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二、细胞学说的建立及其发展 1

（一）细胞学说的建立 1

第一章　绪论 1

第一节　细胞生物学的发展简史 1

一、细胞的发现 1

三、细胞生物学学科的形成和发展 2

（四）细胞器的发现 2

（二）原生质理论的提出 2

（三）细胞分裂的研究 2

（二）细胞增殖与细胞周期的调控 3

（一）细胞通讯和细胞信号转导 3

第二节　细胞生物学的研究内容 3

一、细胞生物学的主要研究内容 3

（五）干细胞及其应用 4

（四）细胞的衰老和凋亡 4

（三）细胞的生长和分化 4

（五）细胞社会学 5

（四）细胞生理学 5

（六）细胞工程 5

二、细胞生物学的分支学科 5

（一）细胞形态学 5

（二）细胞化学 5

（三）细胞遗传学 5

五、不断更新知识、紧跟学科前沿 6

四、融会贯通、灵活掌握 6

（六）分子细胞学 6

第三节　细胞生物学学习方法 6

一、认识细胞生物学的重要性 6

二、明确细胞生物学的研究内容 6

三、了解细胞生物学的研究方法 6

一、分辨率 7

第一节　显微镜技术 7

第二章　细胞生物学技术 7

（一）普通光学显微镜 8

二、光学显微镜技术 8

（三）相差显微镜 9

（二）荧光显微镜 9

（四）暗视野显微镜 10

（五）激光扫描共聚焦显微镜 11

（一）透射电子显微镜 12

三、电子显微镜技术 12

（三）高压电子显微镜 13

（二）扫描电子显微镜 13

一、酶细胞化学技术 15

第二节　细胞化学技术 15

（四）扫描隧道显微镜 15

三、放射自显影技术 16

二、免疫细胞化学技术 16

一、流式细胞术 17

第三节　细胞组分分析方法 17

（二）密度梯度离心法 18

（一）差速离心法 18

二、细胞分级分离术 18

（一）细胞融合 20

二、细胞融合技术 20

第四节　细胞培养技术 20

一、体外细胞培养技术 20

（二）单克隆抗体技术 21

二、PCR反应技术 22

一、原位分子杂交技术 22

第五节　分子生物学方法 22

三、基因敲除与敲进 24

（一）水 26

一、无机化合物 26

第三章　细胞的基本结构 26

第一节　细胞的分子基础 26

（一）有机小分子 27

二、有机化合物 27

（二）无机盐 27

（二）生物大分子 28

一、原核细胞 34

第二节　原核细胞与真核细胞 34

（二）细菌 35

（一）支原体 35

（一）真核细胞的基本结构 36

二、真核细胞 36

三、原核细胞与真核细胞的比较 38

（二）真核细胞的形态与大小 38

第一节　细胞膜的化学组成 40

第四章　细胞膜与跨膜运输 40

（二）糖脂 41

（一）磷脂 41

一、膜脂 41

（三）胆固醇 43

（五）脂质体 44

（四）膜脂的共同特点 44

三、膜糖类 45

（二）外周蛋白 45

二、膜蛋白 45

（一）镶嵌蛋白 45

二、单位膜模型 46

一、片层结构模型 46

第二节　细胞膜的分子结构 46

五、板块镶嵌模型 47

四、晶格镶嵌模型 47

三、液态镶嵌模型 47

六、脂筏模型 48

（一）膜脂的流动性 49

二、膜的流动性 49

第三节　细胞膜的特性 49

一、膜的不对称性 49

（一）膜蛋白分布的不对称 49

（二）膜脂分布的不对称 49

（三）膜糖分布的不对称 49

（三）影响膜流动性的因素 50

（二）膜蛋白的运动性 50

第四节　小分子物质的跨膜运输 51

（四）膜流动性异常引起的疾病 51

（一）简单扩散 52

一、被动运输 52

（二）离子通道扩散 53

（三）易化扩散 54

二、主动运输 55

（一）由ATP直接提供能量的主动运输——运输泵 56

（二）离子梯度驱动的主动运输——协同运输 57

（二）胞饮作用 59

（一）吞噬作用 59

三、膜运输系统异常引起的疾病 59

