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细胞生物学精要（原书第五版） 
定 价：498 元 丛书名：生命科学名著
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9 7 7 8 4 7 4 0 6 3 9 0 2 读者对象:生物、医学、农林、牧渔等专业的大学生、研究生、教师和科研人员均可参考使用，并且对细胞生物学感兴趣的非专业人员也可以阅读。 
本书是由美国科学院前院长布鲁斯·艾伯茨（Bruce Alberts）领衔，七位国际著名生物学家共同编写的Essential Cell Biology第五版的中译本。全书共分为二十章，系统地阐述了细胞DNA复制与修复、中心法则、基因表达调控、跨膜转运、信号转导、能量生产、细胞周期，以及有性生殖、遗传、生物演化等重要生命过程，既涵盖了细胞生物学的基础知识，又与时俱进地引入了细胞生物学领域**的研究进展，行文简洁、重点突出、插图精美、引人入胜。每章的末尾均附有本章的基本概念、关键词和一些简明而有趣的问题，以鼓励读者对本章的内容进行进一步的思考和应用。所有问题的参考答案均附在全书的最后。每章还配有“我们是怎样知道的”栏目，其中包含了一些原始实验数据和实验设计，以帮助读者了解细胞生物学领域一些重大科学问题的发现和解决过程。
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目录
第1章 细胞：生命的基本单位 1 细胞的统一性和多样性 1 细胞的形态和功能大不相同 2 活细胞都有相似的化学组成和化学性质 2 活细胞可利用自身蛋白催化完成自我复制 3 所有活细胞都由同一祖先演化而来 4 基因是细胞和有机体形态发生、功能和行为的总指挥 4 显微镜下的细胞 5 光学显微镜的发明导致了细胞的发现 5 光学显微镜揭示了细胞的一些组件 5 电子显微镜揭示了细胞的精细结构 6 原核细胞 12 原核生物是地球上种类和数量最多的细胞 13 原核生物世界可分为两个域：细菌和古细菌 14 真核细胞 15 细胞核是细胞的信息存储器 15 线粒体利用食物分子产生能量 16 叶绿体从阳光中捕获能量 16 内膜创建功能各异的细胞内区室 18 胞质溶胶是一种含有大小分子的浓缩水凝胶 20 细胞骨架负责细胞的定向运动 21 细胞质远非静止 22 真核细胞可能作为捕食者而起源 22 模式生物 24 分子生物学家专注于大肠杆菌 25 酿酒酵母是一种简单的真核生物 25 拟南芥作为模式植物 26 模式动物果蝇、线虫、鱼和小鼠 26 生物学家也直接研究人类和人体细胞 30 基因组序列比对揭示出生命共同的遗传特征 31 基因组不仅仅只包含基因 32 基本概念 32 关键词 33 问题 33 第2章 细胞的化学成分 37 化学键 37 细胞由相对少数的几种原子组成 37 最外层的电子决定原子间如何相互作用 39 共价键由共用的电子所形成 41 一些共价键涉及多个电子对 42 共价键中的电子通常是不均等共用 42 共价键的强度可使其在细胞内稳定存在 42 离子键通过得失电子而形成 45 氢键是许多生物分子中重要的非共价键 45 四种弱相互作用将细胞内的分子聚集在一起 46 一些极性分子在水中形成酸和碱 49 细胞中的小分子 52 细胞由碳化合物构成 52 细胞主要含有四种有机小分子 52 糖既是细胞的能量来源，也是组成多糖的亚基 53 脂肪酸链是细胞膜的组成部分 56 氨基酸是形成蛋白质的亚基 59 核苷酸是形成DNA和RNA的亚基 63 细胞中的大分子 67 每个大分子都含有特定的亚基序列 67 非共价键决定大分子的精确形状 70 非共价键允许大分子结合其他特定分子 70 基本概念 71 关键词 72 问题 72 第3章 能量、催化和生物合成 