《细胞生物学》课程大纲

课程中文名称：细胞生物学

程英文名称：Cell Biology

课程类别与性质：专业必修课

总学时：48学时

学分：3

先修课程：生物化学

面向对象：生物技术专业

开课系(室)：应用生物技术系

一、课程性质教学目标

《细胞生物学》是研究细胞基本生命活动规律的科学，它在不同层次（显微、亚显微、与分子水平）上以研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传递，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等为主要内容，是现代生命科学的基础学科之一。其主要任务是使学生掌握细胞的基本知识和基本理论，为从事生物科学、医学、农学等相关学科的工作和继续学习打下基础。

基于本课程的性质、任务以及有限的课时设置，将以“细胞结构和功能”为起点，着重介绍“细胞信号传导”方面的知识，使学生在打好基础的前提下深刻了解本学科的发展前沿。讲授时主要以启发式教学为主，着重培养学生分析和解决问题的能力，并注意渗透思想教育，逐步培养学生正确的世界观。具体目标和要求如下：

l          基本知识教学目标：

1、了解细胞的基本结构和功能以及细胞生物学的各种研究方法和手段；

2、掌握细胞结构与功能的关系、细胞的增殖、分化与表达调控、细胞衰老与凋亡及细胞信号转导通路等。

l          能力目标：

1、能对细胞的结构和功能进行科学的描述；

2、了解进行细胞生物学研究的各种方法和手段；

3、能用所学知识解释一些生命活动的机理；

4、能用所学知识解释一些病症的分子机理。

l          素质目标：

1、具有分析问题和解决问题的能力；

2、培养科研素养和严谨的科研态度；

3、具有勇于实践和开拓创新的意识。

二、课程教学内容与学习目标

知识单元1：绪论

参考学时：2 学时

1. 阐述细胞生物学的主要研究内容与现状；

2. 回顾细胞生物学发展的简史；

3. 介绍当前细胞生物学发展的总趋势和热点领域与方向。

了解：细胞生物学发展简史。

理解：细胞生物学发展的总趋势和热点领域与方向。

重点掌握：

1. 细胞学说的内容；

2. 细胞生物学的主要研究内容。

知识单元2：细胞的统一性和多样性

参考学时：2 学时

1. 细胞的基本概念

2. 原核细胞和古核细胞

3. 真核细胞基本知识概要

4. 非细胞形态的生命体----病毒及其与细胞的关系

了解：细胞的共同特征；原核细胞与古核细胞。

理解：病毒在细胞内的增殖方式。

重点掌握：原核细胞和真核细胞的异同。

知识单元3： 细胞生物学研究方法

参考学时：3 学时

1. 细胞形态结构的观察方法

1.1 光学显微镜技术

1.2 电子显微镜技术

2. 细胞组分的分析方法

2.1各种离心技术——分离细胞器、生物大分子

2.2 细胞成份的显示方法

2.3细胞内特异核酸序列的定位与定性

2.4 特异性蛋白抗原的定位与定性

2.5 电镜放射自显影技术

2.6 定量细胞化学分析技术

3. 细胞培养、细胞工程与显微操作技术

4. 用于细胞生物学研究的模式生物

了解：细胞生物学研究的主要工具和常用方法，认识工具和方法与学科发展的相关性。

理解：细胞化学的分析方法。

重点掌握：仪器的基本原理和基本应用。

知识单元4：细胞质膜

参考学时：2 学时

1. 生物膜的结构模型

2. 生物膜基本特征与功能

3. 膜骨架

了解：细胞膜的结构特点和功能的关系。

理解：各种膜蛋白的结构特点。

重点掌握：流动镶嵌模型。

知识单元5：物质的跨膜运输

参考学时：3 学时

1. 膜转运蛋白与物质的跨膜运输

2. 离子泵和协同转运

2.1 P-型离子泵

