第Ⅰ部分 細(xì)胞導(dǎo)論
1 細(xì)胞和基因組
地球上細(xì)胞的共同特征
所有的細(xì)胞都以同樣的線性化學(xué)密碼（DNA）形式儲存遺傳信息
細(xì)胞通過依照模板的聚合作用復(fù)制遺傳信息
所有的細(xì)胞都將其部分遺傳信息轉(zhuǎn)錄成共同的中間體（RNA）
所有細(xì)胞都將蛋白質(zhì)用作催化劑
所有細(xì)胞都以相同的方式將RNA翻譯成蛋白質(zhì)
相應(yīng)于一種蛋白質(zhì)的遺傳信息片段就是一個基因
生命需要自由能
所有的細(xì)胞都是有著相同分子建造材料的生化工廠
細(xì)胞外被覆一層細(xì)胞膜，營養(yǎng)物質(zhì)和廢棄物必須通過細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞
細(xì)胞的生存僅僅需要不到500個基因
小結(jié)
基因組的多樣性及生命樹
細(xì)胞可由多種自由能源提供能量
一些細(xì)胞可以為其他細(xì)胞固定氮及二氧化碳
原核細(xì)胞間的生化多樣性是最為廣泛的
生命樹有三個基本分支：細(xì)菌、古細(xì)菌和真核生物
一些基因演化迅速，另一些則十分保守
大多數(shù)細(xì)菌和真細(xì)菌含有1000～4000個基因
新基因產(chǎn)生于先前存在的基因
基因復(fù)制引起單個細(xì)胞內(nèi)相關(guān)基因家族的出現(xiàn)
基因可以在兩個物種之間相互轉(zhuǎn)移，這種現(xiàn)象在實驗室和自然界都可以發(fā)生
物種中基因信息的水平交換是由性引起的
基因的功能常能根據(jù)其序列而推測
生命樹上三個基本分支問有200多個基因家族相同
突變揭示基因的功能
分子生物學(xué)家將焦點對準(zhǔn)了大腸桿菌
小結(jié)
真核生物的遺傳信息
真核生物起源于捕食生物
真核細(xì)胞起源于共生體
真核生物有著雜和的基因組
真核生物的基因組非常龐大
真核基因組中有著豐富的調(diào)控DNA
基因組決定多細(xì)胞發(fā)育的進(jìn)程
許多真核細(xì)胞以單細(xì)胞的形式存在，即原生生物
酵母是最小的真核模式生物
機(jī)體中所有基因的表達(dá)水平都同時受到監(jiān)控
擬南芥——300000多種植物的模式物種
動物細(xì)胞的代表物種：線蟲、果蠅、小鼠、人
果蠅的研究為脊椎動物發(fā)育學(xué)提供了鑰匙
脊椎動物基因組是重復(fù)復(fù)制的產(chǎn)物
基因冗余對于遺傳學(xué)家來說是個大問題，但卻為進(jìn)化中的物種提供了機(jī)會
小鼠是哺乳動物的模式生物
人類可以報道自身的特性
精確來說我們所有人都是不同的
小結(jié)
2 細(xì)胞的化學(xué)和生物合成
細(xì)胞的化學(xué)組成
細(xì)胞是由幾種原子構(gòu)成的
最外層電子決定原子的作用方式
電子的獲得和丟失形成離子鍵
共價鍵是通過共用電子對形成的
存在幾種不同類型的共價鍵
專題2—1 生物分子中常出現(xiàn)的化學(xué)鍵和化學(xué)基團(tuán)
原子的行為常常表明它的半徑似乎是固定的
專題2—2 水及其對生物分子行為的影響
水是細(xì)胞中含量最豐富的物質(zhì)
某些極性分子在水中形成酸和堿
4種非共價相互作用幫助細(xì)胞內(nèi)分子結(jié)合
細(xì)胞是由碳化合物構(gòu)成
細(xì)胞含有4大類主要家族的有機(jī)小分子
專題2—3 結(jié)合大分子的主要類型的弱非共價鍵
糖類物質(zhì)為細(xì)胞提供能量來源，也是多糖的亞單位
專題2—4 細(xì)胞內(nèi)常見糖的一些類型的概述
脂肪酸是細(xì)胞膜的組成物質(zhì)
氨基酸是蛋白質(zhì)的亞單位
專題2—5 脂肪酸和其他的脂類
核苷酸是DNA和：RNA的亞單位
專題2—6 核苷酸的概括
擁有顯著特征的大分子在細(xì)胞化學(xué)中占據(jù)主要地位
非共價鍵不僅決定了大分子的精細(xì)形狀，而且決定了它與其他分子的結(jié)合
小結(jié)
催化作用和細(xì)胞利用能量
細(xì)胞代謝是由酶組織的
細(xì)胞釋放的熱能使得生物有序性成為可能
專題2—7 自由能和生物反應(yīng)
光合生物利用陽光合成有機(jī)分子
細(xì)胞通過氧化有機(jī)分子獲取能量
氧化與還原涉及電子轉(zhuǎn)移
酶降低了阻遏化學(xué)反應(yīng)的障礙
酶是怎樣找到底物的——迅速擴(kuò)散極其重要
自由能變化決定反應(yīng)能否發(fā)生
反應(yīng)物濃度影響△G
對于連續(xù)反應(yīng)，△G0值是可加和的
活化的載體分子對于生物合成必不可少
活化載體的生成與能量上有利的反應(yīng)偶聯(lián)
ATP是最廣泛適用的活化載體分子
儲存于ATP中的能量通常用于兩個分子的接合
NADH和NADPH是重要的電子載體
細(xì)胞內(nèi)還有許多其他的話化載體分子
生物聚合物的合成需要輸入能量
小結(jié)
細(xì)胞怎樣從食物中獲取能量
