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第一章　绪论1

第一节　细胞生物学研究的内容1

一、细胞及细胞生物学1

二、细胞生物学研究的主要任务1

三、细胞生物学的分支学科1

（一）细胞遗传学1

（二）细胞生理学1

目录1

（六）分子细胞学2

二、细胞学说2

第二节　细胞生物学的发展简史2

一、细胞的发现2

（五）细胞形态学2

（四）细胞社会学2

（三）细胞化学2

三、细胞学3

四、多学科渗透与细胞生物学3

五、细胞超微结构与分子生物学3

第三节　细胞生物学与医学科学4

第四节　细胞生物学研究动态与医学的进展5

一、细胞通讯和细胞信号转导5

二、细胞增殖与细胞周期的调控5

三、细胞的生长和分化6

四、细胞的衰老和死亡6

五、干细胞及其应用6

六、细胞工程7

一、显微镜与分辨率8

第二章　细胞生物学技术8

第一节　显微镜技术8

二、光学显微镜技术10

（一）普通光学显微镜技术10

（二）荧光显微镜技术10

（三）相差显微镜技术11

（四）激光扫描共焦显微镜技术11

三、电子显微镜技术12

（一）电子显微镜的种类12

（二）电镜的样品制备技术14

四、扫描探针显微术17

（一）扫描探针显微镜17

第二节　细胞化学技术18

（二）扫描探针显微镜的应用18

一、酶细胞化学技术19

二、免疫细胞化学技术20

（一）免疫细胞化学技术的基本原理20

（二）直接法和间接法20

（三）免疫细胞化学方法21

三、放射自显影技术21

第三节　细胞及其组分的分离纯化和分析22

一、流式细胞技术22

（一）流式细胞仪的构成和工作原理22

（二）样品的制备及应用23

二、细胞分级分离24

第四节　细胞培养技术25

（三）等密度离心法25

一、体外细胞培养技术25

（二）速度区带离心法25

（一）差速离心法25

二、胚胎干细胞培养技术26

三、细胞融合技术27

（一）细胞融合27

（二）单克隆抗体技术27

第五节　细胞分子生物学研究方法28

一、原位分子杂交技术28

二、聚合酶链反应技术29

三、反义技术30

四、基因转移技术30

五、基因的敲除与敲进30

一、核酸31

第一节　细胞的化学与分子组成31

第三章　细胞的分子基础和基本概念31

（一）核酸的化学组成32

（二）DNA的结构和功能35

（三）RNA的结构和功能36

（四）核酶39

二、蛋白质39

（一）蛋白质的化学组成39

（二）蛋白质的分子结构40

（三）蛋白质折叠的分子机制41

（四）蛋白质的结构与功能的关系41

（五）酶42

三、糖类42

（一）糖的化学组成、结构与分类42

（一）多核苷酸的形成43

一、从分子到细胞43

（二）复合糖在细胞中的分布与功能43

第二节　细胞的形成与进化43

（二）多肽的合成44

（三）原始细胞的形成44

二、从原核细胞到真核细胞44

三、从单细胞到多细胞45

第三节　原核细胞与真核细胞46

一、原核细胞46

（一）支原体46

（二）细菌46

二、真核细胞47

（一）真核细胞的基本结构47

（二）真核细胞的形态与大小49

三、原核细胞与真核细胞的比较49

一、生物膜的化学组成51

第四章　细胞膜及物质的跨膜运输51

第一节　生物膜的化学组成和分子结构51

（一）膜脂52

（二）膜蛋白53

（三）膜糖类54

二、生物膜的特性54

（一）生物膜的流动性54

（二）生物膜的不对称性57

三、生物膜的分子结构模型57

（一）夹层学说57

（二）单位膜模型58

（三）流动镶嵌模型58

（四）晶格镶嵌模型58

（五）板块模型58

二、膜蛋白介导的跨膜运输59

第二节　小分子物质的跨膜运输59

一、膜的选择性通透和单纯扩散59

（一）载体蛋白介导的运输60

（二）通道蛋白介导的运输63

第三节　大分子和颗粒物质的跨膜运输64

一、内吞作用64

（一）吞噬作用64

（二）吞饮作用64

（三）受体介导的内吞作用65

