細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論課件
《細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論課件》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論課件(71頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀該學(xué)科是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科該學(xué)科是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科細(xì)胞生物學(xué)主要研究內(nèi)容細(xì)胞生物學(xué)主要研究內(nèi)容當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢與重要領(lǐng)域當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢與重要領(lǐng)域細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)細(xì)胞學(xué)說的建立及其意義細(xì)胞學(xué)說的建立及其意義細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展該學(xué)科主要學(xué)術(shù)組織、刊物與教科書該學(xué)科主要學(xué)術(shù)組織、刊物
2、與教科書細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論課件細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論課件細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科 Cell biology Cell biology是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué),是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué),它在不同層次上研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能,細(xì)胞增殖、分化、它在不同層次上研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能,細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡,細(xì)胞信號傳遞,真核細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控,衰老與凋亡,細(xì)胞信號傳遞,真核細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控,細(xì)胞的起源與進(jìn)化等為主要內(nèi)容細(xì)胞的起源與進(jìn)化等為主要內(nèi)容 1925 1925,生物學(xué)大師,生物學(xué)大師WilsonWil
3、son提出提出“一切生命的關(guān)鍵問題一切生命的關(guān)鍵問題都要到細(xì)胞中去尋找都要到細(xì)胞中去尋找”細(xì)胞生物學(xué),分子生物學(xué),神經(jīng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)為生細(xì)胞生物學(xué),分子生物學(xué),神經(jīng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)為生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科Cellbiol細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢與重點(diǎn)領(lǐng)域當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢與重點(diǎn)領(lǐng)域當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的三大基本問題當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的三大基本問題當(dāng)前細(xì)胞基本生命活動(dòng)研究的若干重大課題當(dāng)前細(xì)胞基本生命活動(dòng)研究的若干重大課題當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢與重點(diǎn)領(lǐng)域
4、總趨勢總趨勢 細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)(包括分子包括分子遺傳學(xué)與生物化學(xué)遺傳學(xué)與生物化學(xué))相互滲透與交融相互滲透與交融是總的發(fā)展趨勢。是總的發(fā)展趨勢。總趨勢細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)(包括分子遺傳學(xué)與生物化學(xué)當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的三大基本問題當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的三大基本問題細(xì)胞內(nèi)的基因組如何在時(shí)間與空間上有序表達(dá)?細(xì)胞內(nèi)的基因組如何在時(shí)間與空間上有序表達(dá)?基因表達(dá)的產(chǎn)物如何裝配行使功能及各種細(xì)胞器基因表達(dá)的產(chǎn)物如何裝配行使功能及各種細(xì)胞器?組裝過程的調(diào)控程序與調(diào)控機(jī)制是什么?組裝過程的調(diào)控程序與調(diào)控機(jī)制是什么?基因表達(dá)產(chǎn)物基因表達(dá)產(chǎn)物主要活性分子與信號分子如主要活性分子與信號
