1、一、关于细胞学发展及细胞生物学研究方向v 自从1665年胡克首次提出“细胞”一词以来，三百多年来，尤其是上个世纪30年代细胞学说创立以来，对于细胞的研究取得了众多重大成果。v 著名生物学家威尔逊早在20世纪20年代就提出“一切生物学关键问题必须在细胞中的找寻”。细胞是一切生命活动结构与功能，细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的科学。v 细胞生物学的研究范围广泛，其核心可归结为遗传和发育问题。遗传是在发育中实现的，而发育又要以遗传为基础。当前细胞生物学的主要发展趋势是用分子生物及物理、化学方法，深入研究真核细胞基因组的结构及其表达的调节和控制，以期从根本上揭示遗传和发育的关系，以及细胞衰老、死
2、亡和癌变的原因等基本生物问题，并为把遗传工程技术应用到高等生物，改变其遗传性提供理论依据。v 20世纪90年代以来，分子生物学取得很大进展，这些进展促进了细胞结构和功能调控在分子水平上的研究。 v 目前对细胞研究在方法学上的特点是高度综合性，使用分子遗传学手段，对新的结构成分、信号或调节因子的基因分离、克隆和测序，经改造和重组后，将基因（或蛋白质产物）导入细胞内，再用细胞生物学方法，如激光共聚焦显微镜、电镜、免疫细胞学和原位杂交等，研究这些基因表达情况或蛋白质在活细胞或离体系统内的作用。v 分子遗传学方法和细胞生物学的形态定位方法紧密结合，已成为当代细胞生物学研究方法学上的特点。另一方面，用分
3、子遗化学和基因工程方法，如重组DNA技术、PCR、同源重组和转基因动植物等，对高等生物发育的研究也取得出乎意料的惊人进展。v 对高等生物发育过程，从卵子发生、成熟、模式形成和形态发生等方面，在基因水平的研究正全面展开并取得巨大进展。v 自从“人类基因组计划”实施以来，取得了出乎意料的迅速进展。 2000年6月，国际人类基因组计划发布了“人类基因组工作框架图”，可称之为“人类基因草图”，这个草图实际上涵盖了人类基因组97%以上的信息。 v 从“人类基因组工作框架图”中我们可以知道这部“天书”是怎样写的和用什么符号写的。 v 2001年2月，包括中国在内的六国科学家发布人类基因组图谱的“基本信息”
4、，这说明人类现在不仅知道这部“天书”是用什么符号写的，而且已经基本读懂了这部“天书”。其他典型生物的基因组研究有的正在进行。v 在对从低等到高等的不同生物门类的基因组、调控基因群，以及发育调控模式比较研究的基础上，已开始对发育和进化的关系进行探索。在基因和细胞水平，对遗传、发育和进化关系的探索已展现出乐观的前景。 v “后基因时代”的生物学任务是基因组功能的研究，即对细胞基因表达谱和蛋白质谱的研究，这些都将从根本上影响未来细胞生物学的发展趋向。v 正如过去各种生命现象的奥秘都要从细胞结构和功能活动中寻求解答一样，目前对细胞的结构和功能，也要从基因组的结构和功能活动中寻求解答。基因、细胞和发育将
5、是贯穿细胞生物学研究的主线。 v 真核细胞基因组结构及其功能调节器控，是未来细胞生物学研究的核心问题。另一方面是基因产物如何构建细胞结构，以及如何调节和行使细胞功能。细胞生物学和分子生物学将在对这两方面的研究中结合在一起，构成新世纪细胞学研究的主要内容分子细胞生物学。 二、人体生命起始于一个单细胞受精卵v 生命始于一个单细胞受精卵。受精卵经过很多次分裂，细胞数目急剧增多，这些细胞渐渐长大成熟，在适当的时间变成适当的细胞类型，形成了体内的各种组织器官，这是器官发育过程。v 在这一过程中，与细胞生长紧密相随的是细胞的死亡，细胞死亡在个体发育中也是必不可少的，它使得一些细胞在完成自己的使命后自然淘汰
6、消失，细胞这种正常的主动死亡过程称为程序性细胞死亡。 v 当个体发育成熟后，这种细胞生长及死亡的动态平衡也同样存在于机体中，使机体内各种组织的细胞数目维持在一个恒定水平，从而保证了机体各种生理能正常进行。 细胞是一个统一的整体，只有保持完整性，才能维持正常生命活动。 细胞壁分布：植物细胞特有成分：纤维素、果胶功能：支持和保护细胞细胞膜结构：双层磷脂为基本骨架，蛋白质镶嵌、贯穿或覆盖其内外两侧结构特点：具有一定的流动性功能：保护、控制物质进出细胞；细胞识别；分泌、排泄、免疫等功能特性：选择透过性细胞质细胞质基质内含物细胞器（细胞质中，具有一定结构和特殊生理功能的“小器官”）功能：活细胞新陈代谢的
