復(fù)旦-細(xì)胞學(xué)姐第1章緒論

人老了后悔什么？

比利時《老人》雜志曾在全國范圍內(nèi)，對60歲以上的老人開展了一次題為“你最后悔什么”的專題調(diào)查活動，調(diào)查結(jié)果很有意思：

72％的老人后悔年輕時努力不夠，以致事業(yè)無成。

67％的老人后悔年輕時錯誤地選擇了職業(yè)。

63％的老人后悔對子女教育不夠或方法不當(dāng)。

58％的老人后悔鍛煉身體不足。

56％的老人后悔對伴侶不夠忠誠。

47％的老人后悔對雙親盡孝不夠。

41％的老人后悔選錯了終身伴侶。

36％的老人后悔自己未能周游世界。

32％的老人后悔自己一生過于平淡，缺乏刺激。

11％的老人后悔沒有賺到更多的金錢。寫在開課前的一點(diǎn)建議細(xì)胞生物學(xué)

CellBiology

教學(xué)學(xué)時安排本學(xué)期教學(xué)時間共18周細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)計劃72學(xué)時上課時間：18周，3學(xué)時/周，共計54學(xué)時實(shí)驗(yàn)課18學(xué)時，安排6個左右的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室：理化實(shí)樓4層，細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)（第二版）楊漢民高等教育出版社1997年07月出版MolecularBiologyoftheCell4thEdition,BruceAlbertsetal.,2002MolecularCellBiology4thEdition,HarveyLodishetal.,1999CellandMolecularBiology3rd

GeraldKarp,2002細(xì)胞生物學(xué)參考書：美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）在1998年底發(fā)表的一份題為《什么是當(dāng)今科研領(lǐng)域的熱門話題？》（“Whatispopularinresearchtoday？”）的調(diào)查報告中指出，目前全球研究最熱門的是 三種疾?。?/p>

癌癥（cancer）

心血管?。╟ardiovasculardiseases）

愛滋病和肝炎等傳染病 （infectiousdiseases：AIDS，hepatitis）五大研究方向：

細(xì)胞周期調(diào)控（cellcyclecontrol）；

細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）；

細(xì)胞衰老（cellularsenescence）；

信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；

DNA的損傷與修復(fù)（DNAdamageandrepair）當(dāng)今科研領(lǐng)域的熱門話題美國科學(xué)情報研究所（ISI）1997年SCI（ScienceCitationIndex）收錄及引用論文檢索，全世界自然科學(xué)研究中論文發(fā)表最集中的三個領(lǐng)域分別是：細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）；基因組與后基因組學(xué)研究（genomeandpost-genomicanalysis）。第一章緒論

Introduction

主要學(xué)術(shù)組織和學(xué)術(shù)期刊4

細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀1

細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史

2

目前對未來的展望3細(xì)胞生物學(xué)CellBio細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)前沿學(xué)科細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容細(xì)胞生物學(xué)CellBio第一節(jié)細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀一、細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)前沿學(xué)科1、生命體是多層次、非線性、多側(cè)面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，而細(xì)胞是生命體的結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位，有了細(xì)胞才有完整的生命活動。

生命體的多層次

把生命現(xiàn)象簡單地比做“力學(xué)中的機(jī)器”等等。動物不是一部簡單的“機(jī)器”，而是一個具有多層次結(jié)構(gòu)的生命系統(tǒng)。從微觀到宏觀，動物是由“細(xì)胞—組織—器官—系統(tǒng)—機(jī)體”組成生命體，又與其賴以生存的外界環(huán)境組成更大的生態(tài)系統(tǒng)。用生態(tài)學(xué)的基本理論來研究生命體生態(tài)營養(yǎng)學(xué)，他們把動物和環(huán)境視為一個有機(jī)統(tǒng)一整體，實(shí)行多層次、多組分和多功能的組合合理、結(jié)構(gòu)有序、開放循環(huán)、內(nèi)外交流。關(guān)系協(xié)調(diào)、協(xié)同發(fā)展和動態(tài)平衡的總體綜合營養(yǎng)調(diào)控，使動物生產(chǎn)體系達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效的目的。

生命體的非線性

人體是一個開放復(fù)雜的巨系統(tǒng)，它不斷與外界進(jìn)行物質(zhì)能量交換，內(nèi)外環(huán)境變化都會使人體內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)變化，其生理、病理過程也都存在著生物節(jié)律。人體所具有耗散結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，說明人體內(nèi)生理、生化過程是一種非線性動力過程，符合具有確定性機(jī)制類隨機(jī)性的混沌特點(diǎn)，對人體信息的提取和分析用非線性方法會得到更真實(shí)、準(zhǔn)確的結(jié)果。

