导图社区 第一篇 绪论
大学第一章绪论的详细思维导图，细胞生物学是生命科学的重要分支学科，细胞生物学既是生命科学的基础学科，也是生命科学中的前沿学科之一。
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第一篇 绪论
第一节 细胞生物学概述
一、细胞生物学的概念与研究内容
细胞最早于1665年由英国科学家R.Hooke发现，是组成人类和所有生物体的基本单位（非细胞形态的病毒除外）
研究对象是细胞，从显微（显微镜技术）、亚显微（电子显微镜技术）、分子（分子生物学技术和生物物理学方法）三个水平进行研究
特点是把结构和功能结合起来，并关注细胞间的相互关系，来了解生物体的生长、发育、分化、繁衍、运动、遗传、变异、衰老和死亡等基本生命现象的机制和规律
二、细胞生物学在生命科学中的地位及其他学科的关系
细胞生物学是生命科学的重要分支学科
1.生命的物质基础是核酸和蛋白质等生物大分子，这些生物大分子必须被有序地构建及装配成细胞内组分并进入细胞内一定的功能体系中才能表现出生命现象。即使是自然界中的非细胞形态的生命体——病毒，也只能在细胞中才表现出生命特征
2.生命起源于一个原始细胞，生命的基本现象如生殖、生长、发育、衰 老、死亡等过程都体现在生命的单位——细胞上
从生命结构层次上看，细胞生物学介于分子生物学和个体生物学之间，同它们相互衔接、相互渗透。
细胞生物学两种重要的研究方法
从细胞的表型特征入手，探索隐藏在其后的分子机制
从基因或蛋白质等生物大分子入手，了解其对细胞功能或行为的影响
细胞生物学既是生命科学的基础学科，也是生命科学中的前沿学科之一
第二节 细胞生物学的形成与发展趋势
一、细胞的发现与细胞学说的创立
细胞的发现与显微镜的发明是分不开的
第一台显微镜是荷兰眼镜匠H.和Z.Janssen兄弟于1590年试制的
1665年英国人Hooke用自制显微镜观察到植物软木组织时，发现了许多蜂窝状排列的小室称为“细胞”（cell,小室之意).当时他看到的细胞只是植物死细胞的细胞壁。
1673年和1677年荷兰科学家A.Van Leeuwenhoek观察到了池塘中的原生动物纤毛虫、细菌、人和哺乳动物的精子，后来又观察到鲑鱼红细胞及其核。
1827年K.E.V.Bear在蛙的卵中看到了细胞核。
1831年R.Brown在植物的叶片细胞中也看到了细胞核
1835年E.Dujardin在根足虫和多孔虫细胞内观察到胶液状物质，称为肉样质。
1839年J.Purkinje将动物神经细胞中的胶状液描述为原生质。
德国植物学家M.J.Schleiden（1838）和动物学家T.Schwann（1839）根据自己的研究并总结前人的工作，提出了细胞学说，肯定“一切生物，从单细胞生物到高等动物和植物均由细胞构成细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位”。
后来，德国科学家R.Virchow(1855)明确提出”一切细胞只能来自原来的细胞“的论点。还指出，机体的一切病理现象都基于细胞的损伤。
二、细胞学的经典时期
19世纪中叶到20世纪初期，细胞学得到了蓬勃发展。细胞研究的主要内容是应用固定和染色技术，在光学显微镜下观察细胞的形态结构和细胞的分裂活动
原生质理论建立，明确地把细胞核周围的原生质称为细胞质，把细胞核内的原生质叫做核质
1841年，R.Remak观察到鸡胚血细胞的直接分裂；1882年W.Flemming提出有丝分裂和无丝分裂；1878年K.Schneider提出核分裂；1905年J.B.Farmer和J.E.More提出减数分裂。
1890年Van Beneden和Boveri发现了中心体。随后线粒体（R.Altmann,1894;C.Benda，1897）、高尔基复合体（C.Colgi,1898)也相继被发现。
三、实验细胞学时期（20世纪初期到20 世纪中叶）
主要特点：采用了多种实验手段对细胞的各种生化代谢和生理功能进行研究
1902年提出”染色体遗传理论“和”遗传的染色体学说“
1909年R.Harrison建立了组织培养技术，直接观察细胞的形态和生理活动
1943年A.Claude应用高速离心机从活细胞中分离出细胞核和细胞器
1921年R.Feulgan发明Feulgan染色法来测定细胞核内的DNA
1940年J.Brachet建立了Unna染色技术，检测细胞中的RNA
1940年T.Casperson采用紫外线显微分光光度法检验细胞中的DNA含
四、细胞生物学的形成和发展
1933年德国E.Ruska等人研制出第一台电子显微镜和20世纪中叶分子生物学的发展，标志着亚显微结构与分子水平相结合的细胞生物学的开端
电子显微镜的应用使细胞学研究深入到亚显微水平
