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第一章 绪论 1

第一节 细胞生物学的研究对象和任务 1

一、细胞生物学的研究对象及其内容 1

二、细胞生物学的研究任务 1

第二节 细胞生物学发展简史与研究动态 2

一、细胞生物学发展简史 2

二、细胞生物学的研究动态 4

第三节 细胞生物学与医学 6

一、细胞生物学是现代医学的重要基础理论 7

二、现代医学重要课题的研究将依赖于细胞生物学的更深入发展 7

三、细胞生物学技术广泛应用于医学实践 7

第二章 细胞生物学的研究方法 9

第一节 显微镜技术 9

一、光学显微镜 9

（一）普通光学显微镜 9

（二）相差显微镜 10

（三）荧光显微镜 10

（四）暗视野显微镜 10

（五）偏光显微镜 10

二、电子显微镜 11

（一）透射电子显微镜 11

（二）扫描电子显微镜 12

（三）超高压电子显微镜 12

（四）扫描隧道电子显微镜 12

第二节 显微分光光度术与显微荧光光度术 12

一、显微分光光度术 12

二、显微荧光光度术 13

第三节 细胞化学法与放射自显影术 13

一、细胞化学法 13

（一）核酸的细胞化学法 14

（二）蛋白质的细胞化学法 14

（三）酶的细胞化学法 14

二、放射自显影术 14

第四节 细胞组分的分级分离 15

一、差速离心法 15

二、密度梯度离心法 16

第五节 细胞培养与细胞融合 17

一、细胞培养 17

二、细胞融合 18

第六节 核酸分子杂交技术 19

第三章 细胞概述 21

第一节 细胞的化学组成 21

一、核酸 21

（一）核酸的化学组成与种类 21

（二）DNA的结构与功能 23

（三）RNA的结构与功能 25

二、蛋白质 27

（一）蛋白质分子的化学组成 27

（二）蛋白质的分子结构 27

（三）蛋白质的分类与主要功能 29

（四）酶 30

第二节 细胞的形态和大小 30

一、细胞的形态 30

二、细胞的大小 31

第三节 原核细胞与真核细胞 32

一、原核细胞的基本结构 32

（一）支原体 32

（二）细菌 33

二、真核细胞的基本结构 33

三、原核细胞与真核细胞的比较 36

第四章 细胞膜 37

第一节 细胞膜的化学组成 37

一、膜脂 37

（一）磷脂 38

（二）糖脂 38

（三）胆固醇 40

二、膜蛋白 41

三、膜糖类 43

第二节 细胞膜的分子结构 43

一、单位膜模型 44

二、液态镶嵌模型 44

第三节 细胞膜分子分布的不对称性和流动性 44

一、细胞膜分子分布的不对称性 44

（一）脂质双层的不对称性 44

（二）膜蛋白分布的不对称性 45

二、细胞膜分子的流动性 45

（一）膜脂的流动性 45

（二）影响膜脂流动性的因素 46

（三）膜蛋白的流动性 46

第四节 细胞膜的功能 47

一、膜内外的物质运输（交换） 47

（一）被动运输 47

（二）主动运输 48

（三）胞吞（内吞）作用和胞吐（外排）作用 49

（四）受体介导的内吞作用 50

二、膜受体 51

（一）膜受体的结构、分类和特点 51

（二）膜受体与信号传递 52

（三）膜受体与细胞识别 55

三、膜抗原 56

（一）人红细胞膜上的血型抗原 56

（二）组织相容性抗原 56

第五章 细胞连接和细胞外基质 60

第一节 细胞连接 60

一、封闭连接 60

二、锚定连接 60

（一）桥粒与半桥粒 61

（二）中间连接 61

三、通讯连接 62

第二节 细胞外基质 63

一、胶原 63

（一）分类 63

（二）分子结构 64

（三）功能 65

二、氨基聚糖和蛋白聚糖 65

（一）氨基聚糖 65

（二）蛋白聚糖 65

三、层粘连蛋白和纤粘连蛋白 65

（一）层粘连蛋白 65

（二）纤粘连蛋白 66

四、弹性蛋白 66

五、细胞的粘连分子 66

（一）依赖于Ca2+的粘连分子 66

（二）不依赖于Ca2+的粘连分子 66

第六章 内膜系统 67

第一节 内质网 67

一、内质网的形态结构 67

二、内质网的化学组成 67

三、内质网的类型 68

（一）粗面内质网 68

（二）滑面内质网 70

四、内质网的功能 71

（一）粗面内质网的功能 71

（二）滑面内质网的功能 74

