1 緒論 細(xì)胞生物學(xué)

1、醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)（Medical Cell Biology)1 只要給我一個(gè)活的細(xì)胞，我就能給你造出一個(gè)生物的世界。 M.拉斯帕（法國科學(xué)家、細(xì)胞生物學(xué)先驅(qū)，20世紀(jì)30年代）第一章 緒論( Introduction)2 細(xì)胞是生物結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的根本單位，一切生命現(xiàn)象（生長、發(fā)育、遺傳、衰老等）均以細(xì)胞為基礎(chǔ)，必須從細(xì)胞中去研究。3一、什么是細(xì)胞生物學(xué)？4（一）概念 細(xì)胞生物學(xué)（Cell Biology）是一門運(yùn)用近代物理、化學(xué)技術(shù)和分子生物學(xué)方法，從細(xì)胞的顯微、亞顯微和分子水平對細(xì)胞的各種生命活動(dòng)根本規(guī)律進(jìn)行研究的科學(xué)。5細(xì)胞生物學(xué)的研究6醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的許多問題需要用細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)和技術(shù)來解決；

2、醫(yī)學(xué)實(shí)踐為細(xì)胞生物學(xué)提出了新的研究領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科人類血細(xì)胞SEM照片 7與醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的關(guān)系學(xué)習(xí)方法研究方法學(xué)習(xí)思路研究思路醫(yī)學(xué)臨床 醫(yī)學(xué)研究組胚病理生化藥理細(xì)胞生物學(xué) 細(xì)胞 生物學(xué)8(二)細(xì)胞生物學(xué)的開展史 一個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的思想史，往往并不比該科學(xué)發(fā)現(xiàn)本身缺少價(jià)值。 拉普拉斯 (17491827)9 1. 細(xì)胞學(xué)的萌芽階段（16世紀(jì)末19世紀(jì)初） 2. 細(xì)胞學(xué)的創(chuàng)立階段（19世紀(jì)初19世紀(jì)中） 3. 經(jīng)典細(xì)胞學(xué)階段 (19世紀(jì)中20世紀(jì)初) 4. 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段 (20世紀(jì)初20世紀(jì)中) 5. 細(xì)胞生物學(xué)階段 (20世紀(jì)中)101. 顯微鏡誕生細(xì)胞學(xué)的萌芽階段1590年 J.Jans

3、sen和Z.Janssen（荷蘭） 第一臺(tái)復(fù)式顯微鏡112. “細(xì)胞（cell）一詞出現(xiàn) 1665年 R.Hooke（英國） 第一次描述了植物細(xì)胞的構(gòu)造（顯微圖譜）細(xì)胞學(xué)的萌芽階段123. 細(xì)胞發(fā)現(xiàn) 細(xì)胞學(xué)的萌芽階段1677年 A.V.Leeuwenhoek（荷蘭 ）第一個(gè)看到活細(xì)胞的人131. 細(xì)胞結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)加深 1827年 K.E.V. Bear 蛙卵細(xì)胞核 1831年 Robert Brown 植物細(xì)胞核 1839年 J.E. Pukinye 原生質(zhì) 1861年 Max Schultze 原生質(zhì)理論（plasma） 1880年 Hanstein “原生質(zhì)體protoplast細(xì)胞學(xué)的創(chuàng)立階

4、段142. “細(xì)胞學(xué)說 （Cell Theory) 創(chuàng)立 細(xì)胞學(xué)的創(chuàng)立階段1838年 德國植物學(xué)家 M. J. Schleiden 發(fā)表了“植物發(fā)生論” 認(rèn)為無論怎樣復(fù)雜的植物都由形形色色的細(xì)胞構(gòu)成1839年 德國動(dòng)物學(xué)家 T. Schwann 發(fā)表 了“關(guān)于動(dòng)植物結(jié)構(gòu)和生長 一致性的顯微研究” 提出“細(xì)胞學(xué)說”（Cell Theory)這一術(shù)語1855年 德國醫(yī)生 R. Virchow 提出“一切細(xì)胞來源于細(xì)胞” 的著名論斷，進(jìn)一步完善了細(xì)胞學(xué)說15細(xì)胞學(xué)的創(chuàng)立階段3. “細(xì)胞學(xué)說 的要點(diǎn) 1 一切生物體都是由細(xì)胞組成2 細(xì)胞是生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能活動(dòng)的根本單位3 所有的細(xì)胞都是來自于已有細(xì)

