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第一篇 细胞生物学概论1

第一章 绪论1

第一节 细胞生物学概述1

一、细胞生物学的概念与研究内容1

二、细胞生物学在生命科学中的地位及与其他学科的关系2

第二节 细胞生物学发展的几个主要阶段与发展趋势2

一、细胞的发现与细胞学说的创立2

二、光学显微镜下的细胞学研究3

三、实验细胞学阶段3

四、亚显微结构与分子水平的细胞生物学3

五、细胞生物学的发展趋势5

第三节 细胞生物学与医学6

一、细胞生物学与医学的关系6

二、细胞生物学的主要研究领域与医学意义7

第二章 细胞的概念与分子基础10

第一节 细胞的基本概念10

一、细胞是生命活动的基本单位10

二、原核细胞11

三、真核细胞12

四、非细胞生命形态——病毒14

第二节 细胞的分子基础14

一、生物小分子14

二、生物大分子15

第三节 细胞的起源与进化27

一、原始细胞的形成28

二、原核细胞向真核细胞的演化30

三、单细胞生物向多细胞生物的进化31

第三章 细胞生物学的研究方法33

第一节 显微镜技术33

一、光学显微镜技术33

二、电子显微技术36

三、纳米显微技术39

四、超分辨光学显微镜技术40

第二节 细胞的分离和培养41

一、不同类型细胞的分离41

二、细胞培养43

第三节 细胞组分的分离和纯化技术45

一、细胞裂解45

二、细胞器及细胞组分的分级分离46

三、蛋白质的分离与鉴定48

四、核酸的分离纯化与鉴定51

第四节 细胞化学和细胞内分子示踪技术52

一、酶细胞化学技术52

二、免疫细胞化学技术53

三、放射自显影技术53

四、活细胞内分子示踪53

第五节 细胞功能基因组学研究技术55

一、基因表达的定量分析55

二、基因表达的上调和下调技术57

三、蛋白质相互作用的研究技术57

四、蛋白质与核酸相互作用的研究技术58

五、生物芯片技术60

六、蛋白质组学技术61

七、高通量测序技术62

八、模式动物个体水平的基因操作技术63

第六节 生物大分子的结构测定64

一、磁共振技术65

二、X-射线衍射技术65

第二篇 细胞的结构与功能69

第四章 细胞膜与物质的穿膜运输69

第一节 细胞膜的化学组成与生物学特性70

一、细胞膜的化学组成70

二、细胞膜的生物学特性76

三、细胞膜的分子结构模型80

第二节 小分子物质和离子的穿膜运输82

一、膜的选择性通透和简单扩散83

二、膜运输蛋白介导的穿膜运输83

第三节 大分子和颗粒物质的穿膜运输93

一、胞吞作用93

二、胞吐作用97

第四节 细胞膜异常与疾病98

一、载体蛋白异常与疾病98

二、离子通道蛋白异常与疾病99

三、膜受体异常与疾病99

第五章 细胞的内膜系统与囊泡转运101

第一节 内质网101

一、内质网的形态结构与类型102

二、内质网的化学组成104

三、内质网的功能106

第二节 高尔基复合体113

一、高尔基复合体的形态结构113

二、高尔基复合体的化学组成115

三、高尔基复合体的功能116

第三节 溶酶体118

一、溶酶体的形态结构和化学组成118

二、溶酶体的类型120

三、溶酶体的形成与成熟过程121

四、溶酶体的功能123

第四节 过氧化物酶体124

一、过氧化物酶体的基本理化特征124

二、过氧化物酶体的功能125

三、过氧化物酶体的发生126

第五节 囊泡与囊泡转运126

一、囊泡在胞内蛋白质运输中的作用126

二、囊泡的类型与来源127

三、囊泡转运130

第六节 细胞内膜系统与医学的关系133

一、内质网的病理变化133

二、高尔基复合体的病理形态变化134

三、溶酶体与疾病134

四、过氧化物酶体与疾病135

第六章 线粒体与细胞的能量转换138

第一节 线粒体的基本特征138

一、线粒体的形态、数量和结构138

二、线粒体的化学组成139

三、线粒体的遗传体系140

四、线粒体核编码蛋白质的转运143

