第一篇 人体细胞的基本结构与功能 3
第一章 绪论 3
第一节 细胞生物学发展史中的重大事件 3
一、细胞的发现 3
目录 3
二、细胞学说的确立 5
三、细胞生物学学科的形成 7
第二节 当代细胞生物学的发展趋势 9
一、细胞是生命科学研究的平台 9
二、细胞生物学研究的数字化 10
三、细胞生物学研究的系统化 11
五、细胞生物学研究的人文社会化 13
第三节 历年与细胞研究有关的诺贝尔奖 13
四、细胞生物学研究的应用化 13
第二章 真核细胞的基本结构 16
第一节 细胞膜和细胞表面 16
一、细胞膜的化学组成 16
二、细胞膜的分子结构 18
三、细胞膜的特性 21
四、细胞表面 24
第二节 膜性细胞器 27
一、内质网 27
二、高尔基复合体 28
三、溶酶体 29
四、过氧化物酶体 31
第三节 线粒体 32
一、线粒体的结构 32
第四节 核糖体 34
一、核糖体的形态、大小 34
二、线粒体的化学组成 34
三、线粒体基因组 34
二、核糖体的化学组成 35
三、核糖体的结构 35
第五节 细胞骨架 36
一、微管 37
二、微丝 40
三、中间丝 41
第六节 细胞核 41
一、核膜 42
二、染色质与染色体 43
三、核仁 46
四、核基质 47
第一节 细胞的遗传 49
一、DNA复制 49
第三章 细胞的基本生命活动 49
二、有丝分裂 50
三、减数分裂和生殖细胞的发生 51
四、基因变异和突变 53
第二节 物质的跨细胞膜转运 53
一、离子和小分子的跨膜运输 53
二、大分子和颗粒的膜泡运输 58
第四节 细胞的信号转导 60
第三节 细胞内蛋白质的分选与转运 60
一、受体 61
二、G蛋白 61
三、第二信使与蛋白激酶 61
第五节 细胞的能量转换 63
一、细胞能量的获得与转换 63
二、细胞内能量的转移 63
三、细胞能量转换的机制 64
一、细胞运动的形式 65
第六节 细胞的运动 65
二、细胞运动的机制 66
第七节 遗传信息的流动 70
一、基因的结构与遗传密码 70
二、转录与转录后加工 72
三、翻译 74
第八节 细胞的增殖 76
一、细胞增殖的方式 76
二、细胞增殖周期 76
三、细胞增殖的调控因素 78
四、再生 79
第九节 细胞的分化 79
一、细胞的衰老 80
二、细胞的死亡 80
第十节 细胞衰老与死亡 80
第四章 细胞与医学 81
第一节 细胞研究是医学研究的基础 81
一、生殖细胞生物学 81
二、神经细胞生物学 81
三、细胞的信号转导 82
四、细胞分化 83
五、细胞衰老 83
六、细胞死亡 83
七、细胞工程 83
第二节 医学在细胞水平的研究 84
一、疾病的发病机制 84
二、疾病的诊断 85
三、疾病的治疗 86
第五章 细胞的信号转导 91
第一节 胞外信号 91
第二篇 医学细胞生物学专论 91
第二节 受体 92
一、受体的基本概念 92
二、膜受体与胞内受体 93
第三节 G蛋白 97
一、G蛋白的组成和类型 98
二、G蛋白亚单位的聚合和解聚 99
第四节 G蛋白耦联受体介导的下游信号体系 100
一、G蛋白耦联受体与腺苷酸环化酶 100
二、G蛋白耦联受体与离子通道 102
三、G蛋白耦联受体与蛋白激酶C 104
四、G蛋白耦联受体与基因转录 107
三、细胞物质代谢的调节 110
二、增殖细胞新生蛋白质的合成 110
一、引起细胞的运动 110
第五节 信号转导引起的细胞生物学效应 110
四、决定细胞分化的方向 111
五、激发细胞凋亡 111
第六节 信号转导途径的共同特点 112
一、蛋白质的磷酸化和去磷酸化 112
二、信号转导过程中的级联式反应 112
三、信号转导途径的通用性与特异性 113
四、胞内信号转导途径的相互交叉 113
第七节 细胞信号转导联盟及其任务 113
第八节 信号转导与医学 114
一、受体的缺陷 114
二、G蛋白功能异常 115
三、蛋白激酶功能异常 115
四、多个环节细胞信号转导异常 115
第一节 线粒体的基本特征 116
第六章 线粒体与细胞的能量转换 116
一、线粒体的基本结构 117
二、线粒体的遗传体系 118
三、核编码蛋白质的线粒体转运 122
四、线粒体的起源与发生 126
第二节 线粒体与细胞死亡 127
一、线粒体控制细胞死亡的证据 127
二、与细胞死亡有关的线粒体机制 128
三、线粒体控制细胞死亡的假说 130
