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细胞与分子生物学
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细胞与分子生物学

作者：苏荣健，王顺
出版社：科学出版社出版时间：2022-08-01
开本： 其他 页数： 340
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细胞与分子生物学 版权信息

  • ISBN：9787030434678
  • 条形码：9787030434678 ; 978-7-03-043467-8
  • 装帧：一般胶版纸
  • 册数：暂无
  • 重量：暂无
  • 所属分类：
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细胞与分子生物学 内容简介

本书是护理学专业"以器官系统为中心"综合医学本科教材《基础医学》系列的分册《细胞分子生物学》。全书共的12章，包括细胞生物学基础、生物化学与分子生物学和遗传学基础等的基本内容。本教材打破了传统的学科界限，以临床实际对医学生的要求为目标，思路新颖，体系完整，便于读者理论联系实际，适合医学本科学生学习使用，也可供专科学生、临床医师和基层医务工作者学习参考。

细胞与分子生物学 目录

前言
**章细胞生物学基础(1)
**节细胞的基本结构(1)
第二节细胞的增殖与分裂(13)
第三节细胞膜的物质转运功能(21)
第四节细胞的电活动(28)
第五节肌细胞的收缩功能(34)
第二章人体的分子组成(42)
**节组成人体的糖类(42)
第二节组成人体的脂类(48)
第三节重要的含氮有机化合物(54)
第四节组成人体的蛋白质？氨基酸(58)
第五节核酸及其结构(79)
第六节酶结构及其功能(91)
第三章人体内能量代谢(105)
**节能量及其产生机制(105)
第二节能量代谢与体温(117)
第四章糖代谢(122)
**节概述(122)
第二节糖的分解代谢(122)
第三节糖原的合成与分解代谢(135)
第四节糖异生(139)
第五节血糖水平的调节(143)
第五章脂类代谢(146)
**节脂类的消化吸收(146)
第二节甘油三酯代谢(147)
第三节磷脂的代谢(157)
第四节胆固醇的代谢(161)
第五节血浆脂蛋白代谢(164)
第六章氨基酸代谢(173)
**节蛋白质的营养作用(173)
第二节蛋白质的消化？吸收与腐败(174)
第三节氨基酸的一般代谢(177)
第四节个别氨基酸的代谢(188)
第七章核苷酸代谢(197)
**节核酸的酶促降解(197)
第二节嘌呤核苷酸代谢(198)
第三节嘧啶核苷酸代谢(204)
第八章物质及能量代谢的调节(209)
**节物质代谢的特点(209)
第二节物质代谢的相互联系(210)
第三节代谢调节方式(213)
第九章基因信息传递(220)
**节DNA的生物合成(220)
第二节RNA的生物合成(233)
第三节蛋白质的生物合成(241)
第四节基因表达调控(251)
第十章细胞信号转导(258)
**节细胞信息物质(258)
第二节受体(261)
第三节信号转导通路(266)
第四节细胞信号转导异常与疾病(275)
第十一章遗传性疾病(277)
**节遗传性疾病概述(277)
第二节人类染色体(279)
第三节染色体疾病(286)
第四节单基因病(298)
第五节多基因遗传病(306)
第六节线粒体遗传病(310)
第十二章遗传病的诊断？治疗与预防咨询(315)
**节遗传病的诊断(315)
第二节遗传病的治疗(321)
第三节遗传病的预防（327）
参考文献（334）
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细胞与分子生物学 节选

