分子細(xì)胞生物學(xué)

內(nèi)容概要

韓貽任主編的《分子細(xì)胞生物學(xué)（第4版）》自1989年出版第一版以來，已經(jīng)三易其稿，其問先后獲得國家教委第二屆普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎、國家教學(xué)成果獎、普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材、第二屆山東省優(yōu)秀教材一等獎等獎勵。為適應(yīng)教學(xué)需要，第四版又做了較大篇幅修訂，主要體現(xiàn)在：①補充和更新內(nèi)容，反映學(xué)科當(dāng)前的發(fā)展水平；②調(diào)整學(xué)科內(nèi)容的編排和組合次序，反映細(xì)胞的整體性，更加突出細(xì)胞的生命意義；③各章補充英文提要，引導(dǎo)學(xué)生在掌握知識要點的同時了解章節(jié)內(nèi)容的英文基本表達(dá)方式和名詞術(shù)語的英文定名。
全書共分7篇25章，分別是緒論、細(xì)胞生物學(xué)研究方法、細(xì)胞的基本概念、質(zhì)膜與細(xì)胞表面、質(zhì)膜與物質(zhì)進出細(xì)胞運輸、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和蛋白質(zhì)合成、高爾基體與細(xì)胞分泌、細(xì)胞內(nèi)的膜泡運輸、問期細(xì)胞核和染色體、細(xì)胞骨架、線粒體、葉綠體、細(xì)胞信號傳遞系統(tǒng)、細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)途徑、細(xì)胞中遺傳信息的傳遞、肽信號與蛋白質(zhì)分選命運、細(xì)胞增殖與細(xì)胞周期、細(xì)胞分化和干細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞連接、個體發(fā)育過程中的細(xì)胞活動、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞的癌變、生命起源與細(xì)胞進化、生物技術(shù)與細(xì)胞工程。書后附分子細(xì)胞學(xué)詞匯、常用英文縮略詞、名詞索引、氨基酸屬性和代稱。
《分子細(xì)胞生物學(xué)（第4版）》適合生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)教學(xué)使用，也可供科研、教學(xué)工作人員參考。

書籍目錄

第一篇  總論
  第一章  緒論
  第二章  細(xì)胞生物學(xué)研究方法
  第三章  細(xì)胞的基本概念
第二篇  膜系統(tǒng)
  第四章  質(zhì)膜與細(xì)胞表面
  第五章  質(zhì)膜與物質(zhì)進出細(xì)胞運輸
  第六章  內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和蛋白質(zhì)合成
  第七章  高爾基復(fù)合體與細(xì)胞分泌
  第八章  細(xì)胞內(nèi)的膜泡運輸
  第九章  間期細(xì)胞核和染色體
第三篇  細(xì)胞骨架動態(tài)支持系統(tǒng)
  第十章  細(xì)胞骨架(一)：微絲和中間絲
  第十一章  細(xì)胞骨架(二)：微管和微管結(jié)構(gòu)
第四篇  能量代謝系統(tǒng)
  第十二章  能量轉(zhuǎn)換(一)：線粒體與氧化磷酸化
  第十三章  能量轉(zhuǎn)換(二)：葉綠體與光合作用
第五篇  細(xì)胞信號傳遞系統(tǒng)
  第十四章  信號傳遞與細(xì)胞的生存
  第十五章  細(xì)胞內(nèi)信號傳遞途徑
  第十六章  細(xì)胞中遺傳信息的傳遞
  第十七章  肽信號與蛋白質(zhì)分選命運
第六篇  細(xì)胞社會性
  第十八章  細(xì)胞增殖與細(xì)胞周期
  第十九章  細(xì)胞分化和干細(xì)胞
  第二十章  細(xì)胞間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系——細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞連接
第七篇  細(xì)胞與個體發(fā)育
  第二十一章  個體發(fā)育過程中的細(xì)胞活動
  第二十二章  細(xì)胞凋亡
  第二十三章  細(xì)胞的癌變
  第二十四章  生命起源與細(xì)胞進化
  第二十五章  生物技術(shù)與細(xì)胞工程
主要參考文獻(xiàn)
  附錄I  重要名詞簡釋
  附錄Ⅱ  常用縮略詞匯表
  附錄Ⅲ  氨基酸屬性和代稱
索引
教學(xué)課件索取單
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章節(jié)摘錄