第五节　大分子物质的跨膜运输 59

一、内吞作用 59

（三）受体介导的内吞作用 60

二、外排作用 61

三、膜流与膜的运动 62

一、细胞侧面的特化结构——细胞连接 63

第六节　细胞表面的特化结构和功能 63

（一）封闭连接 64

（二）锚定连接 65

（三）通讯连接 66

二、细胞游离面的特化结构 68

（二）纤毛和鞭毛 69

（一）微绒毛 69

第一节　细胞外基质的构成 71

第五章　细胞外基质 71

（一）胶原的类型和分布 72

一、胶原 72

（二）胶原的分子结构 74

（三）胶原的合成和降解 75

（一）纤维粘连蛋白 77

二、非胶原糖蛋白 77

（二）层粘连蛋白 82

三、弹性蛋白 86

（三）其他糖蛋白 86

（一）氨基聚糖的理化特性 87

四、氨基聚糖与蛋白聚糖 87

（二）氨基聚糖的分布和功能 88

（三）氨基聚糖的种类和结构 89

（四）蛋白聚糖的结构 90

（五）蛋白聚糖的合成与降解 91

三、细胞外基质对细胞功能的影响 92

二、细胞外基质由细胞分泌表达 92

第二节　细胞外基质的功能 92

一、细胞外基质的物理学功能 92

（三）细胞外基质与细胞的增殖过程 93

（二）细胞外基质与细胞的迁移过程 93

（一）细胞外基质与细胞的粘附过程 93

第三节　细胞粘附分子 94

（四）细胞外基质与细胞的分化过程 94

（一）整合素特性和功能 95

一、整合素 95

（一）选择素分子的基本结构 96

二、选择素 96

（二）整合素分子结构和作用机制 96

（三）整合素分子的分布 96

（四）选择素分子识别的配体 97

（三）选择素的特性和功能 97

（二）选择素家族的组成 97

（一）钙粘连素分子结构 98

四、钙粘连素 98

三、免疫球蛋白 98

（一）免疫球蛋白IgS特性 98

（二）免疫球蛋白结构 98

（三）免疫球蛋白的功能 98

五、其他未归类的粘附分子 99

（三）钙粘连素的特性和功能 99

（二）钙粘连素家族的组成和分布 99

第六章　细胞核与细胞遗传 101

一、外核膜 102

第一节　核被膜 102

四、核孔 103

三、核间隙 103

二、内核膜 103

五、核纤层 104

（一）染色质的化学组成 105

一、染色质的化学组成及种类 105

第二节　染色质和染色体 105

（二）染色质的种类 109

（一）染色质的一级结构——核小体 110

二、染色质的包装 110

（二）染色质的二级结构——螺线管 111

（四）染色质的四级结构——染色单体 112

（三）染色质的三级结构——超螺线管 112

（一）染色体的形态特征 114

三、染色体 114

（二）染色体组与核型 116

第三节　核基质 118

（三）核基质与染色体的构建 119

（二）核基质与基因表达调控 119

一、核基质的形态结构和化学组成 119

二、核基质的功能 119

（一）核基质与DNA的复制 119

一、核仁的形态结构和化学组成 120

第四节　核仁 120

三、核仁周期 121

二、核仁的功能 121

（二）真核细胞的基因结构 123

（一）原核细胞的基因结构 123

第五节　基因与基因转录 123

一、遗传的中心法则 123

二、基因与基因转录 123

（三）原核细胞的基因转录 127

（四）真核细胞的基因转录 129

一、遗传密码与mRNA 135

第六节　遗传信息翻译 135

二、反密码子与tRNA 137

一、基因表达的调节途径 138

第七节　真核细胞基因表达的调控 138

三、反密码子与密码子的相互作用 138

四、核糖体与遗传信息的翻译 138

（二）基因调控的反式作用因子 140

（一）基因调控的顺式作用元件 140

二、转录水平的调节机制 140

（三）顺式作用元件与反式作用因子的相互作用 141

二、染色体异常与肿瘤 143

一、细胞核形态异常与肿瘤 143