5、胞的分裂，即細(xì)胞來自于細(xì)胞。16實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步-細(xì)胞學(xué)蓬勃開展 染料(蘇木精,洋紅)的應(yīng)用 切片機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用 顯微鏡技術(shù)的提高 細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn) 染色體、線粒體、 高爾基體、中心體等 細(xì)胞生理現(xiàn)象發(fā)現(xiàn) 無絲分裂、有絲分裂 減數(shù)分裂、受精等經(jīng)典細(xì)胞學(xué)階段17實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段電子顯微鏡用電子束作光源，用電磁場作透鏡18實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段細(xì)胞培養(yǎng)(cell culture)：在無菌條件下，從機(jī)體中取出組織或細(xì)胞，模擬機(jī)體內(nèi)正常生理狀態(tài)下生存的根本條件，讓它在培養(yǎng)器皿中繼續(xù)生存、生長和繁殖的方法?？煞譃樵?xì)胞培養(yǎng)和傳代細(xì)胞培養(yǎng)。19實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)201953年 J.Watson & F.

6、Crick 提出DNA雙螺旋模型細(xì)胞生物學(xué)階段1962年，沃森、克里克與威爾金斯因研究DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的成果，共同榮獲了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 211961年 M. W. Nirenberg和H. Matthaei確定遺傳密碼子細(xì)胞生物學(xué)階段尼倫伯格與霍利、科拉納分享了1968年醫(yī)學(xué)生理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。 尼倫伯格馬泰22細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)細(xì)胞與人體的生長發(fā)育密切相關(guān)細(xì)胞是人體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)單位細(xì)胞與人類疾病的發(fā)生開展轉(zhuǎn)歸有關(guān)細(xì)胞是人體疾病的根本單位細(xì)胞與醫(yī)學(xué)研究相關(guān) 細(xì)胞是人體結(jié)構(gòu)和功能的根本單位23通過細(xì)胞再造組織乃至整個(gè)器官 -組織工程24組織工程皮膚的支架組織工程皮膚 (已經(jīng)上市)Organo

7、genesis (Canton, MA) Apligraf25組織工程膀胱(臨床前評(píng)價(jià))26組織工程耳朵27 2001年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 頒予細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)理的三位研究者細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 科學(xué)家 美國 英 國利蘭 哈特韋爾 蒂莫西亨特 保羅納斯 282006年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C予RNA干擾發(fā)現(xiàn)者細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 梅洛 美國馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院 菲爾 美國斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院 科學(xué)家292007年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 表彰他們在干細(xì)胞研究方面所作的奉獻(xiàn)。 卡佩奇史密西斯埃文斯美國美國英國 科學(xué)家細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)30(三)我國細(xì)胞生物學(xué)開展概況 真正的起步是在7

8、0年代，其重要的標(biāo)志有: 1、 1977年制訂了我國第一個(gè)細(xì)胞生物學(xué)開展規(guī)劃; 2、中國科學(xué)院實(shí)驗(yàn)生物研究所改建為細(xì)胞生物學(xué)研究所; 3、 細(xì)胞生物學(xué)的研究工作在高等院校中廣泛興起; 4、 1979年 創(chuàng)辦了細(xì)胞生物學(xué)雜志 ; 5、 1980年成立了中國細(xì)胞生物學(xué)會(huì) （Chinese Society For Cell Biology，CSCB） 31二、為什么學(xué)習(xí) 醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)？32（一）認(rèn)識(shí)人類本身的需要 die !33（二）防治疾病的需要34（三）開展新的診治手段的需要35（四）完成學(xué)業(yè)的需要36三、如何學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)37（一）處理好幾個(gè)關(guān)系 局部與整體共性與個(gè)性結(jié)構(gòu)與功能靜態(tài)與動(dòng)態(tài)