5、分子如何調(diào)節(jié)細(xì)胞最重要生命活動(dòng)的?何調(diào)節(jié)細(xì)胞最重要生命活動(dòng)的?當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的三大基本問題細(xì)胞內(nèi)的基因組如何在時(shí)間與重點(diǎn)領(lǐng)域重點(diǎn)領(lǐng)域染色體染色體DNADNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系主要主要 是非組蛋白對基因組的作用是非組蛋白對基因組的作用細(xì)胞增殖、分化、凋亡的相互關(guān)系及其調(diào)細(xì)胞增殖、分化、凋亡的相互關(guān)系及其調(diào) 控控細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配重點(diǎn)領(lǐng)域染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系主要19881988年底,美國國立衛(wèi)生研究院的調(diào)查結(jié)果是年底,美國國立衛(wèi)生研究院的調(diào)查結(jié)果是 三三種疾?。悍N疾?。喊┌Y癌癥;心血管病心血管病;愛滋病和
6、肝炎等傳染病愛滋病和肝炎等傳染病五大研究方向:五大研究方向:細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞周期調(diào)控 細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡 細(xì)胞衰老細(xì)胞衰老 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo) DNADNA的損傷與修復(fù)的損傷與修復(fù)1988年底,美國國立衛(wèi)生研究院的調(diào)查結(jié)果是 三種疾?。杭?xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡基因組與后基因組學(xué)研究基因組與后基因組學(xué)研究美國科學(xué)情報(bào)研究所美國科學(xué)情報(bào)研究所19971997年收錄及引用論文年收錄及引用論文檢索,全世界自然科學(xué)研究中論文發(fā)表最集檢索,全世界自然科學(xué)研究中論文發(fā)表最集中的三個(gè)領(lǐng)域分別是:中的三個(gè)領(lǐng)域分別是:細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)美國科學(xué)情報(bào)研究所1997年收錄及引用第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展簡史
7、細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展簡史第一階段:細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立第一階段:細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立第二階段:細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期第二階段:細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期(19(19世紀(jì)中世紀(jì)中-20-20世紀(jì)世紀(jì) 初初)第三階段:實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段第三階段:實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段(20(20世紀(jì)初世紀(jì)初-20-20世紀(jì)中世紀(jì)中)第四階段:細(xì)胞與分子生物學(xué)的形成和發(fā)展時(shí)期第四階段:細(xì)胞與分子生物學(xué)的形成和發(fā)展時(shí)期第二節(jié)細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展簡史第一階段:細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立時(shí)期一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立時(shí)期 (1665-18751665-1875)一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立時(shí)期細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論
8、課件細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論課件l l 1677 1677 荷蘭科學(xué)家荷蘭科學(xué)家列文列文虎克虎克(Leeuwenhoek)(Leeuwenhoek)發(fā)現(xiàn)活的細(xì)胞發(fā)現(xiàn)活的細(xì)胞列文列文列文列文 虎克虎克虎克虎克觀觀觀觀察到了察到了察到了察到了血細(xì)胞、水生原血細(xì)胞、水生原血細(xì)胞、水生原血細(xì)胞、水生原生動(dòng)物、人類和哺乳類動(dòng)生動(dòng)物、人類和哺乳類動(dòng)生動(dòng)物、人類和哺乳類動(dòng)生動(dòng)物、人類和哺乳類動(dòng)物的精子物的精子物的精子物的精子,這是人類第一,這是人類第一,這是人類第一,這是人類第一次觀察到完整的活細(xì)胞。次觀察到完整的活細(xì)胞。次觀察到完整的活細(xì)胞。次觀察到完整的活細(xì)胞。1677荷蘭科學(xué)家列文虎克(Leeuwenh
