細(xì)胞生物學(xué)緒論1.2課后習(xí)題解析
一、根據(jù)細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與你所掌握的生命科學(xué)知識(shí),恰當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)細(xì)胞生物學(xué)在生命科學(xué)中所處的地位以及它與其他生物學(xué)科的關(guān)系。 答:(1)細(xì)胞生物學(xué)在生命科學(xué)中所處的地位 ①細(xì)胞生物學(xué)是研究和揭示細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué),它從顯微、亞顯微及分子水平上研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能,細(xì)胞增殖、分化、代謝、運(yùn)動(dòng)、衰老、死亡,細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控,以及細(xì)胞起源與進(jìn)化等重大生命過程。細(xì)胞工程及其相關(guān)的組織工程和再生醫(yī)學(xué)是 21 世紀(jì)生物工程發(fā)展的重要組成部分。 ②細(xì)胞是生命體結(jié)構(gòu)與功能的基本單位,有了細(xì)胞才有完整的生命活動(dòng),所以細(xì)胞是生命活動(dòng)的樞紐層次, 細(xì)胞生物學(xué)成為生命科學(xué)的樞紐學(xué)科和前沿學(xué)科。 ③生物的生殖發(fā)育、遺傳、神經(jīng)活動(dòng)等重大生命現(xiàn)象的研究都要以細(xì)胞為基礎(chǔ),一切疾病的發(fā)病機(jī)制也是以細(xì)胞病變?yōu)榛A(chǔ),以基因工程和蛋白質(zhì)工程為核心的現(xiàn)代生物技術(shù)是以細(xì)胞操作為基礎(chǔ)而進(jìn)行的,因此細(xì)胞生物學(xué)在解決人類面臨的重大問題、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。 ④許多細(xì)胞生命活動(dòng)過程機(jī)制還遠(yuǎn)未清楚,因此細(xì)胞生物學(xué)的研究勢(shì)必影響 21 世紀(jì)生命科學(xué)的整體發(fā)展。 (2)細(xì)胞生物學(xué)與其他生物學(xué)科的關(guān)系 ①細(xì)胞生物學(xué)的學(xué)科范疇,是應(yīng)用現(xiàn)代物理學(xué)與化學(xué)的技術(shù)成就和分子生物學(xué)的概念與方法,研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能和細(xì)胞生命活動(dòng)的學(xué)科,側(cè)重從細(xì)胞作為生命活動(dòng)的基本單位的思維為出發(fā)點(diǎn),探索并揭示生命活動(dòng)規(guī)律。 ②細(xì)胞生物學(xué)是一門迅速發(fā)展的前沿學(xué)科,其研究?jī)?nèi)容與范疇往往與生命科學(xué)的其他學(xué)科特別是分子生物學(xué)交錯(cuò)在一起,目前很難為細(xì)胞生物學(xué)劃出一個(gè)明確的范圍。 ③細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)并列為生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科,細(xì)胞生物學(xué)與其他學(xué)科之間的交叉滲透日益明顯。 二、如何認(rèn)識(shí)細(xì)胞學(xué)說在細(xì)胞學(xué)乃至生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史中的重要意義? 答:細(xì)胞學(xué)說在細(xì)胞學(xué)乃至生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史中的重要意義如下: (1)細(xì)胞學(xué)說對(duì)細(xì)胞及其功能有了一個(gè)較為明確的定義。細(xì)胞學(xué)說的建立掀起了對(duì)多種細(xì)胞進(jìn)行廣泛的觀察與描述的高潮,各種細(xì)胞器和細(xì)胞分裂活動(dòng)相繼被發(fā)現(xiàn),構(gòu)成了細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期。 (2)細(xì)胞學(xué)說提出了生物同一性的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ),因而大大推進(jìn)了人類對(duì)整個(gè)自然界的認(rèn)識(shí),有力地促進(jìn)了自然科學(xué)和哲學(xué)的進(jìn)步。 (3)細(xì)胞學(xué)說提出后的十幾年中,迅速推廣到許多領(lǐng)域的研究,對(duì)當(dāng)時(shí)生物學(xué)的發(fā)展起了巨大的促進(jìn)和指 導(dǎo)作用。 (4)細(xì)胞學(xué)說的提出對(duì)生物科學(xué)的發(fā)展具有重大的意義。細(xì)胞學(xué)說、進(jìn)化論和孟德爾的遺傳學(xué)被稱為現(xiàn)代生物學(xué)的三大基石,而細(xì)胞學(xué)說又是后兩者的基石,對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的了解是生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)分支進(jìn)一步發(fā)展不可缺少的前提。 三、試簡(jiǎn)明扼要地分析細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科形成的客觀條件以及它今后發(fā)展的主要趨勢(shì)。 答:(1)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科形成的客觀條件 ①早期細(xì)胞顯微超微結(jié)構(gòu)研究所積累的資料為細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科早期的形成奠定了良好的基礎(chǔ); ②細(xì)胞學(xué)說的概念促使細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展為獨(dú)立系統(tǒng)的學(xué)科; ③透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡與隧道電子顯微鏡等技術(shù)方法上的突破發(fā)明在技術(shù)上為細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的研究提供了可能; ④生物化學(xué)、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)等學(xué)科的發(fā)展與細(xì)胞學(xué)相互交融滲透,加深了人們對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的認(rèn)識(shí),促使細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科在 20 世紀(jì) 70 年代得以形成并確立,并持續(xù)走在生命科學(xué)研究的最前沿。 (2)細(xì)胞生物學(xué)今后發(fā)展的主要趨勢(shì) ①目前細(xì)胞生物學(xué)研究發(fā)展的總特點(diǎn)是從靜態(tài)的分析到活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)綜合,很大程度上也反映了生命科學(xué)的研究趨勢(shì)。 ②這門學(xué)科經(jīng)歷了從細(xì)胞水平到分子水平的深入過程后,逐漸回歸到細(xì)胞整體水平上去認(rèn)識(shí)生命過程,在宏觀和微觀兩個(gè)方向同時(shí)推進(jìn): a.宏觀上反映為以細(xì)胞信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為重點(diǎn)的細(xì)胞重大生命活動(dòng)研究; b.微觀上反映為納米尺度上細(xì)胞生命活動(dòng)本質(zhì)的揭示。 ③多領(lǐng)域、多學(xué)科的交叉研究成為細(xì)胞生物學(xué)研究的重要特征,計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的介入將為細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展注入新的活力。 四、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的熱點(diǎn)課題中你最感興趣的是哪些?為什么? 答:(1)當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的熱點(diǎn)課題主要有: ①染色體 DNA 與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系——主要是非組蛋白對(duì)基因組的作用。 ②細(xì)胞增殖、分化、凋亡(程序性死亡)的相互關(guān)系及其調(diào)控。 ③細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究。 ④細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝等。 (2)我最感興趣的是細(xì)胞增殖、分化、凋亡(程序性死亡)的相互關(guān)系及其調(diào)控這一課題。因?yàn)榧?xì)胞增殖、分化、凋亡與衰老是細(xì)胞最重要的生命活動(dòng)現(xiàn)象,一切動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育都是通過細(xì)胞增殖、分化與凋亡實(shí)現(xiàn)的, 細(xì)胞癌變往往是由于細(xì)胞增殖、分化或凋亡失控所致。對(duì)細(xì)胞凋亡機(jī)理的深入了解將有可能得到有關(guān)細(xì)胞起源、進(jìn)化以及發(fā)育生物學(xué)的新的認(rèn)識(shí),并可能會(huì)對(duì)一些疾病包括癌癥提供新的治療方法和途徑。