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1 细胞概述1

1.1 细胞的发现及细胞学说的创立1

1.1.1 细胞的发现1

1.1.2 细胞学说的创立2

1.1.3 细胞学理论对细胞学发展的推动作用2

1.1.4 细胞生物学发展简史3

1.2 细胞的共性4

1.2.1 细胞结构的共性4

1.2.3 细胞的形态5

1.2.2 细胞功能的共性5

1.2.4 细胞的大小及体积的恒定………………………………………………………（6 ）6

1.2.5 细胞及细胞器的计量单位7

1.3 细胞的分子基础8

1.3.1 细胞中的水8

1.3.2 无机盐9

1.3.3 有机小分子9

1.3.4 生物分子及其功能12

1.3.5 细胞结构体系的组装14

1.4 细胞的类型和结构体系15

1.4.1 原核细胞15

1.4.2 真核细胞的两种主要类型：动物细胞和植物细胞17

1.4.3 真核细胞的结构体系19

1.4.4 真核细胞与原核细胞的比较19

1.5 病毒——非细胞的生命体20

1.5.1 病毒是比细胞更小的生命体20

1.5.2 病毒只能在细胞中增殖21

1.5.3 冠状病毒与SARS21

1.6 细胞生命的进化23

1.6.1 细胞生命的起源23

1.6.2 真核细胞的起源24

1.6.3 从单细胞向多细胞进化25

1.7 我国细胞生物学的发展战略26

1.7.1 细胞生物学的主要研究内容和发展方向26

1.7.2 我国细胞生物学发展战略27

提要28

2 细胞生物学研究方法29

2.1 显微成像技术29

2.1.1 光学和电子显微镜成像原理30

2.1.2 常用的光学显微镜34

2.1.3 光学显微镜的样品制备37

2.1.4 电子显微镜39

2.1.5 电子显微镜的样品制备42

2.1.6 间接成像技术44

2.2 细胞化学技术47

2.2.1 酶细胞化学技术47

2.2.2 免疫细胞化学技术48

2.2.3 其他细胞化学技术48

2.3 细胞分选技术……………………………………………………………………（49 ）49

2.3.1 流式细胞仪的基本结构………………………………………………………（49 ）2.3.2 细胞分选49

2.3.3 染色体分选50

2.4.1 细胞培养51

2.4 细胞工程技术51

2.4.2 细胞融合与单克隆抗体技术54

2.4.3 动物细胞核移植克隆技术56

2.5 分离技术57

2.5.1 离心分离技术57

2.5.2 层析分离技术59

2.6 分子生物学方法61

2.6.1 基因工程技术61

2.6.2 基因作图与人类基因组计划62

2.6.3 PCR技术63

2.6.4 选择性基因剔除与转基因鼠64

2.6.5 乳腺生物反应器技术67

提要69

3 细胞质膜与跨膜运输70

3.1 概述70

3.1.1 细胞的膜结构70

3.1.2 细胞膜的功能70

3.2 红细胞膜结构72

3.2.1 红细胞的生物学72

3.2.2 红细胞膜结构的研究73

3.2.3 红细胞质膜75

3.3 膜的化学组成77

3.3.1 膜脂78

3.3.2 膜糖82

3.3.3 膜蛋白85

3.4 膜的分子结构及特点89

3.4.1 结构模型89

3.4.2 膜不对称性93

3.4.3 膜的流动性96

3.5 物质的跨膜运输102

3.5.1 质膜物质运输概述102

3.5.2 被动运输106

3.5.3 主动运输113

3.5.4 主动与被动运输、动物与植物主动运输的比较122

提要123

4 细胞环境与互作124

4.1 细胞表面124

4.1.1 细胞被124

4.1.2 植物的细胞外结构：细胞壁126

4.1.3 细菌的细胞细胞壁130

4.2 细胞外基质132

4.2.1 细胞外基质的基本组成和功能132

4.2.2 蛋白聚糖与透明质酸134

4.2.3 胶原和弹性蛋白136

4.2.4 细胞外基质中的黏着蛋白142

4.2.5 细胞外基质与细胞的相互关系144

4.3 细胞识别与黏着148

4.3.1 细胞识别及识别反应149

4.3.2 细胞黏着的机制152

4.4 细胞连接156

4.4.1 细胞连接的概念和类型156

4.4.2 紧密连接157

4.4.3 斑块连接158

4.4.4 通讯连接163

提要166

5.1 细胞通讯的基本特点167

5 细胞通讯167

5.1.1 细胞通讯的方式168

5.1.2 信号分子及信号传导169

5.1.3 受体与信号的接收172

5.1.4 受体与配体相互作用及研究方法179

5.1.5 信号转导与第二信使182

5.2 G蛋白偶联受体及信号转导186

5.2.1 G蛋白的结构与功能186

5.2.2 PKA系统的信号转导机制188

