竞赛辅导-细胞生物学.ppt

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1、细胞生物学细胞生物学细胞生物学：细胞的结构和功能；细胞分裂的过程；分化、衰老和癌变机理 生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系，而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位，有了细胞才有完整的生命活动。细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。细胞生物学简介细胞学基础细胞工程简介竞赛试题及练习细胞生物学细胞的化学成分细胞的亚显微结构及功能细胞周期细胞的分化、衰老、凋亡细胞生物学辅导主要内容一

2、、细胞学的发展1、细胞的发现 1665年，胡克(Rorbert Hooke)Micrographia一书中报道：用自制的显微镜(30倍)观察栎树软木塞切片时发现“cell”（细胞）。1674年，荷兰人列文虎克(Anton van Leeuwenhoek)利用自制的高倍显微镜(300倍左右)，观察到池塘水滴中的原生动物、人类和哺乳类动物的精子。（活细胞）v 光学显微镜：分辨率是0、2微米，人肉眼分辨率是0、2毫米所以一般显微镜设计的最大放大倍数是1000倍。v(2008年）59光学显微镜能观察到的最小生物是（）v A酵母 B植物细胞 C细菌 D噬菌体v 扫描电子显微镜：可以通过“光学切片”观察较

3、厚样品的内部结构，将改变焦点获得一系列细胞不同层面的图像，叠加后便可构出样品的三维结构。v 透射电子显微镜：分辨率比光学显微镜更高的显微镜。v 荧光显微镜：是特意蛋白质等生物大分子定性、定位的最有力工具。v 相差显微镜：最大 的特点是可以观察未经染色的标本和活细胞。2、细胞学说的建立 1838年，德国植物学家施莱登提出:尽管植物的不同组织在结构上有着很大的差异，但是植物是由细胞构成的，植物的胚是由单个细胞产生的。18391839年年,德国动物学家施旺提出了德国动物学家施旺提出了细胞学说细胞学说 的两条原理的两条原理 认为细胞是有机体，一切动植物都是由细胞 发育而来,并由细胞和细胞产物所构成；细

4、胞是生命的基本单位 细胞是生命的基本单位 每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自己的”生命,又对与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益；3、细胞学的经典时期v原生质理论的提出v细胞分裂的研究v重要细胞器的发现v分子水平探讨生命奥秘的分子生物学：细胞 学逐渐发展成从显微水平、亚显微水平、分子水平三个层次上探讨生命活动的学科4、对未来的展望人类经历了漫长的采猎文明后，约在一万年前进入农业经济时代，18世纪60年代，英国率先进入工业经济，20世纪50 年代美国最早走完工业经济的历程，进入信息时代。据专家估计这一经济形态的“寿命”为7580年，到本世纪20年代将渐渐失去活力，届时人类迎接下一个经济

5、时代，即生物经济时代的到来，生物经济的资源为基因，其核心技术为建立在细胞与分子生物学理论基础上的各类生物技术。5、生物经济时代特点是：（1）.基因克隆和重组技术日趋成熟，人类将根据经济需要去开发和操纵遗传资源，如通过转基因的方法生产人类生长素、干扰素（每千克价值440亿美元）等昂贵的药物；培育具有特殊功能的转基因动植物，如具有苏云金毒素的抗虫棉。在商业目的的驱使下，大量的改造物种，开始了偏离自然进化规律的二次“创世纪”，由此所产生的基因污染和伦理问题将越来越突出。（2）.人类基因组大约10万个基因的作图和测序完成，进入以揭示基因功能为主的后基因组计划，人类遗传病的基因治疗成为常规技术。（3）.

6、动物克隆技术和人类干细胞定向分化技术取得突破，人工创建的组织，器官将用于医学治疗的目的。（4）.神经生物学、信息生物学、细胞生物学等学科的发展，为实现人工智能奠定了理论基础。（5）.基因武器可能成为继核武器以后又一种足以令人类毁灭的武器。（6）.生物芯片技术广泛应用于科研、医疗、农业、食品、环境保护、司法鉴定等领域。成为与晶体管芯片一样重要的产业。二、细胞基础知识细胞的定义 细胞是由膜包围着含有细胞核(或拟核)的原生质所组成,是生物体的结构和功能的基本单位,也是生命活动的基本单位。细胞能够通过分裂而增殖，是生物体个体发育和系统发育的基础。细胞或是独立的作为生命单位,或是多个细胞组成细胞群体或组