生命體的多側(cè)面

從生命進(jìn)化的情況看，多細(xì)胞的組合由生命信息能量場的序化程度增高來達(dá)成，我們都知道，生命體是由單細(xì)胞形態(tài)逐漸發(fā)展到多細(xì)胞組合形態(tài)的，達(dá)成組合的根本動力就是元?dú)?，元?qì)是宇宙能量的原始形態(tài)，是“先天元神”顯示出波、場等能量形態(tài)的最初表現(xiàn)，是介于先天信息和能量之間的宇宙存在形態(tài)。2、細(xì)胞生物學(xué)的定義細(xì)胞生物學(xué)是研究和揭示細(xì)胞基本生命活動規(guī)律的科學(xué)，它從顯微、亞顯微與分子水平上研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能，細(xì)胞增殖、分化、代謝、運(yùn)動、衰老、死亡，以及細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控、細(xì)胞起源與進(jìn)化等重大生命過程。核心問題是將遺傳與發(fā)育在細(xì)胞水平上結(jié)合起來。細(xì)胞生物學(xué)的三個研究水平分子水平－生物化學(xué)及分子生物學(xué)技術(shù)亞細(xì)胞水平－電子顯微鏡術(shù)細(xì)胞水平－光學(xué)顯微鏡術(shù)亞顯微分子水平顯微顯微亞顯微分子水平口腔上皮細(xì)胞（光學(xué)顯微鏡）高爾基體（電子顯微鏡）DNA分子顯微結(jié)構(gòu)（MicroscopicStructure）即整體水平。指肉眼看不到而在普通顯微鏡下的可見范圍。如：染色體、線粒體、細(xì)胞核、核仁等。亞顯微結(jié)構(gòu)(SubmicroscopicStructure)

亦稱超微結(jié)構(gòu)(Ultrastructure)，指普通光鏡看不到而在電鏡或其它工具看到的分子以上的結(jié)構(gòu)。如：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、核膜、微管、微絲等。生命活動包括：生長、發(fā)育、繁殖、遺傳、變異、衰老、凋亡、代謝、調(diào)控、分化等。核心是遺傳和發(fā)育問題。例如：在整體水平上研究單個細(xì)胞的運(yùn)動，在亞顯微水平上研究與細(xì)胞運(yùn)動有關(guān)的結(jié)構(gòu)——微管、微絲，在分子水平上則對這些結(jié)構(gòu)做分子解剖，研究組成它們的微管蛋白、肌動蛋白，肌球蛋白結(jié)構(gòu)、功能及運(yùn)動機(jī)理問題。鑒于學(xué)科的初起和研究手段的原始，故多是以描述和實(shí)驗(yàn)形態(tài)為主。隨著科學(xué)的發(fā)展，特別是20世紀(jì)50、60年代以后，由于分子生物學(xué)的興起，又加上電鏡、放射性同位素、分級離心技術(shù)的應(yīng)用及其它研究手段和技術(shù)的提高，使細(xì)胞學(xué)的內(nèi)容煥然一新，大大超出了原有細(xì)胞學(xué)范圍。在形態(tài)方面：除了描述在光鏡下所看到的結(jié)構(gòu)外，還要用新工具和方法來觀察和分析細(xì)胞內(nèi)各部分的顯微結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)，以及這些結(jié)構(gòu)間的變化關(guān)系。在功能方面：不單是描述細(xì)胞內(nèi)各個部分的化學(xué)組成和新陳代謝動態(tài)，而且還要用分析、比較、綜合的方法，深入到分子、原子甚至量子水平，闡明它們之間的關(guān)系和相互作用機(jī)理。

在研究對象上：不再是單個細(xì)胞，而要考慮到細(xì)胞組成的整個生物體，以及組成細(xì)胞的各種生物大分子。除上述外，還有一個很重要的特點(diǎn)是，如果將細(xì)胞學(xué)原理運(yùn)用于實(shí)踐活動，人們可以有目的地改造細(xì)胞，使之為人類造福。正是如此，使細(xì)胞學(xué)向前邁進(jìn)了一步，成為今天的細(xì)胞生物學(xué)。3、細(xì)胞生物學(xué)在現(xiàn)代生物學(xué)中的地位細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生物學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，是生物學(xué)各學(xué)科在細(xì)胞水平的統(tǒng)一。它的研究對象是細(xì)胞，恰恰由于細(xì)胞在生命界中的獨(dú)特屬性，這就不能不使CellBiology在生命科學(xué)中占有核心地位。在我國的基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展規(guī)劃中，細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)并列為生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科。高等學(xué)校生物科學(xué)中細(xì)胞生物學(xué)的地位生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科神經(jīng)生物學(xué)細(xì)胞生物學(xué)生態(tài)學(xué)分子生物學(xué)4、與其它學(xué)科的關(guān)系細(xì)胞生物學(xué)的突出特點(diǎn)在于：研究內(nèi)容之深刻（涉及生命機(jī)理的一切水平都要探討）研究范圍之廣泛（一切生命現(xiàn)象都要涉及到）由此，它與生物學(xué)許多分支學(xué)科有著密切關(guān)系，聯(lián)系著生命科學(xué)的各個分支學(xué)科，形成了交叉重疊的關(guān)系。（1）細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)；（2）細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)——細(xì)胞遺傳學(xué)（Cytogenetic）此外，還有細(xì)胞生理學(xué)（分析細(xì)胞生理活動的本質(zhì)和機(jī)制）；細(xì)胞化學(xué)（研究細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)布局）；細(xì)胞病理學(xué)；細(xì)胞分類學(xué)等細(xì)胞學(xué)與各門學(xué)科的匯合學(xué)科。不難理解，有人形容細(xì)胞生物學(xué)是一代水平的學(xué)科，它匯集了生命科學(xué)中各個分支學(xué)科的精髓，從細(xì)胞這個單位里揭示出多種生命現(xiàn)象的奧秘，發(fā)展成為生命科學(xué)的“樞紐學(xué)科和前沿學(xué)科”。5、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究課題的根本問題（1）基因組是如何在時間與空間上有序表達(dá)的？（2）基因表達(dá)的產(chǎn)物如何逐級裝配進(jìn)而行使功能（3）基因表達(dá)的產(chǎn)物如何調(diào)節(jié)細(xì)胞的重要生命活動二、細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容1、生物膜與細(xì)胞器

