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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DNA221

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Ri414

10.6.2.Gs和Gi415

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