細胞生物學（第二版）

目錄
作者簡介
第二版前言
第一版前言
1 細胞的發(fā)現(xiàn)與細胞學說 1
1.1 細胞的發(fā)現(xiàn)及細胞學說的創(chuàng)立 1
1.1.1 細胞的發(fā)現(xiàn) 1
1.1.2 細胞學說的創(chuàng)立 2
1.1.3 細胞學說對細胞學發(fā)展的推動作用 2
1.1.4 細胞生物學發(fā)展簡史 3
1.2 細胞的類型和結(jié)構(gòu)體系 4
1.2.1 原核細胞 4
1.2.2 真核細胞 5
1.2.3 真核細胞的結(jié)構(gòu)體系 6
1.2.4 原核細胞與真核細胞的比較 7
1.3 細胞的基本特性 7
1.3.1 細胞結(jié)構(gòu)的基本特性 7
1.3.2 細胞的生理生化特性 8
1.3.3 細胞的形態(tài)差異 8
1.3.4 細胞的大小及體積的恒定 9
1.3.5 細胞及細胞器的計量單位 9
1.4 細胞的分子基礎 10
1.4.1 水 10
1.4.2 無機鹽 11
1.4.3 有機分子 11
1.4.4 細胞結(jié)構(gòu)體系的組裝 16
1.5 病毒——非細胞的生命體 17
1.5.1 病毒概述 17
1.5.2 病毒的生命周期與感染 18
1.6 細胞生命的進化 20
1.6.1 細胞生命的起源 20
1.6.2 真核細胞的進化 21
1.6.3 從單細胞向多細胞進化 21
1.6.4 模式生物 21
1.7 合成生物學與“人造”細胞 23
1.7.1 “Synthia”的誕生過程 24
1.7.2 簡約化的單條、兩條染色體酵母誕生 25
1.7.3 合成生物學與生物安全 27
2 細胞生物學研究方法 29
2.1 顯微成像技術(shù) 29
2.1.1 顯微鏡的光學原理 29
2.1.2 光學顯微鏡 32
2.1.3 熒光顯微鏡與共聚焦顯微鏡 37
2.1.4 電子顯微鏡 41
2.1.5 間接成像技術(shù) 44
2.2 細胞（細胞器）分離、培養(yǎng)與融合技術(shù) 46
2.2.1 細胞分離 46
2.2.2 細胞培養(yǎng) 48
2.2.3 細胞融合與單克隆抗體技術(shù) 50
2.3 蛋白質(zhì)的純化與分析技術(shù) 51
2.3.1 層析技術(shù) 52
2.3.2 蛋白質(zhì)電泳 53
2.4 分子生物學方法 55
2.4.1 基因工程技術(shù) 55
2.4.2 基因功能研究技術(shù) 58
3 細胞質(zhì)膜與穿膜運輸 64
3.1 概述 64
3.1.1 細胞的膜結(jié)構(gòu) 64
3.1.2 細胞膜的功能 65
3.2 紅細胞與細胞膜結(jié)構(gòu)的研究 65
3.2.1 紅細胞的生物學特性 66
3.2.2 紅細胞膜結(jié)構(gòu)的研究 66
3.2.3 紅細胞質(zhì)膜的相關蛋白質(zhì) 67
3.3 膜的化學組成 69
3.3.1 膜脂 69
3.3.2 膜糖 72
3.3.3 膜蛋白 73
3.4 細胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)與特點 75
3.4.1 細胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型 75
3.4.2 細胞質(zhì)膜的不對稱性 78
3.4.3 細胞質(zhì)膜的流動性 79
3.5 物質(zhì)的穿膜運輸 84
3.5.1 質(zhì)膜物質(zhì)運輸概述 84
3.5.2 被動運輸 86
3.5.3 主動運輸 91
3.5.4 主動運輸與被動運輸?shù)谋容^及動物與植物主動運輸?shù)谋容^ 100
4 細胞環(huán)境與互作 102
4.1 細胞外基質(zhì) 102
4.1.1 細胞外基質(zhì)的組成與功能 102
4.1.2 細胞外基質(zhì)中的“填充物”——蛋白聚糖 104
4.1.3 膠原和彈性蛋白 105
4.1.4 細胞外基質(zhì)中的黏著蛋白 109
4.1.5 細胞外基質(zhì)與細胞的相互關系 111
4.2 細胞識別與細胞黏附 114
4.2.1 細胞識別及細胞揀出 114
4.2.2 細胞黏附的機制 115
4.3 細胞連接 120
4.3.1 細胞連接的概念和類型 120
4.3.2 緊密連接 120
4.3.3 錨定連接 123
