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1、CELL BIOLOGY COURSE,细胞生物学,2010年春,陕西师范大学生命科学学院细胞生物学教研组 齐 浩 (13060388299） ,第一章 绪论,INTRODUCTION,OUTLINE,第一节：细胞生物学的研究内容与现状 第二节：细胞学与细胞生物学发展简史 第三节：细胞生物学学习方法 第四节：对未来的展望,主要参考教材： （中文） 1、细胞生物学 翟中和等 高等教育出版社 （第三版） 2、分子细胞生物学 韩贻仁 科学出版社 3、医学细胞与分子生物学 陈诗书 上海医科大学出版社 4、细胞生物学 王德耀 上海科学技术出版社 5、细胞生物学 汪堃仁 北京师范大学出版社 6、细胞生物学
2、 王金发 科学出版社 2004 7、细胞生物学 薛绍白 科学出版社 2002 8、 细胞生物学研究方法与技术 刘鼎新北医、协和医大联合出版社 9、细胞分子生物学 中国军事医学科学院 科学出版社 10、分子细胞生物学 清华大学出版社 陈烨光等主编,第一节 细胞生物学的研究内容与现状,细胞是生命的基本单位，细胞的特殊性决定了个体的特殊性。对细胞的深入研究是揭开生命奥秘、改造生命和征服疾病的关键。细胞生物学是当代生命科学领域发展速度最快的前沿学科，是生命科学包括农学、医学等相关领域的一门必修课。50年代以来诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家。,细胞生物学研究细胞的基本生命活动规律
3、，例如细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡，信号转导、基因表达调控，细胞的起源与进化，从显微（微米结构）、亚显微（纳米结构）和分子三个层次进行综合研究，以分子细胞生物学为主，发展速度之快可用中国的一句古语形容：“洞中方数月，世上已千年”。,细胞生物学的概念与范围,细胞生物学的发展趋势： 结构 功能 静态 动态 显微结构 超微结构 精细结构 细胞器 大分子复合物 大分子 （纳米机器）,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）与结构的观察使用的主要工具是显微镜类。,但是，细胞是一个复杂系统，具有多层次、非线性、多侧面等特点。在细胞水平
4、的主要研究策略是还原论，但随生物信息学的快速崛起，21世纪伊始已转向系统学的研究策略，各种组学应运而生。 由于细胞是能够独立生存的最小生命单位，同时又是有机体的结构与功能单元，因此生命的奥秘应当从细胞中寻找,我国基础学科发展规划将细胞生物学、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。 一般而论，细胞生物学是应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法，以细胞为生命活动核心问题是基因调控在细胞层面的展开的基本单位来探索生命活动规律的一门学科。其，研究细胞在其生成、生长、分化与遗传诸多生命过程中是怎样被遗传信息和环境信息所支配和影响。,细胞生物学的主要研究内容,（一）细
5、胞核、染色体与基因表达调控 细胞核是遗传物质储存的场所与复制和转录的部位，核仁负责生成rRNA并组装核糖体亚基，核孔复合体负责核内外的物质交流。细胞生物学的研究任务之一是染色体在核内的动态变化及其在核中的定位分布、染色体结构特征对基因表达调控的影响。这一研究领域与细胞遗传、表观遗传和发育生物学研究领域关系密切。,（二）生物膜与细胞器的研究 生物膜的出现标志独立生命体的出现。由于细胞器大多数由膜组成，生物膜的结构及其功能、含膜细胞器的研究以及与膜相关的物质转运是这一领域的研究热点。生物能量的合成与利用也与膜的功能相关。,（三）细胞骨架体系的研究 广义的细胞骨架是核骨架和细胞质骨架，后者有时也称为
6、细胞骨架。 细胞骨架与细胞形态维持、组织形成、细胞生存、细胞内物质与细胞器的运输、大分子加工与转运、基因表达与调控等生命活动关系紧密，已成为国际上热点研究领域之一，进展速度很快。,（四）细胞增殖与调控 生物体的生长依赖于细胞的生长、增殖与分化。对细胞增殖基本规律及其调控机制的研究可能理解生物体的生长与发育，理解癌症发生以寻找对策等。目前的研究焦点是环境因子中对细胞增殖有重要影响的因子，以及在细胞增殖过程中有关键作用的一些基因，以及这些因子和相关基因相互作用的模式与效应。,（五）细胞分化与调控 分化是发育的基础。细胞层面的分化是理解有机体在发育过程中形态建成以及功能特化的基础。这是细胞生物学、发
7、育生物学和遗传学交汇的研究领域，由一个受精卵发育成复杂生命体的过程一直是生命科学中最引人入迷的研究课题。,（六）细胞的衰老和凋亡 衰老研究的是生物体的寿命特别是人类的寿命，细胞的衰老与整体的衰老密切相关。 细胞凋亡又称为程序性细胞死亡，是由一系列基因控制并被复杂信号调控的细胞的自然死亡过程。细胞凋亡牵涉到机体内众多病理过程，与疾病的产生和发展相关。,（七）细胞的起源与进化 这是生命科学的重大理论和难度极高的研究课题之一. 有一些实验室2007年底声称他们已经人工合成了能够独立生活的人造细胞，尽管这种合成细胞有重大缺陷，而且存活时间很短，但仍标志着对生命的理解向前跨出了一大步。,（八）细胞工程
8、细胞生物学与遗传学的交叉领域，这是传统意义的看法。细胞工程主要属于工程技术领域。将已经了解的原理通过技术得到应用，而这个应用的速度极快。同时为基础理论提供问题和方法。 细胞工程现阶段的主要工作是人工将不同细胞来源的基因转移或对不同细胞的基因组进行重组，例如体细胞杂交和物种的克隆实验。,细胞生物学的总研究趋势与重点领域,三大基本问题： 1、基因组在细胞中的有序时空表达如何进行？ 2、基因表达产物如何组装为生命分子并行使功能？ 3、基因表达产物（活性分子与信号分子）如何调节细胞生命活动的过程？,细胞基本生命活动研究的若干问题 1、染色体DNA与蛋白质的相互关系 2、细胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡
9、）的相互关系与调控 3、细胞信号转导的研究 4、细胞结构体系的组装,细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段： 1、细胞的发现。16世纪末-19世纪30年代。细胞发现和细胞知识的积累阶段。 2、细胞学说的提出。19世纪30年代-20世纪中期细胞学说提出之后，主要进行细胞显微形态的研究。,第二节：细胞生物学简史,3、细胞超微结构研究。20世纪30年代-70年代。以细胞超微结构、细胞核型、染色体带型研究为主要内容。,4、分子细胞生物学。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,
10、没有显微镜就不可能有细胞学诞生。,一、显微镜的发明与细胞的发现,1、1590年，荷兰眼镜制造商J和Z.Janssen父子制作了第一台复式显微镜。,2、1665年，英国人Robert Hook首次描述了植物细胞(木栓)，命名为cella。,Robert Hooke,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。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。,Made
