第一节 细胞生物学的概念 和研究对象 一、概念 细胞生物学（cell biology)----是从细胞整体水平、亚显微结构水平和分子水平三个层面来研究细胞的结构及其生命活动规律的科学。 二、研究对象：细胞

1997年SCI（Science Citation Index）收录的全世界自然科学研究论文发表最集中的三个领域分别是： 细胞信号转导（signal transduction）； 细胞凋亡（cell apoptosis）； 基因组与后基因组学研究（genome and post-genomic analysis）。

第二节细胞生物学的发展简史 一.细胞的发现（ 16世纪末-19世纪30年代） 细胞的发现是显微镜的发明和应用的结果。 1. 第一台显微镜是荷兰眼镜商詹森(Hans Janssen)在1604年发明的. 由2个透镜组成，光学性能不理想，未显示出实用性。

随着技术的改进，出现了复式显微镜 2.1665年，英国的物理学家胡克（R. Hook）第一次发现细胞(木栓) 3.1674年，荷兰生物学家列文虎克(Anton van Leeuwenhoek)他一生中制作了200多台显微镜和400多个镜头,第一次观察到完整的活细胞，在池塘水中发现了原生物。

Robert Hooke

现代显微镜

二.细胞学说(cell theory)的创立 （ 19世纪30-20世纪初期） 1838年， 德国植物学家施来登(Mathias Schleiden)提出: 植物是由细胞构成的，植物的 胚是由单个细胞产生的 ; 1839年， 德国动物学家施旺(Theodor Schwann) 提出∶①地球上的生物都是由细胞构成的; ②所 有的生活细胞在结构上都是类似的 ; 1885年，德国医生和病理学家魏尔肖(Rudolf Virchow)补充了细胞学说的第三条原理: 所有的 细胞都是来自于已有细胞的分裂，即细胞来自于 细胞

细胞学说的提出，将生物学的研究从宏观水平和大体水平引入到微观水平 油镜的使用，标本制备中的切片、固定、染色等技术的发展，细胞的内部结构迅速被发现

细胞学理论对细胞学发展的推动作用 1.原生质理论的提出: 1840年普金耶(Pukinje)在动物、1846年冯·莫耳(von.Mohl)在植物中分别看到了“肉样质”的物质，并将其命名为“原生质” 。 1861年舒尔策(Max Schultze)认为动植物细胞中的原生质具有同样的意义，提出了原生质理论

2.细胞受精和分裂的研究 1875年赫特维希(O.Hertwig)发现受精卵中两亲本核的合并;1877年施特拉斯布格(Strasburger)发现动物的受精现象; 1883年范·贝内登(van Beneden)在动物中、1886年施特拉斯布格(Stras-burger)在植物中发现了减数分裂现象; 1880-1882年Flemming在蝾螈幼虫的组织细胞中发现了有丝分裂

3.一些重要细胞器的发现 1883年范·贝内登(Van Beneden)和博费里(Boveri)在动、植物细胞中发现了中心体; 1888年沃尔德耶(Waldeyer)提出染色体概念; 1898年高尔基(Golgi)发现了高尔基复合体;同年，线粒体也被正式命名

三、细胞生物学的兴起 （从20世纪30年代-50年代） 1932年，德国人M.Knoll和E.A.F.Ruska发明电镜，1940年，美、德制造出分辨力为0.2nm的商品电镜。

1981年，瑞士人G.Binnig和H.RoherI在IBM苏黎世实验中心（Zurich Research Center）发明了扫描隧道显微镜而与电镜发明者Ruska同获1986年度的诺贝尔物理学奖。 Cs atoms (red) on the GaAs surface (blue).

