细胞分子生物学第1章生命源于细胞
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分子生物学授课专业:生物技术、生物科学玉林师范学院生命科学与技术学院王小敏(***************)2013.9•授课对象:生物技术、生物科学•授课学时:42学时•教学办法:•1.教师主讲•2.学生参与•考核形式:考试80%+平时20%Reference•1 . 分子克隆实验指南•2. 精编分子生物学实验指南•3. PCR技术实验指南•4. 分子生物学实验基础•5. 现代分子生物学实验技术•6. 分子生物学实验技术•7. 分子生物学基础技术•生物技术各网站论坛:小木虫、生物谷、螺旋网、丁香园等第一章分子生物学发展简史1.1 分子生物学的起源分子生物学侧重于从分子水平研究遗传信息的传递、表达和调控,是在遗传学和生物化学基础上发展起来的学科。
分子生物学起源可以追溯到经典遗传学或称传递遗传学。
传递遗传学侧重于研究遗传性状从亲本向子代传递的规律。
1.1.1 传递遗传学(transmission genetics)1858~1865年间,孟德尔研究了植物遗传现象,发现了分离定律和自由组合定律。
提出了遗传因子(后改称基因)的概念。
孟德尔是经典遗传学或传递遗传学的奠基人。
1910年,摩尔根利用果蝇进行试验,发现了连锁遗传规律,证实了染色体遗传学说,首次将遗细胞学说、进化论和遗传学三定律是现代生物学的三大基石。
孟德尔Gregor Mendel (1822-1884),奥地利科学家,经典遗传学的奠基人1857-1864的7年中,进行了豌豆的杂交研究,1865年发表了他的划时代的论文《植物杂交试验》在论文中提出了“遗传因子”的概念,并得出了三条规律:●显性规律(The Law of Dominance)●分离规律(The Law of Segregation)●自由组合规律(The Law of Independent Assortment)1.1.2 分子遗传学(molecular genetics)1869年,Miescher分离出核酸。
必修一分子与细胞第1章走近细胞第1节从生物圈到细胞第2节细胞的多样性和统一性第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物第2节生命活动的主要承担者——蛋白质第3节遗传信息的携带者——核酸第4节细胞中的糖类和脂质第5节细胞中的无机物第3章细胞的基本结构第1节细胞膜——系统的边界第2节细胞器——系统内的分工合作第3节细胞核——系统的控制中心第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例第2节生物膜的流动镶嵌模型第3节物质跨膜运输的方式第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶第2节细胞的能量“通货”——ATP第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸第4节能量之源——光和光合作用第6章细胞的生命历程第1节细胞的增殖第2节细胞的分化第3节细胞的衰老与凋亡第4节细胞的癌变探索生物大分子的奥秘一、教学目标:【知识】:初步了解分子与生物学之间的关系了解中国合成牛胰岛素事件。
【技能】;培养分析分析资料的能力。
【情感与态度】:了解中国是首个人工合成有生物活性的有机物的国家,增强学生的民族自豪感;初步了解分子生物学的成果,帮助学生树立学习的目标;阅读访谈,学习科学家们实事求是、艰苦钻研的精神。
二、教学重难点:激发学生对高中生物的兴趣是本课的重点。
三、教学用具:ppt幻灯片四、教学准备五、教学过程:(一)以概述《细胞与分子》模块作为引入。
师:比较初中阶段所学习的生物知识特点,大家拿到课本可能会想,初中的时候不是已经学过细胞了吗?为什么高中还要再学呢?初中的生物知识着重让学生了解生物学的大概情况,而且因为学生没有相关的化学知识和足够的空间想象能力,所以很多知识在初中阶段是没有办法说明白的。
就拿细胞结构来说吧,初中的时候,老师只能让学生知道动物细胞是由细胞膜、细胞质、细胞核构成,至于细胞为什么是有生命的,细胞是怎么样生活的,都没有办法说得清楚。
