细胞生物学的研究方法论文

细胞生物学的研究方法论文

论细胞生物学的发展 悠悠300余年，关于细胞的研究硕果累累；近50年来更进入了分子水平，老树又绽新花。许多研究成果已经或将要走进我们的生活：植物细胞在培养瓶中悄然长成幼苗；动物体细胞核移植诞生了克隆动物；不同生物细胞间DNA的转移创造出新的生物类型及其产品；病危的生命期盼着干细胞移植的救助…… 现在，生物学在人类的生产生活中的使用愈加广泛。美国细胞生物学家威尔逊曾经说过：“每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中。”这句话明显说明了细胞生物学对整个生物科学的研究有着怎样的重要性。细胞生物学的发展，越来越受到人们的重视。 谈起细胞生物学，不得不提的是建立于19世纪的《细胞学说》。《细胞学说》的建立可谓是自然科学史上的一座丰碑。《细胞学说》的两位建立者——德国科学家施莱登和施旺。经过长时间不断的探索和研究，分别从结构、功能和分裂三个方面对细胞进行了探究，并从中提炼出了三个要点，构成了《细胞学说》的主体。《细胞学说》的建立，不仅为达尔文的《进化论》奠定了基础，更为后人对细胞生物学的研究，做出了巨大贡献。 在细胞学说创立的100年间，人们对细胞的研究基本停留在简单观察和形态描述的水平，细胞在生物学家的眼中多多少少还像一团胶状物，里面杂乱地散布着一些含混不清的东西。此时出现了一名科学家——美国的细胞生物学科学家克劳德，他决心把细胞内部的组分分离开，探索细胞内组分的结构和功能。当时分离细胞器所遇到的困难是今天的人们难以想象的。许多人对他冷嘲热讽，认为把好好的细胞弄碎是毫无意义的。但是克劳德坚信，要深入了解细胞的秘密，就必须将细胞内的组分分离出来。经过艰苦的努力，他终于摸索出采用不同的转速对破碎的细胞进行离心的方法，将细胞内的不同组分分开。这就是一直沿用至今的“转速离心法”。 如果说《细胞学说》是通往细胞生物学的一扇门，那么我认为克劳德的“转速离心法”便是这扇门的钥匙。这种方法的发现，使人类对细胞内部的进一步探究，有着非常重要的意义。 随着对细胞内更深入的探究，人类发现了细胞中一个新的世界。细胞中每个组分如此精巧，一个个小小的细胞器，在细胞中都起到了非常关键的作用。霍中和院士在《细胞生物学》中写到：“我确信哪怕最简单的一个细胞，也比迄今为止设计出的任何只能电脑更精巧。”人类也曾经试图组装出一个细胞。1990年，科学家发现人体生殖道支原体可能是最小、最简单的细胞。1995年，美国科学见文特尔领导的研究小组，对这种支原体的基因组进行了测序，发现它仅有480个基因。如果在480个基因中辨认出对细胞生活必不可少的“基本基因”，那么就有希望人工合成这些基因——一段不很长的DNA分子。 文特尔的方法是破坏一个又一个的基因，看那些基因是绝对不可或缺的，终于筛选出了300个对生命活动必不可少的基因，但其中100个基因的重要性尚不清楚。 文特尔以及其他一些科学家认为，如果能人工合成这300个基因的DNA分子，再用一个细胞膜把它和环境分隔开，在培养基中培养，让他能够生存、生长和繁殖，组装细胞就成功了。科学家现在已经能够合成长度为5000个碱基因对的DNA片段，文特尔估计生殖道支原体的DNA的碱基对比这要多100倍，因此，DNA的人工合成还需要方法上的创新。怎样给DNA分子包上细胞膜也是一个难题。他们的设想是，把生殖道支原体细胞的DNA破坏掉，再把人工合成的基因组“注入”支原体细胞。 有关实验还在进行中，不过可以确信的是，人类对细胞生物学的研究愈加深入，对人类今后的发展就愈加有利。通过不断的科学探究和深入研究，我相信在不久的将来，细胞生物学将成为一个重要的科学领域，会吸引更多的人去探索、研究。它也会绽放出他耀眼的光辉，来迎接着这崭新的时代！

细胞生物学的某一领域写一片论文

早就写过了，细胞生物学(Cell
Biology)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。
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。在我国基础学科发展规划中，细胞生物学与分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。底稿跟资料都可以发给你用。

