“细胞生物学”课程教学大纲

教研室主任： 赵云峰 执笔人：董蔚

一、课程基本信息

开课单位：生命科学学院

课程名称：细胞生物学

课程编号：092005

英文名称：cell biology

课程类型：专业基础课

总 学 时： 75 理论学时：45 实验学时：30

学 分：4

开设专业：生物科学、生物技术、生物工程

先修课程：植物学、动物学、生物化学

二、课程任务目标

（一）课程任务

细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科，是生命科学各专业的基础必修课程。本课程的任务是使学生能够从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上学习和掌握细胞的结构、功能及生命活动规律，对发生在细胞内的生命现象有一个全面而系统的认识，为在现代生命科学各个领域的深入研究和探讨奠定良好的基础。

（二）课程目标

在学完本课程之后，学生能够：

1. 了解细胞生物学研究的主要内容、现状及其与其他学科的密切联系；

2. 系统地掌握细胞生物学的基本概念、基本理论，注重学科体系的建立和发展；

3. 掌握细胞结构与功能的关系，运用所学的细胞知识去尝试分析和解释一些重要的生命活动和现象；

4. 熟练掌握细胞生物学的基本实验方法与技能，能正确使用细胞生物学实验仪器设备。

三、教学内容和要求

（一）理论教学的内容及要求

第一章 绪论

第一节 细胞生物学研究的内容与现状

1．了解：细胞生物学的主要研究内容，细胞生物学研究的总趋势与重点领域；

2．理解：细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科。

第二节 细胞学与细胞生物学发展简史

1．了解：细胞学经典时期的重大事件；

2．掌握：细胞发现的学者，细胞学说的提出者、主要内容及意义。

第二章 细胞的统一性与多样性

第一节 细胞的基本概念

1．理解：细胞学经典时期的重大事件；

2．掌握：细胞的基本共性。

第二节 原核细胞与古核细胞

1．了解：原核细胞的代表细菌和蓝藻的特征；

2．理解：古核细胞与原核细胞核真核细胞的相似性；

3．掌握：最小最简单细胞支原体的特征。

第三节 真核细胞

1．了解：不同类型细胞的大小。

2．理解：原核细胞与真核细胞、动物细胞与植物细胞的主要区别。

第四节 非细胞形态的生命体-病毒及其与细胞的关系

1．了解：病毒的类型及主要特征。

第三章 细胞生物学研究方法

第一节 细胞形态结构的观察方法

1．了解：扫描隧道显微镜的基本原理及应用；

2．掌握：荧光显微镜、相差显微镜、暗视野显微镜和倒置显微镜等的基本原理及应用；

3．掌握：电子显微镜超薄切片、负染色、冰冻蚀刻技术的原理及主要操作步骤。

第二节 细胞组分的分析方法

1．了解：流式细胞分析技术的原理及应用；

2．掌握：原位杂交、显微放射自显影、免疫荧光技术的基本原理及主要操作步骤；

3．掌握：细胞内核酸、糖的定性、定量分析方法。

第三节 细胞培养、细胞工程与显微操作技术

1．了解：细胞培养的主要操作流程；

2．掌握：细胞融合、单克隆抗体、细胞拆合技术的原理、主要操作步骤及应用。

第四节 用于细胞生物学研究的模式生物

1．了解：应用于细胞生物学研究领域的主要模式生物。

第四章 细胞质膜

第一节 细胞质膜的结构模型

1．了解：细胞质膜的脂筏模型、单位模型等；

2．理解：膜的流动性、不对称性；

3．掌握：膜的基本成分组成。

第二节 生物膜基本特性与功能

1．了解：细胞质膜的基本功能；

2．理解：膜的流动性、不对称性。

第三节 膜骨架

1．了解：红细胞的生物学特性；

2．理解：膜骨架的结构及功能。

第五章 物质的跨膜运输

第一节 膜转运蛋白与物质的跨膜运输

1．了解：协助扩散的特征；

