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第一章 细胞生物学研究方法 1

第一节 显微镜技术 1

一、普通荧光显微镜技术 1

二、激光扫描共聚焦显微镜技术 2

三、活细胞工作站 4

四、体视荧光显微镜 5

第二节 细胞的分离及体外培养 6

一、从组织中分离细胞 7

二、利用流式细胞术分选细胞 7

三、动物细胞体外培养技术 7

第三节 细胞组分的分离与细胞标记技术 8

一、细胞组分的分离 8

二、细胞标记技术 9

第四节 真核基因表达调控研究技术 10

一、凝胶阻滞技术 10

二、DNase Ⅰ足纹法 11

三、Southwestern印迹杂交 11

四、DNA-蛋白质亲和层析法 11

五、染色质免疫共沉淀 11

六、Microarray技术与基因表达谱研究 12

七、实时定量PCR技术 12

八、基因表达阻断方法 13

第五节 蛋白质分析技术 14

一、蛋白质间相互作用的研究技术 14

二、蛋白质组学的研究技术 16

第二章 质膜成分、结构与功能 19

第一节 质膜脂质 19

一、质膜的脂质成分 19

二、膜脂的多型性 21

三、膜脂双层的物理性质 22

四、人工膜 23

五、质膜脂双层的不对称分布及生理意义 23

六、膜脂的合成与分解 26

七、生物活性脂 27

第二节 膜蛋白 31

一、膜蛋白种类 31

二、膜内在蛋白的三维结构研究 31

三、膜蛋白研究现状 32

第三节 生物膜的结构模式 32

一、脂筏概念的提出 32

二、脂筏的分离与提取 33

三、关于脂筏的假说 33

四、胞膜窖及窖蛋白 35

第四节 脂筏／胞膜窖的主要功能 36

一、脂筏／胞膜窖的信号转导调节功能 37

二、脂筏／胞膜窖与细胞凋亡 38

三、脂筏／胞膜窖与细胞的极性及定向迁移 39

四、脂筏／胞膜窖与疾病 39

第五节 生物膜蛋白质分子之间及蛋白质与膜脂的相互作用 39

一、外周蛋白与膜脂的相互作用 40

二、脂筏／胞膜窖部位蛋白与膜脂的相互作用 40

三、蛋白质结构微区 41

四、内在蛋白与脂双层的相互作用 42

第三章 物质的跨膜运输 44

第一节 膜转运蛋白与物质跨膜运输方式 44

一、膜转运蛋白 44

二、物质跨膜运输方式 45

第二节 载体蛋白介导的运输方式 45

一、载体蛋白介导的被动运输 45

二、载体蛋白介导的主动运输 46

三、载体蛋白介导的协同运输 50

第三节 通道蛋白介导的运输方式 51

一、离子通道 51

二、水通道蛋白 51

第四节 胞吞作用 52

一、吞噬作用 54

二、网格蛋白介导的胞吞作用 54

三、非网格蛋白依赖的胞吞作用 56

四、胞吞对生命活动的调控作用 58

第四章 真核细胞内膜系统 62

第一节 内膜系统结构及其功能 62

一、内质网的形态特性、功能与生物发生 62

二、高尔基体的形态结构与功能 67

三、溶酶体的形态结构与功能 74

第二节 内膜系统与物质运输 77

一、从内质网到高尔基体 78

二、从高尔基体到内质网的反向运输过程 81

三、从高尔基体到细胞膜和膜外运输 82

四、蛋白质运输与疾病 86

第五章 线粒体的结构与功能 91

第一节 线粒体的结构与组成 91

一、线粒体形态与分布 91

二、线粒体的超微结构与组成 91

第二节 线粒体的功能和氧化磷酸化 93

一、氧化磷酸化的分子结构基础 94

二、氧化磷酸化的分子机制 98

三、氧化磷酸化的其他相关问题 102

第三节 线粒体遗传 102

一、线粒体DNA的结构与复制 103

二、线粒体DNA的表达 103

三、线粒体基因组与核基因组的相互作用 104

第四节 线粒体蛋白质的定向转运 105

一、线粒体蛋白质转运概述 105

二、线粒体蛋白质的跨膜转运 105

第五节 线粒体与细胞凋亡和疾病 108

一、线粒体与细胞凋亡 108

二、线粒体与疾病 108

三、线粒体分裂和融合动态变化的分子机制及与疾病和细胞凋亡的关系 110

第六章 叶绿体与光合作用 112

第一节 叶绿体的结构及其化学组成 112

一、叶绿体的显微结构与亚显微结构 112