生物膜是細(xì)胞重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，大部分的細(xì)胞器都是以生物膜為基礎(chǔ)構(gòu)建的。生物膜的主要功能：細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)與信息的交換與細(xì)胞內(nèi)外因子的識別。細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸細(xì)胞的信號識別和轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換細(xì)胞遺傳信息的表達(dá)等

2003年，美國科學(xué)家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)，因?qū)?xì)胞膜的水、離子通道結(jié)構(gòu)和機(jī)理研究的突出貢獻(xiàn)而獲諾貝爾化學(xué)獎。

PeterAgreRoderickMacKinnon

二、細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容2、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

基礎(chǔ)是蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的復(fù)雜的相互作用。它是了解細(xì)胞增殖、分化、凋亡、衰老及細(xì)胞代謝活動的調(diào)控機(jī)制的重要基礎(chǔ)。3、細(xì)胞骨架體系

細(xì)胞質(zhì)骨架、核骨架的裝配調(diào)節(jié)問題和對細(xì)胞行使多種功能的重要性。4、細(xì)胞核、染色體及基因表達(dá)基因表達(dá)與調(diào)控是目前細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)和發(fā)育生物學(xué)在細(xì)胞和分子水平相結(jié)合的最活躍領(lǐng)域。5、細(xì)胞增殖及其調(diào)控一切動植物的生長和發(fā)育都是通過細(xì)胞增殖與分化來實(shí)現(xiàn)的。研究細(xì)胞增殖的基本規(guī)律及其調(diào)控機(jī)制不僅是控制生物生長和發(fā)育的基礎(chǔ)，而且是研究癌變發(fā)生和逆轉(zhuǎn)的重要途徑。目前國際研究細(xì)胞增殖調(diào)控的主要方面：

1）從細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境中尋找控制細(xì)胞增殖的因子，以及闡明它們的作用機(jī)制。（如促卵細(xì)胞成熟因子MPF、CDK激酶、周期蛋白等）

2）尋找控制細(xì)胞增殖的關(guān)鍵性基因，通過調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物來增殖。（細(xì)胞的癌基因與抑癌基因及其表達(dá)產(chǎn)物與細(xì)胞增殖有關(guān)。）瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院2001年10月８日宣布，將本年度諾貝爾生理學(xué)、醫(yī)學(xué)獎授予美國科學(xué)家利蘭·哈特韋爾與英國科學(xué)家蒂莫西·亨特和保羅·納斯，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期的關(guān)鍵分子調(diào)節(jié)機(jī)制。

利蘭·哈特韋爾發(fā)現(xiàn)了大量控制細(xì)胞周期的基因，如“ＳＴＡＲＴ”的基因（R點(diǎn)）保羅·納斯發(fā)現(xiàn)了調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的一種關(guān)鍵物質(zhì)ＣＤＫ（細(xì)胞周期蛋白依賴激酶）。蒂莫西·亨特發(fā)現(xiàn)了調(diào)節(jié)ＣＤＫ功能的物質(zhì)ＣＹＣＬＩＮ（細(xì)胞周期蛋白）。2001年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲主6、細(xì)胞分化及干細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞分化（differentiation）就是受精卵產(chǎn)生的同源細(xì)胞，在形態(tài)、功能和蛋白質(zhì)合成等方面發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。細(xì)胞分化是生物發(fā)育的基礎(chǔ)。細(xì)胞分化的研究是細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和遺傳學(xué)的重要匯合點(diǎn)。一個受精卵通過分裂和分化發(fā)育成復(fù)雜的有機(jī)體，是生命科學(xué)引人入勝的重要課題之一。

目前國內(nèi)外研究熱點(diǎn)：

1）尋找控制和誘導(dǎo)細(xì)胞分化的作用因子。

2）細(xì)胞的全能性，使細(xì)胞去分化。

植物：愈傷組織

動物：體細(xì)胞轉(zhuǎn)化誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞

3）通過啟動分化基因的表達(dá)來抑制癌基因的表達(dá)。Dolly的標(biāo)本和伊恩博士Dolly：1996.7.5.世界上第一只克隆羊Dolly由英國愛丁堡大學(xué)的伊恩博士研制成功，2003.2.14.因患進(jìn)行性肺病而被安樂死，它的標(biāo)本于2003年4月9日陳列于蘇格蘭首都愛丁堡國家博物館。