食物分子分三個階段分解產(chǎn)生ATP
糖酵解是生成ATP的中心途徑
發(fā)酵使得在無氧條件下能夠生成ATP
專題2—8 糖酵解途徑中10個步驟的詳細(xì)內(nèi)容
糖酵解過程證實了酶是如何將氧化放能與能量儲存偶聯(lián)起來的
糖和脂肪都在線粒體分解為乙酰CoA
檸檬酸循環(huán)使乙酰CoA氧化成CO2，生成NADH
電子轉(zhuǎn)移推動細(xì)胞內(nèi)大多數(shù)ATP的合成
專題2—9 完整的三羧酸循環(huán)
有機(jī)體使用特殊的倉庫儲存食物分子
氨基酸和核酸參與了氮循環(huán)
許多生物合成途徑起始于糖酵解作用或檸檬酸循環(huán)
代謝受到組織和調(diào)節(jié)
小結(jié)
3 蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)的形狀和結(jié)構(gòu)
蛋白質(zhì)的形狀特異性決定于其氨基酸序列
專題3—1 蛋白質(zhì)中的20種氨基酸
蛋白質(zhì)折疊為能量最低的構(gòu)象
α螺旋和β折疊是常見的折疊模式
專題3—2 顯示了4種不同的描述SH2結(jié)構(gòu)域（真核細(xì)胞巾有重要功能）的方式
結(jié)構(gòu)域是蛋白結(jié)構(gòu)的一個基本單位
可能的多肽鏈中只有少數(shù)是有用的
蛋白質(zhì)可以形成有限的折疊模式
同源序列搜索可以鑒定親緣關(guān)系
計算機(jī)技術(shù)可以將氨基酸序列歸類為已知的蛋白質(zhì)折疊模式
一些被稱為模塊的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域，形成了很多不同蛋白質(zhì)的一部分
人類基因組編碼一套復(fù)雜的蛋白質(zhì)，很多仍然是未知
大的蛋白質(zhì)通常包含不止一條多肽鏈
一些蛋白質(zhì)形成長的螺旋狀纖維
一個蛋白質(zhì)分子可以形成長的，纖維狀結(jié)構(gòu)
共價交聯(lián)穩(wěn)定胞外蛋白
蛋白質(zhì)分子通常作為大的結(jié)構(gòu)分子的亞基
細(xì)胞內(nèi)的很多結(jié)構(gòu)是自組裝的
復(fù)雜生物結(jié)構(gòu)的形成需要輔助因子的幫助
小結(jié)
蛋白質(zhì)的功能
所有的蛋白質(zhì)都可以結(jié)合其他分子
蛋白質(zhì)構(gòu)象的細(xì)節(jié)決定了其化學(xué)性質(zhì)
蛋白質(zhì)家族成員序列比對可以發(fā)現(xiàn)重要的配體結(jié)合位點
蛋白質(zhì)通過多種類型的接觸面相互結(jié)合
抗體的結(jié)合位點是高度可變的
結(jié)合能力由平衡常數(shù)來衡量
酶是高效性和高度專一性的催化劑
底物的結(jié)合是酶促反應(yīng)的第一步
專題3—3 用來研究酶的一些方法
酶通過選擇性的穩(wěn)定轉(zhuǎn)換狀態(tài)加速反應(yīng)
酶可以同時產(chǎn)生酸催化和堿催化作用
溶菌酶揭示了酶是怎樣發(fā)揮作用的
與小分子的高親和性賦予了蛋白質(zhì)額外的功能
多酶復(fù)合物幫助增加細(xì)胞代謝速率
酶的催化活性可以被調(diào)節(jié)
別構(gòu)酶有兩個或多個結(jié)合位點相互作用
兩個配體如果其結(jié)合位點是偶聯(lián)的，將會相互影響各自的結(jié)合性
對稱的蛋白質(zhì)分子的組裝產(chǎn)生協(xié)同別構(gòu)轉(zhuǎn)換
原子水平上了解天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶的別構(gòu)轉(zhuǎn)換
磷酸化會導(dǎo)致蛋白質(zhì)的很多變化
真核細(xì)胞中有一大類蛋白激酶和蛋白磷酸（酯）酶
Cdk和Src蛋白激酶的調(diào)控顯示了一個蛋白質(zhì)是如何作為一個微芯片起作用的
蛋白質(zhì)結(jié)合和水解GTP是普遍存在的細(xì)胞調(diào)節(jié)因子
調(diào)控蛋白通過決定GTP或者GDP結(jié)合來控制GTP結(jié)合蛋白的活性
大蛋白質(zhì)的運(yùn)動來自于小蛋白質(zhì)
動力蛋白負(fù)責(zé)細(xì)胞中的大運(yùn)動
膜結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白利用能量將分子輸送過膜
蛋白質(zhì)通常形成巨大的復(fù)合體，以蛋白質(zhì)機(jī)器的形式發(fā)揮功能
細(xì)胞功能的基礎(chǔ)是復(fù)雜的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)
小結(jié)
……
第Ⅱ部分 基本遺傳機(jī)制
第Ⅲ部分 方法
第Ⅳ部分 細(xì)胞的內(nèi)部構(gòu)造
第Ⅴ部分 在“社會背景”中的細(xì)胞
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