细胞生物学 应用

经历了近两年的艰苦努力，《药学细胞生物学》一书终于完稿待印。在欣慰之余，编写组的

全体人员期待着借此书同读者进行学术的交流与沟通。

细胞生物学是最活跃的生物学科之一，其知识结构更新迅速，而药学版细胞生物学书籍国内

外尚无先例可借鉴。为适应学科发展的实际需要，改变国内药学院校细胞生物学课程一直只

能选用《细胞生物学》或《医学细胞生物学》教材而与药学专业有一定偏离的被动局面，我

们竭尽所能，编写了此书。

鉴于本书主要为药学本科专业的生物学基础教材，在编写过程中，既着重考虑了教材所要求

的基础性与系统性，又充分注意到将内容的新颖性与知识结构的合理性相结合。本书的主线

是根据当前细胞生物学与药学两门学科交叉发展的特点与趋势，从细胞、超微结构和分子水

平的不同层次，阐述细胞在生命活动中的规律和本质，特别强调细胞生物学与药学学科的紧

密联系，并提供了一定篇幅的药学示例，以有助于药学专业读者对细胞生物学学科的理解与

把握。本书力求使读者既掌握细胞生物学的基本理论与知识，又增强对药学知识的理解和应

用。

本书虽是应实际所需而编写，但毕竟是初次尝试，编者深感自己的知识水平与能力有限，在

取材范围和编写深度上难免有不当、疏漏甚至错误之处，恳请读者批评指正，以便再版时努

力完善与修正。

编者

2005年9月
作者简介：目录：第一章绪论(1)

内容提要(1)

第一节细胞生物学概述(1)

一、细胞生物学的研究内容(1)

二、细胞生物学发展简史(5)

三、细胞生物学与诺贝尔奖(9)

第二节细胞生物学与现代药学(11)

一、细胞生物学是现代药学的基础理论(11)

二、细胞生物学研究成果与技术在药学领域中的应用(12

)

三、药学细胞生物学的涵义(19)

思考题(20)

参考文献(20)

第二章细胞概述(22)

内容提要(22)

第一节细胞的基本生物学意义(22)

一、细胞是生物有机体的基本结构单位(22)

二、细胞是生物有机体代谢与功能的基本单位(23)

三、细胞是生物有机体生长与发育的基本单位(23)

四、细胞是遗传的基本单位(23)

第二节细胞的化学组成(23)

第三节细胞的形态与大小(24)

一、细胞的形态(24)

二、细胞的大小(25)

三、细胞的计量单位(25)

第四节原核细胞与真核细胞(26)

一、原核细胞的结构特点(26)

二、真核细胞的结构特点(27)

三、原核细胞与真核细胞基本特征的比较(29

)

第五节细胞与药物作用靶标(31)

一、药物作用靶标的概念(31)

二、细胞的药物作用靶标(31)

三、靶标药物在抗肿瘤研究中的应用现状(33)

思考题(33)

参考文献(33)

第三章细胞生物学研究方法与技术(35)

内容提要(35)

第一节细胞形态显微观察技术(35)

一、显微镜的发展简史(35)

二、显微镜的分类(37)

三、显微技术的基本概念与成像原理(38)

四、常用的光学显微镜(44)

五、电子显微镜(48)

六、显微技术在药学领域的应用(58)

第二节细胞化学技术(63)

一、酶细胞化学原理与方法(64)

二、免疫细胞化学原理与方法(65)

三、放射自显影术(67)

四、原位杂交技术(69)

五、问题与展望(69)

第三节细胞及其组分的分级分离与分析(70)

一、细胞的分离与纯化(70)

二、细胞组分的分级分离(73)

三、细胞分离与纯化技术的整合应用(77)

四、细胞组分的显色分析(78)

五、流式细胞计量术及其应用(79)

第四节细胞培养与细胞制药工程(85)

一、细胞培养概述(85)

二、动物细胞培养与Caco-2细胞模型(88)

三、细胞工程制药的主要技术与发展(93)

第五节功能基因组学及其重要研究技术(97)

一、功能基因组学的定义和内涵(97)

二、功能基因组的重要研究技术(98)

思考题(101)

参考文献(102)

第四章细胞膜(103)

内容提要(103)

第一节生物膜的化学组成与结构特征(104)

一、生物膜的化学组成(104)

二、细胞膜的分子结构模型(110)

三、细胞膜的基本特性(112)

