《细胞生物学》课程教学大纲

《细胞生物学》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：1061129030课程名称：细胞生物学/cellbiology课程类别：学科专业基础课开课学期：3学分：4总学时：64理论学时：48实验/实践学时：16适用专业：生物技术适用对象：本科先修课程：普通生物学开课学院：环境工程与化学学院二、课程简介《细胞生物学》是生物技术专业的专业基础课，本课程以细胞重大生命活动为主线，以分子机制为视点，学生通过本课程的学习，系统掌握细胞领域的基础知识，同时了解该领域的前沿新进展；从细胞和分子层面上为后续专业课程学习打下坚实的基础；并深刻理解人体病理以及生物制药及相关技术产品开发的细胞学基本原理和基本方法；掌握细胞生物学实验基本方法；培养学生生命整体观、动态观，独立思考问题和解决问题的能力以及一定的学习团队组织分享和协作精神；渗透关爱生命，尊重生命，生物技术服务生命健康和人类幸福等人文关怀的理念。课程教学目标1．课程对毕业要求的支撑指标点3.1掌握动物、植物、微生物的基本结构及生命活动的基本规律。指标点3.2掌握基因、蛋白质、细胞等操作的基本原理及方法，具备相关的实验技能。指标点5.1掌握生物分析检验及诊断的基本原理和方法。指标点9.2能够充分理解个人、成员和团队之间的相互关系与团队协作的意义和作用。2.课程教学目标（1）理解和掌握重要的细胞结构和生命活动规律。（2）具备一定运用细胞生物学知识分析生物学及相关技术应用、开发等问题的能力。（3）细胞生物学实验操作基本技能和科研基础培养。（4）通过课程的线上线下小组讨论、PPT专题制作等互动学习形式，培养学生自主学习、资料整理、组内分享和协作等素养和能力。3.主要教学内容与课程教学目标之间的对应关系课程教学目标教学内容教学方法目标1：理解和掌握重要的细胞结构和生命活动规律。细胞统一性多样性、细胞生物学研究方法、细胞质膜、跨膜运输、内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输、细胞信号转导、细胞骨架、细胞核与染色质、细胞增值调控与癌变、细胞分化、细胞衰老与死亡。1.启发式互动教学2.多媒体混合式教学目标2：运用细胞生物学知识分析生物学及相关技术应用、开发等问题的能力。理解抗生素使用常识；乙酰胆碱生理作用；癌变机理，癌症预防治疗困境分析；克隆、干细胞技术应用、母乳喂养益处分析；人体应激机制分析与应用；肝糖原、肌糖原代谢调节与疾病；衰老机制学说抗衰老问题；硝酸甘油药用机理；细胞凋亡相关药物开发等。1.启发式互动教学2.多媒体混合式教学目标3：细胞生物学实验操作基本技能和科研基础培养。实验项目：线粒体和液泡系的超活染色与观察细胞微丝束的光学显微镜观察叶绿体的分离与荧光观察DNA的细胞化学——Feulgen染色法影响因素及实验探讨&RNA的细胞化学——Brachet反应（DNA和RNA分染实验）1.学生预习2.教师讲解3.学生实验4.结果分析与讨论5.学生撰写实验报告目标4：通过课程的线上线下小组讨论、PPT专题、课程总结等，培养学生自主学习、资料整理、组内协作等素养和能力。1.指导、督促（学生）组织主要章节的小组课前预习题的讨论活动2.细胞生物学专题，课程学习总结和感悟PPT制作和演讲1.教师作为指导者、促进者。2.课堂互动、检测、展示和评价。四、教学内容及重难点第一章绪论1.教学内容：细胞生物学研究的内容与现状，显微镜的发明与细胞的发现、细胞学说的提出、细胞生物学的形成和发展；当代细胞生物学研究内容与学习方法；对未来的展望，细胞生物学参考书目。2.教学重点细胞学说的提出、细胞生物学的形成和发展。3.教学难点细胞生物学的形成和发展。第二章细胞的统一性与多样性1.教学内容：细胞的基本结构、细胞的形状和大小；原核细胞与真核细胞的比较，真核细胞基本结构体系，非细胞的生命体——病毒及其与细胞的关系。