9、38（二）按大綱要求，記好筆記，及時(shí)復(fù)習(xí)課前預(yù)習(xí)：了解上課集中：理解課后復(fù)習(xí)：掌握39（三）幻燈為主，結(jié)合教材，輔助參考書40（四）考試如何通過第二步：翻開細(xì)胞生物學(xué)筆記請輸入您的筆記名稱：細(xì)胞生物重點(diǎn)復(fù)習(xí)睡覺第一步：上課別走神輕輕松松進(jìn)考場歡歡樂樂去回家萬事大吉細(xì)胞生物考啥？第三步：考前認(rèn)真復(fù)習(xí)對不起！41休 息！42細(xì)胞概述 43第一節(jié) 細(xì)胞的概念44細(xì)胞 (Cell) 有膜包圍的，能獨(dú)立生存和繁殖的最小原生質(zhì)團(tuán)，是有機(jī)體結(jié)構(gòu)和功能的根本單位。 一、定義45簡單有機(jī)小分子的產(chǎn)生生物大分子的形成細(xì)胞的出現(xiàn)46 細(xì) 胞有機(jī)體結(jié)構(gòu)和功能的根本單位 細(xì)胞 組織 器官 系統(tǒng) 人體47三、構(gòu)成細(xì)胞的三

10、大要素一套完整的代謝系統(tǒng) 獨(dú)立生存一套遺傳信息繁殖膜包圍48四、細(xì)胞的分類細(xì)胞真核細(xì)胞原核細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞真菌細(xì)胞立克次體、放線菌支原體、衣原體細(xì)菌、藍(lán)藻酵母菌霉 菌49 原核細(xì)胞 真核細(xì)胞A. 藍(lán)藻 B. 小球藻 50 原核細(xì)胞擬核細(xì)胞核區(qū)別（見下表）是否有真正的細(xì)胞核真核細(xì)胞51真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的主要區(qū)別特 征原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小較小較大 核 糖 體有（70S）無絲分裂無有無有細(xì)胞骨架內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞分裂 擬核（無核膜核仁）細(xì) 胞 核有核膜核仁、染色質(zhì)、核基質(zhì)有絲分裂/減數(shù)分裂有（80S)DNA連續(xù)復(fù)制、不構(gòu)成染色體不與組蛋白結(jié)合構(gòu)成染色體與組蛋白結(jié)合52第二節(jié) 細(xì)胞的一般結(jié)構(gòu)一、細(xì)

11、胞的形態(tài)53二、細(xì)胞的大小和數(shù)目最大的細(xì)胞：鴕鳥卵，直徑1215cm最小的細(xì)胞：支原體，0.10.3um大多數(shù)細(xì)胞：410um成年人約有1.81014個(gè)細(xì)胞 新生兒約有21012個(gè)細(xì)胞 生物的大小與細(xì)胞的大小無相關(guān)性 與細(xì)胞的數(shù)目有相關(guān)性54三、計(jì)量單位長度單位：毫米，微米，納米，埃重量單位：微克，納克，皮克肉眼分辨力 ：0.1-0.2mm光學(xué)顯微鏡：0.2m電子顯微鏡：0.2nm 55四、細(xì)胞的一般結(jié)構(gòu)光鏡電鏡細(xì)胞膜細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)膜相結(jié)構(gòu)非膜相結(jié)構(gòu)56 小 結(jié) 細(xì)胞的形態(tài)、大小、結(jié)構(gòu) 細(xì)胞生物學(xué)的概念 細(xì)胞培養(yǎng)的概念 細(xì)胞的概念、分類 原核/真核細(xì)胞的區(qū)別57簡答題：哪些人分別提出細(xì)胞、看到細(xì)