第二节物质的跨膜运输(116)

一、小分子物质和离子的穿膜运输(117)

二、大分子物质的膜泡运输(124)

第三节膜表面受体与介导的主要信号转导(129

)

一、离子通道受体(131)

二、G蛋白偶联受体与其介导的信号转导(134)

三、酶偶联受体(142)

四、受体理论与临床用药(147)

第四节细胞膜异常与疾病(148)

一、细胞膜转运系统异常(149)

二、细胞膜受体异常(149)

三、细胞膜与肿瘤(150)

四、细胞膜损伤(151)

第五节细胞膜在药学领域中的研究和应用(152

)

一、药物与细胞膜的相互作用(152)

二、细胞膜研究热点内容(158)

三、细胞膜技术及其在药学研究中的应用(158

)

思考题(164)

参考文献(164)

第五章细胞内膜系统(166)

内容提要(166)

第一节研究细胞内膜系统的方法学(167)

一、放射自显影术(168)

二、荧光蛋白技术(168)

三、亚细胞组分的生化分析(168)

四、无细胞系统(168)

五、遗传菌株突变技术(169)

第二节内质网(169)

一、内质网的基本结构特征(170)

二、内质网的化学组成(171)

三、内质网的类型(172)

四、内质网的功能(174)

五、内质网与疾病(183)

六、分子伴侣及其应用(185)

七、内质网研究展望(188)

第三节高尔基体(188)

一、高尔基体的基本特征(190)

二、高尔基体的功能(194)

三、高尔基体的病理状态(203)

四、高尔基体与药学研究的相互促进(204)

第四节溶酶体(205)

一、溶酶体的基本结构特征与分类(205)

二、溶酶体的功能(207)

三、溶酶体的形成(210)

四、溶酶体与疾病(212)

五、溶酶体的相关药学应用(213)

第五节微粒体与药物代谢(217)

一、微粒体与细胞色素P450酶系(218)

二、药物代谢研究的基本概念与方法(221)

三、重要的CYP氧化代谢酶举例(229)

思考题(234)

参考文献(235)

第六章线粒体(237)

内容提要(237)

第一节线粒体的生物学特征(237)

一、线粒体的形态与结构(238)

二、线粒体的化学组成与酶定位(240)

三、线粒体的增殖方式(242)

四、线粒体的半自主性(243)

第二节线粒体的主要功能(246)

一、真核细胞中的氧化作用(247)

二、氧化磷酸化是代谢能量转换的主要环节(249)

第三节线粒体与医药学(256)

一、病理过程中的线粒体变化及线粒体病的诊断(256

)

二、药物与毒物对线粒体的影响(257)

三、线粒体靶标药物制剂技术(262)

四、线粒体与糖尿病(264)

五、线粒体与细胞凋亡(264)

思考题(265)

参考文献(265)

第七章细胞核(267)

内容提要(267)

第一节细胞核的超微结构与功能(268)

一、核被膜的超微结构与功能(268)

二、染色质的结构与染色体的构建(272)

三、核仁的超微结构与功能(284)

四、细胞核基质(核骨架)(288)

五、细胞核的功能(289)

第二节细胞核异常相关疾病及其治疗(291)

一、遗传性疾病(291)

二、恶性肿瘤(294)

思考题(294)

参考文献(295)

第八章核糖体(296)

内容提要(296)

第一节核糖体的形态结构与存在类型(297)

一、核糖体的形态结构(297)

二、核糖体的存在类型(297)

第二节核糖体的理化性质(298)

第三节核糖体的自组装(299)

第四节核糖体的功能(300)

一、合成蛋白质的类型(301)

二、蛋白质的生物合成(302)

第五节异常情况下核糖体的变化(308)

第六节影响蛋白质合成的药物(308)

一、血红素对血红蛋白合成的调节(309)

二、干扰素对蛋白质合成的调节(309)

三、抗生素对蛋白质生物合成的影响(309)

思考题(310)

参考文献(310)

第九章细胞骨架(311)

内容提要(311)

第一节细胞骨架概述(311)

一、细胞骨架的概念与主要功能(311)

二、细胞骨架的遗传学研究方法(313)

第二节微丝(314)

一、微丝的分子结构(314)

二、微丝结合蛋白(316)

三、肌肉收缩系统(319)

四、微丝的功能(322)

五、研究微丝的遗传学新方法(324)

第三节微管(324)

一、微管的分子结构(324)

