1、医学细胞生物学医学细胞生物学理论课理论课2424学时学时实验课实验课1616学时学时医学细胞生物学医学细胞生物学现代医学实验技术现代医学实验技术卷面考试卷面考试平时成绩平时成绩平时成绩平时成绩学习态度、课堂提问、学习态度、课堂提问、实验报告、实验操作、实验报告、实验操作、实验课考勤实验课考勤卷面考试卷面考试名解、单选、多选、简答名解、单选、多选、简答参参 考考 书书医学细胞生物学宋今丹医学细胞生物学宋今丹 人卫人卫细胞生物学细胞生物学 凌诒萍凌诒萍 人卫人卫医学细胞生物学胡以平医学细胞生物学胡以平 高教高教细胞生物学细胞生物学 杨恬杨恬 人卫人卫 第十章第十章 细胞信号转导细胞信号转导第十一章
2、第十一章 细胞增殖与细胞周期细胞增殖与细胞周期第十二章第十二章 细胞分化细胞分化第十三章第十三章 干细胞（自学）干细胞（自学）第十四章第十四章 细胞衰老与死亡细胞衰老与死亡第一章第一章 细胞的概论细胞的概论第三章第三章 细胞膜与物质运输细胞膜与物质运输第四章第四章 细胞内膜系统细胞内膜系统第五章第五章 线粒体线粒体第六章第六章 细胞骨架细胞骨架第七章第七章 细胞核细胞核细胞的结细胞的结构功能构功能细胞的生细胞的生命现象命现象细胞的概念与细胞生物学细胞的概念与细胞生物学细胞生物学简史、进展细胞生物学简史、进展细胞的基本知识细胞的基本知识原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞细胞生物学与医学科学细胞生物
3、学与医学科学 细胞是由一层膜性结构包围着含有细胞是由一层膜性结构包围着含有细胞核（或拟核）的原生质所组成细胞核（或拟核）的原生质所组成结构结构功能功能遗传遗传基本单位基本单位细胞生物学是研究细胞生命活动的科学细胞生物学是研究细胞生命活动的科学 结构、功能、亚细胞器组成、增殖、分裂、结构、功能、亚细胞器组成、增殖、分裂、衰老、死亡、细胞间及细胞与外环境间关系衰老、死亡、细胞间及细胞与外环境间关系研究目标：揭示生命的本质研究目标：揭示生命的本质所有生物学的答案最终所有生物学的答案最终都要到细胞中去寻找。都要到细胞中去寻找。因为所有生命体都是，因为所有生命体都是，或曾经是，一个细胞。或曾经是，一个细
4、胞。细胞细胞是生物体的结构、功能的基本单位，也是生命活动是生物体的结构、功能的基本单位，也是生命活动 的基本单位的基本单位细胞学细胞学是研究细胞的形态、结构、功能和进化的科学是研究细胞的形态、结构、功能和进化的科学 细胞生物学细胞生物学 对细胞本身的各种生物学现象进行不同学科层面的对细胞本身的各种生物学现象进行不同学科层面的分别研究或者整合性的系统解释分别研究或者整合性的系统解释 为各种生物医学问题的认识或深层次研究提供理论为各种生物医学问题的认识或深层次研究提供理论体系和技术平台体系和技术平台 作为现代生物技术的基本组成部分，对生物体遗传作为现代生物技术的基本组成部分，对生物体遗传性状的改造
5、及其利用发挥着重要的作用性状的改造及其利用发挥着重要的作用 新发展起来的基因组学和蛋白组学等新兴学科或领域新发展起来的基因组学和蛋白组学等新兴学科或领域的知识和信息的大量产生，以及基因工程动物等高集成的知识和信息的大量产生，以及基因工程动物等高集成性的实验研究体系的引入，预示着细胞生物学又将进入性的实验研究体系的引入，预示着细胞生物学又将进入一个新的快速发展时期一个新的快速发展时期 细胞的发现和显微镜的出现，为细胞细胞的发现和显微镜的出现，为细胞生物学的兴起和发展奠定了科学基础生物学的兴起和发展奠定了科学基础研究内容研究内容显微水平显微水平超微水平超微水平分子水平分子水平层次层次研究时间研究时
6、间四个阶段四个阶段研究人员研究人员博学家博学家专家专家 认识认识细胞细胞第一阶段第一阶段1616世纪世纪-19-19世世纪纪3030年代年代第二阶段第二阶段1 19 9世纪世纪3030年年代代-20-20世纪初世纪初第三阶段第三阶段2020世纪世纪30-7030-70年代年代第四阶段第四阶段2020世纪世纪5050年年代代-至今至今细胞超细胞超微结构微结构细胞器发现细胞器发现遗传学定律遗传学定律细胞发现细胞发现细胞学说建立细胞学说建立 分子生物分子生物学时代学时代细胞发现细胞发现 细胞学说建立细胞学说建立（1616世纪世纪 -19-19世纪世纪3030年代）年代）16651665年英国物理学家
