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1 细胞概述 1

1.1 细胞的发现及细胞学说的创立 1

1.1.1 细胞的发现 1

1.1.2 细胞学说的创立 2

1.1.3 细胞学理论对细胞学发展的推动作用 2

1.1.4 细胞生物学发展简史 3

1.2 细胞的共性 4

1.2.1 细胞结构的共性 4

1.2.3 细胞的形态 5

1.2.2 细胞功能的共性 5

1.2.4 细胞的大小及体积的恒定………………………………………………………（6 ） 6

1.2.5 细胞及细胞器的计量单位 7

1.3 细胞的分子基础 8

1.3.1 细胞中的水 8

1.3.2 无机盐 9

1.3.3 有机小分子 9

1.3.4 生物分子及其功能 12

1.3.5 细胞结构体系的组装 14

1.4 细胞的类型和结构体系 15

1.4.1 原核细胞 15

1.4.2 真核细胞的两种主要类型：动物细胞和植物细胞 17

1.4.3 真核细胞的结构体系 19

1.4.4 真核细胞与原核细胞的比较 19

1.5 病毒——非细胞的生命体 20

1.5.1 病毒是比细胞更小的生命体 20

1.5.2 病毒只能在细胞中增殖 21

1.5.3 冠状病毒与SARS 21

1.6 细胞生命的进化 23

1.6.1 细胞生命的起源 23

1.6.2 真核细胞的起源 24

1.6.3 从单细胞向多细胞进化 25

1.7 我国细胞生物学的发展战略 26

1.7.1 细胞生物学的主要研究内容和发展方向 26

1.7.2 我国细胞生物学发展战略 27

提要 28

2 细胞生物学研究方法 29

2.1 显微成像技术 29

2.1.1 光学和电子显微镜成像原理 30

2.1.2 常用的光学显微镜 34

2.1.3 光学显微镜的样品制备 37

2.1.4 电子显微镜 39

2.1.5 电子显微镜的样品制备 42

2.1.6 间接成像技术 44

2.2 细胞化学技术 47

2.2.1 酶细胞化学技术 47

2.2.2 免疫细胞化学技术 48

2.2.3 其他细胞化学技术 48

2.3 细胞分选技术……………………………………………………………………（49 ） 49

2.3.1 流式细胞仪的基本结构………………………………………………………（49 ）2.3.2 细胞分选 49

2.3.3 染色体分选 50

2.4.1 细胞培养 51

2.4 细胞工程技术 51

2.4.2 细胞融合与单克隆抗体技术 54

2.4.3 动物细胞核移植克隆技术 56

2.5 分离技术 57

2.5.1 离心分离技术 57

2.5.2 层析分离技术 59

2.6 分子生物学方法 61

2.6.1 基因工程技术 61

2.6.2 基因作图与人类基因组计划 62

2.6.3 PCR技术 63

2.6.4 选择性基因剔除与转基因鼠 64

2.6.5 乳腺生物反应器技术 67

提要 69

3 细胞质膜与跨膜运输 70

3.1 概述 70

3.1.1 细胞的膜结构 70

3.1.2 细胞膜的功能 70

3.2 红细胞膜结构 72

3.2.1 红细胞的生物学 72

3.2.2 红细胞膜结构的研究 73

3.2.3 红细胞质膜 75

3.3 膜的化学组成 77

3.3.1 膜脂 78

3.3.2 膜糖 82

3.3.3 膜蛋白 85

3.4 膜的分子结构及特点 89

3.4.1 结构模型 89

3.4.2 膜不对称性 93

3.4.3 膜的流动性 96

3.5 物质的跨膜运输 102

3.5.1 质膜物质运输概述 102

3.5.2 被动运输 106

3.5.3 主动运输 113

3.5.4 主动与被动运输、动物与植物主动运输的比较 122

提要 123

4 细胞环境与互作 124

4.1 细胞表面 124

4.1.1 细胞被 124

4.1.2 植物的细胞外结构：细胞壁 126

4.1.3 细菌的细胞细胞壁 130

4.2 细胞外基质 132

4.2.1 细胞外基质的基本组成和功能 132

4.2.2 蛋白聚糖与透明质酸 134

4.2.3 胶原和弹性蛋白 136

4.2.4 细胞外基质中的黏着蛋白 142

4.2.5 细胞外基质与细胞的相互关系 144

4.3 细胞识别与黏着 148

4.3.1 细胞识别及识别反应 149

4.3.2 细胞黏着的机制 152

4.4 细胞连接 156

4.4.1 细胞连接的概念和类型 156

4.4.2 紧密连接 157

4.4.3 斑块连接 158

4.4.4 通讯连接 163

提要 166

5.1 细胞通讯的基本特点 167

5 细胞通讯 167

5.1.1 细胞通讯的方式 168

5.1.2 信号分子及信号传导 169

5.1.3 受体与信号的接收 172

5.1.4 受体与配体相互作用及研究方法 179

5.1.5 信号转导与第二信使 182

5.2 G蛋白偶联受体及信号转导 186

5.2.1 G蛋白的结构与功能 186

5.2.2 PKA系统的信号转导机制 188

