医学细胞生物学讲义

医学细胞生物学讲义

（MEDICAL CELL BIOLOGY）

第一章 绪论

第一节细胞生物学研究内容

细胞（cell）是生命活动的单位，是生物形态结构与功能的基本单位。 细胞的基本功能：自我增殖和遗传、新陈代谢、运动性。

细胞生物学（cell biology）是细胞学与分子生物学交汇的领域，它应用近代物理、化学技术和实验生物学的方法，从细胞整体水平、超微结构水平和分子水平来研究细胞结构及其生命活动规律的学科。是细胞学的延续和发展。

医学细胞生物学（medical cell biology）是以细胞生物学和分子生物学为基础，探索研究人体细胞发生、发展、成长、衰老和死亡的生命活动规律以及发病机理和防治的学科。

一、研究内容

研究：细胞进化、生长繁殖分化、运动和兴奋传导、遗传与变异、癌变等基本活动规律

二、三个研究水平：

细胞整体水平、亚细胞水平（超微结构水平）、分子水平

三、三个研究观点

1．进化观点

2．形态研究与功能研究相结合

3．整体和动态的观点

第二节 细胞生物学发展简史

一、细胞学说的创立（1665~19世纪中）

“细胞学说（cell theory）”：一切生物（从单细胞生物到高等动物和植物）都是由细胞组成的；细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。

“细胞来源”：一切细胞只来源于原来的细胞，一切病理现象都基于细胞的损伤。

二、细胞学的经典时期（19世纪中~20世纪初）

研究特点：应用固定与染色技术，在光镜下观察细胞形态结构与分裂活动

三、实验细胞学阶段（20世纪初~中叶）

研究特点：采用多种实验手段，出现交叉学科

四、细胞生物学形成（20世纪50年代~现在）

50年代~现在：着重分子水平研究

1944，证实DNA为遗传物质

1953，DNA双螺旋模型提出、DNA半保留复制、中心法则

1955，三联体密码假说

1961，破译密码含义

60年代：（分子）细胞生物学形成

90年代：PCR技术、克隆动物技术、HGP启动及完善，

21世纪初：后基因组计划启动

第三节 细胞生物学与医学的关系

细胞生物学是现代医学的重要基础理论。细胞生物学的研究有助于医学重大课题的解

决，致病机理的阐明、诊断、治疗、预防都依赖于（分子）细胞生物学的发展，

如：

（一）癌的防治

（二）疾病诊断

（三）疾病治疗

（四）医学基因组学研究

第四节 当前细胞生物学的特点和主要发展趋势

一、当前细胞生物学的主要特点

1．细胞的分子机制方面的研究进展迅速

2．分子遗传学与基因工程方面的研究进展惊人

3．方法学的高度综合性

二、当前细胞生物学主要发展趋势

1．真核细胞基因表达的调节和控制

2．发育基因及其调控作用的研究

3．在基因水平和细胞水平上对遗传、发育和进化关系问题的探索

4．真核细胞基因产物如何形成细胞结构，如何调节和行使细胞功能

第二章 细胞的起源与进化

第一节 从简单分子到原始细胞

无机分子：H2O、CH4、NH3、N2、H2

↓

低分子有机化合物：氨基酸、单糖、核苷酸、脂肪酸

↓

生物大分子：蛋白质、多糖、核酸

↓

原始细胞（质膜的出现）

1．生物小分子的形成

2．多核苷酸的形成：自我复制体系

3．多核苷酸指导多肽的合成：形成庞大复杂的增殖系统

4．原始细胞形成：细胞膜（质膜）的出现是最基本最关键的条件

第二节 从原核细胞到真核细胞

原始细胞的分裂与进化出现原核细胞，经漫长的年代繁衍，使地球表面积聚大量的氧气，利于真核细胞起源和进化

★ 原核细胞与真核细胞形态结构的主要区别：

原核细胞（procaryotic cell）

1．细胞小1~10μm

2．无核膜、核仁（拟核），DNA含量少，裸露于细胞质中。

3．细胞质中细胞器极少，主要有核糖体，内膜系统无或简单。

4．细胞分裂为无丝分裂。

真核细胞（eucaryotic cell）

1．细胞大10~100μm

2．有双层核膜包被，有核仁（真核），DNA含量多，位于核内。

3．细胞质中含有丰富的细胞器，并出现内膜系统和细胞骨架。

4．细胞分裂为有丝分裂，减数分裂，出现许多类型的分化细胞。

★ 在进化意义上真核细胞与原核细胞的区别（具进步意义）：

1．细胞系统的分化与演变：细胞内部结构与职能的分工是真核细胞区别于原核细胞的重要标志。

2．遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化：遗传信息的重复序列与染色体多倍性的出现是真核细胞区别于原核细胞的另一重要标志。遗传信息的复制、转录、翻译

的装置和程序亦相应复杂化，真核细胞内遗传信息的转录、翻译有严格的阶段性

与区域性，而原核细胞内转录和翻译可同时进行。

第三节 从单细胞生物到多细胞生物

单细胞生物→单细胞生物群体→多细胞生物

如粘菌、绿藻、团藻

多细胞生物出现细胞分化和功能协作、整体性

第三章 细胞的分子基础

第一节 生物小分子

一、无机化合物

1．水（活细胞中含量最多的组分）比热大、熔点高，表面张力大、良好溶剂

游离水：是良好的溶剂，代谢反应的环境，调节体温。

结合水：是细胞内结构的组分之一。

2．无机盐：游离离子→渗透压，pH值；

结合离子→结合蛋白、类脂

+主要有：Na、K+、Ca2+、Fe3+、Mg2+、Cl-、PO43-、HCO3-、SO42-

二、有机小分子

1．单糖：（CH2O）n，（n=3~7）

功能：①供能②是细胞的组分。

最重要的单糖：①戊糖：核糖→核酸、游离核苷酸

②己糖：葡萄糖（主要营养物质）

能量储备 能量利用

糖原、淀粉

葡萄糖 ATP

2．脂肪酸：CH3（CH2）nCOOH，（N=10~20）

兼性分子（双亲媒性分子）：疏水端、亲水端

3．氨基酸

4．核苷酸

第二节 生物大分子——核酸

一、核酸（nucleic acid）的化学组成

核酸分为两大类：脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）、核糖核酸（ribonucleic

acid, RNA）、两者基本的结构分子均为核苷酸，核苷酸的组成为：单核苷酸←碱基+

戊糖+磷酸，其中 碱基+戊糖 称为 核苷

1．碱基（base）：

嘌呤：腺嘌呤（A）；鸟嘌呤（G）

嘧啶：胞嘧啶（C）；胸腺嘧啶（T）；尿嘧啶（U）

2．戊糖：核糖（ribose，在RNA中）

脱氧核糖（deoxyribose，在DNA中）

3．磷酸（phosphate）

4．核苷与核苷酸

核苷：核糖核苷、脱氧核糖核苷

核苷酸：核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸

脱氧核糖核苷酸：dAMP、dGMP、dTMP、dCMP——DNA

核糖核苷酸：AMP、GMP、UMP、CMP——RNA

其它重要的单核苷酸：ATP，cAMP

二、DNA（脱氧核糖核酸，deoxyribonucleic acid）

1．DNA结构：双螺旋（double helix）结构模型（watson & Crick,1953）

（1）两条磷酸-核糖骨架组成双链，右手螺旋

（2）双螺旋内侧碱基以氢键互补配对：A=T；G≡C，碱基平面垂直螺旋中心轴

（3）相邻碱基平面相距0.34nm，螺旋 …… 此处隐藏：9177字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……