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作者的话

《细胞生物学》第一版出版后，很多同行好友，还有很多用过此书的学生们，都给予了极大的支持，也提出了很多极好的建议，并鼓励我继续修订再版。由于是独立编著，工作量大，加之科研、教学工作不能放弃，经过17年的努力，第二版终于与读者见面了，在此向大家致以诚挚的感谢。

第二版基本保持了第一版的风格，仍以“细胞社会学”为主体概念，介绍细胞社会的结构框架与运行机制。全书共15章，涵盖了细胞生物学的基本内容；可分为相对独立又相互联系的6个单元。

第1章和第2章为第一单元，核心内容是细胞学建立的源头创新。  

第3章至第5章为第二单元，围绕细胞质膜展开，核心内容是学习了解细胞质膜的结构、细胞质膜与环境的物理关系，以及对外部环境信号进行应答的机制。  

第6章讨论核糖体与蛋白质，可自成一个单元，即第三单元，核心内容介绍细胞内蛋白质合成机器——核糖体的结构与功能。  

第7章至第10章是本书的第四单元，核心内容是细胞的内部机构与运行机制，主要讨论细胞内除细胞核以外的膜性细胞器的结构与功能，一个重要的连接线是蛋白质的分选与定位。  

第11章至第13章是本书的第五单元，包括细胞核、细胞骨架及细胞周期，核心内容是细胞生长与分裂的遗传机制。  

第14章和第15章是本书的第六单元，讨论的内容是细胞的生老病死 。

细胞生物学是生命科学中重要的专业基础课，建议使用本书的学生在对知识理解的基础上，进一步发散思维，不要满足于仅仅知道是什么，还要会问为什么，更要思考如何去创新与创造。“学会学习”是大学生在大学学习生涯中必须培养的一种终身使用的能力。在作者的教学过程中，要求学生确立“研究性学习”的理念，在细胞生物学课程学习中结合“思维导图”“镜像思维”“章节提要”“文献阅读”等方法培养学习能力，收到极佳的效果，深受学生的欢迎。建议使用本书的读者试一试这些方法，相信是有用的。

王金发，首届国家级教学名师。现任中山大学生命科学学院教授、博士生导师。2001年被评为广东省“南粤教书育人优秀教师”，同年被中山大学学生评为“中大学子心目中的良师”，2003年获得首届国家级教学名师奖，2004年被评为南粤杰出教师，2005年获国务院颁发的政府特殊津贴，同年获广东省五一劳动奖章。