五、线粒体的起源145

六、线粒体的分裂与融合146

七、线粒体的功能146

第二节 细胞呼吸与能量转换147

一、葡萄糖在细胞质中的糖酵解148

二、线粒体基质中的三羧酸循环149

三、氧化磷酸化耦联与ATP形成149

第三节 线粒体与疾病153

一、疾病过程中的线粒体变化153

二、mtDNA突变与疾病154

三、线粒体融合和分裂异常相关的疾病154

四、线粒体疾病的治疗155

第七章 细胞骨架与细胞的运动156

第一节 微管157

一、微管蛋白与微管的结构157

二、微管结合蛋白158

三、微管的装配与动力学158

四、微管的功能160

第二节 微丝163

一、肌动蛋白与微丝的结构163

二、微丝结合蛋白及其功能164

三、微丝的装配机制166

四、微丝的功能168

第三节 中间纤维169

一、中间纤维的结构和类型169

二、中间纤维的装配和调节170

三、中间纤维的功能172

第四节 细胞的运动173

一、微管与细胞运动173

二、微丝与细胞运动174

三、细胞运动的调节机制175

第五节 细胞骨架与疾病177

一、细胞骨架与肿瘤177

二、细胞骨架蛋白与神经系统疾病178

三、细胞骨架与遗传性疾病178

第八章 细胞核180

第一节 核膜181

一、核膜的化学组成181

二、核膜的结构181

三、核膜的功能184

第二节 染色质与染色体188

一、染色质与染色体的组成成分188

二、常染色质与异染色质191

三、染色质经组装形成染色体191

四、染色体的形态结构194

五、核型与带型196

第三节 核仁197

一、核仁的主要成分197

二、核仁的结构197

三、核仁的功能199

四、核仁周期200

第四节 核基质201

一、核基质的组成成分与形态结构201

二、核基质的功能202

第五节 细胞核的功能203

一、遗传信息的贮存和复制203

二、遗传信息的转录205

第六节 细胞核与疾病206

一、细胞核异常与肿瘤206

二、核转运异常与疾病206

三、遗传物质异常与遗传病206

四、端粒异常与疾病207

第九章 基因信息的传递与蛋白质合成209

第一节 基因及其结构209

一、基因及其信息流向209

二、基因的结构及特点210

第二节 基因转录和转录后加工214

一、基因转录的一般特点214

二、原核细胞的基因转录214

三、真核细胞的基因转录和转录后加工215

第三节 蛋白质的生物合成219

一、遗传信息翻译的基本原理219

二、蛋白质合成的场所——核糖体221

三、蛋白质合成的一般过程223

四、肽链合成后的加工修饰226

五、蛋白质的降解227

第四节 基因表达的调控228

一、基因表达的一般特点229

二、原核基因的表达调控229

三、真核基因的表达调控230

第五节 基因的信息传递与医学237

一、基因表达调控异常与疾病237

二、蛋白质降解异常与疾病238

三、基于原核生物和真核生物蛋白质合成体系差异的药物研制238

第三篇 细胞的社会性241

第十章 细胞连接与细胞黏附241

第一节 细胞连接241

一、紧密连接242

二、锚定连接243

三、通讯连接247

第二节 细胞黏附249

一、钙黏着蛋白家族250

二、选择素252

三、免疫球蛋白超家族254

四、整联蛋白家族255

第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用261

第一节 细胞外基质的主要组成成分261

一、糖胺聚糖与蛋白聚糖262

二、胶原与弹性蛋白265

三、细胞外基质中的非胶原糖蛋白269

第二节 细胞外基质的特化结构——基膜272

一、基膜的组成成分273

二、基膜的生物学功能274

第三节 细胞外基质与细胞间的相互作用274

一、细胞外基质对细胞生物学行为的影响274

二、细胞对细胞外基质的影响275

第十二章 细胞的信号转导277

第一节 细胞外信号277

第二节 受体278

