细胞生物学历史和展望PPT课件.ppt

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1、关于细胞生物学历史关于细胞生物学历史与展望与展望第一张，PPT共六十一页，创作于2022年6月第一章 绪论HISTORY AND PERSPECTIVE第二张，PPT共六十一页，创作于2022年6月本章内容提要本章内容提要n n第一节第一节第一节第一节 一小段历史一小段历史一小段历史一小段历史n n 一、细胞的发现一、细胞的发现一、细胞的发现一、细胞的发现n n 二、细胞学说二、细胞学说二、细胞学说二、细胞学说n n 三、细胞超微结构研究三、细胞超微结构研究三、细胞超微结构研究三、细胞超微结构研究n n 四、分子细胞生物学四、分子细胞生物学n n第二节第二节第二节第二节 细胞生物学学习方法细胞

2、生物学学习方法细胞生物学学习方法细胞生物学学习方法n n第三节第三节第三节第三节 对未来的展望对未来的展望对未来的展望对未来的展望n n附录附录附录附录 细胞生物学参考书细胞生物学参考书细胞生物学参考书细胞生物学参考书第三张，PPT共六十一页，创作于2022年6月细胞生物学研究细胞的结构、功能和生活史。细胞生物学研究细胞的结构、功能和生活史。细胞生物学研究细胞的结构、功能和生活史。细胞生物学研究细胞的结构、功能和生活史。n n1 1）显微水平，光学显微镜下可见的结构。n n2 2）超微水平，电子显微镜下可见的结构。）超微水平，电子显微镜下可见的结构。n n3 3）分子水平，细胞结构的分子组成，

3、及其在生命活动中的作用。分三个层次：分三个层次：第四张，PPT共六十一页，创作于2022年6月第一节第一节 一小段历史一小段历史第五张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n细胞生物学经历了四个主要发展阶段：细胞生物学经历了四个主要发展阶段：n n1 1）1665-1830s1665-1830s，细胞发现，显微生物学。以形态描述为主。，细胞发现，显微生物学。以形态描述为主。n n2 2）1830s-1930s1830s-1930s，细胞学说，细胞学说，CytologyCytology诞生。诞生。n n3 3）1930s-1970s1930s-1970s，电镜技术应用，电镜技术应用，Cyt

4、ologyCytology发展为细胞生物学。发展为细胞生物学。是细胞学的经典时期是细胞学的经典时期n n4 4）1970s1970s以来，分子细胞生物学时代。以来，分子细胞生物学时代。第六张，PPT共六十一页，创作于2022年6月一、细胞的发现一、细胞的发现n n细胞生物学的变革和显微技术的改进息息相关。细胞生物学的变革和显微技术的改进息息相关。n n15901590年J.J.和和Z.JanssenZ.Janssen父子制作第一台复式显微镜。父子制作第一台复式显微镜。n n16101610年年Galileo Galilei用显微镜观察昆虫。第七张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n nR

5、obert Hooke and his“cells”n n16651665年英国人年英国人年英国人年英国人Robert Robert HookeHooke出版出版出版出版显微图谱显微图谱显微图谱显微图谱。观察了软木，并首次用观察了软木，并首次用观察了软木，并首次用观察了软木，并首次用cellscells来描述来描述来描述来描述“细胞细胞细胞细胞”。第八张，PPT共六十一页，创作于2022年6月Robert Hookes microscope第九张，PPT共六十一页，创作于2022年6月Micrographia 显微图谱 第十张，PPT共六十一页，创作于2022年6月Micrographia 显

6、微图谱 第十一张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n1680年列文虎克是第一个描述活细胞的科学家。观察年列文虎克是第一个描述活细胞的科学家。观察过植物、原生动物、水、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌、过植物、原生动物、水、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌、唾液、血液、精液等等。唾液、血液、精液等等。n nHookeHooke之后的之后的160160多年里，对细胞的研究没有实质进展。直到1830s消色差显微镜出现，人们才对细胞的消色差显微镜出现，人们才对细胞的结构和功能有了新的认识。结构和功能有了新的认识。第十二张，PPT共六十一页，创作于2022年6月Made by A.van Leeuwenh

