細(xì)胞生物學(xué)便取代了原來的細(xì)胞學(xué)。80年代以來，細(xì)胞生物學(xué)的主要發(fā)展方向是分子

28、細(xì)胞生物學(xué)，在分子水平上探索細(xì)胞的基本生命規(guī)律。下面講一些信息，讓大家對于細(xì)胞生物學(xué)有一些直觀的認(rèn)識，看看它以前具體做過些生命，以后又能在哪里取得成就。五、細(xì)胞生物學(xué)取得的部分成就1910美國人T.H.Morgan提出遺傳的染色體理論，1919年發(fā)表遺傳的本質(zhì)”(PhysicalBasisofHeredity)。1926年發(fā)表基因?qū)W說”(TheTheoryoftheGene)1944美國人O.Avery,C.Macleod和M.McCarthy等人通過微生物轉(zhuǎn)化試驗證明DNA是遺傳物質(zhì)1953美國人J.D.Watson和英國人F.H.C.Crick提出DNA雙螺旋模型。1957J.D.Robe

29、rtson用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)。1961英國人P.Mitchell提出線粒體氧化磷酸化偶聯(lián)的化學(xué)滲透學(xué)說，獲1978年諾貝爾化學(xué)獎。1975英國人F.Sanger設(shè)計出DNA測序的雙脫氧法。于1980年獲諾貝爾化學(xué)獎1983美國人K.B.Mullis發(fā)明PCR儀，于1993年獲諾貝爾化學(xué)獎。1984德國人G.J.F.Kohler、阿根廷人C.Milstein和丹麥科學(xué)家N.K.Jerne由于發(fā)展了單克隆抗體技術(shù)，完善了極微量蛋白質(zhì)的檢測技術(shù)分享了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。1989美國人S.Altman和T.R.Cech由于發(fā)現(xiàn)某些RNA具有酶的功能(核酶)而共享

30、諾貝爾化學(xué)獎。Bishop和Varmus由于發(fā)現(xiàn)正常細(xì)胞同樣帶有原癌基因而分享當(dāng)年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。2001美國人LelandHartwell、英國人PaulNurse、TimothyHunt因?qū)?xì)胞周期調(diào)控機理的研究而獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。2002英國人SydneyBrenner、美國人H.RobertHorvitz和英國人JohnE.Sulston,因在器官發(fā)育的遺傳調(diào)控和細(xì)胞程序性死亡方面的研究獲諾貝爾諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。2003美國科學(xué)家PeterAgre和RoderickMacKinnon,分別因?qū)?xì)胞膜水通道，離子通道結(jié)構(gòu)和機理研究而獲諾貝爾化學(xué)獎。六、細(xì)胞生物學(xué)研究成果的應(yīng)用前

31、景20世紀(jì)50年代人們還搞不清楚自己的染色體是多少條，但到了2000年人類基因組計劃”(人類基因組計劃(Humangenomeproject)由美國于1987年啟動，我國于1993年加入該計劃，承擔(dān)其中1%的任務(wù)，即人類3號染色體短臂上約30Mb的測序任務(wù)。2000年6月28日人類基因組工作草圖完成。由于人類基因測序和基因?qū)＠赡軙砭薮蟮纳虡I(yè)價值，各國政府和一些企業(yè)都在積極地投入該項研究，如1997年AMGE公司轉(zhuǎn)讓了一個與中樞神經(jīng)疾病有關(guān)的基因而獲利3.92億美元)工作草圖完成，標(biāo)志著以研究基因功能為主的后基因組時代到來。隨后蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics),RNA組學(xué)(RNomics

32、),糖組學(xué)(glycomics)、代謝組學(xué)(metabolomics)等各種組學(xué)”研究相繼登場?？梢灶A(yù)見在不遠(yuǎn)的將來，生物科學(xué)會將人類社會帶入一個新的發(fā)展階段。細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展也將邁入一個新的發(fā)展階段，并將成為21世紀(jì)生物工程發(fā)展的重要組成部分。1 .基因克隆和重組技術(shù)日趨成熟，人類將根據(jù)經(jīng)濟需要去開發(fā)和操縱遺傳資源，如通過轉(zhuǎn)基因的方法生產(chǎn)人類生長素、干擾素等昂貴藥物；培育具有特殊功能的轉(zhuǎn)基因動植物，如具有蘇云金毒素的抗蟲棉。在商業(yè)目的的驅(qū)使下，大量的改造物種，開始了偏離自然進(jìn)化規(guī)律的二次創(chuàng)世紀(jì)”，由此所產(chǎn)生的基因污染和倫理問題將越來越突出。2 .人類基因組約10萬個基因的作圖和測序完成，進(jìn)入

