《细胞生物学》课程教学大纲

课程名称

细胞生物学

课程性质

专业主干课

课程编号

261813

学时/学分

64/4

英文名称

Cell Biology

考核方式

平时成绩和期末考试成绩综合评定

选用教材

《细胞生物学》，丁明孝，王喜忠、张传茂、陈建国 高等教育出版社，第五版（2020）

开课学期

第三学期

先修课程

植物生物学、动物生物学

适用专业

生物技术、生物科学、生物工程

开课单位

生命科学学院

主讲教师

张帆涛，蔡险峰，周毅，陈雅玲，章佳

大纲执笔人

张帆涛

大纲审核人

蔡险峰

课程

名称

师德

规范

教育

情怀

学科

素养

教学能力

班级指导

综合育人

学会

反思

沟通

合作

细胞生物学

H

L

M

第一章 绪论

【教学目标与要求】1.理解细胞学说的基本内容，了解古核细胞与真核细胞的关系，病毒与细胞的关系；2.熟悉细胞生物学的概念、研究内容及其发展简史，支原体、细菌和蓝藻的结构特性；3.掌握细胞生物学的学习方法，细胞的基本特征，原核细胞与真核细胞的异同点，植物细胞与动物细胞的异同点，真核细胞的三大结构体系，病毒的类型。【教学内容】1.细胞生物学的概念及其研究内容2.细胞学与细胞生物学发展简史3.细胞生物学的学习方法4.细胞的基本特征5.细胞的基本类型6.病毒及其与细胞的关系
【教学重点】细胞学说的基本内容，细胞生物学的研究内容，细胞生物学的发展简史，细胞生物学的学习方法，“细胞是生命活动的基本单位”的含义，细胞的基本共性，真核细胞的基本结构体系，原核细胞与真核细胞的比较，植物细胞与动物细胞的比较，病毒与细胞的关系。【教学难点】细胞生物学的发展简史，真核细胞的基本结构体系

4

2,3

H

第二章 细胞生物学的研究方法

【教学目标与要求】1.了解电镜三维重构技术、冷冻蚀刻电镜技术、扫描隧道显微镜技术、超离心技术、显微分光光度测定技术、细胞内特异核酸序列的定位与定性、细胞内成分的化学显示方法、特异蛋白抗原的定位与定性、流式细胞仪的工作原理、显微操作技术、酵母双杂交技术、放射自显影技术及蛋白质组学技术等；2.熟悉电子显微镜的工作原理、超薄切片技术、细胞株与细胞系的概念、单克隆抗体技术、荧光漂白恢复技术、突变体制备技术以及几种模式生物的特点；3.掌握普通复式光学显微镜、荧光显微镜及电子显微镜的构造，电子显微镜与光学显微镜的基本区别，原代细胞、传代细胞、有限细胞系以及永生细胞系的概念。【教学内容】1.细胞形态结构的观察方法2.细胞及其组分的分析方法3.细胞培养与细胞工程4.细胞及生物大分子的动态变化5.模式生物与功能基因组的研究【教学重点】普通光学显微镜、荧光显微镜及电子显微镜的构造，电子显微镜与光学显微镜的基本区别，细胞株与细胞系，原代细胞与传代细胞，荧光漂白恢复技术【教学难点】电子显微镜与光学显微镜的基本区别，荧光漂白恢复技术

4

2

H

第三章 细胞质膜

【教学目标与要求】1.了解膜脂的运动方式以及去垢剂的类型与特点；2.理解生物膜的脂筏模型与流动镶嵌模型；3.掌握膜的流动性与不对称性、红细胞膜骨架的结构与功能、细胞质膜的功能。【教学内容】1.细胞质膜的结构模型与基本成分2.细胞质膜的基本特征与功能【教学重点】脂筏模型，流动镶嵌模型，膜脂、膜蛋白，去垢剂，膜的流动性与不对称性，细胞质膜的基本功能，红细胞膜骨架的结构与功能【教学难点】红细胞膜骨架的结构与功能

