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第一章细胞生物学与细胞概述
本章概述了细胞的发现、重点阐述了细胞学说的建立及其承前启后的作用、细胞学的经典时期和细胞生物学的诞生与发展;解读细胞是生命活动的基本单位、真核细胞与原核细胞的异同。
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●1.1细胞的发现与细胞学说
多数细胞是人的眼睛看不到的,人类如何发现细胞的存在?又是在何时把细胞与动物、植物联系在一起?本小节从细胞学说建立背景、内容及重要意义进行学习。
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●1.2细胞学、细胞生物学及分子细胞生物学
以细胞为研究对象的学科在19世纪最后25年称为细胞学,进入20世纪60年代更名为细胞生物学,21世纪许多教材纷纷更名为分子细胞生物学,这些名称更迭预示了对细胞的研究发生哪些变化,这些变化的原因究竟是什么?
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●1.3细胞是生命活动基本单位
细胞对于生命的重要性不言而喻,我们可以毫不夸张的说细胞就是生命。本小节通过具体实例进行论证。
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●1.4细胞类型和结构体系
原核细胞与真核细胞是生物圈两个最重要的细胞类群。本小节以细菌为例学习原核细胞的结构、在亚显微水平上真核细胞的3大基本结构系统。
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●1.5原核细胞与真核细胞比较
你是不是很感兴趣原核细胞与真核细胞有哪些方面是类似或相同,又有哪些重要不同。本小节围绕这个问题学习。
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第二章细胞质膜
细胞膜可以比喻为细胞的“城墙”,本章介绍细胞膜结构研究的历史,细胞膜的化学组成,细胞膜的基本特征,总结细胞膜神奇的功能。
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●2.1细胞质膜结构模型
细胞从发现之初,人们推测有一个边界把细胞与外界环境分开,这个边界就是细胞膜。本小节沿着历史的研究足迹揭开细胞膜结构的神秘面纱。
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●2.2细胞质膜化学组成--膜脂
细胞膜的骨架是磷脂双分子层,本小节重点学习磷脂的结构及主要特征,理解磷脂双分子层是自组装的结构。
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●2.3细胞质膜化学组成--膜糖与膜蛋白
细胞膜功能执行者是膜蛋白,膜蛋白与脂分子结合方式有哪些?为什么细胞膜中的糖链被形象的称为天线糖链。重点学习整合膜蛋白与膜脂结合方式。
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●2.4生物膜的基本特征
细胞膜的基本特征是膜流动性与不对称性,本小节学习膜流动性与不对称性表现,研究膜流动性与不对称性的方法,影响膜流动性因素。
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●2.5细胞膜结构与功能的总结
随着对细胞膜研究工作的不断积累,二十一世纪的今天怎样认识生物膜的结构,揭示了细胞膜的哪些具体功能,本小节对这些问题进行总结。
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第三章物质跨膜运输
物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。本章介绍小分子物质的直接穿膜的运输,又分为自由扩散、协助扩散、主动运输;举例介绍大分子物质的胞吞作用与胞吐作用是如何发生的。
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●3.1简单扩散与协助扩散
本小节介绍自由扩散发生条件,参与协助扩散的膜转运蛋白类型,协助扩散的特点。
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●3.2葡萄糖转运蛋白与水孔蛋白
人体细胞如何以协助扩散方式运输葡萄糖,水又是如何快速进出细胞的?
