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細(xì)胞生物學(xué)精要（原書第五版） 
定 價：498 元 叢書名：生命科學(xué)名著
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9 7 7 8 4 7 4 0 6 3 9 0 2 讀者對象:生物、醫(yī)學(xué)、農(nóng)林、牧漁等專業(yè)的大學(xué)生、研究生、教師和科研人員均可參考使用，并且對細(xì)胞生物學(xué)感興趣的非專業(yè)人員也可以閱讀。 
本書是由美國科學(xué)院前院長布魯斯·艾伯茨（Bruce Alberts）領(lǐng)銜，七位國際著名生物學(xué)家共同編寫的Essential Cell Biology第五版的中譯本。全書共分為二十章，系統(tǒng)地闡述了細(xì)胞DNA復(fù)制與修復(fù)、中心法則、基因表達調(diào)控、跨膜轉(zhuǎn)運、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、能量生產(chǎn)、細(xì)胞周期，以及有性生殖、遺傳、生物演化等重要生命過程，既涵蓋了細(xì)胞生物學(xué)的基礎(chǔ)知識，又與時俱進地引入了細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域**的研究進展，行文簡潔、重點突出、插圖精美、引人入勝。每章的末尾均附有本章的基本概念、關(guān)鍵詞和一些簡明而有趣的問題，以鼓勵讀者對本章的內(nèi)容進行進一步的思考和應(yīng)用。所有問題的參考答案均附在全書的最后。每章還配有“我們是怎樣知道的”欄目，其中包含了一些原始實驗數(shù)據(jù)和實驗設(shè)計，以幫助讀者了解細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域一些重大科學(xué)問題的發(fā)現(xiàn)和解決過程。
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目錄
第1章 細(xì)胞：生命的基本單位 1 細(xì)胞的統(tǒng)一性和多樣性 1 細(xì)胞的形態(tài)和功能大不相同 2 活細(xì)胞都有相似的化學(xué)組成和化學(xué)性質(zhì) 2 活細(xì)胞可利用自身蛋白催化完成自我復(fù)制 3 所有活細(xì)胞都由同一祖先演化而來 4 基因是細(xì)胞和有機體形態(tài)發(fā)生、功能和行為的總指揮 4 顯微鏡下的細(xì)胞 5 光學(xué)顯微鏡的發(fā)明導(dǎo)致了細(xì)胞的發(fā)現(xiàn) 5 光學(xué)顯微鏡揭示了細(xì)胞的一些組件 5 電子顯微鏡揭示了細(xì)胞的精細(xì)結(jié)構(gòu) 6 原核細(xì)胞 12 原核生物是地球上種類和數(shù)量最多的細(xì)胞 13 原核生物世界可分為兩個域：細(xì)菌和古細(xì)菌 14 真核細(xì)胞 15 細(xì)胞核是細(xì)胞的信息存儲器 15 線粒體利用食物分子產(chǎn)生能量 16 葉綠體從陽光中捕獲能量 16 內(nèi)膜創(chuàng)建功能各異的細(xì)胞內(nèi)區(qū)室 18 胞質(zhì)溶膠是一種含有大小分子的濃縮水凝膠 20 細(xì)胞骨架負(fù)責(zé)細(xì)胞的定向運動 21 細(xì)胞質(zhì)遠(yuǎn)非靜止 22 真核細(xì)胞可能作為捕食者而起源 22 模式生物 24 分子生物學(xué)家專注于大腸桿菌 25 釀酒酵母是一種簡單的真核生物 25 擬南芥作為模式植物 26 模式動物果蠅、線蟲、魚和小鼠 26 生物學(xué)家也直接研究人類和人體細(xì)胞 30 基因組序列比對揭示出生命共同的遺傳特征 31 基因組不僅僅只包含基因 32 基本概念 32 關(guān)鍵詞 33 問題 33 第2章 細(xì)胞的化學(xué)成分 37 化學(xué)鍵 37 細(xì)胞由相對少數(shù)的幾種原子組成 37 最外層的電子決定原子間如何相互作用 39 共價鍵由共用的電子所形成 41 一些共價鍵涉及多個電子對 42 共價鍵中的電子通常是不均等共用 42 共價鍵的強度可使其在細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在 42 離子鍵通過得失電子而形成 45 氫鍵是許多生物分子中重要的非共價鍵 45 四種弱相互作用將細(xì)胞內(nèi)的分子聚集在一起 46 一些極性分子在水中形成酸和堿 49 細(xì)胞中的小分子 52 細(xì)胞由碳化合物構(gòu)成 52 細(xì)胞主要含有四種有機小分子 52 糖既是細(xì)胞的能量來源，也是組成多糖的亞基 53 脂肪酸鏈?zhǔn)羌?xì)胞膜的組成部分 56 氨基酸是形成蛋白質(zhì)的亞基 59 核苷酸是形成DNA和RNA的亞基 63 細(xì)胞中的大分子 67 每個大分子都含有特定的亞基序列 67 非共價鍵決定大分子的精確形狀 70 非共價鍵允許大分子結(jié)合其他特定分子 70 基本概念 71 關(guān)鍵詞 72 問題 72 第3章 能量、催化和生物合成 75 細(xì)胞利用能量 76 細(xì)胞釋放的熱能使生物有序性成為可能 76 細(xì)胞能夠?qū)⒛芰繌囊环N形式轉(zhuǎn)換為另一種形式 77 光合生物利用陽光合成有機分子 78 細(xì)胞通過有機分子的氧化獲得能量 