1、医学细胞生物学第一章 细胞生物学与医学 探讨细胞生命现象的发生规律及其本质的科学。研究细胞结构与功能、生长、分裂、分化、遗传、变异、发育、运动、兴奋传导、癌变、衰老及死亡等。细胞生物学细胞生物学(cell biology)第一节 细胞学的诞生与发展 细胞生物学发展自细胞生物学发展自细胞学细胞学 (cytology)-研究细胞的形态、结构、功能和进化的科研究细胞的形态、结构、功能和进化的科学。学。一、细胞的发现一、细胞的发现 1590年，荷兰眼镜商年，荷兰眼镜商Janssen父子父子制造出第一台显微镜。制造出第一台显微镜。放大镜放大镜+望远镜望远镜 光学性能不够理想，放大倍数不超光学性能不够理想
2、，放大倍数不超过过10倍。倍。Robert HookeRobert Hooke 和他和他的的“Cell”Cell”。“Cell”from“cellulae”J.Swammerdan 1674年，年，A.van Leeuwenhoek 在池塘中在池塘中观察到原生动物。观察到原生动物。1777年年 W.Hewson 在无脊椎动物的红细胞中观察到了细在无脊椎动物的红细胞中观察到了细胞核；胞核；1781年年 F.Fontana 在鳗鱼的皮肤上皮细胞中发现细胞核；在鳗鱼的皮肤上皮细胞中发现细胞核；1805年年 G.R.TreviranuS 发现毛茛科植物花蕾中的相邻发现毛茛科植物花蕾中的相邻细胞间有膜作
3、为界限；细胞间有膜作为界限；1812年年 J.Moldenhawer 通过细胞分离的方法证实了细通过细胞分离的方法证实了细胞的个体特性；胞的个体特性；1829年年 P.J.F.Turpin 提出植物体是由互不依赖的单个细提出植物体是由互不依赖的单个细胞的聚会体；胞的聚会体；1830年年 F.J.F.Meyen 提出提出细胞是一个由膜所包围的实细胞是一个由膜所包围的实体体二、细胞学说二、细胞学说(Cell theory)1838年年 Schleiden 认为所有植物体都由细胞及其产物组成。认为所有植物体都由细胞及其产物组成。1839年年 Schwann 提出了提出了“所有动物体都是由细胞组成所有
4、动物体都是由细胞组成”。Matthias Jacob SchleidenTheodar Schwann所有生物体都由细胞构成所有生物体都由细胞构成细胞是生物体结构和功能的基本单位细胞是生物体结构和功能的基本单位细胞是生命的基本单位细胞是生命的基本单位新细胞来源于已经存在的细胞新细胞来源于已经存在的细胞随着显微镜油镜，切片、固定和染色技术的发展：随着显微镜油镜，切片、固定和染色技术的发展：细胞器的发现细胞器的发现:1887 V.Beneden中心体中心体1889 C.Golgi 内网器（高尔基复合体）内网器（高尔基复合体）1897 C.Garnier 内质网内质网1898 C.Benda线粒体线
5、粒体细胞生理活动细胞生理活动:1873 Schneider 细胞分裂细胞核的变化细胞分裂细胞核的变化1892 W.Flenning 精确描述细胞分裂过程，提出有丝分裂精确描述细胞分裂过程，提出有丝分裂1883 E.Beneden 发表染色体遗传连续性的原理发表染色体遗传连续性的原理1884 W.Hertwig and E.Strasburger 细胞核是遗传特征的载体细胞核是遗传特征的载体细胞学形成的标志细胞学形成的标志 比利时比利时J.Carnoy 1884 德国德国O.Hertwig 1892三、其他学科的渗透三、其他学科的渗透 20世纪初至世纪初至20世纪中叶，细胞学与其它学科（遗世纪中
6、叶，细胞学与其它学科（遗传、生理、生化等）相互渗透，对细胞运动、细传、生理、生化等）相互渗透，对细胞运动、细胞膜的特性、细胞的生长、细胞分泌、细胞内的胞膜的特性、细胞的生长、细胞分泌、细胞内的新陈代谢、能量代谢等提出了新观点。对细胞的新陈代谢、能量代谢等提出了新观点。对细胞的研究由形态阶段发展到功能阶段。研究由形态阶段发展到功能阶段。组织细胞培养技术的建立组织细胞培养技术的建立 1907 Harrison 蛙胚神经管组织培养于淋巴液蛙胚神经管组织培养于淋巴液 细胞膜理化特性认识的加深：细胞膜理化特性认识的加深：膜半透性，由类脂双层组成。膜半透性，由类脂双层组成。整体细胞中核酸和蛋白质的分析技术