11、by A.van Leeuwenhoek (1632-1723). Magnification ranges at 50-275x.,（图片来自http:/）,5、1752 英国望远镜商人J. Dollond 发明消色差显微镜。,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。,Large Student Microscope made by Charles Chevalier 1840,现代显微镜,7、1932年，荷兰籍德国人F. Zernike成功
12、设计了相差显微镜（phase contrast microscope)，并因此获1953年诺贝尔物理奖。,8、1932年，德国人M.Knoll和E.A.F.Ruska发明电镜，1940年，美、德制造出分辨力为0.2nm的商品电镜。,9、1981年，瑞士人G.Binnig和H.RoherI在IBM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
13、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。其中，有,1、Jean-Baptiste de Lamark （17441829)，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，1809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 whi
14、ch 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 o
15、rganization and that without this tissue no living body would be able to exist，nor could it have been formed。”,2、Charles Brisseau Milbel（17761854)，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
16、continuity and form one and the same membranous tissue”。,3、Henri Dutrochet （17761847），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 act
17、ually 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（18041881)，德国植物学教授， 1838 年发表“ 植物发生论”
18、(Beitrge zur Phytogenesis)，认为无论怎样复杂的植物都由形形色色的细胞构成。他认识到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。,5、Theodor Schwann（18101882)，德国解剖学教授，一开始就研究Schleiden的细胞形成学说，并于1838年提出了“细胞学说”（Cell Theory)这个术语；1839年发表了系统性的文章：“关于动植物结构和生长一致性的显微研究” (Mikroskopische Untersuchungen ber die
19、bereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Tiere und Pflanzen)。由此，细胞学说的创立被归功于Schleiden和Sehwann两人，且年份定到1839年。,Schwann提出： a. 有机体是由细胞构成的； b. 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
20、三大发现之一。,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。,三、细胞学的发展,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
21、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Trad
22、escantia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 nucleus。”,10、 1864 德国人Max
23、 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 fertilizatio
24、n 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(187680)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1884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 Bened
25、en 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
26、. 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“
27、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。,32. 1944 美国人O. Avery，C. Macleod 和M
28、. 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。,1869 年， 德国人F. Miescher 从脓细胞中分离出核酸。,1928年，英国微生物学家F.Griffith发表了著名的肺炎双球菌转化试验。,1944 年， 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。,
29、36、1953 美国人J. D. Watson 和英国人F. H. C. Crick提出DNA双螺旋模型。,生命科学的数字化时代开始,J. D. Watson 和F. H. C. Crick提出的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染色体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。 4
30、1、 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、196164 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.