第八节　细胞核与疾病 143

第一节　微丝 146

第七章　细胞骨架 146

一、微丝的组成 147

（一）微丝的组装 148

三、微丝的组装及影响因素 148

二、微丝的形态结构 148

四、微丝组装的动态调节 149

（二）影响微丝组装的因素 149

六、微丝结合蛋白及其功能 150

五、微丝的特异性药物 150

（一）收缩蛋白（移动因子） 151

（二）调节蛋白 152

（三）连接蛋白 153

（一）参与细胞形态的维持 154

七、微丝的功能 154

（二）参与肌肉收缩 155

（三）参与细胞分裂 156

（四）参与细胞运动 157

（六）参与细胞内信号转导 158

（五）参与细胞内物质运输 158

一、微管的化学组成 159

第二节　微管 159

（七）参与受精 159

二、微管的形态结构 160

三、微管结合蛋白 161

四、微管的组装 162

五、微管组装的动态调节——非稳态动力学模型 163

（二）微管的体内组装 163

（一）微管的体外组装 163

（一）体外微管组装的动态调节 164

六、微管的特异性药物 165

（二）体内微管组装的动态调节 165

（二）构成细胞运动器官，参与细胞运动 166

（一）维持细胞形态 166

七、微管的功能 166

（六）参与细胞内信号转导 169

（五）参与染色体运动，调节细胞分裂 169

（三）维持细胞器位置，参与细胞器位移 169

（四）参与细胞内物质运输 169

一、中间纤维的化学组成 170

第三节　中间纤维 170

二、中间纤维的形态结构 172

三、中间纤维的组装 173

五、中间纤维结合蛋白及其功能 174

四、中间纤维组装的动态调节 174

（一）中间纤维发挥功能具有时空特异性 176

六、中间纤维的功能 176

（五）与细胞分化及细胞生存有关 177

（四）与DNA复制有关 177

（二）增强细胞的机械强度 177

（三）维持细胞和组织的完整性 177

（一）细胞骨架在肿瘤细胞中的变化 178

一、细胞骨架与肿瘤 178

（六）与细胞的信号转导有关 178

第四节　细胞骨架与疾病 178

（二）中间纤维与肿瘤诊断 179

二、细胞骨架蛋白与神经系统疾病 180

（三）微管和微丝与抗肿瘤药物 180

四、细胞骨架与衰老 181

三、细胞骨架与遗传性疾病 181

第八章　线粒体 183

第一节　线粒体的一般性状 184

四、线粒体的分布 185

三、线粒体的数量 185

一、线粒体的形状 185

二、线粒体的大小 185

（二）内膜 186

（一）外膜 186

第二节　线粒体的生物学特性 186

一、线粒体的超微结构 186

（一）化学组成 187

二、线粒体的化学组成 187

（三）膜间隙 187

（四）基质 187

第三节　线粒体基因组 188

（二）线粒体中酶的定位 188

二、人类线粒体基因组的特点 189

一、线粒体基因组 189

第四节　核编码蛋白质的线粒体转运 190

三、线粒体基因组与核基因组比较 190

一、糖酵解 194

第五节　线粒体的能量转化功能 194

二、三羧酸循环 197

（一）三羧酸循环过程 198

（三）糖有氧氧化的调节 200

（二）三羧酸循环的生理意义 200

（一）电子载体 202

三、氧化磷酸化 202

（四）有氧氧化和糖酵解的相互调节 202

（二）呼吸链复合物 205

（三）两条主要的呼吸链 206

四、ATP的生成、储存和利用 207

（二）氧化磷酸化偶联部位的测定 208

（一）ATP的生成方式 208

（四）氧化磷酸化的偶联机制 210

（三）氧化磷酸化中ATP生成的结构基础 210

（五）氧化磷酸化抑制剂 212

（七）高能磷酸化合物的储存和利用 213

（六）氧化磷酸化的调节 213

一、线粒体的再生 215

第六节　线粒体的再生和起源 215

二、线粒体的起源 216

