《细胞生物学》教学大纲

课程编号：08300063 学时： 32 学分： 2

一、 课程的性质和任务

细胞生物学是为生物技术、生命科学和生态学专业学生开设的专业必修课。该课程是是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号传导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等生命活动的专业基础学科。通过本课程的学习，使学生正确认识细胞结构、功能及各种生命活动和生命现象；掌握细胞的形态结构及细胞生命活动规律，了解细胞生物学研究领域的重点和热点，提高学生对细胞生物学知识的应用能力。

二、相关课程的衔接

先修课程：生物化学。

后续课程：遗传学、细胞工程。

三、教学的基本要求

1. 重点掌握细胞结构与功能，理解并掌握各个亚细胞结构功能及各结构的装配。

2. 理解并掌握细胞重要生命活动（增殖、分化、衰老及调亡等）过程的规律及调控，各细胞组分的互动与网络架构及细胞调控的基本规律。

3. 掌握细胞生物学的学科历史，了解该领域研究重点及热点。

四、教学方法与重点、难点

教学方法：本课程采用课堂讲授、讨论及多媒体教学相结合开展教学。

重点：重点讲授各个亚细胞结构、各结构的装配及功能，细胞生命活动（增殖、分化、衰老及调亡等）过程的规律及调控，个细胞组分的互动与网络架构及细胞调控的基本规律。

难点： 细胞结构的功能中涉及的作用机制（包括假说、模型等）以及细胞生命活动的调控机制（如蛋白质的分选、膜泡运输等）。

本课程力求做到突出重点内容，讲清难点内容，并着重做好以下两点：

1. 重视基础性和系统性：细胞结构、功能是课程的重点讲解内容，也是了解生命活动和生命现象的基础，更是学好本课程的基石。图文结合从细胞的显微、亚显微和分子三个水平来系统的认识细胞的结构及功能，使学生更全面系统的掌握细胞的形态结构及细胞生命活动规律。

2. 了解相关的学科历史及当前研究热点：在传授传统的基础理论的同时，适当加入相关内容的学科历史，以及研究进展。熟知历史可以更好的理解该领域的研究发展方向。

五、学时分配

六、课程考核

本课程采用平时考查与期末考试相结合的考核方法。平时成绩占20%，包括采用考试（期中考试）、课堂讨论及小论文等形式了解学生对课程的学习状况。期末考试成绩占80%，命题要求覆盖大纲，题型灵活，难易适中，着重考查学生对基本理论的掌握和分析问题的能力。

七、教材及主要参考书

[1] 翟中和等主编.细胞生物学（第四版）.北京：高等教育出版社.2011年

[2] (美)B.艾伯茨着，丁小燕，陈跃磊等译.细胞生物学精要.北京：科学出版社.2012年

[3] 李瑶、吴超群、沈大棱.细胞生物学(第2版双语教材).上海：复旦大学出版社.2013年

[4] 何玉池，刘静雯.细胞生物学.武汉：华中科技大学出版社.2014年

八、教学内容

第一章 绪论

1、教学内容

从细胞的概念入手讲述细胞的发现，细胞学说的建立和意义，细胞学的经典时期和细胞生物学的发展简史，深入讲授现代细胞生物学的研究内容与现状，讨论学科的研究领域发展。

2、教学基本要求

掌握细胞生物学概念，及主要研究内容，重点掌握细胞学说的提出及意义，了解细胞生物学的发展简史（着重了解经典时期）、发展前景以及细胞生物学研究的趋势与热点领域。

3、重点、难点

重点：细胞生物学的研究内容；细胞学说的建立及其意义；细胞生物学的学科形成的客观条件，发展历史及其发展前景。

难点:细胞学生的建立及意义，以及当前细胞生物学研究领域及研究方法。

第二章 细胞的统一性和多样性

1、教学内容

细胞的基本特征；原核细胞与古核细胞；真核细胞基本知识；病毒与细胞的关系。

2、教学基本要求

理解细胞是生命活动的基本单位及共性；掌握细胞的基本概念、细胞形态结构与功能的关系；掌握最小最简单的细胞——支原体；掌握原核细胞（细菌和蓝藻）和古核细胞（古细菌）；掌握真核细胞的基本结构体系，以及真核细胞与原核细胞的比较；掌握病毒的基本知识（非细胞形态生命体）；了解病毒与细胞在起源和进化中的关系。