31、 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、1981年，美国首次发现艾滋病，1983年，法国巴斯德研究所的Luc Montagbier 发现AIDS病毒。艾滋病的全称为Acquired ImmunoDeficiency Syndrome ，由人类免疫缺陷病毒HIV引起。20年来全球共有约5800万人受到艾滋病病毒感染，2200万人死于艾滋病。我国于19
32、85年发现该病病患。,HIV的特点： 攻击T淋巴细胞；整合宿主细胞终身难以消除；多变性，基因变异是艾滋病病毒致病能力增强之原因；广泛存在于感染者的血液、精液、阴道分泌物以及唾液、尿液、脑脊液及有神经症状者的脑组织中；较乙肝病毒对外界的抵抗力低，5630分钟就可以使其灭活；感染者潜伏期长、病死率高；基因组比已知的任何逆转录酶病毒基因都复杂。,HIV浸染淋巴细胞,49、 1982 美国人S. B. Prusiner发现蛋白质因子Prion（朊病毒），更新了医学感染的概念，于1997年获诺贝尔生理医学奖。 50、1983 美国人K. B. Mullis发明PCR仪，1987年发表了 “Specifi
33、c synthesis of DNA in vitro via a polymerase-catalyzed chain reaction”，于1993年获诺贝尔化学奖。,羊体内发现的羊瘙痒病蛋白质感染因子（prion）。,1988年美国Cetus 公司获PCR技术专利，1990年其诊断试剂盒和仪器的销售额达2600 万美元。,51、1984 德国人G. J. F. Kohler、阿根廷人C. Milstein出生于阿根廷，具有英国和阿根廷国籍，在美国获奖。 和丹麦科学家N. K. Jerne由于发展了单克隆抗体技术（1975年完成并报道），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
34、。,52、 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。 53、 1997 多利克隆羊在卢斯林研究所诞生，成为世纪末的重大新闻。,多利和邦妮（图片来自http:/www.ri.bbsrc.ac.uk）,1996年7月5日，世界上第一只克隆羊 “多利”在英国苏格兰卢斯林研究所的试验基地诞生。成为世纪末的重大新闻。,53、1998 美国人T. Wakayama和R. Yanagimachi成功地用冻干精子繁殖出小鼠。 54、 2000 世
35、界首例克隆猪在苏格兰诞生，是由Alan Coleman领导的研究小组克隆的。,EMBRYO COLONING,55、1990 年， 美国国会正式批准的“人类基因组计划”（Human Genome Project）,计划在15年内投入30亿美元以上的资金进行人类基因组分析。 我国于1993年加入该计划，承担其中1%的任务，即人类3号染色体短臂上约30Mb的测序任务。 2000年6月28日人类基因组工作草图完成。,56、1990年，美国国立卫生研究院，给一名患有先天性重度联合免疫缺陷病的4岁女孩实施了首例基因治疗。这种疾病因腺苷脱氨酶（ADA）基因变异引起。 1991年12月，复旦大学遗传所薛京伦
36、主持对一例血友病患者进行了基因治疗试验，并获得成功。,The Promise of Stem Cell Research,57 、2001年，美国人Leland Hartwell、英国人Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控机理的研究而获诺贝尔生理医学奖。,Leland H. Hartwell R. Timothy (Tim) Hunt Sir Paul M. Nurse,58、2002年，英国人悉尼布雷诺尔、美国人罗伯特霍维茨和英国人约翰苏尔斯顿，因在器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝尔生理学或医学奖。,Sydney Brenner H. Robert