7、的出现：整体细胞中核酸和蛋白质的分析技术的出现：DNA只存在细胞核，只存在细胞核，RNA存在细胞核存在细胞核,核仁和细核仁和细胞质；能测定单个细胞的核酸和蛋白质含量；提胞质；能测定单个细胞的核酸和蛋白质含量；提出了出了RNA在蛋白质合成中具有中心地位。在蛋白质合成中具有中心地位。电子显微镜的出现和应用：电子显微镜的出现和应用：1933，细胞结构进入超微结构。，细胞结构进入超微结构。2020世纪世纪5050年代后年代后第二节 细胞生物学的兴起显微水平显微水平超微水平，分子水平超微水平，分子水平电子显微镜技术电子显微镜技术细胞组分分离技术细胞组分分离技术分子生物学分子生物学细胞化学技术细胞化学技术
8、为了认识细胞而研究细胞为了认识细胞而研究细胞通过细胞去解读生命通过细胞去解读生命细胞生物学细胞生物学(cell biology)1.细胞显微结构从亚微水平的重新认识细胞显微结构从亚微水平的重新认识 显微镜的放大倍数和分辨率提高显微镜的放大倍数和分辨率提高 内质网内质网,高尔高尔 基体变更清晰基体变更清晰2.更多细胞结构的发现更多细胞结构的发现 核糖体核糖体,溶酶体溶酶体,过氧化物体过氧化物体,微管微管,微丝微丝,核孔核孔3.多层面结构知识的整合多层面结构知识的整合 多学科的交叉使人们对细胞结构的认识在显微多学科的交叉使人们对细胞结构的认识在显微水平、亚微水平和分子水平得到统一。水平、亚微水平和
9、分子水平得到统一。一、细胞结构知识的深入和整合一、细胞结构知识的深入和整合二、细胞二、细胞“时空时空”特性的认识特性的认识1.细胞质中化学物质的区域化细胞质中化学物质的区域化2.细胞器存在的时空特性细胞器存在的时空特性3.细胞器功能活动的时空特性细胞器功能活动的时空特性4.细胞在个体中存在时空特性细胞在个体中存在时空特性:个体生长发育过程中个体生长发育过程中,有些细胞的位置和功能改变。有些细胞的位置和功能改变。三、细胞单位概念的深化三、细胞单位概念的深化1.细胞独立生存的潜能性细胞独立生存的潜能性 任何一个细胞在适当条件都可能具单独存活的能力。任何一个细胞在适当条件都可能具单独存活的能力。2.
10、细胞中物质代谢体系的完整性细胞中物质代谢体系的完整性 任何一个细胞都具备各种物质代谢和满足细胞基本任何一个细胞都具备各种物质代谢和满足细胞基本生命活动所需要的结构基础和功能体系。生命活动所需要的结构基础和功能体系。3.细胞基本生物学特性的相似性细胞基本生物学特性的相似性 细胞的存活、分裂、运动以及衰老。细胞的存活、分裂、运动以及衰老。第三节 细胞生物学的发展趋势1.思想方法思想方法:还原论还原论:生命物质与非生命物质都由自然界化学元素组成生命物质与非生命物质都由自然界化学元素组成 活力论活力论:生命的物质完全不同于自然界的无机物生命的物质完全不同于自然界的无机物2.细胞本身的认识细胞本身的认识
11、 信号通路信号通路,细胞骨架与细胞功能的行为关系等等细胞骨架与细胞功能的行为关系等等.3.细胞与个体细胞与个体 正向遗传学正向遗传学:从表型或性状改变找对应的突变基因从表型或性状改变找对应的突变基因 反向遗传学反向遗传学:改变某个特定的基因或蛋白质找表型变化改变某个特定的基因或蛋白质找表型变化 4.细胞与社会细胞与社会 人类健康人类健康,社会经济社会经济,伦理的影响伦理的影响:疾病诊断、药物研制、疾病诊断、药物研制、器官移植、安乐死、器官移植、安乐死、转基因动植物、转基因动植物、动物克隆动物克隆第四节 细胞生物学在医学科学细胞生物学在医学科学中的地位与作用中的地位与作用1.1.细胞与人体的生长发育细胞与人体的生长发育:人体的发育从受精卵开人体的发育从受精卵开始。始。2.2.细胞与人类疾病细胞与人类疾病:细胞是疾病发生和发展的基本单位细胞是疾病发生和发展的基本单位,治病是在直接治病是在直接或间接地解决细胞的问题或间接地解决细胞的问题.3.3.细胞与医学研究细胞与医学研究 肿瘤、心脏病、肿瘤、心脏病、HIV,HBVHIV,HBV等。等。
