細胞生物學(xué) 筆記 1

1、第一章第一章緒論緒論?細胞生物學(xué)研究的內(nèi)容和現(xiàn)狀細胞生物學(xué)研究的內(nèi)容和現(xiàn)狀?細胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科細胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科?細胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容細胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容?當(dāng)前細胞生物學(xué)研究的總趨勢與重點領(lǐng)域當(dāng)前細胞生物學(xué)研究的總趨勢與重點領(lǐng)域?細胞重大生命活動的相互關(guān)系細胞重大生命活動的相互關(guān)系?細胞學(xué)與細胞生物學(xué)發(fā)展簡史細胞學(xué)與細胞生物學(xué)發(fā)展簡史?細胞的發(fā)現(xiàn)?細胞學(xué)說的建立其意義?細胞學(xué)的經(jīng)典時期?實

2、驗細胞學(xué)與細胞學(xué)的分支及其發(fā)展?細胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展?細胞生物學(xué)的主要學(xué)術(shù)組織、學(xué)術(shù)刊物與教科書細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)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，而細胞是生命體的結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位，有了細胞才有完整的生命活動。2、細胞生物學(xué)是研究細胞基本生命活動規(guī)律的科學(xué)，它是在不同層次（顯微、亞顯微與分子水平）上以研究細胞結(jié)構(gòu)與功能、細胞增殖、分化、衰老與凋亡、細胞信號傳遞、真核細胞基因表達與調(diào)控、細胞起源與進化等為主

3、要內(nèi)容。核心問題是將遺傳與發(fā)育在細胞水平上結(jié)合起來。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：?細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；?細胞凋亡（cellapoptosis）；?基因組與后基因組學(xué)研究（genomepostgenomicanalysis）。美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）在1988年底發(fā)表的一

4、份題為《什麼是當(dāng)今科研領(lǐng)域的熱門話題？》的調(diào)查報告中指出，目前全球研究最熱門的是三種疾病三種疾病：1、癌癥（cancer）2、心血管?。╟ardiovulardiseases）3、愛滋病和肝炎等傳染?。╥nfectiousdiseases：AIDS，hepatitis）主要內(nèi)容主要內(nèi)容細胞結(jié)構(gòu)與功能、細胞重要生命活動：?細胞核、染色體以及基因表達的研究?生物膜與細胞器的研究?細胞骨架體系的研究?細胞增殖及其調(diào)控?細胞分化及其調(diào)控?細胞的

5、衰老與凋亡?細胞的起源與進化?細胞工程總趨勢總趨勢細胞生物學(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。重點領(lǐng)域重點領(lǐng)域?染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系—主要是非組蛋白對基因組的作用?細胞增殖、分化、凋亡的相互關(guān)系及其調(diào)控?細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究?細胞結(jié)構(gòu)體系的組裝五大研究方向五大研究方向：?細胞周期調(diào)控（cellcyclecontrol）；?細胞凋亡（cellapoptosis）；?細胞衰老（cellulars

6、enescence）；?信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；?DNA的損傷與修復(fù)（DNAdamagerepair）“細胞學(xué)說細胞學(xué)說”的基本內(nèi)容的基本內(nèi)容1、認為細胞是有機體，一切動植物都是由細胞發(fā)育而來并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成；2、每個細胞作為一個相對獨立的單位，既有它“自己的”生命又對與其它細胞共同組成的整體的生命有所助益；3、新的細胞可以通過老的細胞繁殖產(chǎn)生。功能基因組學(xué)功能基因組學(xué)基因組學(xué)：基因組學(xué)：1986年Th

7、omasRoderick（美）提出。指對所有基因進行基因組作圖（包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄本圖譜）、核苷酸序列分析、基因定位和基因功能分析的一門科學(xué)。功能基因組學(xué)：功能基因組學(xué)：又往往被稱為后基因組學(xué)（postgenomics），它利用結(jié)構(gòu)基因組所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的實驗手段，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)研究從對單一基因（蛋白質(zhì)）的研究轉(zhuǎn)向多個基因（蛋白質(zhì)）同時進行系統(tǒng)的研究。結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（str