9、oek細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論課件 1831 1831年,英國人年,英國人Robert Brown-Robert Brown-(植物(植物葉片表皮細(xì)胞的胞核)葉片表皮細(xì)胞的胞核)18411841年,年,Remak Remak 在觀察雞胚血球細(xì)胞時(shí)在觀察雞胚血球細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞分裂。發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞分裂。1883 1883年年BenedenBeneden中心體,中心體,18941894年年AltmannAltmann線粒體,線粒體,GolgiGolgi高爾基體高爾基體。1831年,英國人RobertBrown-(植物葉細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了生物學(xué)研究細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了生物學(xué)研究的新領(lǐng)域,使人類對自然界的新領(lǐng)域,
10、使人類對自然界包括對人類自身的認(rèn)識包括對人類自身的認(rèn)識進(jìn)展到細(xì)胞水平進(jìn)展到細(xì)胞水平細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了生物學(xué)研究All organisms are composed of one or more All organisms are composed of one or more cells,The cell is structural unit of life.cells,The cell is structural unit of life.Schleiden and SchwannSchleiden and Schwann,18381838,18391839,一切生物從單細(xì)胞到高等動(dòng)、植物都是
11、由細(xì)胞組一切生物從單細(xì)胞到高等動(dòng)、植物都是由細(xì)胞組成;細(xì)胞是生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能活動(dòng)的基本單位。成;細(xì)胞是生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能活動(dòng)的基本單位。Allorganismsarecompo德國植物學(xué)家施萊德國植物學(xué)家施萊德國植物學(xué)家施萊德國植物學(xué)家施萊登登登登(Schleiden)(Schleiden)德國動(dòng)物學(xué)家施旺德國動(dòng)物學(xué)家施旺德國動(dòng)物學(xué)家施旺德國動(dòng)物學(xué)家施旺(Schwann)(Schwann)德國植物學(xué)家施萊登(Schleiden)德國動(dòng)物學(xué)家施旺(S細(xì)胞學(xué)說、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律、達(dá)爾細(xì)胞學(xué)說、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律、達(dá)爾文進(jìn)化論是文進(jìn)化論是1919世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn) 恩格
12、斯恩格斯細(xì)胞學(xué)說、達(dá)爾文進(jìn)化論、孟德爾遺傳細(xì)胞學(xué)說、達(dá)爾文進(jìn)化論、孟德爾遺傳學(xué)說是現(xiàn)代生物學(xué)的三大基石。學(xué)說是現(xiàn)代生物學(xué)的三大基石。細(xì)胞學(xué)說、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律、達(dá)爾細(xì)胞學(xué)說、達(dá)爾文進(jìn)化論、孟 在細(xì)胞生物學(xué)的早期,對細(xì)胞的研究主要在細(xì)胞生物學(xué)的早期,對細(xì)胞的研究主要是采用各種固定和染色技術(shù)在顯微鏡下觀察是采用各種固定和染色技術(shù)在顯微鏡下觀察細(xì)胞的形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其分裂活動(dòng)。細(xì)胞的形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其分裂活動(dòng)。二、細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期二、細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期 (18751875-1898-1898年)年)在細(xì)胞生物學(xué)的早期,對細(xì)胞的研究主要是采用各種固定和染色提出原生質(zhì)理論提出原生質(zhì)理論1861 Schu
13、ltze-1861 Schultze-原生質(zhì)(原生質(zhì)(protoplasmprotoplasm)理論)理論發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞分裂的主要類型發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞分裂的主要類型1841 Remak-1841 Remak-雞胚血細(xì)胞直接分裂雞胚血細(xì)胞直接分裂1880 Flemming-1880 Flemming-有絲分裂有絲分裂1886 Strasburger-1886 Strasburger-減數(shù)分裂減數(shù)分裂發(fā)現(xiàn)了重要的細(xì)胞器發(fā)現(xiàn)了重要的細(xì)胞器1883 Boveri-1883 Boveri-中心體中心體1898 Benda-1898 Benda-線粒體線粒體1898 Golgi-1898 Golgi-高爾基體高爾基
