細胞生物學概論

細胞生物學概論

個體發(fā)育(胚胎階段)精子穿卵受精卵611124月胚胎CharltonHestonandRonaldReaganatameetingintheWhiteHouse.IntroductiontoCellBiology細胞生物學緒論掌握細胞、細胞生物學的基本概念；熟悉細胞學說的建立；了解細胞生物學發(fā)展簡史，細胞生物學與醫(yī)學科學，細胞生物學研究動態(tài)與醫(yī)學進展。

教學目的細胞生物學的研究內(nèi)容細胞生物學發(fā)展簡史細胞生物學與醫(yī)學科學細胞生物學研究動態(tài)與醫(yī)學進展細胞生物學緒論？細胞生物學細胞生物學基本概念細胞

細胞是絕大多數(shù)生命類型的結構和功能的基本單位；也是非細胞生命體現(xiàn)其生命存在的重要平臺。細胞（Cell）細胞的特性結構單元功能單元細胞生物學基本概念細胞生物學細胞生物學是以細胞為研究對象，應用近代物理學、生物化學、實驗生物學以及分子生物學手段，從顯微水平、亞顯微水平乃至分子水平來研究生命活動的本質(zhì)及其規(guī)律的科學。細胞生物學屬于普通生物學的范疇。細胞生物學（CellBiology）細胞生物學是以細胞為研究對象，應用近代物理學、生物化學、實驗生物學以及分子生物學手段，從顯微水平、亞顯微水平乃至分子水平來研究生命活動的本質(zhì)及其規(guī)律的科學。細胞生物學屬于普通生物學的范疇。細胞生物學基本概念相關的分支學科細胞遺傳學（Cytogenetics）細胞生理學（Cytophysiology）分子細胞學（MolecularCytology）細胞社會學（Cytosociology）染色體生物學…（Chromosomebiology）…細胞生物學的研究內(nèi)容細胞生物學發(fā)展簡史細胞生物學與醫(yī)學科學細胞生物學研究動態(tài)與醫(yī)學進展細胞生物學緒論細胞生物學發(fā)展簡史細胞的發(fā)現(xiàn)和細胞學說建立

經(jīng)典細胞學時期實驗生物學時期分子生物學時期當代生命科學時期技術革新推動科學發(fā)展科學發(fā)展返哺技術革新技術革新推動科學發(fā)展科學發(fā)展返哺技術革新

R.Hooke(1665)Leeuwenhoek(1677)

Schleiden(1838)

Schwann(1839)

細胞學說（1838～1839）細胞的發(fā)現(xiàn)和細胞學說的建立(1665－1839)

R.Hooke(1665)Leeuwenhoek(1677)

Schleiden(1838)

Schwann(1839)

細胞學說（1838～1839）技術革新推動科學發(fā)展科學發(fā)展返哺技術革新細胞的發(fā)現(xiàn)和細胞學說的建立(1665－1839)

R.Hooke(1665)Leeuwenhoek(1677)

Schleiden(1838)

Schwann(1839)

細胞學說（1838～1839）技術革新推動科學發(fā)展科學發(fā)展返哺技術革新細胞的發(fā)現(xiàn)和細胞學說的建立(1665－1839)(3)一切細胞只能來自原來的細胞（R.Virchow，1855）。細胞學說(celltheory)由德國科學家Schleiden和Schwann提出，其基本內(nèi)容為:(l)所有生物，從單細胞生物到高等的動物和植物都是由細胞組成的；(2)細胞是生物體形態(tài)結構和生命活動的基本單位。細胞學說(CellTheory)：1838～1839經(jīng)典細胞學時期(1840－1900)實驗技術

細胞分裂細胞結構

Schwann(1839)細胞學說（1838～1839）技術革新推動科學發(fā)展科學發(fā)展返哺技術革新實驗細胞學時期(1900－1953)細胞培養(yǎng)

細胞組分分級分離電子顯微鏡發(fā)明和應用技術革新推動科學發(fā)展科學發(fā)展返哺技術革新分子生物學時期(1953－）遺傳物質(zhì)的化學本質(zhì)

DNA雙螺旋結構模型遺傳密碼

中心法則人類基因組計劃…技術革新推動科學發(fā)展科學發(fā)展返哺技術革新生物學中心法則DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復制左圖：真核生物右圖：原核生物分子生物學時期(1953－）遺傳物質(zhì)的化學本質(zhì)DNA雙螺旋結構模型遺傳密碼中心法則

人類基因組計劃…技術革新推動科學發(fā)展科學發(fā)展返哺技術革新Anytwohumanshares99.9%sameDNAsequence…人類基因組計劃