2.2 V-型质子泵和F-型质子泵

2.3 ABC超家族

2.4 协同转运

2.5离子的跨膜转运与膜电位

3. 胞吞作用与胞吐作用

了解：物质的跨膜运输方式。

理解：物质的跨膜转运和膜电位。

重点掌握：P-型离子泵的跨膜转运工作原理。

知识单元6：线粒体和叶绿体

参考学时：2学时

1. 线粒体与氧化磷酸化

2. 叶绿体与光合作用

3. 线粒体和叶绿体半自主性细胞器

4. 线粒体和叶绿体的增殖与起源过程

了解：线粒体和叶绿体的形态结构和功能。

理解：线粒体和叶绿体半自主性细胞器。

重点掌握：氧化磷酸化和光合作用。

知识单元7：细胞质基质与内膜系统

参考学时：2 学时

1. 细胞质基质的涵义与功能

2. 细胞内膜系统及其功能

2.1 内质网

2.2 高尔基复合体

2.3 溶酶体的形态结构与功能

了解：细胞质基质的涵义，膜结构体系的功能。

重点掌握：

1. 细胞内膜系统的构成。

知识单元8：蛋白持分选与膜泡运输

参考学时：3学时

1. 细胞内蛋白质的分选

1.1信号假说与蛋白质分选信号

1.2蛋白质分选转运的基本途径与类型

1.3 蛋白质向线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的分选

2. 细胞内膜泡运输

2.1 膜泡运输概观

2.2 COPII包被膜泡的装配与运输

2.3 COPI包被膜泡的装配与运输

2.4 网格蛋白/接头蛋白包被膜泡的装配与运输

2.5 转动膜泡与靶膜的锚定和融合

2.6 细胞结构体系的组装

了解：细胞膜结构体系的组装。

理解：信号假说的涵义。

重点掌握：

1. 蛋白质的分选的机制。

知识单元9：细胞信号转导

参考学时：4学时

1. 概述

1.1细胞通讯

1.2 信号分子与受体

1.3 信号转导系统及其特征

2. 细胞内受体介导的信号转导

3. G蛋白耦联受体介导的信号转导

3.1 G蛋白耦联受体的结构与激活

3.2 G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路

4. 酶联受体介导的信号转导

4.1 受体酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路

4.2 PI3K-PKB信号通路

4.3 TGF-β受体及其TGF-β-Smad信号通路

4.4 细胞因子受体与JAK-STAT信号通路

5. 其他细胞表面受体介导的信号通路

5.1 Wnt-β-catenin信号通路

5.2 Hedgehog受体介导的信号通路

5.3 NF-κB信号通路

5.4 Notch信号通路

5.5 细胞表面整联蛋白介导的信号转导

6. 细胞信号转导的整合与控制

6.1 细胞的应答反应特征

6.2 蛋白激酶的网络整合信息

6.3 信号控制：受体的脱敏与下调

了解：细胞内受体介导的信号转导。

理解：细胞通讯的方式及信号的整合与控制机制。

重点掌握：G蛋白耦联受体介导的信号转导通路和酶联受体介导信号转导通路。

难点：G蛋白耦联受体介导的信号转导通路；酶联受体介导的信号转导。

知识单元10：细胞骨架

参考学时：4学时

1.微丝与细胞运动

1.1 微丝的组成及其组装

1.2 微丝网络动态结构的调节与细胞运动

1.3 肌球蛋白：依赖于微丝的分子马达

1.4 肌细胞的收缩运动

2. 微管及其功能

2.1 微管的结构组成与极性

2.2 微管的组装与去组装

2.3 微管组织中心：中心粒、基体

2.4 微管的动力学性质

2.5 微管结合蛋白对微管网络结构的调节

2.6 微管对细胞结构的组织作用

2.7 细胞内依赖于微管的物质运输

2.8 纤毛和鞭毛的结构与功能

2.9 纺锤体和染色体运动

