细胞生物学课程教学大纲

细胞生物学课程教学大纲课程编号：12031110课程名称：细胞生物学/CellBiology学时：40（理论课28学时、实验课12学时）学分：1.5适用专业：临床医学、预防医学、麻醉学开课学期：第2学期开课部门：医学院先修课程：有机化学、无机化学、组织胚胎学、系统解剖学考核要求：实验课平时考核成绩（15%）+实验考试成绩（15%）+理论考核成绩（70%）使用教材及主要参考书：陈誉华主编，《医学细胞生物学》(第5版)，人民卫生出版社，2013年宋今丹主编，《医学细胞生物学》（第3版），人民卫生出版社，2005年杨抚华主编，《医学细胞生物学》（第5版），北京科学出版社，2011年BruceAlberts,etal.MolecularBiologyofTheCell(the6th).GarlandScience,Taylor&FrancisGroup,NewYork,USA,2015年一、课程的性质和任务细胞生物学利用现代技术和方法，从细胞的显微、超徽结构和分子水平研究生命活动规律，是生命科学的核心学科。通过结合分子生物学、生物化学和医学遗传学等学科，对细胞生物学的深入研究，可以更加精确地了解生物体的生长、发育、分化、繁殖、运动、遗传、变异、衰老和死亡等基本生命现象。《细胞生物学》既是基础医学和临床医学的基石，又是基础医学各学科和临床医学的纽带。近年来，细胞生物学的许多新理论、新概念，新技术和新方法有力地促进了医学科学的发展，揭示人体各种细胞在生理和病理过程中的生命活动规律，为从细胞和分子水平探索疾病的发生、发展、诊断和防治规律奠定了基础，已经成为现代医学教育中相关专业必修的重要课程。根据医学发展的需要，结合医学实际，系统介绍细胞生物学的基本理论、基本知识和基本技能，并反映现代细胞生物学新进展，并以动态、结构和功能相统一、细胞整体的观点揭示生命现象的本质，探讨生命活动的规律及细胞与疾病的关系，为医学基础和临床知识的学习奠定良好基础，培养和提高医学生从细胞和分子水平分析问题和解决问题的能力，造就新一代医学人才。二、教学目的与要求本课程的教学以真核细胞结构、功能和生活史为主要内容，强调细胞是生命活动的基本单位，从显微、亚显微和分子水平等三个层次描述细胞的结构及其与功能的关系，突出细胞结构、功能、细胞增殖调控等热点问题，认识细胞生命活动的本质，基本规律及与疾病的关系，使学生通过本课程的学习，了解和掌握真核细胞的结构与功能，并深入理解彼此之间的相关性和一致性，为学习其它基础医学、临床医学打下必要的基础。通过实验技能的培养，掌握光学显微镜的正确使用方法，并具有一定的观察细胞形态、结构及了解细胞某些功能的能力，并获得一定的基本技能训练，掌握医学细胞生物学的基本实验方法。三、学时分配章节课程内容学时1绪论1.52细胞的概念与分子基础1.54细胞膜与物质的跨膜运输55细胞的内膜系统与囊泡转动46线粒体与细胞的能量转换27细胞质骨架3.58细胞核3.513细胞分裂与细胞周期3.514细胞分化1.515细胞衰老与细胞死亡2合计28四、教学中应注意的问题采取启发式的教学方法，贯彻形态与功能相联系，局部与整体相统一，理论与实验相联系，基础与临床相结合的观点。五、教学内容第一篇细胞生物学概论第一章绪论1．基本内容⑴细胞生物学的概念①定义②研究内容③研究水平④研究方式⑵细胞生物学发展的主要阶段①细胞学说的创立②经典细胞学③实验细胞学④细胞生物学的兴起⑶细胞生物学的发展趋势⑷细胞生物学与医学的关系①认识人体结构和功能的需要②认识和防治疾病的需要、发展疾病防治手段的需要③构建知识体系的需要2．