7、年英国物理学家 胡克（胡克（Rober HookeRober Hooke）软木（栎树皮）细胞（软木（栎树皮）细胞（crllcrll）16751675年年 列文虎克（列文虎克（A.V.LeewenhookA.V.Leewenhook）发现了原生动物和细菌（完整的活细胞）发现了原生动物和细菌（完整的活细胞）细胞学说（细胞学说（18381839 18381839）（）（cell theorycell theory）Schwann T.（1810-1882）主要内容主要内容 Schleiden MJ.（1804-1881）细胞学说的三个要点细胞学说的三个要点 所有的生命体都是由细胞构成的所有的生命体都
8、是由细胞构成的 细胞是构成生命体的基本单位细胞是构成生命体的基本单位 所有的细胞都来源于已有的细胞的所有的细胞都来源于已有的细胞的分裂分裂德国植物学家德国植物学家 M.J.SchleidenM.J.Schleiden动物学家动物学家 T.SchwannT.Schwann细胞学说的建立细胞学说的建立1 1、将有机体和无机体彻底区分开、将有机体和无机体彻底区分开2 2、纠正了动植物界是毫不相干的两个、纠正了动植物界是毫不相干的两个生命界的错误看法生命界的错误看法3 3、证实和揭示了存在于动植物体结构、证实和揭示了存在于动植物体结构上的共同起源，遵循着共同规律上的共同起源，遵循着共同规律细胞学说是生
9、物学史上细胞学说是生物学史上关于关于机体结构机体结构的第一个学说的第一个学说1 1、标志着、标志着细胞学细胞学学科的兴起学科的兴起2 2、标志着对生物的认识由大体水平进入到细胞水平、标志着对生物的认识由大体水平进入到细胞水平3 3、标志着生物学研究方向和学识观点上的转折、标志着生物学研究方向和学识观点上的转折4 4、动植物结构的统一性，不再是哲学的推论、动植物结构的统一性，不再是哲学的推论而是自然科学的事实而是自然科学的事实细胞器发现细胞器发现 遗传学定率遗传学定率 1919世纪世纪3030年代年代-20-20世纪初世纪初细胞器的发现细胞器的发现细胞核（细胞核（18311831年）年）中心体（
10、中心体（18831883年）年）线粒体（线粒体（18941894年）年）高尔基体（高尔基体（18981898年）年）染色体（染色体（18881888年）年）分裂时细胞的特征性改变分裂时细胞的特征性改变遗传学定律遗传学定律遗传因子学说遗传因子学说 18651865年年奥地利的僧侣（奥地利的僧侣（Mendel Mendel）主要内容主要内容 遗传性状是由成对的遗传因子决定的遗传性状是由成对的遗传因子决定的 在生殖细胞形成时，不同对的遗传因子可在生殖细胞形成时，不同对的遗传因子可以自由组合以自由组合。细胞的超微结构细胞的超微结构 2020世纪世纪30-7030-70年代年代40-14040-140倍
11、倍三十年代初，德国物理学家三十年代初，德国物理学家RuskaRuska发发明了电子显微镜，放大倍数达一万倍明了电子显微镜，放大倍数达一万倍 10001000倍倍分辨率达分辨率达0.2nm0.2nm透透射射电电镜镜淋巴细胞淋巴细胞扫描电镜扫描电镜葡萄球菌葡萄球菌红细胞红细胞卵子与精子卵子与精子冰冻蚀刻电镜照片示细胞结构冰冻蚀刻电镜照片示细胞结构线粒体线粒体扫描隧道电子显微镜扫描隧道电子显微镜分辨率很高分辨率很高横向为横向为0.10.2nm0.10.2nm纵向可达纵向可达0.001nm0.001nm直接观察生物大分子直接观察生物大分子 放大倍数达放大倍数达三亿倍三亿倍优点优点可观察三态物质可观察三
12、态物质固态、液态和气态固态、液态和气态病毒、分子、原子和夸克病毒、分子、原子和夸克 苯分子苯分子染色体染色体氨基酸分子氨基酸分子 分子生物学时代分子生物学时代 2020世纪世纪5050年代年代-至今至今DNADNA分子双螺旋结构模型的建立分子双螺旋结构模型的建立 19531953年年重大事件重大事件基因工程基因工程基因组计划基因组计划克隆技术克隆技术70-8070-80年代年代九十年代初九十年代初19971997年年分子生物学时代分子生物学时代 2020世纪世纪5050年代年代-至今至今DNADNA分子双螺旋结构模型的建立分子双螺旋结构模型的建立 19531953年年重大事件重大事件基因工程基