第三节 细胞呼吸与能量转换 131
一、细胞呼吸 131
二、ATP：细胞能量的转换分子 131
第四节 细胞的能量转换 131
一、葡萄糖在细胞质中进行糖酵解 132
二、三羧酸循环在线粒体基质中实现 133
三、氧化磷酸化耦联是能量转换的关键 134
四、电化学梯度所包含的能量转换成ATP的化学能 137
第五节 线粒体与医学 138
一、疾病过程中的线粒体变化 139
二、mtDNA突变导致疾病 139
三、主要的线粒体基因病 142
第七章 细胞内蛋白质的转运 147
第一节 蛋白质转运概述 147
一、细胞内蛋白质运输的途径 147
二、细胞内蛋白质运输的方式 148
三、蛋白质的分选信号 148
四、分子伴侣 148
第二节 蛋白质分拣与转运的信号假说 149
一、信号假说的提出 149
二、信号假说 150
一、蛋白质的折叠 151
三、穿膜信号 151
第三节 分子伴侣 151
二、分子伴侣 152
第四节 蛋白质的门控转运 156
一、参与门控转运的蛋白质 157
二、核定位信号 157
三、门控转运的机制 157
第五节 跨膜转运 158
一、穿过线粒体膜的转运 158
二、穿过ER膜的转运 158
第六节 膜泡转运 160
一、从ER到GC的膜泡转运 160
二、膜泡转运的其他形式 162
第一节 中间丝蛋白和中间丝结合蛋白 163
一、中间丝蛋白的基本结构 163
第八章 中间丝的结构、功能与角蛋白疾病 163
二、几种类型的中间丝蛋白 164
三、中间丝结合蛋白 166
第二节 中间丝蛋白或中间丝的分类 166
一、中间丝蛋白的分类 166
二、中间丝的分子结构和组装 166
第三节 角蛋白 168
一、角蛋白的特点 168
二、角蛋白突变导致的疾病 169
第四节 表皮松解性掌跖角化症 170
一、掌跖角化症和表皮松解性掌跖角化症 170
二、角蛋白K9基因（KRT9）的定位、克隆及突变的鉴定 171
三、KRT9基因型与EPPK表型的关联 172
四、EPPK与DNEPPK及Unna-Thost病的关系 173
一、干细胞的定义 175
第九章 干细胞生物学 175
第一节 干细胞及其生物特性 175
二、干细胞的增殖特征 176
三、干细胞的分化 176
四、干细胞增殖与分化的微环境 177
五、干细胞的用途和应用前景 183
第二节 胚胎干细胞 185
一、人ES细胞系的建立 186
二、ES细胞的来源 186
三、ES细胞系的开发和利用 187
第三节 成体干细胞 188
一、HSC 188
二、间充质干细胞 189
三、神经干细胞 189
四、表皮干细胞 190
五、肝干细胞 191
第十章 细胞周期的调控 192
第一节 常用的细胞周期调控研究体系 192
一、酵母 192
二、蛙卵 193
三、海胆卵 193
四、哺乳动物体外培养细胞 193
第二节 细胞周期调控的关键因子 193
一、M期促进因子的发现 193
二、周期蛋白 194
三、周期蛋白依赖性激酶 194
第三节 细胞周期的调控 196
一、周期蛋白与Cdk的作用 196
二、磷酸化对Cdk活性的调节 197
第四节 细胞周期运转的调控 198
三、Cdk抑制蛋白对Cdk活性的调节 198
一、细胞从G1期进入S期的调控 199
二、细胞在S期的调控 200
三、细胞进入M期的调控 200
第五节 细胞周期的其他调控因素 201
一、生长因子与生长因子受体 201
二、抑制因子 202
三、癌基因和抑癌基因 202
四、细胞内信号 203
第十一章 细胞分化 204
第一节 细胞分化的基本概念 204
一、个体发育的一般过程与细胞全能性 204
二、细胞决定与分化 206
三、细胞转分化与再生 207
一、细胞分化是基因选择性表达的结果 208
第二节 细胞分化的分子基础 208
二、组织特异性基因与管家基因 209
三、细胞分化基因表达的调控 209
第三节 影响细胞分化的因素 215
一、细胞核和细胞质的相互作用对分化的影响 215
二、细胞间相互作用对细胞分化的影响 216
三、位置信息对细胞分化的影响 217
四、激素对细胞分化的影响 219
第四节 细胞分化与癌细胞 219
第十二章 细胞衰老与死亡 221
第一节 细胞衰老 221
一、细胞衰老的特征 221
二、细胞衰老的学说 222
一、细胞凋亡的基本概念 224
第二节 细胞死亡 224
