细胞生物学第一章 绪论
细胞生物学：第一章 绪论
论约20年，它、进化论及1866年孟德尔确立
的遗传学一起，奠定了现代生物学的基础，同
时也孕育细胞学的产生。细胞学说也可以认为
是两者的“基石”。
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细胞学的经典时期
1、原生质理论的提出 • 19世纪30年代后发现活细胞并不是空的而是 充满粘稠的液体。 • F. Dujardin（1835）将之称为 “sarcode”； • JE. Purkinje（1839）和von Mohl （1846）首次将动物、植物细胞的内含物称 作原生质“protoplasm” 。 • Max Schultze(1861)提出原生质理论，认 为有机体的组织单位是一小团原生质，这种物 质在一般机体中是相似的。 • 如今“原生质”一词已从生物学文献中消失了， 但在当时具有十分重要的意义。
• Schwann提出了“细胞学说”（Cell Theory) ； 1839年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显 微研究”。指出动植物都是细胞的集合物。
• 二人共同提出：一切植物、动物都是由细胞组成的， 细胞是一切动植物体的基本单位———著名的细胞学 说。
• 1855 德国人R. Virchow 提出“一切细胞来源于 细胞”（omnis cellula e cellula）的著名论断； 进一步完善了细胞学说。
• 1830s消色差显微镜出现，人们才对细胞的结构 和功能有了新的认识。
• 1831年Robert. Brown在兰科植物和其它几 种植物表皮细胞中发现了细胞核。
• 1836年GG. Valentin在动物神经细胞中发现 了细胞核与核仁。这些工作对于细胞学说的诞生 具有重要意义。
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• 通常认为施莱登（MJ. Schleiden）和施旺（T. Schwann）正式提出了细胞学说。
细胞生物学名词解释
名词解释第一章绪论1.细胞生物学：是研究细胞基本生命活动规律的科学，是在显微、亚显微和分子水平上，以研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传递，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等为主要内容的一门学科。
2、显微结构：在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构，直径大于0.2微米3、亚显微结构：在电子显微镜中能够观察到的细胞分子水平以上的结构，直径小于0.2微米.第二章细胞基本知识概要2.细胞学：研究细胞形态、结构、功能和生活史的科学.3.细胞：由膜转围成的、能进行独立繁殖的最小原生质团，是生物体电基本的开矿结构和生理功能单位。
4.病毒：迄今发现的最小的、最简单的专性活细胞内寄生的非胞生物体，是仅由一种核酸（DNA或RNA）和蛋白质构成的核酸蛋白质复合体。
5.原核细胞：没有由膜围成的明确的细胞核、体积小、结构简单、进化地位原始的细胞。
第四章细胞膜与细胞表面1.生物膜：把细胞所有膜相结构称为生物膜。
2.细胞外被：又称糖萼，细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，实际上是细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链，是膜正常的结构组分，对膜蛋白起保护作用，在细胞识别中起重要作用。
3.细胞连接：细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞膜相互联系、协同作用的重要组织方式，在结构上常包括质膜下、质膜及质膜外细胞间几个部分，对于维持组织的完整性非常重要，有的还具有细胞通讯作用。
4紧密连接：紧密连接是封闭连接的主要形式，普遍存在于脊椎动物体表及体内各种腔道和腺体上皮细胞之间。
是指相邻细胞质膜直接紧密地连接在一起，能阻止溶液中的分子特别是大分子沿着细胞间的缝隙渗入体内，维持细胞一个稳定的内环境。
5.间隙连接：是动物细胞间最普遍的细胞连接，是在相互接触的细胞之间建立的有孔道的连接结构，允许无机离子及水溶性小分子物质从中通过，从而沟通细胞达到代谢与功能的统一。
6.细胞粘附分子：细胞粘附分子是细胞表面分子，多为糖蛋白，是一类介导细胞之间、细胞与细胞外基质之间粘附作用的膜表面糖蛋白。
《医学细胞生物学》前六章知识点总结
第一章绪论一、细胞学说1、ean-Baptiste de Lamark （1744~1829)，获得性遗传理论的创始人，法国退伍陆军中尉，50岁成为巴黎动物学教授，1809年他认为只有具有细胞的机体，才有生命。