　　第一節(jié)細(xì)胞生物學(xué)的研究任務(wù)　　現(xiàn)今的生命科學(xué)以驚人的速度向前發(fā)展，堪稱為當(dāng)今自然科學(xué)的領(lǐng)頭學(xué)科。它不僅對生命的奧秘了解得越來越深刻，而且對人類自身的生存更產(chǎn)生了積極的影響?，F(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展的重要特征是，都與對細(xì)胞的研究建立了越來越緊密的聯(lián)系，可以說不談細(xì)胞就莫談生物學(xué)?！　〖?xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生物學(xué)的奠基學(xué)科。它是從細(xì)胞整體、超微和分子水平上研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動規(guī)律的科學(xué)。細(xì)胞是由膜圍成的能獨立進行生長繁殖的原生質(zhì)團。　　自然界中各種物質(zhì)均由不同層次的結(jié)構(gòu)單位所組成，生物體也不例外。細(xì)胞是一切生物的基本結(jié)構(gòu)單位，然而細(xì)胞不同于非生命界的任何結(jié)構(gòu)單位。細(xì)胞最獨特的屬性是它是一個能獨立生存、能進行自我調(diào)節(jié)的開放體系，它在同外界進行物質(zhì)、能量、信息交換的條件下，處于動態(tài)平衡之中。因此，細(xì)胞具有自我復(fù)制、自我調(diào)控、自我裝配的特性。所謂生命實質(zhì)上就是細(xì)胞屬性的體現(xiàn)。生物體的一切生命現(xiàn)象，如生長、發(fā)育、繁殖、遺傳、分化、代謝和應(yīng)激等都是細(xì)胞這個基本單位的活動體現(xiàn)。由此可見，細(xì)胞是生命現(xiàn)象的物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，生命是細(xì)胞所獨有的運動方式。正像著名的生物學(xué)家E.B.Wilson（1856～1939年）所說的：“許久以來，大家就明確，一切生物學(xué)問題的答案最終都要到細(xì)胞中去尋找。因為所有生物體都是，或曾經(jīng)是一個細(xì)胞?！保╓ilson，1925）。細(xì)胞生物學(xué)的研究對象是細(xì)胞，而恰恰由于細(xì)胞在生命界中的獨特屬性，使細(xì)胞生物學(xué)在生命科學(xué)中占據(jù)著核心地位。生物學(xué)中的許多分支學(xué)科，如生理學(xué)、解剖學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)、胚胎學(xué)、組織學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)等，都要求從細(xì)胞水平上來闡明各自研究領(lǐng)域中生命現(xiàn)象的機理?？梢院敛恢M言地說，現(xiàn)代生物學(xué)的所有分支學(xué)科脫離對細(xì)胞的研究，都將失去持續(xù)發(fā)展的原動力。于是，這些分支學(xué)科便同細(xì)胞生物學(xué)形成了交叉重疊關(guān)系。細(xì)胞生物學(xué)的每一步進展必然要滲透到其他學(xué)科中去；其他學(xué)科所取得的進展同樣要推動細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展?，F(xiàn)代生物學(xué)各個分支學(xué)科的交叉匯合是21世紀(jì)生命科學(xué)的發(fā)展趨勢，各個學(xué)科都要到細(xì)胞中去探索生命現(xiàn)象的奧秘。細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展必將不斷地把生命科學(xué)推向更高的水平?！　∥覀冎?，細(xì)胞是由許多超微結(jié)構(gòu)組成的體系，這些超微結(jié)構(gòu)又是由生物大分子組成的。細(xì)胞的生命活動發(fā)生在各級結(jié)構(gòu)水平上，其中有許多活動是大分子所具有的屬性。例如，DNA的復(fù)制、微管和核糖體的自我裝配就是明顯的例證。在體外適當(dāng)?shù)臈l件下，也可重演DNA在體內(nèi)的組裝過程。這說明，細(xì)胞內(nèi)的超微結(jié)構(gòu)是符合分子的力學(xué)原理的。分子生物學(xué)的研究進展對細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展有著重大的影響。分子生物學(xué)的許多成就，如DNA雙螺旋模型的提出、基因的核苷酸序列分析、DNA重組技術(shù)、酶分子活性基團的定位、大分子立體化學(xué)等，都在啟發(fā)著人們從分子水平上去揭示生命活動現(xiàn)象的本質(zhì)，分子生物學(xué)的進步推動著細(xì)胞生物學(xué)向著更深層次發(fā)展?！　‰m然許多生命現(xiàn)象可以用分子的結(jié)構(gòu)屬性來解釋，但是生物體最基本的結(jié)構(gòu)單位是細(xì)胞，細(xì)胞是作為一個整體而存在的，分子對于細(xì)胞來說是整體的組件。