分子細(xì)胞生物學(xué)緒論

細(xì)胞分子生物學(xué)第一章緒論第一節(jié)細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀一、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

細(xì)胞生物學(xué):是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它從不同層次，包括顯微（電子顯微鏡技術(shù)）、亞顯微（光學(xué)顯微鏡技術(shù)）、分子水平（生物化學(xué)與分子生物技術(shù)）上主要研究細(xì)胞的形態(tài)與結(jié)構(gòu)、代謝與調(diào)控、增殖分化、遺傳變異、衰老與死亡、起源與進(jìn)化、興奮與運(yùn)動(dòng)以及細(xì)胞的傳遞等。

所以，細(xì)胞生物學(xué)是運(yùn)用近代物理學(xué)和化學(xué)的技術(shù)成就以及分子生物學(xué)的概念與方法，以細(xì)胞作為生命活動(dòng)的基本單位為出發(fā)點(diǎn)，從顯微水平、亞顯微水平和分子水平三個(gè)層次上，研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能及各種生命活動(dòng)規(guī)律。細(xì)胞生物學(xué)研究的對(duì)象是細(xì)胞。細(xì)胞是生命體的結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的基本單位。有了細(xì)胞才有完整的生命活動(dòng)。細(xì)胞的研究是生命科學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代生ing科學(xué)發(fā)展的支柱。生命活動(dòng)的基本規(guī)律生命活動(dòng)規(guī)律包括生長、發(fā)育、遺傳、變異、運(yùn)動(dòng)、傳導(dǎo)、衰老、死亡等等，這些生命活動(dòng)都與細(xì)胞息息相關(guān)，這些重大生命現(xiàn)象的研究都要從細(xì)胞入手，以細(xì)胞研究為基礎(chǔ)。

細(xì)胞生物學(xué)不同于細(xì)胞學(xué)主要表現(xiàn)在：第一，深刻性。它從細(xì)胞整體結(jié)構(gòu)，超微結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行剖析，并把細(xì)胞生命活動(dòng)同分子水平和超分子水平聯(lián)系起來。第二，綜合性。這所研究的內(nèi)容廣泛涉及到許多學(xué)科領(lǐng)域，同生理學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、發(fā)育生物學(xué)等融合到一起。

所以細(xì)胞的研究是生命科學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展的重要支柱。在我國基礎(chǔ)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)并列為生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科。它的基礎(chǔ)性也反映了現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。

細(xì)胞生物學(xué)是目前生物科學(xué)中發(fā)展最快的學(xué)科之一。分子細(xì)胞生物學(xué)是目前細(xì)胞生物學(xué)的重點(diǎn)。細(xì)胞工程是21世紀(jì)生物工程發(fā)展的重要組成部分?？梢灶A(yù)見細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與基本生命活動(dòng)的研究將越來越深入，并將成為21世紀(jì)初生命科學(xué)研究的重要領(lǐng)域之一。細(xì)胞生物學(xué)的研究內(nèi)容一般可分為兩部分：細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能；細(xì)胞重大生命活動(dòng)。二者是基礎(chǔ)與整體的關(guān)系，難以割裂。二、細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容大致可分為以下幾個(gè)方面：(一)細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)的研究基因表達(dá)與調(diào)控是目前細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)和發(fā)育生物學(xué)在細(xì)胞和分子水平相結(jié)合的最活躍領(lǐng)域.二)生物膜與細(xì)胞器的研究膜及細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能問題（“膜學(xué)”）。(三)細(xì)胞骨架體系的研究胞質(zhì)骨架、核骨架的裝配調(diào)節(jié)問題和對(duì)細(xì)胞行使多種功能的重要性。(四)細(xì)胞增殖及其調(diào)控控制生物生長和發(fā)育的機(jī)理是研究癌變發(fā)生和逆轉(zhuǎn)的重要途徑（“再教育細(xì)胞”）。（五)細(xì)胞分化及其調(diào)控一個(gè)受精卵如何發(fā)育為完整個(gè)體的問題。（細(xì)胞全能性）(六)細(xì)胞的衰老與程序死亡(七)細(xì)胞的起源進(jìn)化(八)細(xì)胞工程

改造利用細(xì)胞的技術(shù)。生物技術(shù)是信息社會(huì)的四大技術(shù)之一，而細(xì)胞工程又是生物技術(shù)的一大領(lǐng)域。目前已利用該技術(shù)取得了重大成就（培育新品種，單克隆抗體等），所謂21世紀(jì)是生物學(xué)時(shí)代，將主要體現(xiàn)在細(xì)胞工程方面。以上研究內(nèi)容1-3是細(xì)胞器結(jié)構(gòu)與功能的研究，4-6是細(xì)胞生命活動(dòng)與調(diào)控的研究，7-8為細(xì)胞生物學(xué)的應(yīng)用。三、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總體趨勢(shì)與重點(diǎn)領(lǐng)域

