第1章 绪论 1
1.1.细胞生物学研究的对象、任务和方法 1
1.1.1.细胞生物学的研究对象 1
1.1.2.细胞生物学研究的任务和方法 1
1.2.细胞生物学的一般概念 2
1.3.生物学中有机结构的不同水平 2
1.4.生物有机结构的水平和所用仪器的分辨能力 3
1.5.细胞生物学的发展简史 5
1.5.1.细胞的发现 5
1.5.2.细胞学说的创立和形成 7
1.5.4.现代细胞生物学与分子生物学的兴起 10
1.5.3.电子显微镜对细胞超微结构研究的兴起 10
1.6.细胞生物学与其他学科的关系 11
1.6.1.细胞遗传学——细胞学和遗传学 11
1.6.2.细胞生理学——细胞学和生理学 12
1.6.3.细胞化学——细胞学和生物化学 13
1.6.4.超微结构和分子生物学 14
第2章 细胞生物学的研究方法 15
2.1.显微镜技术 15
2.1.1.光学显微镜 15
2.1.2.细胞的电子影像技术 18
2.1.3.定量细胞化学技术 19
2.1.4.电子显微镜 20
2.2.2.合成培养基可鉴别出特殊的生长因子 27
2.2.细胞培养 27
2.2.1.细胞能够在培养皿中生长 27
2.2.3.真核细胞系是均一细胞的方便来源 28
2.2.4.通过细胞融合能形成杂种细胞 28
2.3.细胞及其组分的分离和纯化 29
2.3.1.从组织中分离出不同类型的细胞 29
2.3.2.用超速离心机分离细胞器和大分子 31
2.3.3.只有通过研究纯的细胞组分，才能确定复杂细胞过程的分子细节 31
2.3.4.X-射线衍射与核磁共振技术 33
2.4.利用放射性同位素和抗体示踪细胞分子 34
2.4.1.放射性原子能被高灵敏地检测出来 34
2.4.2.利用放射性同位素示踪细胞和有机体中的分子 35
2.4.3.放射自显影技术 36
2.4.4.利用抗体示踪细胞分子 36
2.4.5.杂交瘤细胞系为单克隆抗体提供了一个永久性的来源 36
2.4.6.注射抗体和其他大分子到活细胞中 38
2.5.重组DNA技术 39
2.5.1.限制性核酸酶水解DNA中特殊核苷酸序列 40
2.5.2.用克隆方法可获得大量的选择性DNA片段 41
2.5.3.用多聚酶链式反应(polymerase chain reaclion,PCR)在试管中克隆选择DNA片段 42
2.5.4.克隆特殊mRNA分子的拷贝 43
2.5.5.对克隆的DNA进行快速序列分析 44
2.5.6.核酸杂交反应提供了一个检测特殊核苷酸序列的灵敏方法 45
2.5.8.用体外定点突变技术设计基因 47
2.5.7.原位杂交技术定位染色体和细胞中特殊的核苷酸序列 47
2.5.9.利用重组DNA技术研究细胞中含量很少的蛋白质 48
2.5.10.转基因动物——把工程基因插入到小鼠或果蝇的生殖系统产生转基因动物 48
2.5.11.基因打靶可产生缺失特殊基因的转基因动物 49
第3章 细胞(质)膜 52
3.1.细胞(质)膜的研究简史 52
3.2.膜的化学组成 53
3.2.1.膜脂 56
3.2.2.膜蛋白 61
3.2.3.膜糖类 62
3.3.1.膜的分子结构模型 63
3.3.膜的分子结构 63
3.3.2.膜蛋白与膜脂的结合方式 66
3.3.3.膜的流动性 75
3.4.细胞被 83
3.5.质膜的功能 87
3.5.1.通过膜的分子运输 87
3.5.2.信号转换 108
3.5.3.细胞识别和免疫 108
第4章 细胞内膜系统 110
4.1.细胞内的房室化和蛋白质分选 110
4.1.1.房室化中蛋白质的重要作用 110
4.1.2.蛋白质的分选与运输途径 110
4.1.3.两种类型的分选信号 111
4.1.4.胞液(或细胞质基质) 113
4.2.内质网 114
4.2.1.内质网的形态结构和类型 115