8、ucturalgenomics）基因組研究以全基因組測序為目標(biāo)功能基因組學(xué)（functionalgenomics)以基因功能鑒定為目標(biāo)細胞生物學(xué)發(fā)展簡史（五個階段）細胞生物學(xué)發(fā)展簡史（五個階段）一、細胞的發(fā)現(xiàn)一、細胞的發(fā)現(xiàn)1665年RobertHooke（英）(30)“cellar”——cell1677年LeeuwenHoek（荷蘭）（300）活細胞觀察，第一次觀察到原生動物、人類和動物的精子。二、細胞學(xué)說的建立二、細胞學(xué)說的建立183

9、8－1839Schleiden和Schwann（德）分別提出了細胞學(xué)說（cellthey）；基本內(nèi)容:所有生物都是由一個或者多個細胞構(gòu)成的；細胞是生命的基本單位。1858年RodulfVirchow（德）對細胞學(xué)說進行了重要補充：細胞只能來自細胞。三、細胞學(xué)經(jīng)典時期三、細胞學(xué)經(jīng)典時期——1919世紀(jì)的后世紀(jì)的后2525年1、原生質(zhì)理論的提出：protoplasm1861年，MaxSchultze：有機體的單位是一小團原生質(zhì)，這種物質(zhì)在一

10、般有機體是相似的。2、細胞分裂的研究：有絲、減數(shù)分裂；3、重要細胞器的發(fā)現(xiàn)。四、實驗細胞學(xué)、細胞學(xué)分支及發(fā)展（1900－1953）experimentalcytology——用實驗的手段研究細胞學(xué)的問題即從形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察深入到生理功能、生物化學(xué)及遺傳發(fā)育機理的研究。細胞遺傳學(xué)、細胞生理學(xué)、細胞化學(xué)五、細胞生物學(xué)學(xué)科形成、發(fā)展五、細胞生物學(xué)學(xué)科形成、發(fā)展（20世紀(jì)50年代——）細胞的大小及其分析細胞的大小及其分析細胞表面積與體積的關(guān)系——

11、為何細胞體積微??？1、對較大的表面積，有利于物質(zhì)的交換和保持新陳代謝；2、保證遺傳指令的對細胞的控制；3、保證細胞中物質(zhì)的傳遞。9.9.原核細胞與真核細胞的比較原核細胞與真核細胞的比較?原核細胞與真核細胞結(jié)構(gòu)與功能的比較?原核細胞與真核細胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達的比較10.10.植物細胞與動物細胞的比較植物細胞與動物細胞的比較?細胞壁?液泡?葉綠體外，多數(shù)古核細胞的基因組中存在內(nèi)含子。（3）有類核小體結(jié)構(gòu)：）有類核小體結(jié)構(gòu)：古細菌具有

12、組蛋白，而且能與DNA構(gòu)建成類似核小體結(jié)構(gòu)。（4）有類似真核細胞的核糖體：）有類似真核細胞的核糖體：多數(shù)古細菌類的核糖體較真細菌有增大趨勢，含有60種以上蛋白，介于真核細胞（70～84）與真細菌（55）之間?？股赝瑯硬荒芤种乒藕思毎惖暮颂求w的蛋白質(zhì)合成。（5）5SrRNArRNA：根據(jù)對5SrRNA的分子進化分析，認為古細菌與真核生物同屬一類，而真細菌卻與之差距甚遠。5SrRNA二級結(jié)構(gòu)的研究也說明很多古細菌與真核生物相似。除上述各

13、點外，根據(jù)DNA聚合酶分析，氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA與肽鏈延長因子等分析，也提供了以上類似依據(jù)，說明古細菌與真核生物在進化上的關(guān)系較真細菌類更為密切。因此近年來，真核細胞起源于古細菌的觀點得到了加強。第三章第三章細胞生物學(xué)研究方法細胞生物學(xué)研究方法第三節(jié)第三節(jié)細胞培養(yǎng)、細胞工程與顯微操作技細胞培養(yǎng)、細胞工程與顯微操作技術(shù)?細胞的培養(yǎng)細胞的培養(yǎng)?細胞工程細胞工程?細胞融合與細胞雜交技術(shù)細胞融合與細胞雜交技術(shù)?單克隆抗