5.2.3 PKC系统的信号转导机制 197

5.3.1 鸟苷酸环化酶受体与第二信使cGMP 208

5.3 酶联受体信号转导 208

5.3.2 受体酪氨酸激酶／Ras途径 210

5.4 其他信号转导途径 218

5.4.1 NO的细胞信使作用 219

5.4.2 整联蛋白介导的信号转导 220

5.5 信号的整合与终止 222

5.5.1 信号的趋同、趋异与窜扰 222

5.5.2 信号终止 225

提要 227

6.1.1 核糖体的类型和化学组成 229

6 核糖体与核酶 229

6.1 核糖体的形态结构 229

6.1.2 核糖体蛋白质与rRNA 231

6.1.3 细菌核糖体的结构模型 232

6.2 核糖体的生物发生………………………………………………………………（233） 233

6.2.1 核糖体rRNA基因的转录与加工………………………………………………（233） 234

6.2.2 核糖体的装配 237

6.3 核糖体的功能——蛋白质的合成 239

6.3.1 核糖体的功能位点 239

6.3.2 蛋白质合成的基本过程 240

6.3.3 多聚核糖体 245

6.3.4 蛋白质合成抑制剂 246

6.3.5 细胞中蛋白质的寿命与降解 248

6.4 反义RNA与核酶 250

6.4.1 小分子RNA与反义RNA 250

6.4.2 核酶 253

6.4.3 内含子的切除：核酶的作用机制 255

6.4.4 RNA编辑 258

提要 260

7 线粒体与过氧化物酶体 261

7.1 线粒体的形态结构 261

7.1.2 线粒体的形态与分布 262

7.1.1 线粒体的发现与功能研究 262

7.2.1 线粒体的结构 264

7.2.2 线粒体膜的通透性 264

7.2 线粒体的结构与化学组成 264

7.2.3 线粒体各部分的化学组成和特性 265

7.2.4 线粒体内膜的主动运输系统 267

7.3 导向信号与线粒体蛋白定位 269

7.3.1 蛋白质寻靶与分选 269

7.3.2 线粒体蛋白转运 271

7.3.3 线粒体蛋白转运的实验研究 274

7.4.1 真核细胞中的氧化作用 276

7.4 线粒体的功能——氧化磷酸化作用 276

7.4.2 呼吸链与电子传递 281

7.4.3 氧化磷酸化：ATP形成机制 288

7.5 线粒体的遗传、增殖和起源 294

7.5.1 线粒体遗传 294

7.5.2 线粒体的增殖与起源 297

7.6 过氧化物酶体 299

7.6.1 过氧化物酶体的发现及所含酶类 300

7.6.2 过氧化物酶体的功能 301

7.6.3 过氧化物酶体的生物发生 302

提要 303

8 叶绿体与光合作用 304

8.1 叶绿体的来源与分布 304

8.1.1 叶绿体与质体 304

8.1.2 叶绿体的形态大小、数量和分布 306

8.2 叶绿体的结构与化学组成 306

8.2.1 叶绿体被膜的结构及特性 307

8.2.2 类囊体 309

8.2.3 叶绿体蛋白的定位 311

8.2.4 叶绿体组分的分离 312

8.3.1 光合作用概述 314

8.3 光合作用的光反应 314

8.3.2 光吸收 315

8.3.3 电子传递 319

8.3.4 光合磷酸化 325

8.4 光合作用的暗反应 328

8.4.1 C3途径：卡尔文循环 328

8.4.2 光呼吸和C4植物 330

8.5 叶绿体遗传 333

8.5.1 叶绿体遗传 333

8.5.3 叶绿体与线粒体结构与功能的比较 335

8.5.2 叶绿体的发生和起源 335

提要 337

9 内膜系统与蛋白质分选和膜运输 339

9.1 细胞质膜系统及其研究方法 339

9.1.1 膜结合细胞器与内膜系统 339

9.1.2 内膜系统与蛋白质分选 343

9.1.3 内膜系统的研究方法 347

9.2 内质网 348

9.2.1 形态结构和化学组成 349

9.2.2 光面内质网的功能 351

9.2.3 糙面内质网的功能——蛋白质转运 355

9.3 高尔基体 365

9.3.1 高尔基体的形态结构和极性 366

9.3.2 高尔基体的功能 368

9.4 溶酶体 373

9.4.1 溶酶体的形态结构 373

9.4.2 溶酶体的发现与溶酶体的酶类 374

9.4.3 溶酶体的类型 377

9.4.4 溶酶体的功能 377

9.4.5 溶酶体的生物发生 380

9.5.1 细胞分泌 387

9.5 细胞的分泌与内吞作用 387

9.5.2 吞噬作用与内吞作用 391

9.6 小泡运输的分子机制 397

9.6.1 运输小泡的类型和分选信号 398

9.6.2 披网格蛋白小泡形成的机制 400

9.6.3 COP被膜小泡形成的机制 402

9.6.4 小泡的定向运输、停靠和融合机制 404

9.6.5 膜的生物发生 407

提要 409

10.1 细胞骨架的组成和功能 411

10 细胞骨架与细胞运动 411

10.1.1 细胞骨架的组成和分布 412