14、體提出原生質(zhì)理論三、實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期三、實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期 (1900194319001943年)年)細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展已不在限于細(xì)胞的形態(tài)細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展已不在限于細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的觀察,開始研究細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)及其和結(jié)構(gòu)的觀察,開始研究細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)及其功能,不同研究方向系統(tǒng)發(fā)展,最終形成了功能,不同研究方向系統(tǒng)發(fā)展,最終形成了細(xì)胞生物學(xué)的分支學(xué)科。這一時(shí)期被稱為實(shí)細(xì)胞生物學(xué)的分支學(xué)科。這一時(shí)期被稱為實(shí)驗(yàn)細(xì)胞生物學(xué)時(shí)期。驗(yàn)細(xì)胞生物學(xué)時(shí)期。三、實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展已不在限于細(xì)胞的形態(tài)和實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展細(xì)胞生理學(xué)的研究
15、細(xì)胞生理學(xué)的研究細(xì)胞化學(xué)細(xì)胞化學(xué)實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展1902 Boveri1902 Boveri,SuttanSuttan染色體遺傳理論染色體遺傳理論1910 Morgen1910 Morgen基因?qū)W說基因?qū)W說1909 Harrison1909 Harrison組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)1943 Cloude1943 Cloude高速離心提取細(xì)胞器高速離心提取細(xì)胞器1924 FeulgenFeulgen1924 FeulgenFeulgen染色測定染色測定DNADNA1940 BrachetUnna1940 BrachetUnna染色測定染色測定RNA RNA 1940 Ca
16、sperson1940 Casperson紫外分光光度法檢測紫外分光光度法檢測DNADNA 采用實(shí)驗(yàn)手段,綜合研究細(xì)胞的生理功能,采用實(shí)驗(yàn)手段,綜合研究細(xì)胞的生理功能,生化變化和發(fā)生發(fā)展過程。生化變化和發(fā)生發(fā)展過程。1902Boveri,Suttan染色體遺傳理論采細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展 1876 O.Hertwig 1876 O.Hertwig發(fā)現(xiàn)動(dòng)物受精;發(fā)現(xiàn)動(dòng)物受精;1883 Van Beneden 1883 Van Beneden性細(xì)胞染色體;性細(xì)胞染色體;1888 Strasburger 1888 Strasburger,1893 Oveerton 1893 Oveerto
17、n 植物受精;植物受精;1900 1900 孟德爾遺傳法則被重新發(fā)現(xiàn)孟德爾遺傳法則被重新發(fā)現(xiàn);1905 Wilson 1905 Wilson性別與染色體關(guān)系性別與染色體關(guān)系;Weissman Weissman 遺傳單位有序排列在染色體上遺傳單位有序排列在染色體上;Borveri Borveri和和SuttonSutton染色體學(xué)說染色體學(xué)說;1910Morgan 1910Morgan基因及基因?qū)W說基因及基因?qū)W說細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展1876O.Hertwig發(fā)現(xiàn)動(dòng)物受精細(xì)胞生理學(xué)的研究細(xì)胞生理學(xué)的研究1909 Harrison 1909 Harrison 和和CarrelCarrel創(chuàng)立組織培養(yǎng)技術(shù)
18、創(chuàng)立組織培養(yǎng)技術(shù)1943 Claude1943 Claude高速離心機(jī)從活細(xì)胞分離細(xì)胞器高速離心機(jī)從活細(xì)胞分離細(xì)胞器細(xì)胞生理學(xué)的研究1909Harrison和Carrel創(chuàng)細(xì)胞化學(xué)細(xì)胞化學(xué)19241924 Feulgen Feulgen定性定位定性定位DNA;DNA;1940 Brachet1940 Brachet甲基綠甲基綠派洛寧測定細(xì)胞中派洛寧測定細(xì)胞中DNADNA和和RNA;RNA;19361936和和1940 Casperson 1940 Casperson 紫外分光光度法測定紫外分光光度法測定DNADNA含量,含量,并認(rèn)為蛋白質(zhì)合成與并認(rèn)為蛋白質(zhì)合成與RNARNA有關(guān)有關(guān);近近202