只有在同学们在初三、高一学习了化学的基础知识后我们才可以对生命进一步的学习。
目录索引第一章细胞生物学概述第二章细胞概述第三章细胞的分子基础第四章细胞膜第五章细胞连接与细胞外基质第六章内膜系统第七章线粒体第八章核糖体第九章细胞骨架第十章细胞核第十一章细胞的分裂第十二章细胞周期第十三章细胞分化第十四章细胞的衰老和死亡第十五章个体发育中的细胞附录名词解释第一章细胞生物学概述一、现代细胞生物学研究的三个层次显微水平、亚显微水平、分子水平二、细胞的发现胡克最早发现细胞并对其进行命名三、细胞学说创始人:施莱登施旺内容:①细胞是有机体,一切动植物都是由单细胞发育而来,即生物是由细胞和细胞的产物所组成;②所有细胞在结构和组成上基本相似;③新细胞是由已存在的细胞分裂而来;④生物的疾病是因为其细胞机能失常。
⑤.细胞是生物体结构和功能的基本单位。
⑥.生物体是通过细胞的活动来反映其功能的。
四、分子生物学的出现20世纪50年代开始,人们逐步开展分子水平探讨细胞的各种生命活动的研究。
随着分子水平对细胞生命活动机制的探讨愈受重视,并积累一定实验成果,“分子生物学”应运而生。
分子生物学是研究生物大分子,特别是核酸和蛋白质结构与功能的学科。
20世纪60年代形成从分子水平、亚显微水平和细胞整体水平探讨细胞生命活动的学科,即细胞生物学。
也有人将细胞生物学称为细胞分子生物学或分子细胞生物学。
第二章细胞概述第一节细胞的基本知识一、细胞的基本共性•所有细胞表面都有脂质双分子层与镶嵌蛋白构成的生物膜。
•所有细胞都具有DNA和RNA两种核酸,作为遗传信息储存、复制与转录的载体。
•所有细胞都有核糖体。
•所有细胞都是以一分为二的方式进行分裂增殖的。
二、细胞的大小、形态和数目(自学)四、细胞的一般结构•亚微结构(电镜):膜相结构非膜相结构•膜相结构:由单位膜参加形成的所有结构。
包括:一网两膜四体•意义:区域化作用•非膜相结构•单位膜:电镜下观察,膜相结构的膜由两侧致密深色带(各2nm)和中间一层疏松浅色带(3.5nm)构成,把这三层结构形式作为一个单位,称为单位膜。
高一上册生物知识点第一章细胞是生命的基本单位生物学作为一门探索生命的科学,研究的核心是生物体的构成和功能。
而生物体的基本组成单位就是细胞。
细胞的发现与研究,伴随着科学的不断进步,为人们揭开了生命的奥秘。
一、细胞的发现细胞学的创始人可以追溯到17世纪的英国科学家罗伯特·胡克。
他通过显微镜观察植物组织发现了细胞这个微小的构成单位。
而德国科学家施莱登则在动物组织中也观察到了类似的结构,为细胞理论提供了有力的证据。
二、细胞的基本构造细胞是一个复杂的有机体,主要由细胞膜、细胞质和细胞核组成。
细胞膜是细胞的外部边界,具有选择性透过性;细胞质是包裹在细胞膜内的物质,其中包含了各种细胞器;细胞核则可以被视为细胞的控制中心,包含了遗传信息。
三、细胞的生物学功能细胞具有多种生物学功能,例如物质的进出、新陈代谢、生长分裂等。
其中,物质的进出是维持细胞生命活动的基础,通过细胞膜的选择性透过性来实现。
细胞内外的物质交换,包括氧气、营养物质的摄取和废物的排泄,都直接依赖于细胞膜。
细胞的新陈代谢是指细胞内发生的一系列化学反应,包括能量的产生和物质的合成。
其中,三磷酸腺苷(ATP)是细胞内能量的主要储存和释放形式,同时细胞通过各种酶的参与合成蛋白质、核酸和其他重要的有机分子。
细胞的生长分裂是细胞生命周期中最为重要的事件之一。
在生长阶段,细胞通过摄取营养物质和依靠新陈代谢合成新的细胞质实现细胞的增大。
而在分裂阶段,细胞的遗传物质在细胞核中复制,并通过细胞分裂的过程将遗传物质平均分配到两个新细胞中。
四、细胞的多样性尽管细胞是生物体的基本构成单位,但不同生物体的细胞具有很大的多样性。
早在19世纪,科学家就发现了植物细胞和动物细胞之间的差异。
后来,随着技术的进步,人们还发现了原核细胞和真核细胞的区别。
原核细胞是早期生命的细胞形式,其主要特征是没有包裹细胞内物质的细胞核。
事实上,人类体内的细菌就是原核细胞的例子。
相比之下,真核细胞有明确的细胞核,并由多种细胞器组成,例如线粒体、高尔基体和内质网等。
