分子細胞生物學

內容概要

韓貽任主編的《分子細胞生物學（第4版）》自1989年出版第一版以來，已經三易其稿，其問先后獲得國家教委第二屆普通高等學校優(yōu)秀教材一等獎、國家教學成果獎、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。為適應教學需要，第四版又做了較大篇幅修訂，主要體現在：①補充和更新內容，反映學科當前的發(fā)展水平；②調整學科內容的編排和組合次序，反映細胞的整體性，更加突出細胞的生命意義；③各章補充英文提要，引導學生在掌握知識要點的同時了解章節(jié)內容的英文基本表達方式和名詞術語的英文定名。
全書共分7篇25章，分別是緒論、細胞生物學研究方法、細胞的基本概念、質膜與細胞表面、質膜與物質進出細胞運輸、內質網和蛋白質合成、高爾基體與細胞分泌、細胞內的膜泡運輸、問期細胞核和染色體、細胞骨架、線粒體、葉綠體、細胞信號傳遞系統(tǒng)、細胞內信號傳導途徑、細胞中遺傳信息的傳遞、肽信號與蛋白質分選命運、細胞增殖與細胞周期、細胞分化和干細胞、細胞外基質和細胞連接、個體發(fā)育過程中的細胞活動、細胞凋亡、細胞的癌變、生命起源與細胞進化、生物技術與細胞工程。書后附分子細胞學詞匯、常用英文縮略詞、名詞索引、氨基酸屬性和代稱。
《分子細胞生物學（第4版）》適合生命科學相關專業(yè)教學使用，也可供科研、教學工作人員參考。

書籍目錄

第一篇  總論
  第一章  緒論
  第二章  細胞生物學研究方法
  第三章  細胞的基本概念
第二篇  膜系統(tǒng)
  第四章  質膜與細胞表面
  第五章  質膜與物質進出細胞運輸
  第六章  內質網和蛋白質合成
  第七章  高爾基復合體與細胞分泌
  第八章  細胞內的膜泡運輸
  第九章  間期細胞核和染色體
第三篇  細胞骨架動態(tài)支持系統(tǒng)
  第十章  細胞骨架(一)：微絲和中間絲
  第十一章  細胞骨架(二)：微管和微管結構
第四篇  能量代謝系統(tǒng)
  第十二章  能量轉換(一)：線粒體與氧化磷酸化
  第十三章  能量轉換(二)：葉綠體與光合作用
第五篇  細胞信號傳遞系統(tǒng)
  第十四章  信號傳遞與細胞的生存
  第十五章  細胞內信號傳遞途徑
  第十六章  細胞中遺傳信息的傳遞
  第十七章  肽信號與蛋白質分選命運
第六篇  細胞社會性
  第十八章  細胞增殖與細胞周期
  第十九章  細胞分化和干細胞
  第二十章  細胞間的結構聯(lián)系——細胞外基質和細胞連接
第七篇  細胞與個體發(fā)育
  第二十一章  個體發(fā)育過程中的細胞活動
  第二十二章  細胞凋亡
  第二十三章  細胞的癌變
  第二十四章  生命起源與細胞進化
  第二十五章  生物技術與細胞工程
主要參考文獻
  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
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章節(jié)摘錄

