醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-2011-第一次課課件

MedicalCellBiologyYuHong()E-mail：startWelcomeEachofYoutoMyMedicalBiologyClass本課程分為理論和實(shí)驗(yàn)兩部分，按教學(xué)進(jìn)度表的安排進(jìn)行。課程共70學(xué)時，理論42學(xué)時，實(shí)驗(yàn)28學(xué)時。理論每周3學(xué)時，實(shí)驗(yàn)每周4學(xué)時，間周一次（分單、雙周）。實(shí)驗(yàn)課：鴻文樓三樓形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室。要求課前預(yù)習(xí)熟悉實(shí)驗(yàn)操作步驟，上課攜帶實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙、鉛筆、直尺，并穿工作服。課程要求陳譽(yù)華.醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)（第四版）.人民衛(wèi)生出版社,2008翟中和.細(xì)胞生物學(xué)（第三版）.北京：高等教育出版社,2007GeraldKarp.CellandMolecularBiology:conceptsandexperiments,3rdEdition.PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.2002楊撫華.醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo).北京：科學(xué)出版社，2006參考書精品課程網(wǎng)站

歡迎同學(xué)們登錄就學(xué)習(xí)中遇到的問題與老師進(jìn)行交流！目錄§1細(xì)胞生物學(xué)概述§5細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)和特性§2研究技術(shù)和方法§7細(xì)胞膜與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)§3細(xì)胞的分子基礎(chǔ)§12內(nèi)膜系統(tǒng)§4細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)What?↓Forwhy?↓Howtostudy?Whatweknow→Howweknow.1925,生物學(xué)大師E.B.Wilson：“許久以來，大家就明確，一切生物學(xué)問題的答案最終都要到細(xì)胞中去尋找。因?yàn)樗猩矬w都是，或曾經(jīng)是，一個細(xì)胞?！倍鞲袼梗涸谡麄€有機(jī)界里，所看到的最簡單的類型，是細(xì)胞，它確實(shí)是高級有機(jī)體的基礎(chǔ)。一、細(xì)胞生物學(xué)及其研究對象與目的以細(xì)胞作為生命活動的基本單位為出發(fā)點(diǎn)探索生命活動基本規(guī)律闡明細(xì)胞生命活動的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)闡明生物生命活動的基本規(guī)律研究的主要任務(wù)在不同層次(顯微、亞顯微與分子水平)上研究

細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)細(xì)胞骨架體系細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡細(xì)胞信號傳遞真核細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控細(xì)胞起源與進(jìn)化研究內(nèi)容研究總趨勢細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)（包括分子遺傳學(xué)與生物化學(xué)）相互滲透與交融是總的發(fā)展趨勢。

從十九世紀(jì)初葉到十九世紀(jì)中葉，這一階段創(chuàng)立了細(xì)胞學(xué)說。1838-1839Schleiden，Schwan——細(xì)胞學(xué)說1855Virchow——細(xì)胞只能來自細(xì)胞（二）細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立階段Celltheoryhasthreebasictenets1.Allorganismsarecomposedofoneormorecells.2.Thecellisbasicunitofstructureandfunctionforallorganisms.3.Allcellsariseonlyfrompreexistingcellsbydivision.

從十九世紀(jì)中葉到二十世紀(jì)初葉，這一階段細(xì)胞學(xué)有了蓬勃的發(fā)展。1841Remark——雞胚血細(xì)胞直接分裂1861Schultze——原生質(zhì)1880Flemming——無絲分裂1883VanBeneden；1886Strasburger——減數(shù)分裂1883VanBeneden，Boveri——中心體1898Benda——線粒體1898Golgi——高爾基復(fù)合體（三）經(jīng)典細(xì)胞學(xué)階段始自二十世紀(jì)中葉60年代～1953Watson，Crick——DNA雙螺旋模型1958Meselson，Matthaei——半保留復(fù)制1958Crick——中心法則1961Nirengerg，Matthaei——確定遺傳密碼1972Jackson，Symons——DNA體外重組1996英國蘇格蘭盧斯林研究所——“多利羊”誕生。1987——人類基因組計(jì)劃2003——后基因組計(jì)劃（五）細(xì)胞生物學(xué)階段三、細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)

（

CellBiologyandMedicine

）細(xì)胞是人體正常結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，也是病理發(fā)生的基本單位，細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的異常是疾病發(fā)生的基本原因或結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。細(xì)胞生物學(xué)與多門基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程密切相關(guān)，也是臨床醫(yī)學(xué)有關(guān)學(xué)科的重要基礎(chǔ)之一。細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)運(yùn)用到醫(yī)學(xué)研究中，引起廣大學(xué)者的普遍關(guān)注?！癢hatispopularinresearchtoday？”美國國立衛(wèi)生研究院（NIH），USA(1988)3kindsofdiseases：cancercardiovasculardiseasesinfectiousdiseases：AIDS，hepatitis