二、微管结合蛋白(326)

三、微管组织中心(327)

四、微管的功能(329)

第四节中间纤维(332)

一、中间纤维的类型(332)

二、中间纤维的分子结构(334)

三、中间纤维结合蛋白(335)

四、中间纤维的功能(335)

五、三种细胞骨架的比较(336)

第五节细胞骨架蛋白与疾病及新药开发(336)

一、细胞骨架蛋白异常表达与疾病的举例(336

)

二、微管抑制剂作为抗肿瘤药物的研究与开发(338)

三、功能基因组学为细胞骨架研究提供了新机遇

(347)

思考题(348)

参考文献(348)

第十章细胞增殖(350)

内容提要(350)

第一节细胞周期的基本概念(351)

一、什么是细胞周期(351)

二、细胞同步化(353)

第二节有丝分裂(354)

一、细胞分裂的类型(354)

二、有丝分裂的基本过程(354)

第三节减数分裂(363)

一、间期(365)

二、分裂期(365)

第四节细胞周期调控(369)

一、细胞周期调控的研究背景概述(369)

二、细胞周期的主要调控因子及其调控方式(374)

三、DNA复制的调控(381)

四、细胞周期关卡的调控(382)

五、生长因子的调控(384)

六、蛋白质合成对细胞增殖的影响(384)

第五节酵母细胞周期调控的功能基因组学研究实例(385

)

一、寻找周期性表达的基因(385)

二、M和G1期转录水平达到峰值的基因(386)

三、S期和G2期转录水平达到峰值的基因(386)

四、周期性表达基因的转录调控(386)

五、细胞周期调控的基因表达的保守性(387)

第六节基于细胞周期相关机制的新药开发(389

)

一、细胞周期研究在抗肿瘤新药开发中的应用(389)

二、细胞周期研究在抗病毒与抗真菌药物开发中的应用(

395)

三、利用细胞周期标记分子研究药物作用的机制与筛选新药(395)

思考题(396)

参考文献(397)

第十一章细胞分化(398)

内容提要(398)

第一节细胞分化的概念与胚胎发育过程中细胞分化的潜能变化(398)

一、细胞分化的概念与特点(399)

二、细胞分化的主要标志与研究方法(408)

三、胚胎发育过程中细胞分化的潜能变化(410

)

第二节细胞分化的分子机制与基因表达的调控(414)

一、细胞分化的分子机制(414)

二、细胞分化基因表达的调控(415)

第三节影响细胞分化的因素(419)

一、细胞内部组分对细胞分化的影响(421)

二、位置信息对分化的影响(422)

三、外部信号等对细胞分化的诱导和抑制(423

)

第四节细胞分化及其相关技术在肿瘤研究中的应用(426

)

一、细胞分化与肿瘤(426)

二、干细胞研究的应用价值与肿瘤(433)

三、肿瘤与诱导分化(439)

四、应用蛋白质组学技术研究肿瘤诱导分化的药物靶标(

442)

思考题(445)

参考文献(445)

第十二章细胞凋亡与衰老(446)

内容提要(446)

第一节细胞凋亡的特征与分子机制(447)

一、细胞凋亡的形态学与生物化学特征(447)

二、细胞凋亡与坏死的区别(452)

三、细胞凋亡发生的四个阶段(453)

四、影响细胞凋亡的因素(459)

五、细胞凋亡检测技术(460)

第二节细胞凋亡在药物开发中的应用远景(463

)

一、细胞凋亡异常与疾病(463)

二、细胞凋亡药物的应用远景(464)

第三节细胞衰老(470)

一、细胞衰老的机制(471)

二、抗衰老药物(476)

思考题(480)

参考文献(480)详细介绍：
《药学细胞生物学》为国内第一部将细胞生物学与药学学科有机结合，面向全国高等药学院

校各专业本科生的生物学基础教材。本书以细胞生物学理论、原理和技术为基础，

研究其在新药研发、药学研究以及药品生产等方面的应用。全书共12章，涵盖药学细胞生物

学所涉及的基本理论和一些研究热点，包括绪论、细胞概述、研究方法、细胞膜、细胞内膜

系统、线粒体、细胞核、核糖体、细胞骨架，细胞增殖、细胞分化、细胞衰老与凋亡，并在

各章中融入了相关的药学知识与应用。相信本书的出版将对读者有所启迪，使其更加易于理

解细胞生物学与药学学科的相关知识和技术。