克隆羊“多莉”（Dolly）實(shí)驗(yàn)①克隆動物，由體細(xì)胞作為核供體進(jìn)行克隆動物生產(chǎn)，雖然易于取材，但克隆動物個體中表現(xiàn)出嚴(yán)重的生理或免疫缺陷，而且多為致命性的；②轉(zhuǎn)基因動物，以ESC細(xì)胞作為載體，可大大加快轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)的速度，提高成功率；③組織工程(tissueengineering)，人工誘導(dǎo)ESC定向分化，培育出特定的組織和器官，用于醫(yī)學(xué)治療的目的；④發(fā)育生物學(xué)研究的理想體外模型。

胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用

2004年，干細(xì)胞研究取得一系列突破性進(jìn)展。日本科學(xué)家用猴子胚胎干細(xì)胞成功生成血管和神經(jīng)，大大拓寬了再生醫(yī)療的前景；日本科學(xué)家還首次培育出人體胚胎干細(xì)胞；法國科學(xué)家首次用胚胎干細(xì)胞培育出生殖細(xì)胞；澳大利亞科學(xué)家首次用胚胎干細(xì)胞培育出肺細(xì)胞；中國科學(xué)家首次將人類皮膚細(xì)胞與兔子卵細(xì)胞融合，培植出人類胚胎干細(xì)胞；美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鼠的胚胎干細(xì)胞在培養(yǎng)皿中既能發(fā)育成精子也能發(fā)育成卵子，新發(fā)現(xiàn)對研究生殖細(xì)胞發(fā)育和某些不育癥也許會有幫助。長在鼠背上的人耳朵長在兔子耳朵上的人耳

7、細(xì)胞死亡

方式：細(xì)胞凋亡、壞死和自噬性細(xì)胞死亡等。細(xì)胞凋亡是一系列基因控制并受復(fù)雜信號調(diào)節(jié)的細(xì)胞自然死亡現(xiàn)象，是今年來發(fā)展起來的新興領(lǐng)域之一。細(xì)胞死亡的研究已經(jīng)從細(xì)胞核控制凋亡過程的研究部分地轉(zhuǎn)移到線粒體控制死亡過程的研究上來。不管死亡細(xì)胞的類型是什么，也不管導(dǎo)致細(xì)胞死亡的因素是什么，細(xì)胞死亡的共同特征是在細(xì)胞死亡前都有線粒體膜通透性改變。通過特異性藥物抑制線粒體膜的通透性可阻止或延緩細(xì)胞死亡；

細(xì)胞色素c滲漏到胞質(zhì)可以導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。羅伯特·霍維茨，悉尼·布雷內(nèi)，約翰·蘇爾斯頓

瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院宣布，把2002年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予分別來自英國的悉尼·布雷內(nèi)、來自美國的羅伯特·霍維茨和來自英國的約翰·蘇爾斯頓，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了在器官發(fā)育和“程序性細(xì)胞死亡”過程中的基因規(guī)則。

2002年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲主

追求長壽是人類的終極目標(biāo)！8、細(xì)胞衰老世界上最長壽的老人（120歲）彭水長壽村一個院子出了6位百歲老人

人到底能活多久

細(xì)胞分裂次數(shù)與分裂周期測算法認(rèn)為，人類壽命是其細(xì)胞分裂次數(shù)與分裂周期的乘積。自胚胎期開始，細(xì)胞分裂50次以上，分裂周期平均為2.4年，從而推算出人類壽命至少是120歲。性成熟期測算法推算，人類的自然壽命應(yīng)為112～150歲。生長期測算法推算，人類的自然壽命為100～175歲。懷孕期測算法推算，人類的自然壽命最高可達(dá)167歲。人類正常的自然壽命都應(yīng)該在100歲以上。

aging

細(xì)胞衰老的研究是研究人與動植物壽命基礎(chǔ)。動物二倍體細(xì)胞在體外分裂和傳代次數(shù)是有限的，從而推斷體內(nèi)細(xì)胞的壽命受分裂次數(shù)的限制，細(xì)胞衰老是必然規(guī)律。人們希望通過衰老因素和因子研究延長細(xì)胞壽命，尋找細(xì)胞中“衰老基因”及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制來延緩衰老。

二、細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容

9、細(xì)胞工程細(xì)胞工程能使不同種細(xì)胞的基因或基因組用人工方法重組到雜交細(xì)胞中，或者使基因與基因組由一種細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一種細(xì)胞中，并使越過種的障礙的轉(zhuǎn)移成為可能，由此人們開始探索人工創(chuàng)造新的遺傳型細(xì)胞的嘗試。單克隆抗體、植物組織培養(yǎng)、試管動物（嬰兒）、干細(xì)胞的研究和應(yīng)用、克隆動物。10、細(xì)胞的起源與進(jìn)化細(xì)胞起源與進(jìn)化的研究是重要的理論問題，也是難度很大的研究課題，我們應(yīng)該十分尊重先驅(qū)科學(xué)家在這一領(lǐng)域所取得的成果。