3、重点、难点

重点：细胞概念的涵义；细胞的基本共性；原核细胞与真核细胞的比较；真核细胞的基本结构体系。

难点：真核细胞的基本结构体系，病毒既是非细胞形态的生命体，又是最简单的生命体，及和细胞不可分割的关系。

第三章 细胞生物学研究方法

1、 教学内容

细胞形态结构的观察方法；细胞组分的分析方法；细胞培养、细胞工程与显微操作技术。

2、教学基本要求

掌握细胞的观察技术，包括光学显微镜技术特点和生物学应用（可用于观察固定和染色后的细胞），电子显微镜（可用于观察细胞膜和细胞器的细微结构）的分辨率、基本结构和分类，以及超薄切片技术；掌握细胞组分分离技术：用超速离心技术（差速离心，密度梯度离心）分离细胞器与生物大分子及其复合物；熟悉细胞内核酸、蛋白质、酶、糖类与脂质等的显示方法；熟悉特异蛋白抗原的定位与定性（免疫荧光，免疫电镜）；了解细胞内特异核酸序列的定位与定性；了解定量细胞化学分析技术；掌握细胞培养（原代细胞，继代细胞，细胞株，细胞系）、细胞融合及单克隆抗体技术。

3、重点、难点

重点：光学显微镜技术特点和生物学应用，电子显微镜的分辨率、基本结构和分类，以及超薄切片技术；用超速离心技术分离细胞器与生物大分子及其复合物；细胞培养类型和方法。

难点：扫描隧道显微镜及单克隆抗体技术。

第四章 细胞质膜

1.教学内容

细胞膜与细胞表面特化结构；细胞连接；细胞外被与细胞外基质

2.教学基本要求

掌握细胞膜的结构模型（流动镶嵌模型），膜脂的类型和运动方式；掌握膜蛋白类型、主要结合方式，膜的性质（流动性和不对称性）；掌握细胞表面的常见转化结构，了解膜骨架的基本结构和功能；掌握细胞链接的类型及各自的功能（封闭链接、锚定连接和通讯连接）了解细胞表面的粘着因子；掌握细胞外被和细胞外基质的概念以及细胞外基质的组成和功能。

3.重点、难点

重点：生物膜的基本结构特点，膜蛋白的功能；封闭链接的结构特点、锚定连接的主要方式和结构特点以及通讯连接的分类和结构，细胞质膜内外的结构成分及功能特点。

难点：细胞外基质的组成和功能。

第五章 物质的跨膜运输

1.教学内容

物质的跨膜运输重点讲解膜转运蛋白和小分子物质的跨膜运输，ATP供能的主动运输以及胞吞作用和胞吐作用的类型特征。

2.教学基本要求

掌握物质跨膜运输的种类：被动运输（基本概念，简单扩散，协助扩散，载体蛋白，通道蛋白）和主动运输（基本概念，ATP供能的主动运输，钠钾泵，协同运输）；掌握胞吞作用与胞吐作用（基本概念，胞饮作用，吞噬作用，受体介导的胞吞作用的主要过程）。

重点、难点

重点：主动运输和被动运输概念、特点及其生物学意义；胞吞作用与胞吐作用概念、过程和特点。

难点：ATP供能的主动运输；Na+-K+泵。

第六章 线粒体和叶绿体

1.教学内容

线粒体的结构与功能（呼吸链的主要组成、ATP合成酶的分子结构、化学渗透学说的主要内容）；叶绿体与光合作用(自学内容)；线粒体和叶绿体的结构特点；线粒体和叶绿体的蛋白质合成、运送与装配；线粒体和叶绿体的增殖与起源。

2、教学基本要求

掌握线粒体的形态结构和功能；掌握ATP酶的作用机制；了解线粒体与疾病；了解叶绿体的形态、大小和数目；了解叶绿体的结构和化学组成；熟悉叶绿体的主要功能——光合作用；了解线粒体和叶绿体的DNA；了解线粒体和叶绿体的蛋白质合成及运送与装配线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配（导肽、线粒体蛋白的跨膜转运过程）；掌握线粒体和叶绿体的起源（内共生起源学说及主要证据）和增殖。