75 细胞利用能量 76 细胞释放的热能使生物有序性成为可能 76 细胞能够将能量从一种形式转换为另一种形式 77 光合生物利用阳光合成有机分子 78 细胞通过有机分子的氧化获得能量 79 氧化和还原涉及电子的转移 79 自由能和催化作用 81 化学反应朝向自由能损失的方向上进行 81 酶降低了自发反应起始所需的能量 82 自由能的变化决定了一个反应能否发生 83 ΔG 在反应趋向平衡的进程中不断变化 84 标准自由能变化ΔG°可以比较不同反应的能量 84 平衡常数与ΔG°成正比 85 在复合反应中，平衡常数取决于所有反应物和产物的浓度 88 平衡常数也可指示非共价结合反应的强度 88 对于连续反应，自由能的变化是叠加的 89 酶催化反应依赖于快速的分子碰撞 90 非共价相互作用允许酶结合特定分子 90 活化载体和生物合成 91 活化载体的形成与能量上有利的反应相偶联 91 ATP 是最广泛使用的活化载体 94 存储在ATP中的能量常用于连接两个分子 95 NADH和NADPH二者都是电子活化载体 96 NADPH和NADH在细胞中发挥不同的作用 97 细胞也利用许多其他活化载体 98 生物多聚物的合成需要能量输入 99 基本概念 102 关键词 102 问题 103 第4章 蛋白质的结构和功能 107 蛋白质的形状和结构 107 蛋白质的形状由氨基酸序列确定 107 蛋白质折叠成能量最低的构象 111 各种蛋白质都有自己的复杂形状 113 α螺旋和β折叠是常见的折叠模式 115 生物结构易于形成螺旋形式 115 β折叠在许多蛋白质的核心处形成刚性结构 118 蛋白质的错误折叠造成引发疾病的淀粉样蛋白结构 118 蛋白质具有多层次的组织形式 118 蛋白质也包含无固定结构的区域 119 在许多潜在可能的多肽链中，只有少数是有功能的 120 蛋白质可以归类为不同家族 120 大蛋白分子所含的多肽链通常多于一个 120 蛋白质可以组装成丝状、片状或球状 122 某些类型的蛋白质呈现为细长的纤维状 123 细胞外蛋白通常进行共价交联而得以稳定 124 蛋白质如何工作 124 所有蛋白质都与其他分子结合 124 人体能产生数十亿种抗体，每种抗体都有各自的结合位点 126 酶是强大且高度特异的催化剂 129 酶极大地加快了化学反应的速度 129 以溶菌酶为例揭示酶的工作原理 130 很多药物抑制酶的活性 134 紧密结合的小分子赋予蛋白质额外的功能 134 蛋白质是如何被调控的 135 酶的催化活性通常受到其他分子的调节 135 变构酶具有相互影响的两个或多个结合位点 136 磷酸化可通过引起构象变化来调控蛋白质的活性 137 共价修饰也可以调控蛋白质的定位和相互作用 138 磷酸基团的添加和去除控制GTP结合蛋白活性的开关 139 ATP水解使马达蛋白在细胞中产生定向运动 139 蛋白质经常形成大型复合物，以蛋白质机器的形式发挥作用 139 许多相互作用的蛋白质通过支架聚集在一起 140 大分子之间的弱相互作用可以在细胞中形成大的生化区室 141 我们是如何研究蛋白质的 142 蛋白质可以从细胞或组织中纯化出来 143 确定蛋白质的结构从确定其氨基酸序列开始 148 基因工程技术能够大规模生产、设计和分析几乎任何一种蛋白质 149 蛋白质的相关性有助于预测蛋白质的结构和功能 152 基本概念 152 关键词 153 问题 154 第5章 DNA和染色体 157 DNA的结构 158 DNA分子由两条核苷酸互补链组成 158 DNA的结构提供了一种遗传机制 160 真核染色体的结构 161 真核生物的DNA被包装成多条染色体 162 染色体组织和携带遗传信息 162 DNA复制和染色体分离需要特定的 DNA序列163 间期染色体在核内并非随机分布166 染色体中的DNA总是高度凝集166 核小体是真核染色体结构的基本单位 