**章细胞生物学基础 **节细胞的基本结构 细胞是生物体形态结构与功能的基本单位。人体的细胞有数百种，其大小？形态和功能各不相同，但是它们都是由细胞膜？细胞质和细胞核3部分组成的(图1-1)。 图1-1细胞超微结构模式图 一？细胞膜 细胞膜(cellmembrane)是细胞质与周围环境相隔的一层界膜，又称质膜(plasmamem-brane)。细胞膜不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境，还具有物质运输？信息传递等重要功能。在细胞内也存在着一些由膜组成的结构称为细胞的内膜系统(endomembranesystem)，如内质网？高尔基复合体？溶酶体与核膜等。通常将细胞膜与细胞的内膜系统总称为生物膜(biomembrane)，它们在结构？功能及发生上有密切的联系。 (一)细胞膜的结构 在透射电子显微镜下，细胞膜通常呈现出“两暗一明”的铁轨样形态，即电子密度较高的内外两层(各厚2.5~3.0nm)夹着电子密度较低的中间层(厚3.5~4.0nm)。这3层结构又称单位膜(unitmembrane)(图1-2)。构成细胞膜的化学成分主要有脂类？蛋白质和糖类。此外，膜中还含有少量水？无机盐和金属离子等。 被广泛接受的生物膜分子结构为“流动镶嵌模型”(fluidmosaicmodel)(图1-3)，膜中脂双层构成膜的连续主体，它既具有晶体分子排列的有序性，又具有液体的流动性。膜中球形蛋白质分子以各种形式与脂双层相结合。这个模型强调了膜的流动性和不对称性。 图1-2单位膜的电镜照片图 1-3细胞膜流动镶嵌模型示意图 1.膜脂生物膜上的脂类称为膜脂(membranelipid)，约占膜成分的50%，主要有3种类型:磷脂？胆固醇和糖脂，其中以磷脂含量*多，构成细胞膜的基本骨架。膜脂均是双亲性分子，具有亲水的极性头部和疏水的非极性尾部，磷脂分子的亲水头由胆碱？乙醇胺等组成，疏水尾由两条脂肪酸链组成。大部分膜脂在水溶液中能自动形成双分子层结构，疏水的尾部埋在膜的中央，亲水的头部朝向膜的内外表面。在制备电镜标本的过程中，脂质分子的亲水极嗜锇性较强，故电子密度较高？疏水极的嗜锇性较弱，故电子密度较低，因此脂双层在电镜下呈现3层结构。膜脂分子能进行多种运动，如在单分子层内做侧向扩散？围绕与膜平面相垂直的轴做旋转运动等，使膜脂具有了流动性。 2.膜蛋白生物膜所含的蛋白质称为膜蛋白，在一般的细胞膜中占50%左右，能完成细胞膜的各种重要功能，可作为载体？受体？酶和抗原等，或与细胞分化及细胞间连接有关。根据膜蛋白与膜脂的结合方式常把它们分成两类:内在膜蛋白(intrinsicmembraneprotein)和外在膜蛋白(extrinsicmembraneprotein)。 (1)内在膜蛋白:占膜蛋白的70%~80%，可以全部或部分插入脂双层内。内在膜蛋白也是双亲性分子，它们的疏水区域直接与脂双层的疏水区域相互作用。而亲水的极性部分位于膜的内外两侧，与脂质分子的亲水极相结合。这种蛋白质跨越脂双层，也称为跨膜蛋白(transmembraneprotein)。要溶解内在膜蛋白，必须使用去垢剂使膜崩解。 (2)外在膜蛋白:占膜蛋白的20%~30%，完全位于脂双层之外，分布在胞质侧或胞外？？2？？细胞与分子生物学侧，为水溶性蛋白，与膜的结合较弱，用温和的方法，如改变溶液的离子强度或pH，即可将它们从膜上分离下来。膜蛋白也有侧向扩散和旋转的分子运动特性，以执行其多样化的功能。 3.膜糖类膜糖类占质膜质量的2%~10%，以低聚糖或多聚糖链形式共价结合于膜蛋白形成糖蛋白，或者以低聚糖链共价结合于膜脂上形成糖脂。其只分布于细胞膜的外表面。在电镜下有的细胞(如小肠吸收细胞)表面由于糖链丰富，形成一层很厚的绒毛状糖萼(glycocalyx)或细胞外被(cellcoat)，但多数细胞的细胞外被较薄而不易分辨。糖脂和糖蛋白构成的细胞外被对细胞有保护作用，寡糖链还具有细胞识别？物质运输？接触抑制？参与调节细胞的生长发育和分化等过程，并且与免疫识别？