19、0年,顯微分光光度、流式分光光度、放射自顯影、年,顯微分光光度、流式分光光度、放射自顯影、分子原位雜交、免疫熒光光度計(jì)、免疫膠體金技術(shù)、激分子原位雜交、免疫熒光光度計(jì)、免疫膠體金技術(shù)、激光共焦點(diǎn)掃描顯微鏡光共焦點(diǎn)掃描顯微鏡;細(xì)胞組分分離技術(shù),放射自顯影技術(shù)和超微量分析方法,細(xì)胞組分分離技術(shù),放射自顯影技術(shù)和超微量分析方法,核酸與蛋白質(zhì)核酸與蛋白質(zhì);細(xì)胞化學(xué)1924Feulgen定性定位DNA;細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展 20 20世紀(jì)世紀(jì)5050年代以來,電子顯微鏡與超薄切片技術(shù)結(jié)合,年代以來,電子顯微鏡與超薄切片技術(shù)結(jié)合,產(chǎn)生了細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)學(xué)產(chǎn)生了細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)學(xué) 5
20、0 50年代中期到年代中期到6060年代末,生化技術(shù)與細(xì)胞學(xué)相互滲透年代末,生化技術(shù)與細(xì)胞學(xué)相互滲透 20 20世紀(jì)世紀(jì)7070年代,分子生物學(xué)概念與技術(shù)的引入年代,分子生物學(xué)概念與技術(shù)的引入 8080年代以來,細(xì)胞生物學(xué)主流為細(xì)胞的分子生物學(xué)年代以來,細(xì)胞生物學(xué)主流為細(xì)胞的分子生物學(xué) 90 90年代后期,納米生物學(xué)興起年代后期,納米生物學(xué)興起細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展20世紀(jì)50年代以來,電子顯微四、分子細(xì)胞生物學(xué)時(shí)期四、分子細(xì)胞生物學(xué)時(shí)期 (19441944年年-)四、分子細(xì)胞生物學(xué)時(shí)期細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論課件細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論課件 1990 1990年,美國國會(huì)正式批準(zhǔn)的年,美國國
21、會(huì)正式批準(zhǔn)的“人類基因人類基因組計(jì)劃組計(jì)劃”(Human Genome Project,Human Genome Project,計(jì)劃計(jì)劃在在1515年內(nèi)投入年內(nèi)投入3030億美元以上的資金進(jìn)行人類億美元以上的資金進(jìn)行人類基因組分析。我國于基因組分析。我國于19931993年加入該計(jì)劃,承年加入該計(jì)劃,承擔(dān)其中擔(dān)其中1%1%的任務(wù),即人類的任務(wù),即人類3 3號染色體短臂上號染色體短臂上約約30Mb30Mb的測序任務(wù)。的測序任務(wù)。2000 2000年年6 6月月2828日人類基因組工作草圖完成。日人類基因組工作草圖完成。1990年,美國國會(huì)正式批準(zhǔn)的“人類基因組計(jì)劃”(Hu細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論
22、課件細(xì)胞生物學(xué)的研究方法細(xì)胞生物學(xué)的研究方法u顯微技術(shù)顯微技術(shù) u生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù) u細(xì)胞分離技術(shù)細(xì)胞分離技術(shù) u細(xì)胞培養(yǎng)與細(xì)胞雜交細(xì)胞培養(yǎng)與細(xì)胞雜交細(xì)胞生物學(xué)的研究方法顯微技術(shù)一、顯微技術(shù)一、顯微技術(shù) 顯微鏡是觀察細(xì)胞的主要工具。根據(jù)顯微鏡是觀察細(xì)胞的主要工具。根據(jù)光源不同,可分為光學(xué)顯微鏡和電子顯微光源不同,可分為光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡兩大類。鏡兩大類。一、顯微技術(shù)顯微鏡是觀察細(xì)胞的主要工具。根據(jù)光源不普通光學(xué)顯微鏡普通光學(xué)顯微鏡 普通光學(xué)顯微鏡熒光顯微鏡熒光顯微鏡 細(xì)胞中有些物質(zhì),如葉綠細(xì)胞中有些物質(zhì),如葉綠素等,受紫外線照射后可素等,受紫外線照射后可發(fā)熒
23、光;另有一些物質(zhì)本發(fā)熒光;另有一些物質(zhì)本身雖不能發(fā)熒光,但如果身雖不能發(fā)熒光,但如果用熒光染料或熒光抗體染用熒光染料或熒光抗體染色后,經(jīng)紫外線照射亦可色后,經(jīng)紫外線照射亦可發(fā)熒光發(fā)熒光 用于觀察能激發(fā)出熒光用于觀察能激發(fā)出熒光的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。用途:免疫熒光觀察、用途:免疫熒光觀察、基因定位、疾病診斷?;蚨ㄎ?、疾病診斷。熒光顯微鏡細(xì)胞中有些物質(zhì),如葉綠素等,受紫外線照射后可發(fā)熒熒光顯微鏡照片熒光顯微鏡照片(微管呈綠色、微絲紅色、核藍(lán)色)(微管呈綠色、微絲紅色、核藍(lán)色)熒光顯微鏡照片激光共聚焦掃描顯微鏡激光共聚焦掃描顯微鏡 激光共聚焦掃描顯微鏡藍(lán)色為細(xì)胞核藍(lán)色為細(xì)胞核綠色為微管綠色為微管激光共聚