33、以揭示基因功能為主的后基因組計劃，人類遺傳病的基因治療成為常規(guī)技術(shù)。3 .動物克隆技術(shù)和人類干細(xì)胞定向分化技術(shù)取得突破，人工創(chuàng)建的組織，器官將用于醫(yī)學(xué)治療的目的。4 .神經(jīng)生物學(xué)、信息生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，為實現(xiàn)人工智能奠定了理論基礎(chǔ)。5 .基因武器可能成為繼核武器以后又一種足以令人類毀滅的武器。6 .生物芯片技術(shù)廣泛應(yīng)用于科研、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)境保護、司法鑒定等領(lǐng)域。成為與晶體管芯片一樣重要的產(chǎn)業(yè)。7 .植物光合作用機理研究取得重大突破，人工光解水產(chǎn)生的氫氣成為及化石燃料之后主要的能源。七、細(xì)胞生物學(xué)的主要參考書籍AlbertsBetal.EssentialCellBiolog

34、y.NewYorkandLondonGarlandpublishing,Inc.1998細(xì)胞生物學(xué)精讀本AlbertsBetal.MolecuarBiologyoftheCell,3rded.NewYorkandLondon:GarlandPublishing,Inc.1994;3rd2002.BeckerW.M.etal.TheWorldoftheCell.FourthEd.TheBenjamin/CummingsPublishingCompany.2000.GeraldKarp.CellandMolecularBiology:conceptsandexperiments,2ndEditio

35、n.PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.1999GeraldKarp.CellandMolecularBiology:conceptsandexperiments,3rdEdition.PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.2003LodishH.etal.MolecularCellBiology.4thEd.ScientificAmericanBooks,Inc.2000.翟中和等：細(xì)胞生物學(xué)。高教出版社，2000王金發(fā)：細(xì)胞生物學(xué)。科學(xué)出版社，2003鄭國鋁：細(xì)胞生物學(xué)。高教出版社，2002第二章細(xì)胞基本知識概要本章的學(xué)習(xí)目的：1 .Consi

36、derthebasicpropertiesofcells;理解和掌握細(xì)胞的基本特性2 .Comparesomecharacteristicsoftwodifferentclassesofcells:prokaryotes理iQtandeukaryotes;比較兩種不同細(xì)胞的特點：真核細(xì)胞與原核細(xì)胞3.learnthechemicalbasisofcell;學(xué)習(xí)細(xì)胞的一些化學(xué)機制的基礎(chǔ)知識4.Comprehendaspeciallife:viruses;理解病毒這種特殊生命的基本知識5.1 earntheoriginofeukaryoticcells.學(xué)習(xí)真核細(xì)胞的起源等知識。1. Whyare

37、cellsthebasicunitsoflife?為什么說細(xì)胞是生命的最基本單位？A.Thecellisthestructuralunitoflife,Allorganismsismakeupofcells.一切有機體都是由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機體的基本單位。（圖片，松散組織的纖維細(xì)胞，腸壁細(xì)胞）B.Thecellisthefunctionalunitoforganisms.Allmetabolicactivityisbasedoncells.細(xì)胞是有機體的功能單位，所有代謝活動都是基于細(xì)胞。（圖片，機體細(xì)胞內(nèi)糖酵解的過程，這個過程會釋放能量，提供機體進(jìn)行各項生命活動）C. Thecelli

38、sthefoundationofreproduce,andthebridgeofinheritance.細(xì)胞具有繁殖功能，是遺傳信息的載體（圖片，這是一個家庭的14個孩子，他們或多或少遺傳到父母機體的一些特征，彼此之間也就有了相似的一些特征，這些孩子都是由父親提供的一個精子和母親提供的卵子結(jié)合為一枚受精卵發(fā)育而來）D. ThecellisthegrowinganddevelopingbasisoflifeZ田胞是生命生長與發(fā)育的基礎(chǔ)（圖片，胚胎發(fā)育的過程，由受精卵逐漸增殖分化形成機體中各種類型的細(xì)胞組織）E. Cell（nucleus）istotipotent,whichcancreatean