一、线粒体DNA突变的致病机制 217

第七节　线粒体与疾病 217

二、线粒体病的治疗进展 219

一、核糖体的类型和化学组成 221

第一节　核糖体 221

第九章　细胞的内膜系统 221

二、核糖体的结构 222

（二）蛋白质的生物合成 223

（一）核糖体在细胞内的分布 223

三、核糖体在细胞内的分布与蛋白质合成 223

（三）蛋白质的加工修饰 225

（四）蛋白质的定位控制 226

一、内质网的形态结构和分类 227

第二节　内质网 227

二、内质网的化学组成 228

（二）滑面内质网 228

（一）粗面内质网 228

（一）粗面内质网的功能 229

三、内质网的功能 229

（二）滑面内质网的功能 233

四、内质网的病理变化 234

（二）中央扁平囊 235

（一）顺面高尔基网络 235

第三节　高尔基复合体 235

一、高尔基复合体的形态结构 235

（三）反面高尔基网络 236

二、高尔基复合体的化学组成 237

（一）分泌蛋白的加工与修饰 238

三、高尔基复合体的功能 238

（二）高尔基复合体与蛋白质的分选和运输 239

（四）高尔基复合体与细胞内膜的交通 241

（三）高尔基复合体与溶酶体的形成 241

（一）高尔基复合体的肥大或萎缩 242

四、高尔基复合体的病理变化 242

（二）溶酶体的酶 243

（一）溶酶体的结构特点 243

（二）高尔基复合体内容物的变化 243

（三）癌细胞内高尔基复合体的变化 243

第四节　溶酶体 243

一、溶酶体的结构和化学组成 243

二、溶酶体的类型 244

（三）溶酶体的膜 244

（三）残余体 245

（二）吞噬性溶酶体 245

（一）内体性溶酶体 245

（二）对细胞外物质的消化 246

（一）对细胞内物质的消化 246

三、溶酶体的功能 246

（四）溶酶体与激素分泌的调节 247

（三）溶酶体的自溶作用与器官发育 247

（二）溶酶体与矽肺 248

（一）先天性溶酶体病 248

四、溶酶体与疾病的关系 248

一、过氧化物酶体的形态结构和化学组成 249

第五节　过氧化物酶体 249

（三）溶酶体与类风湿性关节炎 249

（四）溶酶体与肿瘤的关系 249

三、过氧化物酶体的生物发生 250

二、过氧化物酶体的功能 250

一、细胞信号转导的方式 252

第一节　细胞信号转导的基本特点 252

第十章　细胞的信号转导 252

三、受体 253

二、信号转导与信号分子 253

（二）配体闸门离子通道 254

（一）酪氨酸激酶 254

四、受体的基本类型 254

一、G蛋白的分子组成及其类型 255

第二节　G蛋白 255

（三）G蛋白偶联受体 255

（四）细胞内受体 255

二、PKA系统的信号转导机制 256

三、PKC系统的信号转导机制 257

（二）cAMP及其作用 258

（一）腺苷酸环化酶 258

第三节　第二信使与蛋白激酶 258

一、腺苷酸环化酶与cAMP 258

三、蛋白激酶与磷酸化作用 259

二、鸟苷酸环化酶与cGMP 259

（二）三磷酸肌醇动员细胞内Ca2+的释放 260

（一）甘油二酯活化蛋白激酶C 260

四、一氧化氮信号 260

五、甘油二酯、三磷酸肌醇和Ca2+的信号体系 260

一、信号的终止 261

第四节　信号转导的抑制和终止 261

六、信息传递体系之间的相互作用 261

一、受体的缺陷 262

第五节　信号转导与医学关系 262

二、某些受体和信号转导成分的抑制作用 262

三、信号转导通路的负反馈调节 262

（一）信号转导异常与肿瘤 263

三、信号转导异常与疾病 263

二、G蛋白功能异常及蛋白激酶功能异常 263

（二）信号转导异常与心血管病 264

一、无丝分裂 265

第一节　细胞分裂 265

第十一章　细胞生长、分裂和细胞周期 265

二、有丝分裂 266

