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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RNA 112

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DNA 131

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