二、细胞凋亡的分子机制 225
第三节 细胞凋亡的检测技术 228
一、细胞凋亡的形态学检测 228
二、Annexin V法 229
三、线粒体膜势能的检测 229
四、DNA梯形电泳图谱检测 229
五、TUNEL法 230
六、caspase-3活性的检测 230
第十三章 细胞与组织工程 232
第一节 细胞工程 232
一、细胞培养 232
二、细胞融合 234
三、细胞核移植 235
四、基因转移 236
第二节 组织工程 237
五、细胞工程的应用 237
一、种子细胞 238
二、基质 239
三、组织、器官构建 240
四、体外重建人体组织的常用培养方式 242
五、组织工程面临的问题及展望 243
第十四章 肿瘤细胞 244
第一节 肿瘤细胞的一般特性 244
一、肿瘤概述 244
二、肿瘤细胞的主要特性 245
第二节 癌基因与抑癌基因 248
一、癌基因、抑癌基因概述 248
二、癌基因活化的机制 260
三、抑癌基因的失活机制 263
四、癌基因与抑癌基因的功能 267
第三节 肿瘤发生、发展的表遗传学机制 275
一、表遗传学概述 276
二、表遗传学修饰机制 276
三、表遗传学修饰与畸胎瘤 283
第四节 肿瘤发生、发展的多阶段性 284
一、肿瘤的发生、发展是一个多阶段多因素过程 284
二、肿瘤侵袭、浸润与转移的细胞分子生物学 286
第十五章 神经胶质细胞 291
第一节 神经胶质细胞的一般特征 291
一、分类、起源与分化 291
二、神经胶质细胞的形态特征 292
三、电生理学特性 296
第二节 神经胶质细胞的功能：传统认识 296
一、支持作用 296
四、屏障作用 297
二、隔离与绝缘作用 297
三、引导发育神经元迁移 297
五、修复与再生作用 298
六、免疫应答 299
七、调节神经元的功能 299
第三节 神经胶质细胞的功能：新的认识 300
一、星形胶质细胞对突触的调节作用 300
二、保证神经元的正常发育和生存 305
三、胶质细胞与神经再生 305
四、胶质细胞与神经系统疾病 306
第十六章 生殖细胞 307
第一节 精子 307
一、精子的发生与调控 307
二、附睾精子成熟与调控 310
三、精子结构 315
四、精子运行与获能 316
第二节 卵子 318
一、卵子发生与调控 318
二、卵子的结构 320
三、透明带 321
四、排卵及卵细胞的运输 324
第三节 受精 325
一、精子-卵子识别 325
二、顶体反应 326
三、精子穿越ZP 329
四、精子膜与卵子膜融合 329
五、卵子活化 330
六、精卵核融合 332
第四节 卵裂及胚泡形成 333
第五节 人类辅助生殖技术 334
一、体外受精与胚胎移植 334
二、单精子胞质内注射 335
三、胚胎着床前遗传学诊断 335
四、精子和卵子的冷冻保存 336
第十七章 肌细胞 338
第一节 骨骼肌细胞 338
一、骨骼肌细胞的结构 338
二、骨骼肌细胞收缩的分子机制及调控 342
三、骨骼肌细胞的能量代谢 345
四、骨骼肌细胞的生长发育 346
五、肌肉疾病 346
第二节 心肌细胞 350
一、心肌细胞的结构 350
三、心肌细胞的电生理及特性 351
二、心肌纤维的分类 351
四、心肌疾病 352
五、心肌组织工程 354
第三节 平滑肌细胞 356
一、平滑肌细胞的结构特点 357
二、平滑肌的收缩机制及调控 357
三、平滑肌疾病 358
第三篇 细胞生物学技术 361
第十八章 细胞形态研究技术 361
第一节 光学显微镜技术 361
一、普通光镜技术 361
二、相差和微分干涉显微镜技术 362
三、荧光显微镜技术 362
四、激光共焦点扫描显微镜技术 363
一、透射电子显微镜 364
第二节 电子显微镜技术 364
二、扫描电子显微镜技术 366
第三节 扫描隧道显微镜 367
第十九章 细胞和细胞器及间质的分离 369
第一节 细胞的分离 369
一、基本原理 369
二、操作方法 369
第二节 亚细胞成分的分离 370
一、细胞核的分离 370
二、膜蛋白的分离 371
三、层粘连蛋白的分离 374
四、弹性蛋白的分离 374
五、胶原蛋白的分离 375
六、线粒体的分离 375
九、细胞及亚细胞组分的分离 376
八、微粒体的分离 376
七、溶酶体的分离 376
十、微粒体酶的制备 378