167 染色体的包装有多个层次 168 染色体结构的调节 170 核小体结构的变化使DNA暴露出来 170 间期染色体同时包含高度凝集和相对伸展的两种状态 171 基本概念177 关键词177 问题 177 第6章 DNA复制和修复 181 DNA复制 182 碱基配对使DNA得以复制 182 DNA合成开始于复制起点 182 每个复制起点都有两个复制叉 186 DNA聚合酶利用一条亲本链为模板合成DNA 187 复制叉是不对称的 188 DNA聚合酶能自我校正 188 短的RNA作为DNA合成的引物 189 复制叉上的蛋白质相互协调，形成一个复制机器 192 端粒酶复制真核生物染色体的末端 193 端粒长度因细胞类型和年龄而异 194 DNA修复 195 DNA损伤在细胞中不断发生 195 细胞具有多种修复DNA的机制 196 DNA错配修复系统清除校读过程中未被发现的复制错误 197 双链DNA断裂需要不同的修复策略 198 同源重组可以完美无缺地修复DNA双链断裂 199 DNA损伤修复失败可能对细胞或生物体造成严重后果 200 DNA复制和修复的保真度记录被保存在基因组序列中 201 基本概念 202 关键词 202 问题 203 第7章 从DNA到蛋白质：细胞如何读取基因组 205 从DNA到RNA 206 部分DNA序列被转录成RNA 206 转录产生一条与DNA链互补的RNA 206 细胞产生各种类型的RNA 209 DNA 中的信号指示RNA聚合酶从何处开始和停止 210 真核生物基因转录的起始是一个复杂的过程 211 真核RNA聚合酶需要通用的转录因子 212 真核mRNA在细胞核中加工 213 在真核生物中，蛋白质编码基因被称为内含子的非编码序列所间隔 215 RNA剪接从mRNA前体中除去内含子 215 RNA合成和加工发生在细胞核内的“工厂”中 217 成熟的真核mRNA从细胞核内输出 218 mRNA分子最终在胞质溶胶中降解 218 从RNA到蛋白质 219 mRNA序列以三联核苷酸组的形式被破译 219 tRNA分子将氨基酸与mRNA中的密码子进行匹配 220 特定的酶将tRNA分子与正确的氨基酸偶联 223 mRNA上的信息在核糖体上被解码 224 核糖体是一种核酶 227 mRNA中的特定密码子指示核糖体从哪里开始和终止蛋白质合成 227 蛋白质由多核糖体合成 229 原核生物蛋白合成的抑制剂可被用作抗生素 229 受控的蛋白质降解有助于调节细胞中每种蛋白质的含量 230 从DNA到蛋白质需要经过许多步骤 231 RNA与生命起源 232 生命需要自催化 233 RNA可以存储信息和催化化学反应 233 RNA在演化上先于DNA出现 234 基本概念 235 关键词 236 问题 237 第8章 基因表达调控 239 基因表达总览 239 一个多细胞生物的不同细胞类型含有相同的DNA 240 不同细胞类型产生不同的蛋白质组 240 细胞可以响应外部信号从而改变其基因的表达 241 基因表达可以在DNA到RNA再到蛋白质的多个步骤上进行调控 242 基因转录是如何调控的 242 转录调控因子与调节性DNA序列相结合 242 转录开关使细胞可以响应环境的变化 244 阻遏因子关闭基因，激活因子打开基因 245 Lac操纵子由一个激活因子和一个阻遏因子所控制 245 真核转录调控因子可以远程控制基因表达 245 真核转录调控因子通过招募染色质修饰蛋白来帮助起始转录 246 染色体襻环结构域排列可以保持增强子受控 247 产生特化的细胞类型 248 真核基因受到转录调控因子的组合调控 248 单个蛋白质可以协调不同基因的表达 248 综合调控也可以产生不同的细胞类型 249 一个完整器官的形成能够被一个转录调控因子触发 253 转录调控因子可被用于体外指导特定细胞类型的形成 