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配套实验和习题

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作者简介
第二版前言
第一版前言
1 细胞的发现与细胞学说 1
1.1 细胞的发现及细胞学说的创立 1
1.1.1 细胞的发现 1
1.1.2 细胞学说的创立 2
1.1.3 细胞学说对细胞学发展的推动作用 2
1.1.4 细胞生物学发展简史 3
1.2 细胞的类型和结构体系 4
1.2.1 原核细胞 4
1.2.2 真核细胞 5
1.2.3 真核细胞的结构体系 6
1.2.4 原核细胞与真核细胞的比较 7
1.3 细胞的基本特性 7
1.3.1 细胞结构的基本特性 7
1.3.2 细胞的生理生化特性 8
1.3.3 细胞的形态差异 8
1.3.4 细胞的大小及体积的恒定 9
1.3.5 细胞及细胞器的计量单位 9
1.4 细胞的分子基础 10
1.4.1 水 10
1.4.2 无机盐 11
1.4.3 有机分子 11
1.4.4 细胞结构体系的组装 16
1.5 病毒——非细胞的生命体 17
1.5.1 病毒概述 17
1.5.2 病毒的生命周期与感染 18
1.6 细胞生命的进化 20
1.6.1 细胞生命的起源 20
1.6.2 真核细胞的进化 21
1.6.3 从单细胞向多细胞进化 21
1.6.4 模式生物 21
1.7 合成生物学与“人造”细胞 23
1.7.1 “Synthia”的诞生过程 24
1.7.2 简约化的单条、两条染色体酵母诞生 25
1.7.3 合成生物学与生物安全 27
2 细胞生物学研究方法 29
2.1 显微成像技术 29
2.1.1 显微镜的光学原理 29
2.1.2 光学显微镜 32
2.1.3 荧光显微镜与共聚焦显微镜 37
2.1.4 电子显微镜 41
2.1.5 间接成像技术 44
2.2 细胞（细胞器）分离、培养与融合技术 46
2.2.1 细胞分离 46
2.2.2 细胞培养 48
2.2.3 细胞融合与单克隆抗体技术 50
2.3 蛋白质的纯化与分析技术 51
2.3.1 层析技术 52
2.3.2 蛋白质电泳 53
2.4 分子生物学方法 55
2.4.1 基因工程技术 55
2.4.2 基因功能研究技术 58
3 细胞质膜与穿膜运输 64
3.1 概述 64
3.1.1 细胞的膜结构 64
3.1.2 细胞膜的功能 65
3.2 红细胞与细胞膜结构的研究 65
3.2.1 红细胞的生物学特性 66
3.2.2 红细胞膜结构的研究 66
3.2.3 红细胞质膜的相关蛋白质 67
3.3 膜的化学组成 69
3.3.1 膜脂 69
3.3.2 膜糖 72
3.3.3 膜蛋白 73
3.4 细胞质膜的结构与特点 75
3.4.1 细胞质膜的结构模型 75
3.4.2 细胞质膜的不对称性 78
3.4.3 细胞质膜的流动性 79
3.5 物质的穿膜运输 84
3.5.1 质膜物质运输概述 84
3.5.2 被动运输 86
3.5.3 主动运输 91
3.5.4 主动运输与被动运输的比较及动物与植物主动运输的比较 100
4 细胞环境与互作 102
4.1 细胞外基质 102
4.1.1 细胞外基质的组成与功能 102
4.1.2 细胞外基质中的“填充物”——蛋白聚糖 104
4.1.3 胶原和弹性蛋白 105
4.1.4 细胞外基质中的黏着蛋白 109
4.1.5 细胞外基质与细胞的相互关系 111
4.2 细胞识别与细胞黏附 114
4.2.1 细胞识别及细胞拣出 114
4.2.2 细胞黏附的机制 115
4.3 细胞连接 120
4.3.1 细胞连接的概念和类型 120
4.3.2 紧密连接 120
4.3.3 锚定连接 123
4.3.4 通讯连接 127
4.4 植物的细胞外结构：细胞壁 129
4.4.1 植物细胞壁的结构 129
4.4.2 细胞壁的化学组成 130
4.4.3 微管在纤维素微纤维装配中的作用 131
5 细胞通讯 133
5.1 细胞通讯的一般原理 133
5.1.1 细胞通讯网络 134
5.1.2 信号分子 136
5.1.3 受体 139
5.1.4 信号分子与级联放大 142
5.2 G蛋白偶联受体介导的信号转导 146
5.2.1 G蛋白偶联受体的结构与作用机制 146
5.2.2 PKA系统的信号转导机制 148
5.2.3 PKC系统的信号转导机制 154
5.2.4 作用于离子通道的G蛋白偶联受体信号转导途径 157
5.2.5 Ca2＋/NO/cGMP信号转导途径 160
5.3 酶联受体信号转导 162
5.3.1 受体酪氨酸激酶信号转导的特点 162
5.3.2 Ras/MAP激酶信号转导 165
5.3.3 磷脂酰肌醇3激酶途径 168
5.3.4 胰岛素信号途径 168
5.3.5 其他酶联受体信号途径 170
5.4 其他形式的信号途径 173
5.4.1 通过泛素化控制的信号途径 173
5.4.2 植物的细胞通讯 176
5.5 信号转导的复杂性与信号的终止 178
5.5.1 受体与配体相互作用的复杂性 178