12、胞、創(chuàng)立細(xì)胞學(xué)說？簡述細(xì)胞的一般結(jié)構(gòu)是什么？最大和最小的細(xì)胞是什么？病毒是否為細(xì)胞？ 復(fù) 習(xí) 題 名詞解釋： 細(xì)胞生物學(xué)；細(xì)胞培養(yǎng)；細(xì)胞思考題：你認(rèn)為有必要學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)嗎？為什么？你有何建議？58休 息！59醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)（Medical Cell Biology)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)教研室李元杰 講師60第四章 細(xì)胞膜Cell Membrane61細(xì)胞 (Cell) 有膜包圍的，能獨(dú)立生存和繁殖的最小原生質(zhì)團(tuán)，是有機(jī)體結(jié)構(gòu)和功能的根本單位。 細(xì)胞 組織 器官 系統(tǒng) 人體62線粒體 溶酶體中心體 高爾基體 核糖體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 細(xì)胞核 細(xì)胞解剖示意圖 細(xì)胞膜 63 將細(xì)胞質(zhì)與外界環(huán)境隔開的一層界

13、膜，又稱質(zhì)膜(Plasma membrane)。細(xì)胞膜(Cell membrane)64生物膜(Biological membrane) 細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)的膜相結(jié)構(gòu)的膜。65單位膜(Unit membrane) 透射電鏡下，生物膜都呈現(xiàn)為厚約7nm的內(nèi)外兩層為暗層，中間夾一明層的“兩暗加一明的結(jié)構(gòu)，又稱“單位膜。66如何證明細(xì)胞膜的存在?實(shí)驗(yàn)一 植物細(xì)胞質(zhì)壁別離實(shí)驗(yàn)二 紅細(xì)胞的溶血試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三 顯微操作實(shí)驗(yàn)67 實(shí)驗(yàn)一 植物細(xì)胞質(zhì)壁別離68實(shí)驗(yàn)二 紅細(xì)胞的溶血試驗(yàn)等滲溶液低滲溶液高滲溶液紅細(xì)胞69實(shí)驗(yàn)三 顯微操作實(shí)驗(yàn)70第一節(jié) 細(xì)胞膜的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)71細(xì)胞膜的化學(xué)組成膜脂膜蛋白膜糖類磷 脂膽固醇

14、糖 脂膜內(nèi)在蛋白膜外在蛋白 糖 脂 糖蛋白72一、細(xì)胞膜的化學(xué)組成脂類約占膜總量的30%-80%主要包括磷脂、膽固醇和糖脂丙酮抽提膜脂(一)膜脂73 甘油磷酯 鞘磷脂 磷脂酰膽堿（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）磷脂酰絲氨酸1. 磷脂(Phospholipid)74磷脂酰膽堿 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰絲氨酸 鞘磷脂 752. 膽固醇(Cholesterol)與磷脂的碳?xì)滏溝嗷プ饔?，增加質(zhì)膜的強(qiáng)度。763. 糖脂：腦苷脂 、神經(jīng)節(jié)苷脂半乳糖腦苷脂 GM1神經(jīng)節(jié)苷脂 唾液酸774. 膜脂的共同特征：兩性分子 (雙親媒性分子) 極性頭部 親水非極性尾部 疏水磷脂膽固醇糖脂78膜脂分子的物理特性膜脂分子在水