7、oek(1632-1723).Magnification ranges at 50-275x.第十三张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n1831年R.Brown在兰科植物表皮细胞内发现了细胞核。n n1836年GG.Valentin在动物神经细胞中发现了细胞核与核仁。n n这些工作对于细胞学说的诞生具有重要意义。第十四张，PPT共六十一页，创作于2022年6月二、细胞学说二、细胞学说 n nCell Theory是19世纪的重大发现之一，其基本内容有三条：n n细细胞胞是是有有机机体体，一一切切动动植植物物都都是是有有细细胞胞发发育育而而来来，并并由由细细胞胞和和细细胞胞产物所构成

8、。产物所构成。n n每每个个细细胞胞作作为为一一个个相相对对独独立立的的单单位位，既既有有它它自自己己的的生生命命，又又对对于其他细胞共同组成的整体的生命有助益；于其他细胞共同组成的整体的生命有助益；n n新细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。新细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。第十五张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n通常认为施莱登（通常认为施莱登（MJ.SchleidenMJ.Schleiden）和施旺（）和施旺（T.T.SchwannSchwann）正式提出了细胞学说。n n实际上它是实际上它是1919世纪许多科学家共同努力的结果。包括世纪许多科学家共同努力的结果。包括:BC.

9、Dumortier:BC.Dumortier、JB.de LamarkJB.de Lamark、CB.Milbel、H.H.DutrochetDutrochet、R.Brown、JE.PurkyneJE.Purkyne、R.RemakR.Remak、R.Virchow等许多著名科学家。等许多著名科学家。第十六张，PPT共六十一页，创作于2022年6月Jean-Baptiste de Lamark 第十七张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n18381838年年SchleidenSchleiden发发表表“植植植植物物物物发发发发生生生生论论论论”，认认为为无无论论怎怎样样 复复 杂杂

10、 的的 植植 物物 都都 由由 细细 胞胞 构构 成成。但但 他他 以以free-cell free-cell formationformation理论来解释细胞形成。n nSchwannSchwann提提出出了了“细胞学说”（Cell Cell Theory)Theory)；18391839年年发发表表了了“关关关关于于于于动动动动植植植植物物物物结结结结构构构构和和和和生生生生长长长长一一一一致致致致性性性性的的的的显显显显微微微微研研研研究究究究”。第十八张，PPT共六十一页，创作于2022年6月Matthias Jacob SchleidenTheodar Schwann第十九张，PP

11、T共六十一页，创作于2022年6月n nSchwann提出：a.a.有机体是由细胞构成的；有机体是由细胞构成的；b.b.细胞是构成有机体的基本单位。细胞是构成有机体的基本单位。n n但他也采用了的但他也采用了的Schleiden细胞形成理论。n n18551855年，德国人R.R.Virchow Virchow 提提出出omnis omnis cellula cellula e e cellulacellula（细细胞胞只只能能来来自自细细胞胞）的的著著名名论论断断；进进一一步步完善了细胞学说。完善了细胞学说。第二十张，PPT共六十一页，创作于2022年6月Rudolf Virchow 第二十

12、一张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n1919世纪世纪3030年代后发现活细胞并不是空的而是充满粘稠年代后发现活细胞并不是空的而是充满粘稠的液体。的液体。n nF.DujardinF.Dujardin（18351835）将之称为）将之称为“sarcodesarcode”；n nJE.PurkinjeJE.Purkinje（18391839）和）和von Mohlvon Mohl（1846）则将之）则将之称作原生质称作原生质“protoplasmprotoplasm”。n n如今如今“原生质”一词已从生物学文献中消失了，但在一词已从生物学文献中消失了，但在当时具有十分重要的意义。当时

