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第一篇　人体细胞的基本结构与功能3

第一章　绪论3

第一节　细胞生物学发展史中的重大事件3

一、细胞的发现3

目录3

二、细胞学说的确立5

三、细胞生物学学科的形成7

第二节　当代细胞生物学的发展趋势9

一、细胞是生命科学研究的平台9

二、细胞生物学研究的数字化10

三、细胞生物学研究的系统化11

五、细胞生物学研究的人文社会化13

第三节　历年与细胞研究有关的诺贝尔奖13

四、细胞生物学研究的应用化13

第二章　真核细胞的基本结构16

第一节　细胞膜和细胞表面16

一、细胞膜的化学组成16

二、细胞膜的分子结构18

三、细胞膜的特性21

四、细胞表面24

第二节　膜性细胞器27

一、内质网27

二、高尔基复合体28

三、溶酶体29

四、过氧化物酶体31

第三节　线粒体32

一、线粒体的结构32

第四节　核糖体34

一、核糖体的形态、大小34

二、线粒体的化学组成34

三、线粒体基因组34

二、核糖体的化学组成35

三、核糖体的结构35

第五节　细胞骨架36

一、微管37

二、微丝40

三、中间丝41

第六节　细胞核41

一、核膜42

二、染色质与染色体43

三、核仁46

四、核基质47

第一节　细胞的遗传49

一、DNA复制49

第三章　细胞的基本生命活动49

二、有丝分裂50

三、减数分裂和生殖细胞的发生51

四、基因变异和突变53

第二节　物质的跨细胞膜转运53

一、离子和小分子的跨膜运输53

二、大分子和颗粒的膜泡运输58

第四节　细胞的信号转导60

第三节　细胞内蛋白质的分选与转运60

一、受体61

二、G蛋白61

三、第二信使与蛋白激酶61

第五节　细胞的能量转换63

一、细胞能量的获得与转换63

二、细胞内能量的转移63

三、细胞能量转换的机制64

一、细胞运动的形式65

第六节　细胞的运动65

二、细胞运动的机制66

第七节 遗传信息的流动70

一、基因的结构与遗传密码70

二、转录与转录后加工72

三、翻译74

第八节　细胞的增殖76

一、细胞增殖的方式76

二、细胞增殖周期76

三、细胞增殖的调控因素78

四、再生79

第九节　细胞的分化79

一、细胞的衰老80

二、细胞的死亡80

第十节　细胞衰老与死亡80

第四章　细胞与医学81

第一节　细胞研究是医学研究的基础81

一、生殖细胞生物学81

二、神经细胞生物学81

三、细胞的信号转导82

四、细胞分化83

五、细胞衰老83

六、细胞死亡83

七、细胞工程83

第二节　医学在细胞水平的研究84

一、疾病的发病机制84

二、疾病的诊断85

三、疾病的治疗86

第五章　细胞的信号转导91

第一节　胞外信号91

第二篇　医学细胞生物学专论91

第二节　受体92

一、受体的基本概念92

二、膜受体与胞内受体93

第三节　G蛋白97

一、G蛋白的组成和类型98

二、G蛋白亚单位的聚合和解聚99

第四节　G蛋白耦联受体介导的下游信号体系100

一、G蛋白耦联受体与腺苷酸环化酶100

二、G蛋白耦联受体与离子通道102

三、G蛋白耦联受体与蛋白激酶C104

四、G蛋白耦联受体与基因转录107

三、细胞物质代谢的调节110

二、增殖细胞新生蛋白质的合成110

一、引起细胞的运动110

第五节　信号转导引起的细胞生物学效应110

四、决定细胞分化的方向111

五、激发细胞凋亡111

第六节　信号转导途径的共同特点112

一、蛋白质的磷酸化和去磷酸化112

二、信号转导过程中的级联式反应112

三、信号转导途径的通用性与特异性113

四、胞内信号转导途径的相互交叉113

第七节　细胞信号转导联盟及其任务113

第八节　信号转导与医学114

一、受体的缺陷114

二、G蛋白功能异常115

三、蛋白激酶功能异常115

四、多个环节细胞信号转导异常115

第一节　线粒体的基本特征116

第六章　线粒体与细胞的能量转换116

一、线粒体的基本结构117

二、线粒体的遗传体系118

三、核编码蛋白质的线粒体转运122

四、线粒体的起源与发生126

第二节　线粒体与细胞死亡127

一、线粒体控制细胞死亡的证据127