癌变都有十分密切的关系。 (二)细胞膜的主要功能 1.物质的跨膜运输细胞膜是细胞与细胞外环境间的半透性屏障，对跨膜运输的物质有选择和调节功能。 (1)被动运输:物质顺浓度梯度进行跨膜转运，不消耗能量，有3种方式。 简单扩散:脂溶性物质如醇？苯？甾类激素，以及O2？CO2和水等，由高浓度向低浓度方向通过脂双层进行扩散，不耗能。 离子通道扩散:各种离子借助膜上的通道蛋白，不消耗能量顺其浓度梯度或电化学梯度跨膜转运。 易化扩散:各种极性分子和无机离子，如葡萄糖？氨基酸？核苷酸及细胞代谢物等，在载体蛋白的介导下，顺其浓度梯度或电化学梯度的跨膜转运过程，不耗能。 (2)主动运输:脂膜上的载体蛋白将离子？营养物和代谢物等逆浓度梯度或电化学梯度进行的跨膜转运过程，消耗能量。有ATP直接提供能量(ATP驱动泵)和ATP间接提供能量(离子浓度驱动的协同运输)两种类型，如Na+-K+泵？Ca2+泵等。 (3)膜泡运输:大分子和颗粒物质通过膜泡的形成与融合来完成转运过程，故称为膜泡运输(vesiculartransport)。根据物质运输的方向可以分为胞吞作用(endocytosis)和胞吐作用(exocytosis)。 1)胞吞作用:又称入胞作用或内吞作用，是质膜内陷，包围细胞外物质形成胞吞泡，脱离质膜进入细胞内的转运过程。根据胞吞物质的不同可将胞吞作用分为3类:①吞噬作用(phagocytosis)，吞噬的物质多为大分子复合物或较大的固体颗粒，如细菌？细胞碎片等，体内具有吞噬功能的细胞都以此方式进行吞噬。②胞饮作用(pinocytosis)，由质膜内陷包裹液态物质形成胞饮小泡的过程。③受体介导的内吞作用(receptormediatedendocytosis)，是细胞通过受体识别外界的专一性蛋白质或其他化合物并与之结合，通过膜的内陷形成囊泡，囊泡脱离膜而进入细胞的过程。这种作用为细胞提供了可选择和高效地摄取细胞外大分子物质的方式。胞吞作用形成的吞噬体和吞饮小泡都将与溶酶体结合，其内容物被溶酶体酶降解。 2)胞吐作用:又称出胞作用或外排作用，是把细胞内合成的物质及残余物等通过囊泡转运至细胞膜，与质膜融合后将物质排出细胞外的过程. 2.信息传递(signaltransduction)信息传递是细胞膜的重要功能。质膜上有各种受体蛋白，能识别并结合外界的各种化学信息，启动细胞内一系列的化学反应，产生生物学效应。受体指可以识别相应的配体并与之结合，完成信号转导的蛋白质分子 。二？细胞质 细胞质(cytoplasm)由细胞质基质？细胞器和包涵物组成。 (一)细胞质基质 细胞质基质(cytoplasmicmatrix)也称为胞质溶胶(cytosol)，为细胞质中较均质而半透明的胶体部分。细胞质基质的化学组成可按其分子质量大小分为3类:小分子？中等分子和大分子。小分子包括水？无机离子等。中等分子有脂类？糖类？氨基酸？核苷酸及其衍生物等。多糖？蛋白质？脂蛋白和RNA等则为大分子。细胞质基质为维持细胞器的正常结构和完成其功能活动提供所需要的一切底物，为细胞质中某些生化活动提供场所。 (二)细胞器 细胞器(organelle)是细胞质中具有一定形态结构和执行特殊功能的结构，包括核糖体？内质网？高尔基复合体？溶酶体？过氧化物酶体？线粒体？细胞骨架等。这些细胞器具有重要的生理功能。 1.核糖体(ribosome)核糖体又称核蛋白体，是细胞内*小的颗粒状细胞器。核糖体由大？小两个亚单位构成，主要成分为蛋白质和rRNA，为合成蛋白质的场所。 核糖体除游离于细胞质中，称为游离核糖体(freeribosome)之外，还有许多附着于内质网的膜表面，称为附着核糖体(atta-chedribosome)。游离核糖体和附着核糖体在结构和功能上均相同。mRNA分子可串连许多核糖体形成多聚核糖体(polyri-bosome)，被串连的核糖体少则只有几个，多的可达四五十个或更多，排列成环状或玫瑰花状(图1-4)。游离核糖体主要合成组成细胞本身所需要的结构蛋白或某些特殊蛋白质，如红细胞的血红蛋白。