細(xì)胞質(zhì)膜---是分子生物學(xué)的重要內(nèi)容;細(xì)胞核和染色體---是遺傳學(xué)的重要內(nèi)容；核糖體、線粒體---是生物化學(xué)的重要內(nèi)容；細(xì)胞周期---是遺傳學(xué)和分子遺傳學(xué)的重要內(nèi)容;葉綠體---植物生理學(xué)的重要組成部分;細(xì)胞分化---是發(fā)育生物學(xué)的重要內(nèi)容;細(xì)胞免疫---是免疫學(xué)的重要組成部分;最后剩下了一塊骨頭：細(xì)胞骨架留給了細(xì)胞生物學(xué)。細(xì)胞生物學(xué)的內(nèi)容已被“列強(qiáng)瓜分”—瓜分理論

第二節(jié)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史

從研究內(nèi)容來看細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展可分為三個層次，即：顯微水平、亞顯微水平和分子水平。從人類第一次發(fā)現(xiàn)細(xì)胞至今有三百多年的歷史了，在這期間，隨著技術(shù)和實(shí)驗(yàn)手段的進(jìn)步，細(xì)胞的研究顯現(xiàn)出時代的特征，形成了不同的發(fā)展時期。

1、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)及細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立（1665—1875）是以形態(tài)描述為主的生物科學(xué)時期；

2、細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時期（1875—1900），主要是在顯微鏡下的形態(tài)描述，是對細(xì)胞認(rèn)識的鼎盛或黃金時期；

3、實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時期（experimentalcytology）（1900—1953），細(xì)胞學(xué)的發(fā)展主要是采用實(shí)驗(yàn)的手段研究細(xì)胞學(xué)的問題，其特點(diǎn)是從形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察深入到生理功能、生物化學(xué)、遺傳發(fā)育機(jī)理的研究。由于實(shí)驗(yàn)研究不斷同相鄰學(xué)科結(jié)合、相互滲透，導(dǎo)致了一些重要分支學(xué)科的建立和發(fā)展：●細(xì)胞遺傳學(xué)（cytogenetics）●細(xì)胞生理學(xué)（cytophysiology）●細(xì)胞化學(xué)（cytochemistry）

4、細(xì)胞生物學(xué)的形成與發(fā)展（1953至今），1953年Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生。1965年，D.P.Derobetis將其《普通細(xì)胞學(xué)》改為《細(xì)胞生物學(xué)》，標(biāo)志著細(xì)胞生物學(xué)的誕生。目前，關(guān)于細(xì)胞的研究已進(jìn)入分子細(xì)胞生物學(xué)階段?？傔^程概括為：細(xì)胞發(fā)現(xiàn)→細(xì)胞學(xué)說建立→細(xì)胞學(xué)形成→細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展

（1665）（1838—1839）（1892）（1965）

R.HookeSchleiden

SchwannDeRobetisHertiwig1、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說的建立1665年RobertHooke發(fā)現(xiàn)軟木塞中蜂窩狀小室1667年Leeuwenhoek觀察到真正的活細(xì)胞1838～1839年，Schleiden和Schwann提出細(xì)胞學(xué)說；細(xì)胞學(xué)說內(nèi)容：一切植物、動物都是由細(xì)胞組成的，細(xì)胞是一切動、植物體的結(jié)構(gòu)、功能和繁殖的基本單位。

細(xì)胞學(xué)說的重要補(bǔ)充：

1855年，德國醫(yī)生和病理學(xué)家R.Virchow指出：“一切細(xì)胞來自于原來的細(xì)胞”，機(jī)體的一切病理現(xiàn)象都屬于細(xì)胞的損傷。

細(xì)胞學(xué)說、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律、達(dá)爾文進(jìn)化論是19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)

