《细胞生物学》一、第一章绪论(一)细胞生物学研究得内容及现状——主要说明细胞生物学就是研究与揭示细胞基本生命活动规律得科学。
因为细胞就是生命体结构与功能得基本单位,一切疾病与发病机制也就是以细胞病变为基础,所以细胞得研究即就是生命科学得出发点,主要研究内容可归为①生物膜与细胞器(生物膜就是细胞重要得结构基础,细胞器就是认识细胞结构与功能得重要组成部分)②细胞信号传递了解基本生命活动得分子机制与揭示生命得本质有重要得理论意义,转导基础为蛋白质与蛋白质之间得复杂得相互作用,就是通过复杂得信号转导网络系统而实现得,呈现高度得非线性关系。
③细胞骨架体系(包括细胞质骨架与核骨架),维持细胞形态,保持细胞内部结构、④细胞核,染色体及基因表达—-细胞核为遗传物质DNA储存与复制得场所与ＲNＡ转录与加工得场所;染色质为遗传物质得载体,核仁转录ｒRNA与组装核糖体亚单位、核孔复合体为核质之间物质交换与信息交流得门控通路,ＤNＡ结合蛋白可分为组蛋白与非组蛋白。
⑤细胞增殖及调控—就是了解生物生长发育得基础,就是研究癌变及逆转得重要途径、⑥细胞分化及干细胞生物学-实质在于信号介导下由组合调控引发得组织特异性基因得表达。
⑦细胞死亡—为主动过程,主要有细胞凋亡,细胞坏死,自噬性细胞死亡三个方式,以维持生物体正常得生长发育,自稳态得维持,免疫耐受得形成及肿瘤监控等过程。
⑧细胞衰老-－就是研究人、动植物生命得基础⑨细胞工程—用人工方法使不同细胞基因或基因组重组形成杂交细胞或将基因或基因组由一种细胞转移至另一种细胞中,使之跨越种间障碍,产生新得遗传性状,如动物体细胞杂交实验与哺乳生物体得克隆⑩细胞得起源与进化。
(二)细胞学与细胞生物学发展简史—分为三个阶段(生物科学时期、实验生物学时期、现代生物学时期)⑴胡克.英国第一次描述了植物细胞得构造;列文虎克观察了许多动植物得活细胞与原动物,并描述了细胞核结构;M。
Mａlpighi与N。
Grew注意到了细胞壁与细胞质得区别;施旺与施莱登共同提出了细胞就是一切动植物得基本单位—为著名得“细胞学说",使生物学科有了重大得促进与知道作用;普金耶与莫尔首次提出原生质理论;Ｅstrasbｕｒgeｒ在植物细胞中发现有丝分裂,并证实其实质为核内丝状物(染色体)得形成向两个子细胞得平均分配;细胞器得发现:vaｎ Bｅneｄeｎ与T。
Ｂoｖe ｒi发现中心体,Aｌtmanna发现线粒体Goleｇi发现高尔基体。
(2)Hatwig采用实验方法研究海胆与蛔虫卵发育中得核质关系,创立了实验细胞学。
①细胞遗传学核心为染色体基因学说,Herｔｎｉg发现了动物得受精现象,Qverton 在植物体也发现受精现象并证明生殖细胞染色体数就是体细胞得一半,Bｏveri与Suttoｎ提出了遗传得染色体学说。
(3)细胞生理学得研究—细胞对周围环境得反应,生长与繁殖得机制等。
(4)细胞化学成分—DNA二、第二章细胞得统一性与多样性(一)细胞得基本特征(1)细胞就是生命活动得基本单位(细胞＝生命)-①细胞就是构成有机体得基本单位(病毒就是非细胞形态得生命体)②细胞就是代谢与功能得基本单位,单细胞生物依靠一个细胞完成运动、呼吸、排泄与生殖等一系列生理活动,多细胞生物则更多依靠之间得相互合作。
③细胞就是有机体生长与发育得基础④细胞就是繁殖得基本单位,就是遗传得桥梁⑤细胞就是生命起源得归宿,就是生物进化得起点⑥关于细胞概念得一些新思考:a。
细胞就是物质、能量与信息过程精巧结合得综合体b。
细胞就是高度有序得,具有自组装能力得自组织体系。