14、體技術(shù)單克隆抗體技術(shù)?細胞拆合與顯微操作技術(shù)細胞拆合與顯微操作技術(shù)?物理法結(jié)合顯微操作技術(shù)物理法結(jié)合顯微操作技術(shù)?化學(xué)法結(jié)合離心技術(shù)化學(xué)法結(jié)合離心技術(shù)?制備核體和胞質(zhì)體制備核體和胞質(zhì)體第一節(jié)第一節(jié)細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察方法細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察方法?光學(xué)顯微鏡技術(shù)光學(xué)顯微鏡技術(shù)?普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡技術(shù)普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡技術(shù)?熒光顯微鏡技術(shù)熒光顯微鏡技術(shù)?激光共焦掃描顯微鏡技術(shù)激光共焦掃描顯微鏡技術(shù)?相差顯微鏡和微分干涉顯微相差顯微鏡和微分干涉顯

15、微鏡?熒光漂白技術(shù)熒光漂白技術(shù)?熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)?錄像增差顯微鏡技術(shù)錄像增差顯微鏡技術(shù)?電子顯微鏡技術(shù)電子顯微鏡技術(shù)?電子顯微鏡的基本知識電子顯微鏡的基本知識?電鏡與光鏡的比較電鏡與光鏡的比較?電鏡與光鏡光路圖比較電鏡與光鏡光路圖比較?電子顯微鏡的基本構(gòu)造電子顯微鏡的基本構(gòu)造?主要電鏡制樣技術(shù)主要電鏡制樣技術(shù)?負染色技術(shù)負染色技術(shù)?冰凍蝕刻技術(shù)冰凍蝕刻技術(shù)?超薄切片技術(shù)超薄切片技術(shù)?電鏡三維重構(gòu)技術(shù)電鏡三維重構(gòu)技

16、術(shù)?掃描電鏡掃描電鏡?掃描探針顯微鏡掃描探針顯微鏡?掃描遂道顯微鏡掃描遂道顯微鏡第二節(jié)第二節(jié)細胞組分的分析方法細胞組分的分析方法?離心分離技術(shù)離心分離技術(shù)?細胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)、酶、糖與脂類等的顯示細胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)、酶、糖與脂類等的顯示方法方法?特異蛋白抗原的定位與定性特異蛋白抗原的定位與定性?細胞內(nèi)特異核酸的定位與定性細胞內(nèi)特異核酸的定位與定性?放射自顯影技術(shù)放射自顯影技術(shù)?定量細胞化學(xué)分析技術(shù)定量細胞化學(xué)分析技術(shù)1.1.掃描遂道顯微

17、鏡（掃描遂道顯微鏡（ScanningScanningProbeProbeMicroscopeSPM)MicroscopeSPM)(80年代發(fā)展起來的檢測樣品微觀結(jié)構(gòu)的儀器)?包括：STM、AFM、磁力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等?原理：掃描探針與樣品接觸或達到很近距離時，即產(chǎn)生彼此間相互作用力，如量子力學(xué)中的隧道效應(yīng)（隧道電流）、原子間作用力、磁力、摩擦力等，并在計算機顯示出來，從而反映出樣品表面形貌信息、電特性或磁特性等。?裝置：掃描的壓電

18、陶瓷，逼近裝置，電子學(xué)反饋控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集、處理、顯示系統(tǒng)。?特點：（1）可對晶體或非晶體成像，無需復(fù)雜計算，且分辨本領(lǐng)高（側(cè)分辨率為0.1～0.2nm，縱分辨率可達0.01nm）；（2）可實時得到樣品表面三維圖象，可測量厚度信息；（3）可在真空、大氣、液體等多種條件下工2.2.普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡技術(shù)普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡技術(shù)①組成：光學(xué)放大系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、機械系統(tǒng)；②性能參數(shù)：放大倍數(shù)、分辨力、清晰度、焦點深度、鏡像亮度等，其中最重要的

19、是分辨力。分辨力（分辨率、分辨本領(lǐng)）：能分辨兩個物點之間最短距離的能力。該距離越小，則分辨力越高。顯微鏡的分辨力計算公式：③普通光鏡分辨極限α最大值140；λ最小波長450nm；N最大值1.5；因此普通光鏡的分辨力極限為0.2微米，此數(shù)值亦為顯微水平和亞微水平的分界點。（稱為瑞利極限，Rayleighlimit）普通光鏡有效放大倍數(shù)（經(jīng)驗值）＝物鏡最大鏡口率1000④提高光學(xué)顯微鏡分辨力的手段a、縮短照明光線波長；b、應(yīng)用特殊光學(xué)效應(yīng)，