39、eworganismofthesametype細(xì)胞具有全能性，它可以創(chuàng)造出與其完全一樣的新個體。Generally,thecellsofamulticellularorganismallcontainthesamesetofgenes.一般來說，多細(xì)胞機體的每個細(xì)胞都含有相同的一套基因。Foranimals,thefirstevidencethatevenhighlyspecializedcellcarryafullcomplementofgeneswasverifiedbytheexperimentoftadpole（蝌蚪，青蛀）nuclei（細(xì)胞核）transplanting（移植，移種）

40、intounfertilized（未受精）eggthathadbeendeprived（被錄U奪,喪失）ofUsownnucleus.Somecandevelopswimmingtadpoles.Thisisanimalcloning.在動物界，有實驗證明即使是高度特化的細(xì)胞也含有一套完整的基因，將青蛀的細(xì)胞核移植于未受精的卵細(xì)胞（去除其自身的細(xì)胞核），仍然可以發(fā)育成為會游泳的青蛀，這就是動物克隆。Anespeciallydramaticexampleofanimalcloningwasreportedin1997.Dollythefirstanimaleverclonedfromacelld

41、erivedfromanadult.動物克隆的一個非常引人注目的事例就是1997年的Dolly羊,它是第一個由成體細(xì)胞發(fā)育而成的新個體。【在多利之前，幾十年失敗的試驗曾使人們幾乎絕望地認(rèn)為，高級動物的體細(xì)胞克隆或許是不可能實現(xiàn)的。從發(fā)育中的胚胎提取細(xì)胞，移植其細(xì)胞核，培育一個與該胚胎相同的個體，這種“克隆”相對來說并非難事。因為胚胎細(xì)胞具有很強的分化潛力，能在發(fā)育過程中分化成皮膚、血液、肌肉、神經(jīng)等功能和基因特征各不相同的細(xì)胞，其中生殖功能由性細(xì)胞一一精子或卵子來專門承擔(dān)。一個性細(xì)胞只攜帶一半的遺傳信息，需要精子和卵子結(jié)合才能發(fā)育成新生命。一個體細(xì)胞則擁有一套完整的染色體，不需要性細(xì)胞的參與，

42、但是，要讓已經(jīng)“定型”的體細(xì)胞重新開始胚胎式的發(fā)育過程，等于將細(xì)胞的生命時鐘逆轉(zhuǎn)到起點處，這樣的體細(xì)胞克隆對哺乳動物而言究竟是否可能？多利是蘇格蘭羅斯林研究所和PPL醫(yī)療公司的共同作品。它的基因母親是一種芬多塞特品種的白綿羊，在多利出生之前3年就已死去。蘇格蘭的漢納研究所在這頭母羊懷孕時提取了它的一些乳腺細(xì)胞進(jìn)行冷凍保存，后來又把這些細(xì)胞提供給PPL公司進(jìn)行克隆研究這后來曾給多利身份的真實性帶來一些麻煩。（1998年2月，曾有科學(xué)家對多利作為體細(xì)胞克隆動物的真實性提出質(zhì)疑。在懷孕的動物體內(nèi)，可能會有少量胚胎細(xì)胞沿血液循環(huán)系統(tǒng)到達(dá)乳腺部位，因此這些科學(xué)家提出，威爾穆特等人是否恰好碰到了一個這樣的

43、胚胎細(xì)胞、多利是否仍然是胚胎細(xì)胞克隆的結(jié)果。漢納研究所還保存著一些多利的基因母親的乳腺細(xì)胞，NDA分析很快證明，多利的確是體細(xì)胞克隆的產(chǎn)物，并不存在胚胎細(xì)胞混雜的可能性。）以伊恩威爾穆特為首的科學(xué)家在實驗室中培養(yǎng)這些乳腺細(xì)胞，使它們在低營養(yǎng)狀態(tài)下“挨餓5天左右。然后提取其細(xì)胞核，移植到去除了細(xì)胞核的蘇格蘭黑臉羊的卵子里。之所以使用蘇格蘭黑臉羊的卵子，是因為這種羊身體大部分是白的，臉卻是全黑的，很容易與白綿羊區(qū)別開來。在微電流刺激下，白綿羊的細(xì)胞核與黑臉羊的無核卵子融合到一起，開始分裂、發(fā)育，成為胚胎，植入母羊的子宮里繼續(xù)發(fā)育。在277個成功與細(xì)胞核融合的卵子中，只有29個存活下來，被移植到13