二、与细胞死亡有关的线粒体机制128

三、线粒体控制细胞死亡的假说130

第三节　细胞呼吸与能量转换131

一、细胞呼吸131

二、ATP：细胞能量的转换分子131

第四节　细胞的能量转换131

一、葡萄糖在细胞质中进行糖酵解132

二、三羧酸循环在线粒体基质中实现133

三、氧化磷酸化耦联是能量转换的关键134

四、电化学梯度所包含的能量转换成ATP的化学能137

第五节　线粒体与医学138

一、疾病过程中的线粒体变化139

二、mtDNA突变导致疾病139

三、主要的线粒体基因病142

第七章　细胞内蛋白质的转运147

第一节　蛋白质转运概述147

一、细胞内蛋白质运输的途径147

二、细胞内蛋白质运输的方式148

三、蛋白质的分选信号148

四、分子伴侣148

第二节　蛋白质分拣与转运的信号假说149

一、信号假说的提出149

二、信号假说150

一、蛋白质的折叠151

三、穿膜信号151

第三节　分子伴侣151

二、分子伴侣152

第四节　蛋白质的门控转运156

一、参与门控转运的蛋白质157

二、核定位信号157

三、门控转运的机制157

第五节　跨膜转运158

一、穿过线粒体膜的转运158

二、穿过ER膜的转运158

第六节　膜泡转运160

一、从ER到GC的膜泡转运160

二、膜泡转运的其他形式162

第一节 中间丝蛋白和中间丝结合蛋白163

一、中间丝蛋白的基本结构163

第八章 中间丝的结构、功能与角蛋白疾病163

二、几种类型的中间丝蛋白164

三、中间丝结合蛋白166

第二节 中间丝蛋白或中间丝的分类166

一、中间丝蛋白的分类166

二、中间丝的分子结构和组装166

第三节　角蛋白168

一、角蛋白的特点168

二、角蛋白突变导致的疾病169

第四节　表皮松解性掌跖角化症170

一、掌跖角化症和表皮松解性掌跖角化症170

二、角蛋白K9基因（KRT9）的定位、克隆及突变的鉴定171

三、KRT9基因型与EPPK表型的关联172

四、EPPK与DNEPPK及Unna-Thost病的关系173

一、干细胞的定义175

第九章　干细胞生物学175

第一节　干细胞及其生物特性175

二、干细胞的增殖特征176

三、干细胞的分化176

四、干细胞增殖与分化的微环境177

五、干细胞的用途和应用前景183

第二节　胚胎干细胞185

一、人ES细胞系的建立186

二、ES细胞的来源186

三、ES细胞系的开发和利用187

第三节　成体干细胞188

一、HSC188

二、间充质干细胞189

三、神经干细胞189

四、表皮干细胞190

五、肝干细胞191

第十章　细胞周期的调控192

第一节　常用的细胞周期调控研究体系192

一、酵母192

二、蛙卵193

三、海胆卵193

四、哺乳动物体外培养细胞193

第二节　细胞周期调控的关键因子193

一、M期促进因子的发现193

二、周期蛋白194

三、周期蛋白依赖性激酶194

第三节　细胞周期的调控196

一、周期蛋白与Cdk的作用196

二、磷酸化对Cdk活性的调节197

第四节　细胞周期运转的调控198

三、Cdk抑制蛋白对Cdk活性的调节198

一、细胞从G1期进入S期的调控199

二、细胞在S期的调控200

三、细胞进入M期的调控200

第五节　细胞周期的其他调控因素201

一、生长因子与生长因子受体201

二、抑制因子202

三、癌基因和抑癌基因202

四、细胞内信号203

第十一章　细胞分化204

第一节　细胞分化的基本概念204

一、个体发育的一般过程与细胞全能性204

二、细胞决定与分化206

三、细胞转分化与再生207

一、细胞分化是基因选择性表达的结果208

第二节　细胞分化的分子基础208

二、组织特异性基因与管家基因209

三、细胞分化基因表达的调控209

第三节　影响细胞分化的因素215

一、细胞核和细胞质的相互作用对分化的影响215

二、细胞间相互作用对细胞分化的影响216

三、位置信息对细胞分化的影响217

四、激素对细胞分化的影响219

第四节　细胞分化与癌细胞219

第十二章　细胞衰老与死亡221

第一节　细胞衰老221

一、细胞衰老的特征221

二、细胞衰老的学说222