二、叶绿体类囊体膜的超微结构 113

三、类囊体膜的化学组成 113

四、叶绿体的生物发生 116

第二节 类囊体膜蛋白超分子复合体的结构与功能 116

一、光系统Ⅱ的结构与功能 117

二、光系统Ⅰ的结构与功能 122

三、细胞色素b6f蛋白复合体的结构与功能 124

第三节 光合电子传递与同化力的形成 125

一、光合电子传递及其特征 125

二、光合磷酸化及其与电子传递的偶联机制 126

第四节 光合作用的碳代谢 128

一、光合碳同化的途径及其调控 128

二、光呼吸及其生理意义 131

第五节 叶绿体的遗传系统及其基因转化的研究 133

一、叶绿体基因组的结构与进化 133

二、叶绿体基因转化的研究 136

第六节 光合作用对环境因子的响应与适应 136

第七章 细胞骨架 139

第一节 微丝 139

一、肌动蛋白及其基本特征 140

二、微丝结构特征 141

三、肌动蛋白聚合的动力学 141

四、肌动蛋白结合蛋白 142

五、微丝在细胞中的存在形式 146

六、微丝特异性药物 146

七、微丝的功能 147

第二节 微管 151

一、微管蛋白及其基本特征 151

二、微管的基本结构 152

三、微管的装配动态 152

四、微管组织中心 154

五、微管结合蛋白 155

六、微管特异性药物 160

七、微管的功能 160

第三节 中间丝 164

一、中间丝蛋白的类型和结构 164

二、中间丝的装配 166

三、中间丝结合蛋白 167

四、中间丝的功能 167

第四节 细胞骨架结合蛋白活性的调节 168

第五节 原核细胞中细胞骨架研究现状 168

第八章 细胞核及染色体 172

第一节 细胞核 173

一、细胞核的内外膜 173

二、核孔复合体 174

三、核纤层 177

四、细胞核的骨架系统 179

第二节 染色体 183

一、DNA、染色体和基因组结构 183

二、DNA在细胞核中的有序包装和染色体 187

三、染色体的结构与功能分化 192

四、染色体组型 197

五、染色体的关键DNA序列和人工遗传控制 197

第三节 核仁 199

一、核仁存在的普遍性及其意义 200

二、核仁的结构及其层次分化 200

三、核仁的周期变化 201

四、核仁的主要功能 202

第四节 真核生物的基因表达调控 204

一、基因表达调控的水平和真核基因表达调控特点 204

二、真核生物基因的转录及其产物加工 206

三、基因表达调控的顺式作用元件 206

四、基因表达调控的反式作用因子 208

五、染色体结构与基因表达调控 209

第九章 细胞信号转导 213

第一节 G蛋白偶联受体的结构与基本功能 213

一、G蛋白偶联受体的基本结构特征 213

二、G蛋白偶联受体的配体结合结构域 216

三、受体的G蛋白偶联结构域 218

四、受体组成型活性与信号转导 219

第二节 G蛋白的基本结构与功能 221

一、异源三聚体G蛋白的基本特征 222

二、异源三聚体G蛋白亚基的结构与功能的相关性 227

三、异源三聚体G蛋白信号转导的特异性 228

四、Ras蛋白的基本特征 230

第三节 钙离子与钙调素在信号转导中的作用 233

一、Ca2+的细胞内信使功能 233

二、经由IP3受体通道的Ca2+释放 235

三、钙调蛋白的基本特性 236

四、钙调蛋白对胞内酶活性的调控及其效应 238

第四节 蛋白激酶与蛋白磷酸酶的信号转导功能 240

一、蛋白激酶的活性调节与信号转导 240

二、蛋白激酶对靶蛋白的活性调节 243

三、磷酸化对蛋白质之间相互作用的调节 245

四、蛋白磷酸酶的活性调节与信号转导 246

五、蛋白磷酸酶的亚细胞定位与功能相关性 247

第五节 类固醇激素受体介导的信号转导 249

一、类固醇激素受体的基本特征 249

二、类固醇激素受体的异构体和亚型 251

三、配体与类固醇激素受体的作用 252

四、辅助因子与类固醇激素受体的作用 252

第十章 细胞增殖及其调控 255

第一节 细胞周期概述与细胞同步化 255

一、细胞周期概述 255

二、细胞同步化及其在细胞周期研究中的作用 256

第二节 G0期细胞的特点及其调节的分子机制 256