7、主要场所细胞核结构核膜：双层；有核孔，是大分子物质出入细胞核的通道功能：遗传物质贮存和复制的场所核液核仁：与DNA合成有关染色质：同DNA和蛋白质组成，与染色体是同一物质不同时期的两种形态四、一切疾病的根源细胞出问题v 长期以来，我们关注的焦点都是疾病之间的因果联系。比如，某人是心脏病患者，胆固醇偏高，还有高血压等，我们似乎总要为发生的一切事情给出某种简单的解释。v 说到人的身体，我们忽略了这样一个简单的事实：细胞才是“一切事情”发生的根据。身体任何重大疾病的出现，都始于单个的细胞。一切疾病根源细胞出问题！五、细胞因素对人体健康的重要性v 细胞和工厂具有很强的类比性。工厂的大门朝向公路，卡车可
8、由此进入工厂，开到卸货区域，将加工的原材料运到相应的车间，工人们用各种机器再将它们加工成产品。v 当然，工厂需要持续稳定的电力供应。工厂还要有坚固的围墙用以防洪、防盗。 v 以老板为首的管理小组在各自的办公室里办公，不断地给工人发出指令；质量控制小组也有办公室，进行各项产品质量的监控；卫生与安全监督小组同保卫部门一道维护职工的健康，确保员工、财产和产品的安全；清洁养护小组确保工厂的一尘不染，将废物运出工厂，运到远离厂区的地方加以处理；管理小组还要不断地组织物品运进工厂，确保原材料供应正常，使原材料不会堆积过多也不会供应不足，以获得最佳效益。v 许多工厂生产的产品虽各不相同，但大同小异。同一国家
9、的各个城市、同一城市的各个区域、同一区域的各个片区、同一片区的各个工厂之间有着畅通的交通网络。人类向大自然学到的智慧如此之多，令人惊诧不已。我们这个社会的运转方式，同人的肌体乃至细胞的运转方式毫无二致。 v 肌体里的道路就是血管。通过血管运送到细胞的产品，既有常量营养素（脂肪、糖、蛋白质），也有微量营养素（维生素、矿物质、微量元素）。如果这些产品不能正常供应，细胞就不能有效地运转，很快就会产生某种疾病。v 氧对肌体细胞来说是至关重要的，它由血红蛋白里的红细胞输送，透过细胞膜进入细胞，到达生成能量的线粒体。线粒体燃烧氧，分解脂肪、糖以及少量的蛋白质（主要燃料），生产出能量的主要发生器三磷酸腺苷（
10、ATP）。v 请不要着急，我讲的这些内容是很重要的。v 细胞壁（细胞膜）75%的物质是脂肪，主要是磷脂。这些脂肪要由各种 有益脂肪组成，包括-3和-6基本脂肪酸，以及大量的饱和脂肪和胆固醇。如果细胞膜功能失常，那么各种营养物质（运送的产品）就很难正常地进入细胞，为细胞提供养料。v 如果细胞膜里这两种基本脂肪酸的含量不正常，它就无法将适量的营养物质输送到细胞的各个区域进行正常加工。v 肝脏具有很多种功能，是肌体的主要工厂。一个人的肝脏被取掉后，24小时内就会死亡。将营养物质和其他物持输送到身体各个部位的各种蛋白质，也都由肝脏合成。缺少了水溶性的白蛋白，许多物质将“整装待发，却无路可去。”肝脏不但
11、能够合成大量的从物质输送到血液凝结的多种蛋白质，而且也是通过胆汁清除物质的重要部位。v 许多人通宵狂饮烈酒后，会一连几天感到极度不适，这是因为肝脏功能受到了极大影响，过量酒精附带产生的物质还没有被清除干净。v 肌肉的功能当然是运动。肌肉细胞能够产生一系列的蛋白质，使肌肉在身体需要的时候伸缩自如。这些蛋白质的产生，需要不断地供应氨基酸（蛋白质的分解物）。有些氨基酸可以在体内合成，而有些氨基酸只能从饮食中获得。v 细胞核控制着蛋白质的生产、细胞分裂等活动，也控制着细胞的DNA生产和细胞分裂的时间。v 几乎所有的肌体细胞都有控制室，即细胞核。这是管理小组工作的地方。没有了细胞核，细胞将丧失所有功能。
12、v 氧气、二氧化碳等物质可以自行进出细胞。二氧化碳是细胞生产能量时生成的主要副产品。它必须由失氧的红细胞运回肺里，通过呼吸排出体外。葡萄糖等物质需要借助能量才能进入细胞，它附着在细胞表面像锁一样的受体上，然后由受体运到生产车间细胞质。 v 由各种白细胞及其产生的化学物质组成的免疫系统，是细胞的保镖和卫生安全官，它清除体内各种副产物，确保没有外表物质攻击细胞。同体内其他细胞一样，白细胞也能制造蛋白质，保持自身的健康。v 白细胞的组成成分T（淋巴）细胞和B（淋巴）细胞是移动的神经系统。它们有独特的思维程序，有容量极大 记忆库，记录了几个世纪以来人类感染过的多种病菌，能生成新的杀伤机制，摧毁侵入的细
