第一篇 导言 3
1 细胞和细胞研究概述 3
细胞的起源和进化 4
始祖细胞 4
代谢的进化 6
现代的原核细胞 8
真核细胞 8
真核细胞的起源 9
多细胞有机体的发生 12
细胞的实验模型 16
大肠杆菌 16
酵母菌 17
秀丽新小杆线虫 18
黑尾果蝇 18
拟南芥 19
脊椎动物 19
细胞生物学的研究工具 21
光学显微镜 21
电子显微镜 28
亚细胞组分分离 30
培养动物细胞的生长 33
植物细胞培养 36
病毒 37
重点实验：动物细胞培养 34
分子医学：病毒和癌症 37
小结和关键词 39
问题 41
参考文献和推荐读物 42
2 细胞的组分 43
细胞的组成分子 43
糖类 44
脂类 46
核酸 49
蛋白质 52
细胞膜 58
膜脂类 58
膜蛋白 60
跨细胞膜转运 63
蛋白质组学：细胞蛋白质的大规模分析 64
细胞蛋白质的识别 65
蛋白质定位的总体分析 67
蛋白质相互反应 68
重点实验：多肽链的折叠 54
重点实验：细胞膜的结构 60
小结和关键词 70
问题 71
参考文献和推荐读物 71
3 细胞代谢 73
酶在生物催化中的关键作用 73
酶的催化活性 73
酶催化作用的机制 74
辅酶 76
酶活性的调节作用 79
代谢能 81
自由能和ATP 81
ATP产生于葡萄糖 84
来自其他有机分子的能量 89
光合作用 89
细胞成分的生物合成 91
糖类 92
脂类 93
蛋白质 94
核酸 96
分子医学：苯丙酮酸尿 97
重点实验：抗代谢药物和化疗 98
小结和关键词 99
问题 100
参考文献和推荐读物 101
4 分子生物学基础 103
遗传、基因和DNA 103
基因和染色体 104
基因和酶 105
DNA作为遗传物质的识别 107
DNA的结构 108
DNA的复制 109
基因信息的表达 110
基因和蛋白质的共线性 111
信使RNA的作用 112
遗传密码 113
RNA病毒和反转录 115
重组体DNA 118
限制性内切核酸酶 118
重组体DNA分子的产生 120
重组DNA的载体 121
DNA测序 124
克隆基因的表达 124
核酸和蛋白质的监测 127
用聚合酶链反应扩增DNA 128
核酸杂交 130
作为蛋白质探针的抗体 133
真核细胞中的基因功能 136
酵母的遗传分析 136
植物和动物的基因转移 137
克隆DNAs的突变作用 140
将突变导入细胞基因 141
细胞基因表达的干扰 143
重点实验：DNA前病毒假说 116
重点实验：RNA干扰 146
小结和关键词 148
问题 150
参考文献和推荐读物 150
第二篇 遗传信息的传递 150
5 细胞基因组的结构和序列 155
真核细胞基因组的复杂性 155
内含子和外显子 157
重复DNA序列 161
基因复制和假基因 164
高等真核生物基因组的组成 165
染色体和染色质 166
染色质 166
着丝粒 170
端粒 174
全基因组序列 176
原核生物基因组 177
酵母基因组 178
线虫、果蝇和其他无脊椎动物基因组 180
植物基因组 182
人类基因组 184
其他脊椎动物基因组 188
生物信息学和系统生物学 191
基因功能的系统筛查 191
基因表达的调控 192
个体差异和基因组医学 194
重点实验：内含子的发现 158
重点实验：人类基因组 186
小结和关键词 195
问题 198
参考文献和推荐读物 198
6 基因组DNA的复制、维持和重排 201
DNA复制 201
DNA聚合酶 202
复制叉 203
复制的忠实性 210
复制的起源和起始 211
端粒和端粒酶：维护染色体末端 214
DNA修复 216
DNA损伤的直接恢复 216
切除修复 219
跨损伤DNA合成 224
双链断裂的修复 226
同源DNA序列间的重组 227
同源重组模型 228
参与同源重组的酶类 229
DNA重排 233
位点特异性重组 234
经DNA中间体的易位 240
经RNA中间体的易位 242
基因扩增 245
分子医学：结肠癌和DNA修复 225
重点实验：免疫球蛋白基因的重排 236
小结和关键词 247
问题 249
参考文献和推荐读物 249
7 RNA合成和加工 251
原核细胞中的转录 251
RNA聚合酶和转录 252
转录阻遏物和负调控 256
转录的正调控 258
真核细胞RNA聚合酶和通用转录因子 258
真核细胞RNA聚合酶 259
通用转录因子和RNA聚合酶Ⅱ的转录起始 259
RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录 263
真核细胞转录的调控 265
顺式作用调控序列：启动子和增强子 265
转录因子结合位点 269
转录调控蛋白 270