二、外吐作用67

三、质膜的循环68

一、细胞侧面的特化结构69

（一）紧密连接69

第四节　质膜的特化结构和功能69

四、质膜的运动69

（二）桥粒70

（三）缝隙连接72

二、细胞游离面的特化结构74

第五章　细胞核与遗传信息的流向75

第一节　核被膜75

一、外核膜76

二、内核膜76

三、核间隙76

四、核孔76

五、核纤层78

第二节　染色质和染色体78

一、染色质的化学组成及种类78

（一）染色质的化学组成78

二、染色质的包装80

（二）染色质的种类80

（二）染色质的二级结构——螺线管81

（三）染色质的三级结构——超螺线管81

（一）染色质的一级结构——核小体81

（四）染色质的四级结构——染色单体82

三、染色体84

（一）染色体的形态特征84

（二）基因组与核型85

第三节　核基质85

（一）核基质与DNA的复制86

（二）核基质与基因表达调控86

（三）核基质与染色体的构建86

二、核基质的功能86

一、核基质的形态结构和化学组成86

第四节　核仁87

一、核仁的形态结构和化学组成87

（一）纤维中心87

（二）致密纤维成分88

（三）颗粒成分88

二、核仁的功能88

三、核仁周期89

第五节　基因与基因转录90

一、遗传的中心法则90

二、基因与基因转录90

（一）原核细胞的基因结构90

（二）真核细胞的基因结构91

（三）原核细胞的基因转录93

（四）真核细胞的基因转录95

第六节　遗传信息翻译100

一、遗传密码与mRNA101

二、反密码子与tRNA102

三、反密码子与密码子的相互作用102

四、核糖体与遗传信息的翻译103

第七节　真核细胞基因表达的调控103

一、基因表达的调节途径103

二、转录水平的调节机制104

（一）基因调控的顺式作用元件104

（二）基因调控的反式作用因子104

（三）顺式作用元件与反式作用因子的相互作用104

二、染色体异常与肿瘤106

一、细胞核形态异常与肿瘤106

第八节　细胞核与疾病106

第六章　细胞骨架108

第一节　微丝108

一、微丝的组成108

二、微丝的结构109

三、微丝的组装109

四、微丝组装的动态调节110

五、微丝结合蛋白及其功能110

（一）掺入因子110

（二）聚合因子110

（三）交联蛋白和捆绑蛋白111

（四）成核因子111

六、微丝的功能112

（一）构成细胞的支架，维持细胞的形态112

（五）移动因子112

（二）作为肌纤维的组成成分，参与肌肉收缩113

（三）参与细胞分裂114

（四）参与细胞运动114

（五）参与细胞内物质运输114

（六）参与细胞内信号转导114

第二节　微管115

一、微管的化学组成115

二、微管的形态结构115

三、微管结合蛋白116

四、微管的组装116

（一）微管的体外组装116

五、微管组装的动态调节——非稳态动力学模型117

（一）体外微管组装的动态调节117

（二）微管的体内组装117

（二）体内微管组装的动态调节118

六、微管的功能119

（一）维持细胞的形态119

（二）构成纤毛、鞭毛和中心粒等细胞运动器官，参与细胞运动119

（三）维持细胞器的位置，参与细胞器的位移120

（四）参与细胞内物质运输120

（五）参与染色体的运动，调节细胞分裂120

（六）参与细胞内信号转导121

第三节 中间纤维121

一、中间纤维的化学组成121

二、中间纤维的形态结构122

三、中间纤维的组装123

四、中间纤维组装的动态调节123

六、中间纤维的功能124

（一）中间纤维发挥功能具有时空特异性124

五、中间纤维结合蛋白及其功能124

（二）中间纤维提供细胞的机械强度作用125

（三）中间纤维维持细胞和组织完整性的作用125

（四）中间纤维与DNA复制有关125

（五）中间纤维与细胞分化及细胞生存有关125

第四节　细胞骨架与疾病126

一、细胞骨架与肿瘤126

（一）细胞骨架在肿瘤细胞中的变化126