一、细胞凋亡的基本概念224

第二节　细胞死亡224

二、细胞凋亡的分子机制225

第三节　细胞凋亡的检测技术228

一、细胞凋亡的形态学检测228

二、Annexin V法229

三、线粒体膜势能的检测229

四、DNA梯形电泳图谱检测229

五、TUNEL法230

六、caspase-3活性的检测230

第十三章　细胞与组织工程232

第一节　细胞工程232

一、细胞培养232

二、细胞融合234

三、细胞核移植235

四、基因转移236

第二节　组织工程237

五、细胞工程的应用237

一、种子细胞238

二、基质239

三、组织、器官构建240

四、体外重建人体组织的常用培养方式242

五、组织工程面临的问题及展望243

第十四章　肿瘤细胞244

第一节　肿瘤细胞的一般特性244

一、肿瘤概述244

二、肿瘤细胞的主要特性245

第二节　癌基因与抑癌基因248

一、癌基因、抑癌基因概述248

二、癌基因活化的机制260

三、抑癌基因的失活机制263

四、癌基因与抑癌基因的功能267

第三节　肿瘤发生、发展的表遗传学机制275

一、表遗传学概述276

二、表遗传学修饰机制276

三、表遗传学修饰与畸胎瘤283

第四节　肿瘤发生、发展的多阶段性284

一、肿瘤的发生、发展是一个多阶段多因素过程284

二、肿瘤侵袭、浸润与转移的细胞分子生物学286

第十五章　神经胶质细胞291

第一节　神经胶质细胞的一般特征291

一、分类、起源与分化291

二、神经胶质细胞的形态特征292

三、电生理学特性296

第二节　神经胶质细胞的功能：传统认识296

一、支持作用296

四、屏障作用297

二、隔离与绝缘作用297

三、引导发育神经元迁移297

五、修复与再生作用298

六、免疫应答299

七、调节神经元的功能299

第三节　神经胶质细胞的功能：新的认识300

一、星形胶质细胞对突触的调节作用300

二、保证神经元的正常发育和生存305

三、胶质细胞与神经再生305

四、胶质细胞与神经系统疾病306

第十六章　生殖细胞307

第一节　精子307

一、精子的发生与调控307

二、附睾精子成熟与调控310

三、精子结构315

四、精子运行与获能316

第二节　卵子318

一、卵子发生与调控318

二、卵子的结构320

三、透明带321

四、排卵及卵细胞的运输324

第三节　受精325

一、精子-卵子识别325

二、顶体反应326

三、精子穿越ZP329

四、精子膜与卵子膜融合329

五、卵子活化330

六、精卵核融合332

第四节　卵裂及胚泡形成333

第五节　人类辅助生殖技术334

一、体外受精与胚胎移植334

二、单精子胞质内注射335

三、胚胎着床前遗传学诊断335

四、精子和卵子的冷冻保存336

第十七章　肌细胞338

第一节　骨骼肌细胞338

一、骨骼肌细胞的结构338

二、骨骼肌细胞收缩的分子机制及调控342

三、骨骼肌细胞的能量代谢345

四、骨骼肌细胞的生长发育346

五、肌肉疾病346

第二节　心肌细胞350

一、心肌细胞的结构350

三、心肌细胞的电生理及特性351

二、心肌纤维的分类351

四、心肌疾病352

五、心肌组织工程354

第三节　平滑肌细胞356

一、平滑肌细胞的结构特点357

二、平滑肌的收缩机制及调控357

三、平滑肌疾病358

第三篇　细胞生物学技术361

第十八章　细胞形态研究技术361

第一节　光学显微镜技术361

一、普通光镜技术361

二、相差和微分干涉显微镜技术362

三、荧光显微镜技术362

四、激光共焦点扫描显微镜技术363

一、透射电子显微镜364

第二节　电子显微镜技术364

二、扫描电子显微镜技术366

第三节　扫描隧道显微镜367

第十九章　细胞和细胞器及间质的分离369

第一节　细胞的分离369

一、基本原理369

二、操作方法369

第二节　亚细胞成分的分离370

一、细胞核的分离370

二、膜蛋白的分离371

三、层粘连蛋白的分离374

四、弹性蛋白的分离374

五、胶原蛋白的分离375

六、线粒体的分离375

九、细胞及亚细胞组分的分离376

八、微粒体的分离376

七、溶酶体的分离376