《细胞⽣物学》复习要点第⼀章绪论掌握内容:●细胞⽣物学的概念:细胞⽣物学(cell biology)——细胞⽣物学是应⽤现代物理学与化学的技术成就和分⼦⽣物学的观念和⽅法,以细胞作为⽣命活动的基本单位的思维为出发点,探索⽣命活动规律的学科,其核⼼问题是将遗传与发育在细胞⽔平上结合起来。
(P2)●细胞⽣物学研究的内容:细胞的结构与功能:1、细胞核、染⾊体及基因表达2、⽣物膜与细胞器3、细胞⾻架体系细胞的重⼤⽣命活动:4、细胞增殖及其调控5、细胞分化及其调控6、细胞的衰⽼与凋亡7、细胞的起源与进化8、细胞的信号转导基因重组改造细胞:9、细胞⼯程第⼆章细胞的统⼀性与多样性掌握内容:⼀、为什么说细胞是⽣命活动基本单位?1、⼀切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位。
2、细胞具有独⽴的、有序的⾃控代谢体系,细胞是代谢与功能的基本单位。
3、细胞是有机体⽣长与发育的基础。
4、细胞是遗传的基本单位,具有遗传的全能性。
5、没有细胞就没有完整的⽣命。
(⼆、细胞的基本共性1.所有细胞都有相似的化学组成2.脂-蛋⽩体系的⽣物膜3.DNA-RNA的遗传装置4.蛋⽩质合成的机器——核糖体5.⼀分为⼆分裂⽅式)三、原核细胞与真核细胞的⽐较(P36表2-2、P37表2-3)问题:真核细胞与原核细胞最根本区别?答:1.内膜系统的分化及其功能的区域化与专⼀化演变;2.遗传装置与基因表达的复杂化与多层次化。
第三章细胞⽣物学研究⽅法掌握:⼀、主要研究⽅法的基本原理及应⽤⼆、名词解释:1、细胞培养(cell culture)在体外模拟体内的⽣理环境,培养从机体中取出的细胞,并使之⽣长和⽣存的技术。
2、细胞株(cell strain)——原代培养细胞群经过⽣物学鉴定的具有特定标志或性质的细胞系。
(能够繁殖50代左右,在培养过程中始终保持其特征。
)3、细胞⼯程(Cell engineering)细胞⽔平上的⽣物⼯程。
即,⽤细胞⽣物学和分⼦⽣物学的理论、⽅法和技术,按⼈们的预定设计蓝图有计划地保存、改变和创造细胞遗传物质,以产⽣新的物种和品系,或⼤规模培养组织细胞以获得⽣物产品的技术称为细胞⼯程。
第一章绪论1.细胞生物学是研究细胞基本(生命活动)规律的科学,是在(显微)、(亚显微)和(分子水平)三个不同层次上,以研究细胞的结构功能、重大生命活动等过程的一门学科。
2.细胞生物学是研究细胞基本(生命活动)规律的科学,是在(显微)、(亚显微)和(分子水平)三个不同层次上,以研究细胞的(结构与功能)、(重大生命活动规律)、细胞起源与进化和细胞工程等为主要内容的一门科学3.1838-1839年,(施莱登)和(施旺)共同提出:一切植物、动物都是由细胞组成的。
4.1858年德国病理学家魏尔肖提出(一切细胞来源于细胞)的观点,通常被认为是对细胞学说的一个重要补充。
1.下列属于细胞学说的描述有(ABCD )A.有机体是由细胞构成的B.细胞是构成有机体的基本单位C.细胞通过细胞分裂繁殖后代D.一切细胞来源于细胞2.美国人J. D. Watson 和英国人F. H. C. Crick提出DNA双螺旋模型是(B )年?A.1950B.1953C.1956D.19603.第一个观察到活细胞有机体的是( B )。
A.Robert HookeB.Leeuwen HoekC.GrewD.Virchow4.细胞学说是由( B )提出来A.Robert Hooke和Leeuwen HoekB.Schleiden和SchwannC.Crick和WatsonD.Sichold和Virchow5.1665年英国学者(A )第一次观察到细胞并命名为cell。
A.Robert HookeB.Leeuwen Hoek .C.GrewD.Virchow6.在1953年首先提出DNA双螺旋结构模型的学者是(B )。
A.AveryB.Waston和CrickC.BratchetD.Casperson[E]Feulgen7.细胞生物学是研究细胞基本结构的科学(A)A.正确B.错误8.细胞的亚显微结构是指在光学显微镜下观察到的结构(B)A.正确B.错误9.细胞是生命体的结构和生命活动的基本单位(A)A.正确B.错误10.细胞学说的建立构成了细胞学的经典时期(B)A.正确B.错误1.细胞学说的主要内容是什么?有何重要意义?答:细胞学说的内容:(1)有机体是由细胞构成的;(2)细胞是构成有机体的基本单位;(3)细胞通过细胞分裂繁殖后代。