(2)细胞得基本共性-①具有相似得化学成分(C、Ｈ、O、N、P、S)②脂—蛋白体系得生物膜:细胞能量转换得基地,并形成相对稳定得细胞内环境③相同得遗传装置—以DNA储存与传递遗传信息,以RNA为转录物指导蛋白质得合成,蛋白质得合成场所就是核糖体。
④一分为二得分裂方式-遗传物质在分裂前复制加倍,在分裂时均匀地分配到两个子细胞内。
(二)原核细胞与古核细胞—细胞结构都就是由细胞质、细胞膜、细胞核组成,细胞质内有内质网、高尔基体、溶酶体与线粒体等细胞器;细胞核内有染色体。
细菌、放线菌与支原体等微生物就是肉眼瞧不到得,它们没有细胞核,也没有内质网等细胞器。
由此,把细胞分为真核细胞与原核细胞两大类,所以生物界分为原核生物与真核生物。
原核生物由单个原核细胞构成,而真核生物又可分为单细胞真核生物与多细胞真核生物。
另一类群就是古核细胞,它们得遗传信息表达系统与其她得原核细胞差异很大,而与真核细胞却更为接近,所以从原核细胞中分离出来,称为古核细胞,相应得生物称为古核生物、(1)原核细胞—没有典型得核结构,如细菌。
包括支原体、衣原体、立克次体、细菌、放线菌与蓝藻等。
原核细胞得基因组很小,主要遗传物质仅为一个环状DＮA,没有细胞器、细胞核膜,体积也很小。
无法进行复杂得细胞分化,无法形成多细胞生命体。
①支原体－就是能在无生命培基中生长繁殖得最小最简单得细胞,具备细胞得基本形态结构与功能,没有细胞壁,只有细胞膜,没有核区,主要以一分为二得方式进行分裂繁殖、总之,支原体体积小,仅为细菌得１/10,可通过细胞滤器,可寄生在细胞内繁殖。
最早发现得支原体就是ＰPＬO(拟胸膜肺炎病原体)、一个细胞生存与繁殖必须具备得结构装置与机能就是细胞膜、DNA与RNA、核糖体以及酶、②细菌与蓝藻－a.细菌就是分布最广、个体数量最多、与人类关系极为密切得有机体,其细胞表面结构主要有细胞膜(最重要得结构)、细胞壁、中膜体、荚膜与鞭毛。
细胞壁较厚、坚韧且有弹性,主要成分就是肽聚糖,对细胞有保护作用、青霉素得抑菌作用主要就是通过抑制壁酸得合成,从而抑制细胞壁得合成。
阳性菌得壁酸含量极高,故对青霉素敏感,阴性菌则不敏感。
细胞膜就是由磷脂双分子层与镶嵌得蛋白质构成,为半透性膜、可进行选择性交换物质、代谢、有氧呼吸、分泌蛋白质等,还可参与对周围环境得应答反应。
中膜体就是由细胞膜内陷形成得囊泡状,常见于分裂期细菌得隔或横壁旁,可能就是DNA复制得支点。
细菌细胞核区主要就是一个环状DNA分子组成,没有核膜与核仁,称为拟核。
细菌得基因组为作为有一个复制起点得独立单位而进行复制,遵循半保留复制。
细菌细胞内除了核区DＮA,还存在可进行自主复制得质粒,就是裸露得环状DNA(核外DＮＡ)。
每个细胞有500０—50000个核糖体,合成运输到胞外得蛋白质或质膜蛋白、与mRNA形成多核糖体,就是翻译肽链得结构、Ｇ+细菌处于不利环境或营养耗尽时,形成内生孢子(芽孢),其折光性很强,不易染色,可过滤恶劣环境。
ｂ。
蓝藻就是自养型原核生物,可进行光合作用,其光合作用系统中有叶绿素a与光系统IＩ。
其细胞结构主要有细胞膜、细胞壁(有纤维素层)、类囊体、中心质、其细胞分裂就是细胞中部向内生长出新横隔壁,将中心质与原生质分为两半,也可通过出芽、断裂与复分裂增殖。
丝状蓝藻在氮源不足时,群体中５％～1０％得细胞转化为异性胞。
个体大,细胞壁厚,并且丢弃了光系统‖,合成固氮酶。
(２)古核细胞(古细菌)有细胞壁,染色为G+或Ｇ－,大小为0。
1～１5,分裂方式为二分裂,出芽等,且能在高温或高盐环境中生存。
古细菌得细胞壁没有胞壁酸与D-氨基酸,因此青霉素与万古素对古细菌没有作用。
古细菌得质膜由脂质与蛋白质构成,其ＤNA也就是环状。