5.5.2 信号转导的重叠、趋同、趋异与串流 179
5.5.3 信号的适应、解除与终止 181
6 核糖体与蛋白质 187
6.1 核糖体的形态结构与rRNA基因 187
6.1.1 核糖体的形态结构与类型 188
6.1.2 核糖体rRNA基因扩增与染色体定位 189
6.1.3 核糖体rRNA基因的转录与加工 189
6.2 核糖体的装配 193
6.2.1 核糖体亚基的自我装配 193
6.2.2 原核生物核糖体重组实验 193
6.2.3 真核生物核糖体的装配 193
6.3 核糖体的功能——蛋白质合成 194
6.3.1 蛋白质合成的基本过程 194
6.3.2 核糖体的功能位点 195
6.3.3 tRNA及氨酰tRNA的合成 196
6.3.4 多聚核糖体 197
6.3.5 蛋白质合成抑制剂 199
6.4 蛋白质的折叠、修饰与降解 200
6.4.1 蛋白质折叠与分子伴侣 200
6.4.2 蛋白质的修饰与加工 203
6.4.3 蛋白酶体对蛋白质的降解 205
6.5 核酶 207
6.5.1 核糖体是一种核酶 207
6.5.2 具有切割功能的核酶 208
6.5.3 核酶与内含子的剪接 209
6.6 RNA编辑 211
6.6.1 RNA编辑对表达的调控 211
6.6.2 gRNA介导的mRNA插入编辑 211
6.6.3 改变mRNA中单个核苷酸的RNA编辑 211
7 线粒体与过氧化物酶体 214
7.1 线粒体概述 214
7.1.1 线粒体的发现与功能研究 214
7.1.2 线粒体的形态结构 215
7.1.3 线粒体的化学组成和各部分特性 215
7.2 线粒体蛋白的靶向转运 217
7.2.1 蛋白质分选与转运 217
7.2.2 线粒体蛋白的转运 219
7.3 线粒体的功能——氧化磷酸化作用 223
7.3.1 真核细胞中的氧化作用 223
7.3.2 呼吸链与电子传递 225
7.3.3 氧化磷酸化：ATP形成机制 230
7.4 线粒体的遗传、融合与分裂 233
7.4.1 线粒体的遗传 233
7.4.2 线粒体的融合与分裂 236
7.5 过氧化物酶体 237
7.5.1 过氧化物酶体的发现及所含酶类 237
7.5.2 过氧化物酶体的功能 238
7.5.3 过氧化物酶体的生物发生 239
8 叶绿体与光合作用 243
8.1 质体与叶绿体 243
8.1.1 前质体与质体 243
8.1.2 叶绿体的形态、大小与数量 244
8.2 叶绿体的结构 244
8.2.1 叶绿体被膜的结构及特性 244
8.2.2 类囊体 245
8.2.3 叶绿体基质 246
8.3 叶绿体蛋白的转运 246
8.3.1 叶绿体基质蛋白的转运 246
8.3.2 类囊体蛋白的转运 247
8.4 光合作用 247
8.4.1 光合作用的四个阶段与特点 247
8.4.2 光吸收 248
8.4.3 电子传递 250
8.4.4 线性及循环式电子传递途径 253
8.4.5 光合磷酸化 255
8.4.6 暗反应 256
8.4.7 过氧化物酶体在光合作用中的作用 258
8.5 叶绿体的遗传和起源 260
8.5.1 叶绿体的遗传 260
8.5.2 叶绿体的起源 260
8.6 叶绿体与线粒体的结构与功能的比较 260
9 内膜系统与蛋白质分选 263
9.1 概述 263
9.1.1 膜性细胞器与内膜系统 263
9.1.2 蛋白质分选与膜运输 266
9.1.3 内膜系统的研究方法 268
9.2 内质网 270
9.2.1 内质网的形态结构和化学组成 270
9.2.2 滑面内质网的功能 272
9.2.3 糙面内质网的功能——蛋白质转运 275
9.2.4 蛋白质插入内质网的膜及定向 278
9.2.5 蛋白质在内质网中的折叠与修饰 280
9.3 高尔基体 284
9.3.1 高尔基体的一般特性 284
9.3.2 高尔基体的功能 285
9.4 溶酶体与液泡 288
9.4.1 溶酶体的酶与溶酶体的发现 288
9.4.2 溶酶体的功能 289
9.4.3 植物细胞的液泡 292
10 细胞内膜运输 294
10.1 有被小泡的类型、装配因子及信号 295
10.1.1 有被小泡的类型 295
10.1.2 有被小泡的装配因子 295
10.1.3 介导有被小泡形成的信号 295
10.2 有被小泡的形成 296
10.2.1 网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 小泡的定向运输、停靠与融合机制 300
10.3.1 Rab蛋白介导运输小泡寻靶 301
10.3.2 SNARE蛋白与NSF蛋白 302
10.4 细胞分泌 304
10.4.1 从内质网到高尔基体的分泌 305
10.4.2 从反面高尔基网向溶酶体的分泌 309
10.4.3 胞吐作用：从反面高尔基网向细胞外分泌 313
10.5 内吞作用 315
10.5.1 内吞途径 315
10.5.2 受体介导的内吞作用 316
10.5.3 内体的加工与成熟 319
10.5.4 吞噬细胞的吞噬 321
10.5.5 吞饮作用 322
10.6 膜的动态更新 322