2、Charles Brisseau Milbel（1776~1854)，法国植物学家，1802年认为植物的每一部分都有细胞存在。
3、Henri Dutrochet （1776~1847），法国生理学家，1824年进一步描述了细胞的原理。
4. Matthias Jacob Schleiden（1804~1881)，德国植物学教授，1838年发表“植物发生论”，认为无论怎样复杂的植物都有形形色色的细胞构成。
5. Theodor Schwann（1810~1882)，德国解剖学教授，1838年提出了“细胞学说”（Cell Theory)这个术语；1939年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显微研究”。
6. 德国人R. V irchow 1855年提出“一切细胞来源于细胞”（omnis cellula e cellula）的著名论断，进一步完善了细胞学说。
把细胞作为生命的一般单位，以及作为动植物界生命现象的共同基础的这种概念立即受到了普遍的接受。
恩格斯将细胞学说誉为19世纪的三大发现之一。
与其它生命科学一样，细胞的发现与细胞学说的形成依赖于技术的发展；同时，科学的发现促进技术的发明。
细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段：第一阶段：细胞的发现，16世纪末-19世纪30年代，显微镜的发明。
第二阶段：细胞学说提出，19世纪30年代-20世纪中期。
第三阶段：超微结构研究，20世纪30年代-70年代，电子显微镜的发明。
第四阶段：分子细胞生物学，20世纪70年代至今，分子克隆等技术的发展。
二、模式生物个体生命诞生自精卵结合形成合子，经过细胞的不断分裂、迁移、分化并发生巨大形态变化，构建出未来身体的雏形。
细胞生物学 翟中和 第1章 绪论
第一节 细胞生物学研究的内容与现状
生物界有200万余种生物，其形态结构和生命活动各 不相同。它们有无一个共同的基本结构单位呢？ Aristotle (384-322 B.C.): “All animals and plants, however complicated, are constituted of a few elements which are repeated in each of them.”
重要细胞器的发现
◆1883年，van Beneden和Boveri发现中心体; ◆1888年，waldeyer提出染色体概念; ◆1894年，Altmann发现线粒体; ◆1898年，Golgi发现高尔基体。
三、细胞学的经典时期
德国胚胎学家、解剖学家O.Hertwig于1892年发 表了《Zelle und Gewebe》（细胞与组织），认为： “生物变化过程是细胞变化过程的反映”，标志着细 胞学（Cytology）作为一门独立的生物学科的建立； 美国生物学家Wilson E.B.于1896年发表了《The Cell in Development and Heredity》（发育和遗传中 的细胞）一书，把细胞学、遗传学和胚胎发育结合起 来，成为细胞学史上第一部系统的细胞学。
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编
细胞生物学
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编
第一章 绪论 Chapter 1 INTRODUCTION
What is cell biology？
• 细胞生物学(cell biology)是研究和揭示细胞基本
生命活动规律的学科，它从显微、亚显微及分子水
平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、
1925年，这本书的第二版问世，第二版中发表了 Wilson绘制的一幅细胞模式图，是细胞学史上第一个 具有代表意义的细胞模式图。
《细胞生物学》笔记
《细胞生物学》笔记●第一章绪论●一、细胞学与细胞生物学发展简史●1 生物科学3个阶段以及细胞的发现●（1）三个阶段：形态描述阶段、实验室生物阶段、现代生物学阶段。
●（2）1665年胡克第一次发现植物细胞；1674年列文虎克发现红细胞。