253 分化的细胞会维持其特征 254 转录后调控 257 mRNA含有控制自身翻译的序列 257 调节性RNA控制着数千个基因的表达 257 微RNA指导靶mRNA的降解 258 干扰小RNA可保护细胞免受感染 258 数千种长链非编码RNA也可能调节哺乳动物的基因活性 259 基本概念 260 关键词 261 问题 261 第9章 基因和基因组演化 265 遗传变异的产生 265 在有性繁殖生物中，只有生殖细胞中的变异传递给子代 267 DNA复制与修复的异常导致点突变 268 突变也可以改变基因的调控 269 DNA重复促生了相关基因家族 269 DNA重复和分歧产生了珠蛋白基因家族 270 全基因组重复塑造了许多物种的演化史 272 外显子重排可以创造新的基因 272 移动遗传元件对基因组演化有深远的影响 272 基因可以在生物之间通过水平基因转移发生交换 274 重建生命的家谱 274 提供选择性优势的遗传变异很可能被保留下来 274 近缘生物的基因组有类似的序列和组织方式 275 具有重要功能的基因区域显示为保守DNA序列组成的“岛屿” 275 基因组比对显示脊椎动物基因组会迅速获得或失去DNA序列 278 序列保守性使我们可以追踪最遥远的演化关系 278 移动遗传元件和病毒 279 移动遗传元件编码自身移动所需的组件 279 人类基因组包含两个主要的转座序列家族 280 病毒可以在细胞间和生物体间移动 281 逆转录病毒逆转了遗传信息的正常流动 282 检视人类基因组 283 人类基因组的核苷酸序列展示了我们基因的排列方式 284 基因调控的差异可以解释具有相似基因组的动物为何如此不同 286 已灭绝的尼安德特人的基因组揭示了什么使我们成为人类 289 基因组变异有利于我们的个性发展，但它是如何实现的呢？ 290 基本概念 290 关键词 291 问题 291 第10章 分析基因的结构和功能 295 分离和克隆DNA分子 295 限制性内切酶在特定位点切割DNA分子 296 凝胶电泳分离不同大小的DNA片段 297 DNA 克隆从生产重组DNA开始 297 重组DNA可以在细菌细胞内复制 298 整个基因组可以呈现于一个DNA文库中 299 杂交提供了一种用于检测特定核苷酸序列的灵敏方法 301 通过PCR克隆DNA 301 PCR使用DNA聚合酶和特异性DNA引物在试管中扩增DNA序列 302 PCR可用于医学诊断和法医鉴定 303 DNA测序 304 双脱氧测序法依赖于对DNA链合成终止位置的分析 304 下一代测序技术使基因组测序更快、更便宜 304 比较基因组分析可以鉴定基因并预测它们的功能 306 探索基因功能 309 mRNA分析提供了基因表达的快照 310 原位杂交可以揭示基因于何时何地表达 310 报告基因使得特定蛋白质可以在活细胞中被追踪 311 对突变体的研究有助于揭示一个基因的功能 311 RNA干扰（RNAi）抑制特定基因的活性 312 一个已知基因可以被删除，或被另一个版本替换 313 利用细菌的CRISPR系统可以高精度地编辑基因 315 突变生物体为人类疾病研究提供了有用的模型 316 转基因植物对细胞生物学和农业都很重要 316 稀有的蛋白质也可以通过克隆DNA实现大量生产 318 基本概念 319 关键词 319 问题 320 第11章 膜结构 323 脂双层膜 324 膜脂质在水中形成双层 324 脂双层是一种柔韧的二维流体 327 脂双层的流动性取决于其组成 328 膜组装从内质网中开始 329 某些磷脂被限制在膜的一侧 329 膜蛋白 331 膜蛋白以不同方式与脂双层结合 331 多肽链通常以α螺旋的形式跨过脂双层 332 膜蛋白可以溶解在去垢剂中 334 只有少数几种膜蛋白的完整结构是清楚的 334 膜下方的细胞皮层加固质膜 335 