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细胞生物学概述


细胞的化学组成
小分子物质:
无机化合物
水 无机盐
生物大分子:
核酸
DNA RNA
分子生物学 Molecular Biology
结构分子生物学
在分子水平上研究生命物质的结构和功能。
分子遗传学
研究细胞中遗传信息[DNA,基因]的结构、功 能、代谢、传递、突变及其调控
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Medical Cell Biology
为什么学习医学细胞生物学?
医学专业知识学习的需要
现代生物学科学发展的规律
的基本单位。
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Medical Cell Biology
细胞学的经典时期
从19世纪中叶——20世纪初叶——显微镜下的形态描述
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Medical Cell Biology
实验细胞学的发展
20世纪初叶—20世纪中叶,细胞学的研究从形态结构的观 察深入到生理功能、生物化学、遗传发育机理的研究。 1900年孟德尔遗传法则重新发现;
细胞的形态:
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Medical Cell Biology
细胞的大小
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Medical Cell Biology
细胞的核与质之间有一定的比例关系:
核-质比值(NP=Vn/(Vc-Vn))
细胞的‘比面值’(相对表面ll Biology
细胞的数目
细胞数 盘藻 婴儿的机体 成人机体 人的大脑 1g 哺乳动物的肝或肾 4、8、几十个 2 ×1012 1014 1012 2.5× 108
鞭毛
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Medical Cell Biology
原核细胞的代表-蓝藻
蓝藻:
蓝细菌 最简单的植物自养类型 能进行类似光合作用 无叶绿体
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Medical Cell Biology
真核细胞 Eukaryotic Cell
真核细胞:
具有以核膜、核质和核仁等完整结构的细胞。
真核细胞的基本结构体系:
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Medical Cell Biology
疾病的治疗:
基因治疗: 遗传病、肿瘤等 细胞移植: 糖尿病、老年性痴呆及肿瘤镇痛等 组织工程: 体外培养、构建含特定细胞的组织块进行 移植, 如:骨、软骨、角膜、心肌及肝移植 人工细胞: 人工包封多酶体系-人工肝细胞治疗急性肝功能 衰竭以包封的猪肝细胞作为人工肝 肿瘤的导向治疗:以针对肿瘤细胞表面抗原的抗体与具有对肿 瘤细胞杀伤性的物质(核素、毒素、药物)进行 偶联。
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Medical Cell Biology
细胞体积的最小极限
一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与机能:
细胞膜、DNA与RNA、核糖体 催化酶: 100种 酶促反应所需的空间:直径,50nm 每个核糖体的直径10-20nm.
一个细胞体积的最小极限直径100nm。
支原体是最小、最简单的细胞。
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细胞学说的创立
1665年-英国-物理学家-胡克(Robert Hooke)软木
(栎树皮)-细胞(cell)
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1675年-列文胡克(A.V.Leewenhook)-放大镜
1838~1839年德国植物学家 M.J.Schleiden 和 动物学家 T.Schwann —— 细胞学说 (cell theory) 细胞学说 (cell theory):一切生物从单细胞到高等动、 植物都是由细胞组成;细胞是生物形态结构和功能活动
(三)细胞生物学技术广泛应用于医学实践
疾病的诊断: 病理诊断: 血清诊断: 细胞病理学、细胞化学、细胞免疫组化等 单克隆抗体(来自于杂交瘤细胞) 原位杂交(in situ hybrization)、
基因及染色体诊断: 体外基因扩增技术或称聚合酶链反应
(polymerase chain reactionPCR)、
真核细胞 较大,长度 10-100um 需氧
主要成分为氨基糖与 动物细胞无;植物细胞的 壁酸 细胞壁为纤维素与果胶 有(多功能) 有 没有
线粒体、内质网、核糖体、 细胞骨架等 细胞核 拟 核 , 无 核 膜 和 核 有 核 膜 及 核 仁 , DNA 呈 仁 。 DNA 呈 环 状 , 线状结构,信息量较大 信息量少。 转 录 与 翻 同时进行 核内转录,胞质内翻译, 译的时空 严格的阶段性与区域性。 关系 细胞分裂 无丝分裂 有丝分裂
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三、细胞的类型和结构
原核细胞基本结构
支原体、细菌
真核细胞的基本结构
生物膜系统 遗传信息表达结构系统 细胞骨架系统
原核细胞与真核细胞的比较
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原核细胞 Prokaryotic Cell