79 氧化和還原涉及電子的轉(zhuǎn)移 79 自由能和催化作用 81 化學(xué)反應(yīng)朝向自由能損失的方向上進行 81 酶降低了自發(fā)反應(yīng)起始所需的能量 82 自由能的變化決定了一個反應(yīng)能否發(fā)生 83 ΔG 在反應(yīng)趨向平衡的進程中不斷變化 84 標(biāo)準(zhǔn)自由能變化ΔG°可以比較不同反應(yīng)的能量 84 平衡常數(shù)與ΔG°成正比 85 在復(fù)合反應(yīng)中，平衡常數(shù)取決于所有反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度 88 平衡常數(shù)也可指示非共價結(jié)合反應(yīng)的強度 88 對于連續(xù)反應(yīng)，自由能的變化是疊加的 89 酶催化反應(yīng)依賴于快速的分子碰撞 90 非共價相互作用允許酶結(jié)合特定分子 90 活化載體和生物合成 91 活化載體的形成與能量上有利的反應(yīng)相偶聯(lián) 91 ATP 是最廣泛使用的活化載體 94 存儲在ATP中的能量常用于連接兩個分子 95 NADH和NADPH二者都是電子活化載體 96 NADPH和NADH在細(xì)胞中發(fā)揮不同的作用 97 細(xì)胞也利用許多其他活化載體 98 生物多聚物的合成需要能量輸入 99 基本概念 102 關(guān)鍵詞 102 問題 103 第4章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能 107 蛋白質(zhì)的形狀和結(jié)構(gòu) 107 蛋白質(zhì)的形狀由氨基酸序列確定 107 蛋白質(zhì)折疊成能量最低的構(gòu)象 111 各種蛋白質(zhì)都有自己的復(fù)雜形狀 113 α螺旋和β折疊是常見的折疊模式 115 生物結(jié)構(gòu)易于形成螺旋形式 115 β折疊在許多蛋白質(zhì)的核心處形成剛性結(jié)構(gòu) 118 蛋白質(zhì)的錯誤折疊造成引發(fā)疾病的淀粉樣蛋白結(jié)構(gòu) 118 蛋白質(zhì)具有多層次的組織形式 118 蛋白質(zhì)也包含無固定結(jié)構(gòu)的區(qū)域 119 在許多潛在可能的多肽鏈中，只有少數(shù)是有功能的 120 蛋白質(zhì)可以歸類為不同家族 120 大蛋白分子所含的多肽鏈通常多于一個 120 蛋白質(zhì)可以組裝成絲狀、片狀或球狀 122 某些類型的蛋白質(zhì)呈現(xiàn)為細(xì)長的纖維狀 123 細(xì)胞外蛋白通常進行共價交聯(lián)而得以穩(wěn)定 124 蛋白質(zhì)如何工作 124 所有蛋白質(zhì)都與其他分子結(jié)合 124 人體能產(chǎn)生數(shù)十億種抗體，每種抗體都有各自的結(jié)合位點 126 酶是強大且高度特異的催化劑 129 酶極大地加快了化學(xué)反應(yīng)的速度 129 以溶菌酶為例揭示酶的工作原理 130 很多藥物抑制酶的活性 134 緊密結(jié)合的小分子賦予蛋白質(zhì)額外的功能 134 蛋白質(zhì)是如何被調(diào)控的 135 酶的催化活性通常受到其他分子的調(diào)節(jié) 135 變構(gòu)酶具有相互影響的兩個或多個結(jié)合位點 136 磷酸化可通過引起構(gòu)象變化來調(diào)控蛋白質(zhì)的活性 137 共價修飾也可以調(diào)控蛋白質(zhì)的定位和相互作用 138 磷酸基團的添加和去除控制GTP結(jié)合蛋白活性的開關(guān) 139 ATP水解使馬達蛋白在細(xì)胞中產(chǎn)生定向運動 139 蛋白質(zhì)經(jīng)常形成大型復(fù)合物，以蛋白質(zhì)機器的形式發(fā)揮作用 139 許多相互作用的蛋白質(zhì)通過支架聚集在一起 140 大分子之間的弱相互作用可以在細(xì)胞中形成大的生化區(qū)室 141 我們是如何研究蛋白質(zhì)的 142 蛋白質(zhì)可以從細(xì)胞或組織中純化出來 143 確定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)從確定其氨基酸序列開始 148 基因工程技術(shù)能夠大規(guī)模生產(chǎn)、設(shè)計和分析幾乎任何一種蛋白質(zhì) 149 蛋白質(zhì)的相關(guān)性有助于預(yù)測蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能 152 基本概念 152 關(guān)鍵詞 153 問題 154 第5章 DNA和染色體 157 DNA的結(jié)構(gòu) 158 DNA分子由兩條核苷酸互補鏈組成 158 DNA的結(jié)構(gòu)提供了一種遺傳機制 160 真核染色體的結(jié)構(gòu) 161 真核生物的DNA被包裝成多條染色體 162 染色體組織和攜帶遺傳信息 162 DNA復(fù)制和染色體分離需要特定的 DNA序列163 間期染色體在核內(nèi)并非隨機分布166 染色體中的DNA總是高度凝集166 核小體是真核染色體結(jié)構(gòu)的基本單位 167 染色體的包裝有多個層次 168 染色體結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié) 170 核小體結(jié)構(gòu)的變化使DNA暴露出來 170 