4.3.4 通訊連接 127
4.4 植物的細胞外結(jié)構(gòu)：細胞壁 129
4.4.1 植物細胞壁的結(jié)構(gòu) 129
4.4.2 細胞壁的化學組成 130
4.4.3 微管在纖維素微纖維裝配中的作用 131
5 細胞通訊 133
5.1 細胞通訊的一般原理 133
5.1.1 細胞通訊網(wǎng)絡 134
5.1.2 信號分子 136
5.1.3 受體 139
5.1.4 信號分子與級聯(lián)放大 142
5.2 G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導 146
5.2.1 G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)與作用機制 146
5.2.2 PKA系統(tǒng)的信號轉(zhuǎn)導機制 148
5.2.3 PKC系統(tǒng)的信號轉(zhuǎn)導機制 154
5.2.4 作用于離子通道的G蛋白偶聯(lián)受體信號轉(zhuǎn)導途徑 157
5.2.5 Ca2＋/NO/cGMP信號轉(zhuǎn)導途徑 160
5.3 酶聯(lián)受體信號轉(zhuǎn)導 162
5.3.1 受體酪氨酸激酶信號轉(zhuǎn)導的特點 162
5.3.2 Ras/MAP激酶信號轉(zhuǎn)導 165
5.3.3 磷脂酰肌醇3激酶途徑 168
5.3.4 胰島素信號途徑 168
5.3.5 其他酶聯(lián)受體信號途徑 170
5.4 其他形式的信號途徑 173
5.4.1 通過泛素化控制的信號途徑 173
5.4.2 植物的細胞通訊 176
5.5 信號轉(zhuǎn)導的復雜性與信號的終止 178
5.5.1 受體與配體相互作用的復雜性 178
5.5.2 信號轉(zhuǎn)導的重疊、趨同、趨異與串流 179
5.5.3 信號的適應、解除與終止 181
6 核糖體與蛋白質(zhì) 187
6.1 核糖體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與rRNA基因 187
6.1.1 核糖體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型 188
6.1.2 核糖體rRNA基因擴增與染色體定位 189
6.1.3 核糖體rRNA基因的轉(zhuǎn)錄與加工 189
6.2 核糖體的裝配 193
6.2.1 核糖體亞基的自我裝配 193
6.2.2 原核生物核糖體重組實驗 193
6.2.3 真核生物核糖體的裝配 193
6.3 核糖體的功能——蛋白質(zhì)合成 194
6.3.1 蛋白質(zhì)合成的基本過程 194
6.3.2 核糖體的功能位點 195
6.3.3 tRNA及氨酰tRNA的合成 196
6.3.4 多聚核糖體 197
6.3.5 蛋白質(zhì)合成抑制劑 199
6.4 蛋白質(zhì)的折疊、修飾與降解 200
6.4.1 蛋白質(zhì)折疊與分子伴侶 200
6.4.2 蛋白質(zhì)的修飾與加工 203
6.4.3 蛋白酶體對蛋白質(zhì)的降解 205
6.5 核酶 207
6.5.1 核糖體是一種核酶 207
6.5.2 具有切割功能的核酶 208
6.5.3 核酶與內(nèi)含子的剪接 209
6.6 RNA編輯 211
6.6.1 RNA編輯對表達的調(diào)控 211
6.6.2 gRNA介導的mRNA插入編輯 211
6.6.3 改變mRNA中單個核苷酸的RNA編輯 211
7 線粒體與過氧化物酶體 214
7.1 線粒體概述 214
7.1.1 線粒體的發(fā)現(xiàn)與功能研究 214
7.1.2 線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 215
7.1.3 線粒體的化學組成和各部分特性 215
7.2 線粒體蛋白的靶向轉(zhuǎn)運 217
7.2.1 蛋白質(zhì)分選與轉(zhuǎn)運 217
7.2.2 線粒體蛋白的轉(zhuǎn)運 219
7.3 線粒體的功能——氧化磷酸化作用 223
7.3.1 真核細胞中的氧化作用 223
7.3.2 呼吸鏈與電子傳遞 225
7.3.3 氧化磷酸化：ATP形成機制 230
7.4 線粒體的遺傳、融合與分裂 233
7.4.1 線粒體的遺傳 233
