细监物学程 田润刚主讲 绍兴文理学院生物科学系
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 一小段序 很多朋友通过电话和MAL询问购买这个教程,但遗憾的是它从未被正式出版 过,而且以后也不打算出版,就让它在网络中成长吧。虽然我已尽了很大的努力 但是面对知识的海洋,仍然感到非常无助,错误依然不少,需要改进的还是地方很 多,但让我感到欣慰的是这本教材得到了高校师生和朋友们的热情支持,这就像寒 冷无助之中看到了冉冉的篝火,鼓舞着我继续努力做好。 这本教材里的观点还是比较接近学科实际发展水平,但由于涉及文献太多,没 有来得及整理,未能做好文献目录,凡是对教材内容有疑问的朋友可通过 tian cella!cn或者0575-834500索取原始文献,这些文献主要来自于 Elsevier, Springer, Nature和 Science的数据库。文中的图片资料主要来源于期刊文献、互联 网和教科书,由于时间仓促,部分材料未注明出处,请原作者谅解! 明知道 山的那边还是山 海的尽头还是海 我却执意要去流浪 背起空空的行囊 告别昨日的惆怅 让灵魂如出笼的小鸟 在蓝天下自由的歌唱 昔日的功名 是金色的牢框 无休的物欲 侵蚀了青春的光芒 我轻轻地将一切舍弃 然后轻轻地随风而起 如一粒草种 飞向那撒满阳光的地方 蓝蓝的天空 任我飞翔 无垠的草原 是我的天堂 我悄悄地成长 悄悄地绽放 如无名的小草 不错过每一份雨露阳光 绍兴文理学院生物科学系田润刚博士2004年12月7日星期二于绍兴
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 1 一小段序言 很多朋友通过电话和 MAIL 询问购买这个教程，但遗憾的是它从未被正式出版 过，而且以后也不打算出版，就让它在网络中成长吧。虽然我已尽了很大的努力， 但是面对知识的海洋，仍然感到非常无助，错误依然不少，需要改进的还是地方很 多，但让我感到欣慰的是这本教材得到了高校师生和朋友们的热情支持，这就像寒 冷无助之中看到了冉冉的篝火，鼓舞着我继续努力做好。 这本教材里的观点还是比较接近学科实际发展水平，但由于涉及文献太多，没 有来得及整理，未能做好文献目录，凡是对教材内容有疑问的朋友可通过 tian@cella.cn 或者 0575-8345002 索取原始文献，这些文献主要来自于 Elsevier， Springer，Nature 和 Science 的数据库。文中的图片资料主要来源于期刊文献、互联 网和教科书，由于时间仓促，部分材料未注明出处，请原作者谅解！ 明知道 山的那边还是山 海的尽头还是海 我却执意要去流浪 背起空空的行囊 告别昨日的惆怅 让灵魂如出笼的小鸟 在蓝天下自由的歌唱 昔日的功名 是金色的牢框 无休的物欲 侵蚀了青春的光芒 我轻轻地将一切舍弃 然后轻轻地随风而起 如一粒草种 飞向那撒满阳光的地方 蓝蓝的天空 任我飞翔 无垠的草原 是我的天堂 我悄悄地成长 悄悄地绽放 如无名的小草 不错过每一份雨露阳光 绍兴文理学院生物科学系 田润刚博士 2004 年 12 月 7 日星期二于绍兴
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 目录 第一章历史与展望 第一节细胞生物学简史 3 第二节当代细胞生物学研究内容. 第三节对未来的展望 第二章细胞生物学实验技术 第一节显微技术 13 第二节生物化学与分子生物学技术 第三节细胞分离技术 第四节细胞培养与细胞杂交 第三章细胞生物学基础知识 第一节真核细胞 第二节原核细胞与古核细胞. 第三节病毒与蛋白质感染因子 第四节细胞的化学成分 第四章质膜及其表面结构 72 第一节质膜的化学组成 第二节质膜的结构 第三节细胞表面的分化 第五章跨膜运输. 第一节被动运输 第二节主动运输 第三节膜泡运输的基本概念 第六章细胞内功能区隔与蛋白质分选 第一节蛋白质分选的基本原理 第二节膜泡运输. 106 第三节内质网 l21 第四节高尔基体 125 第五节溶酶体与过氧化物酶体 第七章线粒体与叶绿体 136 第一节线粒体 第二节叶绿体 第三节线粒体与叶绿体的蛋白质定向转运 第八章细胞通信 第一节基本概念 第二节膜表面受体介导的信号转导 第三节胞内受体介导的信号传导 186 第四节蛋白降解与信号转导 第九章细胞骨架. 195 第一节微丝 第二节微管 第三节中间纤维
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 1 目 录 第一章 历史与展望............................................................................................................................... 3 第一节 细胞生物学简史............................................................................................................... 3 第二节 当代细胞生物学研究内容............................................................................................... 9 第三节 对未来的展望................................................................................................................. 10 第二章 细胞生物学实验技术............................................................................................................. 13 第一节 显微技术......................................................................................................................... 13 第二节 生物化学与分子生物学技术......................................................................................... 27 第三节 细胞分离技术................................................................................................................. 31 第四节 细胞培养与细胞杂交..................................................................................................... 34 第三章 细胞生物学基础知识............................................................................................................. 38 第一节 真核细胞......................................................................................................................... 38 第二节 原核细胞与古核细胞..................................................................................................... 