50年代中期到60年代末期——观察到内质网、溶酶体、核糖体，明确了该耳机复合体和线粒体等细胞器及其细微结构
20世纪70年代超高压电子显微镜出现——发现细胞质中纵横交错的网状细胞骨架结构
20世纪80年代初发明了扫描显微镜和原子力显微镜——使性能的亚显微结构观测深入到超微（大分子）结构层次，可用于研究DNA和蛋白质等生物大分子的表面立体结构
分子生物学的研究进展促进了细胞生物学的形成与发展
自20世纪50年代始，分子生物学进入到一个快速的发展时期
DNA双螺旋结构
半保留复制
“中心法则”
三联体密码假说
DNA重组技术
DNA序列分析技术
20世纪70年代特别是80 年代后，细胞生物学在分子水平研究上获得了快速发展
细胞膜结构的液态镶嵌模型
信号肽引导核糖体结合到内质网膜的信号肽假说
新合成的细胞核蛋白靶向运输的核定位信号
。。。。。。
这些研究成果奠定了现代细胞生物学的基础
五、细胞生物学的发展趋势
21初期完成的包括人类在内的生物体基因组序列分析的完成，将引领细胞生物学的快速发展
基因组学、转录组学、蛋白质组学、细胞组学等新兴领域生命信息的新技术体系的引入，将使细胞生物学进入一个新的发展快速时期
细胞生物学已经在关注生物个体水平研究细胞结构和功能的分子基础，研究细胞间的相互作用、分工协作的社会关系，研究微环境细胞间相互联系的信息机制和功能取向；基于多细胞生物的单个细胞测序技术精准解析不同身份细胞的功能基础
细胞生物学理论及技术的转化和应用研究应该是细胞生物学发展的终极目标，其中疾病的（干）细胞治疗研究及基于基因编辑技术纠正细胞功能缺陷研究将会成为突出的亮点
第三节 细胞生物学与医学
一、细胞生物学与医学的关系
细胞生物学是现代医学的基础和支柱学科
细胞生物学的研究内容在不断地加深与医学科学的结合，形成了细胞生物学的分支学科——医学细胞生物学（以揭示人体各种细胞在生理和病理过程中的生命活动规律为目的）
医学细胞生物学所要探讨的主要是与医学相关的细胞生物学问题，这些问题往往是疾病发生发展的基础
医学细胞生物学是医学院校学生的重要基础医学课程之一
二、细胞生物学的主要研究领域与医学意义
现代细胞生物学主要从分子水平揭示生物在生理或病理状态下细胞层面上所表现出的特征和行为
主要研究领域：细胞结构与功能的信号基础，蛋白质的分选和运输，染色质的结构和功能，细胞结构体系的组装与去组装，细胞极性与细胞迁移，细胞增殖周期调控，细胞分化与干细胞特性，受精与生殖，细胞的衰老与死亡，细胞社会学，细胞与组织工程等
一、细胞间信息传递与细胞的信号转导
主要通过神经递质、激素和旁分泌因子等信号分子，以及细胞分泌的包含复杂RNA和蛋白质的小膜泡——外泌体。
细胞的信号转导主要研究了解信号转导通路中各信号分子之间的相互关系，包括蛋白质的互作、修饰、降解、转位的生物学效应，以及不同信号转导通路间的互相应答。
可以了解到某些疾病的发病原因
细胞分化与干细胞研究
细胞分化是指在个体发育中，由单个受精卵产生的细胞在形态结构、生化组成和功能等方面形成稳定性差异的过程
干细胞是生物个体发育和细胞分化的基础，对于干细胞生物学特性的研究将有助于对生命的基本现象，即发育和细胞分化以及机体衰老机制的认识。
三、细胞增殖与细胞周期调控
一个细胞经过一系列生化事件而复制它的组分，然后 一分为二，这种周期性的复制和分裂过程即为细胞（增殖）分裂
真核细胞内操纵细胞周期进程的三类细胞周期调控因子：细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子。
细胞的增殖失控与人类的某些疾病，如肿瘤的发生等密切相关。
四、细胞衰老与细胞死亡
细胞衰老是指细胞的形态结构和生理功能逐渐衰退的现象
细胞死亡是指细胞生命活动的结束，传统上区分为坏死和凋亡两大类，新近发现细胞焦亡是又一种形式的细胞死亡
五、细胞的基因组学与蛋白质组学
基因组是指细胞或生物体的一套完整的单倍体遗传物质，是所有不同染色体上全部基因的基因间的DNA的总和
基因组学是研究生物基因的组成，组内各基因的精确结构、相互关系及表达调控的学科
蛋白质组是指一个细胞、一个组织或生物的基因组所表达的全部蛋白质。
表观遗传学是研究没有DNA序列变化并且可以遗传的基因功能变化的学科
细胞的蛋白质组学以细胞内全部的蛋白质的存在及其活动方式为研究对象，从整体角度分析细胞内动态的蛋白质组成成分、表达水平与修饰状态，进而了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动的规律；另一研究方式是着重与寻找和筛选引起2个样本之间的差异蛋白质谱产生的有意义的因素，揭示细胞生理和病理过程的本质、对外界环境刺激的反应途径以及细胞调控机制，同时获得对某些蛋白质的功能分析，此即比较蛋白质组学。
他们的工作还证明蛋白质的合成可能与RNA有关