——恩格斯

現(xiàn)代生物學(xué)的三大基石

細(xì)胞學(xué)說

達(dá)爾文進(jìn)化論

孟德爾遺傳學(xué)說

細(xì)胞學(xué)說地位：顯微鏡的發(fā)明與細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)沒有顯微鏡就不可能有細(xì)胞學(xué)誕生。1590年，荷蘭眼鏡制造商J和Z.Janssen父子制作了第一臺復(fù)式顯微鏡。1665年，英國人RobertHook首次描述了植物細(xì)胞（木栓），命名為cella。1680年，荷蘭人A.vanLeeuwenhoek成為皇家學(xué)會會員，他一生中制作了200多臺顯微鏡和400多個鏡頭，用設(shè)計較好的顯微鏡觀察了許多動植物的活細(xì)胞與原生動物。RobertHookeMadebyA.vanLeeuwenhoek(1632-1723).Magnificationrangesat50-275x.LargeStudentMicroscopemadebyCharlesChevalier18401752年，英國人J.Dollond發(fā)明消色差顯微鏡。1812年，蘇格蘭人D.Brewster發(fā)明油浸物鏡，改進(jìn)了體視顯微鏡。1886年，德國人ErnstAbbe發(fā)明復(fù)消差顯微鏡，并改進(jìn)了油浸物鏡，至此普通光學(xué)顯微鏡技術(shù)基本成熟。Bausch&LombInvestigatormicroscope–circa1893現(xiàn)代顯微鏡1932年，荷蘭籍德國人F.Zernike成功設(shè)計了相差顯微鏡（phasecontrastmicroscope)，并因此獲1953年諾貝爾物理獎。1932年，德國人M.Knoll和E.A.F.Ruska發(fā)明電鏡，1940年，美、德制造出分辨力為0.2nm的商品電鏡。TEM1981年，瑞士人G.Binnig和H.RoherI在IBM蘇黎世實(shí)驗(yàn)中心（ZurichResearchCenter）發(fā)明了掃描隧道顯微鏡而與電鏡發(fā)明者Ruska同獲1986年度的諾貝爾物理學(xué)獎。Csatoms(red)ontheGaAssurface(blue).1883～1889年Schleiden和Schwann提出細(xì)胞學(xué)說：一切生物，從單細(xì)胞生物到高等動植物都是由細(xì)胞組成的，細(xì)胞是生物形態(tài)結(jié)構(gòu)功能活動的基本單位。Schwann提出：有機(jī)體是由細(xì)胞構(gòu)成的；細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位。1855德國人R.Virchow提出“一切細(xì)胞來源于細(xì)胞”（omniscellulaecellula）的著名論斷；進(jìn)一步完善了細(xì)胞學(xué)說。把細(xì)胞作為生命的一般單位，以及作為動植物界生命現(xiàn)象的共同基礎(chǔ)的這種概念立即受到了普遍的接受。細(xì)胞學(xué)說的意義：它論證了生物界在結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性和生命的共同起源。恩格斯將細(xì)胞學(xué)說譽(yù)為19世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)之一。2、細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時期（1800～1900）特點(diǎn)：應(yīng)用固定、染色技術(shù)，在顯微鏡下觀察細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和分裂活動。3、實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段（1900～1950）在第二階段基礎(chǔ)上，采用了大量實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行研究，并與其它學(xué)科相互融合形成了一些重要的分支學(xué)科。4、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)形成階段（1950～至今）主要在分子水平上探索細(xì)胞的各種生物活動。

第三節(jié)目前對未來的展望人類經(jīng)歷了漫長的采獵文明后，約在一萬年前進(jìn)入農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)時代，18世紀(jì)60年代，英國率先進(jìn)入工業(yè)經(jīng)濟(jì)，20世紀(jì)50年代美國最早走完工業(yè)經(jīng)濟(jì)的歷程，進(jìn)入信息時代。據(jù)專家估計這一經(jīng)濟(jì)形態(tài)的“壽命”為75~80年，到本世紀(jì)20年代將漸漸失去活力，屆時人類迎接下一個經(jīng)濟(jì)時代，即生物經(jīng)濟(jì)時代的到來。目前該領(lǐng)域值得關(guān)注的一些研究進(jìn)展（一）新技術(shù)催生“基因改造人”

美國新澤西州圣巴納巴斯醫(yī)學(xué)中心生殖醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所的科學(xué)家，利用一種叫做“卵質(zhì)轉(zhuǎn)移”的技術(shù)，從捐獻(xiàn)的卵子中抽出少量細(xì)胞質(zhì)，注入不孕婦女的卵子內(nèi)，然后進(jìn)行受精。這樣，原本因卵子有缺陷而無法生育的婦女經(jīng)過這種移植后就懷了孕。采用的技術(shù)只不過是把健康婦女捐獻(xiàn)的正常卵子中的某些DNA成分添加到不孕婦女的卵子中，并沒有對培育出的嬰兒基因進(jìn)行修改，因此他們培育出的這些嬰兒稱不上是“轉(zhuǎn)基因嬰兒”。

（二）“抗癌嬰兒”在美國出世美國芝加哥生育遺傳研究所的科學(xué)家宣布，他們利用“胚胎植入前的基因診斷”（PDG）幫助來自紐約的一對夫婦懷孕，并生育一個沒有“利弗勞梅尼綜合癥”的健康男嬰。這名嬰兒后來被稱之為“抗癌嬰兒”。利弗勞梅尼綜合癥是一種家族性遺傳病，它對多種癌癥，包括乳腺癌和白血病有遺傳傾向。利弗勞梅尼綜合癥基因攜帶者通常會把這種基因遺傳給孩子，在孩子活到45歲時，將有50％的可能患上與利弗勞梅尼綜合癥有關(guān)的癌癥；而孩子活到60歲時，這種可能性就增加為90％。這種“定制”嬰兒技術(shù)，實(shí)際上就是試管嬰兒技術(shù)和胚胎植入前的遺傳診斷技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用。先通過試管嬰兒技術(shù)使精子、卵子在體外結(jié)合后形成多個胚胎，待每個胚胎長到一定重量時，從胚胎中取出1至2個細(xì)胞，對其進(jìn)行細(xì)胞學(xué)檢查，判斷胚胎中是否存在遺傳疾病的基因，再把經(jīng)過篩查確認(rèn)為健康的胚胎放回母親子宮內(nèi)，孕育成健康的胎兒。

