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第一章　绪论1

第一节　细胞生物学的概念、研究对象和任务1

一、细胞生物学概念1

二、细胞生物学的研究对象及其内容1

三、细胞生物学的研究任务2

第二节　细胞生物学发展简史与研究动态2

一、细胞生物学发展简史2

（一）细胞系统创立2

（二）细胞学的经典时期3

（三）实验细胞学的发展3

二、细胞生物学的研究动态4

（四）细胞生物学的兴起4

（一）细胞社会学5

（二）细胞的增殖与调控5

（三）细胞的生长与分化5

（四）干细胞的研究5

第三节　细胞生物学与医学5

一、细胞生物学是现代医学的重要基础理论6

二、现代医学重要课题的研究将依赖于细胞生物学更深入发展6

三、细胞生物学技术广泛应用于医学实践6

第二章　细胞生物学的研究方法8

第一节　显微镜技术8

一、显微镜与分辨率8

（三）荧光显微镜技术9

（二）相差显微镜技术9

二、光学显微镜技术9

（一）普通光学显微镜技术9

（四）暗视野显微镜技术10

（五）偏光显微镜技术10

（六）激光扫描共聚焦显微镜技术10

三、电子显微镜技术11

（一）电子显微镜的种类11

（二）电镜的样品制备技术13

第二节　显微分光光度术与显微荧光光度术16

一、显微分光光度术16

二、显微荧光光度术16

第三节　细胞化学技术与放射自显影术17

一、酶细胞化学技术17

（二）检测方法18

二、免疫细胞化学技术18

（一）基本原理18

（三）样品制备方法19

三、核酸的细胞化学技术19

四、放射自显影技术19

第四节　细胞组分的分级分离和分析20

一、流式细胞术20

（一）流式细胞仪的结构和工作原理20

（二）样品的制备及应用21

二、细胞分级分离法21

（一）差速离心法22

（二）密度梯度离心法22

一、体外细胞培养技术23

（三）速度区带离心法23

第五节　细胞培养与融合23

二、胚胎干细胞培养技术24

三、细胞融合技术25

第六节　分子细胞生物学研究方法26

一、原位分子杂交技术27

二、Southern杂交法28

三、聚合酶链反应28

四、反义技术28

五、基因转移技术29

第七节　细胞工程技术30

一、细胞培养30

二、细胞融合31

三、细胞重组32

四、哺乳动物克隆技术33

第三章　细胞概述35

第一节　细胞的化学组成35

一、核酸36

（一）核酸的化学组成36

（二）DNA的结构与功能38

（三）RNA的结构与功能40

二、蛋白质41

（一）蛋白质的化学组成42

（二）蛋白质的分子结构42

（三）蛋白质的分类与主要功能44

（四）酶45

第二节　细胞的形态与大小46

一、细胞的形态46

二、细胞的大小46

第三节　原核细胞与真核细胞48

一、原核细胞的基本结构48

（一）支原体48

（二）细菌48

二、真核细胞的基本结构50

三、原核细胞与真核细胞的比较51

第四章　细胞膜53

第一节　细胞膜的化学组成53

（二）糖脂54

（一）磷脂54

一、膜脂54

（三）胆固醇55

二、膜蛋白55

（一）外在蛋白56

（二）内在蛋白56

（三）红细胞的膜蛋白57

三、膜糖57

四、细胞表面57

第二节　细胞膜的分子结构58

一、单位膜模型58

二、液态镶嵌模型58

（一）脂质双层的不对称性59

（二）膜蛋白分布的不对称性59

一、细胞膜分子分布的不对称性59

第三节　细胞膜分子分布的不对称性和流动性59

二、细胞膜分子的流动性60

（一）膜脂的流动性60

（二）影响膜脂流动性的因素60

（三）膜蛋白的流动性60

第四节　细胞膜的功能61

一、膜内外的物质运输61

（一）被动运输61

（二）主动运输62

（三）内吞和外吐作用64

（一）人红细胞膜上的血型抗原66

三、膜抗原66

二、膜受体与信号转导66

（二）组织相容性抗原67

第五章　细胞连接与细胞外基质69

第一节　细胞连接69

一、封闭连接69

二、锚定连接71

（一）桥粒与半桥粒71

（二）粘合带72

三、通信连接72

（一）代谢耦联73

（一）胶原的分子结构74

一、胶原74

第二节　细胞外基质74

（二）电耦联74

（三）影响早期胚胎发育和细胞分化75

（二）胶原的功能75

二、纤粘连蛋白76

三、层粘连蛋白76

四、蛋的聚糖77

五、弹性蛋白77

第六章　内膜系统78

第一节　内质网78

一、内质网的形态结构78

二、内质网的化学组成79

（二）滑面内质网80

（一）粗面内质网80

三、内质网的类型80

四、内质网和核被膜可能的进化途径81

五、内质网的功能82

（一）粗面内质网的功能82

（二）滑面内质网的功能86

（三）内质网的异常改变87

第二节　高尔基复合体87