2．理解：主动运输的生物学意义；

3．掌握：膜转运蛋白的类型、被动运输与主动运输的异同点。

第二节 离子泵和协同转运

1．了解：ABC超家族；

2．理解：质子泵的主要类型；

3．掌握：钠钾泵的结构及作用机制、协同转运。

第三节 胞吞作用与胞吐作用

1．了解：胞吞和胞吐作用的形式；

2．掌握：受体介导的胞吞作用的主要过程。

第六章 细胞的能量转化-线粒体和叶绿体

第一节 线粒体与氧化磷酸化

1．了解：线粒体相关的人类疾病；

2．掌握：线粒体的超微结构、氧化磷酸化的分子结构基础、渗透假说的主要内容。

第二节 叶绿体与光合作用

1．了解：碳同化的主要类型；

2．掌握：类囊体、光合磷酸化的作用机制。

第三节 线粒体和叶绿体是半自主性细胞器

1．了解：叶绿体和线粒体DNA的特性；

2．理解：线粒体和叶绿体是半自主性细胞器。

第四节 线粒体和叶绿体的增殖与起源

1．了解：线粒体和叶绿体的增殖；

2．掌握：内共生起源学说的依据。

第七章 真核细胞内膜系统、蛋白质与膜泡运输

第一节 细胞质基质的涵义与功能

1．了解：细胞质基质的主要功能；

2．理解：细胞质基质与胞质溶胶的关系。

第二节 细胞内膜系统及其功能

1．了解：过氧化物酶体的主要功能；

2．理解：N连接与O连接糖基化的不同；

3．掌握：内质网的类型与功能、高尔基体的结构功能、溶酶体的类型功能。

第三节 细胞内蛋白质的分选与膜泡运输

1．了解：运输膜泡的主要类型；

2．掌握：信号假说、蛋白质分选的机制及基本途径。

第八章 细胞信号转导

第一节 概述

1．了解：ABC超家族；

2．理解：质子泵的主要类型；

3．掌握：钠钾泵的结构及作用机制、协同转运。

第二节 细胞内受体介导的信号转导

1．了解：细胞内受体的主要结构特征；

2．掌握：NO的作用机制。

第三节 G蛋白耦联受体介导的信号转导

1．了解：G蛋白及其耦联受体的特征；

2．掌握：cAMP信号通路、磷脂酰肌醇信号通路。

第四节 酶连受体介导的信号转导

1．了解：酶连受体的类型；

2．理解：细胞表面整联蛋白介导的信号转导；

3．掌握：受体酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路。

第五节 信号的整合与控制

1．理解：信号的整合与控制的涵义。

第九章 细胞骨架

第一节 微丝与细胞运动

1．理解：微丝与肌肉收缩；

2．掌握：微丝的成分、结构、装配、特异性药物及功能。

第二节 微管及其功能

1．了解：微管组织中心的主要类型；

2．掌握：微管的成分、结构、装配、特异性药物及功能。

第三节 中间丝

1．了解：中间丝蛋白基因的结构；

2．掌握：中间丝装配的特性。

第十章 细胞核与染色体

第一节 核被膜与核孔复合体

1．了解：核孔复合体的组成成分；

2．理解：核被膜在细胞周期中的崩解与装配过程；

3．掌握：核被膜的结构组成、核孔复合体的结构模型及功能。

第二节 染色质

1．了解：非组蛋白的结构特征；

2．理解：常染色质、异染色质与活性染色质之间的关系；

3．掌握：染色质的概念及化学组成，核小体的结构要点，染色质包装的模型。

第三节 染色质结构与基因活化

1．了解：染色质结构与基因转录活性。

第四节 染色体

1．了解：核型与染色体显带；

2．掌握：中期染色体的结构组成、染色体DNA的三大功能元件。

第五节 核仁

1．理解：核仁的周期；

2．掌握：核仁的超微结构及功能。

第六节 核基质

1．了解：核基质的成分组成及功能。

第十一章 核糖体

第一节 核糖体的类型与结构

1．了解：核糖体的类型、原核生物与真核生物核糖体成分的比较。

第二节 多聚核糖体与蛋白质合成

1．了解：核糖体在蛋白质合成中的作用；

2．掌握：多聚核糖体的概念。

第十二章 细胞增殖及其调控