大分子所表現(xiàn)出的一些屬性只有在細(xì)胞這個體系里才具有生命的意義。細(xì)胞是有秩序的四維結(jié)構(gòu)體系，為各種分子參加生命活動提供了特定的微環(huán)境，脫離了這一微環(huán)境，大分子的某些屬性就會發(fā)生變化。例如，生物體最主要的遺傳物質(zhì)――DNA，它雖然可以儲存物種的全部信息，可是各種分子必須在細(xì)胞內(nèi)裝配成有一定秩序的結(jié)構(gòu)關(guān)系，它一旦脫離細(xì)胞而單獨存在時則毫無生命現(xiàn)象，因此試圖用總DNA來恢復(fù)物種的存在看來是不可能的。各種分子必須在細(xì)胞內(nèi)組配成一定的時空關(guān)系，相互協(xié)調(diào)配合，才能表現(xiàn)出有生命意義的活動變化。細(xì)胞外的大分子變化，即便再復(fù)雜也只能是生物化學(xué)反應(yīng)，還稱不上是生命活動。細(xì)胞是進行生命活動最完善的基本空間結(jié)構(gòu)。目前所知，地球上還不存在有非細(xì)胞的生命體。細(xì)胞是生命活動的平臺，沒有細(xì)胞，也就沒有了生命！因此，從分子水平上闡明生命現(xiàn)象時，絕不能忽視細(xì)胞這一基本結(jié)構(gòu)的整體性?！　‰S著研究的深入，我們認(rèn)識到，細(xì)胞不僅僅是一個形態(tài)結(jié)構(gòu)單位，更重要的是它是一個極其復(fù)雜緊密的信息體系，生物的生命活動與細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間的信息傳遞密不可分。細(xì)胞間的相互作用和細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)變化，總是蘊含著信號傳遞過程。因此，現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞各級結(jié)構(gòu)和細(xì)胞信息傳遞的生命科學(xué)?！　⌒枰赋龅氖?，“一切生物學(xué)問題的答案最終都要到細(xì)胞中去尋找。”這句話在19世紀(jì)末到20世紀(jì)對推動細(xì)胞學(xué)的發(fā)展起了重大的作用。然而，對多細(xì)胞生物來說一個細(xì)胞終歸不等于一個生物體，細(xì)胞只是生物體的一個生命單位，它還要和其他細(xì)胞和結(jié)構(gòu)成分構(gòu)成錯綜復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系。細(xì)胞不能孤立存在，要和環(huán)境形成統(tǒng)一體。Wilson的語言忽視了環(huán)境的存在。因此，我們在研究細(xì)胞生物學(xué)時不能只關(guān)注一個細(xì)胞的活動，不能‘只見樹木，不見森林’。即便是單細(xì)胞生物，細(xì)胞間也存在著相互依存關(guān)系。一個細(xì)胞不能蘊含生命現(xiàn)象的全部?！　∮纱丝梢姡谘芯考?xì)胞生物學(xué)時一定要樹立‘整體性’概念。即便是對細(xì)胞進行局部分析時，也不可忽視局部在細(xì)胞整體生命活動中的地位?！　〉诙?jié)　細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展簡史　　細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)至今已有300多年的歷史。在此期間，隨著技術(shù)和實驗手段的進步，細(xì)胞生物學(xué)才得以形成和發(fā)展?？茖W(xué)的發(fā)展總是和工具的改進分不開的，每當(dāng)有重大的工具和技術(shù)發(fā)明時，科學(xué)也就在孕育著重大的飛躍。當(dāng)然，細(xì)胞生物學(xué)也不例外，由于對細(xì)胞的觀察、解剖和分析手段的發(fā)明和技術(shù)的不斷進步，也使它由一個水平發(fā)展到一個更高的新水平（參見表1-1）。科技發(fā)展水平具有時代的特征，于是細(xì)胞生物學(xué)的歷史便顯現(xiàn)出不同的發(fā)展階段?！　∫弧⒓?xì)胞的發(fā)現(xiàn)　　細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)是和顯微鏡的發(fā)明分不開的。這是由于大多數(shù)細(xì)胞的直徑都在30μm以下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了肉眼的直觀范圍（200μm）。只有靠放大裝置才能看到細(xì)胞，這種放大裝置就是顯微鏡。　　17世紀(jì)，英國博物學(xué)家Robert Hooke（Hooke，1635～1703年）創(chuàng)造了第一架對科學(xué)研究有價值的顯微鏡。他所創(chuàng)制的顯微鏡放大倍數(shù)為40～140倍。Hooke是英國皇家學(xué)會最早的會員之一，他利用自己制作的顯微鏡進行了許多觀察，把觀察到的現(xiàn)象寫成了一本書，書名為《顯微圖譜》（Micrographia），出版于1665年。