细胞生物学课程教学大纲

《细胞生物学》课程教学大纲课程代码：1092709适用专业：生物技术专业本科学时数：72学分数：4执笔者：龚宁编写时间：2004年8月一、课程的性质和目的细胞生物学是综合运用各种现代科学技术，从细胞水平、亚细胞水平和分子水平上全面系统地研究细胞生命规律的科学。它是生物学很多分支学科和分子生物学的会合点，是生命科学中的一门重要前沿学科，在现代生物教育体系中起着不可替代的重要作用。本课程的目的是在分子水平上讲授细胞结构和功能的基础知识和关于细胞生命活动的基本理论。关于还处在探讨过程中的细胞的某些生命活动的机理，只介绍和讨论其中较为重要的假说。本课程按照计划教学时数72学时，安排理论课教学42学时，实验课30学时。通过理论课的教学，使学生了解和掌握细胞不同的结构与功能以及结构与功能的相关关系，阐明细胞生命活动的基本规律，并为细胞的生命活动提供理论基础。通过本课程的实验，使学生加深和巩固对某些基本知识和基本理论的理解，并初步掌握细胞生物学实验的一些基本操作技术，获得一定的基本技能训练。二、课程教学要求及内容：第一章绪论（2学时）（一）教学要求：1.掌握细胞及细胞生物学的概念与研究内容；2.了解细胞生物学发展简史及对细胞生物学发展有密切关系的关键事件；3.了解细胞生物学的一些分支学科；4.掌握细胞、细胞学、细胞学说、细胞生物学等相关概念；（二）教学内容：重点：掌握细胞、细胞学、细胞学说、细胞生物学等相关概念。难点：无。第一节、细胞及细胞生物学：细胞与细胞生物学的定义及研究内容第二节、细胞生物学的发展简史：细胞的发现、细胞学说的建立、电子显微镜与细胞超微结构的研究、分子水平上对细胞的研究、从细胞学到细胞生物学。第二章细胞生物学研究方法（4学时）（一）教学要求：1、对细胞生物学的研究手段和方法进行初步的了解，对不同的研究方法和手段在细胞生物学研究中的应用有初步的认识；（二）教学内容：重点：光学显微镜原理及应用；电泳技术；放射自显影技术；免疫胶体金技术。难点：电泳技术；放射自显影技术。第一节、细胞形态结构的观察方法：光学显微镜原理及应用；电子显微镜的原理及应用。第二节、细胞及其组分的分析方法：流式细胞术；细胞组分分级分离的方法；电泳技术等。第三节、细胞内分子的显示和分析：放射自显影技术；免疫细胞化学技术；细胞离子的测定。第四节、细胞工程：细胞培养及细胞融合的相关概念、原理及应用；单克隆抗体技术；转基因技术；哺乳动物克隆技术。第三章细胞膜与细胞表面（4课时）（一）教学要求：1.掌握细胞膜的组成和结构特点，以及生物膜的特性；2.了解生物膜的结构模型，掌握其中的关键部分；3、掌握细胞之间的几类连接方式。4、了解细胞外被与细胞外基质的概念和成分。（二）教学内容：重点：细胞膜的组成和结构特点，细胞连接难点：生物膜的结构特点第一节、细胞膜与细胞表面特化结构：1、单位膜与生物膜的概念和功能2、细胞膜的化学组成：膜脂双分子层、膜脂的分子运动、膜脂的流动性、膜脂的类型、膜脂的不对称性；膜蛋白的类型、膜蛋白的不对称性、膜蛋白在膜内的侧向运动；生物膜的糖类。3、细胞膜的分子结构模型：片层结构模型；单位膜模型；流动镶嵌模型等。第二节、细胞连接：封闭连接、锚定连接、通讯连接第三节、细胞外被与细胞外基质第四章物质的跨膜运输与信号传递（7课时）（一）教学要求：1、掌握被动运输与主动运输。2、了解胞吞作用和胞吐作用。3.熟练掌握受体、配体、G蛋白、腺苷酸环化酶、第一信使以及第二信使的概念4.掌握受体的基本类型、G蛋白的类型和分子组成、G蛋白的作用机制5.掌握cAMP信号系统以及磷脂酰肌醇信号系统（二）教学内容：重点：被动运输与主动运输；细胞通讯与信号传递。难点：腺苷酸环化酶与cAMP信号通路。第一节、物质的跨膜运输1、被动运输：简单扩散、协助扩散、载体蛋白、通道蛋白2、、主动运输：三种基本类型、钠钾泵、钙泵和质子泵、协同运输。