细胞生物学概述

细胞的化学组成
小分子物质:
无机化合物
水 无机盐
生物大分子：
核酸
DNA RNA
分子生物学 Molecular Biology
结构分子生物学
在分子水平上研究生命物质的结构和功能。
分子遗传学
研究细胞中遗传信息［DNA，基因］的结构、功 能、代谢、传递、突变及其调控
13
Medical Cell Biology
为什么学习医学细胞生物学？
医学专业知识学习的需要
现代生物学科学发展的规律
的基本单位。
5
Medical Cell Biology
细胞学的经典时期
从19世纪中叶——20世纪初叶——显微镜下的形态描述
6
Medical Cell Biology
实验细胞学的发展
20世纪初叶—20世纪中叶，细胞学的研究从形态结构的观 察深入到生理功能、生物化学、遗传发育机理的研究。 1900年孟德尔遗传法则重新发现；
细胞的形态：
27
Medical Cell Biology
细胞的大小
28
Medical Cell Biology
细胞的核与质之间有一定的比例关系：
核-质比值（NP=Vn/(Vc-Vn)）
细胞的‘比面值’（相对表面ll Biology
细胞的数目
细胞数 盘藻 婴儿的机体 成人机体 人的大脑 1g 哺乳动物的肝或肾 4、8、几十个 2 ×1012 1014 1012 2.5× 108
鞭毛
37
Medical Cell Biology
原核细胞的代表－蓝藻
蓝藻：
蓝细菌 最简单的植物自养类型 能进行类似光合作用 无叶绿体
38
Medical Cell Biology
真核细胞 Eukaryotic Cell
真核细胞:
具有以核膜、核质和核仁等完整结构的细胞。
真核细胞的基本结构体系：
21
Medical Cell Biology
疾病的治疗：
基因治疗： 遗传病、肿瘤等 细胞移植： 糖尿病、老年性痴呆及肿瘤镇痛等 组织工程： 体外培养、构建含特定细胞的组织块进行 移植， 如：骨、软骨、角膜、心肌及肝移植 人工细胞： 人工包封多酶体系－人工肝细胞治疗急性肝功能 衰竭以包封的猪肝细胞作为人工肝 肿瘤的导向治疗：以针对肿瘤细胞表面抗原的抗体与具有对肿 瘤细胞杀伤性的物质（核素、毒素、药物）进行 偶联。
30
Medical Cell Biology
细胞体积的最小极限
一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与机能：
细胞膜、DNA与RNA、核糖体 催化酶: 100种 酶促反应所需的空间：直径，50nm 每个核糖体的直径10－20nm.
一个细胞体积的最小极限直径100nm。
支原体是最小、最简单的细胞。
3
Medical Cell Biology
细胞学说的创立
1665年-英国-物理学家-胡克（Robert Hooke）软木
（栎树皮）-细胞（cell）
4
Medical Cell Biology
1675年-列文胡克（A.V.Leewenhook）-放大镜
1838~1839年德国植物学家 M.J.Schleiden 和 动物学家 T.Schwann —— 细胞学说 (cell theory) 细胞学说 (cell theory)：一切生物从单细胞到高等动、 植物都是由细胞组成；细胞是生物形态结构和功能活动
（三）细胞生物学技术广泛应用于医学实践
疾病的诊断： 病理诊断： 血清诊断： 细胞病理学、细胞化学、细胞免疫组化等 单克隆抗体（来自于杂交瘤细胞） 原位杂交(in situ hybrization)、
基因及染色体诊断： 体外基因扩增技术或称聚合酶链反应
(polymerase chain reactionPCR)、
真核细胞 较大，长度 10－100um 需氧
主要成分为氨基糖与 动物细胞无；植物细胞的 壁酸 细胞壁为纤维素与果胶 有（多功能） 有 没有
线粒体、内质网、核糖体、 细胞骨架等 细胞核 拟 核 ， 无 核 膜 和 核 有 核 膜 及 核 仁 ， DNA 呈 仁 。 DNA 呈 环 状 ， 线状结构，信息量较大 信息量少。 转 录 与 翻 同时进行 核内转录，胞质内翻译， 译的时空 严格的阶段性与区域性。 关系 细胞分裂 无丝分裂 有丝分裂
31
Medical Cell Biology
三、细胞的类型和结构
原核细胞基本结构
支原体、细菌
真核细胞的基本结构
生物膜系统 遗传信息表达结构系统 细胞骨架系统
原核细胞与真核细胞的比较
32
Medical Cell Biology
原核细胞 Prokaryotic Cell