5.2.3 PKC系统的信号转导机制197

5.3.1 鸟苷酸环化酶受体与第二信使cGMP208

5.3 酶联受体信号转导208

5.3.2 受体酪氨酸激酶／Ras途径210

5.4 其他信号转导途径218

5.4.1 NO的细胞信使作用219

5.4.2 整联蛋白介导的信号转导220

5.5 信号的整合与终止222

5.5.1 信号的趋同、趋异与窜扰222

5.5.2 信号终止225

提要227

6.1.1 核糖体的类型和化学组成229

6 核糖体与核酶229

6.1 核糖体的形态结构229

6.1.2 核糖体蛋白质与rRNA231

6.1.3 细菌核糖体的结构模型232

6.2 核糖体的生物发生………………………………………………………………（233）233

6.2.1 核糖体rRNA基因的转录与加工………………………………………………（233）234

6.2.2 核糖体的装配237

6.3 核糖体的功能——蛋白质的合成239

6.3.1 核糖体的功能位点239

6.3.2 蛋白质合成的基本过程240

6.3.3 多聚核糖体245

6.3.4 蛋白质合成抑制剂246

6.3.5 细胞中蛋白质的寿命与降解248

6.4 反义RNA与核酶250

6.4.1 小分子RNA与反义RNA250

6.4.2 核酶253

6.4.3 内含子的切除：核酶的作用机制255

6.4.4 RNA编辑258

提要260

7 线粒体与过氧化物酶体261

7.1 线粒体的形态结构261

7.1.2 线粒体的形态与分布262

7.1.1 线粒体的发现与功能研究262

7.2.1 线粒体的结构264

7.2.2 线粒体膜的通透性264

7.2 线粒体的结构与化学组成264

7.2.3 线粒体各部分的化学组成和特性265

7.2.4 线粒体内膜的主动运输系统267

7.3 导向信号与线粒体蛋白定位269

7.3.1 蛋白质寻靶与分选269

7.3.2 线粒体蛋白转运271

7.3.3 线粒体蛋白转运的实验研究274

7.4.1 真核细胞中的氧化作用276

7.4 线粒体的功能——氧化磷酸化作用276

7.4.2 呼吸链与电子传递281

7.4.3 氧化磷酸化：ATP形成机制288

7.5 线粒体的遗传、增殖和起源294

7.5.1 线粒体遗传294

7.5.2 线粒体的增殖与起源297

7.6 过氧化物酶体299

7.6.1 过氧化物酶体的发现及所含酶类300

7.6.2 过氧化物酶体的功能301

7.6.3 过氧化物酶体的生物发生302

提要303

8 叶绿体与光合作用304

8.1 叶绿体的来源与分布304

8.1.1 叶绿体与质体304

8.1.2 叶绿体的形态大小、数量和分布306

8.2 叶绿体的结构与化学组成306

8.2.1 叶绿体被膜的结构及特性307

8.2.2 类囊体309

8.2.3 叶绿体蛋白的定位311

8.2.4 叶绿体组分的分离312

8.3.1 光合作用概述314

8.3 光合作用的光反应314

8.3.2 光吸收315

8.3.3 电子传递319

8.3.4 光合磷酸化325

8.4 光合作用的暗反应328

8.4.1 C3途径：卡尔文循环328

8.4.2 光呼吸和C4植物330

8.5 叶绿体遗传333

8.5.1 叶绿体遗传333

8.5.3 叶绿体与线粒体结构与功能的比较335

8.5.2 叶绿体的发生和起源335

提要337

9 内膜系统与蛋白质分选和膜运输339

9.1 细胞质膜系统及其研究方法339

9.1.1 膜结合细胞器与内膜系统339

9.1.2 内膜系统与蛋白质分选343

9.1.3 内膜系统的研究方法347

9.2 内质网348

9.2.1 形态结构和化学组成349

9.2.2 光面内质网的功能351

9.2.3 糙面内质网的功能——蛋白质转运355

9.3 高尔基体365

9.3.1 高尔基体的形态结构和极性366

9.3.2 高尔基体的功能368

9.4 溶酶体373

9.4.1 溶酶体的形态结构373

9.4.2 溶酶体的发现与溶酶体的酶类374

9.4.3 溶酶体的类型377

9.4.4 溶酶体的功能377

9.4.5 溶酶体的生物发生380

9.5.1 细胞分泌387

9.5 细胞的分泌与内吞作用387

9.5.2 吞噬作用与内吞作用391

9.6 小泡运输的分子机制397

9.6.1 运输小泡的类型和分选信号398

9.6.2 披网格蛋白小泡形成的机制400

9.6.3 COP被膜小泡形成的机制402

9.6.4 小泡的定向运输、停靠和融合机制404

9.6.5 膜的生物发生407

提要409

10.1 细胞骨架的组成和功能411

10 细胞骨架与细胞运动411

10.1.1 细胞骨架的组成和分布412