3. 中间丝

3.1 中间丝的主要类型和组成成分

3.2 中间丝的组装与表达

3.3 中间丝与其他细胞结构的联系

了解：细胞的各种运动形式。

理解：细胞骨架成分与功能的关系。

重点掌握：细胞骨架各成分性质、结构与功能。

难点：细胞骨架各成分之间的关系。

知识单元11：细胞核与染色体

参考学时：4学时

1. 核被膜

2. 染色质

3. 染色质的复制与表达

4. 染色体

5. 核仁与核体

6. 核基质

了解：细胞核和染色体的构成。

理解：染色质的结构与基因活化的关系。

重点掌握：核孔复合体、染色体的空间结构、染色质和染色体的结构和功能。

难点：基因转录的过程。

知识单元12：核糖体

参考学时：2学时

1. 核糖体的类型与结构

2. 核糖体与蛋白质的合成

了解：核糖体的类型。

理解：核糖体的结构与功能的关系。

重点掌握：核糖体的结构和功能。

知识单元13：细胞周期与细胞分裂

参考学时：2学时

1. 细胞周期

1.1 细胞周期概述

1.2 细胞周期中各个不同时相及其主要事件

1.3 细胞周期同步化法

1.4 特殊的细胞周期

2. 细胞分裂

2.1 有丝分裂

2.2 减数分裂

了解：细胞周期的概念及分期。

理解：特殊的细胞周期

重点掌握：细胞周期的不同时相及其主要事件。

知识单元14：细胞增殖调控与癌细胞

参考学时：3学时

1. 细胞增殖调控

1.1 MPF的发现及其作用

1.2 p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系

1.3 周期蛋白

1.4 CDK和CDK抑制物

1.5 细胞周期运转调控

2. 癌细胞

2.1 癌细胞的基本特征

2.2 癌基因与抑癌基因

2.3 肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果

2.4 肿瘤干细胞

了解：MPF的概念及意义。

理解：细胞周期各种调控因子的作用。

重点掌握：细胞周期调控的机理。

知识单元15：细胞分化与胚胎发育

参考学时：2学时

1. 细胞分化

1.1 细胞分化的基本概念

1.2 细胞的全能性与多能干细胞

1.3 影响细胞分化的因素

2. 胚胎发育中的细胞分化

2.1 生殖细胞的分化

2.2 早期胚胎发育过程中的细胞分化

2.3 果蝇胚胎早期发育中的细胞分化

了解：细胞分化的概念。

理解：影响细胞分化的因素和胚胎发育中的细胞分化。

重点掌握：影响细胞分化的因素。

知识单元16：细胞死亡与细胞衰老

参考学时：2学时

1.细胞死亡

1.1 细胞死亡

1.2 细胞坏死

1.3 自噬性细胞死亡

1.4 植物细胞与酵母细胞的程序性死亡

2. 细胞衰老

2.1 细胞衰老的概念及特征

2.2 细胞衰老的分子机制

2.3 细胞衰老与个体衰老的关系

了解：细胞衰老与凋亡的主要区别。

理解：细胞衰老和凋亡的概念及其与癌症的关系。

重点掌握：细胞衰老与凋亡的分子机制和生物学意义。

知识单元17：细胞社会的联系

参考学时：2学时

1. 细胞连接

1.1封闭连接

1.2锚定连接

1.3通讯连接

2. 细胞黏着及其分子基础

2.1 钙黏蛋白

2.2 选择素

2.3 免疫球蛋白超家族

2.4 整联蛋白

3. 细胞外基质

3.1 胶原

3.2 弹性蛋白

3.3 糖胺聚糖和蛋白聚糖

3.4 纤连蛋白和层粘连蛋白

3.5 基膜与细胞外被

3.6 植物细胞壁

了解：细胞连接和细胞黏着的种类和重要生理意义。

理解：细胞连接组织特异性与功能的关系。

重点掌握：

1. 细胞的三种重要连接方式；

2. 细胞黏着的分子基础。

难点：锚定连接和细胞黏着因子的作用机理。