●2 细胞学说的建立及意义●细胞学说的建立●第一阶段●1838~ 1839年，施莱登(德国)和施旺(德国)提出“细胞学说”●①所有生物都是由细胞构成的:●②每个细胞都是相对独立的单位●③已存在的细胞繁殖产生新细胞●第二阶段●1858年，德国医生和病理学家魏尔肖一细胞来自于细胞●细胞学说的意义●推进了人类对于生命的认识，推动科学的发展，与进化论和遗传学共称为生物学三大基石●二、细胞的统一性与多样性●1 细胞的基本特征●细胞的基本共性●①化学组成相似●②细胞质为膜脂-蛋白体系●③遗传装置相同●④分裂方式为一分为二●细胞是生命活动的基本单位●①构成有机体的基本单位●②代谢与功能的基本单位●③有机体生长与发育的基础●④繁殖的基本单位，遗传的桥梁●⑤生命起源的归宿，生物进化的起点●细胞的大小及其影响因素●细胞大小●高等动植物，同一器官与组织的细胞大小在一个恒定的范围之内，与物种差异无关●细胞内蛋白质与核糖体RNA的量决定细胞的大小●影响因素●信号通路中心的蛋白激酶一mTOR●细胞所处的时期●细胞核DNA的含量●2 原核细胞与真核细胞●（1）原核细胞●特点●①体积小，繁殖快，适应环境能力强●②没有生物膜系统●③基因组很小，主要遗传物质仅为一个环状DNA●④基因表达简单，没有复杂的细胞分化●⑤进化地位低●举例●支原体（最小最简单的细胞）●细菌●蓝藻●（2）真核细胞●3大基本结构系统●生物膜结构系统●①选择性物质跨膜运输与信号转导:●②双层核膜将细胞分成细胞质与细胞核，使基因精确表达:●③各细胞器相互独立,协调功能行使:●④膜上附着大量酶，催化大部分化学反应●遗传信息传递与表达系统●组分: DNA. RNA和蛋白质。
(完整版)细胞生物学知识点总结
细胞生物学目录第一章绪论第二章细胞生物的研究方法和技术第三章质膜的跨膜运输第四章细胞与环境的相互作用第五章细胞通讯第六章核糖体和核酶第七章线粒体和过氧化物酶体第八章叶绿体和光合作用第九章内质网，蛋白质分选，膜运输第十章细胞骨架，细胞运动第十一章细胞核和染色体第十二章细胞周期和细胞分裂第十三章胚胎发育和细胞分化第十四章细胞衰老和死亡第一章绪论1.原生质体：被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞核和细胞质细胞质：细胞内除核以外的原生质，即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分原生质体：除去细胞壁的细胞2.结构域：生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域3.装配模型：模板组装，酶效应组装，自组装4.五级装配：第一级,小分子有机物的形成第二级，小分子有机物组装成生物大分子第三级,由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构第四级,由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器第五级，由各种细胞器组装成完整细胞6.支原体：目前已知的最小的细胞第二章细胞生物的研究方法和技术1.显微镜技术：光镜标本制备技术、2.光镜标本制备技术步骤：样品固定、包埋与切片、染色3.电子显微镜种类：透射电子显微镜，扫描电镜，金属投影，冷冻断裂和冷冻石刻电镜，复染技术，扫描隧道显微镜4.细胞化学技术：酶细胞化学技术，免疫细胞化学技术，放射自显影5.细胞分选技术：流式细胞术6.分离技术：离心技术，层析技术，电泳技术第三章质膜的跨膜运输1.细胞功能：外界与通透性障碍，组织和功能定位，运输作用，细胞间通讯，信号检测2.膜化学组成：膜脂，膜糖，膜蛋白3.膜脂的三个种类：磷脂，糖脂，胆固醇4.脂质体用途：用作生物膜的研究模型，作为生物大分子与药物的运载体5.膜糖功能：细胞与环境的相互作用，接触抑制，信号转导，蛋白质分选，保护作用。
6.膜蛋白类型：整合蛋白，外周蛋白，脂锚定蛋白7.膜蛋白功能：运输蛋白，酶，连接蛋白，受体（信号接受和传递）8.不对称性的研究方法：冰冻断裂复型，冰冻蚀刻9.膜流动性研究方法：质膜融合，淋巴细胞的成斑成帽效应，荧光漂白恢复技术10.膜流动性的重要性：酶活性，信号转导，物质运输，能量转换，细胞周期11.影响膜脂流动性的因素：脂肪酸链，胆固醇，卵磷脂/鞘磷脂比值12.影响膜蛋白流动的因素：整合蛋白，膜骨架，细胞外基因，相邻细胞，细胞外配体、抗体、药物大分子13.膜骨架的主要蛋白：血影蛋白，肌动蛋白和原肌球蛋白，带4.1蛋白，锚定蛋白14.转运蛋白质包括：载体蛋白，通道蛋白15.协同运输的方向：同向协同，反向协同第四章细胞与环境的相互作用1.细胞表面结构：细胞外被、膜骨架、胞质溶胶2.细胞外被功能：连接，细胞保护，屏障3.糖萼：由细胞表面的碳水化合物形成的质膜保护层，又称为多糖包被。
【重庆医科大学】细胞生物学---第一章-绪论
5 细胞分化及调控 一个受精卵如何发育为完 整个体的问题。（细胞全能性，克隆技术） 6 细胞衰老、凋亡及寿命问题。 7 细胞的起源与进化。 8 细胞工程 改造利用细胞的技术。生物技术 是信息社会的四大技术之一，而细胞工程又 是生物技术的一大领域。目前已利用该技术 取得了重大成就（培育新品种，单克隆抗体 等），所谓21世纪是生物学时代，将主要体 现在细胞工程方面。