13、具有十分重要的意义。第二十二张，PPT共六十一页，创作于2022年6月第二十三张，PPT共六十一页，创作于2022年6月三、细胞超微结构研究三、细胞超微结构研究n n19321932年德国人年德国人E.RuskaE.Ruska和和M.Knoll发明透射电镜，人类视野进入超微领域。n n19391939年年SiemensSiemens公司生产商品电镜。公司生产商品电镜。n n1940-50s1940-50s用电镜观察了各类细胞超微结构。并结用电镜观察了各类细胞超微结构。并结合超速离心、电泳、无细胞体系等分析技术研究合超速离心、电泳、无细胞体系等分析技术研究这些结构的功能。这些结构的功能。Cyto

14、logy发展为Cell BiologyCell Biology。第二十四张，PPT共六十一页，创作于2022年6月四、分子细胞生物学时代四、分子细胞生物学时代n n18691869年瑞士人F.Miescher F.Miescher 从脓细胞中分离出核酸，但未引起重视。n n1944年年O.AveryO.Avery等通过细菌转化试验，19521952年年M.ChaseM.Chase等通过噬菌体标记感染实验肯定了核酸与遗传的关系。第二十五张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n微生物转化试验微生物转化试验第二十六张，PPT共六十一页，创作于2022年6月发现细胞可以在培养基上自我生长和繁殖发现

15、细胞可以在培养基上自我生长和繁殖发现细胞可以在培养基上自我生长和繁殖发现细胞可以在培养基上自我生长和繁殖HeLa cells are cultured tumor cells isolated from a cancer patient named Henrietta Lacks in 1951.It is the first human cell to be kept in culture for long periods of time and is still used today.Johns Hopkins univesity,in 1951第二十七张，PPT共六十一页，创作于2022

16、年6月n n1952年年FranklinFranklin拍摄到清晰的拍摄到清晰的DNADNA晶体晶体X-X-衍射照片。19531953年她认为年她认为DNADNA是一种对称结构，可能是螺旋。第二十八张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n19531953年，年，Watson Watson 和和 Crick提出提出DNADNA双螺旋模型。与双螺旋模型。与WilkinsWilkins分享1962 1962 年诺贝尔生理学与医学奖。第二十九张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n1958 年年Crick Crick 提出分子遗传的提出分子遗传的“中心法则中心法则”。n n1961-1

17、964年年Nirenberg Nirenberg 等破译遗传密码。等破译遗传密码。n n19721972年DA.JacksonDA.Jackson，RH.SymonsRH.Symons和和P.BergP.Berg创建创建DNA体外重组。n n19731973年SN.CohenSN.Cohen和和HW.BoyerHW.Boyer将外源基因拼接在质粒中，并在大肠杆菌中表达。n n一系列技术和理论的提出，使细胞生物学与分子生物学一系列技术和理论的提出，使细胞生物学与分子生物学的结合越来越紧密。的结合越来越紧密。第三十张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n19831983年年，MullisM

18、ullis发发明明PCRPCR仪仪，于于19931993年年获获诺贝尔化学奖。诺贝尔化学奖。第三十一张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n1990年，美国国会正式批准的“人人类类基基因因组组计计划划”（Human Genome ProjectHuman Genome Project）。）。我我国国于于19931993年年加加入入该该计计划划，承承担担其其中中1%1%的的任任务务，即即人人类类3 3号号染染色色体短臂上约体短臂上约30Mb30Mb的测序任务。的测序任务。20002000年年6 6月月2828日人类基因组工作草图完成。日人类基因组工作草图完成。n n同年，美国国立卫生研究

19、院给一名患有先天性重度联同年，美国国立卫生研究院给一名患有先天性重度联合免疫缺陷病的合免疫缺陷病的4 4岁女孩实施了首例基因治疗。这种疾病因腺苷脱氨酶（腺苷脱氨酶（腺苷脱氨酶（腺苷脱氨酶（ADAADA）基因变异引起。）基因变异引起。第三十二张，PPT共六十一页，创作于2022年6月1996年7月5日，世界上第一只克隆羊“多利”在英英国苏格兰卢斯林研究所国苏格兰卢斯林研究所的试验基地诞生。第三十三张，PPT共六十一页，创作于2022年6月EMBRYO COLONINGEMBRYO COLONING第三十四张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n20012001年诺贝尔生理医学奖年诺贝尔生