4

1,3

M

第四章 物质的跨膜运输

【教学目标与要求】1.了解葡萄糖转运蛋白与水孔蛋白的结构特点；2.理解载体蛋白与通道蛋白的类型及差异，协同转运蛋白、光驱动泵、V-型和F-型质子泵及ABC超家族的概念与特点；3.掌握简单扩散、被动运输与主动运输的差异，钠-钾泵和钙泵的工作原理，网格蛋白依赖的胞吞作用，吞噬作用与胞饮作用的区别，胞吐作用的类型。【教学内容】1.膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输2.ATP驱动泵与主动运输3.胞吞作用与胞吐作用【教学重点】简单扩散、被动运输与主动运输的差异，钠-钾泵的工作原理，网格蛋白依赖的胞吞作用，吞噬作用与胞饮作用的区别，胞吞作用与细胞信号转导的关系，胞吐作用的类型。【教学难点】钠-钾泵工作原理、网格蛋白依赖的胞吞作用、胞吞作用与细胞信号转导的关系

4

1,3

M

第五章 细胞质基质与内膜系统

【教学目标与要求】1.了解内质网应激及其信号调控，细胞内过氧化物酶体的形成过程；2.理解细胞质基质与胞质溶胶的差异，过氧化物酶体的功能；3.掌握细胞质基质及其功能，内质网的类型与功能，高尔基体的结构和功能，溶酶体的类型、形成与功能。【教学内容】1.细胞质基质及其功能2.细胞内膜系统及其功能【教学重点】细胞内膜系统的概念与组成，细胞质基质组成及其功能，内质网的类型与功能，内质网应激的概念，高尔基体的结构和功能，溶酶体的类型与功能。【教学难点】高尔基体的结构和功能、溶酶体的结构与功能。

6

1,3

M

第六章 蛋白质分选与膜泡运输

【教学目标与要求】1.了解转运膜泡与靶膜蛋白的锚定与融合；2.熟悉蛋白质向线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的分选过程；3.掌握信号假说，蛋白质分选转运的基本途径与类型，膜泡装配与运输的类型与特征，细胞结构体系的组装。【教学内容】1.细胞内蛋白质的分选2.细胞内膜泡运输【教学重点】信号假说，蛋白质分选转运的基本途径与类型，膜泡装配与运输的类型与特征，细胞结构体系的组装。【教学难点】蛋白质分选转运的基本途径与类型，膜泡装配与运输的类型与特征。

4

1,3

M

第七章 线粒体和叶绿体

【教学目标与要求】1.了解线粒体与某些疾病的关系，线粒体和叶绿体的基本形态与动态特征；2.理解“线粒体和叶绿体是半自主性细胞器”的含义，以及线粒体和叶绿体的非内共生起源学说；3.掌握线粒体和叶绿体的超微结构，呼吸链与光合电子传递的组成差异，氧化磷酸化与光合磷酸化的概念及其差异，高等植物的碳同化途径，内共生起源学说。【教学内容】1.线粒体与氧化磷酸化2.叶绿体与光合作用3.线粒体和叶绿体的半自主性及其起源【教学重点】线粒体与叶绿体的超微结构、氧化磷酸化与光合磷酸化、高等植物的碳同化途径、内共生起源学说。【教学难点】氧化磷酸化、光合磷酸化、线粒体和叶绿体的半自主性

4

1,3

H

第八章 细胞骨架

【教学目标与要求】1.了解微丝与微管结合蛋白的类型及作用，细胞皮层、应力纤维、细胞伪足、微绒毛及胞质分裂环与微丝的关系，肌球蛋白、驱动蛋白与胞质动力蛋白的类型，纤毛和鞭毛的结构与功能，纺锤体微管的类型及其与染色体运动的关系；2.熟悉肌纤维的结构与肌肉收缩的滑动模型，影响微丝与微管的特异性药物，中间丝与其他细胞结构的关系；3.掌握细胞骨架概念与组成，微丝、微管与中间丝的概念、结构组成、组装过程及其功能。【教学内容】1.细胞骨架的概念与组分2.微丝与细胞运动3.微管的结构组成与功能特性4.中间丝的类型与功能特性【教学重点】细胞骨架的概念与组成，微丝、微管与中间丝的概念、结构组成、组装过程及其功能。【教学难点】微丝、微管与中间丝的组装过程。