第三节 细胞周期不同时相特点及其主要事件 257

一、G1期 257

二、S期 257

三、G2期 258

四、M期 258

第四节 细胞周期时相进程和运转调节的分子机制 258

一、Cdk和周期蛋白 258

二、cyclin-Cdk复合物的活性调节 262

三、G0→G1→S期进程与运转的调节 266

四、G2→M期转换的调节 270

五、M期进程及其调节的分子机制 271

第五节 细胞周期检控点及其与细胞周期调控 281

一、概述 281

二、DNA损伤激活细胞周期检控点的信号调节通路及分子基础 282

三、纺锤体装配检控点 285

四、细胞周期检控点调节在肿瘤发生中的作用 287

第六节 生长因子、癌基因和抑癌基因调节网络与细胞增殖调控 287

第十一章 细胞衰老 290

第一节 细胞衰老的分类、特征及意义 290

一、细胞衰老的分类 290

二、细胞衰老的特征 291

三、细胞衰老的进化意义——肿瘤抑制与整体衰老 294

第二节 细胞衰老的分子机制 296

一、端粒与端粒酶在细胞衰老中的作用 296

二、损伤-应答与细胞衰老 298

三、代谢相关的分子信号通路与细胞衰老 300

第三节 衰老研究方法及抗衰老药物 303

一、衰老主要研究方法及抗衰老药物新靶点 303

二、抗衰老药物的研究 304

第十二章 细胞死亡 307

第一节 细胞凋亡 308

一、细胞凋亡的形态特征 308

二、细胞凋亡的分子机制 308

三、凋亡细胞的清除 313

四、凋亡细胞的检测 315

五、细胞凋亡的生理和病理意义 317

第二节 细胞自噬与死亡 318

一、自噬的类型和特征 318

二、细胞自噬的分子机制 319

三、细胞自噬的检测方法 321

四、细胞自噬与凋亡 322

五、自噬在病理和生理过程中的作用 324

第三节 坏死与坏死程序 325

一、细胞坏死与凋亡 325

二、细胞坏死的分子机制 326

三、细胞坏死的生理和病理意义 328

第十三章 细胞社会性 332

第一节 细胞表面、细胞识别与细胞黏附 332

一、细胞表面 332

二、细胞识别与细胞黏附 335

第二节 细胞连接与细胞间通讯 342

一、闭锁连接 342

二、锚定连接 344

三、通道连接 345

四、信号中继连接 347

五、外排体介导的细胞间通讯 347

第三节 细胞的极性与上皮-间质变迁 348

一、细胞的极性 348

二、上皮-间质变迁与间质-上皮变迁 349

第四节 细胞外基质及其与细胞间的相互作用 350

一、概念与概述 350

二、细胞外基质的分子组成 351

三、基（底）膜 357

四、细胞外基质与细胞之间的相互作用 359

五、细胞外基质介导的信号转导 362

第十四章 细胞分化与干细胞 370

第一节 干细胞的分类及概念 370

一、全能干细胞 370

二、多功能干细胞 370

三、成体干细胞 371

第二节 表皮干细胞 372

一、表皮的结构与功能 372

二、表皮的更新 375

三、表皮干细胞与过渡增殖细胞 375

四、乳腺的发育与退化周期 379

第三节 感觉上皮细胞 380

一、嗅神经元 380

二、听毛细胞 380

三、光受体细胞 381

第四节 呼吸及消化道 381

一、肺泡上皮 382

二、呼吸道上皮 382

三、小肠上皮的自我更新及其信号调控 382

四、肝细胞与肝功能 385

五、胰腺中的胰岛素分泌细胞 386

第五节 血管、淋巴管及内皮细胞 386

一、内皮细胞衬于所有血管及淋巴管内面 387

二、内皮尖端细胞引领血管生成 387

第六节 多能干细胞的更新：血细胞形成 389

一、血细胞简介 389

二、血细胞的产生 390

第七节 骨骼肌的发育调节及再生 394

一、成肌细胞融合形成新的骨骼肌纤维 395

二、肌细胞可以通过改变它们所含有的蛋白亚型而改变特性 395

三、骨骼肌纤维分泌筒箭毒碱限制自身生长 395

四、有些成肌细胞在成体内以静息干细胞形式存在 396

第八节 成纤维细胞及其转化：结缔组织细胞家族 396

一、成纤维细胞根据化学信号而改变它们的特征 397

二、成骨细胞形成骨基质 398