20、理医学奖年诺贝尔生理医学奖年诺贝尔生理医学奖n n细胞周期调控机理细胞周期调控机理细胞周期调控机理细胞周期调控机理Leland H.Hartwell R.Timothy(Tim)Hunt Sir Paul M.Nurse 美国美国英国英国第三十五张，PPT共六十一页，创作于2022年6月20022002年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡Sydney BrennerSydney Bre

21、nnerH.Robert HorvitznJohn E.Sulston 英国英国英国英国美国美国美国美国英国英国英国英国布雷诺尔布雷诺尔布雷诺尔布雷诺尔霍维茨霍维茨霍维茨霍维茨苏尔斯顿苏尔斯顿苏尔斯顿苏尔斯顿第三十六张，PPT共六十一页，创作于2022年6月2003年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖细胞膜水通道，离子通道结构和机理细胞膜水通道，离子通道结构和机理细胞膜水通道，离子通道结构和机理细胞膜水通道，离子通道结构和机理Peter AgreRoderick MacKinnon 美国美国美国美国彼得彼得彼得彼得 阿格雷阿格雷阿格雷阿格雷罗德里克罗德里克罗德里克罗德里克

22、麦金农麦金农麦金农麦金农第三十七张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n20042004年诺贝尔生理与医学奖年诺贝尔生理与医学奖年诺贝尔生理与医学奖年诺贝尔生理与医学奖n n气味受体和嗅觉系统的组成气味受体和嗅觉系统的组成Richard AxelLinda B.Buck美国美国美国美国第三十八张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n20052005年诺贝尔生理与医学奖年诺贝尔生理与医学奖n n幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡方面的作用。幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡方面的作用。Barry J.MarshallJ.Robin Warren第三十九张，PPT共六十一页，创作于2022年6

23、月n n20062006年诺贝尔生理与医学奖年诺贝尔生理与医学奖年诺贝尔生理与医学奖年诺贝尔生理与医学奖n nRNARNA干扰干扰干扰干扰Andrew Z.FireCraig C.Mello第四十张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n20072007年诺贝尔生理学医学奖年诺贝尔生理学医学奖n n基因打靶技术基因打靶技术基因打靶技术基因打靶技术Mario R.CapecchiSir Martin J.EvansOliver Smithies 马里奥马里奥 卡佩奇卡佩奇奥利弗奥利弗 史密斯史密斯马丁马丁 伊文思因伊文思因美国美国英国英国第四十一张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n

24、 n2008200820082008年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖n n德国科学家德国科学家德国科学家德国科学家 人乳头状瘤病毒人乳头状瘤病毒人乳头状瘤病毒人乳头状瘤病毒n n两名法国科学家：艾滋病病毒两名法国科学家：艾滋病病毒哈拉尔德哈拉尔德 豪森豪森弗朗索瓦丝弗朗索瓦丝 巴尔西巴尔西诺西诺西吕克吕克 蒙塔尼蒙塔尼第四十二张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n2009年度诺贝尔生理学或医学奖年度诺贝尔生理学或医学奖年度诺贝尔生理学或医学奖年度诺贝尔生理学或医学奖 n n三位美国科学家三位美国科学家三位美国科学家三位美国科学家n n端粒酶端粒酶端粒酶端粒酶 伊丽莎白伊丽

25、莎白 布兰克波恩布兰克波恩卡罗尔卡罗尔 格雷德格雷德杰克杰克 绍斯塔克绍斯塔克第四十三张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n20102010年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖 n n英国生理学家罗特英国生理学家罗特英国生理学家罗特英国生理学家罗特 爱德华兹爱德华兹爱德华兹爱德华兹 n n体外受精技术又称试管婴儿技术体外受精技术又称试管婴儿技术体外受精技术又称试管婴儿技术体外受精技术又称试管婴儿技术 第四十四张，PPT共六十一页，创作于2022年6月美国科学家布鲁斯博伊特勒、法国科学家朱尔斯霍夫曼和加拿大科学家拉尔夫斯坦曼因 201