　　第一節(jié)細胞生物學的研究任務　　現今的生命科學以驚人的速度向前發(fā)展，堪稱為當今自然科學的領頭學科。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生了積極的影響?，F代生物學發(fā)展的重要特征是，都與對細胞的研究建立了越來越緊密的聯(lián)系，可以說不談細胞就莫談生物學。　　細胞生物學是現代生物學的奠基學科。它是從細胞整體、超微和分子水平上研究細胞的結構和生命活動規(guī)律的科學。細胞是由膜圍成的能獨立進行生長繁殖的原生質團。　　自然界中各種物質均由不同層次的結構單位所組成，生物體也不例外。細胞是一切生物的基本結構單位，然而細胞不同于非生命界的任何結構單位。細胞最獨特的屬性是它是一個能獨立生存、能進行自我調節(jié)的開放體系，它在同外界進行物質、能量、信息交換的條件下，處于動態(tài)平衡之中。因此，細胞具有自我復制、自我調控、自我裝配的特性。所謂生命實質上就是細胞屬性的體現。生物體的一切生命現象，如生長、發(fā)育、繁殖、遺傳、分化、代謝和應激等都是細胞這個基本單位的活動體現。由此可見，細胞是生命現象的物質結構基礎，生命是細胞所獨有的運動方式。正像著名的生物學家E.B.Wilson（1856～1939年）所說的：“許久以來，大家就明確，一切生物學問題的答案最終都要到細胞中去尋找。因為所有生物體都是，或曾經是一個細胞?！保╓ilson，1925）。細胞生物學的研究對象是細胞，而恰恰由于細胞在生命界中的獨特屬性，使細胞生物學在生命科學中占據著核心地位。生物學中的許多分支學科，如生理學、解剖學、遺傳學、免疫學、胚胎學、組織學、發(fā)育生物學、分子生物學等，都要求從細胞水平上來闡明各自研究領域中生命現象的機理。可以毫不諱言地說，現代生物學的所有分支學科脫離對細胞的研究，都將失去持續(xù)發(fā)展的原動力。于是，這些分支學科便同細胞生物學形成了交叉重疊關系。細胞生物學的每一步進展必然要滲透到其他學科中去；其他學科所取得的進展同樣要推動細胞生物學的發(fā)展?，F代生物學各個分支學科的交叉匯合是21世紀生命科學的發(fā)展趨勢，各個學科都要到細胞中去探索生命現象的奧秘。細胞生物學的發(fā)展必將不斷地把生命科學推向更高的水平。　　我們知道，細胞是由許多超微結構組成的體系，這些超微結構又是由生物大分子組成的。細胞的生命活動發(fā)生在各級結構水平上，其中有許多活動是大分子所具有的屬性。例如，DNA的復制、微管和核糖體的自我裝配就是明顯的例證。在體外適當的條件下，也可重演DNA在體內的組裝過程。這說明，細胞內的超微結構是符合分子的力學原理的。分子生物學的研究進展對細胞生物學的發(fā)展有著重大的影響。分子生物學的許多成就，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、酶分子活性基團的定位、大分子立體化學等，都在啟發(fā)著人們從分子水平上去揭示生命活動現象的本質，分子生物學的進步推動著細胞生物學向著更深層次發(fā)展。　　雖然許多生命現象可以用分子的結構屬性來解釋，但是生物體最基本的結構單位是細胞，細胞是作為一個整體而存在的，分子對于細胞來說是整體的組件。大分子所表現出的一些屬性只有在細胞這個體系里才具有生命的意義。細胞是有秩序的四維結構體系，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――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胞內裝配成有一定秩序的結構關系，它一旦脫離細胞而單獨存在時則毫無生命現象，因此試圖用總DNA來恢復物種的存在看來是不可能的。各種分子必須在細胞內組配成一定的時空關系，相互協(xié)調配合，才能表現出有生命意義的活動變化。細胞外的大分子變化，即便再復雜也只能是生物化學反應，還稱不上是生命活動。細胞是進行生命活動最完善的基本空間結構。目前所知，地球上還不存在有非細胞的生命體。細胞是生命活動的平臺，沒有細胞，也就沒有了生命！因此，從分子水平上闡明生命現象時，絕不能忽視細胞這一基本結構的整體性?！　‰S著研究的深入，我們認識到，細胞不僅僅是一個形態(tài)結構單位，更重要的是它是一個極其復雜緊密的信息體系，生物的生命活動與細胞內和細胞間的信息傳遞密不可分。細胞間的相互作用和細胞內的生物化學變化，總是蘊含著信號傳遞過程。因此，現代細胞生物學是研究細胞各級結構和細胞信息傳遞的生命科學。　　需要指出的是，“一切生物學問題的答案最終都要到細胞中去尋找。”這句話在19世紀末到20世紀對推動細胞學的發(fā)展起了重大的作用。然而，對多細胞生物來說一個細胞終歸不等于一個生物體，細胞只是生物體的一個生命單位，它還要和其他細胞和結構成分構成錯綜復雜的結構和功能關系。細胞不能孤立存在，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，我們在研究細胞生物學時不能只關注一個細胞的活動，不能‘只見樹木，不見森林’。即便是單細胞生物，細胞間也存在著相互依存關系。一個細胞不能蘊含生命現象的全部?！　