10.1.2 细胞骨架的功能 412

10.1.3 细胞骨架的研究方法 413

10.2 微管 415

10.2.1 微管的结构和类型 415

10.2.2 微管装配的动力学 416

10.2.3 微管结合蛋白 423

10.2.4 分子发动机 425

10.2.5 微管的功能 427

10.3.1 微丝的形态和组成 432

10.3 微丝 432

10.3.2 微丝装配的动力学 434

10.3.3 微丝结合蛋白 437

10.3.4 肌细胞：特化的肌收缩功能 443

10.3.5 肌动蛋白和肌球蛋白在非肌细胞中的作用 449

10.4 中间纤维 454

10.4.1 中间纤维的结构与类型 454

10.4.2 中间纤维的组装及去组装 456

10.4.3 中间纤维的功能 457

10.4.4 三种细胞骨架的比较 459

提要 460

11 细胞核与染色体 461

11.1 核被膜 462

11.1.1 核被膜的结构 462

11.1.2 核孔复合物 463

11.1.3 核被膜的功能 463

11.2 核孔复合体的运输作用 464

11.2.1 核孔运输的一般特点 464

11.2.2 核孔运输的信号引导 465

11.2.3 核蛋白、核定位信号、输入蛋白、输出蛋白 466

11.2.4 核运输系统 467

11.3.1 分子伴侣的发现及种类 471

11.3 分子伴侣 471

11.3.2 分子伴侣的功能和作用机制 474

11.4 染色质 477

11.4.1 染色质DNA 477

11.4.2 组蛋白 481

11.4.3 非组蛋白 483

11.4.4 异染色质和常染色质 486

11.4.5 染色质的基本结构——核小体 488

11.5 染色体 492

11.5.1 染色体的包装 492

11.5.2 中期染色体结构 495

11.5.3 核型与染色体分带 497

11.5.4 巨型染色体 499

11.6 核仁 501

11.6.1 核仁的结构与核仁周期 501

11.6.2 核仁的功能 502

11.7 核基质 503

11.7.1 核基质的化学组成 503

11.7.2 核基质的功能 504

提要 507

12.1.1 细胞周期时相及类型 508

12.1 细胞周期 508

12 细胞周期与细胞分裂 508

12.1.2 细胞周期各时相的合成活动 510

12.1.3 细胞周期中细胞形态结构的变化 511

12.1.4 细胞周期的研究方法 512

12.2 细胞周期调控 513

12.2.1 细胞周期调控概述 513

12.2.2 蛋白激酶在细胞周期调控中的作用 514

12.2.3 裂殖酵母的细胞周期调控 521

12.2.4 芽殖酵母的细胞周期调控 523

12.2.5 哺乳动物细胞周期的控制 525

12.2.6 细胞周期的关卡 527

12.2.7 MPF的作用机制 529

12.3 有丝分裂 531

12.3.1 有丝分裂过程 531

12.3.2 有丝分裂的机制 534

12.4 减数分裂 538

12.4.1 减数分裂的一般特点 539

12.4.2 减数分裂的主要类型 539

12.4.3 第一次减数分裂 540

12.4.4 第二次减数分裂 543

12.4.5 减数分裂过程中的遗传重组及其机制 544

12.4.6 减数分裂的生物学意义 547

提要 549

13 胚胎发育与细胞分化 550

13.1 配子发生与受精作用 551

13.1.1 配子发生 551

13.1.2 受精作用 555

13.2 胚胎形成与分化 559

13.2.1 胚胎形成 559

13.2.2 细胞分化、细胞决定与形态发生 561

13.2.4 细胞分化中的核质关系 565

13.2.3 影响分化和形态发生的其他因素 565

13.2.5 转决定、脱分化与再生 566

13.3 细胞分化的分子基础 568

13.3.1 分化细胞的基因表达 568

13.3.2 真核生物基因表达的调控 569

13.3.3 果蝇发育的调控 578

13.4 干细胞 585

13.4.1 干细胞分类和特点 585

13.4.2 胚胎干细胞 586

13.4.3 成体干细胞 588

提要 589

14 细胞衰老、死亡与癌变 591

14.1 细胞衰老 591

14.1.1 衰老的概念 591

14.1.2 细胞的寿限 592

14.1.3 细胞衰老的特征 594

14.1.4 细胞衰老的理论 595

14.2 细胞死亡 600

14.2.1 多细胞有机体中细胞数量和质量的控制 600

14.2.2 程序性细胞死亡及其特性 602

14.2.3 程序性细胞死亡的机理 605

14.2.4 程序性细胞死亡的生物学意义 610

14.3 癌细胞 611

14.3.1 癌生物学 611

14.3.2 癌的起因：物理和化学致癌物 614

14.3.3 肿瘤发生遗传学 616

提要 625

参考文献 627

缩写表 631

中文索引 637

英文索引 647

后记 662