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医学细胞生物学 细胞生物学概论 细胞的结构与功能 细胞的社会性 细胞的基本生命活动 细胞工程

山东大学医学院细胞生物学研究所

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第一章 绪论 细胞生物学概述

细胞生物学发展的几个主要阶段

细胞生物学与医学

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细菌

细胞的世界很精彩

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面包酵母

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洋葱根尖细胞

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红细胞

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卵细胞 精细胞

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巨噬细胞吞噬细菌

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肺癌细胞

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转染 GFP 的活细胞

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CELL神经细胞

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神经细胞

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第一节 细胞生物学概述

一 细胞生物学的概念与研究内容细胞学（ Cytology ）：是关于细胞结构与功能 ( 特别是染色体 ) 的研究。

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细胞生物学 (cell biology) ：细胞生物学是在整体（显微）水平、亚显微（超微）和分子水平三个层次上，研究细胞和细胞器的结构、功能和生命规律的一门科学。

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2 、细胞生物学的研究内容

研究对象

以细胞为研究对象，把细胞的结构和功能结合起来，

关注细胞间的相互关系，了解生物体的生长、分化、遗传、变异、衰老和死亡等基本生命现象的机制和规律。

研究方式 从细胞的表型特征入手，探索隐藏在其背后的分子机制。 从基因或蛋白质等生物大分子入手，了解其对细胞功能或

行为的影响。

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在我国的基础学科发展规划中，细胞生物学与分子生物学，神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。

与分子生物学、神经生物学和免疫学并列为我国生命科学四大前沿学科。

总发展趋势：细胞生物学与分子生物学相互渗透与交融——细胞分子生物学或分子细胞生物学。

二、细胞生物学在生命科学中的地位

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第二节 细胞生物学发展的几个主要阶段 －细胞生物学的发展简史

一、细胞的发现与细胞学说的创立 二、光学显微镜下的细胞学研究－细胞

显微形态的研究。 三、实验细胞学阶段 四、亚显微结构与分子水平的细胞生物学

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詹森(Janssen)

与显微镜的发明分不开

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1680  荷兰人 A. van Leeuwenhoek 成为第一个看到活细胞的人，观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等等。

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机体一切病理现象都基于细胞的损伤

1841 Remak 观察到鸡胚血细胞的直接分裂1882 Flemming 提出有丝分裂和无丝分裂Straburger 将有丝分裂分为 4 个时期Boveri 和 Straburger 发现了减数分裂

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Morgan

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（二）分子生物学的研究进展促进了细胞生物学的形成与发展

1953 年，美国人 J. D. Watson 和英国人 F. H. C. Crick 提出 DNA 双螺旋模型。

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Crick 提出了中心法则 Singer 和 Nicolson 提出液态镶嵌模型 转基因小鼠和基因敲除小鼠

"Mario Capecchi: The man who changed our world".

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三、细胞生物学的主要研究领域

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细胞的信号转导信号转导（ signal transduction ） 指外界信号（如光、电、化学分子）与细胞细胞表面受体作用，通过影响细胞内信使的水平变化，进而引起细胞应答反应的一系列过程。

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细胞分化与干细胞研究 细胞分化：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态结构和生理功能上发生稳定性的差异的过程称为细胞分化（ cellular differentiation ）。

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干细胞 (stem cells, SC) ：是一类具有自我复制能力 (self-renewing) 的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞 (embryonic stem cell ， ES 细胞 ) 和成体干细胞 (somatic stem cell) 。根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞 (totipotent stem cell,TSC) 、多能干细胞（ pluripotent stem

cell ）和单能干细胞（ unipotent stem cell ）。

干细胞

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1996 年 7月 5日，世界上第一只克隆羊“多利”在英国苏格兰卢斯林研究所的试验基地诞生。

Ian Wilmut

“多利”与细胞分化

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细胞增殖与细胞周期调控

细胞周期的失控与肿瘤的发生密切相关

Leland H. Hartwell R. Timothy (Tim) Hunt Sir Paul M. Nurse

2001 年 ， 美 国 人 Leland Hartwell 、 英 国 人 Paul

Nurse 、 Timothy Hunt 因对细胞周期调控机理的研究而获诺贝尔生理医学奖。

细胞衰老与细胞死亡

细胞衰老（ cell senescence ） : 是指细胞的形态结构和生理功能逐渐衰退的现象。在人和高等动物，细胞总体的衰老将导致个体的衰老。

细胞死亡（ cell death ） : 是指细胞生命活动的结束，可区分为坏死、凋亡及细胞自噬。

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2002 年，英国人悉尼 ·布雷诺尔、美国人罗伯特 ·霍维茨

和英国人约翰 ·苏尔斯顿，因在器官发育的遗传调控和细胞程

序性死亡方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖。

Sydney Brenner

H. Robert Horvitz •John E. Sulston

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细胞的基因组学、蛋白质组学

基因组（ genome ）：是生物单倍体细胞中所携带遗传信息的总和。

蛋白质组 (proteome) ：指由一个细胞、一个组织或生物的基因组所表达的所有蛋白质 .

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细胞生物学与医学

造血干细胞移植

放化疗治疗肿瘤患者

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造血干细胞移植骨髓移植外周血干细胞移植自体造血干细胞移植 (ABMT)