13、因工程基因组计划基因组计划克隆技术克隆技术70-8070-80年代年代九十年代初九十年代初19971997年年美国科学家美国科学家 Watson J.D.Watson J.D.英国科学家英国科学家 CrickCrickDNADNA分子双螺旋结构模型的建立分子双螺旋结构模型的建立19531953年年Nature.Nature.认识核酸分子认识核酸分子主要内容主要内容为重组为重组DNADNA技术（基因工程）提供了理论基础技术（基因工程）提供了理论基础 为基因工程的发展提供了必要的条件为基因工程的发展提供了必要的条件 揭示了生物体分子结构揭示了生物体分子结构 揭示了生物界中分子运动规律的核心揭示了生
14、物界中分子运动规律的核心问题（中心法则）：问题（中心法则）：DNADNA分子的复制、分子的复制、转录、蛋白质的合成转录、蛋白质的合成 19651965年，我国科学家第一次实现人工合年，我国科学家第一次实现人工合成具生物学活性的结晶牛胰岛素成具生物学活性的结晶牛胰岛素 19811981年，我国科学家人工合成酵母丙氨年，我国科学家人工合成酵母丙氨酸酸tRNAtRNA（7676个核苷酸）个核苷酸）论证了生物体是从无机物进化演变来的论证了生物体是从无机物进化演变来的对生命的认识由细胞水平进入到分子水平对生命的认识由细胞水平进入到分子水平合成核酸分子合成核酸分子分子生物学时代分子生物学时代 2020世纪
15、世纪5050年代年代-至今至今DNADNA分子双螺旋结构模型的建立分子双螺旋结构模型的建立 1953 1953年年人工能干预生命形态人工能干预生命形态认识认识DNADNA合成合成DNADNA改变遗改变遗传性状传性状改造改造DNADNA表达蛋白表达蛋白20142014年年5 5月月NatureNature杂志的一篇文章杂志的一篇文章5353ACTTTGTGAAAC美国的科学家首次将美国的科学家首次将人工设计的碱基人工设计的碱基（Unnatural Base Pairs,UBPUnnatural Base Pairs,UBP）插入到）插入到了大肠杆菌基因组中，在不断提供合成了大肠杆菌基因组中，在不
16、断提供合成“原料原料”的条件下，这些的条件下，这些人工碱基人工碱基能被细能被细胞准确复制了胞准确复制了2424轮轮，并，并遗传遗传到子代细胞到子代细胞意味着意味着第三对碱基对的合成，第三对碱基对的合成，构建出了半人工的生命构建出了半人工的生命ATATCGCGATYXXYGCATGCAUGCAXYGTC2 2个碱基对个碱基对6464个密码子个密码子216216个密码子个密码子蛋白质可由蛋白质可由2020种氨基酸组成种氨基酸组成蛋白质可由蛋白质可由172172种氨基酸组成种氨基酸组成更好的疫苗更好的疫苗（研究试剂）（研究试剂）诊断工具诊断工具（微小（微小RNARNA）药物开发药物开发（新型抗癌药物
17、）（新型抗癌药物）（新型抗生素）（新型抗生素）3 3个碱基对个碱基对AT改造核酸分子改造核酸分子基因工程即指按人类的意愿基因工程即指按人类的意愿定向改变定向改变生物生物遗传性状的技术遗传性状的技术基因工程的发展及广泛应用基因工程的发展及广泛应用70-8070-80年代年代 同种生物间的杂交同种生物间的杂交 雌雄配子结合雌雄配子结合 异种生物间的杂交（远缘杂交）异种生物间的杂交（远缘杂交）狮虎兽狮虎兽薯柿薯柿骡子骡子杂交水稻杂交水稻 无籽西瓜无籽西瓜 无籽西瓜无籽西瓜（2n+4n3n2n+4n3n）第一期：第一期：20002000年年700700公斤公斤/亩产亩产第二期：第二期：20042004