一、受体种类278

二、受体作用的特点282

第三节 细胞内信使282

一、cAMP信使体系282

二、cGMP信使体系284

三、二酯酰甘油／三磷酸肌醇信使体系285

四、钙离子／钙调蛋白信使体系286

第四节 信号转导与蛋白激酶287

一、信号转导的特点287

二、酪氨酸激酶287

三、丝氨酸／苏氨酸激酶289

四、几种细胞信号转导通路290

第五节 细胞信号转导与医学的关系294

一、受体异常与疾病295

二、G蛋白与疾病295

三、蛋白激酶与疾病295

四、信号转导与药物研发295

第四篇 细胞的基本生命活动299

第十三章 细胞分裂与细胞周期299

第一节 细胞分裂299

一、有丝分裂300

二、减数分裂303

三、无丝分裂307

第二节 细胞周期及其调控308

一、细胞周期的概念308

二、细胞周期的主要变化309

三、细胞周期的调控310

四、细胞周期调控中癌基因和抑癌基因的作用322

第三节 细胞周期与医学的关系323

一、细胞周期与组织再生323

二、细胞周期异常与肿瘤发生324

三、细胞周期与其他医学问题326

第十四章 生殖细胞与受精328

第一节 生殖细胞的起源与发生328

一、生殖细胞的起源328

二、精子的发生329

三、卵子的发生331

四、哺乳动物的精子和卵子在发生上的差异335

第二节 受精与医学336

一、受精的条件336

二、受精过程337

三、辅助生殖技术340

第十五章 细胞分化342

第一节 细胞分化的基本概念342

一、多细胞生物个体发育过程与细胞分化潜能342

二、细胞决定与细胞分化344

三、细胞分化的可塑性345

四、细胞分化的时空性346

五、细胞分裂与细胞分化346

第二节 细胞分化的分子基础346

一、基因组的活动模式346

二、胞质中的细胞分化决定因子与传递方式348

三、基因选择性表达的转录水平调控350

四、非编码RNA在细胞分化中的作用357

第三节 细胞分化的影响因素358

一、细胞间相互作用对细胞分化的影响358

二、激素对细胞分化的调节360

三、环境因素对细胞分化的影响360

第四节 细胞分化与医学361

一、细胞分化与肿瘤361

二、细胞分化与再生医学363

第十六章 细胞衰老与细胞死亡366

第一节 细胞衰老366

一、细胞衰老的概念366

二、细胞衰老的表现367

三、细胞衰老的学说与机制368

四、细胞衰老与疾病371

第二节 细胞死亡371

一、细胞死亡的原因、特征与形式371

二、细胞凋亡的概念与特征372

三、细胞凋亡的影响因素376

四、细胞凋亡的分子机制377

五、细胞凋亡的检测381

六、细胞凋亡与疾病381

第三节 细胞自噬382

一、细胞自噬的定义与分类382

二、细胞自噬的发生过程与调控383

三、细胞自噬的医学意义384

第五篇 干细胞与细胞工程387

第十七章 干细胞与组织的维持和再生387

第一节 干细胞概述387

一、干细胞的存在387

二、干细胞的形态和生化特征389

三、干细胞的增殖特性390

四、干细胞的分化特性391

五、干细胞生理活动的微环境392

第二节 胚胎干细胞393

一、胚胎干细胞的生物学特性394

二、胚胎干细胞的体外分化395

第三节 组织干细胞396

一、造血干细胞397

二、间充质干细胞398

三、神经干细胞399

四、肝干细胞400

五、精原干细胞401

第四节 干细胞与医学403

一、干细胞与器官和个体衰老403

二、干细胞与肿瘤的发生和复发404

三、干细胞与组织再生404

四、干细胞在疾病治疗中的作用405

第十八章 细胞工程408

第一节 细胞工程的主要相关技术408

一、大规模细胞培养408

二、细胞融合411

三、细胞核移植412

四、基因转移414

第二节 细胞工程的应用416

一、单克隆抗体的制备416

二、药用蛋白的生产417

三、疾病的细胞治疗417

参考文献421

中英文名词对照索引425