4.2.2.内质网的化学组成 123
4.2.3.内质网的功能 124
4.3.高尔基器 138
4.3.1.高尔基器的研究简史 138
4.3.2.高尔基器的形态结构 139
4.3.3.高尔基器的化学组成 142
4.3.4.高尔基器的功能 144
4.4.溶酶体 149
4.4.1.溶酶体的形态结构 149
4.4.2.溶酶体的形成 151
4.4.3.溶酶体的功能 155
4.4.4.溶酶体与疾病 160
4.5.过氧(化)物酶体 161
4.5.1.过氧物酶体的结构与功能 162
4.5.2.过氧物酶体的发生 164
第5章 线粒体 167
5.1.线粒体的形态、数目和分布 168
5.1.1.形态、大小及其可塑性 168
5.1.2.数目 168
5.1.3.分布 170
5.2.线粒体的结构 171
5.3.1.线粒体的化学组成 173
5.3.线粒体的化学组成和酶蛋白的分布 173
5.3.2.线粒体酶蛋白的分布 174
5.4.线粒体的功能与氧化磷酸化 175
5.4.1.氧化磷酸化的分子结构基础 176
5.4.2.氧化磷酸化作用机理——化学渗透假说和构象假说 183
5.5.线粒体是半自主性细胞器 188
5.5.1.线粒体遗传系统的发现 188
5.5.2.线粒体DNA的结构与复制 188
5.5.3.线粒体基因组和细胞核基因组两套遗传装置，线粒体是半自主性细胞器 191
5.6.线粒体的增殖 198
5.7.1.内共生假说 199
5.7.内共生假说与细胞分化假说——线粒体和叶绿体的起源 199
5.7.2.分化假说 202
第6章 叶绿体 204
6.1.叶绿体的结构和超微结构 204
6.1.1.叶绿体的数量、大小和形状 204
6.1.2.叶绿体的微细结构和化学成分 204
6.2.叶绿体的主要功能——光合作用 208
6.2.1.原初反应 209
6.2.2.电子传递 211
6.2.3.光合磷酸化 214
6.2.4.光合碳同化 217
6.3.叶绿体的DNA 221
6.3.2.叶绿体DNA的结构及功能 222
6.3.1.叶绿体DNA的基本性质 222
6.4.叶绿体的发育与增殖 224
第7章 细胞骨架与细胞运动 226
7.1.概述 226
7.2.微丝 227
7.2.1.微丝的组成 227
7.2.2.微丝的装配动态 228
7.2.3.微丝结合蛋白 231
7.2.4.肌肉的结构与运动 234
7.2.5.微绒毛 246
7.2.6.应力纤维 248
7.2.7.胞质溶胶与阿米巴运动 250
7.2.8.胞质分裂环 254
7.2.9.微丝特异性药物 255
7.3.微管 256
7.3.1.微管的形态与组成 256
7.3.2.微管的装配动态 258
7.3.3.微管组织中心(MTOC) 261
7.3.4.微管结合蛋白(MAPs和Tau) 263
7.3.5.鞭毛运动和纤毛运动 264
7.3.6.细胞内运输 271
7.3.7.染色体的运动 274
7.4.中等纤维 278
7.4.1.中等纤维的化学组成 278
7.4.2.中等纤维的装配 282
7.4.3.核层蛋白及中等纤维结合蛋白 283
7.4.4.中等纤维的功能 284
7.4.5.中等纤维与细胞分化 286
7.5.细胞骨架的组织 288
7.5.1.培养细胞 288
7.5.2.神经细胞 288
7.5.3.红细胞 289
7.5.4.血小板 290
7.5.5.白细胞 291
7.5.6.肿瘤细胞和转化细胞 292
7.6.细胞骨架的功能 293
7.6.1.细胞形态支撑与形态建成 294
7.6.2.细胞内的转运或运动 295
7.6.3.膜相关的性质和功能 295
7.6.4.吞噬作用 295
7.6.5.细胞运动 296
7.6.6.信息传递 296
7.7.细胞骨架的调节 297