24、焦掃描顯微鏡用激光作掃描光源,由于激光束的波長激光共聚焦掃描顯微鏡用激光作掃描光源,由于激光束的波長較短,光束很細(xì),所以共焦激光掃描顯微鏡有較高的分辨力,大約較短,光束很細(xì),所以共焦激光掃描顯微鏡有較高的分辨力,大約是普通光學(xué)顯微鏡的是普通光學(xué)顯微鏡的3倍。調(diào)焦深度不一樣時(shí),就可以獲得樣品不倍。調(diào)焦深度不一樣時(shí),就可以獲得樣品不同深度層次的圖像,這些圖像信息都儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)內(nèi),通過計(jì)算機(jī)分同深度層次的圖像,這些圖像信息都儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)內(nèi),通過計(jì)算機(jī)分析和模擬,就能顯示細(xì)胞樣品的立體結(jié)構(gòu)。析和模擬,就能顯示細(xì)胞樣品的立體結(jié)構(gòu)。藍(lán)色為細(xì)胞核激光共聚焦掃描顯微鏡用激光作掃描暗視野顯微鏡暗視野顯微鏡照明光線不
25、直接進(jìn)入物鏡,只允許被標(biāo)本反射照明光線不直接進(jìn)入物鏡,只允許被標(biāo)本反射和衍射的光線進(jìn)入物鏡,因而視野的背景是和衍射的光線進(jìn)入物鏡,因而視野的背景是黑的,物體的邊緣是亮的。黑的,物體的邊緣是亮的。利用這種顯微鏡能見到小至利用這種顯微鏡能見到小至 4200nm的微粒的微粒子,分辨率可比普通顯微鏡高子,分辨率可比普通顯微鏡高50倍。倍。暗視野顯微鏡照明光線不直接進(jìn)入物鏡,只允許被標(biāo)本反射和衍射的相差顯微鏡相差顯微鏡把透過標(biāo)本的可見光的光程差變成振幅差,把透過標(biāo)本的可見光的光程差變成振幅差,從而提高了各種結(jié)構(gòu)間的對比度,使各從而提高了各種結(jié)構(gòu)間的對比度,使各種結(jié)構(gòu)變得清晰可見。種結(jié)構(gòu)變得清晰可見。這種
26、顯微鏡最大的特點(diǎn)是可以觀察未經(jīng)染這種顯微鏡最大的特點(diǎn)是可以觀察未經(jīng)染色的標(biāo)本和活細(xì)胞。色的標(biāo)本和活細(xì)胞。一種介殼蟲的染一種介殼蟲的染色體色體 相差顯微鏡把透過標(biāo)本的可見光的光程差變成振幅差,微分干涉差顯微鏡微分干涉差顯微鏡 優(yōu)點(diǎn)是能顯示結(jié)構(gòu)的三維立優(yōu)點(diǎn)是能顯示結(jié)構(gòu)的三維立體投影影像,使細(xì)胞的結(jié)構(gòu),體投影影像,使細(xì)胞的結(jié)構(gòu),特別是一些較大的細(xì)胞器,特別是一些較大的細(xì)胞器,如核、線粒體等,立體感特如核、線粒體等,立體感特別強(qiáng),適合于顯微操作。別強(qiáng),適合于顯微操作。目前像基因注入、核移植、目前像基因注入、核移植、轉(zhuǎn)基因等的顯微操作常在這轉(zhuǎn)基因等的顯微操作常在這種顯微鏡下進(jìn)行。種顯微鏡下進(jìn)行。微分干涉
27、差顯微鏡優(yōu)點(diǎn)是能顯示結(jié)構(gòu)的三維立體投影影像,使細(xì)胞倒置顯微鏡倒置顯微鏡 用于觀察培養(yǎng)的用于觀察培養(yǎng)的活細(xì)胞活細(xì)胞 倒置顯微鏡用于觀察培養(yǎng)的活細(xì)胞透射電子顯微鏡透射電子顯微鏡 電子顯微鏡的放大倍數(shù)電子顯微鏡的放大倍數(shù)最高可達(dá)近百萬倍最高可達(dá)近百萬倍 p透射電子顯微鏡透射電子顯微鏡 p掃描電子顯微鏡掃描電子顯微鏡透射電子顯微鏡電子顯微鏡的放大倍數(shù)最高可達(dá)近百萬倍RER的形態(tài)的形態(tài) RER的形態(tài)19321932年年,德德國國人人M.KnollM.Knoll和和E.A.F.RuskaE.A.F.Ruska發(fā)發(fā)明明電電鏡鏡,19401940年,美、德制造出分辨力為年,美、德制造出分辨力為0.2nm0.2
28、nm的商品電鏡。的商品電鏡。1932年,德國人M.Knoll和E.A.F.Ruska發(fā)明掃描電子顯微鏡掃描電子顯微鏡20世紀(jì)世紀(jì)60年代問世,用來觀察標(biāo)本表面結(jié)構(gòu)。年代問世,用來觀察標(biāo)本表面結(jié)構(gòu)。掃描電子顯微鏡20世紀(jì)60年代問世,用來觀察標(biāo)本表面結(jié)構(gòu)。人類紅細(xì)胞人類紅細(xì)胞人類精子人類精子分辨率:分辨率:0.2nm0.2nm掃描電子顯微鏡掃描電子顯微鏡人類紅細(xì)胞人類精子分辨率:0.2nm掃描電子顯微鏡顯微操作顯微操作/注射儀注射儀 顯微操作/注射儀二、生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)二、生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù) u細(xì)胞化學(xué)技術(shù)細(xì)胞化學(xué)技術(shù)組織化學(xué)或細(xì)胞化學(xué)染色:是利用染色劑可同細(xì)胞組織化學(xué)或細(xì)胞化學(xué)染
29、色:是利用染色劑可同細(xì)胞的某種成分發(fā)生反應(yīng)而著色的原理,對某種成分的某種成分發(fā)生反應(yīng)而著色的原理,對某種成分進(jìn)行定性或定位研究的技術(shù)。進(jìn)行定性或定位研究的技術(shù)。利用這種方法對細(xì)胞的各種成分幾乎都能顯示,包利用這種方法對細(xì)胞的各種成分幾乎都能顯示,包括有無機(jī)物、醛、蛋白質(zhì)、糖類、脂類、核酸、括有無機(jī)物、醛、蛋白質(zhì)、糖類、脂類、核酸、酶等。酶等。二、生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)細(xì)胞化學(xué)技術(shù)免疫細(xì)胞化學(xué)免疫細(xì)胞化學(xué)根據(jù)免疫學(xué)原理,利用抗體同特定抗原專一根據(jù)免疫學(xué)原理,利用抗體同特定抗原專一結(jié)合,對抗原進(jìn)行定位測定的技術(shù)。結(jié)合,對抗原進(jìn)行定位測定的技術(shù)。如果將抗體結(jié)合上標(biāo)記物,再與組織中的抗如果將抗體結(jié)合