間期染色體同時包含高度凝集和相對伸展的兩種狀態(tài) 171 基本概念177 關(guān)鍵詞177 問題 177 第6章 DNA復(fù)制和修復(fù) 181 DNA復(fù)制 182 堿基配對使DNA得以復(fù)制 182 DNA合成開始于復(fù)制起點 182 每個復(fù)制起點都有兩個復(fù)制叉 186 DNA聚合酶利用一條親本鏈為模板合成DNA 187 復(fù)制叉是不對稱的 188 DNA聚合酶能自我校正 188 短的RNA作為DNA合成的引物 189 復(fù)制叉上的蛋白質(zhì)相互協(xié)調(diào)，形成一個復(fù)制機器 192 端粒酶復(fù)制真核生物染色體的末端 193 端粒長度因細(xì)胞類型和年齡而異 194 DNA修復(fù) 195 DNA損傷在細(xì)胞中不斷發(fā)生 195 細(xì)胞具有多種修復(fù)DNA的機制 196 DNA錯配修復(fù)系統(tǒng)清除校讀過程中未被發(fā)現(xiàn)的復(fù)制錯誤 197 雙鏈DNA斷裂需要不同的修復(fù)策略 198 同源重組可以完美無缺地修復(fù)DNA雙鏈斷裂 199 DNA損傷修復(fù)失敗可能對細(xì)胞或生物體造成嚴(yán)重后果 200 DNA復(fù)制和修復(fù)的保真度記錄被保存在基因組序列中 201 基本概念 202 關(guān)鍵詞 202 問題 203 第7章 從DNA到蛋白質(zhì)：細(xì)胞如何讀取基因組 205 從DNA到RNA 206 部分DNA序列被轉(zhuǎn)錄成RNA 206 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生一條與DNA鏈互補的RNA 206 細(xì)胞產(chǎn)生各種類型的RNA 209 DNA 中的信號指示RNA聚合酶從何處開始和停止 210 真核生物基因轉(zhuǎn)錄的起始是一個復(fù)雜的過程 211 真核RNA聚合酶需要通用的轉(zhuǎn)錄因子 212 真核mRNA在細(xì)胞核中加工 213 在真核生物中，蛋白質(zhì)編碼基因被稱為內(nèi)含子的非編碼序列所間隔 215 RNA剪接從mRNA前體中除去內(nèi)含子 215 RNA合成和加工發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)的“工廠”中 217 成熟的真核mRNA從細(xì)胞核內(nèi)輸出 218 mRNA分子最終在胞質(zhì)溶膠中降解 218 從RNA到蛋白質(zhì) 219 mRNA序列以三聯(lián)核苷酸組的形式被破譯 219 tRNA分子將氨基酸與mRNA中的密碼子進行匹配 220 特定的酶將tRNA分子與正確的氨基酸偶聯(lián) 223 mRNA上的信息在核糖體上被解碼 224 核糖體是一種核酶 227 mRNA中的特定密碼子指示核糖體從哪里開始和終止蛋白質(zhì)合成 227 蛋白質(zhì)由多核糖體合成 229 原核生物蛋白合成的抑制劑可被用作抗生素 229 受控的蛋白質(zhì)降解有助于調(diào)節(jié)細(xì)胞中每種蛋白質(zhì)的含量 230 從DNA到蛋白質(zhì)需要經(jīng)過許多步驟 231 RNA與生命起源 232 生命需要自催化 233 RNA可以存儲信息和催化化學(xué)反應(yīng) 233 RNA在演化上先于DNA出現(xiàn) 234 基本概念 235 關(guān)鍵詞 236 問題 237 第8章 基因表達調(diào)控 239 基因表達總覽 239 一個多細(xì)胞生物的不同細(xì)胞類型含有相同的DNA 240 不同細(xì)胞類型產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)組 240 細(xì)胞可以響應(yīng)外部信號從而改變其基因的表達 241 基因表達可以在DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的多個步驟上進行調(diào)控 242 基因轉(zhuǎn)錄是如何調(diào)控的 242 轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子與調(diào)節(jié)性DNA序列相結(jié)合 242 轉(zhuǎn)錄開關(guān)使細(xì)胞可以響應(yīng)環(huán)境的變化 244 阻遏因子關(guān)閉基因，激活因子打開基因 245 Lac操縱子由一個激活因子和一個阻遏因子所控制 245 真核轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子可以遠(yuǎn)程控制基因表達 245 真核轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子通過招募染色質(zhì)修飾蛋白來幫助起始轉(zhuǎn)錄 246 染色體襻環(huán)結(jié)構(gòu)域排列可以保持增強子受控 247 產(chǎn)生特化的細(xì)胞類型 248 真核基因受到轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的組合調(diào)控 248 單個蛋白質(zhì)可以協(xié)調(diào)不同基因的表達 248 綜合調(diào)控也可以產(chǎn)生不同的細(xì)胞類型 249 