《医学细胞生物学》廖亚平，刘长青|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《医学细胞生物学》

【作　者】廖亚平，刘长青

【页 数】 269

【出版社】 合肥：中国科学技术大学出版社 , 2020.08

【ISBN号】978-7-312-04853-1

【价 格】68.00

【分 类】医学-细胞生物学-医学院校-教材

【参考文献】 廖亚平，刘长青. 医学细胞生物学. 合肥：中国科学技术大学出版社, 2020.08.

图书封面：

图书目录：

《医学细胞生物学》内容提要：

《医学细胞生物学》内容试读

第一章

绪论

自然界中的生物有几百万种，小至微生物，大到花草树木、鸟兽鱼虫直至人类。虽然在宏观上它们的结构千差万别，但是从微观来看，在显微镜下，这些千姿百态的生物的基本结构是相同的，都是由细胞(c1)构成的。25亿~39亿年前，地球上出现了原始细胞，现存的生物是原始细胞经过数亿年进化的结果。人类对细胞的研究至今已有300多年的历史，逐渐形成了一门学科即细胞生物学(cell biology)。细胞生物学发展迅速，已经成为21世纪生、命科学中非常活跃的学科之一，其对细胞的结构与功能、重大生命活动及其分子机制的研究日趋深入，产生的新知识和新技术直接并强有力地影响和改变着人类的生活。细胞生物学的研究成果向医学领域渗透，为人类认识疾病的发生机制、获取疾病的预防、诊断和治疗措施奠定了坚实的实验基础。

第一节细胞生物学概述

一、细胞生物学的概念及主要研究内容

细胞生物学的研究对象是细胞，而且主要是真核细胞。自从人类发现细胞以来，从未间断过对细胞的观察和研究。早期通过普通光学显微镜和相关技术对细胞的形态结构、化学组成、功能及生命活动现象进行观察和研究，形成了一门学科即细胞学。随着科学技术的进步，特别是电子显微镜和分子生物学技术方法的发展和渗透，人们对细胞的研究不断深入，传统的细胞学逐渐发展成现代细胞生物学。一般而言，细胞生物学的学科概念，就是指运用现代物理学和化学的技术成就以及分子生物学的概念与方法，从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次，研究细胞的结构、功能和生命活动规律（图1-1）。

在研究策略上，现代细胞生物学已不再孤立地研究单个细胞、细胞器或者某种生命活动

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医学细胞生物学

现象，而是关注细胞结构和功能的整体性，关注细胞与细胞、细胞与个体、细胞与环境的相互关系。在研究层次上，现代细胞生物学侧重以细胞是生命活动的基本单位为出发点，从分子水平探索和揭示细胞的生命活动规律。应该说无论是对细胞结构和功能的深入研究，还是对细胞基本生命活动规律的探索，都依赖于分子生物学的新理论和新技术，在分子水平上进行研究。因此，现代细胞生物学可以称为分子细胞生物学或细胞分子生物学。现代细胞生物学的主要研究内容包括生物膜与细胞器的分子组成、结构和功能研究，细胞信号转导分子机制及信号网络研究，细胞骨架系统与细胞生命活动关系，细胞核及遗传物质的结构、功能研究，细胞增殖及调控研究，细胞分化及干细胞研究，细胞衰老与死亡研究，细胞工程等。

分子

亚显微

显微

.4nm

G

-34m

DNA分子

高尔基复合体

口腔黏膜上皮细胞

图1-1细胞生物学的三个研究层次

二、细胞生物学的学科地位

细胞生物学是现代生命科学的基础学科，也是前沿学科。生命的物质基础是糖类、脂类、核酸和蛋白质等生物分子，这些生物分子必须严整有序地组成一定结构，形成细胞这样

一个有序功能体系才能表现出生命。即使是介于生命和非生命之间的病毒也只有在细胞中才能表现出生命现象。生命起源于原始细胞，生命的基本特征如生长发育、繁殖、遗传和变异、新陈代谢、应激和运动等都体现在生命的基本单位一细胞上。

从学科角度看，细胞生物学是生物学一级学科下属的二级学科。生物学(biology)亦称生命科学，是研究一切生命和有机体的发生和发展规律，研究生命的物质基础、起源和进化繁殖、生长、发育、遗传和变异、衰老、死亡等生命活动机制和规律的一门科学。在我国基础学

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第一章绪论

科的发展规划中，细胞生物学、分子生物学、神经生物学和生态学并称为生命科学的四大基础学科。

在研究层次上，细胞生物学介于个体生物学与分子生物学之间。个体生物学是研究个体层次生命过程的学科，分子生物学是研究分子层次生命过程的学科，细胞生物学是生命科学微观和宏观研究的一个汇聚点。不论是从个体、细胞整体行为和表型特征水平入手研究生命现象的分子机制，还是从核酸或蛋白质等生物大分子入手研究其参与生命过程的机制，最终都会汇聚到细胞这个基本点。细胞生物学也是一门迅速发展的前沿学科，其研究内容和范畴与生命科学的其他学科存在广泛交叉，甚至目前很难给细胞生物学划分出一个明确的范围。