一、高尔基复合体的形态结构88

（一）扁平囊88

（二）小囊泡88

（三）大囊泡89

二、高尔基复合体的分布和数量89

四、高尔基复合体的功能90

（一）高尔基复合体对蛋白质的加工修饰90

三、高尔基复合体的化学组成90

（二）高尔基复合体对蛋白质的分拣91

（三）高尔基复合体与溶酶体的形成91

（四）高尔基复合体与膜的转运92

五、高尔基复合体的异常改变94

（一）高尔基复合体的肥大和萎缩94

（二）高尔基复合体内容物的改变95

（三）高尔基复合体在癌细胞中的改变95

第三节　溶酶体95

一、溶酶体的形态特征、酶及其发生95

（一）溶酶体的形态特征95

（二）溶酶体的酶96

二、溶酶体的分类97

（三）溶酶体的发生97

（一）初级溶酶体98

（二）次级溶酶体98

（三）线状溶酶体100

三、溶酶体的功能101

（一）溶酶体的消化作用101

（二）溶酶体参与免疫过程102

（三）溶酶体对激素分泌的调节作用103

四、溶酶体与疾病103

（一）溶酶体膜失常与疾病103

（二）先天性溶酶体病104

（三）溶酶体与癌的关系105

（四）溶酶体与休克105

第四节　过氧化物酶体105

一、过氧化物酶体的形态特征106

二、过氧化物酶体所含的酶107

（一）氧化酶107

（二）过氧化氢酶107

（三）过氧化物酶107

三、过氧化物酶体的功能107

（一）对有毒物质的解毒作用107

（二）对细胞氧张力的调节作用107

（三）对氧化型辅酶I（NAD+）的再生作用108

（四）参与核酸、脂肪和糖的代谢108

四、过氧化物酶体的起源108

第七章　核糖体109

第一节　核糖体的形态结构和类型109

一、核糖体的形态结构109

二、核糖体的聚合和解离110

三、核糖体的类型111

第二节　核糖体的化学组成111

一、核糖体RNA112

二、核糖体蛋白112

第三节　核糖体的功能113

一、遗传密码113

（一）遗传密码的发现113

（二）遗传密码的特征113

二、核糖体与多肽链的合成115

（一）氨基酰tRNA的合成115

（二）肽链合成的起始115

（三）肽链的延长117

（四）肽链合成的终止与释放117

三、多肽生物合成的抑制剂119

第八章　线粒体121

第一节　线粒体的形态121

一、线粒体的形态、大小、数目和分布121

（一）形态与大小121

（二）数目122

（三）分布122

二、线粒体的超微结构122

（一）外膜122

（二）内膜122

（三）嵴与基粒123

（四）基质124

第二节　线粒体的化学组成和酶的分布124

一、线粒体的化学组成124

（一）蛋白质124

（二）脂类125

（三）水125

二、线粒体中酶的分布125

第三节　线粒体的功能126

二、电子传递与氧化磷酸化127

（一）从信号转导通路来分析127

一、三羧酸循环127

三、氧化磷酸化抑制剂130

第四节　线粒体的半自主性130

二、线粒体的蛋白合成131

一、线粒体DNA131

第五节　线粒体的增殖和起源132

一、线粒体的增殖132

二、线粒体的起源132

（一）内共生假说133

（二）非共生假说133

第六节　线粒体与疾病133

一、线粒体的病理性改变134

（一）线粒体与肿瘤134

（二）线粒体对缺血性损伤的反应134

（三）药物和毒物对线粒体的影响134

二、线粒体DNA突变与线粒体病134

（五）阿尔茨海默病135

（二）勒伯氏遗传性视神经病135

（三）帕金森氏病135

（四）母系遗传性糖尿病和耳聋135

（一）线粒体脑肌病（mitochondrial Encephalomyopathies,ME）135

第九章　细胞骨架137

第一节　微管138

一、微管的形态结构与化学组成138

二、微管的组装和解聚139

三、微管的动态不稳定性140

四、微管的结合蛋白141

五、微管的功能142

（一）构成细胞的支架142

（二）参与物质的运输和细胞器的转运142

第二节　微丝144

一、微丝的形态与组成144

二、肌动蛋白结合蛋白144

三、微丝组装的动态性145

（一）参与肌肉的收缩146

四、微丝的功能146

（二）微丝的支撑功能147

（三）微丝与细胞运动148

第三节　中等纤维148

一、中等纤维蛋白的类型149

二、中等纤维的分子结构149

三、中等纤维的组装149

（二）信息传递的功能151

五、中等纤维的功能151

（一）骨架功能151

四、中等纤维相关蛋白151

第十章　中心粒、鞭毛与纤毛152

第一节　中心粒152

一、中心粒的结构和组成152

二、中心粒的功能153

第二节　鞭毛与纤毛153

一、鞭毛与纤毛的形态与结构153

（一）纤毛本体153

（一）微管蛋白154

（二）动力蛋白154