原核细胞:
没有典型的细胞核,即没有核膜将他的遗传物质与细 胞质分隔开。
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原核细胞与真核细胞的区别
区别:
细胞内部结构与职能的 分工。
核与质 质内的细胞器
遗传信息量与遗传装置 的扩增与复杂化。 真核细胞内的骨架系统。 真核细胞体积的增大。
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Medical Cell Biology
原核细胞 大小 代谢 细胞壁 细胞膜 细胞器 较小,长度 1-10um 厌氧或需氧
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一、细胞是生命活动的最基本单位
细胞是构成有机体的基本单位。
细胞是代谢与功能的基本单位。 细胞是有机体生长发育的基础。 细胞是遗传的基本单位。 细胞是生命起源与进化的基本单位。
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二、细胞的形态和大小
原核细胞的代表:
支原体 细菌、蓝藻
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最小的、最简单的细胞-支原体
支原体:
细胞膜 mycoplast.。 最小的、最简单的细胞。 DNA 分裂方式:一分为二 寄生于细胞内繁殖。 核 形态多变。 糖 体 其DNA可指导合成700 内含物 种蛋白质。 细胞质
生物膜系统 遗传信息表达系统
细胞骨架系统
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真核细胞--动物细胞的结构
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Medical Cell Biology
细胞器
细胞器:
真核细胞中具有一定形状并独立完成一定功能的精 细结构,包括膜相结构与非膜相结构。
膜相结构,真核细胞中以生物膜为基础形成的结构,细胞 膜、线粒体、高尔基体、内质网、溶酶体、核膜。 非膜相结构,包括核糖体、微管、微丝、中等纤维、细胞 核中的染色质、核仁等。
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Medical Cell Biology
四、细胞的基本知识
细胞的基本组成:
元素
C、H、O、N、P、S、Ca、K、Fe、Na、Cl、Mg
生物小分子
核苷酸、氨基酸、单糖、脂肪酸
生物大分子
核酸、蛋白质、脂质、多糖类
结构体系
生物膜体系、遗传信息的复制与表达体系、骨架体系
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Medical Cell Biology
如何学好细胞生物学
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Medical Cell Biology
什么是医学细胞生物学?
概念:
以细胞生物学 [Cell Biology] 和分子生物学 [Molecular Biology]为基础,探索研究人体细 胞发生、发育、增殖、衰老、死亡的生命活动 规律以及发病机理和防治的科学。
研究对象:人体细胞
认识疾病的病因及发病机制: 传染病与感染性疾病: 解释种属与器官的选择性-病原体(细胞) 感染细胞之间的识别与粘附。
遗传病: 基因及染色体的异常或缺失。
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Medical Cell Biology
(二)现代医学重要课题的研究将依赖于细胞 生物学的更深入发展
重大前沿课题,如:
脑的奥秘 肿瘤防治 心脑血管疾病的防治 艾滋病防治 衰老与长寿
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细胞生物学 Cell Biology
概念:
利用现代技术与方法从细胞整体,超微结构, 分子等水平上研究细胞基本生命活动规律的 科学。
研究内容:
包括细胞结构与功能,细胞增殖,分化,衰 老与凋亡,细胞信号传递,真核基因表达与 调控,细胞起源与进化。
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1926年摩尔根《基因论》一书出版; 1924年 Feulgen 首创核染色反应—Feulgen染色法——DNA
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细胞生物学的兴起
20世纪50年代开始分子水平上研究细胞的结构和功能
1941年Beadle 和 Taun提出:《一个基因一个酶》的理论 1953年Watson 和Crick提出: DNA双螺旋结构模型
特点:
遗传的信息量小,遗传信息的载体仅有一个环状DNA构成。 细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞 器和细胞核膜。
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原核细胞
原核细胞的特征:
细胞体积较小,直径0.2-10um。 进化地位较低,约在35亿年前在地球上出现。 在地球上分布及适应性较强。
细胞生物学的主要分支
细胞形态学 cytomorphology
细胞生理学 cytophysiology
分支 细胞遗传学 cytogenetics
细胞化学
cytochemistry
分子细胞学 molecular cytology
细胞病理学 cytopathology
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