（一）前期 267

（三）后期 268

（二）中期 268

（四）末期 269

（一）第一次减数分裂 271

三、减数分裂 271

第二节　细胞周期 275

（三）第二次减数分裂 275

（二）减数分裂间期 275

（一）G1期（合成前期） 277

一、细胞周期各时相的动态变化 277

（三）G2期（合成后期） 278

（二）S期（合成期） 278

（一）细胞周期蛋白 279

二、细胞周期的调控 279

（四）M期 279

（二）成熟促进因子 281

（三）生长因子 282

（四）抑素 283

（五）RNA剪接因子SR蛋白及SR蛋白特异的激酶 284

（一）cdc基因与细胞周期的调节 285

三、细胞周期调控的遗传基础 285

（二）癌基因与细胞周期的调节 286

（三）抑癌基因与细胞周期的调节 287

（一）细胞同步化法 288

四、细胞周期常用的研究方法 288

（二）细胞周期调控研究方法 289

五、细胞周期的时间测定——标记有丝分裂比率法（PLM法） 290

（三）3H-TdR掺入法 290

（二）细胞周期与肿瘤 291

（一）细胞周期与组织的再生 291

六、细胞周期与医学的关系 291

第一节　细胞分化的基本概念 293

第十二章　细胞分化 293

一、胚胎细胞的分化潜能与决定 294

第二节　胚胎细胞的分化 294

二、细胞质的作用 295

（二）细胞核对细胞质的作用 296

（一）细胞质对细胞核的作用 296

三、核质的相互作用 296

一、胚胎诱导对细胞分化的作用 297

第三节　细胞分化的外在影响因素 297

四、细胞分化的遗传基础 297

三、激素对细胞分化的调节作用 298

二、位置信息在细胞分化中的意义 298

（一）转录水平调控 300

二、细胞分化基因表达的调控 300

四、胚胎干细胞及其他干细胞 300

第四节　细胞分化的分子基础 300

一、专一蛋白质合成的细胞表型特化 300

第五节　细胞分化与癌变 301

（二）翻译水平调控 301

二、抑癌基因 302

一、原癌基因 302

（一）细胞衰老的概念 304

一、细胞衰老的概念与特征 304

第十三章　细胞的衰老与死亡 304

第一节　细胞的衰老 304

（二）细胞衰老的特征 305

（二）神经免疫网络论 306

（一）自由基理论 306

二、细胞衰老学说 306

（三）遗传程序论 307

（四）其他学说 308

（一）细胞凋亡与细胞坏死 309

二、细胞死亡的机制 309

第二节　细胞的死亡 309

一、细胞死亡的标志 309

（二）细胞凋亡与细胞坏死的比较 310

（三）凋亡细胞的特征 312

（二）与细胞凋亡相关的基因 316

（一）诱导细胞凋亡的因素 316

三、细胞凋亡的分子机制 316

（三）细胞凋亡的分子机制 318

（二）细胞凋亡与疾病 319

（一）细胞凋亡与机体发育 319

四、细胞凋亡与医学的关系 319

第一节　干细胞生物学 321

第十四章　干细胞 321

（二）根据分化潜能分类 322

（一）根据发生学来源分类 322

一、干细胞的分类 322

（一）干细胞增殖的缓慢性 323

三、干细胞的增殖特征 323

二、干细胞的形态和生化特征 323

（二）干细胞增殖系统的自稳定性 324

（二）干细胞的转分化和去分化 325

（一）干细胞的分化潜能 325

四、干细胞的分化特征 325

（二）受体介导的细胞间相互作用 326

（一）分泌因子 326

五、干细胞增殖与分化的微环境 326

一、人胚胎干细胞的获得与胚胎干细胞系的建立 327

第二节　胚胎干细胞 327

（三）整合素和细胞外基质 327

（一）胚胎干细胞的形态和生化特征 328

二、胚胎干细胞的主要特征 328

（二）胚胎干细胞的分化潜能 329

（三）“时钟”因子 330

（二）转录因子的调控 330

三、胚胎干细胞生长和分化的内源性调控 330