转录激活因子的结构和功能 273
真核细胞阻遏物 276
延伸的调节 278
染色质结构与转录的关系 278
非编码RNA的转录调节 285
DNA甲基化 286
RNA加工和更新 287
核糖体和转运RNA的加工 288
真核细胞中mRNA的加工 290
剪接机制 293
可变剪接 298
RNA校正 300
RNA降解 301
重点实验：真核细胞转录因子的分离 272
重点实验：snRNP的发现 294
小结和关键词 303
问题 305
参考文献和推荐读物 306
8 蛋白质合成、加工和调节 309
mRNA的翻译 309
转移RNA 310
核糖体 311
mRNA的结构和翻译的起始 317
翻译的加工程序 318
翻译的调节 323
蛋白质折叠和加工 329
伴侣蛋白和蛋白质折叠 330
催化蛋白质折叠的酶类 332
蛋白质剪切 333
糖基化作用 335
脂类的附着 337
蛋白质功能的调节 340
小分子物质的调节 340
蛋白质磷酸化 341
蛋白质之间的相互作用 343
蛋白质降解 345
泛素-蛋白酶体途径 345
溶酶体的蛋白降解 348
重点实验：核糖体RNA的催化作用 316
重点实验：蛋白质-酪氨酸激酶的发现 344
小结和关键词 349
问题 351
参考文献和推荐读物 351
第三篇 细胞结构和功能 351
9 细胞核 355
核被膜和细胞核与细胞质间的运输 355
核被膜的结构 356
核孔复合物 360
蛋白质出入的选择性转运 361
核蛋白质进入的调节 367
RNAs的转运 368
细胞核的内部结构 369
染色体和高序染色质结构 370
核内的亚组分 372
核仁和rRNA加工 374
核糖体RNA基因和核仁的结构 375
rRNA的转录和加工 376
核糖体组装 378
分子医学：核纤层疾病 358
重点实验：核定位信号的识别 362
小结和关键词 379
问题 381
参考文献和推荐读物 381
10 蛋白质分选和运输：内质网、高尔基体和溶酶体 383
内质网 383
内质网和蛋白质分泌 384
蛋白质靶向内质网 386
蛋白质插入ER膜 391
蛋白质折叠与在ER的加工 396
ER中的质量控制 398
光滑ER和脂质合成 402
蛋白质和脂质从ER的外运 405
高尔基体 408
高尔基体的结构 408
高尔基体内的蛋白质糖基化 410
高尔基体中的脂质和多糖代谢 412
高尔基体的蛋白质分选和外输 413
小泡运输的机制 416
小泡运输的实验研究 416
负荷选择、包被蛋白和小泡芽生 418
小泡融合 420
溶酶体 423
溶酶体酸性水解酶 423
内吞作用和溶酶体形成 426
吞噬作用和自噬 426
重点实验：信号学说 388
分子医学：戈谢病 425
小结和关键词 429
问题 431
参考文献和推荐读物 431
11 生物能学和代谢：线粒体、叶绿体和过氧化物酶体 433
线粒体 433
线粒体的结构和功能 434
线粒体的遗传系统 435
蛋白质进入和线粒体组装 437
氧化磷酸化的机制 445
电子传递链 445
化学渗透耦连 446
代谢物跨内膜的运输 450
叶绿体和其他质体 452
叶绿体的结构和功能 451
叶绿体基因组 454
叶绿体蛋白质的输入和分选 455
其他质体 457
光合作用 459
通过光合系统Ⅰ和Ⅱ的电子传递 460
循环电子流 463
ATP合成 464
过氧化物酶体 464
过氧化物酶体的功能 465
过氧化物酶体的组装 467
分子医学：线粒体疾病：莱伯遗传性视神经病 438
重点实验：化学渗透理论 448
小结和关键词 469
问题 471
参考文献和推荐读物 471
12 细胞骨架和细胞运动 473
肌动蛋白纤丝的结构和组织 474
肌动蛋白纤丝的组装和去组装 474
肌动蛋白纤丝的组织 479
肌动蛋白纤丝与质膜的联系 481
细胞表面的突起 485
肌动蛋白、肌球蛋白和细胞运动 487
肌肉收缩 487
非肌肉细胞中肌动蛋白和肌球蛋白的收缩性组装 492
非肌肉细胞的肌球蛋白 493
突起形成和细胞运动 494
中间丝 496
中间丝蛋白 496
中间丝的组装 498
中间丝的细胞内组织 499
角蛋白和神经丝的功能：皮肤和神经系统疾病 501
微管 504
微管的结构和动力学组织 504
微管的组装 507
细胞内微管的组织 509
微管马达和运动 511
微管蛋白的识别 511
负荷运输和细胞内组织 515
纤毛和鞭毛 516
有丝分裂期间微管的重组织 519
染色体运动 520
重点实验：突变体角蛋白表达引起皮肤发育异常 502
重点实验：驱动蛋白的分离 512
小结和关键词 522
问题 525
参考文献和推荐读物 525
13 质膜 529
质膜的结构 529
磷脂双层 529
膜蛋白 533