18、年年847847公斤公斤/亩产亩产第二次绿色革命第二次绿色革命第三期：第三期：20112011年年926.6926.6公斤公斤/亩产亩产第四期：第四期：20142014年年1026.71026.7公斤公斤/亩产亩产驴骡（母驴驴骡（母驴公马）公马）马骡（母马马骡（母马公驴）公驴）染色体染色体6363条条马铃薯马铃薯番茄理想植株番茄理想植株狮虎兽狮虎兽狮子老虎狮子老虎老虎老虎 狮子狮子虎狮兽虎狮兽基因工程基因工程B B生物细胞生物细胞A A生物的基因片段生物的基因片段表达表达A A生物的性状生物的性状B B生物的性状生物的性状 定向改变遗传性状定向改变遗传性状传代传代昆明鼠昆明鼠转基因鼠转基因鼠
19、利与弊利与弊利：利：可能含有有毒物质和过敏源可能含有有毒物质和过敏源可能破坏食物中的营养成分可能破坏食物中的营养成分可能引起自然界的基因污染可能引起自然界的基因污染弊：弊：时间短，目的性强，易控制，时间短，目的性强，易控制，实现远缘杂交实现远缘杂交 目前我国获批安全证书的农作物目前我国获批安全证书的农作物棉花、番木瓜、水稻、玉米棉花、番木瓜、水稻、玉米 批准商业化种植批准商业化种植棉花、番木瓜棉花、番木瓜批准进口用作加工原料的作物批准进口用作加工原料的作物大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜2016.4.13.2016.4.13.农业部新闻办农业部新闻办抗虫、抗除草剂、抗虫
20、、抗除草剂、抗逆、抗病、品质抗逆、抗病、品质改良、营养保健等改良、营养保健等是由美国科学家是由美国科学家 Renato DulbeccoRenato Dulbecco在在1981985 5年首先提出，美国政府年首先提出，美国政府 1990 1990年年1010月月正式启动正式启动 人类基因组计划人类基因组计划9090年代初年代初目的：目的：阐明人类基因组阐明人类基因组3 310109 9个碱基对的序列个碱基对的序列寻找所有人类基因以及基因在染色体上的定位寻找所有人类基因以及基因在染色体上的定位 破译其包含的全部遗传信息破译其包含的全部遗传信息研究工作：研究工作：构建人类基因组的高分辨遗传图和更
21、构建人类基因组的高分辨遗传图和更精细的互补物理图，确定所有基因的位精细的互补物理图，确定所有基因的位置，手机收集按序排列的置，手机收集按序排列的DNADNA克隆等克隆等 人类基因组计划首席科学家、人类基因组计划首席科学家、美国国家人类基因组研究所所长美国国家人类基因组研究所所长 弗朗西斯弗朗西斯柯林斯柯林斯 时间表时间表英、法、日、德加入，共英、法、日、德加入，共1515个实验室个实验室 20002000年年6 6月月公布公布人类基因组工作框架图人类基因组工作框架图19901990年年开始启动，预计耗资开始启动，预计耗资3030亿美元，亿美元，花费花费1515年时间，美国担任年时间，美国担任5
22、4%54%任务任务20002000年年4 4月月我国完成我国完成1%1%人类基因组序列工作框架图人类基因组序列工作框架图20032003年年公布了公布了人类全基因组高精度序列图人类全基因组高精度序列图表明人类基因的数量仅为表明人类基因的数量仅为2 2万万2.52.5万个万个19931993年年9 9月月中国正式加入，担任中国正式加入，担任1%1%任务，任务，3p3p约约30003000万万bpbp测序测序20012001年年NatureNature和和ScienceScience发表人类基因组草图发表人类基因组草图实际共耗资实际共耗资4747亿美元亿美元加入晚、任务少，但是：加入晚、任务少，但
23、是：如何看待中国的工作如何看待中国的工作、获得了、获得了100100的的技术技术（SARSSARS病毒测序）病毒测序）、获得了可贵的、获得了可贵的研究能力研究能力（误差率（误差率6/6/百万）百万）、具有、具有平等平等分享国际基因组计划的全部技分享国际基因组计划的全部技术资源的术资源的资格资格、在有关基因研究方面拥有、在有关基因研究方面拥有发言权发言权（共识）（共识）人类基因组计划图谱是全人类的财产人类基因组计划图谱是全人类的财产共共 识识 研究成果应该为全人类共享，造福全人类研究成果应该为全人类共享，造福全人类后基因组计划后基因组计划 对基因组的结构、表达、修复、功能等进对基因组的结构、表达