2.教学重点原核细胞与真核细胞的比较，真核细胞基本结构体系。3.教学难点非细胞的生命体——病毒及其与细胞的关系。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：光学显微镜、电子显微镜、扫描隧道显微镜的原理、特性和应用范围；细胞组分分析方法：细胞分离技术，细胞成分化学显示，特异蛋白抗原的定位定性、定量细胞化学分析；细胞培养与细胞工程；细胞生物大分子的动态变化；模式生物及其功能基因组的研究等。2.教学重点酶细胞化学技术、分子杂交技术、PCR技术3.教学难点单克隆抗体技术，模式生物突变体制备技术。第四章细胞质膜1.教学内容：细胞质膜的结构模型、化学组成、结构和功能；膜的流动性和不对称性及其生物学意义，膜骨架概念及结构组成。2.教学重点细胞质膜的结构，膜的流动性和不对称性及其生物学意义3.教学难点影响膜流动性的因素，膜的流动性和不对称性及其生物学意义；红细胞膜骨架概念及结构组成。第五章物质的跨膜运输1.教学内容：膜转运蛋白与物质的跨膜运输，简单扩散、协助扩散的特点；ATPQ驱动泵如钠钾泵、钙离子泵、质子泵等的结构、功能与分布；胞吞作用与胞吐作用的基本概念及运输特征。2.教学重点膜转运蛋白与物质的跨膜运输，钠钾泵结构、机制，胞吞作用与胞吐作用的基本概念及运输特征3.教学难点受体介导的胞吞作用，胞吞作用与信号转导。第六章细胞质基质与细胞内膜系统1.教学内容：细胞质基质的涵义与功能，内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体的结构、功能、分布、发生及其蛋白质定向输入。2.教学重点细胞质基质的涵义与功能，内质网、高尔基体、溶酶体、微体的结构、功能3.教学难点内质网、高尔基体、溶酶体蛋白质的分选及定向转运。第七章蛋白质分选与膜泡运输1.教学内容：信号假说，蛋白质分选的基本途径与类型，蛋白质向线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的分选；膜泡运输概观，COPI、COPII包被及网格蛋白等的装配与运输。2.教学重点图解信号假说，蛋白质分选的基本途径与类型3.教学难点图解膜泡运输主要路径及COPI、COPII包被及网格蛋白等的装配与运输。第八章细胞信号转导1.教学内容：细胞通信相关的概念，细胞信号分子、受体、蛋白激酶特点、功能；胞间通信的主要类型，细胞内受体介导的信号传递，膜表面受体介导的信号转导，包括离子通道型受体、G蛋白耦联型受体、酶耦联型受体介导的信号转导；其他细胞表面受体介导的通路，细胞信号转导的整合与控制。2.教学重点细胞信号分子、受体、蛋白激酶特点、功能；胞间通信的主要类型；图解G蛋白耦联型受体介导的信号传导3.教学难点G蛋白耦联型受体介导的信号传导，图解受体络氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路，图解蛋白激酶的网络整合信息。第九章细胞骨架1.教学内容：微丝、微管、中间丝的分子结构、装配、分布、功能；细胞骨架与胞内物质运输、细胞及细胞器运动的关系。2.教学重点微丝、微管、中间丝的分子结构、功能3.教学难点 细胞骨架与胞内物质运输、细胞及细胞器运动的关系。第十章细胞核与染色质1.教学内容：核被膜与核孔复合体、核纤层的结构，核孔复合体蛋白质门控运输；染色质的化学组成、结构、异染色质和常染色质的区别、染色体的组装；染色质的复制与表达，表观遗传，染色体形态结构、功能元件，染色体带型，核仁的功能，核糖体的装配。2.教学重点细胞核的结构、核被膜结构、功能，染色质的化学组成、结构、异染色质和常染色质的区别，染色体结构、功能元件3.教学难点 核孔复合体的功能、染色质复制与表达，染色体组装。第十一章细胞周期与细胞分裂1.