（HumanGenomeProject,HGP

）

1990年啟動的一項規(guī)模宏大，跨國跨學科的科學探索工程。其宗旨在于測定組成人類染色體（指單倍體）中所包含的30億個堿基對組成的核苷酸序列，從而繪制人類基因組圖譜，并且辨識其載有的基因及其序列，達到破譯人類遺傳信息的最終目的。截止到2006年，人類基因組計劃的測序工作已經(jīng)覆蓋基因組99.99%。美國于1990年正式啟動人類基因組計劃，估計到2003年完成人類基因組全部序列測定。歐共體、日本、加拿大、巴西、印度、中國也相繼提出了各自的基因組研究計劃。中國積極參加到這項研究計劃中承擔其中1%的任務，即人類3號染色體短臂上約3000萬個堿基對的測序任務。中國因此也成為參加這項研究計劃唯一的發(fā)展中國家。2000年6月26日，時任美國總統(tǒng)克林頓在白宮舉行的記者招待會上鄭重宣布，由來自美國、英國、德國、日本、中國和法國的上千名科學家共同參與的“人類基因組研究計劃”已經(jīng)完成人類基因組草圖。他在評價這一歷經(jīng)10年時間完成的科學成果時說，這是“開辟新紀元的成果”“人們將世世代代記住這一天”。大多數(shù)科學家認為2003年所完成的人類基因組序列分析只是一個以測序為主的結構基因組學（structuralgenomics）研究，而對基因功能的研究則開啟了“后基因組時代”。當代生命科學時期(后基因組時代)技術革新推動科學發(fā)展科學發(fā)展返哺技術革新核移植技術&再生醫(yī)學干細胞和細胞工程合成生物學基因組學、生物信息學、蛋白組學、代謝組學、表觀遺傳學……當代生命科學時期技術革新推動科學發(fā)展科學發(fā)展返哺技術革新核移植技術&再生醫(yī)學干細胞和細胞工程合成生物學基因組學、生物信息學、蛋白組學、代謝組學、表觀遺傳學……“人工生命”

--后基因組時代生命科學發(fā)展的里程碑

2010年5月22日，國內(nèi)各大媒體均以“世界首個人造生命在美誕生”為題，報道美國生物學家克雷格·文特爾(J.CraigVenter)在實驗室中應用四種核苷酸人工設計、合成和裝配了“絲狀支原體絲狀亞種”(Mycoplasmamycoides)的基因組，并將其導入去除了遺傳物質(zhì)的山羊支原體體內(nèi)，創(chuàng)造出歷史上首個“人造單細胞生物”?！叭嗽焐浮薄奶貭枮槭澜缟鲜讉€人工生命起名為“辛西婭”?！叭嗽焐浮薄死赘瘛の奶貭柵c世界首個人造生命“辛西婭”的誕生。1995年，生殖道支原體基因測序。1999年1月，進一步確定必需基因，并在《科學》發(fā)表論文提出“最小基因組”概念。2007年6月創(chuàng)立染色體移植技術，實現(xiàn)了完整基因組在物種之間的轉(zhuǎn)移。2008年1月，合成絲狀支原體的最小基因組。2009年，將絲狀支原體的最小基因組移植到去除DNA的山羊支原體體內(nèi)。2010年3月，證實含有人造DNA的山羊支原體能夠正常生長繁殖?！叭嗽焐浮薄死赘瘛の奶貭柵c世界首個人造生命“辛西婭”的誕生。合成生物學

合成生物學是后基因組時代生命科學研究的新興領域。該學科通過對多種天然的或人工設計的生物學元件進行合理、系統(tǒng)的組裝，實現(xiàn)生命系統(tǒng)的重構。該技術將“結構基因時代”的DNA解構發(fā)展為“后基因組時代”的生命建構。這一由破到立的方式轉(zhuǎn)變，是生命科學不斷發(fā)展的必然結果。通過對現(xiàn)有生物體有目的的改造，可以在未來使用“人工生命”合成新醫(yī)藥材料、生物燃料，并可以降解有機廢物和吸收二氧化碳。這些應用才是生物學家開創(chuàng)合成生物學的真正初衷。2010年，文特爾利用合成生物學的手段創(chuàng)造出世界首個單細胞生物。將合成生物學的發(fā)展推向了新的高度。細胞生物學的研究內(nèi)容細胞生物學發(fā)展簡史細胞生物學與醫(yī)學科學細胞生物學研究動態(tài)與醫(yī)學進展細胞生物學緒論細胞生物學與醫(yī)學科學長久以來，大家就明確，一切生物學的答案最終都要到細胞中去尋找。因為所有生物體都是，或曾經(jīng)是，一個細胞?！栠d細胞生物學&醫(yī)學科學細胞生物學理論推動醫(yī)學實踐醫(yī)學實踐豐富細胞生物學理論

細胞生物學是基礎醫(yī)學的基礎

細胞生物學是臨床醫(yī)學的基礎醫(yī)學實踐呼喚細胞生物學理論細胞生物學的研究內(nèi)容