美國科學(xué)情報(bào)研究所（ISI），USA(1997)SCI（ScienceCitationIndex）Papers:Threetopsofresearchfields:

No1:Signaltransduction；No2:Cellapoptosis；No3:Genomeandpost-genomicanalysisNobelPrizeinPhysiologyorMedicineWinners2001－2010“在涉及胚胎干細(xì)胞和哺乳動物DNA重組方面的一系列突破性發(fā)現(xiàn)”而獲得這一殊榮的。

奧利弗·史密斯（美）

馬丁·埃文斯（英）

馬里奧·卡佩奇（美）

2007年

HaraldzurHausen因發(fā)現(xiàn)人乳突淋瘤病毒引發(fā)子宮頸癌獲此殊榮，F(xiàn)ran?oiseBarré-Sinoussi和LucMontagnier因發(fā)現(xiàn)人類免疫缺陷病毒獲此殊榮。呂克·蒙塔尼（法）弗朗索瓦絲·巴爾－西諾西（法）哈拉爾德·楚爾·豪森（德）2008年

因發(fā)現(xiàn)“端粒和端粒酶保護(hù)染色體的機(jī)理”獲此殊榮。杰克·紹斯塔克（美）卡蘿爾·格雷德（美）伊麗莎白·布萊克本（美）2009年因在體外受精技術(shù)領(lǐng)域做出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)獲此殊榮。愛德華茲創(chuàng)立的體外受精技術(shù)解決了一個重要的醫(yī)學(xué)難題，即通過體外受精治療多種不育癥。

羅伯特·愛德華茲（英）2010年細(xì)胞生物學(xué)學(xué)習(xí)方法一、認(rèn)識細(xì)胞生物學(xué)課程的重要性。二、明確細(xì)胞生物學(xué)的研究內(nèi)容。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。四、注重課堂聽課質(zhì)量，每次課后及時復(fù)習(xí)、整理、理解知識點(diǎn)。五、將所學(xué)過的知識關(guān)聯(lián)起來，多問幾個為什么。六、緊跟學(xué)科前沿，當(dāng)前熱點(diǎn)主要有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞周期調(diào)控、細(xì)胞凋亡、腫瘤細(xì)胞等。小結(jié)一、細(xì)胞生物學(xué)及其研究的對象及目的二、細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展歷史三、細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)重點(diǎn)：細(xì)胞、細(xì)胞生物學(xué)的概念及細(xì)胞學(xué)說。復(fù)習(xí)思考題什么是細(xì)胞生物學(xué)？它與醫(yī)學(xué)科學(xué)的關(guān)系如何？細(xì)胞生物學(xué)的歷史發(fā)展對我們有什么啟示？§2研究技術(shù)和方法TechniquesandMethodinCellBiology第一節(jié)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)研究技術(shù)Sec1Cellmorphologyresearchtechnology一、細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)觀察顯微鏡與分辨率microscopeandresolution

分辨率，即極限分辨率，指能夠區(qū)分相近兩點(diǎn)的最小距離。分辨率的公式N.A.一、細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)觀察顯微鏡與分辨率microscopeandresolution

分辨率，即極限分辨率，指能夠區(qū)分相近兩點(diǎn)的最小距離。R光鏡=0.2μmR人眼=0.07mm（70μm）

R電鏡=0.2nm普通動物細(xì)胞d=10～20μm最大的人類細(xì)胞人卵d=0.2mm最小的細(xì)胞支原體d=0.1μm顯微結(jié)構(gòu)（microscopestructure）:是指通過光學(xué)顯微鏡（lightmicroscope）所觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。光學(xué)顯微鏡是利用光線照明，將微小物體形成放大影像的儀器。細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)，如線粒體、中心體、核仁、高爾基復(fù)合體、染色體等，只要用染料分別對細(xì)胞的不同組分進(jìn)行選擇性染色，就能在光學(xué)顯微鏡下觀察到。（一）普通光學(xué)顯微鏡

（Generallightmicroscope）1、構(gòu)成：①照明系統(tǒng)②光學(xué)放大系統(tǒng)③機(jī)械裝置2、基本原理

利用顏色（光的波長）和亮度（光波的振幅）的差別，達(dá)到觀察被檢物的目的。

3、基本應(yīng)用主要用于染色標(biāo)本的觀察。細(xì)胞內(nèi)的許多結(jié)構(gòu)選擇性染色后都可被觀察。根據(jù)標(biāo)本的不同及需觀察目的物的不同常選用不同的顯色方法。（二）相差顯微鏡

