细胞和分子生物学

第Ⅰ部分细胞导论

1细胞和基因组

地球上细胞的共同特征

所有的细胞都以同样的线性化学密码(DNA)形式储存遗传信息

细胞通过依照模板的聚合作用复制遗传信息

所有的细胞都将其部分遗传信息转录成共同的中间体(RNA)

所有细胞都将蛋白质用作催化剂

所有细胞都以相同的方式将RNA翻译成蛋白质

相应于一种蛋白质的遗传信息片段就是一个基因

生命需要自由能

所有的细胞都是有着相同分子建造材料的生化工厂

细胞外被覆一层细胞膜，营养物质和废弃物必须通过细胞膜进出细胞

细胞的生存仅仅需要不到500个基因

小结

基因组的多样性及生命树

细胞可由多种自由能源提供能量

一些细胞可以为其他细胞固定氮及二氧化碳

原核细胞间的生化多样性是最为广泛的

生命树有三个基本分支：细菌、古细菌和真核生物

一些基因演化迅速，另一些则十分保守

大多数细菌和真细菌含有1000～4000个基因

新基因产生于先前存在的基因

基因复制引起单个细胞内相关基因家族的出现

基因可以在两个物种之间相互转移，这种现象在实验室和自然界都可以发生

物种中基因信息的水平交换是由性引起的

基因的功能常能根据其序列而推测

生命树上三个基本分支问有200多个基因家族相同

突变揭示基因的功能

分子生物学家将焦点对准了大肠杆菌

小结

真核生物的遗传信息

真核生物起源于捕食生物

真核细胞起源于共生体

真核生物有着杂和的基因组

真核生物的基因组非常庞大

真核基因组中有着丰富的调控DNA

基因组决定多细胞发育的进程

许多真核细胞以单细胞的形式存在，即原生生物

酵母是最小的真核模式生物

机体中所有基因的表达水平都同时受到监控

拟南芥300000多种植物的模式物种

动物细胞的代表物种：线虫、果蝇、小鼠、人

果蝇的研究为脊椎动物发育学提供了钥匙

脊椎动物基因组是重复复制的产物

基因冗余对于遗传学家来说是个大问题，但却为进化中的物种提供了机会

小鼠是哺乳动物的模式生物

人类可以报道自身的特性

精确来说我们所有人都是不同的

小结

2细胞的化学和生物合成

细胞的化学组成

细胞是由几种原子构成的

最外层电子决定原子的作用方式

电子的获得和丢失形成离子键

共价键是通过共用电子对形成的

存在几种不同类型的共价键

专题21生物分子中常出现的化学键和化学基团

原子的行为常常表明它的半径似乎是固定的

专题22水及其对生物分子行为的影响

水是细胞中含量最丰富的物质

某些极性分子在水中形成酸和碱

4种非共价相互作用帮助细胞内分子结合

细胞是由碳化合物构成

细胞含有4大类主要家族的有机小分子

专题23结合大分子的主要类型的弱非共价键

糖类物质为细胞提供能量来源，也是多糖的亚单位

专题24细胞内常见糖的一些类型的概述

脂肪酸是细胞膜的组成物质

氨基酸是蛋白质的亚单位

专题25脂肪酸和其他的脂类

核苷酸是DNA和：RNA的亚单位

专题26核苷酸的概括

拥有显著特征的大分子在细胞化学中占据主要地位

非共价键不仅决定了大分子的精细形状，而且决定了它与其他分子的结合

小结

催化作用和细胞利用能量

细胞代谢是由酶组织的

细胞释放的热能使得生物有序性成为可能

专题27自由能和生物反应

光合生物利用阳光合成有机分子

细胞通过氧化有机分子获取能量

氧化与还原涉及电子转移

酶降低了阻遏化学反应的障碍

酶是怎样找到底物的迅速扩散极其重要

……

3蛋白质

第Ⅱ部分基本遗传机制

4DNA与染色体

5DNA复制、修复以及重组

6细胞如何解读基因组

7基因表达的调控

第Ⅲ部分方法

8操纵蛋白质、DNA和RNA

9细胞显像

第Ⅳ部分细胞的内部构造

10膜结构

11小分子的膜运输和膜的电性质

12细胞内区域和蛋白质分选

13细胞内的膜泡运输

14能量转换：线粒体和叶绿体

15细胞通讯

16细胞骨架

17细胞周期与程序性细胞死亡

18细胞分裂的机制

第Ⅴ部分在“社会背景”中的细胞

19细胞连接、细胞黏着和细胞外基质

20生殖细胞和受精

21多细胞生物的发育

22组织学：组织中细胞的生存和死亡

23癌症

24获得性免疫系统

25病原体、感染和先天性免疫

　　细胞的分子生物学是生命科学领域非常重要的一门基础学科，BruceAlberts等主编的MolecularBiologyofTheCell一书是全世界公认的一部非常优秀的教材。本书通过从这个巨大和不断增长的领域中，提取并讲述细胞生物学的基本概念、基本遗传机制、遗传方法、细胞的内部构造以及细胞的生存环境等内容。本书不仅阐述了当前已了解的细胞生物学，还探索了细胞生物学仍未被发掘的巨大影响和潜在规律。这本书是愉快的阅读，它提供了一个明确的科学意识，激发读者现代生物学的兴趣。