教学内容：细胞周期的概念、细胞周期各时相及其主要事件，细胞周期同步化；有丝分裂与减数分裂的过程、特点。2.教学重点细胞周期的概念，细胞周期的调控，细胞周期蛋白的功能3.教学难点细胞周期调控的主要机制、CDK的激活与抑制，肿瘤发生机理。第十二章细胞增殖调控与癌细胞1.教学内容：核糖体类型与结构，核糖体蛋白质与rRNA功能，多聚核糖体的概念，RNA与生命起源的关系。2.教学重点核糖体类型与结构，核糖体蛋白质与rRNA的功能，多聚核糖体的概念3.教学难点RNA与生命起源的关系第十三章细胞分化1.教学内容：细胞分化概念和主要机制，细胞全能性和多能干细胞影响细胞分化的因素，生殖细胞的分化，早期胚胎发育中的细胞分化2.教学重点细胞分化概念，细胞全能性3.教学难点早期早期胚胎发育中的细胞分化第十四章细胞死亡与细胞衰老1.教学内容：细胞死亡的方式、相关机制、意义，细胞衰老的特征、细胞衰老的分子机理，细胞衰老与个体衰老和癌症的关系。2.教学重点细胞死亡概念、相关机制、意义，细胞衰老的特征3.教学难点细胞衰老的分子机理，细胞衰老与个体衰老的关系。第十五章细胞的社会联系(机动，可作为自学内容)1.教学内容：封闭连接、锚定连接、通讯连接的类型、构成、分布及功能；细胞粘附分子，包括钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族、整联蛋白的功能，细胞外基质成分及其功能。2.教学重点细胞连接，包括封闭连接、锚定连接、通讯连接的类型、构成、分布及功能3.教学难点细胞粘附分子的功能，细胞外基质成分及其功能。实验一：线粒体和液泡系的超活染色与观察1.实验目的学会观察动植物活细胞内线粒体、液泡系的形态、发育和分布；能绘图说明人口腔上皮细胞线粒体的形态与分布，小麦幼根根尖组织液泡系的形态与分布。2.实验基本要求了解细胞和细胞器的超活染色技术。3.实验内容线粒体的超活染色与观察；小麦（或绿豆）幼根根尖液泡系的中性红染色与观察。实验二：细胞微丝束的光学显微镜观察1.实验目的掌握细胞骨架的光镜标本制作方法。2.实验基本要求理解细胞骨架光镜标本制作原理，实验中各种试剂的作用。3.实验内容撕取洋葱内表皮取材——加1%TritonX-100，室温120min——M-缓冲液洗三次，每次3min——3%戊二醛固定20min——磷酸缓冲液洗三次，每次10min——0.2%考马斯亮蓝染色20-30min——蒸馏水洗1-2次——压片镜检。实验三：叶绿体的分离与荧光观察1.实验目的能通过光镜鉴定和观察叶绿体形状；观察叶绿体荧光，了解荧光显微镜的原理和使用方法。2.实验基本要求理解细胞器分离的一般原理和方法。3.实验内容叶绿体的制备（取材、匀浆、过滤、离心、制片、观察），观察。菠菜叶徒手切片的制备和光学显微镜观察。实验四：DNA的细胞化学——Feulgen反应影响因素及实验探讨1.实验目的掌握Feulgen反应实验操作方法；对细胞的免疫组化研究方法有初步的认识。2.实验基本要求理解Feulgen反应的原理，试剂的作用。3.实验内容切取根尖或撕取表皮——Carnoy固定，95%酒精复水——70%酒精复水——对照组5%TCA90℃保温15分钟——1mol/LHCL室温5分钟——60℃保温15分钟——H2O漂洗——Schiff试剂40-60分钟——自来水漂洗——压片——镜检。实验五：RNA的细胞化学——Brachet反应1.实验目的掌握显示细胞中多糖和过氧化物酶反应的原理和方法。2.实验基本要求理解反应的原理，试剂的作用，学会正确的操作和观察方法。3.实验内容细胞中多糖的测定：高碘酸-雪夫（PAS）反应。细胞中过氧化物酶的测定：联苯胺反应。主要步骤包括：取材、制片、染色、冲洗、镜检和观察等。