26、1年年 解码免疫系统奥秘解码免疫系统奥秘 第四十五张，PPT共六十一页，创作于2022年6月第四十六张，PPT共六十一页，创作于2022年6月第四十七张，PPT共六十一页，创作于2022年6月第四十八张，PPT共六十一页，创作于2022年6月2014年诺贝尔奖生理学或医学奖年诺贝尔奖生理学或医学奖发现了大脑中形成定位系统的细胞第四十九张，PPT共六十一页，创作于2022年6月2014年诺贝尔奖生理学或医学奖年诺贝尔奖生理学或医学奖第五十张，PPT共六十一页，创作于2022年6月当前细胞生物学研究中当前细胞生物学研究中三大基本问题三大基本问题 n n细胞内的基因组是如何在时间与空间上有序表达细胞

27、内的基因组是如何在时间与空间上有序表达的？的？n n基因表达产物基因表达产物产物主要指蛋白与核酸、脂质、多糖及其复合物，它们是逐级装配成能行体生命活动的基本结构体系的？n n基因表达产物这些产物是一些活性因子与这些产物是一些活性因子与信号分子，这些因子是如何调节细胞最重要的生信号分子，这些因子是如何调节细胞最重要的生命过程的？命过程的？第五十一张，PPT共六十一页，创作于2022年6月当前细胞基本生命活动研究当前细胞基本生命活动研究若干重大课题若干重大课题 n n染色体DNA与蛋白质相互作用关系 n n细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控 n n细胞信号传导的研究 n n细胞结构体系的装配

28、第五十二张，PPT共六十一页，创作于2022年6月最集中的三个领域最集中的三个领域n n根据美国科学情报研究所（ISI）1997年SCI（Science Citation Index）收录及引用论文检索说明，目前全世界自然科学研究中论文发表最集中的三个领域分别是：细细胞信号转导胞信号转导、细胞凋亡细胞凋亡和基因组与后基因基因组与后基因组学组学研究。第五十三张，PPT共六十一页，创作于2022年6月当前全球研究最热门的是三当前全球研究最热门的是三种疾病及研究方向种疾病及研究方向n n癌症、心血管病、艾滋病和肝炎等传染病癌症、心血管病、艾滋病和肝炎等传染病n n5大研究方向是大研究方向是n n（1

29、 1）细胞周期调控）细胞周期调控n n（2 2）细胞凋亡）细胞凋亡n n（3 3）细胞衰老）细胞衰老n n（4 4）信号转导）信号转导n n（5 5）DNADNA的损伤与修复第五十四张，PPT共六十一页，创作于2022年6月n n细胞生物学由细胞学（Cytology）发展而来。）发展而来。n n是是当当代代生生物物技技术术的的支支撑撑学学科科。发发展展迅迅速速，期期刊刊数数量量最最多多，SCISCI源源期期刊刊中中细细胞胞生生物物学学的的平平均均影影响响影影子子为为4.14.1。Cell杂志的影响因子为37.297。Science为24.676。Nature为27.368。第五十五张，PPT共

30、六十一页，创作于2022年6月免费的数据库，提供918种期刊的全文。包括著名的JCB、PNAS、JBC等第五十六张，PPT共六十一页，创作于2022年6月细胞生物学专业优秀期刊，提供1955年以来的全文。第五十七张，PPT共六十一页，创作于2022年6月生物化学方面的优秀期刊，提供1905年以来的全文。第五十八张，PPT共六十一页，创作于2022年6月美国科学院学报，提供1915年以来的全文，一些经典细胞生物学论文发表于该刊。第五十九张，PPT共六十一页，创作于2022年6月Pubmed，大名鼎鼎的免费数据库，属于美国国立医学图书馆，可查阅生物医学领域的文摘。第六十张，PPT共六十一页，创作于2022年6月2023/4/62023/4/6感谢大家观看第六十一张，PPT共六十一页，创作于2022年6月