∮纱丝梢姡谘芯考毎飳W時一定要樹立‘整體性’概念。即便是對細胞進行局部分析時，也不可忽視局部在細胞整體生命活動中的地位?！　〉诙?jié)　細胞生物學的發(fā)展簡史　　細胞的發(fā)現至今已有300多年的歷史。在此期間，隨著技術和實驗手段的進步，細胞生物學才得以形成和發(fā)展?？茖W的發(fā)展總是和工具的改進分不開的，每當有重大的工具和技術發(fā)明時，科學也就在孕育著重大的飛躍。當然，細胞生物學也不例外，由于對細胞的觀察、解剖和分析手段的發(fā)明和技術的不斷進步，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）?？萍及l(fā)展水平具有時代的特征，于是細胞生物學的歷史便顯現出不同的發(fā)展階段?！　∫?、細胞的發(fā)現　　細胞的發(fā)現是和顯微鏡的發(fā)明分不開的。這是由于大多數細胞的直徑都在30μm以下，遠遠超出了肉眼的直觀范圍（200μm）。只有靠放大裝置才能看到細胞，這種放大裝置就是顯微鏡。　　17世紀，英國博物學家Robert Hooke（Hooke，1635～1703年）創(chuàng)造了第一架對科學研究有價值的顯微鏡。他所創(chuàng)制的顯微鏡放大倍數為40～140倍。Hooke是英國皇家學會最早的會員之一，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構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：“當我一看到這些形象時，我就認為這是我的發(fā)現。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。顯然，這使我理解了軟木為什么這么輕的原因?！薄讹@微圖譜》一書內容豐富，廣泛記載了Hooke用自制顯微鏡對許多種物質的觀察結果，包括礦物、動物和植物標本。由此可見，《顯微圖譜》一書的出版，標志著人類在科學上進入了對物質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。他在書中所用的“cell”一詞是從中世紀拉丁語“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胞壁所圍成的空腔，因此當時從Hooke的主觀到客觀來看，“cell”一詞均無細胞的涵義。但是，由于在顯微鏡下植物細胞的細胞壁要比細胞內部物質看起來明顯得多，因此在Hooke開始使用“cell”一詞以后的100多年中，學者們一直把注意力集中到細胞壁上，而對完整細胞內部的觀察無甚進展。由此可見，Hooke是“cell”一詞的創(chuàng)用者，而不是細胞的發(fā)現者?！　∨cHooke同時代的荷蘭科學家Antonievan Leeu-wenhoek（Leeuwenhoek，1632～1723年）在1674年用自制的顯微鏡發(fā)現了池塘水中的原生動物。40多年中他對多種動、植物活細胞進行了觀察，觀察到了人和哺乳動物的精子，也看到了鮭魚紅細胞的核。1683年他又在牙垢中發(fā)現了細菌。他甚至對一些細胞的大小也進行了測量。例如，他測得紅細胞直徑為7.2μm，細菌為3μm，與現代測量的數值相近。他把觀察到的結果作了詳細的記錄，并不斷用通訊的方式向英國皇家學會做報告。他先后寫了30多封信，他的成就得到了英國皇家學會的肯定。英國皇家學會把他的全部信件譯成英文，匯編成論文集，冠名為《哲學會報（1673～1724年）》［Philosophical Transaction（1673～1724）］。由此可見，Leeuwenhoek利用自制的顯微鏡發(fā)現了前人從未見到過的大量活細胞。在生物學上，他的成就超過了Hooke的貢獻。把細胞的發(fā)現者的桂冠歸屬于Leeuwenhoek，他是當之無愧的，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博物館（University Museumof Utrecht）。經對其中的一架顯微鏡檢測表明，其放大倍數為270倍，分辨率達2.7μm。但是如果根據他的記錄分析判斷，當時他使用過的顯微鏡的放大倍數應為500倍，分辨率應為1.0μm，在當時能達到這樣高的水平是十分驚人的。直到18世紀末，所制作的顯微鏡還沒有超過這一水平的。Leeuwenhoek的學歷遠不如Hooke，他只上過中學，后當過學徒工和布商，直至1671年（39歲）才開始科學活動。他最初磨制透鏡的目的是為了檢查布匹的質量。可是他在40年的科學生涯中，學術貢獻卓著。正是鑒于Leeuwen-hoek在生物學上的卓越貢獻，1680年他當選為英國皇家學會外籍會員，1699年又被授予巴黎科學院通訊院士的榮譽稱號。　　Leeuwenhoek的一生是刻苦奮斗的一生，他自強不息，孜孜以求，終于由一個布店學徒工成長為一位在學術上出類拔萃的學者，為后人樹立了一個自學成才的光輝典范?！　　?/pre>








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