43 第三节 病毒与蛋白质感染因子................................................................................................. 57 第四节 细胞的化学成分............................................................................................................. 65 第四章 质膜及其表面结构................................................................................................................. 72 第一节 质膜的化学组成............................................................................................................. 72 第二节 质膜的结构..................................................................................................................... 77 第三节 细胞表面的分化............................................................................................................. 83 第五章 跨膜运输................................................................................................................................. 88 第一节 被动运输......................................................................................................................... 88 第二节 主动运输......................................................................................................................... 95 第三节 膜泡运输的基本概念................................................................................................... 100 第六章 细胞内功能区隔与蛋白质分选........................................................................................... 104 第一节 蛋白质分选的基本原理............................................................................................... 104 第二节 膜泡运输....................................................................................................................... 106 第三节 内质网........................................................................................................................... 121 第四节 高尔基体....................................................................................................................... 125 第五节 溶酶体与过氧化物酶体............................................................................................... 129 第七章 线粒体与叶绿体................................................................................................................... 136 第一节 线粒体........................................................................................................................... 136 第二节 叶绿体........................................................................................................................... 149 第三节 线粒体与叶绿体的蛋白质定向转运........................................................................... 156 第八章 细胞通信............................................................................................................................. 162 第一节 基本概念....................................................................................................................... 163 第二节 膜表面受体介导的信号转导....................................................................................... 168 第三节 胞内受体介导的信号传导........................................................................................... 186 第四节 蛋白降解与信号转导................................................................................................... 189 第九章 细胞骨架............................................................................................................................... 195 第一节 微丝............................................................................................................................... 196 第二节 微管............................................................................................................................... 204 第三节 中间纤维....................................................................................................................... 211