细胞生物学和分子生物学是现代生命科学的基础，其研究方法和成果广泛渗透到生物学的其他分支学科，如神经生物学、遗传学、发育生物学、免疫生物学和肿瘤生物学等学科领域。从20世纪中期到21世纪初不到100年的时间里，生命科学取得了长足的发展。从分子水平上研究生命活动本质的细胞生物学，无疑发挥了重要作用。细胞周期调控机制的揭示、细胞死亡分子机制的逐步阐明、干细胞自我更新和分化机制研究的进展以及动物无性克隆技术的发展都为生命科学的发展添上浓墨重彩的一笔。许多科学家曾预言，21世纪是生命科学的世纪，细胞生物学及分子生物学近些年的研究进展已充分表明，其将是今后相当长的一段时间的生命科学的主流研究学科。

第二节细胞生物学发展简史与发展趋势

生物科学同其他自然科学一样，是在人类的生产生活实践中产生，并伴随着社会生产力和整个科学技术的发展而发展的。而细胞生物学则是伴随着整个自然科学的发展而发展，由不断产生的新技术和不断创新的理论推动的。

一、细胞的发现

细胞的发现与显微镜的发明是分不开的。16世纪末，第一个复式显微镜（双透镜）是由荷兰人Z.Janssen发明的，从此，人类的视觉延伸到一个从未打开的世界。根据英国学者

R.Hooke于1665年发表的《显微图谱》中对细胞的首次描述，人们一般认为细胞是由R.

Hook发现的。这位27岁时就是英国皇家学会的实验室管理者，用锋利的笔刀把软木塞切成薄片，用自制的显微镜观察，发现了很多小孔（或者叫小室，图1-2）。他把这样的小室称为细胞（拉丁文cellar,后演变成cell)。实际上，R.Hooke所观察到的是植物死细胞的残留细胞壁。

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图1-2R.Hooke所用显微镜及观察到的植物组织细胞壁

与此同时，荷兰科学家Anton van Leeuwenhoek使用自己发明的放大倍数约270倍的单透镜显微镜（图l-3)观察了很多动植物活细胞和原生生物。Anton van Leeuwenhoek好奇地用显微镜观察池塘水，惊奇地发现很多微小的“微生物”来回穿梭在他眼前。他甚至观察了牙垢，从而发现了各种各样的细菌。1674年，他观察并描述了鲑鱼的红细胞及其细胞核。此后，虽然人们对细胞描述的资料不断增多，但是由于实验技术没有更大改进，在长达约170年的时间里对细胞的研究和认识并没有取得突破性的进展。

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图1-3 Anton van Leeuwenhoek研制的显微镜

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第一章绪论

二、细胞学说的建立

直到19世纪30年代，人们才普遍认识到细胞的重要性。德国植物学家M.J.

Schleiden(1838年)和动物学家T.Schwann(1839年)，根据前人的工作及自己的研究成果，提出了细胞学说(cell theory),即“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”。1855年，德国病理学家R.Virchow提出“细胞只能由原来的细胞分裂而来”的观，点，对细胞学说做了重要补充。他还提出，机体的一切病理现象都基于细胞的损伤。

细胞学说的建立使人们对细胞及细胞与生命关系的认识上升到一个新的高度。细胞学说对生物科学的发展具有重大意义。F.Engels把细胞学说、能量转化与守恒定律和达尔文的进化论并列为19世纪自然科学的三大发现。细胞学说通常也被认为是现代生物学的三大基石之一（与达尔文的进化论和孟德尔的遗传学理论并列）。

三、经典细胞学时期

细胞学说的提出，有力地推动了人们对细胞的观察和研究。这一时期，研究的主要手段是应用细胞固定和染色技术，观察细胞的形态结构和生命活动。很多细胞器及细胞分裂活动相继被发现。这一时期被称为经典细胞学时期，主要是指19世纪最后二三十年。

19世纪40年代，生物学家J.Pukinje(1840年)和H.von Mohl(1846年)首次将动植物细胞的内含物称为原生质(protoplasm)。l861年，M.Schltze提出了原生质理论(protoplasm theory),即组成有机体的基本单位是一团原生质，这种物质在各种有机体中是相似的。原生质理论出现后，生物学家们又提出了细胞质(cytoplasm)和核质(karyoplasm)的概念。1841年，R.Remak观察到鸡胚血细胞的直接分裂；l882年，W.Flemming首先发现细胞的间接分裂过程，并命名为有丝分裂(itosis),而把细胞的直接分裂称为无丝分裂(amitosis)。之后，动植物细胞减数分裂(meiosis)相继被发现(van Beneden,l883年；