五、教学安排序号教学内容学时对应课程教学目标对应毕业要求指标点1第一章绪论213.12第二章细胞的统一性与多样性2123.13第三章细胞生物学研究方法2133.13.25.14第四章细胞质膜21243.15.15第五章物质的跨膜运输413.19.26第六章细胞质基质与内膜系统6143.19.27第七章蛋白质分选与膜泡运输6143.19.28第八章细胞信号转导61243.15.19.29第九章细胞骨架213.15.110第十章细胞核与染色质413.15.111第十一章细胞周期与细胞分裂213.15.112第十二章细胞增殖调控与癌细胞2143.15.19.213第十三章细胞分化2114第十四章细胞死亡与细胞衰老2143.15.19.215细胞生物学专题讲座及课程总结4143.19.216实验一：线粒体和液泡系的超活染色与观察233.25.117实验二：细胞微丝束的光学显微镜观察433.25.118实验三：叶绿体的分离与荧光观察233.219实验四：DNA的细胞化学——Feulgen反应影响因素及实验探讨433.25.120实验五：RNA的细胞化学——Brachet反应433.25.1合计64六、课内实验教学安排序号实验名称实验内容实验学时对应的课程教学目标实验类型每组人数1实验一：线粒体和液泡系的超活染色与观察线粒体的超活染色与观察；小麦（或绿豆）幼根根尖液泡系的中性红染色与观察23验证型12实验二：细胞微丝束的光学显微镜观察撕取洋葱内表皮，缓冲液洗三次，固定，磷酸缓冲液洗三次，考马斯亮蓝染色，蒸馏水洗，压片镜检。43验证型13实验三：叶绿体的分离与荧光观察叶绿体的制备（取材、匀浆、过滤、离心、制片、观察），观察；菠菜叶徒手切片的制备和光学显微镜观察23验证型14实验四：DNA的细胞化学——Feulgen反应影响因素及实验探讨切取根尖或撕取表皮固定，保温，保温漂洗，Schiff试剂处理4，自来水漂洗，压片镜检43综合型15实验五：RNA的细胞化学——Brachet反应甲基绿-派洛宁为碱性染料，它能分别与细胞内的DNA、RNA结合而呈现不同的颜色。43综合型1七、课程考核方式与评分标准1.程考核方式及成绩构成本课程成总成绩包括形成性评价（过程性评价）和结果性评价。形成性评价占40%，包括：学习习惯（5%，主要为考勤和课堂表现）、课前预习和小组讨论学习(10%)、作业(10%)，实验成绩（10%）、细胞生物学专题及课程学习总结PPT汇报(5%)。结果性评价占60%，主要为期末考试，采用闭卷方式，满分100分，折算60%计入总成绩。2.课程教学目标的考核方式序号课程教学目标考核内容考核方式1目标1：理解和掌握重要的细胞结构和生命活动规律。细胞统一性多样性基础知识，细胞质膜；物质跨膜运输；细胞质基质与内膜系统；蛋白质分选途径以及转运；信号通路；细胞核；细胞周期及其调控；细胞增殖及其调控；癌细胞相关知识；细胞分化、死亡与衰老机理等。课堂表现小组学习作业期末考试2目标2：具备一定运用细胞生物学知识分析生物学及相关技术应用、开发等问题的能力。抗生素使用常识；硝酸甘油药用机理；乙酰胆碱生理作用；癌变机理，癌症治疗困境分析；母乳喂养益处分析；人体应激机制分析；细胞凋亡相关药物开发等；衰老机制学说等。课堂表现小组学习评价期末考试3目标3：细胞生物学实验操作基本技能和科研基础培养。线粒体和液泡系的超活染色与观察细胞微丝束的光学显微镜观察叶绿体的分离与荧光观察DNA的细胞化学——Feulgen染色法影响因素及实验探讨&RNA的细胞化学——Brachet反应（DNA和RNA分染实验）学生预习学生实验结果陈述与实验报告4目标4：通过课程的线上线下小组讨论、PPT专题、课程总结等，培养学生自主学习、资料整理、组内协作等素养和能力。小组预习内容互动学习情况细胞生物学专题讲座：内容组织整理、制作、演讲情况。课程总结情况自评、组长、教师评议相结合3.成绩评定标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90-100分）良好（80-90分）中等（70-80分）及格（60-70分）不及格（<60分）学习习惯（5%）上课精力集中，发言主动，积极参与互动，有独立见解。