（二）中间纤维与肿瘤诊断126

（三）微管和微丝与肿瘤化疗126

二、细胞骨架蛋白与神经系统疾病127

三、细胞骨架与遗传性疾病127

一、线粒体的结构129

第七章　线粒体与细胞的能量转换129

第一节　线粒体的生物学特征129

（一）外膜130

（二）内膜和内部空间130

（三）基质131

二、线粒体的化学组成131

三、线粒体基因组131

四、核编码蛋白质的线粒体转运133

（一）前体蛋白在线粒体外去折叠133

（二）多肽链穿越线粒体膜135

（三）多肽链在线粒体基质内重新折叠135

五、线粒体的生物发生135

二、细胞能量转换分子136

第三节　细胞的能量转换136

一、细胞呼吸136

第二节　细胞呼吸与能量分子136

一、糖酵解137

二、三羧酸循环139

三、氧化磷酸化140

（一）电子传递和氧化磷酸化的结构基础140

（二）氧化磷酸化偶联141

（三）氧化磷酸化偶联机制142

四、ATP的合成144

第四节　细胞的能量转换与医学关系145

第八章　细胞的内膜系统147

第一节　核糖体149

一、核糖体的基本类型和化学组成149

二、核糖体的结构149

三、核糖体在细胞内的分布与蛋白质合成150

第二节　内质网151

一、内质网的形态结构与类型151

（一）粗面内质网153

（二）滑面内质网153

二、内质网的化学组成154

三、内质网的功能154

（一）粗面内质网的功能154

（二）滑面内质网的功能161

四、内质网的病理变化161

第三节　高尔基复合体162

一、高尔基复合体的形态结构162

二、高尔基复合体的化学组成163

三、高尔基复合体的功能164

（一）分泌蛋白的加工与修饰164

（三）高尔基复合体与溶酶体的形成166

（二）高尔基复合体与蛋白质的分选和运输166

（四）高尔基复合体与细胞内膜的交通167

四、高尔基复合体的病理变化168

第四节　溶酶体169

一、溶酶体的形态特点和化学组成169

二、溶酶体的类型170

（一）自噬性溶酶体170

（二）异噬性溶酶体170

（三）残余小体171

三、溶酶体的功能171

（一）对细胞内物质的消化171

（四）溶酶体与激素分泌的调节172

（一）先天性溶酶体病172

四、溶酶体与疾病的关系172

（三）溶酶体的自溶作用与器官发育172

（二）对细胞外物质的消化172

（二）溶酶体与矽肺173

（三）溶酶体与类风湿性关节炎173

（四）溶酶体与肿瘤的关系173

第五节　过氧化物酶体173

一、过氧化物酶体的形态结构和化学组成174

二、过氧化物酶体的功能174

三、过氧化物酶体的发生175

第九章　细胞的信号转导176

第一节　受体176

一、受体的概念176

二、受体的基本类型177

（一）酪氨酸激酶177

（二）配体闸门离子通道178

（三）G蛋白偶联受体179

第二节　G蛋白180

一、G蛋白的类型和分子组成181

二、G蛋白的作用机制182

第三节　第二信使与蛋白激酶183

一、腺苷酸环化酶与cAMP183

二、鸟苷酸环化酶与cGMP185

三、一氧化氮（NO）信号186

四、甘油二酯、三磷酸肌醇和Ca2+的信号体系186

（一）DAG活化蛋白激酶C186

（二）三磷酸肌醇（IP3）动员细胞内Ca2+的释放187

五、蛋白激酶使底物磷酸化187

二、G蛋白功能异常189

三、蛋白激酶功能异常189

一、受体的缺陷189

第四节　信号转导与医学关系189

第十章　细胞生长、分裂和细胞周期190

第一节　细胞分裂190

一、无丝分裂190

二、有丝分裂191

（一）前期192

（二）中期192

（三）后期193

（四）末期193

三、减数分裂194

（一）第一次减数分裂194

（二）减数分裂间期197

（三）第二次减数分裂197

第二节　细胞周期198

一、细胞周期各时相的动态变化199

（一）G1期199

（二）S期199

（三）G2期200

（四）M期200

二、细胞周期的调控200

