细胞与分子生物学

细胞是一切生命有机体基本的结构与功能单位。在这个存在了四十多亿年的星球上，只有在出现了细胞以后，才有了真正意义上的生命。回顾人类对生物体结构、功能，以及生命现象本质的探索过程中所走过的漫长道路，从一开始的形态学比较、显微镜观察到细胞学说的建立；从化学染色方法的建立、细胞结构与组分的分离和分析到遗传规律的发现，以及DNA 双螺旋结构模型的建立，人类对生命的研究渐渐从形态结构的剖析和比较转向了对分子机制和生命活动规律的探究。对于学科本身，从搭建和使用传统光学显微镜观察形态结构、了解细胞分裂过程的细胞学时代，发展到在细胞整体水平、超微结构水平和分子水平上，以动态的观点研究细胞内外生物大分子的相互作用、细胞结构的动态组装、功能和行为等方面的调控机制。所以说，细胞生物学是在细胞水平上探讨生命活动基本规律和机制的学科，它既是现代生命科学、农学、医学和药学的基础，也是前沿领域最活跃的生长点，并将推动相关产业和经济活动的重大变革。

学科发展到今天，人类仍然面临着许多问题等待解答。最初的细胞是如何产生的？细胞如何应对环境的变化演化成现在绚丽多彩的生命世界？我们，也包括所有的多细胞生物如何从一个受精卵发育成为完整的个体？多细胞生物体里细胞之间如何协同以支撑组织、器官及个体的生命活动？我们为什么会有意识，会生病、衰老和死亡？面对复杂的地球环境，我们如何解决人类的生存和发展问题？这些简单但都很实在的问题，是我们，还有今后的生命科学工作者所面临的挑战。

细胞生物学与生物化学、发育生物学、神经生物学、分子遗传学和基础医学等学科相互渗透交融。人类、众多的模式生物、农作物、家禽和家畜等基因组序列的测定，超分辨显微技术和多种组学分析方法的建立，使得我们有可能从机制上去了解生命活动的本质，并可以从基因水平上有针对性地改良农作物和家畜的经济性状。正如细胞生物学家威尔逊（E. B. Wilson）所指出的那样，一切生命的关键问题都必须从细胞中去寻找答案。

细胞生物学是综合性大学、医学院校和农林院校相关专业本科生的核心课程。学科的飞速发展对教材提出了新的要求。一本好的教材会影响一代人，影响年轻人的学习兴趣、人生目标、职业选择，甚至是社会的发展。细胞生物学的本科生教材，国内外的许多同行已经编写出版了多个版本，如Bruce Alberts 等主编的Molecular Biology of the Cell，Harvey Lodish 等主编的Molecular Cell

Biology，翟中和等主编的《细胞生物学》等，但如何为研究型综合性大学生命科学、医学及相关专业的学生选择一本合适的、能够对他们人生产生重要影响的、有引力的教科书却有点困难。着眼于细胞生物学学科未来的发展，在充分考虑各院校相关专业在知识背景、培养目标、学生兴趣以及国家对该领域创新人才培养要求等方面的因素，我们根据教育部生物科学领域“101 计划”专家组的建议，组织相关高校从事细胞生物学研究和教学工作的同行，着手编写了这本供本科教学使用的《细胞与分子生物学》教材。

在教材内容安排方面，我们以细胞重大生命活动过程及其分子机制为主线，在注重细胞生物学知识体系的科学性、基础性和完整性的同时，加强了对前沿领域的讨论，并适当展示一些细胞生物学领域目前有待解决的问题，全书分为20章。与国内现在普遍使用的细胞生物学教材相比，增加了分子生物学（第3—5章）、植物细胞（第19章）和合成生物学（第20章）等章节，并根据本学科前沿发展的热点方向，适度增加了细胞器相互作用、干细胞与组织稳态、癌细胞等方面的内容。

在教材的编写过程中，浙江大学洪健教授、北京大学刘轶群和胡迎春高级工程师、清华大学俞立教授等为本书提供了电子显微镜和光学显微镜图片，北京大学胡君和杜明老师为本教材绘制插图。东北林业大学滕春波教授、东北师范大学巴雪青教授、山东第二医科大学高志芹教授、山东师范大学田晓宇博士和西北农林科技大学李绍军博士等对本教材进行了详细审读，并提出了许多宝贵的建议，在此表示由衷的感谢。教材编写工作责任重大，尽管参与编写的各位编委已经做了很大的努力，书中仍然难免存在一些不妥之处，恳请读者予以指正。

陈晔光 陈建国

2024 年11 月