十、微粒体酶的制备378

十一、染色体的分离378

十二、染色质小分子多肽的提取379

十三、核酸的分离与纯化379

十四、线粒体DNA的快速制备381

第二十章　细胞培养382

第一节 细胞培养概述382

一、细胞培养的历史沿革382

二、细胞培养的基本概念382

三、体外培养细胞的条件模拟383

第二节　培养细胞的生物学特性387

一、体外培养细胞的分型387

四、体外培养细胞的生长过程388

二、体外培养细胞与体内细胞的差异388

三、培养细胞的生长特点388

第三节　原代培养与传代培养390

一、原代培养390

二、细胞传代培养391

三、培养液的配制392

第四节　细胞系或细胞株的建立、鉴定、管理392

一、细胞建系的一般程序393

二、对已建立细胞系的鉴定、管理393

第五节　培养细胞的生物学特性检查394

一、培养细胞的常规观察394

二、细胞活力测定395

三、细胞的分裂指数396

四、集落形成实验397

六、细胞周期的测定398

五、细胞生长曲线的绘制398

第六节　细胞的冻存与复苏399

一、细胞的冻存400

二、细胞的复苏400

第二十一章　核酸杂交技术402

第一节　核酸探针403

一、核酸探针的概念403

二、探针的种类及选择403

三、探针的标记403

四、探针的纯化413

第二节　Southern杂交技术414

一、Southern杂交的概念414

二、Southern杂交的一般程序414

三、Southern杂交的实验步骤415

四、注意事项421

三、Northern杂交的实验步骤422

二、Northern杂交的一般程序422

第三节　Northern杂交技术422

一、Northern杂交的概念422

第四节　斑点杂交和狭线杂交技术426

一、斑点杂交和狭线杂交的概念426

二、杂交的一般程序426

三、杂交的实验步骤427

第五节　荧光原位杂交427

一、荧光原位杂交的概念及其发展史427

二、FISH类型428

三、FISH的一般程序430

四、FISH的应用431

五、FISH实验教学实例431

二、标记物的选择434

一、抗体标记的直接法与间接法434

第一节　概述434

第二十二章　基于抗体的分子细胞生物学研究方法434

第二节　免疫组织细胞染色技术435

一、基本概念435

二、组织细胞标本的制备436

三、免疫荧光细胞化学技术436

四、免疫酶细胞化学技术439

五、亲合组织化学441

第三节　免疫沉淀与免疫共沉淀442

一、基本概念442

二、抗体的选择442

三、免疫沉淀方法443

第四节　染色质免疫沉淀444

一、基本概念444

二、方法学445

二、方法学447

第五节　免疫印迹447

一、概述447

第六节　流式细胞术449

一、流式细胞仪的细胞分析原理449

二、流式细胞仪的细胞分离原理450

三、免疫荧光标记样品的流式细胞分析450

第七节　抗体芯片451

一、蛋白质芯片与抗体芯片451

二、常规抗体芯片制作与检测流程452

第二十三章　基因及其表达谱研究分析技术454

第一节　基因研究方法454

一、PCR技术454

二、单链构象多态性分析459

第二节　基因表达谱研究技术460

一、基因表达的系列分析技术461

二、差异显示技术464

三、基因芯片技术466

第二十四章　模式生物在分子细胞生物学研究中的应用471

第一节　酵母471

一、概述471

二、酵母与细胞周期研究473

三、酵母双杂交系统473

四、酵母与基因功能研究475

五、与酵母研究有关的网站475

第二节　果蝇476

一、概述476

二、模式生物果蝇的应用476

三、与模式生物果蝇研究有关的网站477

二、小鼠成为模式生物的历程478

一、概述478

第三节　小鼠478

三、模式生物小鼠的应用480

四、与模式生物小鼠研究有关的网站481

第四节　斑马鱼481

一、概述481

二、斑马鱼成为模式生物的历史481

三、模式生物斑马鱼的应用482

四、与斑马鱼研究有关的网站483

第五节　模式生物研究的现状与趋势484

一、模式生物基因组计划与比较基因组学484

二、模式生物研究的趋势485

参考书目487

参考文献488

索引490