ch02细胞工程基础

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1、Chapter2细胞工程基础主要内容细胞生物学基础普通生物学基础分子生物基础Section1细胞生物学基础一、细胞的发现由于人类肉眼观察能力的限制，大多数早期的生物学家研究主要集中在研究工具的研制方面，以便使科学家可以观测到更微小的东西，细胞理论正是随着显微镜的出现而形成的。1.1665年，RobertHooke应用自己的简易显微镜观察软木片时，发现蜂窝状的小室，实际上是软木死细胞，他将小室命名为Cellar(拉丁语)，这就是原始生物学术语细胞-cell。意义：RobertHooke的发现为以后的细胞学说打下了基础2.1683年，LeeuwenHoek用自

2、制的所谓高倍显微镜发现了肉眼难见的细菌，之后几乎近两个世纪没有人看到比细菌小的细胞3.1831年，RobertBrown从兰科植物的叶片表皮细胞中发现了细胞核4.1835年，有人在低等动物根足和多孔虫的细胞中发现了细胞内含物—细胞质二、细胞学说及其发展Schleiden（1838），Schwann（1839）在总结前人经验的基础上，根据自己的观察结果，提出了为世人瞩目的细胞学说：（1）一切动植物都由细胞组成（2）细胞是一切动植物结构和功能的基本单位1858年，RudolfVirchow（魏尔肖）在研究细胞的繁殖现象之后提出：（3）一切细胞只能来自原来的细胞

3、，机体一切病理基于细胞的损伤。他的观点与施莱登、施旺的观点共同组成了细胞学说的三点论。细胞学说的发展（1）细胞是生命的基本结构单位，所有生物都是由细胞组成的；（2）细胞是生命活动的功能单位，一切代谢活动均以细胞为基础；（3）细胞是生殖和遗传的基础与桥梁；（4）细胞是生物体生长发育的基础；（5）细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点；（6）没有细胞就没有完整的生命（病毒的生命活动离不开细胞）细胞代谢非细胞形态的生命体—病毒病毒已发现3,000种（含40,000亚种）包括：真病毒（virus）：DNA或RNA与蛋白质构成的核酸—蛋白质复合体病毒的核酸有不同类型

4、，但只有DNA或RNA其中之一类病毒（viroid）：由感染性的RNA构成，发现约20余种朊病毒（prion）：亚病毒，仅由有感染性的蛋白质构成，疯牛病（牛海绵状脑病）朊病毒蛋白质的两种形式：正常型和异常型（致病型）三、细胞的大小和形态1.各类细胞大小的比较细胞类型细胞大小（直径，μm）支原体细胞0.1-0.3细菌细胞1-2动物细胞10-30植物细胞10-100原生动物细胞数百至数千2.细胞形态的多样性酵母菌精子大肠杆菌草履虫软骨细胞植物纤维细胞植物表皮细胞神经细胞细胞形态由功能决定3.动植物细胞形态结构比较Couldyoutellme?please四、细

5、胞生长周期及调控1．细胞周期定义细胞物质积累与细胞分裂的循环过程，称为细胞周期（cellcycle）从一次细胞分裂结束开始，经过物质积累过程，直到下一次细胞分裂结束为止，称为一个细胞周期这种周期分为G1、S、G2、M四个时期，G1、S、G2为细胞分裂间期，M为细胞分裂期2．细胞周期及各阶段特点（1）G1期：上一次细胞分裂后，DNA复制前的时期与DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、糖类、脂类等，同时染色质去凝集特点：染色体为解凝缩状，准备DNA复制（2）S期：DNA复制的时期DNA复制，保证分裂后两个子细胞染色体和DAN含量保持稳

6、定特点：DNA复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构（3）G2期：指DNA复制完成到细胞分裂开始之前的一段时间特点：DNA复制完成，在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子（4）M期：细胞分裂开始到结束M期即细胞分裂期，真核细胞的细胞分裂主要包括两种方式，即有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)遗传物质和细胞内其它物质分配给子细胞3.细胞周期关键点（检验点）细胞分裂周期主要受Cyclin-dependentproteinkinase（Cdk）复合体的控制，该复合体在S期和G期之间合成，在DNA合成后其活性降低，Cdk复合体影响染色体凝缩、

7、核膜解体、纺锤体(spindle)形成、凝缩染色体在赤道面的排列等。Cdk复合体还通过活化后期促进复合体(anaphase-promotingcomplex：APC)以促进细胞分裂。问题回顾：细胞周期包括哪些关键点？（1）G1→S：存在于G1之内，控制细胞进行复制的关键点DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？在酵母中称start点，在哺乳动物中称R点(restrictionpoint)或检验点（checkpoint）（2）S期检验点：DNA复制是否完成？（3）G2→M：存在于G2之内，控制细胞进行分裂的关键点DNA是否损伤？细胞体积是否足

8、够大？（4）中-后期检验点：纺锤体组装检验点细胞周期中的检验点4.