三、脂肪细胞能从成纤维细胞发育而来 401

第九节 干细胞工程 402

一、健康造血干细胞用于替代患病的血细胞 402

二、表皮干细胞用于组织修复 402

三、神经干细胞恢复中枢神经系统 402

四、成体干细胞的组织特异性 403

第十节 肿瘤干细胞 404

第十一节 成体细胞基因重编程的研究进展 405

一、哺乳类体细胞核移植的克隆 405

二、诱导性多功能干细胞的发现及进展 405

第十五章 生殖细胞 410

第一节 减数分裂 410

一、减数分裂前间期 412

二、减数分裂过程 412

第二节 生殖细胞的增殖发育及受精着床 417

一、精子的发生 417

二、卵子的发生与发育 420

三、受精与着床 423

四、人口的控制问题 426

第十六章 免疫细胞 428

第一节 免疫系统的种系发生 428

一、无脊椎动物 428

二、脊椎动物 428

第二节 免疫系统的组织结构 429

一、免疫器官 429

二、免疫细胞 430

三、免疫分子 430

第三节 免疫细胞膜表面分子 430

第四节 免疫细胞表面受体分子 431

第五节 固有免疫细胞 431

一、吞噬细胞 431

二、树突状细胞 434

三、自然杀伤细胞 436

第六节 适应性免疫细胞 440

一、T淋巴细胞 440

二、B淋巴细胞 442

第七节 免疫细胞的发育 443

一、造血干细胞的发现 444

二、造血干细胞的起源 445

三、造血干细胞的表型 446

四、造血干细胞的生物学特性 448

五、造血干细胞的谱系分化 451

第十七章 神经细胞 463

第一节 神经细胞的形态和结构 463

一、神经细胞的形态 463

二、神经元和神经胶质细胞的协同作用 464

第二节 神经细胞的生物电活动 466

一、静息电位 467

二、动作电位 468

第三节 神经细胞通讯和信号转导 473

一、神经突触 473

二、突触的活动 475

三、突触活动的调节 476

四、神经递质分泌的分子机制 479

第四节 神经元的发育和神经可塑性 482

一、神经细胞的起源及调节 482

二、神经轴突连接和树突形成 483

第十八章 肿瘤细胞 487

第一节 癌症是一个微进化过程 487

一、肿瘤的命名及基本性质 487

二、大多数癌症起源于单个异常细胞 488

三、癌细胞的产生与体细胞突变有关 488

四、癌症的发生需要多个突变 489

五、肿瘤发生是一个渐进性过程 489

六、肿瘤的形成与细胞死亡和细胞增殖分化调节失控有关 490

七、肿瘤干细胞的来源 490

八、转移的基本条件是癌细胞在新环境中的存活和增殖 490

九、肿瘤的血管形成 491

十、恶性肿瘤细胞的基本特征 492

第二节 肿瘤病因的可预测性 492

一、致癌因子与DNA损伤 493

二、肿瘤起始剂与肿瘤促进剂 493

三、病毒与其他感染 495

四、致癌物识别的重要性及困难 495

第三节 寻找癌症关键基因 496

一、功能获得突变与功能丧失突变 496

二、逆转录病毒可作为癌基因载体 497

三、Ras基因 497

四、Rb基因与成视网膜细胞瘤 498

五、寻找肿瘤关键基因 499

第四节 癌细胞行为的分子基础 501

一、胚胎发育和基因工程小鼠研究与肿瘤关键基因 501

二、肿瘤关键基因与细胞增殖调控 501

三、p53基因 502

四、DNA错配修复与癌的发生 503

五、癌的转移机制与步骤 503

第五节 肿瘤的治疗：现状和未来 505

第十九章 植物细胞 507

第一节 植物细胞的生长与分化 507

一、植物细胞的生长与微纤丝 507

二、植物顶端与侧生分生区 508

三、植物细胞的质体发育 509

四、原生质体与细胞壁的形成 510

第二节 植物细胞壁 512

一、细胞壁的基本成分 512

二、细胞壁的结构与形成 512

三、细胞生长与细胞壁 516

四、细胞分化与细胞壁 517

第三节 植物激素与信号转导 518

第四节 胞间连丝与物质交换 520

第五节 植物细胞与环境 522

一、植物与病原体相互作用遗传机制 522

二、植物对非生物逆境的反应 523

索引 527