（phasecontrastmicroscope，PCM)（1953年諾貝爾物理獎）1、原理：通過致密部分(如細(xì)胞核),速度慢

通過疏松部位(如細(xì)胞質(zhì)),速度快相位差(光程差)振幅差(明暗差)相差顯微鏡物鏡里增加相板，聚光鏡上增加環(huán)形光闌，相位差轉(zhuǎn)變?yōu)檎穹睢Ｓ猛荆河^察未經(jīng)染色的標(biāo)本和活細(xì)胞。細(xì)胞的有絲分裂

為了增加其工作距離，方便細(xì)胞培養(yǎng)瓶的放置，通常將光源和聚光鏡裝在載物臺的上方，而相差物鏡則在載物臺的下方，這種方位與一般的光學(xué)顯微鏡相反，故習(xí)慣上將其稱之為倒置相差顯微鏡。倒置相差顯微鏡倒置相差顯微鏡（四）熒光顯微鏡

（FluorescenceMicroscopy）1、熒光和熒光染料（1）熒光熒光分子可以在吸收特定波長的光后，發(fā)射出更長波長的可見光，稱為熒光。（2）熒光染料由于熒光分子可以使被檢樣品呈現(xiàn)出不同的染色，因此也稱熒光染料。激發(fā)光發(fā)射光2、熒光顯微鏡的工作原理

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以高壓汞燈作為光源兩組濾光片發(fā)光原理:藍(lán)色光GFP綠色熒光3、應(yīng)用成像反差強(qiáng)、檢測靈敏度高定性、定位和定量的研究組織內(nèi)熒光標(biāo)記物質(zhì)對活細(xì)胞內(nèi)分子的動態(tài)變化進(jìn)行實(shí)時觀察微管呈綠色、微絲紅色、核藍(lán)色

21三體綜合癥FISH診斷（紅色代表21號染色體片段基因；綠色代表22號染色體片段基因）二、細(xì)胞的亞微結(jié)構(gòu)觀察細(xì)胞中直徑小于0.2μm的結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為亞微結(jié)構(gòu)（submicroscopicstructure）。亞微結(jié)構(gòu)需用電子顯微鏡（electronmicroscope）進(jìn)行觀察。電子顯微鏡分辨率一般為0.2nm，最高達(dá)0.08nm。（一）電子顯微鏡（electronmicroscope）1.透射電鏡（transmissionelectronmicroscope,TEM）總體設(shè)計(jì)與光鏡相似，但要大得多，且上下顛倒。

不同的是：①電鏡用電子流（電子槍發(fā)射的高速電子束）代替照明的光線；②用特殊的電極或磁極（靜電透鏡和磁透鏡）代替聚光鏡、目鏡和物鏡的作用，達(dá)到聚焦和放大的作用。原理：

當(dāng)電子束透射樣品時，根據(jù)標(biāo)本各部位密度的不同，部分電子發(fā)生散射，只有剩余電子成像，經(jīng)物鏡和投射鏡等放大后投射到照相底片上或熒光屏上。散射的電子不參加成像，故標(biāo)本中密度大的部分成像后形成電子流量減少的暗區(qū)，相反，標(biāo)本密度小的部位散射的電子少而形成明區(qū)。

由于透射電鏡的電子穿透力較弱，所以觀察樣品需特殊制備成超薄切片（其厚度一般為50-100nm）。

2.掃描電鏡（scanningelectronmicroscope，SEM）分辨力一般在3nm，觀察細(xì)胞等生物標(biāo)本可得到富有真實(shí)立體感的三維結(jié)構(gòu)圖像。通過電子束照射在標(biāo)本后產(chǎn)生的二次電子成像，二次電子產(chǎn)生的多少與電子束在標(biāo)本表面的投射角有關(guān)，即與樣品的表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。經(jīng)標(biāo)本表面所發(fā)射的二次電子由探測體收集，并在那里被閃爍器轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘枺俳?jīng)光電倍增管和放大器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杹砜刂茻晒馄辽想娮邮膹?qiáng)度，顯示出與電子束同步的掃描圖像。圖像為立體形象，反映了標(biāo)本的表面結(jié)構(gòu)。原理：應(yīng)用：可直接觀察標(biāo)本表面的三維形態(tài)。3.高壓電子顯微鏡（high-voltageelectronmicrocope）加速電壓大于120kV的電鏡稱為高壓電鏡。加速電壓超過500kV的高壓電鏡稱為