24、、修复、功能等进行研究的计划。包括行研究的计划。包括功能基因组、结构基功能基因组、结构基因组因组和和蛋白质组蛋白质组等研究的国际合作计划等研究的国际合作计划“全球合作，数据共享全球合作，数据共享”国际肿瘤基因组计划国际肿瘤基因组计划国际蛋白组计划国际蛋白组计划国际千人基因组计划国际千人基因组计划后基因组计划后基因组计划后基因组计划后基因组计划 20032003年年1212月我国牵头的月我国牵头的“人类肝脏蛋白质人类肝脏蛋白质计划计划”启动，目前已有启动，目前已有1616个国家和地区的个国家和地区的八十余个实验室报名参加八十余个实验室报名参加这是我国领导的第一项重大国际合作计划，这是我国领导的第
25、一项重大国际合作计划，也是第一个人类组织器官的蛋白组计划也是第一个人类组织器官的蛋白组计划人类肝脏蛋白质计划人类肝脏蛋白质计划该计划将在该计划将在2012-20172012-2017年，对英国国家年，对英国国家卫生医疗系统下的卫生医疗系统下的1010万名病人进行全基万名病人进行全基因测序，以便找出疾病与基因之间的关系因测序，以便找出疾病与基因之间的关系 十万基因组计划十万基因组计划目前已投资目前已投资4.714.71亿美元亿美元后基因组计划后基因组计划 认识基因认识基因合成基因合成基因改变遗改变遗传性状传性状改造基因改造基因表达蛋白表达蛋白（遗传因子遗传因子）（PCRPCR技术）技术）（人类（
26、人类基因基因组计划组计划）（“基因剪刀基因剪刀”）“生命天书生命天书”阅读阅读编辑编辑20162016年年6 6月，全球月，全球2525名来自基因研究领域名来自基因研究领域的科学家联名在的科学家联名在ScienceScience杂志上宣布杂志上宣布 人类基因组编写计划人类基因组编写计划目标：目标：1010年内合成一个完整的人类基因组年内合成一个完整的人类基因组后基因组计划后基因组计划 基因技术基因技术传统的杂交技术传统的杂交技术第一代基因第一代基因修饰技术修饰技术第二代基因第二代基因编辑技术编辑技术（转基因技术）（转基因技术）（基因的修饰）（基因的修饰）（TALENSTALENS技术）技术）（
27、CRISPRCRISPR技术）技术）（锌指技术）（锌指技术）如果你想在如果你想在模式生物中模式生物中进行进行复杂的复杂的基因组修饰基因组修饰，你几乎只能你几乎只能选择小鼠选择小鼠选择优良的基因选择优良的基因引入小鼠胚胎干引入小鼠胚胎干细胞细胞将这些经过基因修饰的细胞将这些经过基因修饰的细胞注射到小鼠囊胚注射到小鼠囊胚接着是孕育、出接着是孕育、出生、筛选生、筛选等待所需的幼崽成长到等待所需的幼崽成长到性成熟，交配和杂交，之后是更多性成熟，交配和杂交，之后是更多孕育、更多筛选，一直下去。孕育、更多筛选，一直下去。在过去在过去 基因技术基因技术传统的杂交技术传统的杂交技术第一代基因第一代基因修饰技术
28、修饰技术第二代基因第二代基因编辑技术编辑技术（转基因技术）（转基因技术）（基因的修饰）（基因的修饰）（TALENSTALENS技术）技术）（CRISPRCRISPR技术）技术）（锌指技术）（锌指技术）能够在活细能够在活细胞中通过对胞中通过对特定特定DNADNA片片段的敲除、段的敲除、加入等修饰，加入等修饰，最有效、最最有效、最便捷地便捷地“编编辑辑”任何基任何基因，然后由因，然后由细胞直接进细胞直接进行修复行修复现在现在锌指核酸酶（锌指核酸酶（ZFNZFN）转录激活因子样效应物核酸酶（转录激活因子样效应物核酸酶（TALENTALEN）CasCas9 9核酸酶（核酸酶（CRISPR/CasCRI
29、SPR/Cas系统）系统）能够应用在几乎任何物种能够应用在几乎任何物种实现核苷酸水平的精确修饰实现核苷酸水平的精确修饰有着令人难以置信的速度有着令人难以置信的速度优点：优点：定位定位切割切割修复修复 CRISPRCRISPR基因编辑技术基因编辑技术CRISPRCRISPR工具工具Cas9Cas9核酸核酸内切酶内切酶结合结合向导向导RNARNA（与目标（与目标DNADNA序列互补）序列互补）向导向导RNARNA锁定作用锁定作用位点，位点，Cas9Cas9对该对该位点的位点的DNADNA剪切剪切当细胞对当细胞对DNADNA双链剪切位点修双链剪切位点修复时，就会在该位点插入或删复时，就会在该位点插入