一個完整器官的形成能夠被一個轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子觸發(fā) 253 轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子可被用于體外指導(dǎo)特定細(xì)胞類型的形成 253 分化的細(xì)胞會維持其特征 254 轉(zhuǎn)錄后調(diào)控 257 mRNA含有控制自身翻譯的序列 257 調(diào)節(jié)性RNA控制著數(shù)千個基因的表達 257 微RNA指導(dǎo)靶mRNA的降解 258 干擾小RNA可保護細(xì)胞免受感染 258 數(shù)千種長鏈非編碼RNA也可能調(diào)節(jié)哺乳動物的基因活性 259 基本概念 260 關(guān)鍵詞 261 問題 261 第9章 基因和基因組演化 265 遺傳變異的產(chǎn)生 265 在有性繁殖生物中，只有生殖細(xì)胞中的變異傳遞給子代 267 DNA復(fù)制與修復(fù)的異常導(dǎo)致點突變 268 突變也可以改變基因的調(diào)控 269 DNA重復(fù)促生了相關(guān)基因家族 269 DNA重復(fù)和分歧產(chǎn)生了珠蛋白基因家族 270 全基因組重復(fù)塑造了許多物種的演化史 272 外顯子重排可以創(chuàng)造新的基因 272 移動遺傳元件對基因組演化有深遠(yuǎn)的影響 272 基因可以在生物之間通過水平基因轉(zhuǎn)移發(fā)生交換 274 重建生命的家譜 274 提供選擇性優(yōu)勢的遺傳變異很可能被保留下來 274 近緣生物的基因組有類似的序列和組織方式 275 具有重要功能的基因區(qū)域顯示為保守DNA序列組成的“島嶼” 275 基因組比對顯示脊椎動物基因組會迅速獲得或失去DNA序列 278 序列保守性使我們可以追蹤最遙遠(yuǎn)的演化關(guān)系 278 移動遺傳元件和病毒 279 移動遺傳元件編碼自身移動所需的組件 279 人類基因組包含兩個主要的轉(zhuǎn)座序列家族 280 病毒可以在細(xì)胞間和生物體間移動 281 逆轉(zhuǎn)錄病毒逆轉(zhuǎn)了遺傳信息的正常流動 282 檢視人類基因組 283 人類基因組的核苷酸序列展示了我們基因的排列方式 284 基因調(diào)控的差異可以解釋具有相似基因組的動物為何如此不同 286 已滅絕的尼安德特人的基因組揭示了什么使我們成為人類 289 基因組變異有利于我們的個性發(fā)展，但它是如何實現(xiàn)的呢？ 290 基本概念 290 關(guān)鍵詞 291 問題 291 第10章 分析基因的結(jié)構(gòu)和功能 295 分離和克隆DNA分子 295 限制性內(nèi)切酶在特定位點切割DNA分子 296 凝膠電泳分離不同大小的DNA片段 297 DNA 克隆從生產(chǎn)重組DNA開始 297 重組DNA可以在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制 298 整個基因組可以呈現(xiàn)于一個DNA文庫中 299 雜交提供了一種用于檢測特定核苷酸序列的靈敏方法 301 通過PCR克隆DNA 301 PCR使用DNA聚合酶和特異性DNA引物在試管中擴增DNA序列 302 PCR可用于醫(yī)學(xué)診斷和法醫(yī)鑒定 303 DNA測序 304 雙脫氧測序法依賴于對DNA鏈合成終止位置的分析 304 下一代測序技術(shù)使基因組測序更快、更便宜 304 比較基因組分析可以鑒定基因并預(yù)測它們的功能 306 探索基因功能 309 mRNA分析提供了基因表達的快照 310 原位雜交可以揭示基因于何時何地表達 310 報告基因使得特定蛋白質(zhì)可以在活細(xì)胞中被追蹤 311 對突變體的研究有助于揭示一個基因的功能 311 RNA干擾（RNAi）抑制特定基因的活性 312 一個已知基因可以被刪除，或被另一個版本替換 313 利用細(xì)菌的CRISPR系統(tǒng)可以高精度地編輯基因 315 突變生物體為人類疾病研究提供了有用的模型 316 轉(zhuǎn)基因植物對細(xì)胞生物學(xué)和農(nóng)業(yè)都很重要 316 稀有的蛋白質(zhì)也可以通過克隆DNA實現(xiàn)大量生產(chǎn) 318 基本概念 319 關(guān)鍵詞 319 問題 320 第11章 膜結(jié)構(gòu) 323 脂雙層膜 324 膜脂質(zhì)在水中形成雙層 324 脂雙層是一種柔韌的二維流體 327 脂雙層的流動性取決于其組成 328 膜組裝從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中開始 329 某些磷脂被限制在膜的一側(cè) 329 膜蛋白 331 膜蛋白以不同方式與脂雙層結(jié)合 331 多肽鏈通常以α螺旋的形式跨過脂雙層 332 膜蛋白可以溶解在去垢劑中 334 只有少數(shù)幾種膜蛋白的完整結(jié)構(gòu)是清楚的 334 膜下方的細(xì)胞皮層加固質(zhì)膜 335 細(xì)胞可以限制其膜蛋白的運動 336 細(xì)胞表面被糖類所覆蓋 337 基本概念 340 關(guān)鍵詞 341 問題 341 第12章 跨膜轉(zhuǎn)運 345 跨膜轉(zhuǎn)運的原理 345 脂雙層對于離子和大多數(shù)不帶電的極性分子是不可滲透的 346 細(xì)胞內(nèi)的離子濃度與外界的離子濃度差異很大 346 跨細(xì)胞膜無機離子濃度差產(chǎn)生膜電位 347 