30、上標(biāo)記物,再與組織中的抗原發(fā)生反應(yīng),即可在光鏡或電鏡下顯示出該原發(fā)生反應(yīng),即可在光鏡或電鏡下顯示出該抗原存在于組織中的部位??乖嬖谟诮M織中的部位。常用的標(biāo)記物有熒光素和酶。常用的標(biāo)記物有熒光素和酶。熒光素標(biāo)記的稱為免疫熒光法熒光素標(biāo)記的稱為免疫熒光法酶標(biāo)記的稱為酶標(biāo)免疫法酶標(biāo)記的稱為酶標(biāo)免疫法免疫細(xì)胞化學(xué)u顯微光譜分析技術(shù)顯微光譜分析技術(shù)細(xì)胞中有一些成分具有特定的吸收光譜,核酸、細(xì)胞中有一些成分具有特定的吸收光譜,核酸、蛋白質(zhì)、細(xì)胞色素、維生素等都有自己特征性的蛋白質(zhì)、細(xì)胞色素、維生素等都有自己特征性的吸收曲線。例如,核酸的吸收波長為吸收曲線。例如,核酸的吸收波長為260nm260nm,而,
31、而蛋白質(zhì)的則為蛋白質(zhì)的則為280nm280nm。根據(jù)細(xì)胞成分所具有的這。根據(jù)細(xì)胞成分所具有的這種特性,可利用顯微分光光度計(jì)對某些成分進(jìn)行種特性,可利用顯微分光光度計(jì)對某些成分進(jìn)行定位、定性,甚至定量測定定位、定性,甚至定量測定 顯微光譜分析技術(shù)u放射自顯影術(shù)放射自顯影術(shù) 用于研究標(biāo)記化合物在機(jī)體、組織和細(xì)胞用于研究標(biāo)記化合物在機(jī)體、組織和細(xì)胞中的分布、定位、排出以及合成、更新、作中的分布、定位、排出以及合成、更新、作用機(jī)理、作用部位等等。用機(jī)理、作用部位等等。原理是將放射性同位素(如原理是將放射性同位素(如1414C C和和3 3H H)標(biāo)記)標(biāo)記的化合物導(dǎo)入生物體內(nèi),將標(biāo)本制成切片或的化合物
32、導(dǎo)入生物體內(nèi),將標(biāo)本制成切片或涂片,涂上鹵化銀乳膠,組織中的放射性即涂片,涂上鹵化銀乳膠,組織中的放射性即可使乳膠感光。顯示還原的黑色銀顆粒,即可使乳膠感光。顯示還原的黑色銀顆粒,即可得知標(biāo)本中標(biāo)記物的準(zhǔn)確位置和數(shù)量??傻弥獦?biāo)本中標(biāo)記物的準(zhǔn)確位置和數(shù)量。放射自顯影術(shù)u分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)具有互補(bǔ)核苷酸序列的兩條單鏈核苷酸分子片段,具有互補(bǔ)核苷酸序列的兩條單鏈核苷酸分子片段,在適當(dāng)條件下,通過氫鍵結(jié)合,形成在適當(dāng)條件下,通過氫鍵結(jié)合,形成DNA-DNADNA-DNA,DNA-RNADNA-RNA或或RNA-RNARNA-RNA雜交的雙鏈分子。雜交的雙鏈分子。這種技術(shù)可用來測定單鏈分子核苷酸序
33、列間是否這種技術(shù)可用來測定單鏈分子核苷酸序列間是否具有互補(bǔ)關(guān)系。具有互補(bǔ)關(guān)系。分子雜交技術(shù)人類染色體人類染色體端粒端粒DNA的的熒光原位雜交熒光原位雜交 最初是使用帶放射性的最初是使用帶放射性的DNA探針,通過放射自顯影探針,通過放射自顯影來顯示位置。后來又發(fā)明了免疫探針法,將探針核來顯示位置。后來又發(fā)明了免疫探針法,將探針核苷酸的側(cè)鏈加以改造,探針雜交后,其側(cè)鏈可被帶苷酸的側(cè)鏈加以改造,探針雜交后,其側(cè)鏈可被帶有熒光標(biāo)記的抗體所識別,從而顯示出位置。有熒光標(biāo)記的抗體所識別,從而顯示出位置。人類染色體最初是使用帶放射性的DNA探針,通過放射自顯影來顯uPCRPCR技術(shù)技術(shù)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(聚合酶
34、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain polymerase chain reactionreaction,PCRPCR)用于在體外將微量的目標(biāo))用于在體外將微量的目標(biāo)DNADNA大量擴(kuò)增,以便進(jìn)行分析。大量擴(kuò)增,以便進(jìn)行分析。PCR技術(shù)三、細(xì)胞分離技術(shù)三、細(xì)胞分離技術(shù) u離心技術(shù)離心技術(shù)u流式細(xì)胞術(shù)流式細(xì)胞術(shù) u細(xì)胞電泳細(xì)胞電泳 三、細(xì)胞分離技術(shù)離心技術(shù)離心技術(shù)差速離心離心技術(shù)差速離心 速度逐漸提高,樣品按大小先后沉淀速度逐漸提高,樣品按大小先后沉淀 離心技術(shù)差速離心速度逐漸提高,樣品按大小先后沉淀用差速離心法分離已破碎的細(xì)胞各組份用差速離心法分離已破碎的細(xì)胞各組份 用差速離心法分離已破
35、碎的細(xì)胞各組份u流式細(xì)胞術(shù)流式細(xì)胞術(shù):是對單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行快速定量分析與是對單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行快速定量分析與分選的一門技術(shù)。在分析或分選過程中,包在鞘液分選的一門技術(shù)。在分析或分選過程中,包在鞘液中的細(xì)胞通過高頻振蕩控制的噴嘴,形成包含單個(gè)中的細(xì)胞通過高頻振蕩控制的噴嘴,形成包含單個(gè)細(xì)胞的液滴,在激光束的照射下,這些細(xì)胞發(fā)出散細(xì)胞的液滴,在激光束的照射下,這些細(xì)胞發(fā)出散射光和熒光,經(jīng)探測器檢測,轉(zhuǎn)換為電信號,送入射光和熒光,經(jīng)探測器檢測,轉(zhuǎn)換為電信號,送入計(jì)算機(jī)處理,輸出統(tǒng)計(jì)結(jié)果,并可根據(jù)這些性質(zhì)分計(jì)算機(jī)處理,輸出統(tǒng)計(jì)結(jié)果,并可根據(jù)這些性質(zhì)分選出高純度的細(xì)胞亞群,分離純度可達(dá)選出高純度的細(xì)胞亞群,分離純
