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细胞生物学细胞生物学(cellbiology)是在显微、亚显微和分子水平三个层次上,研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。细胞生物学由细胞学(Cytology)发展而来,Cytology是关于细胞结构与功能(特别是染色体)的研究。显微结构(MicroscopicStructure)即整体水平。指肉眼看不到而在普通显微镜下的可见范围。如:染色体、线粒体、细胞核、核仁等。亚显微结构(SubmicroscopicStructure)亦称超微结构(Ultrastructure),指普通光镜看不到而在电镜或其它工具看到的分子以上的结构。如:内质网膜、核膜、微管、微丝等。分子水平DNA、RNA、蛋白质、酶、代谢底物与产物等等。生命活动包括:生长、发育、繁殖、遗传、变异、衰老、凋亡、代谢、调控、分化等。核心是遗传和发育问题。例如:在整体水平上研究单个细胞的运动,在亚显微水平上研究与细胞运动有关的结构——微管、微丝,在分子水平上则对这些结构做分子解剖,研究组成它们的微管蛋白、肌动蛋白,肌球蛋白结构、功能及运动机理问题。细胞生物学的重要性要最终阐明生命现象,必须在细胞水平上。细胞是生命有机体最基本的结构和功能单位,生命寓于细胞之中,只有把各种生命活动同细胞结构相联系,才能在细胞水平上阐明各种生命现象。世界著名生物学家Wilson(德国人)曾说过:“一切生物学问题的答案最终要到细胞中去寻找”。当今的细胞生物学恰如其分地体现了这一名言的正确性。因此,细胞生物学毫无疑问地成为现代生物学教育的中心内容。一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科细胞生物学的突出特点在于:研究内容之深刻(涉及生命机理的一切水平都要探讨)和研究范围之广泛(一切生命现象都要涉及到)。由此,它与生物学许多分支学科有着密切关系。联系着生命科学的各个分支学科,形成了交叉重叠的关系。(1)细胞生物学与分子生物学;(2)细胞生物学与遗传学——细胞遗传学(Cytogenetic)此外,还有细胞生理学(分析细胞生理活动的本质和机制);细胞化学(研究细胞内的化学布局);细胞病理学;细胞分类学等细胞学与各门学科的汇合学科。故不难理解,有人形容细胞生物学是代表水平的学科,它汇集了生命科学中各个分支学科的精髓从细胞这个单位里揭示出多种生命现象的奥秘,发展成为生命科学的“中心学科”。鉴于学科的初起和研究手段的原始,故多是以描述和实验形态为主。随着科学的发展,特别是50、60年代以后,由于分子生物学的兴起,又加上电镜、放射性同位素、分级离心技术的应用及其它研究手段和技术的提高,使细胞学的内容焕然一新,大大超出了原有细胞学范围。在形态方面:除了描述在光镜下所看到的结构外,还要用新工具和方法来观察和分析细胞内各部分的显微结构和分子结构,以及这些结构间的变化关系。在功能方面:不单是描述细胞内各个部分的化学组成和新陈代谢动态,而且还要用分析、比较、综合的方法,深入到分子、原子甚至量子水平,阐明它们之间的关系和相互作用机理。在研究对象上:不再是单个细胞,而要考虑到细胞组成的整个生物体,以及组成细胞的各种生物大分子。除上述外,还有一个很重要的特点是,如果将细胞学原理运用于实践活动,人们可以有目的地改造细胞,使之为人类造福。正是如此,使细胞学向前迈进了一步,成为今天的细胞生物学。二、细胞生物学的主要研究内容1细胞核、染色体及基因表达基因表达与调控是目前细胞生物学、遗传学和发育生物学在细胞和分子水平相结合的最活跃领域。2生物膜与细胞器的研究膜及细胞器的结构与功能问题(“膜学”)。3细胞骨架体系的研究胞质骨架、核骨架的装配调节问题和对细胞行使多种功能的重要性。4细胞增殖及调控控制生物生长和发育的机理是研究癌变发生和逆转的重要途径(“cellre-education细胞再教育”)。5细胞分化及调控一个受精卵如何发育为完整个体的问题(细胞全能性)。6细胞衰老、凋亡及寿命问题7细胞的起源与进化8细胞工程改造利用细胞的技术。三、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域细胞生物学与分子生物学相互渗透与交融是总的发展趋势,也将是生命科学今后相当一段时间的主流。(一)当前细胞生物学研究中的三大基本问题1细胞内的基因组是如何在时间与空间上有序表达的?2基因表达的产物—结构蛋白与核酸、脂质、多糖及其复合物是如何逐级装配成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器?3基因表达的产物—大量活性因子与信号分子,是如何调节细胞最重要的生命活动过程的?(二)当前细胞基本生命活动研究的若干重大课题1染色体DNA与蛋白质相互作用关系;2细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控;3细胞信号转导的研究;4细胞结构体系的装配。全世界自然科学研究中论文发表最集