細(xì)胞有兩類膜轉(zhuǎn)運蛋白：轉(zhuǎn)運蛋白和通道 347 溶質(zhì)通過主動運輸或者被動運輸跨膜 347 濃度梯度和膜電位均影響帶電溶質(zhì)的被動運輸 348 水順著其濃度梯度方向通過細(xì)胞膜的過程稱為滲透 348 轉(zhuǎn)運蛋白及其功能 349 被動轉(zhuǎn)運蛋白順著溶質(zhì)的電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運溶質(zhì) 350 泵逆著溶質(zhì)的電化學(xué)梯度主動運輸溶質(zhì) 350 動物細(xì)胞的Na+泵使用ATP提供的能量排出Na+、攝入K+ 351 Na+泵在質(zhì)膜上造成陡峭的Na+濃度梯度 351 Ca2+泵使細(xì)胞溶質(zhì)中的Ca2+保持在低濃度 352 梯度驅(qū)動泵利用溶質(zhì)梯度介導(dǎo)主動運輸 353 Na+的電化學(xué)梯度驅(qū)動動物細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運葡萄糖 353 H+的電化學(xué)梯度驅(qū)動植物、真菌和細(xì)菌中的溶質(zhì)運輸 355 離子通道和膜電位 356 離子通道具有離子選擇性和門控功能 356 膜電位受控于膜對特定離子的通透率 357 離子通道的開合狀態(tài)可以瞬間切換 358 不同類型的刺激會影響離子通道的開合 358 電壓門控離子通道響應(yīng)膜電位 359 離子通道和神經(jīng)細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 361 動作電位使沿著軸突進行快速遠(yuǎn)程通信成為可能 361 電壓門控陽離子通道介導(dǎo)動作電位 364 神經(jīng)末梢的電壓門控Ca2+通道將電信號轉(zhuǎn)換為化學(xué)信號 365 突觸后膜的遞質(zhì)門控離子通道將化學(xué)信號回轉(zhuǎn)為電信號 366 神經(jīng)遞質(zhì)可以是興奮性的，也可以是抑制性的 367 大部分精神類藥物通過結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)受體而影響突觸信號傳遞 368 突觸信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的復(fù)雜性使我們能夠思考、行動、學(xué)習(xí)和記憶 368 光門控離子通道可用于活體動物中瞬時激活或失活神經(jīng)元 369 基本概念 370 關(guān)鍵詞 371 問題 371 第13章 細(xì)胞如何從食物中獲取能量 375 糖和脂肪的分解及利用 375 食物分子經(jīng)三個階段進行分解 376 糖酵解從糖的分解中提取能量 378 糖酵解產(chǎn)生ATP和NADH 378 發(fā)酵可在沒有氧氣的情況下產(chǎn)生ATP 379 糖酵解酶將氧化作用與活化載體中的能量儲存偶聯(lián)起來 382 幾種有機分子在線粒體基質(zhì)中轉(zhuǎn)化為乙�！oA 382 檸檬酸循環(huán)通過將乙�；趸蒀O2而產(chǎn)生NADH 386 許多生物合成通路始于糖酵解或檸檬酸循環(huán) 387 在大多數(shù)細(xì)胞中電子傳遞驅(qū)動了大部分ATP的合成 392 代謝調(diào)節(jié) 392 分解代謝和合成代謝是有組織的且是受調(diào)控的過程 392 反饋調(diào)控使細(xì)胞從葡萄糖分解轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟呛铣伞?93 細(xì)胞將食物分子儲存在特殊的儲備器中以備不時之需 394 基本概念 396 關(guān)鍵詞 397 問題 397 第14章 線粒體與葉綠體中的能量生產(chǎn) 399 細(xì)胞通過基于膜的機制獲得大部分能量 399 化學(xué)滲透偶聯(lián)起源很早且一直保留在現(xiàn)今的細(xì)胞中 400 線粒體和氧化磷酸化 401 線粒體的結(jié)構(gòu)、位置和數(shù)量是動態(tài)的 402 線粒體包含外膜、內(nèi)膜和兩個內(nèi)部隔室 403 檸檬酸循環(huán)產(chǎn)生ATP合成所需的高能電子 404 電子移動與質(zhì)子泵送相偶聯(lián) 404 電子在線粒體內(nèi)膜上傳遞經(jīng)過三個酶復(fù)合物 406 跨線粒體內(nèi)膜泵送質(zhì)子產(chǎn)生一個陡峭的電化學(xué)質(zhì)子梯度 406 ATP合酶利用電化學(xué)質(zhì)子梯度中存儲的能量生產(chǎn)ATP 407 電化學(xué)質(zhì)子梯度也驅(qū)動跨線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)運 408 線粒體中ADP向ATP快速轉(zhuǎn)化維持著細(xì)胞中ATP/ADP的高比率 408 細(xì)胞呼吸效率極高 409 電子傳遞和質(zhì)子泵送的分子機制 410 質(zhì)子很容易被電子傳遞移動 410 氧化還原電位是電子親和性的量度 410 電子轉(zhuǎn)移釋放出大量能量 411 金屬與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合，形成多種多樣的電子載體 413 細(xì)胞色素c氧化酶催化氧分子的還原 414 葉綠體和光合作用 