3、胞吞作用与胞吐作用。第二节、细胞通讯与信号传递1、细胞通讯与细胞识别2、通过细胞内受体介导的信号传递3、通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递4、细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息第五章细胞质基质与细胞内膜系统（4课时）（一）教学要求：1.掌握信号假说与蛋白质的分选、膜泡运输、内质网的功能、高尔基复合体的形态结构与功能、溶酶体的功能和发生；2.掌握细胞质基质的概念、内质网、溶酶体的形态结构与类型；3.了解过氧化物酶体的形态结构与发生。（二）教学内容：重点：信号假说与蛋白质的分选、内质网的功能、高尔基复合体的形态结构与功能、溶酶体的功能和发生。难点：信号假说与蛋白质的分选。第一节、细胞质基质第二节、内质网：内质网的形态结构与类型、内质网的化学组成，内质网的功能第三节、高尔基复合体：高尔基复合体的形态结构，高尔基复合体的化学组成，高尔基复合体的功能；第四节、溶酶体：溶酶体的形态结构和化学组成，溶酶体的类型，溶酶体的功能，溶酶体的发生；第五节、过氧化物酶体：过氧化物酶体的形态结构和化学组成，过氧化物酶体的发生。第六节、细胞内蛋白质的分选与膜泡运输。第六章线粒体（1课时）（一）教学要求：1.掌握线粒体的结构、细胞呼吸和氧化磷酸化；（二）教学内容：重点：线粒体的结构、细胞呼吸和氧化磷酸化。难点:氧化磷酸化机理第一节、线粒体与氧化磷酸化：1、线粒体的生物学特征：线粒体的结构，线粒体的化学组成；2、线粒体的功能与氧化磷酸化第七章细胞核与染色体（5课时）（一）教学要求：1.熟练掌握核孔复合体的形态结构与功能、染色质包装的结构模型、核仁的结构与功能；2.掌握染色质的概念、类型及组分；核小体的结构要点；中期染色体的形态结构、染色体DNA关键序列3.了解核型与染色体显带、多线染色体、灯刷染色体（二）教学内容：重点:核孔复合体的形态结构与功能、染色质包装的结构模型、核仁的结构与功能。难点：染色质包装的结构模型。第一节、核被膜与核孔复合体：外核膜、内核膜、核周池，核孔；核孔复合体结构与功能；第二节、染色质：染色质和染色体：染色质的化学组成及种类，染色质DNA、组蛋白的类型、非组蛋白的不同结构模式第三节、染色体：核小体，染色体的包装，染色体的形态结构、染色体DNA关键序列，核型与染色体显带，多线染色体，灯刷染色体第四节、核仁：核仁的形态结构和化学组成，核仁的功能，核仁周期第八章细胞骨架（4课时）（一）教学要求：1.掌握微管、微丝和中间纤维的形态结构和化学组成；2.掌握微管、微丝和中间纤维的功能；肌肉收缩过程；染色体运动；纤毛和鞭毛运动。3.了解微管、微丝和中间纤维的装配过程。（二）教学内容：重点：微管、微丝和中间纤维的形态结构、化学组成和功能。难点：微管、微丝和中间纤维的功能；肌肉收缩过程；染色体运动；纤毛和鞭毛运动。第一节、微丝：微丝的化学组成，微丝的形态结构，微丝的组装，微丝结合蛋白，微丝特异性药物，微丝的功能第二节、微管：微管的化学组成，微管的形态结构，微管的组装，微管特异性药物，微管结合蛋白，微管的功能第三节、中间纤维：中间纤维的化学组成、中间纤维的形态结构、中间纤维的组装，中间纤维的功能第四节、细胞骨架成分比较。第九章细胞增殖及其调控（5课时）（一）教学要求：1.熟练掌握有丝分裂、减数分裂、细胞周期的概念；2.掌握有丝分裂和减数分裂的过程、细胞周期时相及调控；3.了解细胞周期的时间测定，细胞的同步化。（二）教学内容：重点：有丝分裂和减数分裂的过程、细胞周期时相及调控。难点：细胞周期的调控。