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 第十章细胞外基质. 215 第一节细胞外基质的大分子组成成分 215 第二节细胞外基质的生物学作用 第十一章细胞连接与细胞粘附分子 第一节细胞连接 23 第二节细胞粘附分子 235 第十二章细胞核 第一节核被膜 243 第二节染色体 第三节核仁 第四节核基质 第十三章细胞周期 第一节基本概念 第二节有丝分裂 .269 第三节减数分裂 276 第四节细胞周期的调控 280 第十四章细胞分化 第一节受精与胚胎发育 第二节细胞分化的主要机制 297 第三节模式动物——果蝇 第四节细胞的分化潜能」 第十五章细胞衰老与死亡 第一节细胞衰老 313 第二节细胞坏死与凋亡 第三节细胞凋亡的分子机理 第十六章肿瘤细胞 第一节癌细胞的主要特征 328 第二节肿瘤形成 330 第三节肿瘤的诊断与治疗
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 2 第十章 细胞外基质......................................................................................................................... 215 第一节 细胞外基质的大分子组成成分................................................................................... 215 第二节 细胞外基质的生物学作用........................................................................................... 224 第十一章 细胞连接与细胞粘附分子............................................................................................... 225 第一节 细胞连接....................................................................................................................... 225 第二节 细胞粘附分子............................................................................................................... 235 第十二章 细胞核............................................................................................................................... 242 第一节 核被膜........................................................................................................................... 243 第二节 染色体........................................................................................................................... 248 第三节 核仁............................................................................................................................... 261 第四节 核基质........................................................................................................................... 264 第十三章 细胞周期........................................................................................................................... 266 第一节 基本概念....................................................................................................................... 266 第二节 有丝分裂....................................................................................................................... 269 第三节 减数分裂....................................................................................................................... 276 第四节 细胞周期的调控........................................................................................................... 280 第十四章 细胞分化......................................................................................................................... 292 第一节 受精与胚胎发育........................................................................................................... 292 第二节 细胞分化的主要机制................................................................................................... 297 第三节 模式动物——果蝇....................................................................................................... 307 第四节 细胞的分化潜能........................................................................................................... 309 第十五章 细胞衰老与死亡............................................................................................................... 