415 葉綠體與線粒體類似，但有一個額外的區(qū)室，即類囊體 415 光合作用先產(chǎn)生然后再消耗ATP和NADPH 418 葉綠素分子從陽光中吸收能量 419 激發(fā)的葉綠素分子把能量匯集到一個反應(yīng)中心 420 兩套光系統(tǒng)合作產(chǎn)生ATP和NADPH 421 氧氣是由一個與光合系統(tǒng)Ⅱ結(jié)合的水裂解復(fù)合物所生成的 422 光合系統(tǒng)Ⅰ中的特殊偶對從光合系統(tǒng)Ⅱ中接收電子 422 碳固定利用ATP和NADPH將CO2轉(zhuǎn)化為糖 423 碳固定作用產(chǎn)生的糖可以以淀粉形式儲存或用以產(chǎn)生ATP 425 能量生產(chǎn)系統(tǒng)的演化 425 氧化磷酸化的演化是分階段的 426 光合成細(xì)菌對它們的環(huán)境需求更少 426 甲烷球菌的生命形式表明化學(xué)滲透偶聯(lián)是一個古老的過程 427 基本概念 428 關(guān)鍵詞 429 問題 429 第15章 胞內(nèi)區(qū)室及蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運 433 膜被細(xì)胞器 433 真核細(xì)胞含有一套基本的膜被細(xì)胞器 434 膜被細(xì)胞器由不同途徑演化而來 435 蛋白質(zhì)分選 436 蛋白質(zhì)通過三種機制輸入細(xì)胞器 437 信號序列指導(dǎo)蛋白質(zhì)到正確的區(qū)室中 437 蛋白質(zhì)通過核孔進入核內(nèi) 438 蛋白質(zhì)去折疊進入線粒體和葉綠體 440 過氧化物酶體中的蛋白質(zhì)來自胞質(zhì)溶膠和內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 441 蛋白質(zhì)在合成時進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 441 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的可溶性蛋白被釋放進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔 442 起始和終止信號決定跨膜蛋白在脂雙層中的排列 443 囊泡轉(zhuǎn)運 445 轉(zhuǎn)運囊泡攜帶可溶性蛋白質(zhì)和膜來往于區(qū)室之間 445 蛋白質(zhì)外被的組裝驅(qū)動囊泡出芽 446 束縛蛋白和SNARE決定囊泡�？课稽c 448 分泌途徑 449 大多數(shù)蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中被共價修飾 449 蛋白質(zhì)離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)前的質(zhì)量控制 450 蛋白質(zhì)折疊的需求決定內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的大小 450 在高爾基體內(nèi)蛋白質(zhì)被進一步修飾和分選 451 分泌蛋白通過胞吐作用釋放出細(xì)胞 452 胞吞途徑 455 特化的吞噬細(xì)胞能夠吞入大的顆粒物 456 液體和大分子通過胞飲作用被攝入 456 受體介導(dǎo)的胞吞作用提供一條進入動物細(xì)胞的特定途徑 457 胞吞的大分子在內(nèi)吞體中被分選 457 溶酶體是細(xì)胞內(nèi)消化的主要場所 458 基本概念 460 關(guān)鍵詞 461 問題 461 第16章 細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 465 細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本原理 465 信號可以經(jīng)過長程或短程起作用 466 有限的胞外信號可產(chǎn)生極為豐富的細(xì)胞行為 468 細(xì)胞對信號的響應(yīng)可快可慢 469 細(xì)胞表面受體經(jīng)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路傳遞胞外信號 469 一些胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白起著分子開關(guān)的作用 471 細(xì)胞表面受體主要分為三類 472 與離子通道偶聯(lián)的受體把化學(xué)信號轉(zhuǎn)變成電信號 474 G蛋白偶聯(lián)受體 474 刺激GPCR會激活G蛋白亞基 475 一些細(xì)菌毒素通過改變G蛋白的活性而致病 475 一些G蛋白可以直接調(diào)控離子通道 476 許多G蛋白激活與膜結(jié)合的酶，從而產(chǎn)生小信號分子 476 cAMP信號通路可以激活酶并開啟基因 477 肌醇磷脂通路觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高 479 一個Ca2+信號觸發(fā)多個生物學(xué)過程 480 GPCR信號通路可以通過產(chǎn)生可溶性氣體將信號傳至周邊細(xì)胞 481 GPCR觸發(fā)的胞內(nèi)信號級聯(lián)反應(yīng)具有驚人的速度、敏感性和適應(yīng)性 482 酶聯(lián)受體 484 