三、细胞学的诞生（细胞学的经典时期和实验细胞学时期） 1 原生质理论的提出 2 关于细胞分裂的研究 3 重要细胞器的发现 4 遗传学方面的成就
1）原生质理论的提出
1835年，杜雅丁（E.Dujardin）发现了动物细胞中的粘 液质，并称其为“肉样质”（sarcode）；
1839年，蒲肯野（Purkinje）发现了植物细胞中的物质， 称为“原生质”(protoplasm)；
转导”、“细胞周期调控”、“细胞凋
亡”、“细胞分化”、“肿瘤生物学”、 “干细胞”等。
细胞生物学学科（2006年度自然科学基金项目指南） 细胞生物学是生命科学领域中的基础性学科， 它主要研究细胞生命活动过程中各种生命现象、规 律和机制。当今细胞生物学主要以功能或机理性问 题研究为主导，充分利用各种有效手段，在分子、 细胞甚至在个体水平上，揭示与细胞活动有关的各 种奥秘。 细胞生物学研究领域的主要资助范围是：细胞 与亚细胞的结构、细胞的增殖与生长、细胞分化、 细胞衰老、细胞死亡（包括凋亡）、细胞迁移、细 胞外基质与胞间通讯、细胞信号转导、细胞与组织 工程、细胞间相互作用、物质运输（穿膜运输与膜 泡运输）、细胞学方面的新技术和新方法等。
物质的吸收与分泌、合成与分解、增殖与分化、 衰老与死亡、信息传递与转导以及遗传与变异等 等。
二、细胞生物学的主要研究内容 1 细胞核、染色体及基因表达 基因表达与调控 是目前细胞生物学、遗传学和发育生物学在细 胞和分子水平相结合的最活跃领域。 2 生物膜与细胞器的研究 膜及细胞器的结构与 功能问题（“膜学”）。 3 细胞骨架体系的研究 胞质骨架、核骨架的装 配调节问题和对细胞行使多种功能的重要性。 4 细胞增殖及调控 、细胞控制生物生长和发育 的机理是研究癌变发生和逆转的重要途径。
《医学细胞生物学》课件：细 胞 生 物 学 (第一章和第二章)
碱基有五种：
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 尿嘧啶（U） 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T）
戊糖有两种： 核糖 脱氧核糖
OH H
细胞生物大分子：
核酸、蛋白质、多糖、脂肪等称生物 大分子。
核酸－遗传信息的载体
细胞内贮存、复制和传递遗传信息的大分子 物质，又称遗传物质。
细胞中核酸分两大类： 核糖核酸（ RNA ） 脱氧核糖核酸（ DNA ）
Anabaena spp. - Gram-negative, oxygenic, photosynthetic, filamentous cyanobacterium (prokaryote). Note the larger cells in the filament called heterocysts which are involved in nitrogen fixing.
有机小分子
单糖：如葡萄糖是细胞的能源物质； 五碳糖中的核糖和脱氧核糖是核酸的组
成成分； 多形成糖蛋白和糖酯。
脂肪酸：重要的营养物质、组成细胞膜的重 要成分
核苷酸：核酸的组成单位 氨基酸：蛋白质的组成单位
蛋白质的组成单位：氨基酸 H |
H2N — C — COOH | R
细胞内有20种氨基酸，主细胞
神经细胞
肌细胞
卵细胞
血细胞
视杆细胞
2.原核细胞与真核细胞
原核细胞 （prokaryotic cell） 真核细胞 （eucaryotic cell） 原核生物 （prokaryote）
真核生物 （eukaryote）
原核细胞包括支原体、衣原体、立克次 氏体、细菌、放线菌与蓝藻等多种庞大 的家族 。
细胞的生物小分子：
• 无机物：水、 无机盐 • 有机物：
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二、细胞生物学的发展简史
细胞的发现（1665年） 细胞学说的建立（1665 — 1875） 细胞学的经典时期（1875 — 1900） 实验细胞学时期（1887 — 1953） 细胞生物学学科的形成与发展（1953 至今）
细胞重要生命活动
细胞重大生命活动及其相互关系
细胞生物学研究的总趋势
细胞生物学与分子生物学（包括分子遗传学和生物化学） 相互渗透与交融是细胞生物学研究的总趋势。
细胞生物学研究的重点领域
染色体DNA与蛋白质相互作用关系—主要是非组蛋白对基因 组的作用
细胞增殖、分化、凋亡（编程性死亡）的相互关系及其调 控
植物细胞中发现减数分裂
Байду номын сангаас
重要细胞器的发现
1883年Van Beneden和Boveri发现中心体 1894年Altmann发现线粒体 Golgi发现高尔基体
4、实验细胞学时期
1876年Hertwig以海胆、蛔虫的卵为材料，研究细胞卵的 受精作用。
1、细胞的发现