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●3.3Na+/K+泵
对于细胞来说主动运输比被动运输更具有生物学意义。普遍存在人体细胞膜上进行主动运输的钠钾离泵有怎样的结构、工作机制及生理功能。
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●3.4钙离子泵与质子泵
能进行主动运输的ATP驱动泵还包括钙离子泵、质子泵,本小节学习它们存在位置、结构及相应的生物学意义。
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●3.5ABC超家族
ABC超家族,也是一类ATP驱动泵,又叫ABC转运蛋白。本小节学习ABC转运蛋白的发现、结构及工作机制。
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●3.6协同运输
协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。本小节通过一些具体的实例介绍如何进行协同运输。
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●3.7胞吞作用与胞吐作用
已经学习了小分子物质直接穿膜运输,一些相对分子质量较大的物质,如细菌、病毒、分泌蛋白质如何跨膜运输?它们采用的策略是胞吞作用与胞吐作用。
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●3.8网格蛋白质参与受体介导胞吞作用
受体介导的胞吞作用是一种选择浓缩机制,既可保证细胞大量地摄入特定的大分子,同时又避免了吸入细胞外大量的液体。本小节以低密度脂蛋白颗粒如何进入细胞为例学习这个过程。
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第四章细胞质基质与内膜系统
真核细胞内被膜区分为细胞质基质、内膜系统及其它由膜包被的细胞器。本章介绍细胞质基质及功能;内膜系统包括的内质网、高尔基体、溶酶体等的结构、功能及发生,理解它们是相互关联的动态整体;了解微体的结构与功能。
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●4.1细胞质基质
解释细胞质基质的含义,了解细胞质基质的基本功能。
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●4.2内膜系统
理解内膜系统的定义,了解研究内膜系统的相关技术。
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●4.3内质网结构
本小节学习内质网的结构特征、类型及化学组成。
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●4.4内质网功能
本小节学习内质网的主要功能,理解内质网是细胞内蛋白质和脂质合成的基地。
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●4.5高尔基体结构
本小节学习高尔基体的形态、超微结构和化学组成。
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●4.6高尔基体功能
高尔基体是如何将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类、包装,分门别类转运到细胞特定部位或分泌到细胞外。理解高尔基体是细胞内“包装工厂”。
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●4.7溶酶体的结构
本小节学习溶酶体的超微结构和溶酶体的分类。
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●4.8溶酶体的功能
溶酶体的功能以及溶酶体功能失常导致的疾病。理解溶酶体是细胞内的“消化器”和“清除机”。
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●4.9溶酶体的发生
溶酶体发生的两条途径,高尔基体分泌途径及胞外分泌回收途径。
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●4.10微体
本小节学习非内膜系统细胞器——微体,了解微体的结构、功能、发生以及与初级溶酶体的不同。
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第五章线粒体与叶绿体
线粒体是细胞内的“动力工厂”、叶绿体是细胞内光合作用的“车间”,它们是细胞内两个能量转换细胞器。本章学习线粒体与叶绿体显微结构、亚显微结构,生物学功能,线粒体与叶绿体是半自主性细胞器。
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●5.1光镜下线粒体的形态结构
线粒体在光学显微镜下的形态结构及分布数量等特征。
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●5.2电镜下线粒体的超微结构
电子显微镜下,线粒体的超微结构和化学组成。
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●5.3氧化磷酸化——电子载体与电子传递链
氧化磷酸化之线粒体呼吸链中电子载体的分子结构特点,及其所组成的NADH和FADH2呼吸链。
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●5.4电子传递与质子驱动力的形成
氧化磷酸化之电子传递与质子驱动力的形成。
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●5.5ATP合成的机制
氧化磷酸化之ATP合酶的结构及作用、ATP生成的构象变化学说。
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●5.6光镜下叶绿体的形态结构
叶绿体在光学显微镜下的形态、大小、数量、分布以及定位特征。
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●5.7叶绿体在电镜下的超微结构
电子显微镜下叶绿体的超微结构,并与线粒体超微结构进行比较学习。
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●5.8光合作用的特征和意义
叶绿体的主要功能是光合作用,本小节概述光合作用的特征及意义。
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●5.9光反应I—原初反应
光合作用之光能的吸收、传递和转换成电能的过程。
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●5.10光反应II—电子传递与光合磷酸化
光合作用之光合电子传递链中的传递过程及其所偶联的光合磷酸化。
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●5.11碳反应—碳同化
光合作用之碳反应的三大途径-卡尔文循环途径、C4途径和景天酸代谢途径。
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●5.12半自主性细胞器
本小节学习线粒体DNA、叶绿体DNA及其复制转录特征,线粒体和叶绿体是半自主性细胞器。
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第六章细胞骨架
细胞骨架可以看成是细胞的“骨骼与肌肉”。本章介绍细胞骨架中的微管、微丝及中间纤维结构、组成、装配及各自相适应的功能。理解微管、微丝及中间纤维在细胞中虽各成体系,但是相互联系,功能上既有侧重又相互配合。