激活的受體酪氨酸激酶招募胞內(nèi)信號蛋白復(fù)合物 484 大多數(shù)RTK激活單體GTP酶Ras 485 RTK激活PI3-激酶，在質(zhì)膜中形成脂質(zhì)錨定位點 486 有些受體可以激活一條直達細(xì)胞核的快速通道 488 一些胞外信號分子穿過細(xì)胞質(zhì)膜與胞內(nèi)受體結(jié)合 488 植物使用的受體和信號傳遞策略不同于動物 492 蛋白激酶網(wǎng)絡(luò)通過整合信息來控制復(fù)雜的細(xì)胞行為 493 基本概念 494 關(guān)鍵詞 495 問題 495 第17章 細(xì)胞骨架 499 中間絲 500 中間絲堅固耐久且呈繩索狀 501 中間絲加固細(xì)胞以應(yīng)對機械壓力 501 中間絲構(gòu)成的纖維網(wǎng)絡(luò)為核被膜提供支撐 503 連接蛋白交聯(lián)細(xì)胞骨架纖維并橋接核被膜 504 微管 505 微管是兩端結(jié)構(gòu)顯著不同的空心管 505 中心體是動物細(xì)胞主要的微管組織中心 507 微管表現(xiàn)出動態(tài)不穩(wěn)定性 507 動態(tài)不穩(wěn)定性是由GTP水解所驅(qū)動的 508 藥物可以調(diào)節(jié)微管的動力學(xué)性質(zhì) 508 微管把細(xì)胞的內(nèi)部組織起來 509 馬達蛋白驅(qū)動胞內(nèi)轉(zhuǎn)運 510 微管和馬達蛋白維持細(xì)胞器在細(xì)胞質(zhì)中的定位 512 纖毛和鞭毛含有由動力蛋白驅(qū)動的穩(wěn)定微管 512 肌動蛋白絲 516 肌動蛋白絲纖細(xì)而柔韌 517 肌動蛋白和微管蛋白的聚合機制類似 517 許多蛋白質(zhì)能夠結(jié)合肌動蛋白并改變其特性 518 大部分真核細(xì)胞的質(zhì)膜下具有富含肌動蛋白絲的皮層 519 細(xì)胞的爬行依賴于皮層肌動蛋白 520 肌動蛋白結(jié)合蛋白會影響細(xì)胞前沿突起的種類 520 胞外信號可以改變肌動蛋白絲的排列 521 肌動蛋白與肌球蛋白結(jié)合形成可收縮的結(jié)構(gòu) 522 肌肉收縮 522 肌肉收縮依賴于相互作用的肌動蛋白絲和肌球蛋白絲束 523 肌肉收縮時肌動蛋白絲沿肌球蛋白絲反向滑動 524 胞質(zhì)中Ca2+濃度升高會觸發(fā)肌肉收縮 525 不同類型的肌細(xì)胞具有不同的功能 528 基本概念 528 關(guān)鍵詞 529 問題 529 第18章 細(xì)胞分裂周期 533 細(xì)胞周期概述 534 真核細(xì)胞周期通常包括四個時期 534 細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)觸發(fā)細(xì)胞周期的主要進程 535 細(xì)胞周期調(diào)控在所有真核生物中都類似 535 細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng) 536 細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)依賴于周期性活化蛋白激酶Cdk 536 不同的周期蛋白-Cdk復(fù)合物啟動細(xì)胞周期的不同步驟 539 周期蛋白的濃度受到轉(zhuǎn)錄和蛋白水解的調(diào)控 539 周期蛋白-Cdk復(fù)合物的活性取決于磷酸化和去磷酸化 540 Cdk活性可被Cdk抑制蛋白阻斷 540 細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)可以通過多種方式使周期暫�！�540 G1期 541 在G1期Cdk被穩(wěn)定地失活 541 分裂素促進周期蛋白產(chǎn)生，刺激細(xì)胞分裂 541 DNA損傷可以使細(xì)胞周期暫停在G1期 542 細(xì)胞可以通過進入特殊的非分裂狀態(tài)來延長分裂的時間 542 S期 543 S-Cdk啟動DNA復(fù)制并阻止其再次復(fù)制 543 復(fù)制不完全會導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯在G2期 544 M期 545 M-Cdk推動有絲分裂的進入 545 黏連蛋白和凝集蛋白幫助復(fù)制后的染色體成型以便分離 545 不同的細(xì)胞骨架機器分別完成有絲分裂和胞質(zhì)分裂 546 M期分階段進行 547 有絲分裂 547 中心體復(fù)制有助于形成有絲分裂紡錘體的兩極 547 有絲分裂紡錘體在前期開始組裝 547 染色體在前中期依附在有絲分裂紡錘體上 550 染色體會輔助有絲分裂紡錘體的組裝 551 中期時染色體在紡錘體的赤道板上列隊 551 后期時蛋白質(zhì)水解引發(fā)姐妹染色單體分離 553 染色體在后期分離 553 未被連接的染色體阻止姐妹染色單體分離 554 在末期核被膜重新形成 554 胞質(zhì)分裂 555 有絲分裂紡錘體決定細(xì)胞質(zhì)分裂的界面 555 動物細(xì)胞的收縮環(huán)由肌動蛋白絲和肌球蛋白絲構(gòu)成 556 植物細(xì)胞的細(xì)胞分裂涉及新細(xì)胞壁的形成 556 當(dāng)細(xì)胞分裂時，膜被細(xì)胞器必須分配到子細(xì)胞中 557 細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞大小調(diào)控 558 細(xì)胞凋亡有助于調(diào)節(jié)動物細(xì)胞的數(shù)量 