教学基本要求⑴掌握细胞生物学的概念⑵熟悉细胞生物学在医学教育中的重要地位⑶了解细胞生物学发展的几个主要阶段3．教学重点难点⑴细胞生物学的定义⑵细胞生物学研究的主要任务⑶细胞生物学的发展简史4．教学建议多媒体教学、授课开始前以提问方式回顾上次课的内容第二章细胞的概念与分子基础1．基本内容⑴细胞的基本概述①细胞的分类：原核细胞、真核细胞、古核细胞②原核细胞：支原体、细菌（细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核、鞭毛）③真核细胞（大小、形态、结构特征）④病毒⑵细胞的分子基础①元素②生物分子⑶细胞的起源与进化2．教学基本要求⑴掌握原核细胞与真核细胞的结构及其异同⑵熟悉细胞进化的历程⑶了解病毒、细胞内分子组成3．教学重点难点⑴原核细胞的结构⑵真核细胞的结构4．教学建议多媒体教学、授课开始前以提问方式回顾上次课的内容第二篇细胞的结构与功能第四章细胞膜与物质的跨膜运输1．基本内容⑴细胞膜的化学组成与生物学特性细胞膜的化学组成：膜脂、膜蛋白、膜糖类②细胞膜(生物膜)的生物学特性：不对称性、流动性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、脂筏结构模型⑵小分子物质与离子的穿膜运输简单扩散膜运输蛋白介导的穿膜运输：载体蛋白(易化扩散、主动运输)、通道蛋白(离子通道、水通道)⑶大分子和颗粒物质的穿膜运输胞吞作用：吞噬作用、胞饮作用、受体介导的胞吞作用②胞吐作用：连续性分泌、受调分泌2．教学基本要求⑴掌握细胞膜、生物膜、单位膜的概念⑵掌握细胞膜的化学组成、生物学特性⑶掌握小分子物质跨膜运输的方式⑷掌握膜转运蛋白的类型、特点⑸熟悉细胞膜的分子结构模型⑹熟悉大分子和颗粒物质的穿膜运输⑺了解细胞膜与疾病的关系3．教学重点难点⑴细胞膜的化学组成⑵细胞膜的生物学特性⑶小分子物质跨膜运输的方式及机制⑷膜转运蛋白的类型及特点⑸受体介导的内吞作用及其意义⑹胞吐的两种途径4．教学建议多媒体教学、授课开始前以提问方式回顾上次课的内容第五章细胞的内膜系统与囊泡转运1．基本内容⑴内质网①形态结构：单位膜包裹的小泡、小管、扁囊②类型：糙面内质网、光面内质网、衍生结构（髓样体、孔环状片层体）③化学组成：内质网膜、内质网网腔④功能：糙面内质网参与蛋白质的合成(外输性或分泌性蛋白、膜整合蛋白、细胞器中的驻留蛋白)、加工修饰、分选及转运；光面内质网参与脂类物质合成、糖原代谢、生物转化(解毒)、胆汁合成分泌以及Ca2+储存；⑵高尔基复合体①形态结构：高尔基复合体的结构、高尔基复合体扁平膜囊的极性、高尔基复合体的分布形式②化学组成③功能：细胞内物质加工合成的重要场所、细胞内蛋白质分泌运输的中转站、执行蛋白质分选和膜泡定向运输的枢纽⑶溶酶体①形态结构和化学组成：高度异质性、共同特征②类型：初级溶酶体、次级溶酶体、三级溶酶体③形成与成熟过程：内体性溶酶体、吞噬性溶酶体④功能：物质消化（细胞营养、机体防御保护）、参与某些腺体组织细胞分泌过程中的调节、在生物个体发生、发育过程中起重要作用⑤溶酶体与疾病：溶酶体储积病、矽肺、痛风⑷过氧化物酶体①基本理化特征②功能：清除细胞代谢过程中产生的过氧化氢及其他毒性物质、调节细胞内氧含量、参与细胞内脂肪酸等高能分子物质的分解转化⑸囊泡与囊泡转运①细胞内蛋白质运输的途径：门控运输、囊泡运输、跨膜运输②囊泡的类型与来源：网格蛋白有被小泡、COPII（衣被蛋白II）有被小泡、COPI（衣被蛋白I）有被小泡③囊泡转运的特点：泡转运是细胞物质定向运输的基本途径、囊泡转运是一个高度有序、受到严格选择和精密控制的物质运输过程、特异性识别融合保证囊泡物质定向转运和准确卸载、囊泡转运是实现细胞膜及内膜系统功能结构转换和代谢更新的桥梁2．