44、頭母羊體內(nèi)。移植手術(shù)后148天，1996年7月5日，一只羊羔誕生了一一1/277的成功率，其他的都失敗了。直到它去世的時候，克隆技術(shù)這種低得驚人的成功率，仍然沒有實質(zhì)性的改善。這也是科學(xué)界普遍不相信雷爾教派的克隆女嬰“夏娃”身份真實性的一個原因。威爾穆特以他喜愛的美國鄉(xiāng)村音樂女歌手多利帕頓（DollyParton）的名字為自己的得意之作命名。1997年2月23日這頭羊的身份向全世界披露后，世上知道它的人恐怕比知道這位歌手的多得多。一頭全白的小羊羔，偎在生下它但與它毫無血緣關(guān)系的代育母親一一一頭蘇格蘭黑臉羊旁邊，這張著名的照片向世人顯示，生物技術(shù)的新時代來臨了。它是那頭芬多塞特白綿羊的翻版（準(zhǔn)確

45、地說，在細(xì)胞核遺傳信息上是它的翻版。還有少量遺傳信息存儲在細(xì)胞質(zhì)的線粒體內(nèi)，多利的線粒體特征與那頭提供卵子的蘇格蘭黑臉羊相同）。此后，克隆鼠、克隆牛等多種克隆動物紛紛問世。第一個克隆人在好幾年的“只聽樓梯響、不見下來人”之后，也終于在2002年底“據(jù)說”誕生了，但沒有證據(jù)，科學(xué)界未予承認(rèn)。至今，科學(xué)家對克隆過程仍有點知其然而不知其所以然的味道。為什么體細(xì)胞核與卵子融合后能夠發(fā)育？有人猜測，可能是低營養(yǎng)環(huán)境中的挨餓狀態(tài)使體細(xì)胞休眠，大多數(shù)基因關(guān)閉，從而失去了體細(xì)胞的專門特征，變得與胚胎細(xì)胞相似。不過這僅僅是猜測，并未得到證明.克隆過程的成功率一直非常低，流產(chǎn)、畸形等問題較多。這是由于克隆本身的問

46、題，還是僅僅因為技術(shù)不夠成熟對DNA造成了傷害？人們對此還無法問答。作為第一頭體細(xì)胞克隆動物，多利的健康狀況受到密切關(guān)注，因為它可能代表著其他克隆動物的命運。多利一生的大部分時候過著優(yōu)裕的明星生活，它善于應(yīng)付公眾場合，毫不怕人，在鏡頭前有著良好的風(fēng)度。與公羊“戴維”交配后，多利于1998年4月生下第一個孩子邦尼，后來又生育了兩胎，一共有6個孩子，其中一個夭折。從生育方面來看，它與普通母羊并沒有不同。在2002年初被發(fā)現(xiàn)患有關(guān)節(jié)炎之前，多利幾乎是完全健康而正常的，除了由于訪客喂食太多而一度需要減肥。1999年5月，羅斯林研究所和PPL公司宣布，多利的染色體端粒比同年齡的綿羊要短，引起了人們對克隆

47、動物是否會早衰的擔(dān)憂。端粒是染色體兩端的一種結(jié)構(gòu)，對染色體起保護作用，有點像鞋帶兩頭起固定作用的塑料或金屬扣。細(xì)胞每分裂一次，端粒就變短一點，短到一定程度，細(xì)胞就不再分裂，而啟動自殺程序。端粒以及修補它的端粒酶，是近年來衰老和癌癥研究中的一個熱點。許多科學(xué)家認(rèn)為，端粒在動物的衰老過程中可能起著重要作用。一些人擔(dān)心，克隆動物的端粒注定較短，是一個不可避免的根本問題。另一些人認(rèn)為，多利的端粒較短可能是克隆過程的技術(shù)問題所致，這不一定是體細(xì)胞克隆中的普遍現(xiàn)象，有望隨著技術(shù)的進(jìn)步而消除。譬如美國科學(xué)家用克隆鼠培育克隆鼠，一共培育了6代（最后一代惟一的一只克隆鼠被別的實驗鼠吃掉，實驗被迫中止），并沒有發(fā)