3、重点、难点

重点: 线粒体的功能；叶绿体的主要功能--光合作用；线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配；线粒体和叶绿体的起源（内共生起源学说及主要证据）

难点：ATP酶的作用机制；光合磷酸化的作用机制，线粒体与叶绿体的内共生起源学说和非共生起源学说的主要论点及其实验证据。

第七章 细胞质基质与细胞内膜系统

1.教学内容

细胞质基质的含义及功能；内膜系统的组成结构（内质网、高尔基体、溶酶体和过氧化物酶体）及功能。

2.教学基本要求

掌握细胞质基质的含义、化学组分和功能；熟悉内膜结构、内膜系统组成、内膜的共同特征以及内膜与质膜间的区别；掌握内质网的结构、分类（粗面内质网和光面内质网）、分布及功能；掌握高尔基体的形态结构及功能；熟悉溶酶体的结构、功能及发生；了解过氧化物酶体的特征、功能及发生。

3.重点、难点

重点: 内膜系统各细胞器的形态与功能。

难点：粗面内质网和光面内质网的相应功能。

第八章 蛋白质筛选与膜泡运输

1.教学内容

细胞内蛋白质的分选（信号假说，蛋白质分选转运的基本途径与类型）及细胞内膜泡运输。

2.教学基本要求

掌握信号假说及蛋白质分选转运调的基本途径与类型；掌握COPII和COPI包被膜泡的装配与运输，熟悉细胞结构体系的组装。。

3.重点、难点

重点: 信号假说，蛋白质分选转运的基本途径和类型；细胞内膜泡运输。

难点：细胞内各种膜泡的装配和运输。

第9章 细胞信号转导

1.教学内容

细胞信号系统及其功能；细胞内受体介导的信号传递；G蛋白偶联受体、酶联受体介导的信号转导以及其他细胞表面受体介导的信号通路。

2.教学基本要求

掌握细胞通讯与细胞识别（包括细胞通讯的概念，细胞通讯的方式；细胞识别的概念，信号分子，受体，配体，第二信使，信号转导系统及特性）；掌握通过细胞内受体介导的信号传递（类固醇激素等）；掌握细胞表面受体（GPCR和RTK）介导的信号跨膜传递（cAMP-PKA信号通路，RTK-Ras信号通路）。

3.重点、难点

重点: 细胞通讯方式与细胞识别；细胞内受体介导的信号传递的特性；G蛋白偶联受体介导的信号通路（效应蛋白、第二信使、是那个武学功能）；RTK（受体酪氨酸激酶）介导的信号通路组成、特点及主要功能；细胞表面受体的分类（配体、受体、信号转导机制）。

难点：图解细胞表面受体调节基因表达的信号通路；细胞信号的整合方式与控制机制。

第10章 细胞骨架

1.教学内容

细胞骨架的基本类型及其分布；微丝（组成、组装机功能）与细胞运动间的关系；微管及其功能；中间丝的组成、组装与表达。

2.教学基本要求

熟悉微丝装配动态性和微丝结合蛋白类型与作用；掌握微丝功能与细胞运动间的关系；掌握肌肉收缩的分子机制；了解微管装配动态性和微管结合蛋白、马达蛋白；掌握微管的功能和微管与细胞、细胞器运动及定位间关系；掌握中间丝结构及功能。

3.重点、难点

重点: 细胞骨架的功能及意义；细胞内的细胞器和生物大分子不对称分布的意义；分子马达（肌球蛋白、驱动蛋白、胞质动力蛋白）的工作机理。

难点：细胞骨架的动态不稳定性；肌肉收缩的分子机制。

第十一章 细胞核与染色质

1、教学内容

细胞核的基本结构和功能；核被膜与核孔复合体的结构及其功能；染色质结构和基因转录；染色体的结构以及其功能元件的作用；核仁的结构和功能；核基质与核体。

2、教学基本要求

掌握细胞核的基本结构和主要功能；掌握核孔复合体的结构和功能；掌握染色质的概念及化学组成；掌握染色质的基本结构单位——核小体；熟悉染色质包装的结构模型；掌握常染色质和异染色质；掌握中期染色体的形态结构；了解核型与染色体显带；了解巨大染色体的形成原因和作用；掌握核仁的超微结构和功能；了解核仁的周期；了解活性染色质的主要特征；了解染色质结构与基因转录；了解核基质和核体。