558 細(xì)胞凋亡由胞內(nèi)蛋白水解級聯(lián)反應(yīng)所介導(dǎo) 559 內(nèi)源性凋亡的死亡程序受到胞內(nèi)Bcl2蛋白家族的調(diào)節(jié) 560 凋亡信號也可以來自其他細(xì)胞 560 動物細(xì)胞需要胞外信號才能生存、成長和分裂 560 存活因子抑制細(xì)胞凋亡 561 分裂素通過促進S期的進入來刺激細(xì)胞分裂 562 生長因子刺激細(xì)胞生長 562 一些胞外信號蛋白抑制細(xì)胞的存活、分裂或生長 563 基本概念 564 關(guān)鍵詞 565 問題 565 第19章 有性生殖與遺傳 569 性的優(yōu)勢 569 有性生殖涉及二倍體和單倍體細(xì)胞 570 有性生殖產(chǎn)生遺傳多樣性 571 有性生殖在不斷變化的環(huán)境中為生物提供競爭優(yōu)勢 572 減數(shù)分裂和受精 572 減數(shù)分裂包括一輪DNA復(fù)制及隨后的兩輪細(xì)胞核分裂 572 復(fù)制后的同源染色體在減數(shù)分裂前期進行配對 573 復(fù)制的母系和父系染色體在每個二價體上都會發(fā)生交叉 573 染色體配對和交叉互換保證了同源染色體的正確分離 575 第二次減數(shù)分裂產(chǎn)生單倍體子細(xì)胞核 577 單倍體配子包含重組的遺傳信息 577 減數(shù)分裂并非完美 579 受精重建完整的二倍體基因組 579 孟德爾和遺傳定律 580 孟德爾研究的是以分離方式遺傳的性狀 581 孟德爾推翻了其他的遺傳理論 581 孟德爾的實驗揭示了顯性和隱性等位基因的存在 582 每個配子只含有某一性狀的其中一個等位基因 582 孟德爾分離定律適用于所有的有性生殖生物 583 決定不同性狀的等位基因自由分離 584 減數(shù)分裂時染色體的行為是孟德爾遺傳定律的基礎(chǔ) 585 位于同一染色體上的基因可以通過交叉互換進行分離 586 基因突變可導(dǎo)致功能的喪失或獲得 587 我們每個人都攜帶很多潛在的有害隱性突變 587 遺傳學(xué)作為實驗工具 588 經(jīng)典的遺傳學(xué)方法從隨機誘變開始 588 遺傳篩選可鑒定出特定細(xì)胞過程發(fā)生缺陷的突變體 590 條件性突變體使研究致死突變成為可能 590 互補實驗揭示兩個突變是否在同一基因上 591 探索人類遺傳學(xué) 591 多態(tài)性的連鎖域從祖先一直遺傳到現(xiàn)在 592 多態(tài)性為我們了解自己的演化歷史提供線索 592 遺傳學(xué)研究有助于尋找人類疾病的原因 593 許多嚴(yán)重的、罕見的人類疾病是由單基因突變引起 593 常見的人類疾病經(jīng)常受到多種突變和環(huán)境因素的影響 594 全基因組關(guān)聯(lián)研究有助于尋找與疾病相關(guān)的突變 595 關(guān)于人類變異和疾病的遺傳基礎(chǔ)我們還有很多需要了解 598 基本概念 598 關(guān)鍵詞 599 問題 599 第20章 細(xì)胞群落：組織、干細(xì)胞和癌癥 603 細(xì)胞外基質(zhì)和結(jié)締組織 604 植物細(xì)胞具有堅固的外壁 604 纖維素微纖維賦予植物細(xì)胞壁抗拉強度 605 動物結(jié)締組織含有大量的細(xì)胞外基質(zhì) 606 膠原蛋白為動物結(jié)締組織提供抗拉強度 606 細(xì)胞分泌膠原蛋白并組織其分布 609 整聯(lián)蛋白將細(xì)胞外基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞骨架偶聯(lián)在一起 609 多糖和蛋白質(zhì)凝膠填充空隙并抗壓 611 上皮層和細(xì)胞連接 612 上皮層具有極性并建立于基膜之上 613 緊密連接使上皮防漏并隔離其頂端面和基底外側(cè)面 614 與細(xì)胞骨架連接的細(xì)胞連接使上皮細(xì)胞之間及其和基底層之間牢固地黏合起來 614 間隙連接使胞質(zhì)溶膠中的無機離子和小分子在細(xì)胞間傳遞 616 干細(xì)胞和組織更新 619 組織是很多細(xì)胞類型有規(guī)律的混合物 620 不同的組織更新速率不同 621 干細(xì)胞和增殖前體細(xì)胞持續(xù)地產(chǎn)生終末分化細(xì)胞 621 特定信號維持干細(xì)胞群落 624 干細(xì)胞可用于修復(fù)缺失或受損的組織 624 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞是人類ES樣細(xì)胞的便捷來源 625 小鼠和人多能干細(xì)胞可在培養(yǎng)條件下形成類器官 625 癌癥 626 癌細(xì)胞會過度增殖和不受控地遷移 626 流行病學(xué)研究鑒定癌癥發(fā)生的可預(yù)防因素 627 癌癥通過體細(xì)胞突變的積累而發(fā)展 628 癌細(xì)胞逐步演化，獲得越來越大的競爭優(yōu)勢 629 癌癥的關(guān)鍵基因主要有兩類：癌基因和抑癌基因 630 癌癥關(guān)鍵突變集中在少數(shù)幾條基本的通路中 631 大腸癌顯示抑癌基因的缺失如何導(dǎo)致癌癥 632 對癌癥細(xì)胞生物學(xué)的理解開辟了新的治療方法 633 基本概念 635 關(guān)鍵詞 638 問題 639 答案 641 術(shù)語表 707 索引 735
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