（三）内质网的异常改变 75

第二节 高尔基复合体 75

一、高尔基复合体的形态结构 76

（一）扁平囊 76

（二）小囊泡 77

（三）大囊泡 77

二、高尔基复合体的分布和数量 77

三、高尔基复合体的化学组成 77

四、高尔基复合体的功能 78

（一）高尔基复合体与细胞的分泌活动 78

（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工 79

（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输 80

（四）高尔基复合体与溶酶体的形成 81

（五）高尔基复合体与膜的转变 81

五、高尔基复合体的异常改变 82

（一）高尔基复合体的肥大和萎缩 82

（二）高尔基复合体内容物改变 82

（三）高尔基复合体在癌细胞中的改变 82

第三节 溶酶体 82

一、溶酶体的形态特征、酶及其发生 82

（一）溶酶体的形态特征 82

（二）溶酶体的酶 83

（三）溶酶体的发生 84

二、溶酶体的分类 84

（一）初级溶酶体 84

（二）次级溶酶体 84

（三）线状溶酶体 86

三、溶酶体的功能 87

（一）溶酶体的消化作用 87

（二）溶酶体参与免疫过程 89

（三）溶酶体对激素分泌的调节 90

四、溶酶体与疾病 90

（一）溶酶体膜失常与疾病 90

（二）先天性溶酶体病 91

（三）溶酶体与癌的关系 92

（四）溶酶体与休克 92

第四节 过氧化物酶体 92

一、过氧化物酶体的形态特征 93

二、过氧化物酶体所含的酶 94

（一）氧化酶 94

（二）过氧化氢酶 94

（三）过氧化物酶 94

三、过氧化物酶体的功能 94

（一）对有毒物质的解毒作用 94

（二）对细胞氧张力的调节作用 94

（三）对氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）的再生作用 95

（四）参与核酸、脂肪和糖的代谢 95

四、过氧化物酶体的起源 95

第七章 核糖体 96

第一节 核糖体的形态结构和类型 96

一、核糖体的形态结构 96

二、核糖体的聚合和解离 97

三、核糖体的类型 98

第二节 核糖体的化学组成 99

第三节 核糖体的功能 100

一、遗传密码 100

（一）遗传密码的发现 100

（二）遗传密码的特征 100

二、核糖体与多肽链的合成 102

（一）氨基酰-tRNA的合成 102

（二）肽链合成的起始 102

（三）肽链的延长 103

（四）肽链合成的终止与释放 104

第八章 线粒体 106

第一节 线粒体的形态结构 106

一、线粒体的形态、大小、数目和分布 106

（一）形态与大小 106

（二）数目 107

（三）分布 107

二、线粒体的超微结构 107

（一）外膜 108

（二）内膜 108

（三）嵴与基粒 108

（四）基质 109

第二节 线粒体的化学组成和酶的分布 110

一、线粒体的化学组成 110

（一）蛋白质 110

（二）脂类 110

（三）水 110

二、线粒体中酶的分布 110

第三节 线粒体的功能 112

一、三羧酸循环 112

二、电子传递和氧化磷酸化 113

第四节 线粒体的半自主性 114

一、线粒体DNA 115

二、线粒体蛋白质合成 115

第五节 线粒体的增殖和起源 116

一、线粒体的增殖 116

二、线粒体的起源 117

（一）内共生假说 117

（二）非共生假说 117

第六节 线粒体与疾病 118

一、线粒体肌病和心肌线粒体病 118

二、线粒体与肿瘤 118

三、线粒体对缺血性损伤的反应 118

四、药物和毒物对线粒体的影响 118

第九章 细胞骨架 120

第一节 微管 120

一、微管的形态结构与化学组成 120

二、微管的组装 121

（一）微管体外组装 121

（二）微管体内组装 122

三、微管的结合蛋白 122

四、微管的功能 122

（一）构成细胞的支架 122

（二）参与物质的运输 122

（三）参与细胞器运动 123

第二节 微丝 123

一、微丝的形态与组成 123

二、微丝的组装 123

三、肌动蛋白结合蛋白 124

四、微丝的功能 124

（一）肌肉收缩的功能 124

（二）微丝的支撑功能 125