（一）细胞内蛋白的调控 330

（二）胚胎干细胞是功能基因组学研究的工具 331

（一）胚胎干细胞可用于个体器官克隆 331

四、胚胎干细胞的应用前景及面临的伦理学挑战 331

一、精原细胞的增殖和干细胞的再生 332

第三节　精原干细胞 332

（三）胚胎干细胞是发育生物学研究的理想体外模型 332

（四）应用胚胎干细胞指导药物的研制和应用 332

三、精原细胞的凋亡 334

二、精原细胞的分化及其控制 334

第四节　成体干细胞 335

（二）p53蛋白 335

（一）Bcl-2家族 335

一、造血干细胞 336

二、间充质干细胞 338

三、神经干细胞 339

四、表皮干细胞 340

六、肝干细胞 342

五、肠干细胞 342

一、细胞融合技术 343

第一节　细胞融合 343

第十五章　细胞工程 343

（一）由抗药性细胞组成的杂种细胞的筛选 344

二、融合细胞的筛选 344

（三）由温度敏感突变型细胞组成的杂种的筛选 345

（二）由营养缺陷变异型细胞组成的杂种的选择 345

第二节　B细胞杂交瘤和单克隆抗体 346

（三）小鼠骨髓瘤细胞 347

（二）B淋巴细胞免疫 347

一、B淋巴细胞杂交瘤技术 347

（一）细胞融合杂交瘤技术制备McAb的基本原理 347

二、单克隆抗体的应用 348

（五）杂交瘤细胞的筛选和克隆化 348

（四）细胞融合 348

（二）在疾病治疗上的应用 349

（一）在临床诊断中的应用 349

（四）在理论研究上的应用 350

（三）在生物工程和生化工程中的应用 350

（二）磷酸钙共沉淀法 351

（一）显微注射法 351

第三节　DNA和染色体介导的基因转移 351

一、DNA介导的基因转移 351

（一）染色体直接转移技术 352

二、染色体介导的基因转移 352

（三）载体携带法 352

四、基因转移技术的应用 353

三、基因转移细胞的筛选 353

（二）微细胞技术 353

（一）ES和EG细胞培养建系 355

一、干细胞的培养建系和基本特性 355

第四节　干细胞工程 355

（三）发育全能性和分化潜能 356

（二）形态学特征和细胞的标志分子 356

（一）基本原理 357

二、ES/EG细胞体外诱导分化 357

（三）ES细胞体外可能被诱导分化的几种细胞 358

（二）ES细胞和EG细胞定向诱导分化 358

一、概述 360

第五节　转基因动物 360

（一）显微注射法 361

三、基本方法 361

二、基本原理 361

（四）精子载体法 362

（三）逆转录病毒感染法 362

（二）DNA导入胚胎干细胞 362

（一）蛋白质分子的结构分析 363

一、概述 363

（五）转基因动物中外源DNA的检测 363

第六节　蛋白质工程 363

二、蛋白质分子设计及改造 364

（四）蛋白质纯化、功能和结构分析 364

（二）蛋白质的结构预测 364

（三）基因工程 364

（一）改造蛋白质分子中的几个氨基酸残基 366

三、胰岛素蛋白质工程 368

（三）蛋白质从头设计 368

（二）替换蛋白质中一个肽段或者一个特定的结构域 368

（一）医用抗体 370

一、医用蛋白质 370

第七节　细胞工程在医学中的应用 370

二、基因工程动物的应用 371

（四）生长激素 371

（二）组织型纤溶酶原激活因子 371

（三）水蛭素 371

（二）转基因动物用作人类疾病及基因治疗的实验模型 372

（一）转基因动物用于生物医学基础研究 372

（三）转基因动物作为生物反应器生产药用蛋白 374

三、组织工程 375

（三）骨髓与组织工程 376

（二）组织工程化骨骼 376

（一）组织工程化皮肤 376

（二）细胞治疗的临床应用 377

（一）概述 377

四、细胞治疗 377

附录一　英汉名词对照 379

附录二　汉英名词对照 393

主要参考文献 407