细胞可以限制其膜蛋白的运动 336 细胞表面被糖类所覆盖 337 基本概念 340 关键词 341 问题 341 第12章 跨膜转运 345 跨膜转运的原理 345 脂双层对于离子和大多数不带电的极性分子是不可渗透的 346 细胞内的离子浓度与外界的离子浓度差异很大 346 跨细胞膜无机离子浓度差产生膜电位 347 细胞有两类膜转运蛋白：转运蛋白和通道 347 溶质通过主动运输或者被动运输跨膜 347 浓度梯度和膜电位均影响带电溶质的被动运输 348 水顺着其浓度梯度方向通过细胞膜的过程称为渗透 348 转运蛋白及其功能 349 被动转运蛋白顺着溶质的电化学梯度转运溶质 350 泵逆着溶质的电化学梯度主动运输溶质 350 动物细胞的Na+泵使用ATP提供的能量排出Na+、摄入K+ 351 Na+泵在质膜上造成陡峭的Na+浓度梯度 351 Ca2+泵使细胞溶质中的Ca2+保持在低浓度 352 梯度驱动泵利用溶质梯度介导主动运输 353 Na+的电化学梯度驱动动物细胞膜转运葡萄糖 353 H+的电化学梯度驱动植物、真菌和细菌中的溶质运输 355 离子通道和膜电位 356 离子通道具有离子选择性和门控功能 356 膜电位受控于膜对特定离子的通透率 357 离子通道的开合状态可以瞬间切换 358 不同类型的刺激会影响离子通道的开合 358 电压门控离子通道响应膜电位 359 离子通道和神经细胞信号转导 361 动作电位使沿着轴突进行快速远程通信成为可能 361 电压门控阳离子通道介导动作电位 364 神经末梢的电压门控Ca2+通道将电信号转换为化学信号 365 突触后膜的递质门控离子通道将化学信号回转为电信号 366 神经递质可以是兴奋性的，也可以是抑制性的 367 大部分精神类药物通过结合神经递质受体而影响突触信号传递 368 突触信号转导的复杂性使我们能够思考、行动、学习和记忆 368 光门控离子通道可用于活体动物中瞬时激活或失活神经元 369 基本概念 370 关键词 371 问题 371 第13章 细胞如何从食物中获取能量 375 糖和脂肪的分解及利用 375 食物分子经三个阶段进行分解 376 糖酵解从糖的分解中提取能量 378 糖酵解产生ATP和NADH 378 发酵可在没有氧气的情况下产生ATP 379 糖酵解酶将氧化作用与活化载体中的能量储存偶联起来 382 几种有机分子在线粒体基质中转化为乙酰 CoA 382 柠檬酸循环通过将乙酰基氧化成CO2而产生NADH 386 许多生物合成通路始于糖酵解或柠檬酸循环 387 在大多数细胞中电子传递驱动了大部分ATP的合成 392 代谢调节 392 分解代谢和合成代谢是有组织的且是受调控的过程 392 反馈调控使细胞从葡萄糖分解转变为葡萄糖合成 393 细胞将食物分子储存在特殊的储备器中以备不时之需 394 基本概念 396 关键词 397 问题 397 第14章 线粒体与叶绿体中的能量生产 399 细胞通过基于膜的机制获得大部分能量 399 化学渗透偶联起源很早且一直保留在现今的细胞中 400 线粒体和氧化磷酸化 401 线粒体的结构、位置和数量是动态的 402 线粒体包含外膜、内膜和两个内部隔室 403 柠檬酸循环产生ATP合成所需的高能电子 404 电子移动与质子泵送相偶联 404 电子在线粒体内膜上传递经过三个酶复合物 406 跨线粒体内膜泵送质子产生一个陡峭的电化学质子梯度 406 ATP合酶利用电化学质子梯度中存储的能量生产ATP 407 电化学质子梯度也驱动跨线粒体内膜转运 408 线粒体中ADP向ATP快速转化维持着细胞中ATP/ADP的高比率 408 细胞呼吸效率极高 409 电子传递和质子泵送的分子机制 410 质子很容易被电子传递移动 410 氧化还原电位是电子亲和性的量度 410 电子转移释放出大量能量 411 