37、 Horvitz John E. Sulston,59、2003年，美国科学家彼得阿格雷和罗德里克麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。,Peter Agre Roderick MacKinnon,认识细胞生物学课程的重要性，正如原子是物理性质的最小单位，分子是化学性质的最小单位，细胞是生命的基本单位。若将来打算从事生物学相关的工作，学好细胞生物学能加深你对生命过程的理解,第二节 细胞生物学学习方法,明确细胞生物学的研究内容结构、功能、生活史。生物的结构与功能是相适应的，每一种结构都有特定的功能，每一种功能的实现都需要特定的物质基础。,从显微、超微和分子等不同层
38、次认识细胞的结构与功能。各层次结构均有特定功能，各层次间有机地联系在一起。,将所学过的知识关联起来，多问自己几个为什么。细胞生物学涉及分子生物学、生物化学、遗传学、生理学等几乎所有生物系学过的课程，将学过的知识与细胞生物学课程中讲到的内容关联起来，比较一下有什么不同，有什么相同，为什么？尽可能形成对细胞和生命的完整印象。特别强调：细胞生物学各章节之间的内容是相互关联的。,紧跟学科前沿。细胞生物学是当今发展最快的学科之一，知识的半衰期很短（不足5年），国内教科书由于编撰周期较长，一般滞后于学科实际水平5-10年左右，课本中的很多知识都已是陈旧知识。有很多办法可以使你紧跟学科前沿：一是选择国外的最
39、新教材；二是经常读一些最新的期刊资料。,学一点科技史，尤其是生物学史，看看科学家如何工作和发现，学习他们的毅力、锐敏的眼光和独特思维。牛顿说过：“我之所以比别人看得更远，是因为站在巨人的肩膀上。”,细胞生物学大多数内容是通过自学获得的，考试也以此为目标。所以单纯记住某些结论对获得高分是没有任何帮助的。学习中拥有自己的观点至关重要。,创新是在积累和继承的前提下进行的,第四节 对未来的展望,人类经历了漫长的采集与狩猎文明后，约在一万年前进入农业经济时代，18世纪60年代，英国率先进入工业经济，20世纪50年代美国最早走完工业经济的历程，进入信息时代。据专家估计这一经济形态的“寿命”为7580年，到
40、本世纪20年代将渐渐失去活力，届时人类迎接下一个经济时代，即生物经济时代的到来。,1、基因克隆和重组技术日趋成熟，在商业目的的驱使下，人类将大量的改造物种，开始了偏离自然进化规律的二次“创世纪” 。,2. 人类基因组计划完成，进入以基因功能为主要研究内容的后人类基因组计划。人类将解读自身大约3.5万个基因的含义，对危害人类健康的上万种遗传病，以及与遗传密切相关的癌症、心血管疾病、关节炎、糖尿病、高血压、精神病等，希望找到早期诊断和治疗的方法。基因工程药物将得到广泛的应用，并使药物价格大幅下跌。,3、克隆技术和干细胞定向分化技术取得突破，人工创建的组织，器官将用于医学治疗的目的。,4. 煤（35
41、0年）与石油天然气（30-50年）资源的枯竭指日可待，对光合作用机理的研究，使人工光解水成为可能。,5. 基因武器可能成为又一种足以令人类毁灭的武器。,6、生物芯片技术广泛应用于科研、医疗、农业、食品、环境保护、司法鉴定等领域。计算机和网络系统为生物经济的遗传信息管理和交流提供了方便。,Gene Chip,蛋白质组学、蛋白质信号通路及蛋白质信号的网络调控，基于细胞基础上的系统生物学方法、生物信息学方法以及计算机和计算机网络对细胞信息的综合分析；单分子单细胞检测与分析技术的发展，将给细胞生物学的研究带来新的革命,细胞生物学参考教材,外文译著,分子细胞生物学 第三版 译自Cell and Molecular Biology author: Gerald Karp 译者：王喜中 丁明孝 张传茂 杨玉华,THANKS,2010年春季,