313 第一节 细胞衰老....................................................................................................................... 313 第二节 细胞坏死与凋亡........................................................................................................... 318 第三节 细胞凋亡的分子机理................................................................................................... 321 第十六章 肿瘤细胞........................................................................................................................... 328 第一节 癌细胞的主要特征....................................................................................................... 328 第二节 肿瘤形成....................................................................................................................... 330 第三节 肿瘤的诊断与治疗....................................................................................................... 342
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 第一章历史与展望 细胞生物学ce! Biology是研究细胞结构、功能及生活史的一门科学。细胞生 物学由细胞学 Cytology发展而来, Cytology是指对细胞形态(特别是染色体形态) 的观察。现代细胞生物学从显微水平,超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的 结构、功能及生命活动。它与分子生物学,神经生物学和生态学并列为生命科学的 四大基础学科。 第一节细胞生物学简史 从研究内容来看细胞生物学的发展可分为三个层次,即:显微水平、超微水平 和分子水平。从时间纵轴来看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段 第一阶段:从16世纪末-19世纪30年代,是细胞发现和细胞知识的积累阶段。 第二阶段:从19世纪30-20世纪中期,细胞学说形成后,主要进行细胞显微 形态的研究。 第三阶段:从20世纪30年代一70年代,以细胞超微结构、核型、带型研究为 主要内容。 第四阶段:从20世纪80年代分子克隆技术的成熟到当前,细胞生物学与分子 生物学的结合愈来愈紧密,基因调控、信号转导、细胞分化和凋亡、肿瘤生物学等 领域成为当前的主流研究内容。 一、显微镜的发明与细胞的发现 没有显微镜就不可能有细胞学诞生。 1.1590荷兰眼镜制造商 J, Janssen和Z. Janssen父子制作了第一台复式 显微镜,尽管其放大倍数不超过10倍,但具有划时代的意义。 2.1665英国人 Robert Hook用自己设计与制造的显微镜(放大倍数为 40-140倍,图1-1)观察了软木(栎树皮)的薄片,第一次描述了植物细胞的构造, 并首次用拉丁文cela(小室)这个词来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状 小室(实际上只是观察到到纤维质的细胞壁)。 3.1672,1682英国人 Nehemaih Grew出版了两卷植物显微图谱,注意 到了植物细胞中细胞壁与细胞质的区别。 4.1680荷兰人A. van Leeuwenhoek成为皇家学会会员,一生中制作了 200多台显微镜和500多个镜头(图1-2)。他是第一个看到活细胞的人,观 察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等等。 5.1752英国望远镜商人 J. Dollond发明消色差显微镜
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 3 第一章 历史与展望 细胞生物学 Cell Biology 是研究细胞结构、功能及生活史的一门科学。细胞生 物学由细胞学 Cytology 发展而来，Cytology 是指对细胞形态（特别是染色体形态） 的观察。现代细胞生物学从显微水平，超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的 结构、功能及生命活动。它与分子生物学，神经生物学和生态学并列为生命科学的 四大基础学科。 第一节 细胞生物学简史 从研究内容来看细胞生物学的发展可分为三个层次，即：显微水平、超微水平 和分子水平。从时间纵轴来看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段： 第一阶段：从 16 世纪末—19 世纪 30 年代，是细胞发现和细胞知识的积累阶段。 第二阶段：从 19 世纪 30—20 世纪中期，细胞学说形成后，主要进行细胞显微 形态的研究。 第三阶段：从 20 世纪 30 年代—70 年代，以细胞超微结构、核型、带型研究为 主要内容。 第四阶段：从 20 世纪 80 年代分子克隆技术的成熟到当前，细胞生物学与分子 生物学的结合愈来愈紧密，基因调控、信号转导、细胞分化和凋亡、肿瘤生物学等 领域成为当前的主流研究内容。 一、显微镜的发明与细胞的发现 没有显微镜就不可能有细胞学诞生。 1. 1590 荷兰眼镜制造商 J.Janssen 和 Z.Janssen 父子制作了第一台复式 显微镜，尽管其放大倍数不超过 10 倍，但具有划时代的意义。 2. 1665 英国人 Robert Hook 用自己设计与制造的显微镜（放大倍数为 40-140 倍，图 1-1)观察了软木（栎树皮)的薄片，第一次描述了植物细胞的构造， 并首次用拉丁文 cella（小室)这个词来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状 小室（实际上只是观察到到纤维质的细胞壁)。 3. 1672，1682 英国人 Nehemaih Grew 出版了两卷植物显微图谱，注意 到了植物细胞中细胞壁与细胞质的区别。 4. 1680 荷兰人 A. van Leeuwenhoek 成为皇家学会会员，一生中制作了 200 多台显微镜和 500 多个镜头（图 1-2）。他是第一个看到活细胞的人，观 察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等等。 5. 1752 英国望远镜商人 J. Dollond 发明消色差显微镜
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 图1-1 Robert Hook和他的显微镜 图1-2A.vanLeeuwenhoek的显微镜(图片来自htp/www.arsmachina.com) 6.1812苏格兰人D. Brewster发明油浸物镜,并改进了体视显微镜 7.1886德国人ε rnst Abbe发明复消差显微镜,并改进了油浸物镜,至此普 通光学显微镜技术基本成熟。 8.1932德国人M.Kno和E.A.F. Ruska描述了一台最初的电子显微镜, 1940年美国和德国制造出分辨力为02nm的商品电镜。 9.1932荷兰籍德国人F. Zernike成功设计了相差显微镜( phasecontrast