（三）克隆羊－多利（Dolly）克隆羊制備原理已分化的細(xì)胞仍具有全能性實(shí)驗(yàn)表明：植入的表皮細(xì)胞核如同受精卵的核一樣，具有全套基因，在發(fā)育上是全能的；體細(xì)胞的分化并非是由于它們丟失了基因或所含的基因不同，而是分化的細(xì)胞各自選擇性地“打開”并表達(dá)了不同的“奢侈”基因

（四）人類基因組計劃TheHumanGenomeProject(HGP)CompletedinApril20031986年由美國生物學(xué)家杜伯克首次提出1990年10月美國投資30億美元啟動計劃預(yù)計15年完成國際化研究項(xiàng)目美國、日本、英國、加拿大、瑞典1999年7月我國注冊承擔(dān)人類基因組1%測序任務(wù)2000年3月我國科學(xué)家完成3號染色體測序2000年5月人類基因組草圖完成（五）中國水稻基因組

錦繡般的中國云南紅河哈尼梯田，成為2002年4月5日出版的美國《科學(xué)》雜志的封面。這份世界權(quán)威學(xué)術(shù)期刊，以封面文章形式和顯著篇幅，登出中國科學(xué)家繪出水稻基因組工作框架圖的歷史性論文。

這是由中國科學(xué)家獨(dú)立完成的一項(xiàng)世界級研究成果，它標(biāo)志著在基因組學(xué)這一生命科學(xué)前沿領(lǐng)域，中國已部分具備世界領(lǐng)先的實(shí)力?！昂翢o疑問，中國基因組學(xué)研究已達(dá)到世界水平”，《科學(xué)》雜志總編、美國國家科學(xué)院院士唐納德·肯尼迪對新華社記者說。

（六）后基因組計劃（Post-genome）

隨著“人類基因組計劃‘的完成，結(jié)構(gòu)基因測序的突破，由此延伸的“后基因組計劃”即以功能基因鑒定為中心的“功能基因組學(xué)”應(yīng)運(yùn)而生。后基因組計劃利用結(jié)構(gòu)基因組計劃所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的技術(shù)手段，通過在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能，使得生物學(xué)的研究從單一基因或蛋白質(zhì)的研究轉(zhuǎn)向多個基因或蛋白質(zhì)同時進(jìn)行的系統(tǒng)研究，為在整體水平上探討生命活動規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。目前國際基因組研究開發(fā)的總體趨勢已發(fā)生了新的變化。

（七）功能基因組和蛋白質(zhì)組（Functiongenomeandproteingroup）研究成為主要研究熱點(diǎn)

隨著人類基因組遺傳圖、物理圖的相繼完成，基因組序列工作框架圖于2000年6月繪就。2001年2月，國際著名雜志Nature和Science分別發(fā)表國際公共領(lǐng)域人類基因組合作計劃和美國Celera公司同時公布的人類基因組圖譜，預(yù)示著一場以排列人類基因組DNA全序列的“結(jié)構(gòu)基因組”的研究階段基本完成?；蚪M研究翻開了歷史新篇章，一個以破譯、解讀、開發(fā)基因組功能信息為主要研究內(nèi)容的時代已經(jīng)開始，即轉(zhuǎn)入對基因組功能的研究。（八）

生物信息學(xué)和生物芯片(BioinformaticsandBiochip)

美國HGP自1990年10月正式啟動以來，基因組研究產(chǎn)生了大量的信息，海量信息的分析、加工和利用，促進(jìn)了生物信息學(xué)的誕生和發(fā)展。生物信息學(xué)不但集中了許多國家政府的投入，而且吸引了全世界不同學(xué)科的精英，包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、計算機(jī)、材料等，同時也推動了生物芯片技術(shù)的研究和開發(fā)。GeneChip（九）RNA干擾(RNAinterference)2002年最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一,RNAi

在多種生物中，外源或內(nèi)源性的雙鏈RNA(double－strandedRNAdsRNA)導(dǎo)入細(xì)胞中，與dsRNA同源的mRNA則受到降解，因而其相應(yīng)的基因受到抑制，由于這是一種在RNA水平的基因表達(dá)抑制，故也稱為RNA干擾(RNAinterference,RNAi)。RNAi可能是生物普遍存在的RNA水平上調(diào)節(jié)基因表達(dá)的方式，對于細(xì)胞防御病毒的感染、以及調(diào)節(jié)正?；虻墓δ芫哂兄匾饔?。

（十）SevereAcuteRespiratorySyndrome,(SARS)