30、或删除几个碱基，造成阅读框移位，除几个碱基，造成阅读框移位，而导致基因发生突变，而导致基因发生突变，DNADNA即即被改造。被改造。20132013年年1 1月份，美国两个实验月份，美国两个实验室在室在ScienceScience杂志上发表杂志上发表一项新的基因编辑技术一项新的基因编辑技术 通过无性繁殖方式，由单个细胞产生的、通过无性繁殖方式，由单个细胞产生的、和亲代相同的一群细胞或生物体和亲代相同的一群细胞或生物体克隆羊克隆羊“多莉多莉”的诞生，打破了千古不的诞生，打破了千古不变的自然规律和传统的生育模式变的自然规律和传统的生育模式克隆技术克隆技术19971997年年 不同性别不同性别 的单
31、亲个的单亲个 体可独自体可独自 繁殖后代繁殖后代体细胞可以体细胞可以直接发育成直接发育成一个个体一个个体克隆羊诞生的意义克隆羊诞生的意义 打破了传统的有性生殖的模式打破了传统的有性生殖的模式 法律法律道德道德 进化进化 为什么禁止克隆人？为什么禁止克隆人？克隆人与克隆人与供体之间供体之间的亲缘关的亲缘关系如何界系如何界定定克隆人克隆人应受到应受到尊重尊重克隆人会克隆人会导致人类导致人类 基因库单基因库单一性一性 第第5959届联大法律委员会声明届联大法律委员会声明坚决反对生殖性克隆坚决反对生殖性克隆支持治疗性克隆研究支持治疗性克隆研究 禁止有违人类尊严的任何形式的克隆人禁止有违人类尊严的任何形
32、式的克隆人类活动，其中包括为了医学研究而进行类活动，其中包括为了医学研究而进行的胚胎细胞克隆（的胚胎细胞克隆（2005.3.8.2005.3.8.）克隆技术对人类的好处克隆技术对人类的好处1 1、治疗疾病、治疗疾病2 2、器官移植、器官移植 19971997年初年初，克隆羊，克隆羊“多莉多莉”诞生诞生19971997年年，克隆羊，克隆羊“莫莉莫莉”诞生，同时含有诞生，同时含有人的凝血因子人的凝血因子基因基因19991999年年，通过体细胞核移植技术获得了，通过体细胞核移植技术获得了3 3只转人抗胰蛋白酶（只转人抗胰蛋白酶（hAThAT）基因的奶山羊基因的奶山羊应用克隆技术将来可为临床提供各种应
33、用克隆技术将来可为临床提供各种宝贵的药用蛋白用以治疗各种疾病宝贵的药用蛋白用以治疗各种疾病 韩国科学家克隆出的荧光猫韩国科学家克隆出的荧光猫在紫外线灯光照射下，在紫外线灯光照射下，“荧光猫荧光猫”呈现出红色呈现出红色 东北农业大学克隆的东北农业大学克隆的“荧光猪崽荧光猪崽”在紫外光源激发下发出绿色荧光在紫外光源激发下发出绿色荧光 美国克隆出的人类早期胚胎美国克隆出的人类早期胚胎 2001.12.25.2001.12.25.四细胞期四细胞期六细胞期六细胞期 美国科学家克隆的人体胚胎美国科学家克隆的人体胚胎两名男性的皮肤细胞克隆出两名男性的皮肤细胞克隆出5 5个人体胚胎个人体胚胎 2008.1.1
34、8.2008.1.18.2015.9.15.2015.9.15.报报20122012出生的转基出生的转基因克隆牛因克隆牛“妞妞妞妞”脂肪性脂肪连脂肪性脂肪连接蛋白基因接蛋白基因表明我国应用体细胞克隆表明我国应用体细胞克隆技术，培育自主品牌的肉技术，培育自主品牌的肉牛新品种，迈出关键一步牛新品种，迈出关键一步雌性克二代转基因牛雌性克二代转基因牛克隆技术的前景克隆技术的前景用患者体细胞核作为供体，在体外克隆用患者体细胞核作为供体，在体外克隆特定的组织，器官，以替换患者受损或特定的组织，器官，以替换患者受损或丧失功能的组织或器官丧失功能的组织或器官治疗糖尿病、癌症、老年性痴呆、帕金治疗糖尿病、癌症、
35、老年性痴呆、帕金森病、肾衰竭以及其他神经、骨骼、肌森病、肾衰竭以及其他神经、骨骼、肌肉、皮肤等损伤和疾病肉、皮肤等损伤和疾病 组成组成细胞质细胞质细胞膜细胞膜细胞原生质细胞原生质细胞器细胞器胞浆胞浆膜相结构膜相结构非膜相结构非膜相结构细胞原生质细胞原生质细胞核细胞核 元素元素基本结构基本结构成分成分结构结构氨基酸氨基酸脂肪酸脂肪酸核苷酸核苷酸单糖单糖蛋白质蛋白质核酸核酸脂类脂类多糖多糖膜状膜状线（纤维）状线（纤维）状颗粒状颗粒状基本结构基本结构元素元素 大小大小人体内最小的淋巴细胞人体内最小的淋巴细胞,仅仅4-5m4-5m 人体内最大的是成熟的卵细胞人体内最大的是成熟的卵细胞120m120m