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 4 图 1-1 Robert Hook 和他的显微镜 图 1-2 A. van Leeuwenhoek 的显微镜（图片来自 http://www.arsmachina.com） 6. 1812 苏格兰人 D. Brewster 发明油浸物镜，并改进了体视显微镜。 7. 1886 德国人 Ernst Abbe 发明复消差显微镜，并改进了油浸物镜，至此普 通光学显微镜技术基本成熟。 8. 1932 德国人 M. Knoll 和 E. A. F. Ruska 描述了一台最初的电子显微镜， 1940 年美国和德国制造出分辨力为 0.2nm 的商品电镜。 9. 1932 荷兰籍德国人 F. Zernike 成功设计了相差显微镜（phasecontrast
细胞生物学教程 http://www.cella.cn microscope),并因此获1953年诺贝尔物理奖 10.1981瑞士人G.Bnig和H. Robert在BM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 细胞学说 在十九世纪以前许多学者的工作都着眼于细胞的显微结构方面,从事形态上的 描述,而对各种有机体中出现细胞的意义一直没有作出理论的概括,直到19世纪 30年代德国人施莱登 Matthias jacob schleiden、施旺 Theodar schwann提出: 一切植物、动物都是由细胞组成的,细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细 胞学说( Cell Theory)”,在19世纪已有不少科学家的工作对细胞学说的创立做出了 很大的贡献,如: 1.Jean- Baptiste de Lamark(1744-1829),获得性遗传理论的创始人,法国 退伍陆军中尉,50岁成为巴黎动物学教授,1909年他认为只有具有细胞的机体, 才有生命。“ It has been recognized for a long time that the membranes which form the envelopes of the brain, of the nerves, of vessels, of all kinds of glands, of viscera, of muscles and their fibers, and even the skin of the body are in general the productions of cellular tissue. But no one, so far as I know, has yet perceived that cellular tissue is the general matrix of all organization and that without this tissue no living body would be able to exist, nor could it have been rme 2. Charles Brisseau Milbel(1776-1854),法国植物学家,1802年认为植物 的每一部分都有细胞存在,“ the plant is wholly formed of a continuous cellular membranous tissue Plants are made up of cells, all parts of which are in continuity and form one and the same membranous tissue 3. Henri Dutrochet(1776~1847),法国生理学家,1824年进一步描述了细 胞的原理,他认为“ All organic tissues are actually globular cells of exceeding smallness, which appear to be united only by simple adhesive forces; thus all tissues, all animal (and plant)organs, are actually only a cellular tissue various modified This uniformity of finer structure proves that organs actually differ among themselves merely in the nature of the substances contained in the vesicular cells of which they are composed 4. Matthias jacob schleiden(1804~1881),德国植物学教授1,1938年发表 “植物发生论”( Beitrage zur Phytogenesis),认为无论怎样复杂的植物都有形形色色 的细胞构成。他认识到了 Brown发现细胞核的重要意义,这一点 Brown本人并未 做到,他试图重建细胞发育的过程,为此他聪明地选择了胚胎细胞作为他研究的起 点,他还在细胞中发现了核仁 德国植物学教授,性格暴躁、反复无常。原在 Heiderberg学法律,后来在 Hamberg当律师,因工作不顺利自 杀而未遂。枪伤痊愈后在哥廷根大学和柏林大学研究植物学和医学,获博士学位
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 5 microscope) ，并因此获 1953 年诺贝尔物理奖。 10. 1981 瑞士人 G. Binnig 和 H. RoherI 在 BM 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。 二、细胞学说 在十九世纪以前许多学者的工作都着眼于细胞的显微结构方面，从事形态上的 描述，而对各种有机体中出现细胞的意义一直没有作出理论的概括，直到 19 世纪 30 年代德国人施莱登 Matthias Jacob Schleiden 、施旺 Theodar Schwann 提出： 一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细 胞学说（Cell Theory)”，在 19 世纪已有不少科学家的工作对细胞学说的创立做出了 很大的贡献，如： 1. Jean-Baptiste de Lamark （1744~1829)，获得性遗传理论的创始人，法国 退伍陆军中尉，50 岁成为巴黎动物学教授，1909 年他认为只有具有细胞的机体， 才有生命。“It has been recognized for a long time that the membranes which form the envelopes of the brain，of the nerves，of vessels，of all kinds of glands，of viscera，of muscles and their fibers，and even the skin of the body are in general the productions of cellular tissue。 But no one，so far as I know， has yet perceived that cellular tissue is the general matrix of all organization and that without this tissue no living body would be able to exist，nor could it have been formed。” 