教学基本要求⑴掌握细胞内膜系统的概念、组成⑵掌握内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体的化学组成、形态结构与功能⑶掌握分泌性蛋白合成的过程⑷掌握细胞内蛋白分选与转运的过程⑸掌握囊泡的类型⑹掌握囊泡转运的意义⑺熟悉溶酶体的形成过程⑻熟悉细胞内蛋白质运输的方式⑼了解细胞内膜系统相关疾病3．教学重点难点⑴细胞内膜系统的主要结构及其基本功能⑵分泌性蛋白合成的过程⑶囊泡的类型⑷溶酶体的形成过程4．教学建议多媒体教学、授课开始前以提问方式回顾上次课的内容第六章线粒体与细胞的能量转换1．基本内容⑴形态、数量和结构⑵化学组成⑶线粒体的起源⑷遗传体系①线粒体DNA的结构特点②复制③转录④翻译⑸线粒体内核编码蛋白质的转运⑹线粒体的动态变化⑺线粒体的功能⑻线粒体与疾病2．教学基本要求⑴掌握线粒体超微结构及其特点⑵掌握线粒体遗传体系⑶掌握线粒体核编码蛋白的转运⑷熟悉线粒体的起源⑸熟悉线粒体的分布⑹了解线粒体与疾病的关系3．教学重点难点⑴线粒体的超微结构⑵线粒体DNA的复制⑶核编码蛋白进入线粒体基质的机制4．教学建议多媒体教学、授课开始前以提问方式回顾上次课的内容第七章细胞质骨架1．基本内容⑴微管①微管的存在形式②微管蛋白③微管结合蛋白④微管的动态性：微管组装之过程、微管组装之踏车运动、微管组装之动态不稳定性⑤微管的功能：构成细胞内的网状支架，支持和维持细胞的形态；参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成；参与细胞内物质运输（微管马达蛋白）；维持细胞内细胞器的定位和分布；参与染色体的运动，调节细胞分裂；参与细胞内信号传导⑵微丝①肌动蛋白与微丝②微丝结合蛋白③微丝的装配机制：微丝的组装过程、微丝组装的动态调节--踏车模型、影响微丝组装的因素④微丝的功能：构成细胞的支架，维持细胞形态、参与细胞运动（爬行，变形运动）、参与肌肉收缩、参与细胞分裂、参与细胞内物质运输、参与细胞内信号传递⑶中间纤维①中间纤维的装配：结构、类型、装配过程、装配的调节②功能：在细胞内形成一个完整的网状骨架系统、参与细胞连接、为细胞提供机械强度支持、维持细胞核膜稳定、参与细胞分化、参与细胞内信息传递及物质运输2．教学基本要求⑴掌握细胞质骨架的概念及分类⑵掌握微管的结构及功能⑶掌握微丝的结构及功能⑷掌握中间纤维的结构及功能⑸熟悉微管、微丝组装的过程及其特点⑹熟悉影响微管、微丝组装的因素⑺熟悉微管、微丝和中间纤维的区别⑻了解微管结合蛋白⑼了解微丝结合蛋白⑽了解中间纤维组装的调节因素⑾了解细胞质骨架与疾病3．教学重点难点⑴细胞质骨架的概念及分类⑵微管、微丝、中间纤维的结构及功能⑶微管、微丝、中间纤维组装的过程及功能4．教学建议多媒体教学、授课开始前以提问方式回顾上次课的内容第八章细胞核1．基本内容⑴间期细胞核的特点①形态②大小③数量④位置⑤结构组成：核膜、染色质、核仁、核基质⑵核膜①核膜的化学组成②核膜的结构：外核膜、内核膜、核周隙、核孔复合体、核纤层③核膜的功能：为基因表达提供了时空隔离屏障、参与蛋白质合成、在细胞分裂中参与染色体的定位和分离、介导核-质间的物质交换⑶染色质与染色体①染色质与染色体的概念②染色质与染色体的化学组成：DNA、组蛋白、非组蛋白③染色质的分类：常染色质、异染色质④染色质的组装⑤染色体的形态结构：着丝粒、着丝粒-动粒复合体、随体、次缢痕、端粒⑥核型与带型⑦遗传物质异常与遗传病⑷核仁①概述②化学成分：RNA、DNA、蛋白质③结构：纤维中心、致密纤维组分、颗粒组分④功能：rRNA基因转录和加工的场所、核糖体亚基装配的场所⑤核仁周期⑸核基质①形态结构②组成成分③功能：参与DNA复制、参与基因转录与加工、与细胞分化相关、参与染色体构建⑹细胞核的功能：细胞遗传物质储存、复制、传递及核糖体大小亚基组装的场所，在维持细胞遗传稳定性及细胞的代谢、生长、分化、增殖等生命活动中起着控制中心的作用2．