48、現(xiàn)端粒一代一代縮短的現(xiàn)象。由于克隆動物數(shù)量不多，而且普遍比較年輕，因此還難以判斷哪一種說法正確。端粒與衰老之間的關(guān)系究竟是什么、端粒較短是否一定導(dǎo)致早衰，也是尚未確定的事情，這使得問題更加復(fù)雜?？寺〖夹g(shù)可能帶來健康問題，是多利的創(chuàng)造者們強烈反對克隆人的直接理由：在目前的技術(shù)水平下克隆人，對克隆出來的人太不負(fù)責(zé)任了。2002年1月，羅斯林研究所透露，多利被發(fā)現(xiàn)患有關(guān)節(jié)炎。這引起了有關(guān)克隆動物健康問題的新一輪騷動。綿羊患關(guān)節(jié)炎是常見的事，但多利患病的部位是左后腿關(guān)節(jié)，并不多見。威爾穆特說，這可能意味著現(xiàn)行的克隆技術(shù)效率低，但多利患病的原因究竟是克隆過程造成的遺傳缺陷，還是純屬偶然，可能永遠(yuǎn)也弄不清

49、楚。2003年2月14日，研究所宣布，多利由于患進(jìn)行性肺部感染（進(jìn)行性疾病為癥狀不斷惡化的疾?。?，被實施了安樂死。如同關(guān)節(jié)炎一樣，肺部感染也是老年綿羊常見的疾病，像多利這樣長期在室內(nèi)生活的羊尤其如此。但綿羊通常能活12年左右，6歲半的多利可以說正當(dāng)盛年，并不算老，它的肺病究竟與克隆有沒有關(guān)系，又是一個難以搞清楚的問題。目前研究人員正對多利的遺體進(jìn)行詳細(xì)檢查，科學(xué)界對此十分關(guān)注，盡管檢查結(jié)果未必能對上述問題得出確切答案。威爾穆特對媒體表示，多利之死使他“極度失望”。他提醒其他科學(xué)家要對克隆動物的健康狀態(tài)作持續(xù)觀察。在幾年前，羅斯林研究所已經(jīng)對多利的后事作好了安排。遺體檢查完畢之后，它將被做成標(biāo)本

50、，在蘇格蘭國家博物館向公眾展出。理論上，倫敦自然歷史博物館或科學(xué)博物館更適合安置這只科學(xué)史上最尊貴、最著名的綿羊，但蘇格蘭科學(xué)家們自有他們的理由：“因為她是一只蘇格蘭羊。2. Basicpropertiesofcells細(xì)胞的基本概念A(yù). Cellsarehighlycomplexandorganized細(xì)胞是高度復(fù)雜的、有自裝配與自組織能力的綜合體書本中分作三點提出了，細(xì)胞是多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系；細(xì)胞是物質(zhì)（結(jié)構(gòu)）、能量與信息過程精巧結(jié)合的綜合體；細(xì)胞是高度有序的，具有自裝配與自組織能力的體系。我們看到這個圖片中是兩個細(xì)胞的模型，植物細(xì)胞和動物細(xì)胞，其中包含了許許多多的結(jié)構(gòu)，細(xì)胞核、各

51、種細(xì)胞器，每個結(jié)構(gòu)都有著自己的功能，其他不能替代，彼此之間又互相影響互相需要，少了任何一個結(jié)構(gòu)，細(xì)胞都不能繼續(xù)工作。B. Cellspossessageneticprogramandthemeanstouseit名田胞擁有一套遺傳程序以及使用它的方法右圖顯示的是一個染色體，它是DNA雙螺旋結(jié)合一些組蛋白和非組蛋白經(jīng)過幾個級別的螺旋化形成的，當(dāng)細(xì)胞分裂周期開始后，原來松DNA散的染色質(zhì)高度螺旋化，逐漸縮短變粗，成為染色體；左圖是與一些組蛋白和非組蛋白構(gòu)成染色絲C. Cellsarecapableofproducingmoreofthemselves細(xì)胞者B具有自我繁殖（復(fù)制，生產(chǎn)）的能力HeLa