（一）细胞周期蛋白200

（二）成熟促进因子201

（三）生长因子202

（四）抑素203

（五）RNA剪接因子SR蛋白及SR蛋白特异的激酶203

三、细胞周期调控的遗传基础203

（二）癌基因与细胞周期的调节204

（一）cdc基因与细胞周期的调节204

（三）抑癌基因与细胞周期的调节205

四、细胞周期常用的研究方法205

（一）细胞同步化法205

（二）细胞周期调控研究方法206

（三）3H-TdR掺入法207

五、细胞周期的时间测定——标记有丝分裂比率法（PLM法）207

六、细胞周期与医学的关系208

（一）细胞周期与组织的再生208

（二）细胞周期与肿瘤209

第十一章　细胞分化211

第一节　细胞分化的基本概念211

一、细胞分化的概念211

（二）细胞决定213

二、细胞的全能性和细胞决定213

（一）细胞全能性213

三、细胞分化的标志物和常用研究方法216

第二节　细胞分化的分子基础217

一、细胞分化的实质是基因的选择性表达217

二、细胞分化基因表达的调节217

（一）同源框基因218

（二）DNA甲基化219

第三节　影响细胞分化的因素221

一、细胞核和细胞质的相互作用对分化的影响221

二、诱导和抑制对分化的影响222

三、激素和细胞粘合分子对分化的作用223

四、位置信息对分化的影响224

第四节　细胞分化和癌细胞226

第十二章　细胞的衰老与死亡228

第一节　细胞的衰老228

一、细胞衰老的概念与特征228

（一）细胞衰老的概念228

（二）细胞衰老的特征229

二、细胞衰老的学说231

（一）自由基理论231

（二）神经免疫网络论232

（三）遗传程序论233

（四）其他学说233

三、研究衰老的意义234

第二节　细胞的死亡234

（一）程序性细胞死亡的概念235

（二）程序性细胞死亡与细胞坏死的比较235

一、细胞死亡的标志235

二、细胞死亡的机制235

（三）程序性细胞死亡的特征236

（四）程序性细胞死亡的基因调控机制238

三、研究细胞死亡的意义242

第十三章　干细胞243

第一节　干细胞生物学243

一、干细胞的形态和生化特征243

二、干细胞的增殖特征244

（一）干细胞增殖的缓慢性244

（二）干细胞增殖系统的自稳定性244

三、干细胞的分化特征245

（一）干细胞的分化潜能245

（二）干细胞的转分化和去分化245

（二）受体介导的细胞间相互作用246

（三）整合素和胞间基质246

四、干细胞增殖与分化的微环境246

（一）分泌因子246

第二节　胚胎干细胞247

一、人胚胎干细胞的获得247

二、胚胎干细胞的主要特征249

（一）人胚胎干细胞的形态和生化特征249

（二）人胚胎干细胞的分化潜能249

三、胚胎干细胞研究的伦理学挑战250

第三节　精原干细胞250

一、精原细胞的增殖和干细胞的再生250

二、精原细胞的分化及其控制252

三、精原细胞的凋亡252

第四节　成体干细胞253

（二）P53蛋白253

（一）Bc1-2家族253

一、造血干细胞254

二、间充质干细胞255

三、神经干细胞256

四、表皮干细胞257

五、肠干细胞258

六、肝干细胞258

第十四章　细胞工程260

一、细胞融合260

（一）细胞融合技术260

（二）融合细胞的筛选261

二、B细胞杂交瘤和单克隆抗体262

（一）B淋巴细胞杂交瘤技术262

三、DNA和染色体介导的基因转移263

（二）单克隆抗体的应用263

（一）DNA介导的基因转移264

（二）染色体介导的基因转移265

（三）基因转移细胞的筛选265

（四）基因转移技术的应用266

四、干细胞工程267

（一）干细胞的培养建系和基本特性267

（二）ES/EG细胞体外诱导分化268

五、转基因动物270

六、细胞治疗和再生医学272

（一）细胞治疗272

（二）细胞治疗的临床应用273

（三）组织工程274

参考文献276

中英名词对照277