36、度可達(dá)99%99%。包被。包被細(xì)胞的液流稱為鞘液,所用儀器稱為流式細(xì)胞計(jì)。細(xì)胞的液流稱為鞘液,所用儀器稱為流式細(xì)胞計(jì)。流式細(xì)胞術(shù):是對單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行快速定量分析與分選的一門技術(shù)。在細(xì)胞生物學(xué)第一章_緒論課件u細(xì)胞電泳細(xì)胞電泳:在一定在一定PHPH值下細(xì)胞表面帶有凈的正或值下細(xì)胞表面帶有凈的正或負(fù)電荷,能在外加電場的作用下發(fā)生泳動(dòng)的現(xiàn)象稱負(fù)電荷,能在外加電場的作用下發(fā)生泳動(dòng)的現(xiàn)象稱為細(xì)胞電泳。引起細(xì)胞電泳的電位值稱為為細(xì)胞電泳。引起細(xì)胞電泳的電位值稱為電位。電位。各種細(xì)胞或處于不同生理狀態(tài)的同種細(xì)胞電荷量有各種細(xì)胞或處于不同生理狀態(tài)的同種細(xì)胞電荷量有所不同,故在一定的電場中的泳動(dòng)速度不同,因此所不
37、同,故在一定的電場中的泳動(dòng)速度不同,因此可用來分離不同種類的細(xì)胞。在恒定的電場條件下,可用來分離不同種類的細(xì)胞。在恒定的電場條件下,同種細(xì)胞的電泳速度相當(dāng)穩(wěn)定,因而可通過測定電同種細(xì)胞的電泳速度相當(dāng)穩(wěn)定,因而可通過測定電泳速度來推算出細(xì)胞的泳速度來推算出細(xì)胞的電位。電位。電位常因細(xì)胞生電位常因細(xì)胞生理狀態(tài)和病理狀態(tài)而異,因此在診斷疾病上有一定理狀態(tài)和病理狀態(tài)而異,因此在診斷疾病上有一定價(jià)值。價(jià)值。細(xì)胞電泳:在一定PH值下細(xì)胞表面帶有凈的正或負(fù)電荷,能在外加四、細(xì)胞培養(yǎng)與細(xì)胞雜交四、細(xì)胞培養(yǎng)與細(xì)胞雜交 u細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞培養(yǎng) 選用最佳生存條件對活細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)和研究的技選用最佳生存條件對活細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)
38、和研究的技術(shù)術(shù)。u細(xì)胞融合細(xì)胞融合通過培養(yǎng)和誘導(dǎo),兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞合并成一個(gè)雙通過培養(yǎng)和誘導(dǎo),兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞合并成一個(gè)雙核或多核細(xì)胞的過程稱為細(xì)胞融合或細(xì)胞雜交核或多核細(xì)胞的過程稱為細(xì)胞融合或細(xì)胞雜交。四、細(xì)胞培養(yǎng)與細(xì)胞雜交細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 群體培養(yǎng)(左)和克隆培養(yǎng)(右)群體培養(yǎng)(左)和克隆培養(yǎng)(右)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)群體培養(yǎng)(左)和克隆培養(yǎng)(右)植物細(xì)胞培養(yǎng)植物細(xì)胞培養(yǎng)1 1、組織培養(yǎng):誘發(fā)產(chǎn)生愈傷組織,如果條件適宜,可培養(yǎng)出再、組織培養(yǎng):誘發(fā)產(chǎn)生愈傷組織,如果條件適宜,可培養(yǎng)出再生植株。生植株。2 2、懸浮細(xì)胞培養(yǎng):適合于進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng),制取植、懸浮細(xì)胞培養(yǎng):適合于進(jìn)行產(chǎn)
39、業(yè)化大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng),制取植物代謝產(chǎn)物。物代謝產(chǎn)物。3 3、原生質(zhì)體培養(yǎng):脫壁后的植物細(xì)胞稱為原生質(zhì)體。、原生質(zhì)體培養(yǎng):脫壁后的植物細(xì)胞稱為原生質(zhì)體。4 4、單倍體培養(yǎng):通過花藥或花粉培養(yǎng)可獲得單倍體植株,經(jīng)人、單倍體培養(yǎng):通過花藥或花粉培養(yǎng)可獲得單倍體植株,經(jīng)人為加倍后可得到完全純合的個(gè)體。為加倍后可得到完全純合的個(gè)體。植物細(xì)胞培養(yǎng)1、組織培養(yǎng):誘發(fā)產(chǎn)生愈傷組織,如果條件適宜,正常淋巴細(xì)胞具有分泌抗體的能力,但不能在體外長期培養(yǎng),正常淋巴細(xì)胞具有分泌抗體的能力,但不能在體外長期培養(yǎng),瘤細(xì)胞可以在體外長期培養(yǎng),但不分泌抗體。于是英國人瘤細(xì)胞可以在體外長期培養(yǎng),但不分泌抗體。于是英國人KohlerKohler和和Milstein 1975Milstein 1975將兩種細(xì)胞雜交而創(chuàng)立了單克隆抗體將兩種細(xì)胞雜交而創(chuàng)立了單克隆抗體技術(shù),獲技術(shù),獲19841984年諾貝爾獎(jiǎng)。年諾貝爾獎(jiǎng)。正常淋巴細(xì)胞具有分泌抗體的能力,但不能在體外長期培養(yǎng),瘤細(xì)胞
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