（二）基体154

二、鞭毛、纤毛含有的主要蛋白质154

（三）纤毛小根154

（三）连接蛋白155

三、鞭毛、纤毛运动的机制155

一、核膜（核被膜）157

第十一章　细胞核157

第一节　细胞核的结构157

二、染色质158

（一）核膜外层158

（三）核膜间隙（核团间隙）158

（四）核孔158

（二）核膜内层158

（一）染色质的化学组成159

（二）染色质的结构160

（三）染色体162

三、核仁165

（一）核仁的超微结构165

（二）核仁的形成和消失165

（三）核仁的功能166

四、核基质168

（二）核纤层168

（一）染色体骨架168

（三）分子伴侣169

第二节　细胞核的功能170

一、生物遗传物质的贮存170

二、DNA复制171

（一）DNA复制的基本形式和过程171

（二）DNA复制所需的引物、酶和某些蛋白172

三、基因表达173

（一）基因173

（三）后人类基因组计划176

（二）人类基因组计划176

（四）基因转录177

（五）基因表达的调控178

第十二章　细胞的生长和增殖181

第一节　细胞增殖方式181

一、无丝分裂181

二、有丝分裂181

三、减数分裂185

（一）减数分裂过程185

（二）减数分裂的生物学意义188

第二节　细胞增殖周期188

（二）诱导同步化189

（一）选择同步化189

二、细胞周期同步化189

一、细胞周期的概念189

三、细胞周期各时相的生化变化190

（一）G1期190

（二）S期190

（三）G2期191

（四）M期191

第三节　细胞周期的调控191

一、G2/M转换的分子调节192

二、G1/S控制点的调节193

三、生长因子及其受体的调节194

四、抑素的调节194

第四节 细胞增殖与肿瘤195

六、激素的调节195

七、Ca2+和钙调素的调节195

五、cAMP和cGMP的调节195

第十三章 细胞信号转导197

第一节 信号以及细胞传递信号的要素197

一、作用于细胞的信号197

（一）内分泌系统的激素197

（二）神经系统的神经递质198

（三）生长因子和细胞因子198

二、构成信号转导系统的要素199

（一）受体199

（二）G蛋白202

（三）细胞内第二信使204

（四）蛋白质激酶210

三、蛋白质的磷酸化与去磷酸化是信号转导分子激活的共同机制213

四、二聚作用是调节信号转导通路的一个重要机制213

第二节 信号转导系统的特征213

二、信号转导分子活性的可逆性变化213

一、信号转导分子存在的暂时性213

五、信号转导通路的连贯性与放大作用214

六、信号转导途径的专一性与通用性214

七、多途径、多层次的细胞信号传递通路具有收敛或发散的特点215

八、网络化215

第三节 信号转导与医学的关系217

一、信号转导过程异常造成的疾病217

（一）针对激酶的药物218

二、以信号转导为靶进行疾病治疗218

（二）由于信号转导通路中的信号分子异常造成的疾病218

（二）针对配基和受体的药物219

第十四章 干细胞221

第一节 干细胞的微生物学特征221

一、形态学221

二、生化特征221

三、分裂增殖221

（一）自身恒定式分裂增殖方式221

（二）干细胞增殖的缓慢性221

第二节　各种类型的干细胞222

一、胚胎干细胞222

（三）干细胞巢222

（四）干细胞转分化222

二、成体干细胞224

（一）造血干细胞224

（二）间充质干细胞224

（三）神经干细胞224

（四）肠干细胞225

（五）表皮干细胞225

（三）其它226

（二）基因组功能研究226

（一）白血病的干细胞治疗226

（二）自身免疫性疾病的干细胞治疗226

二、成体干细胞226

（一）个体和器官的克隆226

一、胚胎干细胞226

第三节　干细胞的临床应用前景226

（七）其它干细胞226

（六）肝干细胞226

（三）神经系统疾病的干细胞治疗227

（四）心肌梗塞和充血性心力衰竭的干细胞治疗228

第十五章　细胞的衰老与死亡229

第一节　细胞的衰老229

一、细胞的衰老变化229

二、细胞的衰老学说231

（一）遗传的衰老学说231

（二）细胞磨损说232

一、细胞死亡的概念与标志233

第二节　细胞的死亡233

三、研究细胞衰老的意义233

二、细胞死亡的形式234

（一）细胞凋亡的概念234

（二）细胞凋亡的特征234

（三）细胞凋亡与细胞坏死的区别235

三、细胞凋亡的分子机制236

（一）诱导细胞凋亡的因素236

（二）凋亡相关基因236

（三）凋亡的分子机制237

四、研究细胞死亡的意义239

（一）细胞凋亡与机体发育239

（二）细胞凋亡与机体免疫240

（三）细胞凋亡与某些疾病241

主要参考文献242