52、cellsareculturedtumorcellsisolatedfromacancerpatientnamedHenriettaLacksin1951.Itisthefirsthumancelltobekeptincultureforlongperiodsoftimeandisstillusedtoday.JohnsHopkinsunivesity,in1951HeLa細(xì)胞是在1951年用一個名字叫做HenriettaLacks癌癥患者身體里的腫瘤細(xì)胞不斷培養(yǎng)繼代得到的，它是第一個人類細(xì)胞持續(xù)使用體外培養(yǎng)方式保存了數(shù)十年，并且至今仍在被用于研究。這些細(xì)胞都是在體外進(jìn)行增殖繼代培養(yǎng)的，并不是

53、在體內(nèi)，也就表示細(xì)胞自身具有增殖的能力。D. Cellsacquireandutilizeenergy細(xì)胞擁有獲取能量的能力Developingandmaintainingcomplexityrequirestheconstantinputofenergy。復(fù)雜的生命體要不斷發(fā)育和維持要求不斷輸入能量。Alloftheenergyrequiredbylifeontheearthssurfacearrivesintheformofelectromagneticradiationfromthesun.lightenergyisconvertedbyphotosynthesisintochemica

54、lenergythatisrestoredinenergy-richcarbohydrates.地球表面所有生命體所需要的能量都是來自于太陽輻射的電磁能。光能通過光合作用轉(zhuǎn)化為化學(xué)能以能量豐富的碳水化合物儲存起來。首先植物通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲藏，這個過程就是通過細(xì)胞那的葉綠體完成，在被動物食用，通過細(xì)胞吸收轉(zhuǎn)化的能量。F. Cellsareabletoresponsetostimuli細(xì)胞能對刺激產(chǎn)生反應(yīng)Cellswithinplantoranimalrespondtostimulilessobviouslythansingle-celledprotist.Buttheyrespo

55、nd.Theypossesreceptorsthatinteractwithsubstancesintheenvironmentinhighlyspecificways.Forexample,thereceptoronthecellsurfacecanrespondtohormonesandgrowthfactors.植物或動物體內(nèi)的細(xì)胞對于刺激的反應(yīng)激烈程度要顯著低于單細(xì)胞動物。但是他們是有反應(yīng)的，他們擁有感應(yīng)器官（體）能在特定情況下與外界環(huán)境產(chǎn)生互動反應(yīng)。例如，細(xì)胞表面的某種受體能夠識別荷爾蒙和對應(yīng)的生長因子。G. Cellsengageinnumerousmechanicalactivi

56、ties名田胞參與眾多有機制的機體活動，原因也就在于細(xì)胞是機體的組成者，機體每一部分的結(jié)構(gòu)與功能單位。Cellsaresitesofbustlingactivity.Materialsaretransportedfromplacetoplace,structureareassembledandthenrapidlydisassembled,and,inmanycases,theentirecellmovesitselffromonesitetoanother.細(xì)胞是活躍復(fù)雜活動的部位。物質(zhì)由一個地方運到另一個地方，組織裝配然后又迅速解散，在眾多的事例里，都顯示是整個細(xì)胞將他們自己由一個部位移到

57、另一個部位。細(xì)胞內(nèi)部和細(xì)胞與細(xì)胞之間是不斷在進(jìn)行活動的，例如細(xì)胞內(nèi)的一些細(xì)胞器上的部位會在特定信號刺激下產(chǎn)生反應(yīng)，開啟或者閉合；紅細(xì)胞會在血管里流動，結(jié)合或釋放氧分子Fibroblastmovesoverthesurfaceofculturedish.整個圖片顯示的就是纖維組織母細(xì)胞培養(yǎng)皿表明上移動H. Cellsarecapableofself-regulation細(xì)胞由自我調(diào)控的能耐Orderedstaterequiresconstantregulation.IffailureofacelltocorrectamistakewhenitduplicatesitsDNAmayresultinadebilitatingmutation.有序的系統(tǒng)需要不斷的調(diào)整。如果一個細(xì)胞在他復(fù)制DNA的時候沒能糾正錯誤（即出錯），那么很有可能導(dǎo)致衰退突變。3.TheSizeofCells細(xì)胞大小a）diameter直徑一般說來，真核細(xì)胞的體積大于原核細(xì)胞，卵細(xì)胞大于體細(xì)胞。大多數(shù)動植物細(xì)胞直徑一般在2030m間。鴕鳥的卵黃直徑可達(dá)5cm,支原體僅0.1匹，人的坐