2. Charles Brisseau Milbel（1776~1854)，法国植物学家，1802 年认为植物 的每一部分都有细胞存在，“the plant is wholly formed of a continuous cellular membranous tissue。Plants are made up of cells，all parts of which are in continuity and form one and the same membranous tissue。”。 3. Henri Dutrochet （1776~1847），法国生理学家，1824 年进一步描述了细 胞的原理，他认为 “All organic tissues are actually globular cells of exceeding smallness，which appear to be united only by simple adhesive forces; thus all tissues， all animal (and plant) organs, are actually only a cellular tissue variously modified。This uniformity of finer structure proves that organs actually differ among themselves merely in the nature of the substances contained in the vesicular cells of which they are composed” 。 4. Matthias Jacob Schleiden（1804~1881)，德国植物学教授1 ，1938 年发表 “植物发生论”(Beiträge zur Phytogenesis)，认为无论怎样复杂的植物都有形形色色 的细胞构成。他认识到了 Brown 发现细胞核的重要意义，这一点 Brown 本人并未 做到，他试图重建细胞发育的过程，为此他聪明地选择了胚胎细胞作为他研究的起 点，他还在细胞中发现了核仁。 1 德国植物学教授，性格暴躁、反复无常。原在 Heiderberg 学法律，后来在 Hamberg 当律师，因工作不顺利自 杀而未遂。枪伤痊愈后在哥廷根大学和柏林大学研究植物学和医学，获博士学位
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 5. Theodor schwann(1810-1882),德国解剖学教授,一开始就研究 Schleiden 的细胞形成学说,他完全接受了这个学说,并把它扩展为所有生命现象的起源和基 础的一般理论。他把 Schleiden在植物中的发现应用到动物中去,并于1838年提 出了“细胞学说”(cel! Theory)这个术语;1939年发表了“关于动植物结构和生长 致性的显微研究"( Mikroskopische Untersuchungen uber die Ubereinstimmung in der struktur und dem Wachstum der tiere und pflanzen)。因此细胞学说的创立被 认为归功于 Schleiden和 Sehwann两个人,而且年份也被定到1839年。 Schwann提出: 1)有机体是由细胞构成的 2)细胞是构成有机体的基本单位。 1855德国人R. chow提出“一切细胞来源于细胞”( omnis cellula e cellula) 的著名论断,进一步完善了细胞学说。 把细胞作为生命的一般单位,以及作为动植物界生命现象的共同基础的这种概 念立即受到了普遍的接受。恩格斯将细胞学说誉为19世纪的三大发现之一。 细胞生物学的发展 19世纪后期显微技术的改进,生物固定技术(如: Fleming1882,1884; Canoy 1886)和染色技术的出现极大的方便了人们对细胞显微结构的认识,各种细胞器相 继被发现,20世纪30年代电子显微镜技术的问世,是细胞形态的研究达到了空前 的高潮。20世纪50年代分子生物学的兴起,推动细胞生物学的研究进入了分子水 1.1831英国人 Robert brown发现植物细胞核。 2.1832德国人?C.J. Dumortier观察了藻类的细胞分裂,并认为细胞来源于 原来存在的细胞。 3.1835德国人H. von moth仔细观察了植物的细胞分裂,认为是植物的根和 芽尖极易观察到的现象。 4.1835法国人F. Dujardin观察动物活细胞时发现“肉样质”( Sarcode)。 5.1839捷克人J.E. Pukinye用 protoplasm这一术语描述细胞物质, “ Protoplast为神学用语,指人类始祖亚当。 6.1841波兰人R. Remak发现鸡胚血细胞的直接分裂(无丝分裂)。 7.1846德国人H. von mohl研究了植物原生质,发表了“ identifies protoplast 8.1848德国人W. Hofmeister描绘了鸭跖草 Tradescantia的花粉母细胞, 明确的体现出染色体,但他没有认识到之一重要性,40年后德国人H. von Waldeyer 因这一结构可被碱性染料着色而定名为 Chromosome。 9.1861德国人M. Shultz认为动物细胞内的肉样质和植物体内的原生质具 有同样的意义。他给细胞的定义是:“ the cell is an accumulation of living substance or protoplasm definitely delimited in space and possessing a cell membrane and
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 6 5. Theodor Schwann（1810~1882)，德国解剖学教授，一开始就研究Schleiden 的细胞形成学说，他完全接受了这个学说，并把它扩展为所有生命现象的起源和基 础的一般理论。他把 Schleiden 在植物中的发现应用到动物中去，并于 1838 年提 出了“细胞学说”（Cell Theory)这个术语；1939 年发表了“关于动植物结构和生长一 致性的显微研究”(Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Tiere und Pflanzen)。因此细胞学说的创立被 认为归功于 Schleiden 和 Sehwann 两个人，而且年份也被定到 1839 年。 Schwann 提出： 1) 有机体是由细胞构成的； 2) 细胞是构成有机体的基本单位。 1855 德国人 R. Virchow 提出“一切细胞来源于细胞”（omnis cellula e cellula） 的著名论断，进一步完善了细胞学说。 把细胞作为生命的一般单位，以及作为动植物界生命现象的共同基础的这种概 念立即受到了普遍的接受。恩格斯将细胞学说誉为 19 世纪的三大发现之一。 三、细胞生物学的发展 19 世纪后期显微技术的改进，生物固定技术（如：Fleming 1882，1884；Canoy 1886）和染色技术的出现极大的方便了人们对细胞显微结构的认识，各种细胞器相 继被发现，20 世纪 30 年代电子显微镜技术的问世，是细胞形态的研究达到了空前 的高潮。20 世纪 50 年代分子生物学的兴起，推动细胞生物学的研究进入了分子水 平。 1. 1831 英国人 Robert Brown 发现植物细胞核。 2. 1832 德国人？C. J. Dumortier 观察了藻类的细胞分裂，并认为细胞来源于 原来存在的细胞。 3. 1835 德国人 H. von Molh 仔细观察了植物的细胞分裂，认为是植物的根和 芽尖极易观察到的现象。 4. 1835 法国人 F. Dujardin 观察动物活细胞时发现“肉样质”（Sarcode)。 5. 1839 捷克人 J. E. Pukinye 用 protoplasm 这一术语描述细胞物质， “Protoplast”为神学用语，指人类始祖亚当。 6. 1841 波兰人 R. Remak 发现鸡胚血细胞的直接分裂（无丝分裂）。 7. 1846 德国人 H. von Mohl 研究了植物原生质，发表了“identifies protoplasm as the substance of cells”。 8. 1848 德国人 W. Hofmeister 描绘了鸭跖草 Tradescantia 的花粉母细胞， 明确的体现出染色体，但他没有认识到之一重要性，40 年后德国人 H. von Waldeyer 因这一结构可被碱性染料着色而定名为 Chromosome。 9. 1861 德国人 M. Shultze 认为动物细胞内的肉样质和植物体内的原生质具 有同样的意义。他给细胞的定义是：“the cell is an accumulation of living substance or protoplasm definitely delimited in space and possessing a cell membrane and