膜蛋白的流动 538
糖萼 540
小分子运输 540
被动弥散 541
促进性弥散和载体蛋白 542
离子通道 544
ATP水解作用导致的主动运输 551
离子梯度导致的主动运输 555
内吞作用 557
吞噬作用 557
受体介导的内吞作用 558
内吞作用中的蛋白质运输 563
分子医学：囊性纤丝化 554
重点实验：LDL受体 560
小结和关键词 567
问题 568
参考文献和推荐读物 568
14 细胞壁、细胞外基质和细胞相互作用 571
细胞壁 571
细菌细胞壁 571
真核生物细胞壁 572
细胞外基质和细胞-基质相互作用 577
基质结构性蛋白质 578
基质多糖 581
基质黏着蛋白质 582
细胞-基质相互作用 583
细胞间相互作用 587
黏着连接 587
紧密连接 590
间歇连接 591
胞间连丝 595
重点实验：整合蛋白的特性鉴定 584
分子医学：间歇连接疾病 594
小结和关键词 596
问题 598
参考文献和推荐读物 598
第四篇 细胞调节 598
15 细胞信号传导 603
信号传导分子及其受体 603
细胞间信号传递的模式 604
甾类激素与核受体超家族 605
氧化氮与一氧化碳 607
神经递质 608
肽激素和生长因子 609
廿烷类 610
植物激素 612
细胞表面受体的功能 613
G蛋白耦连受体 613
受体蛋白-酪氨酸激酶 615
细胞因子受体和非受体蛋白-酪氨酸激酶 620
与其他酶活性相联系的受体 620
细胞内信号转导的途径 621
cAMP途径：第二信使和蛋白质磷酸化作用 622
环鸟苷酸cGMP 624
磷脂和Ca2+ 625
PI3-激酶／Akt和mTOR途径 628
MAP激酶途径 630
JAK/STAT和TGF-β/Smad途径 636
NF-κB信号传导 637
Hedgehog,Wnt和Notch途径 638
信号转导和细胞骨架 641
整合素和信号转导 641
肌动蛋白细胞骨架的调节 642
信号传导网络 644
反馈和分子对话 644
细胞信号转导的网络 646
重点实验：G蛋白耦连受体和气味检测 616
分子医学：癌信号转导和ras癌基因 633
小结和关键词 647
问题 650
参考文献和推荐读物 650
16 细胞周期 653
真核细胞细胞周期 653
细胞周期时相 654
细胞生物和细胞外信号对细胞周期的调节作用 655
细胞周期检控点 657
限制DNA复制于每一个细胞周期 659
细胞周期进程的调节 659
蛋白质激酶和细胞周期调节 659
细胞周期蛋白家族和细胞周期蛋白依赖激酶 664
生长因子和G1 Cdk's的调节 667
DNA损伤检控点 670
M期的事件 672
有丝分裂各时期 672
Cdk1／周期蛋白B和进展至分裂中期 675
纺锤体组装检控点和进展至分裂后期 678
胞质分裂 680
减数分裂和受精 681
减数分裂过程 681
卵母细胞减数分裂的调节 684
受精 687
重点实验：MPF的发现 660
重点实验：细胞周期蛋白的识别 663
小结和关键词 688
问题 690
参考文献和推荐读物 691
17 细胞死亡和细胞更新 693
程序性细胞死亡 693
细胞凋亡的事件 694
胱天蛋白酶：细胞凋亡的执行者 697
细胞凋亡的主要调节者：Bcl-2家族 699
调节细胞凋亡的信号传导途径 701
程序性细胞死亡的其他途径 705
干细胞和成体组织的维持 705
分化细胞的增殖 706
干细胞 708
成体干细胞的医学应用 713
胚胎干细胞和治疗性克隆 714
胚胎干细胞 716
体细胞核移植 718
诱导多能干细胞 719
重点实验：程序性细胞死亡所需基因的识别 696
重点实验：胚胎干细胞培养 715
小结和关键词 720
问题 722
参考文献和推荐读物 722
18 癌症 725
癌症的发生和原因 725
癌症的分类 725
癌症的发生发展 727
癌症的原因 729
癌细胞的特性 730
培养细胞的转化 734
肿瘤病毒 735
乙型和丙型肝炎病毒 735
SV40和多瘤病毒 736
乳头瘤病毒 737
腺病毒 737
疱疹病毒 738
反转录病毒 738
癌基因 739
反转录病毒癌基因 739
原癌基因 740
人类肿瘤中的癌基因 743
癌基因产物的功能 747
肿瘤抑制基因 752
肿瘤抑制基因的识别 752
肿瘤抑制基因的功能 756
癌基因和肿瘤抑制基因在肿瘤发生中的作用 759
肿瘤治疗的分子途径 761
预防和早期检测 761
分子诊断 762
治疗 743
重点实验：原癌基因的发现 742
分子医学：Imatinib：靶向bcr/abl癌基因的癌症治疗 766
小结和关键词 767
问题 769
参考文献和推荐读物 770
问题解答 773
词汇 783
索引 799