36、变形虫变形虫 300m300m枝原体最小枝原体最小0.20.2mm 大小大小细胞大小、干重、蛋白质及核酸含量增加细胞大小、干重、蛋白质及核酸含量增加 人心肌细胞：人心肌细胞：出生时直径出生时直径7 7 m m成年时直径成年时直径14 14 m mPr/DNAPr/DNA含量比含量比骨骼肌细胞骨骼肌细胞肝细胞肝细胞肾脏细胞肾脏细胞细胞体积守恒定律：细胞体积守恒定律：器官的大小决定于细胞的数量，与细胞大小无关器官的大小决定于细胞的数量，与细胞大小无关206 206 73 73 292912012023236060 数量数量单单细细胞胞生生物物有核单细胞生物有核单细胞生物无核单细胞生物无核单细胞生物
37、多细胞生物多细胞生物蓝藻蓝藻细菌细菌原生生物原生生物藻类藻类真菌（酵母菌）真菌（酵母菌）（草履虫、变形虫）（草履虫、变形虫）是指由多个、分化的细胞组成的生是指由多个、分化的细胞组成的生物体，其分化的细胞各有不同的形物体，其分化的细胞各有不同的形态和专门的功能态和专门的功能 婴儿婴儿10101212个细胞个细胞成年人成年人10101414个细胞个细胞形态形态游离态游离态:球形球形组织中组织中:椭圆形椭圆形立方形立方形扁平形扁平形 梭形梭形多角形多角形与细胞所处的与细胞所处的环境有关环境有关与细胞自身的与细胞自身的功能有关功能有关 基本共性基本共性1 1、选择性的膜结构、选择性的膜结构结构上结构上
38、在细胞内外起屏障作用在细胞内外起屏障作用 在细胞内构筑区室在细胞内构筑区室2 2、具有遗传物质、具有遗传物质3 3、具有核糖体、具有核糖体 基本共性基本共性功能上功能上拥有独特的遗传密码及使用方式拥有独特的遗传密码及使用方式自我复制自我复制需要能量供应需要能量供应新陈代谢（加工厂）新陈代谢（加工厂）运动运动应激反应应激反应自我调节自我调节 种类种类支原体支原体细菌细菌蓝绿藻蓝绿藻 (prokaryotic cell)prokaryotic cell)一类无明显细胞核结构的单细胞生物一类无明显细胞核结构的单细胞生物 支原体支原体 (Mycoplasma)Mycoplasma)DNADNA只能指导
39、大约只能指导大约400400种种PrPr合成，核合成，核糖体是唯一的细胞器，无细胞壁糖体是唯一的细胞器，无细胞壁形态、结构介于细菌与病毒之间，遗形态、结构介于细菌与病毒之间，遗传物质均匀分布于胞质，形状多样传物质均匀分布于胞质，形状多样 细菌细菌 (bacteria)bacteria)数量庞大，分数量庞大，分布广泛，体积布广泛，体积小，结构简单，小，结构简单，大多数呈球状、大多数呈球状、杆状、螺旋状杆状、螺旋状间体间体 质膜质膜 拟核拟核 细胞质细胞质 荚膜荚膜细胞壁细胞壁核糖体核糖体 鞭毛鞭毛 质粒质粒独立于核以外的裸露环状独立于核以外的裸露环状DNADNA自我复制自我复制常作为基因工程中常
40、作为基因工程中DNADNA片断片断的载体的载体 原核细胞的基本结构原核细胞的基本结构 支原体支原体细菌细菌拟核、拟核、核糖体、质粒、鞭毛核糖体、质粒、鞭毛原核细胞的基本特点原核细胞的基本特点无核膜无核膜无特定分化的复杂结构及内膜系统无特定分化的复杂结构及内膜系统遗传信息量较小，环状裸露遗传信息量较小，环状裸露DNADNA分子分子细胞膜、细胞质、核酸、核糖体细胞膜、细胞质、核酸、核糖体细胞壁、细胞膜、细胞质、荚膜、细胞壁、细胞膜、细胞质、荚膜、细菌分裂方式？细菌分裂方式？无丝分裂：无丝分裂：二分裂：二分裂：细胞的分裂方式细胞的分裂方式细菌增殖的方式细菌增殖的方式 光光镜镜下下结结构构 细胞膜细胞
41、膜细胞质细胞质细胞核细胞核真核细胞真核细胞(eukaryotic celleukaryotic cell)电镜下结构电镜下结构膜相结构膜相结构非膜相结构非膜相结构细胞膜细胞膜内质网内质网高尔基复合体高尔基复合体线粒体线粒体溶酶体溶酶体过氧化氢体过氧化氢体核膜核膜核糖体核糖体中心粒中心粒微管微管微丝微丝中等纤维中等纤维细胞质基质细胞质基质核仁核仁染色质染色质核基质核基质 区别原核细胞的三个特点区别原核细胞的三个特点生物膜系统生物膜系统遗传信息表达系统遗传信息表达系统细胞骨架系统细胞骨架系统 生物膜生物膜细胞内的膜系统细胞内的膜系统细胞质的内膜系统细胞质的内膜系统细胞质膜细胞质膜细胞内的膜系统细胞