第1章走近细胞第1节从生物圈到细胞知识点一:病毒:1、病毒没有细胞结构。
病毒的结构:核酸:DNA或RNA,没有含两种核酸的病毒;蛋白质外壳:头部、尾部。
如果病毒以DNA作为遗传物质则:DN A(自我复制)→转录→病毒mRNA→翻译→病毒蛋白质如果病毒以RNA作为遗传物质则:①RNA(自我复制)→翻译→病毒蛋白质;②RNA→逆转录→DNA→转录→病毒RNA、病毒mRNA→翻译→病毒蛋白质(当逆转录病毒如HIV侵染宿主细胞时,在宿主细胞的细胞质中进行逆转录,形成DNA,再进入宿主的细胞核中,与宿主细胞的DNA进行整合,形成重组DNA,进入潜伏期。
当时机成熟时,再在宿主细胞内,利用宿主的原料、ATP和酶系进行转录、复制成子代。
)朊病毒(疯牛病病原体)是只含有蛋白质的特殊病毒。
(有人认为合成朊病毒所需的信息,有可能是存在于寄主细胞之中的,而朊病毒的作用,仅在于激活在寄主细胞中为朊病毒编码的基因,使得朊病毒得以复制繁殖。
另一种学说认为朊病毒的蛋白质能为自己编码遗传信息。
这种假说与传统的分子生物学中的“中心法则”是相违背的,因为朊病毒没有核酸。
1982年普鲁宰纳提出了朊病毒致病的“蛋白质构象致病假说”,以后魏斯曼等人对其逐步完善。
要点为:朊病毒蛋白有两种构象:正常型和致病型。
两者在空间构象上不同。
致病型溶解度低,且抗蛋白酶解,致病型可胁迫正常型转化为致病型,实现自我复制,并产生病理效应。
基因突变可导致正常型转变为致病型,并通过多米诺效应倍增致病。
研究发现疯牛病、羊痒病及人的纹状体脊髓变性病、脑软化病等均属于这种蛋白粒子病。
关于蛋白质是否可充当遗传物质还没有定论。
)2、病毒只有依赖活细胞才能生活。
说明病毒专营细胞内寄生生活,属于生态系统组成成分中的消费者(腐生属于分解者)。
3、根据寄主不同病毒分为:动物病毒、植物病毒、细菌病毒(噬菌体)如:T2噬菌体专门寄生于大肠杆菌。
4、常见的病毒:DNA病毒:T2噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等。
必修1分子与细胞-第一章走进细胞-第一节从生物圈到细胞1. 生命活动离不开细胞,即使像病毒那样没有细胞结构的生物,也只有依赖细胞才能生活,细胞是生物体结构和功能的基本单位。
2. 生物分为非细胞生物(病毒)和细胞生物(单细胞生物、多细胞生物)。
3. 病毒,无细胞结构,必须在活细胞内才能生存。
成分:主要由蛋白质外壳和核酸组成。
遗传物质:DNA或RNA。
生活方式:寄生,只能在活细胞中才能生长繁殖。
宿主不同分类:植物病毒(烟草花叶病毒)、动物病毒(HIV、SARS、流感病毒等)、细菌病毒(噬菌体),举例:艾滋病毒(HIV)侵染,又称获得性免疫缺陷症4. 单细胞生物,依靠单个细胞完成各种生命活动。
常见的单细胞生物有细菌、单细胞藻类(蓝藻)、单细胞动物(草履虫、变形虫、疟原虫、眼虫)和酵母菌,举例:草履虫的运动和分裂,除此之外还有摄食、呼吸、生长和应激性,此应激性不等于反射,反射需要多个细胞配合5. 多细胞生物,依赖各种分化的细胞共同完成复杂的生命活动。
常见的多细胞生物有绝大多数植物、动物和真菌。
举例:人的生殖和发育,起点是受精卵,经过分裂、分化、生长形成胚胎;缩手反射的结构基础是反射弧,包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器6. 细胞的功能(或常见的细胞生命活动)有三个。
以细胞代谢为基础的生物与环境之间物质和能量的交换;以细胞增殖、分化为基础的生长发育;以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传和变异。
7. 生命系统的结构层次包括细胞、组织、器官、系统、个体、种群和群落、生态系统、生物圈,9个组成部分,8个层次。
8. 生命系统结构层次概念:9. 植物生命系统的结构层次,没有系统这个层次。
10. 单细胞生物生命系统结构层次,没有组织、器官、系统这三个层次。
11. 在生命系统的各个层次中,能完整地表现各种生命活动的最微小的层次是细胞。
细胞是生物体结构和功能的基本单位,其他层次都是建立在细胞这一层次的基础之上的,没有细胞就没有组织、器官、系统等层次。