Strasburger,l886年)。随着细胞固定和染色技术的进步，l890年，van Beneden和Boveri在观察细胞分裂时发现了中心体。随后，线粒体(R.Altmann,l894年；C.Benda,1897年)、高尔基体(C.Golgi,1898年)也相继被发现。该时期人们对细胞的认识大大地增加，但仍限于用显微镜对细胞形态结构的观察。

四、实验细胞学时期

从20世纪初期到20世纪中叶这段时间，细胞学的研究发展到采用多种实验手段和分析方法对细胞及其结构的生化代谢和生理功能进行研究的阶段。同时细胞学还与生物学其他领域相互渗透而形成一些重要的分支学科。

这一时期的科学家们对动植物的受精现象和染色体进行了深入的研究，1902年，Boveri和W.Suttan把染色体的行为与G.Mendel的遗传因子联系起来，提出了遗传的染色体学

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说。1909年，W.Johannsen把遗传因子命名为gene(基因)。1910年，T.Morgan根据他和合作者的大量实验工作，建立了“基因学说”，证明基因是遗传性状的基本单位，且直线地排列在染色体上。上述工作把细胞学与遗传学结合起来，为细胞遗传学奠定了基础

1909年，R.Harrison创立了组织培养技术，为研究细胞的化学组成和生理活动奠定了基础。1943年，A.Claude应用高速离心机从活细胞中分离出细胞核和各种细胞器，如线粒体、叶绿体和微粒体（内质网的碎片），然后再进一步研究它们的生理功能、化学组成和各种酶类在细胞器中的定位等，由此，细胞学与生理学相融合而形成了细胞生理学。

1921年，R.Feulgen发明了对细胞内脱氧核糖核酸(DNA)特异性的检测方法，即福尔根反应(Feulgen reaction)。l940年，J.Brachet建立了用甲基绿-派洛宁(Unna染色技术)检测细胞中的RNA。同年，T.Casperson采用紫外光显微分光光度法检验了细胞中的

DNA含量。他们的工作还提示蛋白质的合成可能与RNA有关。这些工作开启了对细胞

化学(cytochemistry.)的研究，时至今日，细胞化学这一分支学科仍然保持着强劲的发展态势。借助分光光度法、核酸分子原位杂交技术和免疫荧光技术、激光共聚焦技术，人们对细胞生物大分子的定性、定位、定量及跟踪研究达到了前所未有的精确性和直观性。

实验细胞学分支学科的研究进展大大地丰富了细胞学的内容，至今仍然是细胞生物学的重要组成部分。

五、细胞生物学时期

1933年，E.Ruska等人发明了第一台透射电子显微镜。之后，随着电镜超薄切片技术的发展，一个崭新的微观世界呈现在人们眼前一细胞超微结构。电镜技术的不断革新，放大倍率从最初的一万倍达到几十万倍，分辨率由最初的50nm提高到零点几纳米。电子显微镜的应用使细胞的形态学研究达到亚显微水平，人们发现了一些新的重要细胞结构，如内质网(K.R.Porter,1945年)、溶酶体(de Duve,1956年)、核糖体(Robertis,1958年)；也更加明确了以前光学显微镜看到的高尔基体(A.J.Dalton等，1953年)和线粒体(G.E,

Palade,l953年)等细胞器的精细结构。电子显微镜技术对细胞超微结构的研究为进一步研究细胞结构与功能的关系奠定了良好的基础。之后，人们逐渐应用生物化学和生物物理学等学科手段，使细胞膜的特性、功能以及各种细胞器的化学组成、特性及在细胞中的功能逐步得到阐明，这些都为细胞生物学的形成奠定了基础。

自20世纪50年代以来，分子生物学进入一个快速发展的阶段。1953年，J.Watson和

F.Crick发现了DNA分子双螺旋结构。l958年，Crick提出了遗传信息流的“中心法则”(central dogma),即DNA→RNA→蛋白质。l961年，M.Nirenberg和Mathaei依据从核

糖核酸实验获得的结果，发现了DNA中编码每一种氨基酸的“密码”。这些研究成果及后

来建立的分子生物学研究技术，如DNA重组技术(P.Berg,1968年)、DNA序列分析技术(F.Sanger和W.Gilbert,l975年)等不断地渗透到细胞学各领域。正是由于分子生物学的概念及技术的渗透，细胞的形态结构和生理功能的研究达到分子水平。这样，在20世纪

六七十年代形成了从分子水平、亚细胞水平和细胞整体水平来探讨细胞各种生命活动的学科，即细胞生物学。

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···试读结束···