细胞生物学教程 http://www.cella.cn nucleus 10.1864德国人 Max schultze观察了植物的胞间连丝。 11.1865德国人J. von suchs发现叶绿体。 12.1866奥地利人 G. Mendel发表了对豌豆的杂交试验结果,提出遗传的分离 规律和自由组合规律 13.1868英国人T.H. Huxley在爱丁堡作题为“生命的物质基础”( the physical basis of life)的演讲报告时首次把原生质的概念介绍给了英国公众 14.1869瑞土人F. Miescher从脓细胞中分离出核酸。 15.1876德国人 O Hertwig发现海胆的受精现象,其论文题目为" observe the fertilization of a sea urchin egg 16.1879德国人 W. Flemming观察了蝾螈细胞的有丝分裂,于1882年提出了 mitosis这一术语。后来德国人E. Strasburger(1876-80)在植物细胞中发现有丝分 裂,认为有丝分裂的实质是核内丝状物(染色体)的形成及其向两个子细胞的平均分 配,动植物的受精实质上是父本和母本配子核的融合,并于1984提出了 Prophase 和 Metaphase的概念。 17.1882德国人E. Strasburger提出细胞质( cytoplasm)和核质 ( nucleoplasm)的概念 18.1883比利时人E. van beneden证明马蝈虫 Ascaris megalocephala配子 的染色体数目是体细胞的一半,并且在受精过程中卵子和精子贡献给合子的染色体 数目相等 19.1883比利时人E. van beneden和德国人 T Boveri发现中心体 20.1884德国人 O Hertwig和 E Strasburger提出细胞核控制遗传的论断。 21.1886德国人 A Weismann提出种质论 22.1890德国人 Richard Altmann描述了线粒体的染色方法,他推测线粒体就 像细胞的内共生物,并认为线粒体与能量代谢有关。他还于1889年提出了核酸的 概念。 23.1892德国人T. Boveri和O. Hertwig研究了减数分裂的本质,并描述了染 色体联会现象。 24.1898意大利人C. Golgi用银染法观察高尔基体。 25.1900孟德尔在34年前发表的遗传法则被重新发现 26.1905美国人 Clarence McClung shows that female mammals have2X chromosomes and that males have an x and ay 27.1908美国人TH. Morgan以 Drosophila melanogaster为材料开始著名的 遗传学实验,1910年提出遗传的染色体理论,1919年发表“遗传的本质”( Physical Basis of Heredity)。1926年发表“基因学说”( The Theory of the Gene) 28.1910德国人A. Kosse获得诺贝尔生理医学奖,他首先分离出腺嘌呤、胸 腺嘧啶和组氨酸。 29.1935美国人W.M. Stanley首次得到烟草花叶病毒的结晶体。 30.1940德国人G.A. Kausch和H. Ruska发表了世界第一张叶绿体的电镜 照片。 31.1941美国人 G. W. Beadle和E.L. Tatum提出一个基因一个酶的概念
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 7 nucleus。” 10. 1864 德国人 Max Schultze 观察了植物的胞间连丝。 11. 1865 德国人 J. von Suchs 发现叶绿体。 12. 1866 奥地利人 G. Mendel 发表了对豌豆的杂交试验结果，提出遗传的分离 规律和自由组合规律。 13. 1868 英国人 T. H. Huxley 在爱丁堡作题为“生命的物质基础”（the physical basis of life）的演讲报告时首次把原生质的概念介绍给了英国公众。 14. 1869 瑞士人 F. Miescher 从脓细胞中分离出核酸。 15. 1876 德国人 O.Hertwig 发现海胆的受精现象，其论文题目为“observe the fertilization of a sea urchin egg”。 16. 1879 德国人 W. Flemming 观察了蝾螈细胞的有丝分裂，于 1882 年提出了 mitosis 这一术语。后来德国人 E. Strasburger(1876~80)在植物细胞中发现有丝分 裂，认为有丝分裂的实质是核内丝状物（染色体)的形成及其向两个子细胞的平均分 配，动植物的受精实质上是父本和母本配子核的融合，并于 1984 提出了 Prophase 和 Metaphase 的概念。 17. 1882 德国人 E. Strasburger 提出细胞质（ cytoplasm ）和核质 （nucleoplasm）的概念。 18. 1883 比利时人 E. van Beneden 证明马蛔虫 Ascaris megalocephala 配子 的染色体数目是体细胞的一半，并且在受精过程中卵子和精子贡献给合子的染色体 数目相等。 19. 1883 比利时人 E. van Beneden 和德国人 T. Boveri 发现中心体。 20. 1884 德国人 O.Hertwig 和 E. Strasburger 提出细胞核控制遗传的论断。 21. 1886 德国人 A. Weismann 提出种质论。 22. 1890 德国人 Richard Altmann 描述了线粒体的染色方法，他推测线粒体就 像细胞的内共生物，并认为线粒体与能量代谢有关。他还于 1889 年提出了核酸的 概念。 23. 1892 德国人 T. Boveri 和 O. Hertwig 研究了减数分裂的本质，并描述了染 色体联会现象。 24. 1898 意大利人 C. Golgi 用银染法观察高尔基体。 25. 1900 孟德尔在 34 年前发表的遗传法则被重新发现。 26. 1905 美国人 Clarence McClung shows that female mammals have 2 X chromosomes and that males have an X and a Y 27. 1908 美国人 T. H. Morgan 以 Drosophila melanogaster 为材料开始著名的 遗传学实验，1910 年提出遗传的染色体理论，1919 年发表“遗传的本质”（Physical Basis of Heredity）。1926 年发表“基因学说”（The Theory of the Gene） 28. 1910 德国人 A. Kossel 获得诺贝尔生理医学奖，他首先分离出腺嘌呤、胸 腺嘧啶和组氨酸。 29. 1935 美国人 W. M. Stanley 首次得到烟草花叶病毒的结晶体。 30. 1940 德国人 G. A. Kausche 和 H. Ruska 发表了世界第一张叶绿体的电镜 照片。 31. 1941 美国人 G. W. Beadle 和 E. L. Tatum 提出一个基因一个酶的概念