13、菌、病毒及其他外来物质。 v T（淋巴）细胞产生的化学物质能摧毁多种病毒和肿瘤，而B（淋巴）细胞更适合于生产各种抗体。其他许多白细胞也有多种功能，有些是针对急性细菌感染的，有些则是针对各种过敏反应的。v 合成脂肪和合成糖类进入身体系统后，就会出现严重的问题。细胞膜无法辨别合成脂肪和天然脂肪。合成脂肪以转脂酸的形式进入肌体后，细胞膜吸收的就是这些转脂酸而不是天然脂肪，因而扰乱了细胞膜的功能，使细胞膜变硬，营养物质无法渗过细胞膜。 v 细胞内部就会缺乏营养，无法正常发挥作用。因此，细胞缺乏能量，我们的肌体也就缺乏能量。我们感到疲劳，就是细胞缺乏能量所致。v 最常见也最快速的能量来源是什么呢？那就是
14、糖类。如果细胞膜的功能受到扰乱，没有营养物质进入细胞，那么，肌体就需要整天不断地补充糖分来克服细胞慢性营养不良，于是我们就对碳水化合物（糖类）上瘾了。v 如果细胞膜功能失常，那么位于细胞表面，容许糖类、脂肪和蛋白质进入细胞的蛋白质受体，也就不能正常发挥作用了。v 胰岛素是主要的门卫，它容许糖类进入细胞，也容许少量的脂肪和蛋白质进入细胞。当细胞的功能受到扰乱后，我们的肌体做出的反应是产生更多的胰岛素。于是肌体就对胰岛素不生耐受性，血流中的胰岛素水平就升高。v 过多的胰岛素带来的主要后果是脂肪的储积。无法进入细胞的糖分以脂肪的形式储存在脂肪细胞里，我们的身体也就发胖。v 你们可以看到这样一个模式：
15、疲劳、嗜好糖类、从饮食中摄入过量的碳水化合物、进入细胞的葡萄糖缺乏而使胰岛素水平上升，这些都会引起肥胖、疲劳，最终导致糖尿病的发生。v 胰岛素也会产生过量的甘油三酸酯，细胞膜功能紊乱也会使胆固醇甘油三酸酯水平上升。另外，细胞膜功能紊乱还会引起血压升高。 v 糖类、蛋白质和脂肪无法进入细胞，它们就以糖、蛋白质、脂肪性的斑块（也叫“糖基化成品”）的形成储存起来，它们在糖尿病患者身上更为明显，但是非糖尿病人的体内也会出现。v 细胞缺乏营养就破坏了的正常功能，于是细胞核就将错误的信息输入细胞，导致细胞癌变。健康细胞的新陈代谢状况：蛋白质蛋白质葡萄糖葡萄糖脂肪脂肪蛋白质蛋白质血管血管细胞核细胞核细胞膜细
16、胞膜（75脂肪）脂肪）受体受体细胞细胞葡萄糖葡萄糖非健康细胞（受损于形成蛋白质、糖、脂肪性斑块的合成脂肪）状况：葡萄糖葡萄糖蛋白质蛋白质脂肪脂肪胰岛素胰岛素转脂酸转脂酸（合成脂肪）（合成脂肪）v 人体由细胞组成，细胞构成组织，组织构成器官，器官构成人体系统。细胞的健康决定了人的健康。构成细胞的物质来自于我们所摄取的食物中的营养物质，它以被人体利用，滋养我们体内的细胞。任何药物都不是修补细胞及滋养细胞所需要的部分。v 因此，也不能真正用于帮助人体修复以恢复健康。只有靠食物中完整均衡的营养供应，经过适当的时间，身体才能逐渐修补，恢复健康。v 许多疾病都是因为营养不良造成的，营养不良包括营养过剩，营
17、养不足及营养不均衡。v 营养不良或营养不均衡会影响生命的调节，使新陈代谢失调。这种现象刚开始是不自觉的现状，如：食欲不佳、易疲劳、乏力、注意力不精中、淡漠、易激动、嗜睡、失眠等症状。如果此现象未得到改善和调整，日子久了便会形成有感症状，即生病。 v 而营养过剩是指部分营养物质长期摄取过度造成的营养失衡。易衍生为慢性疾病，亦即现代人最头痛的富贵病，造成营养过剩多是由过量米面及肉类摄取所致。所以不均衡，吃的不对，吃过多都会影响身体的健康。v 科学证明，细胞对营养的要求是完整均衡的，一种营养在被吸收和利用时需要其他营养的影响，也就是说：v 第一、细胞需要各种各样的营养素（完整的）而不是只有一种，v 第二、这许多营养素之间必须是互相平衡的（均衡的），而不是某种营养素补充得特别多，某种营养素远远少于其需要量，当全身细胞获得了所需营养后，肌体就达到了最佳状态，从而新陈代谢得到改善，免疫系统得到增强，身体才能拥有真正的健康。