教学基本要求⑴掌握核膜的超微结构及功能⑵掌握核孔复合体的构造⑶掌握染色质的化学成分及其特点⑷掌握常染色质和异染色质的概念、区别及相同点⑸掌握核小体的结构模型⑹掌握核仁的化学成分、结构和功能⑺掌握细胞核的功能⑻熟悉染色体的构建⑼熟悉染色体的形态特征、着丝粒、动粒的概念⑽熟悉染色质的组装⑾熟悉核纤层的化学成分及功能⑿熟悉核骨架的概念及功能⒀了解染色体的数目、核型和带型⒁了解核仁周期⒂了解细胞核与疾病的关系3．教学重点难点⑴核膜的超微结构及功能⑵核孔复合体的构造⑶染色质的化学成分及其特点⑷常染色质和异染色质的概念、区别及相同点⑸核小体的结构模型⑹核仁的化学成分、结构和功能⑺细胞核的功能⑻核孔复合体的构造⑼染色体骨架和放射环模型⑽核仁合成RNA和组装核糖体亚基的基本过程4．教学建议多媒体教学、授课开始前以提问方式回顾上次课的内容第四篇细胞的基本生命活动第十三章细胞分裂与细胞周期1．基本内容⑴细胞分裂①概述：定义、意义、类型②有丝分裂：分裂前期核内染色质开始凝集、分裂中期的细胞赤道面上排列着高度凝聚的染色体、分裂后期完成姐妹染色单体的分离、分裂末期的细胞核重新组装并完成核分裂、胞质分裂③减数分裂：减数分裂I、减数分裂II④无丝分裂⑵细胞周期①细胞周期的定义②细胞周期的阶段性:G1、S、G2、M③细胞周期的时间跨度④细胞周期与组织再生⑤细胞周期与肿瘤⑥细胞周期的主要变化⑶细胞周期的调控①概述②中央控制器：中央控制器的构成、细胞周期蛋白(cyclin)、细胞周期蛋白依赖性激酶(Cdk)、Cdk激活机制、Cdk活性的负性调节、cyclin-Cdk的调控作用③细胞周期检测点④细胞周期调控异常与疾病2．教学基本要求⑴掌握细胞周期的概念⑵掌握细胞周期各时相的主要特点⑶掌握有丝分裂的特点⑷掌握有丝分裂前期、中期、后期、末期的特点⑸掌握减数分裂I各期的主要特点⑹掌握细胞周期调控的方式⑺熟悉细胞周期蛋白及细胞周期蛋白依赖性激酶的特点⑻熟悉细胞周期不同时期的细胞周期蛋白代表⑼熟悉细胞周期检测点⑽了解细胞周期增殖特点划分的3类细胞⑾了解细胞周期调控异常与疾病3．教学重点难点⑴细胞周期各时相的特点⑵有丝分裂前期、中期、后期、末期的特点⑶减数分裂I各期的主要特点⑷细胞周期调控的方式⑸细胞周期检测点4．教学建议多媒体教学、授课开始前以提问方式回顾上次课的内容第十五章细胞分化1．基本内容⑴细胞分化的概念⑵细胞分裂与细胞分化①个体生长发育的基础②细胞分裂是细胞分化的基础③互相抑制⑶细胞分化潜能的特点①细胞分化的潜能随个体发育进程逐渐缩窄②终末分化细胞的细胞核具有全能性⑷细胞分化的特点①细胞决定先于细胞分化并制约着分化的方向②细胞分化具有高度的稳定性，但又具有可塑性③细胞分化具有时空性⑸细胞分化的分子机制①母体效应基因产物的极性分布内布②胚胎细胞分裂时胞质的不均等分配③基因组改变④激素⑤环境因素⑥胚胎细胞间相互作用(胚胎诱导及抑制效应)⑹细胞分化与病理性再生⑺细胞分化与肿瘤①肿瘤细胞主要表现出低分化和高增殖的特征②肿瘤细胞可被诱导分化为成熟细胞2．教学基本要求⑴掌握细胞分化的概念⑵掌握细胞分化的特点⑶掌握细胞分化潜能的特点⑷掌握细胞分裂与细胞分化的关系⑸熟悉细胞分化的分子机制⑹熟悉细胞决定，转决定，转分化，去分化