10.1.2 细胞骨架的功能412

10.1.3 细胞骨架的研究方法413

10.2 微管415

10.2.1 微管的结构和类型415

10.2.2 微管装配的动力学416

10.2.3 微管结合蛋白423

10.2.4 分子发动机425

10.2.5 微管的功能427

10.3.1 微丝的形态和组成432

10.3 微丝432

10.3.2 微丝装配的动力学434

10.3.3 微丝结合蛋白437

10.3.4 肌细胞：特化的肌收缩功能443

10.3.5 肌动蛋白和肌球蛋白在非肌细胞中的作用449

10.4 中间纤维454

10.4.1 中间纤维的结构与类型454

10.4.2 中间纤维的组装及去组装456

10.4.3 中间纤维的功能457

10.4.4 三种细胞骨架的比较459

提要460

11 细胞核与染色体461

11.1 核被膜462

11.1.1 核被膜的结构462

11.1.2 核孔复合物463

11.1.3 核被膜的功能463

11.2 核孔复合体的运输作用464

11.2.1 核孔运输的一般特点464

11.2.2 核孔运输的信号引导465

11.2.3 核蛋白、核定位信号、输入蛋白、输出蛋白466

11.2.4 核运输系统467

11.3.1 分子伴侣的发现及种类471

11.3 分子伴侣471

11.3.2 分子伴侣的功能和作用机制474

11.4 染色质477

11.4.1 染色质DNA477

11.4.2 组蛋白481

11.4.3 非组蛋白483

11.4.4 异染色质和常染色质486

11.4.5 染色质的基本结构——核小体488

11.5 染色体492

11.5.1 染色体的包装492

11.5.2 中期染色体结构495

11.5.3 核型与染色体分带497

11.5.4 巨型染色体499

11.6 核仁501

11.6.1 核仁的结构与核仁周期501

11.6.2 核仁的功能502

11.7 核基质503

11.7.1 核基质的化学组成503

11.7.2 核基质的功能504

提要507

12.1.1 细胞周期时相及类型508

12.1 细胞周期508

12 细胞周期与细胞分裂508

12.1.2 细胞周期各时相的合成活动510

12.1.3 细胞周期中细胞形态结构的变化511

12.1.4 细胞周期的研究方法512

12.2 细胞周期调控513

12.2.1 细胞周期调控概述513

12.2.2 蛋白激酶在细胞周期调控中的作用514

12.2.3 裂殖酵母的细胞周期调控521

12.2.4 芽殖酵母的细胞周期调控523

12.2.5 哺乳动物细胞周期的控制525

12.2.6 细胞周期的关卡527

12.2.7 MPF的作用机制529

12.3 有丝分裂531

12.3.1 有丝分裂过程531

12.3.2 有丝分裂的机制534

12.4 减数分裂538

12.4.1 减数分裂的一般特点539

12.4.2 减数分裂的主要类型539

12.4.3 第一次减数分裂540

12.4.4 第二次减数分裂543

12.4.5 减数分裂过程中的遗传重组及其机制544

12.4.6 减数分裂的生物学意义547

提要549

13 胚胎发育与细胞分化550

13.1 配子发生与受精作用551

13.1.1 配子发生551

13.1.2 受精作用555

13.2 胚胎形成与分化559

13.2.1 胚胎形成559

13.2.2 细胞分化、细胞决定与形态发生561

13.2.4 细胞分化中的核质关系565

13.2.3 影响分化和形态发生的其他因素565

13.2.5 转决定、脱分化与再生566

13.3 细胞分化的分子基础568

13.3.1 分化细胞的基因表达568

13.3.2 真核生物基因表达的调控569

13.3.3 果蝇发育的调控578

13.4 干细胞585

13.4.1 干细胞分类和特点585

13.4.2 胚胎干细胞586

13.4.3 成体干细胞588

提要589

14 细胞衰老、死亡与癌变591

14.1 细胞衰老591

14.1.1 衰老的概念591

14.1.2 细胞的寿限592

14.1.3 细胞衰老的特征594

14.1.4 细胞衰老的理论595

14.2 细胞死亡600

14.2.1 多细胞有机体中细胞数量和质量的控制600

14.2.2 程序性细胞死亡及其特性602

14.2.3 程序性细胞死亡的机理605

14.2.4 程序性细胞死亡的生物学意义610

14.3 癌细胞611

14.3.1 癌生物学611

14.3.2 癌的起因：物理和化学致癌物614

14.3.3 肿瘤发生遗传学616

提要625

参考文献627

缩写表631

中文索引637

英文索引647

后记662