金属与蛋白质紧密结合，形成多种多样的电子载体 413 细胞色素c氧化酶催化氧分子的还原 414 叶绿体和光合作用 415 叶绿体与线粒体类似，但有一个额外的区室，即类囊体 415 光合作用先产生然后再消耗ATP和NADPH 418 叶绿素分子从阳光中吸收能量 419 激发的叶绿素分子把能量汇集到一个反应中心 420 两套光系统合作产生ATP和NADPH 421 氧气是由一个与光合系统Ⅱ结合的水裂解复合物所生成的 422 光合系统Ⅰ中的特殊偶对从光合系统Ⅱ中接收电子 422 碳固定利用ATP和NADPH将CO2转化为糖 423 碳固定作用产生的糖可以以淀粉形式储存或用以产生ATP 425 能量生产系统的演化 425 氧化磷酸化的演化是分阶段的 426 光合成细菌对它们的环境需求更少 426 甲烷球菌的生命形式表明化学渗透偶联是一个古老的过程 427 基本概念 428 关键词 429 问题 429 第15章 胞内区室及蛋白质转运 433 膜被细胞器 433 真核细胞含有一套基本的膜被细胞器 434 膜被细胞器由不同途径演化而来 435 蛋白质分选 436 蛋白质通过三种机制输入细胞器 437 信号序列指导蛋白质到正确的区室中 437 蛋白质通过核孔进入核内 438 蛋白质去折叠进入线粒体和叶绿体 440 过氧化物酶体中的蛋白质来自胞质溶胶和内质网 441 蛋白质在合成时进入内质网 441 内质网合成的可溶性蛋白被释放进入内质网腔 442 起始和终止信号决定跨膜蛋白在脂双层中的排列 443 囊泡转运 445 转运囊泡携带可溶性蛋白质和膜来往于区室之间 445 蛋白质外被的组装驱动囊泡出芽 446 束缚蛋白和SNARE决定囊泡停靠位点 448 分泌途径 449 大多数蛋白质在内质网中被共价修饰 449 蛋白质离开内质网前的质量控制 450 蛋白质折叠的需求决定内质网的大小 450 在高尔基体内蛋白质被进一步修饰和分选 451 分泌蛋白通过胞吐作用释放出细胞 452 胞吞途径 455 特化的吞噬细胞能够吞入大的颗粒物 456 液体和大分子通过胞饮作用被摄入 456 受体介导的胞吞作用提供一条进入动物细胞的特定途径 457 胞吞的大分子在内吞体中被分选 457 溶酶体是细胞内消化的主要场所 458 基本概念 460 关键词 461 问题 461 第16章 细胞信号转导 465 细胞信号转导的基本原理 465 信号可以经过长程或短程起作用 466 有限的胞外信号可产生极为丰富的细胞行为 468 细胞对信号的响应可快可慢 469 细胞表面受体经胞内信号转导通路传递胞外信号 469 一些胞内信号转导蛋白起着分子开关的作用 471 细胞表面受体主要分为三类 472 与离子通道偶联的受体把化学信号转变成电信号 474 G蛋白偶联受体 474 刺激GPCR会激活G蛋白亚基 475 一些细菌毒素通过改变G蛋白的活性而致病 475 一些G蛋白可以直接调控离子通道 476 许多G蛋白激活与膜结合的酶，从而产生小信号分子 476 cAMP信号通路可以激活酶并开启基因 477 肌醇磷脂通路触发细胞内Ca2+浓度升高 479 一个Ca2+信号触发多个生物学过程 480 GPCR信号通路可以通过产生可溶性气体将信号传至周边细胞 481 GPCR触发的胞内信号级联反应具有惊人的速度、敏感性和适应性 482 酶联受体 484 激活的受体酪氨酸激酶招募胞内信号蛋白复合物 484 大多数RTK激活单体GTP酶Ras 485 RTK激活PI3-激酶，在质膜中形成脂质锚定位点 486 有些受体可以激活一条直达细胞核的快速通道 488 一些胞外信号分子穿过细胞质膜与胞内受体结合 488 植物使用的受体和信号传递策略不同于动物 492 蛋白激酶网络通过整合信息来控制复杂的细胞行为 493 基本概念 494 关键词 495 问题 495 第17章 细胞骨架 499 中间丝 