嚴(yán)重急性呼吸綜合癥（SevereAcuteRespiratorySyndrome,SARS,或傳染性非典型肺炎）肆虐全球。2002-2003年冬春之交SARS的流行，不僅威脅著人類的健康與生命，也使社會經(jīng)濟(jì)生活受到巨大的影響。面臨與SARS不期而遇的遭遇戰(zhàn)，全世界的醫(yī)務(wù)和科技工作者在幾乎毫無準(zhǔn)備的情況下迎難而上，經(jīng)11個國家和地區(qū)的13個實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家通力合作，不到一個月時間就確定了導(dǎo)致SARS的元兇－一種前所未知的新型冠狀病毒（SARSCoronavirusSARS—Cov）。

冠狀病毒基本結(jié)構(gòu)SARS冠狀病毒其核心為螺旋狀排列的RNA及衣殼（N蛋白）組成的核殼體，其外為包膜。N蛋白是SARS病毒重要結(jié)構(gòu)蛋白，在病毒轉(zhuǎn)錄、復(fù)制和成熟中起作用。病毒核酸除編碼RNA聚合酶外，編碼的主要結(jié)構(gòu)蛋白是N、S、M、E等蛋白。病毒包膜有E蛋白，表面有兩種糖蛋白，即S蛋白和M蛋白。S蛋白其功能是與細(xì)胞受體結(jié)合，使細(xì)胞發(fā)生融合，是SARS冠狀病毒侵染細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白。M蛋白為跨膜蛋白，參與包膜形成。新型冠狀病毒基因片段在基因組中的定位

NS非結(jié)構(gòu)蛋白；S針刺糖蛋白；HE血凝集素脂酶糖蛋白；M膜糖蛋白；N核衣殼蛋白

(十一)干細(xì)胞研究進(jìn)展2002年8月17日，美寶環(huán)球集團(tuán)正式向外界宣布：他們發(fā)現(xiàn)了一種全新的人體細(xì)胞--再生潛能細(xì)胞，潛能再生細(xì)胞是以普通細(xì)胞形式存在于人體組織里的，它具備原位啟動自身增殖功能，能及時補(bǔ)充凋亡、退化、損傷、壞死的組織細(xì)胞。也就是說當(dāng)組織器官中的細(xì)胞凋亡時，潛伏在組織器官中的潛能再生細(xì)胞就能夠及時地再生復(fù)制同種細(xì)胞，以補(bǔ)償空缺，這樣就不會出現(xiàn)人體器官壞死的現(xiàn)象。（十二）轉(zhuǎn)基因技術(shù)

（Transgenictechnique）21世紀(jì)細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展趨勢細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)(包括分子遺傳學(xué)與生物化學(xué))相互滲透與交融是總的發(fā)展趨勢。1、“一切生物學(xué)的關(guān)鍵問題必須在細(xì)胞中找尋”細(xì)胞是一切生命活動結(jié)構(gòu)與功能的基本單位。2、細(xì)胞生物學(xué)研究的核心內(nèi)容：遺傳與發(fā)育的關(guān)系問題，兩者的關(guān)系是，遺傳在發(fā)育過程中實(shí)現(xiàn)，發(fā)育又以遺傳為基礎(chǔ)。3、細(xì)胞生物學(xué)的主要發(fā)展趨勢：用分子生物學(xué)及其它相關(guān)學(xué)科的方法，深入研究真核細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)節(jié)和控制，以期從

根本上揭示遺傳與發(fā)育的關(guān)系、細(xì)胞衰老、死亡及癌變的機(jī)理等基本的生物學(xué)問題，為生物工程的廣泛應(yīng)用提供理論依據(jù)。4、兩個基本點(diǎn)：一是基因與基因產(chǎn)物如何控制細(xì)胞的生命活動，包括細(xì)胞內(nèi)外信號是如何傳遞的；二是基因表達(dá)產(chǎn)物——蛋白質(zhì)如何構(gòu)建和裝配成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，并使細(xì)胞正常的生命活動得以進(jìn)行。

5、蛋白質(zhì)組學(xué)：生命科學(xué)的研究已經(jīng)進(jìn)入后基因組時代，隨著一大批模式生物基因組結(jié)構(gòu)的闡明，研究的重心將回歸到在細(xì)胞的水平研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，即蛋白質(zhì)組學(xué)的研究，同時對糖類的研究將提升到新的高度。

基因、細(xì)胞到發(fā)育將是貫穿21世紀(jì)生命科學(xué)研究的一條主線。真核細(xì)胞基因組結(jié)構(gòu)及其功能調(diào)控是未來分子細(xì)胞生物學(xué)研究的核心問題。

結(jié)構(gòu)基因組計劃的主要內(nèi)容是：開展規(guī)?；幕蚩寺?、表達(dá)、蛋白質(zhì)分離純化，測定和分析蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。以蛋白質(zhì)為藥物作用的靶分子，為藥物設(shè)計和藥物篩選奠定基礎(chǔ)。

CellBio第四節(jié)細(xì)胞生物學(xué)的主要學(xué)術(shù)組織和學(xué)術(shù)期刊細(xì)胞生物學(xué)國際聯(lián)盟（世