原核细胞：
没有典型的细胞核，即没有核膜将他的遗传物质与细 胞质分隔开。
41
Medical Cell Biology
原核细胞与真核细胞的区别
区别：
细胞内部结构与职能的 分工。
核与质 质内的细胞器
遗传信息量与遗传装置 的扩增与复杂化。 真核细胞内的骨架系统。 真核细胞体积的增大。
42
Medical Cell Biology
原核细胞 大小 代谢 细胞壁 细胞膜 细胞器 较小，长度 1－10um 厌氧或需氧
25
Medical Cell Biology
一、细胞是生命活动的最基本单位
细胞是构成有机体的基本单位。
细胞是代谢与功能的基本单位。 细胞是有机体生长发育的基础。 细胞是遗传的基本单位。 细胞是生命起源与进化的基本单位。
26
Medical Cell Biology
二、细胞的形态和大小
原核细胞的代表:
支原体 细菌、蓝藻
34
Medical Cell Biology
最小的、最简单的细胞－支原体
支原体：
细胞膜 mycoplast.。 最小的、最简单的细胞。 DNA 分裂方式：一分为二 寄生于细胞内繁殖。 核 形态多变。 糖 体 其DNA可指导合成700 内含物 种蛋白质。 细胞质
生物膜系统 遗传信息表达系统
细胞骨架系统
39
Medical Cell Biology
真核细胞－－动物细胞的结构
40
Medical Cell Biology
细胞器
细胞器：
真核细胞中具有一定形状并独立完成一定功能的精 细结构，包括膜相结构与非膜相结构。
膜相结构，真核细胞中以生物膜为基础形成的结构，细胞 膜、线粒体、高尔基体、内质网、溶酶体、核膜。 非膜相结构，包括核糖体、微管、微丝、中等纤维、细胞 核中的染色质、核仁等。
43
Medical Cell Biology
四、细胞的基本知识
细胞的基本组成：
元素
C、H、O、N、P、S、Ca、K、Fe、Na、Cl、Mg
生物小分子
核苷酸、氨基酸、单糖、脂肪酸
生物大分子
核酸、蛋白质、脂质、多糖类
结构体系
生物膜体系、遗传信息的复制与表达体系、骨架体系
44
Medical Cell Biology
如何学好细胞生物学
9
Medical Cell Biology
什么是医学细胞生物学？
概念:
以细胞生物学 [Cell Biology] 和分子生物学 ［Molecular Biology]为基础，探索研究人体细 胞发生、发育、增殖、衰老、死亡的生命活动 规律以及发病机理和防治的科学。
研究对象：人体细胞
认识疾病的病因及发病机制： 传染病与感染性疾病： 解释种属与器官的选择性－病原体（细胞） 感染细胞之间的识别与粘附。
遗传病： 基因及染色体的异常或缺失。
18
Medical Cell Biology
（二）现代医学重要课题的研究将依赖于细胞 生物学的更深入发展
重大前沿课题，如：
脑的奥秘 肿瘤防治 心脑血管疾病的防治 艾滋病防治 衰老与长寿
10
Medical Cell Biology
细胞生物学 Cell Biology
概念：
利用现代技术与方法从细胞整体，超微结构， 分子等水平上研究细胞基本生命活动规律的 科学。
研究内容:
包括细胞结构与功能，细胞增殖，分化，衰 老与凋亡，细胞信号传递，真核基因表达与 调控，细胞起源与进化。
11
Medical Cell Biology
1926年摩尔根《基因论》一书出版； 1924年 Feulgen 首创核染色反应—Feulgen染色法——DNA
7
Medical Cell Biology
细胞生物学的兴起
20世纪50年代开始分子水平上研究细胞的结构和功能
1941年Beadle 和 Taun提出：《一个基因一个酶》的理论 1953年Watson 和Crick提出: DNA双螺旋结构模型
特点：
遗传的信息量小，遗传信息的载体仅有一个环状DNA构成。 细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞 器和细胞核膜。
33
Medical Cell Biology
原核细胞
原核细胞的特征：
细胞体积较小，直径0.2-10um。 进化地位较低，约在35亿年前在地球上出现。 在地球上分布及适应性较强。
细胞生物学的主要分支
细胞形态学 cytomorphology
细胞生理学 cytophysiology
分支 细胞遗传学 cytogenetics
细胞化学
cytochemistry
分子细胞学 molecular cytology
细胞病理学 cytopathology