500 中间丝坚固耐久且呈绳索状 501 中间丝加固细胞以应对机械压力 501 中间丝构成的纤维网络为核被膜提供支撑 503 连接蛋白交联细胞骨架纤维并桥接核被膜 504 微管 505 微管是两端结构显著不同的空心管 505 中心体是动物细胞主要的微管组织中心 507 微管表现出动态不稳定性 507 动态不稳定性是由GTP水解所驱动的 508 药物可以调节微管的动力学性质 508 微管把细胞的内部组织起来 509 马达蛋白驱动胞内转运 510 微管和马达蛋白维持细胞器在细胞质中的定位 512 纤毛和鞭毛含有由动力蛋白驱动的稳定微管 512 肌动蛋白丝 516 肌动蛋白丝纤细而柔韧 517 肌动蛋白和微管蛋白的聚合机制类似 517 许多蛋白质能够结合肌动蛋白并改变其特性 518 大部分真核细胞的质膜下具有富含肌动蛋白丝的皮层 519 细胞的爬行依赖于皮层肌动蛋白 520 肌动蛋白结合蛋白会影响细胞前沿突起的种类 520 胞外信号可以改变肌动蛋白丝的排列 521 肌动蛋白与肌球蛋白结合形成可收缩的结构 522 肌肉收缩 522 肌肉收缩依赖于相互作用的肌动蛋白丝和肌球蛋白丝束 523 肌肉收缩时肌动蛋白丝沿肌球蛋白丝反向滑动 524 胞质中Ca2+浓度升高会触发肌肉收缩 525 不同类型的肌细胞具有不同的功能 528 基本概念 528 关键词 529 问题 529 第18章 细胞分裂周期 533 细胞周期概述 534 真核细胞周期通常包括四个时期 534 细胞周期调控系统触发细胞周期的主要进程 535 细胞周期调控在所有真核生物中都类似 535 细胞周期调控系统 536 细胞周期调控系统依赖于周期性活化蛋白激酶Cdk 536 不同的周期蛋白-Cdk复合物启动细胞周期的不同步骤 539 周期蛋白的浓度受到转录和蛋白水解的调控 539 周期蛋白-Cdk复合物的活性取决于磷酸化和去磷酸化 540 Cdk活性可被Cdk抑制蛋白阻断 540 细胞周期调控系统可以通过多种方式使周期暂停 540 G1期 541 在G1期Cdk被稳定地失活 541 分裂素促进周期蛋白产生，刺激细胞分裂 541 DNA损伤可以使细胞周期暂停在G1期 542 细胞可以通过进入特殊的非分裂状态来延长分裂的时间 542 S期 543 S-Cdk启动DNA复制并阻止其再次复制 543 复制不完全会导致细胞周期停滞在G2期 544 M期 545 M-Cdk推动有丝分裂的进入 545 黏连蛋白和凝集蛋白帮助复制后的染色体成型以便分离 545 不同的细胞骨架机器分别完成有丝分裂和胞质分裂 546 M期分阶段进行 547 有丝分裂 547 中心体复制有助于形成有丝分裂纺锤体的两极 547 有丝分裂纺锤体在前期开始组装 547 染色体在前中期依附在有丝分裂纺锤体上 550 染色体会辅助有丝分裂纺锤体的组装 551 中期时染色体在纺锤体的赤道板上列队 551 后期时蛋白质水解引发姐妹染色单体分离 553 染色体在后期分离 553 未被连接的染色体阻止姐妹染色单体分离 554 在末期核被膜重新形成 554 胞质分裂 555 有丝分裂纺锤体决定细胞质分裂的界面 555 动物细胞的收缩环由肌动蛋白丝和肌球蛋白丝构成 556 植物细胞的细胞分裂涉及新细胞壁的形成 556 当细胞分裂时，膜被细胞器必须分配到子细胞中 557 细胞数量和细胞大小调控 558 细胞凋亡有助于调节动物细胞的数量 558 细胞凋亡由胞内蛋白水解级联反应所介导 559 内源性凋亡的死亡程序受到胞内Bcl2蛋白家族的调节 560 凋亡信号也可以来自其他细胞 560 动物细胞需要胞外信号才能生存、成长和分裂 560 存活因子抑制细胞凋亡 561 分裂素通过促进S期的进入来刺激细胞分裂 562 生长因子刺激细胞生长 562 一些胞外信号蛋白抑制细胞的存活、分裂或生长 563 基本概念 564 关键词 565 