中科院细胞与分子进化研究重点实验室(昆明动物研究所)共59页PPT资料
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2024年细胞生物学全套ppt课件•细胞生物学概述•细胞的基本结构与功能•细胞的物质运输与能量转换•细胞的信号传导与基因表达调控目录•细胞的分化、衰老与凋亡•细胞工程与应用前景细胞生物学概述细胞生物学的定义与研究对象细胞生物学的定义研究对象包括原核细胞、真核细胞、病毒与细胞的关系,以及细胞的起源、进化、结构、功能、生长、分裂、分化、代谢、运动、衰老、死亡等生命现象。
细胞生物学的发展历史与现状发展历史从17世纪列文虎克发现细胞,到19世纪施莱登和施旺提出细胞学说,再到20世纪电子显微镜的发明和分子生物学的兴起,细胞生物学逐渐从描述性学科向实验性学科发展。
现状随着现代科学技术的进步,特别是分子生物学、遗传学、免疫学等学科的飞速发展,细胞生物学已经成为生命科学领域最活跃的前沿学科之一。
目前,细胞生物学的研究已经深入到亚细胞结构和分子水平,对于揭示生命的本质和规律具有重要意义。
细胞生物学的研究意义与价值揭示生命活动的规律促进医学发展推动生物工程发展细胞的基本结构与功能细胞膜组成细胞膜功能细胞膜特性030201细胞质组成01细胞质功能02细胞质与细胞核的协调03细胞核组成主要由核膜、核仁、染色质等构成。
细胞核功能遗传信息库,控制细胞代谢和遗传。
细胞核与细胞质的协调细胞核通过控制蛋白质合成等调控细胞质的活动,细胞质也为细胞核提供必要的物质和能量。
叶绿体线粒体参与光合作用,合成有机物并储存能量。
内质网01020304高尔基体溶酶体中心体核糖体细胞的物质运输与能量转换简单扩散协助扩散主动运输胞吞和胞吐物质的跨膜运输方式ATP的合成与分解ATP的结构与功能ATP的合成途径ATP的分解与能量利用细胞的呼吸作用与光合作用细胞呼吸作用光合作用光合作用与细胞呼吸的关系细胞的信号传导与基因表达调控1 2 3信号分子与受体的识别与结合信号传导通路的组成与功能信号传导的放大与终止信号传导的分子机制与途径基因表达的调控机制与转录后加工基因表达的转录调控01转录后加工与mRNA的稳定性02蛋白质翻译后修饰与功能调控03细胞周期检查点与DNA 损伤修复阐述细胞周期检查点的功能,以及它们在DNA 损伤修复中的作用,以确保细胞的遗传稳定性。
动 物 学 研 究 1998,19(4):323~330CN53-1040/Q ISSN0254-5853 Zoological R esearch综 述核骨架———细胞核内生命活动的重要结构体系文建凡(中国科学院昆明动物研究所细胞与分子进化开放研究实验室 昆明 650223)摘 要 综合分析了国际国内近年来有关核骨架研究的新进展,从几个方面的研究事实,包括核骨架对染色质DNA的有序组织、核骨架参与DNA复制和基因的表达与调控以及核骨架的起源进化等,阐明核骨架是细胞核内染色质结构的有序组织者和功能活动的参与者;核内纷繁复杂的生命活动能有条不紊地进行,核骨架在其中扮演了重要角色。
关键词 核骨架,染色质,DNA复制,基因表达与调控,起源进化中图分类号 Q952真核细胞核内最重要的成分是染色质,它执行着细胞内最基本的生命活动,如复制、转录等功能。
哺乳动物的一个典型二倍体细胞核内染色质DNA链的长度约为2m,但细胞核直径仅约10μm,这么长的DNA链要组织在相对如此狭小的核内空间(相当于1条20km长的丝被团在一个直径为10cm的球内),势必要有很好的空间组织。
已知DNA 双链首先是通过环绕在组蛋白八聚体上形成核小体(染色质基本结构单位),在此基础上再螺旋形成高一级的螺旋体(solenoid)结构。
至此DNA链长度压缩了约42倍,但相对细胞核的大小仍是一个巨大的长度。
在此基础上的更高一级组织形式一直不甚清楚。
尤其让人难以置信的是这些DNA还要进行有条不紊的复制、转录等复杂功能活动,其拓扑学问题如何解决?人们长期为此感到困惑。
核骨架的发现尤其是近年来国际上围绕核骨架和染色质二者关系所开展的大量研究,使人们逐步了解到核骨架在上述问题上可能扮演了重要的角色。
核骨架(nuclear ma2 trix)是指细胞核经抽提,在除去核膜、核内大量可溶物和染色质(DNA和组蛋白)之后剩下的一个纤维蛋白网架结构。
现一般认为它包括:(1)核内纤维蛋白网络(其上结合有RNP颗粒);(2)核仁残存结构(核仁骨架);(3)核纤层(lamina)及残存的核孔复合体等3部分结构。
干细胞和发育生物学发育生物学(developme n tal biology)是应用现代生物学的技术研究生物发育机制的科学。
它主要研究多细胞生物的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老和死亡,即生物个体发育(ontogent)中生命现象发展的机制。
同时,也研究生物种群系统发生(systematics development)的机制。
发育生物学不同于传统的胚胎学(embryology),而是20世纪50年代以后,由于分子生物学、细胞生物学、遗传学及生物化学等其他生命学科的发展和与胚胎学的相互渗透,才逐渐发展和形成的一门新兴的生命科学。
一、发育生物学的历史回顾古代哲人的发育理念用科学方法解释发育可以追溯到公元前5世纪的希腊哲人希波克拉底(Hippocrates)(公元前460~337)。
他是位医生,首次对鸡胚进行了发育观察。
依据当时流行的理念,他试图用热、湿和固化的效应来解释发育。
大约一个世纪后,由于希腊圣贤亚里士多德(Aristotle,公元前384~322)的创造性研究,胚胎学获得了高度发展,研究对象涉及脊椎动物和无脊椎动物,并提出了有性生殖和无性生殖及胚胎的各个部分是如何形成的等千载难解的生物学问题。
他认为胚胎发育有2种可能性:一种是先成论(preformation),即胚胎中的每件东西从一开始就预先形成好了,发育期间只是简单地放大;另一种是后成论,并形象地比喻为织网(knitting of a net)。
先成论与后成论的持久论战2000多年前亚里士多德提出的两种发育理念对后来的学者产生了深刻影响,直到18世纪,先成论和后成论仍然是科学界争论的焦点。
特别是17世纪和18世纪,虽然科学之风已在西欧兴起,但由于长期以来教会神创思想的影响,学界仍然迷恋于有着神创理念的先成论。
即使是那些已对动物胚胎发育进行过详细观察的学者也是如此,如17世纪伟大的意大利胚胎学家MarcelloMalpighi虽对鸡胚发育进行过精确描述,由他描绘的鸡胚发育图是胚胎学和发育生物学的经典,迄今仍被绝大多数教科书所引用,但他仍然不可能以他自己的观察证据从先成论的理念中解放出来。