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(shì)；（一）當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的三大基本問題1、細(xì)胞內(nèi)的基因組是如何在時(shí)間與空間上有序表達(dá)的？2、基因表達(dá)產(chǎn)物----主要是結(jié)構(gòu)蛋白、核酸、脂質(zhì)、多糖及其復(fù)合物，他們?nèi)绾沃鸺?jí)裝備成能行使生命活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)體系及各種細(xì)胞器？3、基因表達(dá)產(chǎn)物----主要是大量活性因子與信號(hào)分子，他們是如何調(diào)節(jié)細(xì)胞最重要的生命活動(dòng)過程的？（二）當(dāng)前細(xì)胞基本生命活動(dòng)研究的若干重大課題1、染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系——主要是非組蛋白對(duì)基因組的作用。2、細(xì)胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互關(guān)系及調(diào)控3、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的研究

4、細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配

（三）最新進(jìn)展美國國立衛(wèi)生研究院在1988年底發(fā)表的一份題為《什么是當(dāng)今科研領(lǐng)域的熱門話題？》的調(diào)查報(bào)告中指出，目前全球研究最熱門的是：三種疾病：癌癥心血管病艾滋病和肝炎傳染病五大研究方向：細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞凋亡細(xì)胞衰老信號(hào)傳導(dǎo)DNA的損傷與修復(fù)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)展可以分為三個(gè)層次：顯微水平、超微水平、分子水平一、顯微鏡的發(fā)明與細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)沒有顯微鏡就不可能有細(xì)胞學(xué)誕生。1、1590年，荷蘭眼鏡制造商J和Z.Janssen父子制作了第一臺(tái)復(fù)式顯微鏡，放大倍數(shù)為10倍。2、1665年，英國人RobertHook首次描述了植物細(xì)胞(木栓)，命名為cella3、1680年，荷蘭人A.vanLeeuwenhoek一生中制作了200多臺(tái)顯微鏡和400多個(gè)鏡頭（50-275X），用設(shè)計(jì)較好的顯微鏡觀察了許多動(dòng)植物的活細(xì)胞與原生動(dòng)物。4、1752年，英國人J.Dollond發(fā)明消色差顯微鏡。5、1812年，蘇格蘭人D.Brewster發(fā)明油浸物鏡，改進(jìn)了體視顯微鏡。6、1834－40年，法國父子VChevalier(1771-1841)和CChevalier(1804-1859)發(fā)明了第一臺(tái)商用消色差顯微鏡。7、1886年，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。8、1932年，荷蘭籍德國人F.Zernike成功設(shè)計(jì)了相差顯微鏡（phasecontrastmicroscope)，并因此獲1953年諾貝爾物理獎(jiǎng)。9、1932年，德國人M.Knoll和E.A.F.Ruska發(fā)明電鏡，1940年，美、德制造出分辨力為0.2nm的商品電鏡。10、1981年，瑞士人G.Binnig和H.RoherI在IBM蘇黎世實(shí)驗(yàn)中心（ZurichResearchCenter）發(fā)明了掃描隧道顯微鏡而與電鏡發(fā)明者Ruska同獲1986年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。二、細(xì)胞學(xué)說（16世紀(jì)-19世紀(jì)30年代）1、Jean-BaptistedeLamark（1744-1829)，獲得性遺傳理論的創(chuàng)始人，法國退伍陸軍中尉，50歲成為巴黎動(dòng)物學(xué)教授，1809年他認(rèn)為只有具有細(xì)胞的機(jī)體，才有生命。2、CharlesBrisseauMilbel（1776-1854)，法國植物學(xué)家，1802年認(rèn)為植物的每一部分都有細(xì)胞存在3、HenriDutrochet（1776-1847），法國生理學(xué)家，1824年進(jìn)一步描述了細(xì)胞的原理4、MatthiasJacobSchleiden（施萊登）（1804-1881)，德國植物學(xué)教授，1838年發(fā)表“植物發(fā)生論”，認(rèn)為無論怎樣復(fù)雜的植物都有形形色色的細(xì)胞構(gòu)成。5、TheodorSchwann（施旺）（1810-1882)，德國解剖學(xué)教授，一開始就研究Schleiden的細(xì)胞形成學(xué)說，并于1838年提出了“細(xì)胞學(xué)說”（CellTheory)這個(gè)術(shù)語；1939年發(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”。Schwann提出：a.有機(jī)體是由細(xì)胞構(gòu)成的；b.細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位。6.1855德國人R.Virchow提出“一切細(xì)胞來源于細(xì)胞”（omniscellulaecellula）的著名論斷；進(jìn)一步完善了細(xì)胞學(xué)說。把細(xì)胞作為生命的一般單位，以及作