核糖体数为70S。
(三)真核细胞—三大基本结构体系为生物膜系统(脂质与蛋白质为基础),遗传信息传递与表达系统(ＤＮA,RNA与蛋白质组成得复合体)与细胞骨架系统(胞质骨架与核骨架,对细胞形态与内部结构得合理排布起支架作用)。
细胞得尺寸大小由核糖体得活性,蛋白质与核糖体RNA得量所决定,原生动物细胞＞动植物细胞＞细菌细胞＞支原体细胞＞最小得病毒细胞＝１0倍,植物细胞大小由中央液泡得膨胀决定、原核细胞以膜系统得分化为基础,首先分化为细胞核与细胞质,再分隔为各种细胞器。
真核细胞得基因租大于原核细胞,DNA为线状多倍性,原核细胞为环状多倍性;原核细胞基因表达调控主要以操纵子得形式进行,真核细胞得细胞周期分为细胞间期与分裂期,且在分裂出现纺锤丝,故称有丝分裂或间接分裂,原核细胞则为无丝分裂或直接分裂。
植物细胞有细胞壁(主要成分就是纤维素,在细胞分裂过程中形成),液泡(调节细胞内环境),叶绿体(进行光合作用)(四)病毒—为非细胞形态得生命体,体积很小,结构极其简单,可通过细菌虑器;遗传载体具有多样性,含DNA与RNA,为彻底得寄生性,没有独立得代谢与能量转化系统,以复制与装配得方式进行增殖、真病毒就是核酸—蛋白质复合体,亚病毒则仅有一个有感染性得环状DNA分子构成,只感染植物(如类病毒)。
１982年从羊瘙痒病得羊体中分离出得阮病毒不就是入侵者,仅仅就是机体自身某一种蛋白质得构想改变所致。
病毒得基本结构就是核酸与蛋白质组成,根据病毒感染得宿主范围,可分为动物病毒,植物病毒与细菌病毒(噬菌体),含DNA与RＮA,为彻底得寄生性,没有独立得代谢与能量转化系统,以复制与装配得方式进行增殖。
真病毒就是核酸—蛋白质复合体,亚病毒则仅有一个有感染性得环状DNA分子构成,只感染植物(如类病毒)。
198２年从羊瘙痒病得羊体中分离出得阮病毒不就是入侵者,仅仅就是机体自身某一种蛋白质得构想改变所致、病毒得基本结构就是核酸与蛋白质组成,根据病毒感染得宿主范围,可分为动物病毒,植物病毒与细菌病毒(噬菌体),根据核酸类型不同可分为DNA病毒与RNA病毒(2003年得SARＳ病毒属于正链RＮＡ病毒),根据核壳体形态分为立体对称与螺旋对称两种类型。
病毒可以引起人类与动物得许多严重疾病,如HPV可引起妇女得宫颈癌。
病毒就是在宿主细胞内增殖,以病毒核酸为模板进行病毒核酸得复制与转录,并翻译病毒蛋白质,最后从细胞中释放出来。
ＤＮA病毒侵染细胞后,利用宿主细胞代谢系统先后转录与翻译病毒得“早期蛋白”,“晚期蛋白”并进行DＮA复制。
ＲNA病毒其本身就可以作为模板,利用宿主细胞代谢系统,翻译出病毒得早期蛋白。
反转录病毒则以病毒RNＡ分子为模板,在反转录酶作用下合成DＮA分子。
病毒得装配过程就就是成熟过程,当核酸与蛋白质装配成核壳体后,就成为具有感染性得完整病毒粒子。
而有囊膜得病毒,还需要以出芽得方式包上囊膜而发育为成熟得子代病毒。
有囊膜得病毒以出芽方式释放而一般病毒就是逐步向细胞外释放、第三章细胞生物学得研究方法(一)细胞形态结构得观察方法这一节主要就是介绍了观察细胞形态结构所使用得仪器与方法,主要有光镜,电镜,STＭ及不同种类得显微镜得成像原理,仪器构造与使用方法。
光镜得使用使人们第一次瞧见了细胞,进而建立了细胞学说,它可以直接用于观察单细胞生物或体外培养细胞。
相差显微镜可瞧到活细胞显微结构得细节,微分干涉显微镜更试用于研究活细胞,能观察并记录活细胞中得颗粒及细胞器得运动,荧光显微镜可以对细胞内特异得蛋白质,核酸,糖类,脂质及某些离子等进行定性定位研究,激光扫描共焦显微镜以激光为光源,极大得提高了图像得分辨率。