15、相中可以形成片狀雙分子層結(jié)構(gòu)在適當(dāng)條件下雙分子層結(jié)構(gòu)會(huì)自身形成球形分子團(tuán)79 膜內(nèi)在蛋白質(zhì) Intrinsic Protein (Intergral Protein /Mosaic Protein）膜蛋白分類：根據(jù)膜蛋白與膜的位置關(guān)系 膜內(nèi)在蛋白質(zhì)&膜外在蛋白質(zhì)膜外在蛋白質(zhì)Extrinsic Protein8081(二)膜蛋白結(jié)構(gòu)特征膜蛋白主要是球狀蛋白質(zhì)，單體或多聚體。821、轉(zhuǎn)運(yùn)分子進(jìn)出細(xì)胞；2、接受并傳遞信號(hào)；3、支撐連接細(xì)胞骨架成分和細(xì)胞間質(zhì)成分；4、與細(xì)胞分化及細(xì)胞間連接有關(guān)。膜蛋白的功能 83動(dòng)物膜上存在7種膜糖84單位膜(Unit membrane)電鏡下，所有的生物膜均呈現(xiàn)“兩

16、暗夾一明的超微結(jié)構(gòu), 厚度約7.5nm。我們把這種“兩暗夾一明的結(jié)構(gòu)稱為單位膜。 二、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)(一)膜的超微結(jié)構(gòu)85(二) 膜的分子結(jié)構(gòu)模型1902，Overton，細(xì)胞膜由脂類構(gòu)成1925，Gorter等， 膜由雙層脂類構(gòu)成1935，Denielli等，片層結(jié)構(gòu)模型1972，S.J.Singer等，液態(tài)鑲嵌模型1975，Wallach，晶格鑲嵌模型1977，Jain 等，板塊鑲嵌模型1959，Roberson，單位膜模型近年，脂伐模型861. 片層結(jié)構(gòu)模型雙層磷脂分子；外附球狀蛋白球狀蛋白第一次用分子術(shù)語描述了膜的結(jié)構(gòu)；將膜的分子結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)聯(lián)系起來。87觀點(diǎn)：1、電鏡下，厚度7.

17、5nm，兩暗夾一明;2、雙層磷脂分子，外附-折疊蛋白質(zhì)，以靜電作用與磷脂極性端結(jié)合。局限性：膜結(jié)構(gòu)是靜態(tài)、單一的； 未能說明膜的動(dòng)態(tài)變化和功能。2. 單位膜模型-折疊蛋白質(zhì)88 3. 流動(dòng)鑲嵌模型/液態(tài)鑲嵌模型 Fluid Mosaic Model 糖蛋白糖鏈糖脂的糖鏈膜內(nèi)在蛋白膜周邊蛋白冰凍蝕刻技術(shù)89流動(dòng)/液態(tài)鑲嵌模型：1、流動(dòng)的脂雙層構(gòu)成膜的連續(xù)主體：流動(dòng)性,有序性2、球狀蛋白質(zhì)鑲嵌在脂雙層中： 分布不對稱性3、糖類附在膜的外外表缺陷：無視蛋白質(zhì)對脂類流動(dòng)性的控制；無視膜各局部流動(dòng)性的不均一性。晶格鑲嵌模型板塊鑲嵌模型90晶格鑲嵌模型：1、脂類可逆的進(jìn)行無序（液態(tài)）和有序（晶態(tài)）的相變過程使得細(xì)胞膜具有流動(dòng)性；2、鑲嵌蛋白質(zhì)對脂類分子的運(yùn)動(dòng)具有控制作用； 3、兩者合在一起構(gòu)成膜中的晶態(tài)局部（晶 格），流動(dòng)的脂質(zhì)是局部的、小片的點(diǎn)狀分布。91板塊鑲嵌模型： 流動(dòng)的脂雙層中存在許多大小不同、剛性較大、彼此獨(dú)立移動(dòng)的脂質(zhì)區(qū)（有序結(jié)構(gòu)的“板塊），被流動(dòng)的無序結(jié)構(gòu)的脂質(zhì)“板塊分割，兩者存在動(dòng)態(tài)平衡。此類結(jié)構(gòu)使細(xì)胞膜的各局部的流動(dòng)性處于不均一狀