42、内的膜系统细胞质内的所有的膜结构细胞质内的所有的膜结构除线粒体膜以外的细胞质内除线粒体膜以外的细胞质内的所有的膜结构的所有的膜结构 细胞骨架细胞骨架核纤层、核基质核纤层、核基质微管、微丝、中间丝微管、微丝、中间丝细胞质骨架细胞质骨架核骨架核骨架原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞细胞大小细胞大小1 110 um10 um1010100um100um细胞结构细胞结构无胞质环流无胞质环流 无核膜、核无核膜、核仁仁有有中间体（类似线粒体）中间体（类似线粒体）线粒体线粒体核糖体核糖体核糖体核糖体无细胞骨架无细胞骨架 内膜系统内膜系统有有基因组基因组 遗传信息量遗传信息量少（细菌少（细菌4 410106 6
43、 bpbp）大（为其大（为其404010001000倍）倍）DNADNA分子结构分子结构环状双螺旋单数环状双螺旋单数 裸露裸露线状双螺旋线状双螺旋 多数多数 染色体染色体 基因结构特点基因结构特点无内含子无内含子无大量无大量 DNA DNA 重复序列重复序列有有 基因表达基因表达转录翻译同时在胞质进行转录翻译同时在胞质进行无周期性和连续性无周期性和连续性核内转录胞质内翻译有核内转录胞质内翻译有周期性无连续性不同时周期性无连续性不同时 基因表达产物基因表达产物无须加工修饰无须加工修饰需加工修饰需加工修饰细胞分裂细胞分裂无丝分裂无丝分裂有丝分裂减数分裂有丝分裂减数分裂 细胞生物学细胞生物学是研是研
44、究生命活动基本究生命活动基本规律的学科规律的学科医学科学医学科学主要是研究人类主要是研究人类疾病的发生发展机制，并疾病的发生发展机制，并对疾病诊断、治疗和预防对疾病诊断、治疗和预防基基础础医医学学研究人的生命研究人的生命和疾病现象的和疾病现象的本质及其规律本质及其规律临临床床医医学学正常细胞结构和功能正常细胞结构和功能损伤，导致人体组织损伤，导致人体组织器官的结构功能的紊器官的结构功能的紊乱，由此引起疾病乱，由此引起疾病 所有生物学的答案最终都要到细胞中去寻找。所有生物学的答案最终都要到细胞中去寻找。因为所有生命体都是，或曾经是，一个细胞。因为所有生命体都是，或曾经是，一个细胞。所有疾病的发生
45、都是机体紊乱所致所有疾病的发生都是机体紊乱所致是细胞与分子紊乱所致是细胞与分子紊乱所致生长发育、疾病、医学研究生长发育、疾病、医学研究 再生医学与干细胞再生医学与干细胞细胞增殖失控与肿瘤细胞增殖失控与肿瘤基因与遗传病、感染性疾病基因与遗传病、感染性疾病细胞信号传递与疾病细胞信号传递与疾病细胞凋亡与疾病细胞凋亡与疾病现现代代医医学学的的热热点点问问题题基因诊断与基因治疗基因诊断与基因治疗预习题预习题1 1、简述细胞的基本共性（结构、功能）、简述细胞的基本共性（结构、功能）2 2、简述原核细胞的三个最基本特点、简述原核细胞的三个最基本特点3 3、简述真核细胞的三个最基本特点、简述真核细胞的三个最基
46、本特点4 4、比较原核细胞和真核细胞的基本特征、比较原核细胞和真核细胞的基本特征5 5、什么是生物膜、什么是生物膜、细胞内的膜系统、细胞内的膜系统、细胞质的内膜系统？细胞质的内膜系统？复习题复习题1 1、简述细胞的基本共性（结构、功能）、简述细胞的基本共性（结构、功能）2 2、简述原核细胞的三个最基本特点、简述原核细胞的三个最基本特点3 3、简述真核细胞的三个最基本特点、简述真核细胞的三个最基本特点4 4、比较原核细胞和真核细胞的基本特征、比较原核细胞和真核细胞的基本特征5 5、什么是生物膜、什么是生物膜、细胞内的膜系统、细胞内的膜系统、细胞质的内膜系统？细胞质的内膜系统？课外学习题课外学习题1 1、病毒的起源、病毒的起源2 2、蛋白质的分子结构（蛋白质分子结构的分级；、蛋白质的分子结构（蛋白质分子结构的分级；什么是结构域）什么是结构域）3 3、动物细胞内含有的主要、动物细胞内含有的主要RNARNA种类及功能种类及功能4 4、细胞生物学研究的方法、策略和工具的使用、细胞生物学研究的方法、策略和工具的使用