在蛋白质合成活跃的细胞和分裂活动旺盛的细胞游离核糖体较多。附着核糖体主要合成分泌型蛋白质(如酶类？肽类激素等)，也合成某些结构蛋白(如膜镶嵌蛋白？溶酶体酶等)。核糖体丰富的细胞，光镜下细胞质呈嗜碱性。 2.内质网(endoplasmicreticulum，ER)内质网是由膜构成的小管？小泡或扁囊连接成的三维网状膜系统。根据膜表面有无核糖体的附着可将其分为两种类型，即附着许多颗粒状核糖体？表面粗糙的粗面内质网(roughendoplasmicreticulum，RER)(图1-5)和没有核糖体分布？表面光滑的滑面内质网(smoothendoplasmicreticulum，SER)(图1-6)。两者互相连通，内质网膜上具有多种酶的结合，如葡萄糖-6-磷酸酶是内质网的标志酶。 粗面内质网分布于大部分细胞中，主要合成分泌型蛋白质，并将其进行加工和转运。在旺盛合成分泌型蛋白质的胰腺细胞？肝细胞和浆细胞等细胞中特别丰富。可根据粗面内质网结构的复杂程度来判断细胞的功能状态和分化程度。RER发达的细胞，光镜下细胞质？？4？？细胞与分子生物学嗜碱性较强。 图1-5电镜下的粗面内质网图 1-6电镜下的滑面内质网 滑面内质网多由分枝小管和圆形小泡构成，仅在一些特化细胞中含量丰富，具有多种功能。①合成类固醇激素:在肾上腺皮质细胞？睾丸间质细胞？卵巢黄体细胞等分泌类固醇激素的细胞中，有发达的SER，膜上有合成胆固醇所需的酶系，并能使合成的胆固醇转变为类固醇激素。②合成脂类:如肝细胞在摄取脂肪酸后，在SER上合成脂肪。细胞所需的膜脂几乎也都是在内质网合成的。③解毒作用:如肝细胞的滑面内质网中含有包括细胞色素P450等在内的酶系，能催化多种化合物的氧化或羟化，使毒？药物的毒性被钝化或者破坏，成为无毒物质并易于排出体外。④Ca2+的储存与释放:在肌细胞中，发达的滑面内质网又称为肌质网，肌质网网膜上Ca2+泵把细胞质基质中的Ca2+泵入网腔储存起来，当受到神经冲动的刺激或者细胞外信号物质的作用时，即可引起Ca2+向细胞质基质的释放，从而引起肌细胞的收缩。滑面内质网发达的细胞，一般光镜下细胞质嗜酸性较强。 3.高尔基复合体(Golgicomplex)高尔基复合体在光镜下为细胞质中的嗜银网状结构，在不同细胞中的分布各不相同。电镜下，是由扁平囊泡(cisterna)？小泡(vesicles)和大泡(vacuoles)构成的膜性细胞器(图1-7，图1-8)。3~8个平行排列的扁平囊泡为高尔基复合体的主体部分，高尔基复合体具有一定的极性，扁平囊的凸面靠近细胞核或内质网，称为生成面(formingface)，与其相反的凹面朝向细胞膜一侧，称为成熟面(matureface)，硫胺素焦磷酸酶(TPP)组化染色呈阳性，可作为高尔基复合体的标志酶。在形成面，经常可观察到许多小泡，由附近的粗面内质网芽生而来，将内质网合成的蛋白质转运到高尔基复合体，因**章细胞生物学基础？？5？？此这些小泡又称运输小泡。在扁平囊泡的成熟面，常可见到大泡，由扁平囊泡的末端膨大而成，为高尔基复合体的分泌产物，因此又称为分泌泡。这些分泌泡的电子密度不同，可显示其不同的成熟程度(图1-7)。在蛋白质分泌旺盛的细胞中高尔基复合体发达。 图1-7高尔基复合体结构模式图 图1-8电镜下的高尔基复合体 由内质网合成的多种蛋白质在高尔基复合体中被进一步加工和修饰，成为成熟的蛋白质，如蛋白质的糖基化？蛋白原的水解。高尔基复合体也具有对蛋白质分选和定向运输的作用，如对溶酶体酶蛋白的分选和转运在溶酶体的形成过程中起重要作用。 4.溶酶体(lysosome)溶酶体由高尔基复合体芽生的运输小泡和内体合并而成，为一种圆形或卵圆形的膜性细胞器，内含多种酸性水解酶，已知有60种以上，*适pH为5.0，能将蛋白质？多糖？脂类和核酸等水解为小分子。不同细胞中的溶酶体均含有酸性水解酶，为溶酶体的标志酶，可用酶组化方法

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