在書中他描述了在顯微鏡下所看到的木栓結(jié)構(gòu)是由許多小空洞所組成，他把這些小空洞稱之為pore（小孔）或cell（小室）（圖1-1）。他以極其興奮的心情寫道：“當(dāng)我一看到這些形象時，我就認(rèn)為這是我的發(fā)現(xiàn)。因為這的確是我第一次看到的微小空洞，可能這也是歷史上的第一次發(fā)現(xiàn)。顯然，這使我理解了軟木為什么這么輕的原因。”《顯微圖譜》一書內(nèi)容豐富，廣泛記載了Hooke用自制顯微鏡對許多種物質(zhì)的觀察結(jié)果，包括礦物、動物和植物標(biāo)本。由此可見，《顯微圖譜》一書的出版，標(biāo)志著人類在科學(xué)上進入了對物質(zhì)世界進行顯微研究的時代，這是Hooke作出的具有歷史意義的重大貢獻(xiàn)。他在書中所用的“cell”一詞是從中世紀(jì)拉丁語“cellulae”一詞變來的，原是小室之意，正像蜂窩中的小室一樣。Hooke在這里所用的“cell”一詞實際上是指由植物細(xì)胞壁所圍成的空腔，因此當(dāng)時從Hooke的主觀到客觀來看，“cell”一詞均無細(xì)胞的涵義。但是，由于在顯微鏡下植物細(xì)胞的細(xì)胞壁要比細(xì)胞內(nèi)部物質(zhì)看起來明顯得多，因此在Hooke開始使用“cell”一詞以后的100多年中，學(xué)者們一直把注意力集中到細(xì)胞壁上，而對完整細(xì)胞內(nèi)部的觀察無甚進展。由此可見，Hooke是“cell”一詞的創(chuàng)用者，而不是細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)者?！　∨cHooke同時代的荷蘭科學(xué)家Antonievan Leeu-wenhoek（Leeuwenhoek，1632～1723年）在1674年用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了池塘水中的原生動物。40多年中他對多種動、植物活細(xì)胞進行了觀察，觀察到了人和哺乳動物的精子，也看到了鮭魚紅細(xì)胞的核。1683年他又在牙垢中發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌。他甚至對一些細(xì)胞的大小也進行了測量。例如，他測得紅細(xì)胞直徑為7.2μm，細(xì)菌為3μm，與現(xiàn)代測量的數(shù)值相近。他把觀察到的結(jié)果作了詳細(xì)的記錄，并不斷用通訊的方式向英國皇家學(xué)會做報告。他先后寫了30多封信，他的成就得到了英國皇家學(xué)會的肯定。英國皇家學(xué)會把他的全部信件譯成英文，匯編成論文集，冠名為《哲學(xué)會報（1673～1724年）》［Philosophical Transaction（1673～1724）］。由此可見，Leeuwenhoek利用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了前人從未見到過的大量活細(xì)胞。在生物學(xué)上，他的成就超過了Hooke的貢獻(xiàn)。把細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)者的桂冠歸屬于Leeuwenhoek，他是當(dāng)之無愧的，絕非‘名不副實’。十分可貴的是，他一生親手磨制了550個透鏡，裝配了247架顯微鏡（圖1-2），為人類制造了一批寶貴的財富。至今保存下來的還有9架顯微鏡，收藏于荷蘭的烏得勒支大學(xué)博物館（University Museumof Utrecht）。經(jīng)對其中的一架顯微鏡檢測表明，其放大倍數(shù)為270倍，分辨率達(dá)2.7μm。但是如果根據(jù)他的記錄分析判斷，當(dāng)時他使用過的顯微鏡的放大倍數(shù)應(yīng)為500倍，分辨率應(yīng)為1.0μm，在當(dāng)時能達(dá)到這樣高的水平是十分驚人的。直到18世紀(jì)末，所制作的顯微鏡還沒有超過這一水平的。Leeuwenhoek的學(xué)歷遠(yuǎn)不如Hooke，他只上過中學(xué)，后當(dāng)過學(xué)徒工和布商，直至1671年（39歲）才開始科學(xué)活動。他最初磨制透鏡的目的是為了檢查布匹的質(zhì)量?？墒撬?0年的科學(xué)生涯中，學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)卓著。正是鑒于Leeuwen-hoek在生物學(xué)上的卓越貢獻(xiàn)，1680年他當(dāng)選為英國皇家學(xué)會外籍會員，1699年又被授予巴黎科學(xué)院通訊院士的榮譽稱號?！　eeuwenhoek的一生是刻苦奮斗的一生，他自強不息，孜孜以求，終于由一個布店學(xué)徒工成長為一位在學(xué)術(shù)上出類拔萃的學(xué)者，為后人樹立了一個自學(xué)成才的光輝典范?！　　?/pre>








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