（三）微丝与细胞运动 125

第三节 中等纤维 127

一、中等纤维蛋白的类型 127

二、中等纤维的分子结构 127

三、中等纤维的组装 127

四、中等纤维的功能 129

（一）骨架功能 129

（二）信息传递的功能 129

第十章 中心粒、鞭毛与纤毛 130

第一节 中心粒 130

一、中心粒的结构和组成 130

二、中心粒的功能 130

第二节 鞭毛与纤毛 131

一、鞭毛与纤毛的形态与结构 131

（一）纤毛本体 131

（二）基体 132

（三）纤毛小根 132

二、鞭毛、纤毛含有的主要蛋白质 132

（一）微管蛋白 132

（二）动力蛋白 132

（三）连接蛋白 133

三、鞭毛、纤毛运动的机制 133

第十一章 细胞核 135

第一节 细胞核的结构 135

一、核膜 136

（一）核膜外层 136

（二）核膜内层 136

（三）核周间隙 137

（四）核孔 137

二、染色质 138

（一）染色质的化学组成 138

（二）染色质的结构 141

（三）染色体 143

三、核仁 147

（一）核仁的超微结构 147

（二）核仁的功能 148

四、核基质 149

第二节 细胞核的功能 150

一、生物遗传物质的贮存 150

二、DNA复制 150

（一）DNA复制的基本形式和过程 151

（二）DNA复制所需的引物、酶和某些蛋白 152

（三）DNA损伤与修复 154

三、基因的表达 154

第三节 基因的结构、表达与调控 155

一、基因的结构 155

（一）原核细胞的基因结构特点 155

（二）真核细胞的基因结构特点 156

（三）重复序列 156

（四）单一序列 157

（五）人类结构基因的结构 157

二、基因的表达 158

（一）转录 158

（二）翻译 160

（三）基因表达的调控 160

第十二章 细胞的生长和增殖 164

第一节 细胞增殖方式 164

一、无丝分裂 164

二、有丝分裂 165

（一）有丝分裂过程 165

（二）有丝分裂的调控机理 168

三、减数分裂 169

（一）减数分裂过程 169

（二）减数分裂的生物学意义 171

第二节 细胞增殖周期 171

一、细胞周期的概念 172

二、细胞周期同步化 172

（一）选择同步化 172

（二）诱导同步化 172

三、细胞周期各时相的生化变化 173

（一）G1期 173

（二）S期 173

（三）G2期 174

（四）M期 174

第三节 细胞增殖的调控 174

一、基因的调节 174

（一）细胞周期基因 175

（四）癌基因 175

二、生长因子及其受体的调节 175

三、抑素的调节 176

四、cAMP和cGMP的调节 176

五、激素的调节 176

六、Ca2+和钙调素的调节 176

第四节 细胞增殖与肿瘤 177

第十三章 细胞的分化 178

第一节 细胞分化概述 178

一、细胞分化的概念 178

二、细胞分化的特点 178

（一）稳定性 178

（二）可逆性和细胞全能性 178

第二节 细胞分化与基因表达 179

一、胚胎细胞分化潜能的决定 179

二、细胞质在胚胎分化中的作用 180

三、成体中的细胞分化 180

（一）干细胞增殖与分化机理 180

（二）专能与多能干细胞 181

四、基因表达的调控 182

（一）DNA水平上的调节 182

（二）转录水平上的调节 183

（三）翻译水平上的调节 184

第三节 细胞分化与癌变 185

第十四章 细胞的衰老与死亡 187

第一节 细胞的衰老 187

一、细胞的衰老变化 187

二、细胞的衰老学说 188

（一）遗传程序说 188

（二）细胞磨损说 189

第二节 细胞的死亡 190

一、细胞死亡的概念与特征 190

二、细胞的死亡现象 190

三、细胞凋亡 190

（一）细胞凋亡与机体发育 190

（二）细胞凋亡与癌变 191

第十五章 细胞工程 192

第一节 基因工程 192

一、目的基因的分离和人工合成 192

二、基因载体的选择 194

三、基因的重组和转移 194

第二节 染色体工程和染色体组工程 195

一、染色体工程 195

二、染色体组工程 196

第三节 细胞融合与细胞质工程 196

一、细胞融合 196

二、细胞质工程 197

参考文献 198