10.6.1 膜脂的来源及不对称性分布 322
10.6.2 膜蛋白的更新 322
11 细胞骨架 325
11.1 细胞骨架概述 326
11.1.1 细胞骨架的组成和分布 326
11.1.2 细胞骨架的功能 326
11.1.3 细胞骨架的特性 327
11.2 微管 330
11.2.1 微管的结构和类型 330
11.2.2 微管装配的动力学 331
11.2.3 微管结合蛋白 335
11.2.4 微管马达蛋白 337
11.2.5 微管的作用 339
11.2.6 微管与有丝分裂 343
11.3 微丝 344
11.3.1 微丝的化学组成与分布 344
11.3.2 微丝装配的动力学 345
11.3.3 微丝结合蛋白 347
11.3.4 肌球蛋白：基于肌动蛋白的马达蛋白 352
11.3.5 肌细胞：特化的肌收缩功能 355
11.3.6 肌动蛋白和肌球蛋白在非肌细胞中的作用 359
11.3.7 微丝的其他功能 362
11.4 中间纤维与隔蛋白纤维 363
11.4.1 中间纤维蛋白的形态结构与类型 363
11.4.2 中间纤维的装配及动态性 364
11.4.3 中间纤维结合蛋白 364
11.4.4 中间纤维的功能 365
11.4.5 隔蛋白 367
12 细胞核与染色体 369
12.1 核被膜 370
12.1.1 核被膜的结构 370
12.1.2 核被膜的功能 372
12.2 核孔复合体的运输作用 373
12.2.1 核孔复合体运输的一般特点 373
12.2.2 信号与受体 374
12.2.3 蛋白质与RNA的核运输机制 376
12.3 分子伴侣 378
12.3.1 分子伴侣的发现及特点 379
12.3.2 分子伴侣的功能和作用机制 380
12.4 染色质 381
12.4.1 染色质DNA 381
12.4.2 组蛋白与非组蛋白 383
12.4.3 染色质的基本结构——核小体 384
12.5 染色体 387
12.5.1 染色质压缩成染色体 387
12.5.2 中期染色体的形态结构 389
12.5.3 巨型染色体 391
12.6 核仁与核基质 393
12.6.1 核仁 393
12.6.2 核基质与核骨架 394
13 细胞周期与细胞分裂 398
13.1 细胞周期时相及研究方法 398
13.1.1 细胞周期的时相及细胞类型 398
13.1.2 细胞周期各时相的合成活动 400
13.1.3 细胞进程与同步化研究 400
13.2 细胞周期调控 402
13.2.1 细胞周期调控系统 402
13.2.2 有丝分裂促进因子的发现与鉴定 402
13.2.3 裂殖酵母细胞周期调控 405
13.2.4 芽殖酵母的细胞周期调控 407
13.2.5 哺乳动物细胞周期的控制 410
13.2.6 CDK与细胞周期调控 411
13.2.7 细胞周期关卡 415
13.3 有丝分裂 418
13.3.1 有丝分裂过程 418
13.3.2 有丝分裂机制 420
13.4 减数分裂 426
13.4.1 减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ的形态变化 427
13.4.2 减数分裂过程中的遗传重组及其机制 429
13.4.3 减数分裂与有丝分裂的比较及意义 430
14 多细胞生物发育与干细胞 433
14.1 受精作用与卵的激活 434
14.1.1 配子发生 434
14.1.2 受精作用 434
14.1.3 卵的激活 436
14.2 原肠胚形成与细胞分化 437
14.2.1 原肠胚形成 437
14.2.2 细胞分化、细胞决定与形态发生 438
14.3 细胞分化的机制 441
14.3.1 基因表达及调控 441
14.3.2 信号诱导作用 442
14.4 模式形成的机制 445
14.4.1 三胚层形成与极性初级轴 445
14.4.2 果蝇的发育模式 447
14.5 干细胞与成年组织的维持 452
14.5.1 干细胞概述 452
14.5.2 胚胎干细胞 453
14.5.3 成体干细胞与组织更新 454
14.5.4 体细胞的重编程与诱导多能干细胞 457
15 细胞衰老、死亡与癌 461
15.1 细胞衰老 461
15.1.1 衰老的概念 461
15.1.2 Hayflick界限与细胞的寿命 462
15.1.3 细胞衰老的特征 463
15.1.4 细胞衰老的理论 464
15.2 细胞死亡 467
15.2.1 多细胞有机体中细胞数量和质量的控制 468
15.2.2 细胞凋亡及其形态特征 468
15.2.3 细胞凋亡的基因调控机制 470
15.2.4 细胞生存与死亡调控的意义 475
15.3 癌 478
15.3.1 癌的特性及发育 478
15.3.2 癌的遗传学基础 481
15.3.3 癌的预防与治疗 487
主要参考文献 491
索引 496

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• 互动式、移动化的学习过程

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