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 321944美国人 O. Avery,C. Macleod和 M. McCarthy等人通过微生物转化 试验证明DNA是遗传物质。 331945美国的K.R. Porter、 A Claude和E.F. Fullam发现小鼠成纤维细 胞中的内质网。 34.1949加拿大人M.Bar发现巴氏小体 351951美国人 James bonner发现线粒体与细胞呼吸有关。 36.1953美国人JD. Watson和英国人F.H.C.cick提出DNA双螺旋模型。 37.1955比利时人C. de duve发现溶酶体和过氧化物酶体。 38.1955美国人Ⅵ ncent Du Vigneaud因人工合成多肽而获诺贝尔奖 39.1956年,蒋有兴(美籍华人)利用徐道觉发明的低渗处理技术证实了人的 2n为46条,而不是48条。 40.1957JD. Robertson2用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片,显示暗 明-暗三层结构 41.1961英国人P. Mitchel‖提出线粒体氧化磷酸化偶联的化学渗透学说,获 1978年诺贝尔化学奖。 42.1961-64美国人 M. W. Nirenberg破译DNA遗传密码 43.1968瑞士人 Werner arber从细菌中发现DNA限制性内切酶 44.1970美国人D. Baltimore、R. Dulbecco和H. Temin由于发现在RNA肿 瘤病毒中存在以RNA为模板,逆转录生成DNA的逆转录酶而获1975共享诺贝尔 生理医学奖。 45.1971美国人 Daniel Nathans和 Hamilton smith发展了核酸酶切技术。 46.1973美国人S. Cohen和H. Boyer将外源基因拼接在质粒中,并在大肠杆 菌中表达,从而揭开基因工程的序幕 47.1975英国人F. Sanger设计出DNA测序的双脱氧法。于1980年获诺贝尔 化学奖。此外 Sanger还由于1953年测定了牛胰岛素的一级结构而获得1958年诺 贝尔化学奖 48.1982美国人S.B. Prusiner发现蛋白质因子Pron,更新了医学感染的概 念,于1997年获诺贝尔生理医学奖。 9.1983美国人K.B.Muis发明PCR仪,1987年发表了“ Specific synthesis of dna in vitroⅶ via a polymerase- catalyzed chain reaction”,于1993年获诺贝尔化 学奖。 50.1984德国人GJ.F. Kohler、阿根廷人C. Milstein3和丹麦科学家NK Jerne由于发展了单克隆抗体技术,完善了极微量蛋白质的检测技术而分享了诺贝 尔生理医学奖 51.1989美国人S. Altman和T.R.Cech由于发现某些RNA具有酶的功能(称 为核酶)而共享诺贝尔化学奖。 Bishop和 Varmus由于发现正常细胞同样带有原癌 基因而分享当年的诺贝尔生理医学奖。 52.1997多利羊在卢斯林研究所诞生,成为世纪末的重大新闻。多利是lan 1957 observations on the ultrastructure of the membranes of frog peripheral nerve fibers. J. Biophys. ochem to!.3:1043-1047 1959 The ultrastructure of cell membranes and their derivatives. Biochem. Soc. Symp. 16: 3-43 出生于阿根廷,具有英国和阿根廷国籍,在美国获奖
细胞生物学教程 http://www.cella.cn 8 32. 1944 美国人 O. Avery，C. Macleod 和 M. McCarthy 等人通过微生物转化 试验证明 DNA 是遗传物质。 33. 1945 美国的 K. R. Porter、A. Claude 和 E. F. Fullam 发现小鼠成纤维细 胞中的内质网。 34. 1949 加拿大人 M. Bar 发现巴氏小体。 35. 1951 美国人 James Bonner 发现线粒体与细胞呼吸有关。 36. 1953 美国人 J. D. Watson 和英国人 F. H. C. Crick 提出 DNA 双螺旋模型。 37. 1955 比利时人 C. de Duve 发现溶酶体和过氧化物酶体。 38. 1955 美国人 Vincent Du Vigneaud 因人工合成多肽而获诺贝尔奖 39. 1956 年，蒋有兴（美籍华人）利用徐道觉发明的低渗处理技术证实了人的 2n 为 46 条，而不是 48 条。 40. 1957 J. D. Robertson2 用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗- 明-暗三层结构。 41. 1961 英国人 P. Mitchell 提出线粒体氧化磷酸化偶联的化学渗透学说，获 1978 年诺贝尔化学奖。 42. 1961~64 美国人 M. W. Nirenberg 破译 DNA 遗传密码。 43. 1968 瑞士人 Werner Arber 从细菌中发现 DNA 限制性内切酶。 44. 1970 美国人 D. Baltimore、R. Dulbecco 和 H. Temin 由于发现在 RNA 肿 瘤病毒中存在以 RNA 为模板，逆转录生成 DNA 的逆转录酶而获 1975 共享诺贝尔 生理医学奖。 45. 1971 美国人 Daniel Nathans 和 Hamilton Smith 发展了核酸酶切技术。 46. 1973 美国人 S. Cohen 和 H. Boyer 将外源基因拼接在质粒中，并在大肠杆 菌中表达，从而揭开基因工程的序幕。 47. 1975 英国人 F. Sanger 设计出 DNA 测序的双脱氧法。于 1980 年获诺贝尔 化学奖。此外 Sanger 还由于 1953 年测定了牛胰岛素的一级结构而获得 1958 年诺 贝尔化学奖。 48. 1982 美国人 S. B. Prusiner 发现蛋白质因子 Prion，更新了医学感染的概 念，于 1997 年获诺贝尔生理医学奖。 49. 1983 美国人 K. B. Mullis 发明 PCR 仪，1987 年发表了 “Specific synthesis of DNA in vitro via a polymerase-catalyzed chain reaction”，于 1993 年获诺贝尔化 学奖。 50. 1984 德国人 G. J. F. Kohler、阿根廷人 C. Milstein3 和丹麦科学家 N. K. Jerne 由于发展了单克隆抗体技术，完善了极微量蛋白质的检测技术而分享了诺贝 尔生理医学奖。 51. 1989 美国人 S. Altman 和 T. R. Cech 由于发现某些 RNA 具有酶的功能（称 为核酶)而共享诺贝尔化学奖。Bishop 和 Varmus 由于发现正常细胞同样带有原癌 基因而分享当年的诺贝尔生理医学奖。 52. 1997 多利羊在卢斯林研究所诞生，成为世纪末的重大新闻。多利是 Ian 2 1957. New observations on the ultrastructure of the membranes of frog peripheral nerve fibers. J. Biophys. Biochem. Cytol. 3:1043-1047. 1959 The ultrastructure of cell membranes and their derivatives. Biochem. Soc. Symp. 16: 3-43 3 出生于阿根廷，具有英国和阿根廷国籍，在美国获奖