问题 565 第19章 有性生殖与遗传 569 性的优势 569 有性生殖涉及二倍体和单倍体细胞 570 有性生殖产生遗传多样性 571 有性生殖在不断变化的环境中为生物提供竞争优势 572 减数分裂和受精 572 减数分裂包括一轮DNA复制及随后的两轮细胞核分裂 572 复制后的同源染色体在减数分裂前期进行配对 573 复制的母系和父系染色体在每个二价体上都会发生交叉 573 染色体配对和交叉互换保证了同源染色体的正确分离 575 第二次减数分裂产生单倍体子细胞核 577 单倍体配子包含重组的遗传信息 577 减数分裂并非完美 579 受精重建完整的二倍体基因组 579 孟德尔和遗传定律 580 孟德尔研究的是以分离方式遗传的性状 581 孟德尔推翻了其他的遗传理论 581 孟德尔的实验揭示了显性和隐性等位基因的存在 582 每个配子只含有某一性状的其中一个等位基因 582 孟德尔分离定律适用于所有的有性生殖生物 583 决定不同性状的等位基因自由分离 584 减数分裂时染色体的行为是孟德尔遗传定律的基础 585 位于同一染色体上的基因可以通过交叉互换进行分离 586 基因突变可导致功能的丧失或获得 587 我们每个人都携带很多潜在的有害隐性突变 587 遗传学作为实验工具 588 经典的遗传学方法从随机诱变开始 588 遗传筛选可鉴定出特定细胞过程发生缺陷的突变体 590 条件性突变体使研究致死突变成为可能 590 互补实验揭示两个突变是否在同一基因上 591 探索人类遗传学 591 多态性的连锁域从祖先一直遗传到现在 592 多态性为我们了解自己的演化历史提供线索 592 遗传学研究有助于寻找人类疾病的原因 593 许多严重的、罕见的人类疾病是由单基因突变引起 593 常见的人类疾病经常受到多种突变和环境因素的影响 594 全基因组关联研究有助于寻找与疾病相关的突变 595 关于人类变异和疾病的遗传基础我们还有很多需要了解 598 基本概念 598 关键词 599 问题 599 第20章 细胞群落：组织、干细胞和癌症 603 细胞外基质和结缔组织 604 植物细胞具有坚固的外壁 604 纤维素微纤维赋予植物细胞壁抗拉强度 605 动物结缔组织含有大量的细胞外基质 606 胶原蛋白为动物结缔组织提供抗拉强度 606 细胞分泌胶原蛋白并组织其分布 609 整联蛋白将细胞外基质与细胞内的细胞骨架偶联在一起 609 多糖和蛋白质凝胶填充空隙并抗压 611 上皮层和细胞连接 612 上皮层具有极性并建立于基膜之上 613 紧密连接使上皮防漏并隔离其顶端面和基底外侧面 614 与细胞骨架连接的细胞连接使上皮细胞之间及其和基底层之间牢固地黏合起来 614 间隙连接使胞质溶胶中的无机离子和小分子在细胞间传递 616 干细胞和组织更新 619 组织是很多细胞类型有规律的混合物 620 不同的组织更新速率不同 621 干细胞和增殖前体细胞持续地产生终末分化细胞 621 特定信号维持干细胞群落 624 干细胞可用于修复缺失或受损的组织 624 诱导多能干细胞是人类ES样细胞的便捷来源 625 小鼠和人多能干细胞可在培养条件下形成类器官 625 癌症 626 癌细胞会过度增殖和不受控地迁移 626 流行病学研究鉴定癌症发生的可预防因素 627 癌症通过体细胞突变的积累而发展 628 癌细胞逐步演化，获得越来越大的竞争优势 629 癌症的关键基因主要有两类：癌基因和抑癌基因 630 癌症关键突变集中在少数几条基本的通路中 631 大肠癌显示抑癌基因的缺失如何导致癌症 632 对癌症细胞生物学的理解开辟了新的治疗方法 633 基本概念 635 关键词 638 问题 639 答案 641 术语表 707 索引 735
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