7.7.1.装配与组织水平上的调节 297
7.7.2.转录和翻译水平上的调节 298
第8章 细胞核与染色体 300
8.1.核被膜及核孔复合物 301
8.1.1.核被膜结构及核孔复合物 301
8.1.2.核被膜是核、质之间的屏障——核孔对大分子通过的选择 303
8.1.3.核纤层的结构、组成与功能 305
8.2.遗传物质 306
8.2.1.基因组 306
8.2.2.染色质组成 307
8.2.3.染色质的包装 309
8.2.4.常染色质与异染色质 315
8.2.5.染色体的数目、大小及结构 316
8.2.6.染色体分带 323
8.2.7.核型 327
8.2.8.特殊染色体 328
8.3.1.核基质的形态结构和化学组成 335
8.3.核基质(核骨架) 335
8.3.2.核基质的生物学作用 337
8.4.核仁的结构与功能 340
8.4.1.核仁的超微结构 340
8.4.2.核仁周期 341
8.4.3.核仁与核仁组织区 342
8.4.4.核糖体的生物发生——核仁的重要功能 342
8.5.tRNA的转录与加工 348
8.6.mRNA的转录与加工 350
8.6.1.5′端帽子的形成 352
8.6.2.3′端附加多聚A序列 353
8.6.3.剪接(splicing)作用 353
8.7.1.启动子(promoter)与增强子(enhancer)——基因调控顺式作用元件 358
8.6.4.真核细胞mRNA和hnRNA与蛋白质形成核蛋白复合物 358
8.7.真核细胞基因表达在转录水平上的调控 358
8.7.2.通用转录因子和转录因子——基因调控的反式作用因子 361
8.7.3.基因阻抑蛋白在基因转录中的抑制作用 368
8.7.4.转录因子活性的调节 369
8.7.5.染色体结构与转录水平的调控 370
第9章 细胞社会学——细胞间及细胞与胞外基质间相互作用 374
9.1.细胞的社会性 374
9.2.细胞之间的相互作用 375
9.2.1.细胞识别与细胞粘合 375
9.2.2.细胞连接 382
9.3.1.细胞外基质概述 389
9.3.细胞与细胞外基质的相互作用 389
9.3.2.细胞外基质的组成成分 390
9.3.3.基膜 402
9.3.4.细胞外基质的生物学作用 403
9.3.5.细胞外基质的受体 405
第10章 细胞的信号系统 409
10.1.细胞间通讯 409
10.2.细胞的化学信号分子 409
10.3.信号分子的受体 412
10.4.通过细胞内受体介导信号的机制 412
10.5.通过细胞表面受体转导信号的通路 413
10.6.cAMP信号通路 413
10.6.1.Rs和Ri 414
10.6.2.Gs和Gi 415
10.6.3.腺苷酸环化酶 418
10.7.磷脂酰肌醇信号通路 421
10.8.具有酪氨酸蛋白激酶活性的受体信号通路(Ras蛋白信号通路) 426
10.9.丝/苏氨酸蛋白激酶受体 431
10.10.酪氨酸蛋白磷酸酶受体 432
10.11.鸟苷酸环化酶受体 432
10.12.与酪氨酸蛋白激酶连接的非酪氨酸蛋白激酶受体 432
10.13.细胞因子超家族受体 433
10.14.靶细胞的适应 433
11.1.1.细胞周期研究简史 436
11.1.细胞周期概述 436
第11章 细胞增殖及其调控 436
11.1.2.细胞周期时间 437
11.1.3.周期细胞，终端分化细胞，G0期细胞 437
11.1.4.测定细胞周期及各时相时间的方法 437
11.1.5.细胞同步化 439
11.2.细胞周期时相及其主要事件 442
11.2.1.细胞周期检验点(cell cyle checkpoint) 442
11.2.2.G1期 443
11.2.3.S期 446
11.2.4.G2期 456