第一节、细胞周期与细胞分裂：细胞周期，有丝分裂，减数分裂，有丝分裂与减数分裂的比较第二节、细胞周期：细胞周期的调控，MPF的发现及其作用，cycklin-CdK复合物的多样性，细胞周期运转的调控。第十章细胞分化与癌细胞（4课时）（一）教学要求：1、掌握细胞分化、细胞全能性、细胞决定的概念；2、了解细胞分化的分子基础是基因的选择性表达；基因活动与细胞质之间存在着相互作用的辨证关系。3、掌握癌细胞的主要特征，癌基因学说，原癌基因的激活与细胞癌变，抑癌基因与原癌基因的差别；（二）教学内容：重点：癌细胞的主要特征，致癌因素，肿瘤病毒的发现，癌基因学说，病毒癌基因产物的转化作用，原癌基因的激活与细胞癌变，抑癌基因的调节作用。难点：癌基因学说，原癌基因的激活与细胞癌变，抑癌基因与原癌基因的差别。第一节、细胞分化的基本概念：细胞分化的概念，细胞的全能性和细胞决定；第二节、影响细胞分化的因素：细胞质在分化中的作用，细胞的相互作用对细胞分化的影响，激素对分化的影响，环境对分化的影响第三节、癌细胞：癌细胞的主要特征，致癌因素，肿瘤病毒的发现，癌基因学说，病毒癌基因产物的转化作用，原癌基因的激活与细胞癌变，抑癌基因的调节作用。第十一章细胞的衰老与凋亡（2课时）（一）教学要求：1.掌握细胞衰老、细胞凋亡的概念及基本特征；2.了解细胞衰老的分子机制；3.了解细胞凋亡的分子机制。（二）教学内容：重点：细胞衰老、细胞凋亡的概念及基本特征，细胞衰老和细胞凋亡的分子机制。难点：细胞衰老和细胞凋亡的分子机制。第一节、细胞衰老：细胞衰老的特征，细胞衰老的分子机制。第二节、细胞凋亡：细胞凋亡的概念和特征，细胞凋亡的分子机制。三、课程教学形式及安排1．细胞的各种结构具有微观的特点，而功能又具有抽象和动态的特点，因而显得比较难于接受。针对这些情况，教师应多使用图片和动画，用多媒体进行演示，化微观为宏观，化抽象为具体，以利于学生掌握。2．为了加强基本技能的训练，本大纲安排了45课时的实验项目（见实验课教学大纲），实际教学中可根据条件选做30课时，也可另增新的实验项目。3．关于组成细胞的大分子的基础知识对于学习细胞生物学是不可缺少的。但在生物化学课程中学生已学过这些知识，故本课不再重复。细胞的结构和它的某些生命活动的知识在其他课程中已简要讲过，本课应在此基础上给予学生更加深入的知识。有的细胞器和它的主要生理功能在其他课程中已详细讲过（如核糖体）；有的细胞器和它的主要生理功能将会在其他课程中详细介绍（如叶绿体的结构和功能），本课则从略，而把时间主要用在讲授学生尚未学过，以后课程中也不会重复的内容上。4．现代生物学许多分支学科的内容互相交叉的地方很多，本大纲中与其他课程类似的问题，在讲授时应力求着重从细胞的结构和功能相联系的角度加以阐述，避免简单重复其他课已讲过的内容。5、在教学实践中，教师在不影响课程的任务和要求的前提下，可以根据课程结构的具体考虑，改变各章各节的先后顺序。也可根据学科发展出现的新情况，对内容进行增减。6、任课教师应随时接受学生提问，对学生进行辅导，在辅导中力求做到不厌其祥和不厌其烦，并且摸清问题症结所在，以便对今后的教学进行改进。7、鼓励学生根据自身条件，适当地阅读参考书，以便巩固和加深学习成果，并且在选择参考书刊、改进学习方法、解决疑难问题等方面，给以指导。8、考核：本门课属考试科目，总成绩由理论成绩和实验成绩两部分构成，理论成绩占总成绩的60%，实验成绩占总成绩的40%。四、建议教材与教学参考书教材：翟中和，王喜忠，丁明孝编，细胞生物学，高等教育出版社，2000教学参考书：1．GeoffreyM.Cooper，THECELL，ASMPress，20002．韩贻仁编，分子细胞生物学，科学出版社，20013．李素文编，细胞生物学实验指导，高等教育出版社，20014．杨汉民编，细胞生物学实验，高等教育出版社，19975．郑国昌编，《细胞生物学》，高等教育出版社，1992