全勤，无迟到早退。上课精力较集中，发言较主动，能参与互动。全勤，无迟到早退。上课精力较为集中，发言较主动，能参与互动。全勤（请假低于3次），有迟到早退。上课有时精力不够集中，发言不够主动，不能主动参与互动。有缺勤（旷课低于3次，或者旷课1次，请假低于于3次），有迟到早退。上课经常精力不集中，不发言或者提问时没有答案不能主动参与互动。有缺勤（有旷课3次以上或者旷课一次，请假高于3次），有迟到早退。课前预习小组讨论（10%）讨论题目预习非常充分，积极参加小组讨论，并有自己独到的见解。参与主持、协调等服务。讨论题目预习比较充分，积极参加小组讨论，乐于参与主持、协调等服务。讨论题目预习个别没有完成，正常参加小组讨论，能配合主持完成小组内讨论。讨论题目预习部分没有完成，小组讨论有缺席（3次以下），但能私下交流请教补课。态度较好。讨论题目预习大部分不能完成，小组讨论有缺席（3次以上），也未能私下交流请教补课。态度较被动。作业（10%）积极完善作业，无遗漏，内容正确，字迹、图示美观大方。对问题能查阅资料，深入思考，有新见解。积极完善作业，无遗漏，内容基本正确，字迹、图示较美观大方。积极完善作业，有个别遗漏，内容基本正确，字迹、图示较美观大方。能按时完善作业，有多次遗漏，内容基本正确，字迹、图示较美观大方。未能按时完善作业，或者有多次遗漏，内容有较多错误，字迹、图示潦草，不够清晰。PPT制作、演讲；课程学习总结（5%）结合专题题目和对本学期学习总结的要求，积极对文献进行检索、资料查询及信息挖掘；能独立对资料进行归纳、整理、分析和制作PPT和演讲（材料充实、文稿美观、表达流畅清晰等）。能主动承担组内职责并积极培养协作、沟通、组织等能力。按时完成任务。结合专题题目和对本学期学习总结的要求，较积极对文献进行检索、资料查询及信息挖掘；对资料进行归纳、整理、分析和制作PPT和演讲（材料较为充实、文稿较为美观、表达较为流畅清晰等）。能协助承担组内职责并积极培养协作、沟通、组织等能力。按时完成任务。结合专题题目和对本学期学习总结的要求，完成对文献进行检索、资料查询及信息挖掘；对资料进行适当归纳、整理、分析和制作PPT和演讲（材料充实度一般、文稿欠美观、表达不够流畅清晰等）。但按时完成任务。结合专题题目和对本学期学习总结的要求，完成对文献进行检索、资料查询及信息挖掘；对资料进行适当归纳、整理、分析和制作PPT和演讲（材料单薄、文稿欠美观、表达不流畅）。延迟完成提交任务。未能结合专题题目和对本学期学习总结的要求，完成对文献进行检索、资料查询及信息挖掘；未能对资料进行适当归纳、整理、分析和制作PPT和演讲（材料单薄、文稿欠美观、表达不流畅），应付了事。延迟或者未完成提交任务。实验10%实验预习出勤态度实验预习良好，对实验内容有明确了解和掌握，态度积极主动，全勤。进行了实验预习，对实验内容有一定了解和掌握，态度较积极主动，全勤。进行了部分实验预习，对内容基本了解，不能很好地回答预习题。态度尚可，全勤。几乎没有进行实验预习，对实验内容只有大致了解，不能很好回答预习题。全勤实验缺席，态度不积极，或者没有做任何预习。实验实施实验态度认真，操作严谨，实验全过程谨慎规范，无失误，且能真实记录实验现象和结果；热情协作，分享或者帮助他人。能按照要求实施实验，态度认真，操作较为严谨，实验全过程谨慎规范，基本无失误，且能真实记录实验现象和结果基本按照要求实施实验，态度认真，操作基本规范，实验全过程有较少失误，能记录实验现象和结果，但有一定遗漏或者混淆等。基本按照要求实施实验，态度一般，操作有失规范，实验全过程有不少失误，未能记录实验现象和结果，或者混淆不清等。实验过程随意离开或者实验特别粗心，或作无关事情，未能按照要求实施实验。实验总结