十一、染色体的分离 378
十二、染色质小分子多肽的提取 379
十三、核酸的分离与纯化 379
十四、线粒体DNA的快速制备 381
第二十章 细胞培养 382
第一节 细胞培养概述 382
一、细胞培养的历史沿革 382
二、细胞培养的基本概念 382
三、体外培养细胞的条件模拟 383
第二节 培养细胞的生物学特性 387
一、体外培养细胞的分型 387
四、体外培养细胞的生长过程 388
二、体外培养细胞与体内细胞的差异 388
三、培养细胞的生长特点 388
第三节 原代培养与传代培养 390
一、原代培养 390
二、细胞传代培养 391
三、培养液的配制 392
第四节 细胞系或细胞株的建立、鉴定、管理 392
一、细胞建系的一般程序 393
二、对已建立细胞系的鉴定、管理 393
第五节 培养细胞的生物学特性检查 394
一、培养细胞的常规观察 394
二、细胞活力测定 395
三、细胞的分裂指数 396
四、集落形成实验 397
六、细胞周期的测定 398
五、细胞生长曲线的绘制 398
第六节 细胞的冻存与复苏 399
一、细胞的冻存 400
二、细胞的复苏 400
第二十一章 核酸杂交技术 402
第一节 核酸探针 403
一、核酸探针的概念 403
二、探针的种类及选择 403
三、探针的标记 403
四、探针的纯化 413
第二节 Southern杂交技术 414
一、Southern杂交的概念 414
二、Southern杂交的一般程序 414
三、Southern杂交的实验步骤 415
四、注意事项 421
三、Northern杂交的实验步骤 422
二、Northern杂交的一般程序 422
第三节 Northern杂交技术 422
一、Northern杂交的概念 422
第四节 斑点杂交和狭线杂交技术 426
一、斑点杂交和狭线杂交的概念 426
二、杂交的一般程序 426
三、杂交的实验步骤 427
第五节 荧光原位杂交 427
一、荧光原位杂交的概念及其发展史 427
二、FISH类型 428
三、FISH的一般程序 430
四、FISH的应用 431
五、FISH实验教学实例 431
二、标记物的选择 434
一、抗体标记的直接法与间接法 434
第一节 概述 434
第二十二章 基于抗体的分子细胞生物学研究方法 434
第二节 免疫组织细胞染色技术 435
一、基本概念 435
二、组织细胞标本的制备 436
三、免疫荧光细胞化学技术 436
四、免疫酶细胞化学技术 439
五、亲合组织化学 441
第三节 免疫沉淀与免疫共沉淀 442
一、基本概念 442
二、抗体的选择 442
三、免疫沉淀方法 443
第四节 染色质免疫沉淀 444
一、基本概念 444
二、方法学 445
二、方法学 447
第五节 免疫印迹 447
一、概述 447
第六节 流式细胞术 449
一、流式细胞仪的细胞分析原理 449
二、流式细胞仪的细胞分离原理 450
三、免疫荧光标记样品的流式细胞分析 450
第七节 抗体芯片 451
一、蛋白质芯片与抗体芯片 451
二、常规抗体芯片制作与检测流程 452
第二十三章 基因及其表达谱研究分析技术 454
第一节 基因研究方法 454
一、PCR技术 454
二、单链构象多态性分析 459
第二节 基因表达谱研究技术 460
一、基因表达的系列分析技术 461
二、差异显示技术 464
三、基因芯片技术 466
第二十四章 模式生物在分子细胞生物学研究中的应用 471
第一节 酵母 471
一、概述 471
二、酵母与细胞周期研究 473
三、酵母双杂交系统 473
四、酵母与基因功能研究 475
五、与酵母研究有关的网站 475
第二节 果蝇 476
一、概述 476
二、模式生物果蝇的应用 476
三、与模式生物果蝇研究有关的网站 477
二、小鼠成为模式生物的历程 478
一、概述 478
第三节 小鼠 478
三、模式生物小鼠的应用 480
四、与模式生物小鼠研究有关的网站 481
第四节 斑马鱼 481
一、概述 481
二、斑马鱼成为模式生物的历史 481
三、模式生物斑马鱼的应用 482
四、与斑马鱼研究有关的网站 483
第五节 模式生物研究的现状与趋势 484
一、模式生物基因组计划与比较基因组学 484
二、模式生物研究的趋势 485
参考书目 487
参考文献 488
索引 490