3、重点、难点

重点：细胞核的基本结构和主要功能；核孔复合体的结构及功能；染色质的分类及特点；中期染色体的3种功能元件及其作用；核仁的结构和功能。

难点：从DNA到染色体的包装过程。

第十二章 核糖体

1、教学内容

核糖体的类型与结构；多聚核糖体与蛋白质的合成。

2、教学基本要求

掌握核糖体的基本类型与成分；掌握核糖体的结构；熟悉核糖体蛋白质与rRNA的功能；了解多聚核糖体；了解蛋白质的合成；了解RNA在生命起源中的地位。

3、重点、难点

重点：核糖体的基本类型与成分；核糖体的结构与功能；多聚糖体的概念和生物学意义。

难点：真核细胞与原核细胞中核糖体在结构、组分及蛋白质合成上的异同点。

第十三章 细胞周期与细胞分裂

1、教学内容

细胞周期的概述；细胞分裂。

2、教学基本要求

掌握细胞周期的概念及细胞周期各时期的特点；掌握细胞周期的测定方法；掌握细胞周期同步化的方法；掌握细胞分裂的种类（有丝分裂和减数分裂）及各期的重要事件。

3、重点、难点

重点：细胞周期概念及各时期的主要变化；细胞周期同步化的方法；有丝分裂和减数分裂的异同点；动粒的结构及功能。

难点：细胞分别过程中核膜破裂和重装配的调节机制。

第十四章 细胞增殖调控与癌细胞

1、教学内容

细胞增殖调控；癌细胞的基本特征；肿瘤发生过程；肿瘤干细胞。

2、教学基本要求

掌握细胞周期的检验点和细胞增殖调控（MPF，CDK激酶，细胞周期运转调控）；掌握癌细胞的基本特征；熟悉癌基因与抑癌基因和癌症的关系；熟悉肿瘤的发生过程（是基因突变逐渐积累的结果）；掌握肿瘤干细胞概念。

3、重点、难点

重点：细胞周期调控中主要的检验点；癌症的发生与癌基因和抑癌基因的关系；肿瘤干细胞的概念。

难点：CDK在细胞周期中的调节功能；肿瘤的发生过程。

第十五章 细胞分化与胚胎发育

1、教学内容

细胞分化及胚胎发育中的细胞分化。

2、教学基本要求

掌握细胞分化的基本概念以及去分化和再生；了解影响细胞分化的因素；熟悉掌握细胞全能性、干细胞的基本类型；掌握诱导多能干细胞的在理论和医学实践中的重要意义；了解细胞分化和胚胎发育。

3、重点、难点

重点：细胞分化的基本概念以及去分化和再生；细胞全能性；组织特异性基因表达的调控方式；干细胞的基本类型和各自的基本特征；诱导多能干细胞的重要意义

难点：BMP分子和Shh分子调控细胞分化。

第十六章 细胞死亡与细胞衰老

1、教学内容

细胞死亡；细胞衰老。

2、教学基本要求

掌握细胞凋亡的概念及其生物学意义；掌握细胞凋亡的形态学和生物化学特征；了解细胞凋亡的分子机制及主要凋亡通路；了解植物细胞的凋亡；了解细胞凋亡与衰老间的关系；熟悉早期细胞衰老研究情况；掌握Hayflick界限；了解细胞在体内条件下的衰老；掌握衰老细胞结构的变化；熟悉细胞衰老的分子机制；熟悉氧化损伤和端粒学说。

3、重点、难点

重点：细胞凋亡的概念、形态特征及生理意义；细胞凋亡的途径；Hayflick界限的含义；细胞衰老的可能机制。

难点：细胞凋亡与细胞坏死的区别；。

第十七章 细胞的社会联系

1、教学内容

细胞连接；细胞黏着及分子基础；细胞外基质。

2、教学基本要求

掌握细胞连接的概念和分类（封闭连接、锁定连接和通讯连接）；掌握不同细胞连接类型的功能；了解细胞外基质的类型、各自组装及功能。

3、重点、难点

重点：细胞社会联系的生物学意义；细胞链接的类型和功能；细胞黏着分子与胞外基质的成分及功能。

难点：细胞产生社会联系的方式。

执笔人：金士琨 教研室审查人： 教学院长审核签名：