显微镜放大倍数最大为1000倍，最小分辨率距离为0.2um 电子显微镜放大倍数可达几十万倍，分辨率可达1nm 细胞显微结构从亚微水平的重新认识。 膜相结构 单位膜的概念 溶酶体 过氧化物酶体 细胞骨架等 1965年E.D.P.Derobetis 将原著“普通生物学”更名为“细胞生物学”

四、细胞分子生物学 （从20世纪50年代至今） J. Watson和H. Crick的DNA双螺旋模型的提出到70年代分子克隆技术的成熟到当前

当今细胞生物学研究的主要内容 : 细胞整体, 亚显微结构, 分子 当今细胞生物学研究的主要内容 : 细胞整体, 亚显微结构, 分子

1981年，美国首次发现艾滋病，1983年，法国巴斯德研究所的Luc Montagbier 发现AIDS病毒。艾滋病的全称为Acquired ImmunoDeficiency Syndrome ，由人类免疫缺陷病毒HIV引起。20年来全球共有约5800万人受到艾滋病病毒感染，2200万人死于艾滋病。我国于1985年发现。 。

HIV有以下特点： ①嗜T淋巴细胞；②整合宿主细胞终身难以消除；③多变性，基因变异是艾滋病病毒致病能力增强之原因；④广泛存在于感染者的血液、精液、阴道分泌物以及唾液、尿液、脑脊液及有神经症状者的脑组织中；⑤较乙肝病毒对外界的抵抗力低，56℃30分钟就可以使其灭活；⑥感染者潜伏期长、病死率高；⑦基因组比已知的任何逆转录酶病毒基因都复杂

第三节 细胞生物学与医学 细胞与人体的生长发育 细胞与人类疾病 主动剔除某些特定细胞 影响或调整某些细胞的生物学行为 细胞与医学研究 细胞也是人体疾病的基本单位

第二章.细胞生物学研究方法 显微成像技术 细胞化学技术(cytochemistry) 细胞培养和细胞融合 分离技术 分子生物学方法

第一节 显微镜技术 光学显微镜 : 观察显微结构 （light microscope) 显微镜 电子显微镜 : 观察亚显微结构 第一节 显微镜技术 光学显微镜 : 观察显微结构 （light microscope) 显微镜 电子显微镜 : 观察亚显微结构 (electron microscope)

显微成像技术 光学和电子显微镜成像原理 三个基本要素:①照明系统， ②被观察的样品，③聚焦和成像的透镜系统

一、光学显微镜 (一)普通光学显微镜 ：以日光或灯光为光源 分辨力：人眼在25 cm的明视距离处，能分辨被检物体细微结构最小的间隔的能力。 常用分辨率来表示： 分辨力(R) = 0.61 λ/NA （NA为镜口率，λ为波长） NA = n sinθ (n为介质的折射率， θ为视锥半顶角)

二、电子显微镜 1. 原理： 以电子束代替光线，电磁场代替透镜 2. 特点： (1)分辨率高，可达0.1nm (2)物体的亲电子差异反映物体的颜色和密度 差异 3. 分类：透射电镜、扫描电镜、隧道扫描电镜

JEOL扫描电子显微镜

激光共聚焦扫描显微镜

利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化 电镜与光镜的比较 显微镜 分辨本领 光源 透镜 真空 成像原理 LM TEM 200nm 100nm 0.1nm 可见光（400-700） 紫外光 （约200nm) 电子束 （0.01-0.9） 玻璃透镜 电磁透镜 不要求真空 要求真空 1.33x10-5～1.33x10-3Pa 利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化 利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差

三、 离心分离技术 在密度均一的介质中由低速到高速逐级离心，用于分离不同大小的细胞和细胞器。常用于差别较大颗粒的分离 密度梯度离心： 差速离心： 在密度均一的介质中由低速到高速逐级离心，用于分离不同大小的细胞和细胞器。常用于差别较大颗粒的分离 密度梯度离心： 用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使其分离。密度梯度离心常用的介质为氯化铯和蔗糖。

四、细胞融合（细胞杂交） 1. 概念：两个以上细胞融合为一个细胞。 2. 诱导因子：生物：仙台病毒　　 化学：聚乙二醇 物理：电场 3. 分类： A、异核体：不同来源的细胞核融合 B、同核体：相同来源的细胞核融合 C、合核体：异源染色体合并在一起 （杂种细胞）

细胞融合

小 结 第一章 细胞生物学的概念 细胞生物学与医学的关系 第二章 重点内容是显微镜技术、分辨率、细胞融合 小 结 第一章 细胞生物学的概念 细胞生物学与医学的关系 第二章 重点内容是显微镜技术、分辨率、细胞融合 http://jpkc.fimmu.com/wangzh/