11.3.有丝分裂及其调控 456
11.3.1.有丝分裂过程 457
11.3.2.有丝分裂的原始类型 466
11.3.3.有丝分裂的变异 467
11.3.4.有丝分裂的分子机理 467
11.4.减数分裂 477
11.4.1.减数分裂前间期 477
11.4.2.减数分裂过程 478
11.4.3.减数分裂的时间和部位 482
11.4.4.同源染色体的联会 483
11.5.早期胚胎细胞周期的特点 488
11.5.1.胚胎细胞周期 488
11.5.2.孕酮诱导蛙卵母细胞进入减数分裂并成为末受精卵 489
11.6.细胞增殖调控 491
11.5.3.胞质转移实验显示诱导减数分裂成熟促进因子(MPF) 491
11.5.4.受精卵中MPF的激活需要蛋白质合成诱导有丝分裂 491
11.6.1.生长因子与生长因子受体 492
11.6.2.癌基因(oncogen)、抑癌基因(tumorsuppressorgene,antioncogene)与细胞增殖 501
11.6.3.信号系统与细胞增殖调控 511
11.7.编程性细胞死亡 517
11.7.1.细胞凋亡与坏死的区别 517
11.7.2.检测细胞凋亡的方法 517
11.7.3.细胞凋亡的生物学意义 519
11.7.4.细胞凋亡的调控 520
12.1.1.受精过程 527
12.1.受精 527
第12章 细胞分化 527
12.1.2.卵细胞单精子受精的保证 529
12.1.3.受精过程中卵细胞离子流的变化及其影响 530
12.2.卵裂 531
12.2.1.卵裂期是快速的细胞或核分裂的时期 531
12.2.2.胚胎的极性 532
12.2.3.囊胚的形成 533
12.2.4.细胞间的偶联 534
12.2.5.鸟类和哺乳类卵裂期的特征 534
12.3.原肠胚期 536
12.3.1.原肠胚的形成 536
12.3.2.器官原基在三胚层中的分布 539
12.4.早期胚胎发生时的分子事件 541
12.5.细胞决定 544
12.5.1.胚胎细胞分化的潜能与决定 545
12.5.2.卵细胞质在早期胚胎细胞决定中的重要性 545
12.5.3.细胞决定的稳定性和遗传性 549
12.5.4.转决定 549
12.6.胚胎细胞分化 550
12.6.1.核质相互作用 550
12.6.2.胚胎诱导对细胞分化的作用 551
12.6.3.位置信息在胚胎细胞分化中的意义 558
12.6.4.细胞粘着在胚胎发育中的作用 558
12.6.5.激素对细胞分化的调节 563
12.7.成体结构形成的基因分析 565
12.7.1.在时间上的调控 565
12.7.2.在空间上的调节 566
12.8.动物组织的维持 578
12.8.1.干细胞增殖与分化 578
12.8.2.编程性细胞死亡在胚胎发育及组织维持中的作用 580
12.9.细胞分化的分子学机制 583
12.9.1.细胞分化与基因组变化 584
12.9.2.细胞分化与特异性蛋白基因表达的调节 586
12.9.3.细胞分化中基因在转录水平上调节的机制 599
13.1.免疫系统的组织结构 604
第13章 免疫细胞 604
13.2.免疫细胞膜表面分子 605
13.2.1.免疫细胞膜表面抗原分子 606
13.2.2.免疫细胞表面受体分子 614
13.3.免疫细胞(一)：T淋巴细胞 620
13.3.1.T淋巴细胞膜主要表面分子 620
13.3.2.T细胞亚群的分类及功能 622
13.4.免疫细胞(二)：B淋巴细胞 625
13.4.1.B淋巴细胞膜主要表面分子 625
13.4.2.B淋巴细胞亚类 626
13.5.免疫细胞(三)：第三群淋巴细胞 627
13.5.1.天然杀伤细胞(NK) 627
13.6.1.单核吞噬细胞系的概念及特性 628