7、织、或器官和机体；细胞还能够进行分裂和繁殖；细胞是遗传的基本单位，并具有遗传的全能性。照片，蓝色为细胞核，绿色为微管个体中不同组织的细胞形态（一）细胞的共性 细胞学说是根据光学显微镜对不同类型的细胞进行形态观察得出的结论，但是它们在结构和功能上的相似性甚至超过形态上的相似性。（一）细胞的共性1、细胞结构上的相似性 细胞都具有细胞膜结构 细胞都具有遗传物质和遗传体系 细胞都具有核糖体2、细胞的基本功能 细胞能够进行自我增殖和遗传 细胞都能进行新陈代谢 细胞都具有运动性3、形态结构与功能的统一是生物体细胞的重要特征4、细胞的大小及体积的恒定 1、细胞结构上的相似性细菌结构模式图动物细胞结构模式图

8、细胞都具有细胞膜结构基本功能：作为细胞的界膜，将细胞内的环境与外环境隔开。被质膜（细胞膜）包裹在细胞内的所有生活物质称为原生质(protoplasm)，包括细胞核和细胞质。细胞都具有遗传物质和遗传体系 细胞都具有核糖体DNA:遗传信息的载体RNA:遗传信息的转录、指导蛋白质的合成（一）细胞的共性1、细胞结构上的相似性 细胞都具有细胞膜结构 细胞都具有遗传物质和遗传体系 细胞都具有核糖体2、细胞的基本功能 细胞能够进行自我增殖和遗传 细胞都能进行新陈代谢 细胞都具有运动性3、形态结构与功能的统一是生物体细胞的重要特征4、细胞的大小及体积的恒定 2、细胞的基本功能 细胞能够进行自我增殖和遗传细胞能

9、够以一分为二的分裂方式进行增殖 细胞都能进行新陈代谢 细胞代谢包括物质代谢和能量代谢，细胞的代谢作用是由酶控制的。细胞都具有运动性所有细胞都具有一定的运动性，包括细胞自身的运动和细胞内的物质运动。（一）细胞的共性1、细胞结构上的相似性 细胞都具有细胞膜结构 细胞都具有遗传物质和遗传体系 细胞都具有核糖体2、细胞的基本功能 细胞能够进行自我增殖和遗传 细胞都能进行新陈代谢 细胞都具有运动性3、形态结构与功能的统一是生物体细胞的重要特征4、细胞的大小及体积的恒定 3、形态结构与功能的统一是生物体细胞的重要特征（一）细胞的共性1、细胞结构上的相似性 细胞都具有细胞膜结构 细胞都具有遗传物质和遗传体系

10、 细胞都具有核糖体2、细胞的基本功能3、形态结构与功能的统一是生物体细胞的重要特征4、细胞的大小及体积的恒定 细胞能够进行自我增殖和遗传 细胞细胞都能进行新陈代谢 细胞细胞都具有运动性 4、细胞的大小及体积的恒定 A、细胞的计量单位 细胞大小的计量单位，一般都用微米计算。使用电子显微镜后又提(Angstrom,)为超显微结构计量单位。现在常用的国际单位是纳米(nanometre)。1毫米=1000微米(m)1微米=1000纳米(nm）1纳米(nm)=10埃 典型的原核细胞的平均大小在110m之间，而真核细胞的直径平均为 330m，一般为1020m。器官的大小主要决定于细胞的数量，与细胞的数量成

11、正比，而与细胞的大小无关，这种现象称之为细胞体积的守恒定律。同类型细胞的体积一般是相近的，不依生物个体的大小而增大或缩小。B、限制细胞大小的因素 细胞的相对表面积 当细胞增大到一定程度时，质膜的表面积就不适应细胞进行内外物质的交换，细胞为了维持一个最佳的生存条件，必需维持最佳的表面积，从而限制了体积的无限增大。细胞内关键分子的浓度 一个生活细胞要维持正常的独立生活功能，最低限度需要5001000种不同类型的酶和蛋白质。一些重要的分子在细胞内的拷贝数很少，当细胞体积增大时，这些分子的浓度就越来越稀释，一些重要的生化反应需要一定的浓度才能进行，所以细胞内分子浓度就成了细胞体积无限增大的一个限制因素。C、支原体是最简单的原核细胞，直径为0.1 0.3m 具有细胞质膜，但没有细胞壁;环状双螺旋DNA，没有拟核,能指导合成750多种蛋白质;唯一的细胞器是核糖体，每个细胞中约有8001500个。支原体的形态结构（一）细胞的共性1、细胞结构上的相似性 细胞都具有细胞膜结构 细胞都具有遗传物质和遗传体系 细胞都具有核糖体2、细胞的基本功能3、形态结构与功能的统一是生物体细胞的重要特征4、细胞的大小及体积的恒定 细胞能够进行自我增殖和遗传 细胞细胞都能进行新陈代谢 细胞细胞都具有运动性