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●6.1微管结构、组分及体外装配
微管是最早被发现的细胞骨架,在电子显微镜下具有怎样形态、化学组成,细胞外如何实现自组装一根微管。
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●6.2微管的体内组装
微管的体内组装除遵循体外装配的规律外,本小节学习微管体内组装是有时和空间的控制的。
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●6.3微管体内微管组装的调控
细胞内微管组装与去组装是受到微管结合蛋白、特异性药物的影响的。
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●6.4微管的功能Ⅰ
本小节学习微管功能之一:微管对细胞结构组织作用、细胞内如何以微管为轨道完成膜泡、细胞器等长距离运输。
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●6.5微管的功能Ⅱ
本小节学习微管功能之二:微管参与真核细胞运动器官鞭毛、纤毛的组成及运动,纺锤体装配及染色体运动与微管有何联系。
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●6.6微丝的结构成分与体外装配
电子显微镜下微丝结构与成分、微丝的体外组装与特性。
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●6.7微丝结合蛋白
细胞内微丝网络的组织形式及功能取决于微丝结合蛋白,而不是微丝本身。本小节学习微丝结合蛋白。
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●6.8微丝的功能
微丝形态的多样性与其功能多样性是相适应的。本小节主要学习非肌肉细胞中微丝主要功能。
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●6.9中间纤维
细胞中公认第三种骨架纤维是中间纤维,它在结构、化学组成、功能上又有怎样的独特之处。
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第七章蛋白质分选与膜泡运输
哺乳动物细胞中通常可检测出上万种蛋白。绝大多数蛋白由细胞核基因编码,或在游离核糖体上合成,或在粗面内质网膜结合的核糖体上合成。而蛋白质发挥功能的作用部位几乎遍布细胞的各处甚至细胞外。它们是如何从合成的部位,准确找到并运输到功能执行部位?本章一起寻找答案。
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●7.1信号肽假说
美国洛克菲勒大学的Blobel 1975年提出了信号肽假说,这一假说解决了什么重要问题使其荣获了1999年诺贝尔生理学或医学奖,本小节以分泌蛋白质合成为例学习信号肽假说。
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●7.2跨膜蛋白的合成
内质网不仅可以进行分泌蛋白质合成,还可以合成整合膜蛋白,膜蛋白质合成也可以用信号肽假说解释,只是合成过程更为复杂多样。
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●7.3蛋白质向细胞器分选
本小节学习细胞质基质游离核糖体合成的蛋白质如何向线粒体、叶绿体及过氧化物酶体等细胞器的分选与运输。
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●7.4蛋白质的转运方式及膜泡运输
膜泡运输是蛋白运输的一种特有的方式,普遍存在于真核细胞中。本小节学习三种类型有被小泡的组装与运输。
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第八章细胞核与染色质
原核细胞与真核细胞的最大区别是真核细胞有由核被膜、染色质、核仁及核基质组成的细胞核,本章介绍在电子显微镜下细胞核各部分的亚显微结构及功能。
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●8.1核被膜
细胞核的膜结构—核被膜,包括外核膜、内核膜、核周间隙,解释核被膜呈周期性变化的原因。
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●8.2核孔复合体
核被膜上存在核孔,其并非简单孔道,而是有复杂的结构——核孔复合体,本小节学习核孔复合体的结构及其功能。
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●8.3染色质与染色体
本小节学习染色质的类型及化学组成,理解染色质与染色体的关系。
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●8.4染色体压缩模型
本小节学习染色体组装的多级螺旋模型、染色体骨架-放射环结构模型。
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●8.5染色体结构
本小节学习中期染色体具有的形态结构,染色体DNA 的三种功能元件。
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●8.6核仁的超微结构
核仁的超微结构特征以及核仁呈现周期性变化的原因。
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●8.7核仁的功能
核仁的功能,主要涉及核糖体的生物发生,包括rRNA的合成、加工以及核糖体大小亚基的装配。
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第九章细胞的社会联系
多细胞的生物体内,没有哪个细胞是“孤立”的,它们之间通过细胞通讯、细胞黏着、细胞连接及细胞与胞外基质作用,构成细胞社会。本章重点介绍细胞外基质、细胞连接及细胞黏着。
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●9.1胶原蛋白合成与分泌
胶原是胞外基质框架结构,是人体内含量最丰富的蛋白质。本小节学习胶原是如何由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。
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●9.2胶原功能与疾病
本小节学习胶原的功能,通过坏血病病因、症状及预防方法体会胶原功能的重要性。
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●9.3细胞外基质其他成分
本小节学习细胞外基质中糖胺聚糖、蛋白聚糖、纤连蛋白、层粘连蛋白分布、分子结构及功能。
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●9.4细胞连接Ⅰ
动物细胞间的连接主要的有三种形式,封闭连接,锚定连接和通讯连接。本小节学习封闭连接、与中间纤维相连的锚定连接。
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●9.5细胞连接Ⅱ
本小节学习与微丝相连的锚定连接及间隙连接的分布、结构和功能。
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●9.6黏着分子-钙黏蛋白
细胞黏着分子介导细胞与细胞间的黏着和细胞与胞外基质间的黏着。本小节介绍四大类细胞黏着分子中的钙黏蛋白的结构、介导细胞黏着的机制。
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●9.7其他黏着分子
黏着分子选择素、整联蛋白及免疫球蛋白超家族的结构特点、类型及主要功能。