13.6.免疫细胞(四)：单核吞噬细胞系 628
13.5.2.淋巴因子活化的杀伤细胞(LAK) 628
13.5.3.肿瘤浸润淋巴细胞(TIL) 628
13.6.2.单核吞噬细胞的发育与分布 629
13.6.3.单核吞噬细胞系细胞膜表面分子 630
13.6.4.巨噬细胞的活化 631
13.6.5.单核吞噬细胞系的功能 632
13.7.免疫细胞的发育 636
13.7.1.造血干细胞的发育 636
13.7.2.T淋巴细胞的发育 639
13.7.3.B淋巴细胞的发育 642
13.7.4.淋巴细胞再循环(lymphocyte recriculation) 646
14.1.神经元 649
第14章 神经元和神经胶质细胞 649
14.1.1.神经元的结构、功能和分类 650
14.1.2.细胞体——细胞代谢的中心 652
14.1.3.树突——接受信号的传入 654
14.1.4.轴突——信号的传导和物质的运输 655
14.1.5.电压门控离子通道和动作电位 656
14.1.6.突触——信号传递 659
14.1.7.神经元的整合作用 663
14.2.神经生物学中的神经细胞和神经组织培养 664
14.2.1.神经元的发育 665
14.2.3.神经细胞和胶质细胞的特异性标记 667
14.2.2.神经细胞的内吞现象 667
14.2.4.突触的形成 668
14.2.5.髓鞘的形成 668
14.2.6.生物电活动 668
14.3.神经胶质细胞 669
14.3.1.胶质细胞的特征 669
14.3.2.髓鞘形成——加速传导 671
14.3.3.神经胶质细胞与神经元的相互作用 671
第15章 植物细胞 675
15.1.植物细胞壁 675
15.1.1.细胞壁的成分和结构 676
15.1.3.特殊类型细胞的细胞壁的次生修饰 678
15.1.2.细胞壁的形成 678
15.1.4.细胞壁的构建受微管骨架的引导 679
15.2.植物液泡 680
15.2.1.液泡的发生和它的溶酶体性质 680
15.2.2.液泡的内含物和它的功能 681
15.2.3.液泡膜的结构和它的运输作用 683
15.3.非绿色质体 685
15.3.1.造淀粉体 685
15.3.2.有色体 687
15.3.3.白色体(黄化体) 688
15.3.4.变形质体(amoeboid plastids) 688
15.4.1.胞间连丝的形成及其结构 689
15.4.植物细胞间的通道与运输 689
15.3.5.筛管分子的质体 689
15.4.2.胞间连丝的次生形成及动态变化 690
15.4.3.胞间连丝通道对物质分子大小的限度 692
15.4.4.植物的物质运输与胞间连丝 692
15.5.植物生长与发育的细胞基础 693
15.5.1.新器官的产生依赖于各细胞共同协调的分裂、生长和分化 693
15.5.2.微管细胞骨架决定细胞的分裂面 694
15.5.3.极性生长决定于质膜离子通道的不对称性分布和周质微管骨架重建的分布与方向 696
15.5.4.细胞内激素的动态平衡调控植物的生长与发育 696
15.6.1.细胞生理功能对逆境的反应与适应 698
15.6.2.细胞膜系统对逆境胁迫的反应 698
15.6.植物细胞对逆境的反应与适应 698
15.6.3.膜结构稳定性的提高是植物对逆境适应和增强抗性的关键因素 699
15.6.4.细胞内物质代谢对逆境的适应性反应 700
15.6.5.抗逆性基因的表达与调控 701
15.7.植物细胞培养 703
15.7.1.植物细胞全能性的揭示 703
15.7.2.细胞培养是研究植物发育的有效途径 703
15.7.3.植物原生质体的培养与基因工程 704
15.7.4.植物细胞培养与应用研究 704
中文索引 706
英文索引 719
英汉名词对照 722