1665年，英国学者胡克（Robert Hooke）用自制的显微镜 （40 – 140倍）观察软木，第一次描述了植物细胞的构 造，并首次借用拉丁文（cellar）来称呼他所看到的类似 蜂巢的极小的封闭状小室。1665年发表《显微图谱》。
荷兰学者列文虎克（Leeuwen Hoek）观察了许多动植物的 活细胞与原生动物，并于1674年观察鱼的红细胞时描述了 细胞核的结构。
Becker W.M. et al. The World of the Cell. 7th ed. San Francisco: Benjamin Cummings, 2009
Gerald Karp. Cell and Molecular Biology：Concepts and experiments，6th ed. New York: John Wiley & Sons, Inc. , 2009
第一章 绪论
一、细胞生物学(cell biology)
细胞生物学是现代生命科学的重要基础前沿学科 细胞生物学的主要研究内容 细胞生物学的发展总趋势 细胞生物学研究的重点领域 细胞生物学的主要参考书
细胞生物学的主要研究内容
细胞结构与功能
生物膜与细胞器 细胞信号转导 细胞骨架体系 细胞核、染色体及基因表达 细胞增殖及其调控 细胞分化及干细胞生物学 细胞死亡 细胞衰老 细胞工程 细胞的起源与进化
细胞学说的基本内容
细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由 细胞和细胞产物所构成。
每个细胞作为一个相对独立的单位，既是它“自己的”生 命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益。
新的细胞通过已存在的细胞繁殖产生。
细胞学说的意义
恩格斯：有了这个发现（Cell theory）以后，对有机 的有生命的自然产物的研究---比较解剖学、生理学和 解剖学---才得到了稳固的基础，于是有机体产生、成 长和结构的过程的秘密被揭穿了，从前神妙莫测的奇 迹，现在却表现为依据一切有机体本质上所共同的规 律而进行的过程了。
意大利Malpighi与英国Grew注意到了植物细胞中细胞壁与 细胞质的区别。
2、细胞学说的建立
1838-1839年，德国植物学家施莱登（Schleiden）和动 物学家施旺（Schwann）提出“一切植物、动物都是由细 胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位” — 细胞学说。
1858年，魏尔肖（Virchow）提出“一切细胞来自细胞”的 著名论断，进一步指明了细胞作为一个相对独立的生命 活动基本单位的性质 — 细胞学说的重要补充。
细胞信号转导的研究 细胞结构体系的装配
由蛋白与核酸构建的遗传信息结构体系（染色体、核仁、核糖体） 由蛋白与脂质构建的膜的结构体系（细胞膜、核膜和细胞器膜） 由蛋白与蛋白构成的细胞骨架结构体系
美国科学情报研究所（ISI）1997年SCI（Science Citation Index）收录及引用论文检索，全世界自然科 学研究中论文发表最集中的三个领域分别是：
细胞信号转导（signal transduction）；
细胞凋亡（cell apoptosis）；
基因组与后基因组学研究（genome and postgenomic analysis）。
美国国立卫生研究院（NIH）在1998年底发表的 一份题为《什么是当今科研领域的热门话题？》 （“What is popular in research today？”）的调 查报告中指出，目前全球最热门的研究方向是：
细胞周期调控、细胞凋亡、细胞衰老、信号转导、 DNA的损伤修复
主要参考书
Alberts B et al. Essential Cell Biology , 3rd ed. New York：Garland publishing， Inc., 2009
Alberts B et al. Molecuar Biology of the Cell, 5th ed. New York：Garland Publishing，Inc. , 2008
1861年舒尔策（Max Schultze）：原生质理论 1880年Hanstein：原生质体
细胞分裂的研究
1841年Remak发现鸡胚血细胞的直接分裂 Flemming和Strasburger分别在动植物细胞中发现有丝
分裂 Van Beneden（1883）和Strasburger（1886）分别在动
19世纪自然科学的“三大发现”
细胞学说 能量转化与守恒定律 达尔文进化论
现代生物学的三大基石
1838-1839年施旺与施莱登确立的细胞学说 1859年达尔文确立的进化论 1866年孟德尔确立的遗传学
3、细胞学的经典时期
原生质理论的提出
1840年普金耶（Pukinje）和1846年冯·莫尔（Von Mohl）：原生质