7.4.2 線粒體的融合與分裂 236
7.5 過氧化物酶體 237
7.5.1 過氧化物酶體的發(fā)現(xiàn)及所含酶類 237
7.5.2 過氧化物酶體的功能 238
7.5.3 過氧化物酶體的生物發(fā)生 239
8 葉綠體與光合作用 243
8.1 質(zhì)體與葉綠體 243
8.1.1 前質(zhì)體與質(zhì)體 243
8.1.2 葉綠體的形態(tài)、大小與數(shù)量 244
8.2 葉綠體的結(jié)構(gòu) 244
8.2.1 葉綠體被膜的結(jié)構(gòu)及特性 244
8.2.2 類囊體 245
8.2.3 葉綠體基質(zhì) 246
8.3 葉綠體蛋白的轉(zhuǎn)運 246
8.3.1 葉綠體基質(zhì)蛋白的轉(zhuǎn)運 246
8.3.2 類囊體蛋白的轉(zhuǎn)運 247
8.4 光合作用 247
8.4.1 光合作用的四個階段與特點 247
8.4.2 光吸收 248
8.4.3 電子傳遞 250
8.4.4 線性及循環(huán)式電子傳遞途徑 253
8.4.5 光合磷酸化 255
8.4.6 暗反應 256
8.4.7 過氧化物酶體在光合作用中的作用 258
8.5 葉綠體的遺傳和起源 260
8.5.1 葉綠體的遺傳 260
8.5.2 葉綠體的起源 260
8.6 葉綠體與線粒體的結(jié)構(gòu)與功能的比較 260
9 內(nèi)膜系統(tǒng)與蛋白質(zhì)分選 263
9.1 概述 263
9.1.1 膜性細胞器與內(nèi)膜系統(tǒng) 263
9.1.2 蛋白質(zhì)分選與膜運輸 266
9.1.3 內(nèi)膜系統(tǒng)的研究方法 268
9.2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 270
9.2.1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學組成 270
9.2.2 滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 272
9.2.3 糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能——蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運 275
9.2.4 蛋白質(zhì)插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜及定向 278
9.2.5 蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的折疊與修飾 280
9.3 高爾基體 284
9.3.1 高爾基體的一般特性 284
9.3.2 高爾基體的功能 285
9.4 溶酶體與液泡 288
9.4.1 溶酶體的酶與溶酶體的發(fā)現(xiàn) 288
9.4.2 溶酶體的功能 289
9.4.3 植物細胞的液泡 292
10 細胞內(nèi)膜運輸 294
10.1 有被小泡的類型、裝配因子及信號 295
10.1.1 有被小泡的類型 295
10.1.2 有被小泡的裝配因子 295
10.1.3 介導有被小泡形成的信號 295
10.2 有被小泡的形成 296
10.2.1 網(wǎng)格蛋白有被小泡的形成 296
10.2.2 COP有被小泡的形成 299
10.3 小泡的定向運輸、?？颗c融合機制 300
10.3.1 Rab蛋白介導運輸小泡尋靶 301
10.3.2 SNARE蛋白與NSF蛋白 302
10.4 細胞分泌 304
10.4.1 從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的分泌 305
10.4.2 從反面高爾基網(wǎng)向溶酶體的分泌 309
10.4.3 胞吐作用：從反面高爾基網(wǎng)向細胞外分泌 313
10.5 內(nèi)吞作用 315
10.5.1 內(nèi)吞途徑 315
10.5.2 受體介導的內(nèi)吞作用 316
10.5.3 內(nèi)體的加工與成熟 319
10.5.4 吞噬細胞的吞噬 321
10.5.5 吞飲作用 322
10.6 膜的動態(tài)更新 322
10.6.1