第一节 细胞周期概述

1．了解：细胞周期时间长短的测定方法；

2．理解：特异细胞周期的产生；

3．掌握：细胞周期、周期中细胞、终末分化细胞等基本概念，细胞周期同步化的主要方法。

第二节 细胞分裂

1．了解：精细胞和卵细胞的分裂；

2．理解：有丝分裂过程中染色体排列到赤道板上的机制；

3．掌握：有丝分裂过程发生的主要事件，减数分裂过程及生物学意义。

第三节 细胞周期的调控

1．了解：MPF及P34cdc2激酶的发现过程；

2．理解：周期蛋白、CDK激酶及cdc基因的关系；

3．掌握：cdc基因、周期蛋白、MPF等概念，细胞周期的主要检验点及其功能。

第十三章 程序性细胞死亡与细胞衰老

第一节 程序性细胞死亡

1．了解：程序性细胞死亡的发生机制；

2．理解：程序性细胞死亡与细胞坏死的异同点；

3．掌握程序性细胞死亡的主要特征及检测方法。

第二节 细胞衰老

1．了解：衰老细胞的主要特征；

2．掌握：细胞衰老的主要学说。

第十四章 细胞分化与基因表达调控

第一节 细胞分化

1．了解：影响细胞分化的主要因素；

2．理解：细胞分化是基因选择性表达的结果，组合调控引发组织特异性基因的表达；

3．掌握：细胞分化、组织特异性基因、管家基因等、胚胎诱导、细胞记忆与细胞决定等概念。

第二节 癌细胞

1．理解：癌基因、抑癌基因与细胞癌变间的关系；

2．掌握：癌细胞的基本特征。

第三节 真核细胞基因表达的调控

1．了解：染色质水平上的基因表达调控。

第十五章 细胞社会的联系：细胞连接、细胞黏着和细胞外基质

第一节 细胞连接

1．理解：不同连接方式在组织细胞的存在部位；

2．掌握：封闭连接、锚定连接和通讯连接的结构及功能。

第二节 细胞黏着及其分子基础

1．了解：植物细胞胞间连丝的结构组成；

2．理解：同亲型、异亲型细胞粘连的概念；

3．掌握：钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族、整联蛋白的特性。

第三节 细胞外基质

1．了解：植物细胞壁的组成成分；

2．掌握：细胞外基质的概念及主要成分。

（二）实践教学的内容及要求

1．细胞形态观察及大小测量

了解：动、植物细胞的一般形态结构特点，掌握显微测量的基本方法。

2．孚尔根反应法—DNA细胞化学反应

掌握：孚尔根反应的测定DNA的原理与方法，学会细胞中DNA的鉴定方法。

3．植物原生质体的制备

掌握：植物原生质体制备的基本操作技术和方法。

4．动物细胞融合

掌握：PEG体外诱导细胞融合的原理和基本方法，学会光学显微镜下融合细胞的判断。

5．细胞膜渗透性

掌握：细胞膜渗透性的检测方法，了解：相对分子量、脂溶性大小、电荷数对细胞膜渗透性的影响。

6. 叶绿体的分离与观察

掌握：差速离心法分离细胞器的原理和操作步骤，了解菠菜叶绿体的形态、分布与数量。

7. 植物细胞骨架的观察

掌握：细胞骨架的制备技术，了解：细胞骨架的结构特征及分布。

8. 动物染色体标本的制备

掌握：染色体标本制备的技术，了解：染色体标本的主要影响因素。

9. 细胞凋亡的诱导与观察

掌握：细胞培养的关键技术，学会：显微镜下区分凋亡细胞和正常细胞。

四、学时分配

五、考核说明

本课程采用闭卷考试；总评成绩按期末考试成绩占80%，平时成绩占20%计算。

六、主要教材及教学参考书目

（一）主要教材

翟中和著《细胞生物学》（第三版），高等教育出版社，2001年。

（二）主要参考书目

1．翟中和著《细胞生物学》（第二版），高等教育出版社，2000年。

2．韩贻仁著《分子细胞生物学》，高等教育出版社，2001年。

3．王金发著《细胞生物学》，科学出版社，2001年。

4．汪堃仁著《细胞生物学》（第二版），北京师范大学出版社，1998年。

5．沈大棱著《cell biology》，复旦大学出版社，2006年。