4

1,3

H

第九章 细胞核与染色质

【教学目标与要求】1.了解染色质组装的放射环结构模型，表观遗传与孟德尔遗传的差异；2.熟悉非组蛋白的特性，常染色质与异染色质的概念，活性染色质与非活性染色质的概念，染色质组装的多级螺旋模型，巴氏小体的概念，位置花斑效应的概念，核基质的概念；3.掌握核被膜的结构组成，核孔复合体、NLS与巴氏小体的概念，核小体的结构要点，染色体的3种功能元件，多线染色体与灯刷染色体的概念及结构特点，核仁结构及功能，核基质的概念。【教学内容】1.核被膜2.染色质3.染色质的复制与表达4.染色体5.核仁与核体6.核基质【教学重点】核被膜结构组成，核孔复合体结构与功能，核小体的结构要点，染色体的结构及其功能元件，核仁的超微结构及功能。【教学难点】核孔复合体结构与功能，核小体的结构要点。

4

1,3

H

第十章 核糖体

【教学目标与要求】1.了解SD序列，RNA自剪接，起始因子IF1、IF2、IF3以及延伸因子EF-Tu、EF-G的功能；2.掌握核糖体的类型、结构与功能，蛋白质合成途径，RNA在生命起源中的地位。【教学内容】1.核糖体的基本类型与结构2.多核糖体与蛋白质的合成【教学重点】核糖体的类型、结构与功能，多核糖体的概念，蛋白质的合成途径，RNA在生命起源中的地位【教学难点】蛋白质的合成途径

2

1,3

H

第十一 章细胞信号转导

【教学目标与要求】1.了解细胞内信号蛋白复合物的装配方式，硝酸甘油治疗心绞痛的原因，霍乱毒素与百日咳毒素的致病原因，NF-ΚB信号通路，Notch信号通路，细胞表面整联蛋白介导的信号通路；2.熟悉第二信使的概念，分子开关的类型与作用，细胞内受体及其作用模型，PI3K-PKB信号通路，TGF-β-Smad信号通路，JAK-STAT信号通路；3.掌握细胞通讯的方式、信号分子与受体类型与特性、信号转导系统的组成与特性、G蛋白偶联受体的结构与激活、G蛋白偶联受体介导的细胞信号通路、RTK-Ras-MAPK信号通路、细胞信号转导的整合与控制。【教学内容】1.细胞通讯与信号转导2.G蛋白偶联受体介导的信号转导3.酶联受体介导的信号转导4.细胞信号转导的整合与控制【教学重点】细胞通讯的方式、信号分子与受体类型与特性、信号转导系统的组成与特性、G蛋白偶联受体的结构与激活、G蛋白偶联受体介导的细胞信号通路、RTK-Ras-MAPK信号通路、细胞信号转导的整合与控制。【教学难点】G蛋白偶联受体介导的细胞信号通路、RTK-Ras-MAPK信号通路、细胞信号转导的整合与控制。

4

1,3

H

第十二 章细胞周期与细胞分裂

【教学目标与要求】1.了解细胞周期的测定方法，早期胚胎细胞、酵母细胞、植物细胞及细菌的细胞周期，真核细胞减数分裂的3种类型；2.熟悉细胞周期同步化的方法，细胞社会中的3类细胞，细胞周期检验点，牵拉假说与外推假说，有丝分裂中后期转换机制，减数分裂的意义，减数分裂与有丝分裂的异同点，联会复合体的概念与组成；3.掌握细胞周期概念，细胞周期各时期及其主要事件，有丝分裂各时期重要事件及其结构装置，减数分裂I前期各阶段及其主要事件。【教学内容】1.细胞周期概述2.细胞周期中各个不同时相及其主要事件3.细胞周期同步化4.特异的细胞周期5.有丝分裂与减数分裂【教学重点】细胞周期、终末分化细胞、G0期细胞以及周期中细胞的概念，细胞周期的各时期及其主要事件，有丝分裂各时期的重要事件，减数分裂的概念与意义，减数分裂前期I阶段及其主要事件。【教学难点】细胞周期各时期主要事件，减数分裂I前期的各阶段主要事件.

4

1,3

M

第十三 章细胞增殖调控与癌细胞

【教学目标与要求】1.了解MPF的发现过程，M期周期蛋白与G1期周期蛋白的结构特点，Mad2蛋白的作用，Rb（成视网膜细胞瘤）蛋白的作用，SCF的组成与功能，DNA复制执照因子学说，细胞周期的影响因素；2.熟悉G1/S期转化与G1期周期蛋白依赖性CDK的关系，S/G2/M期转换与DNA复制检验点的关系；3.掌握MPF、cdc基因、PCC、周期蛋白、CDK和CKI等概念，CDK1在细胞周期中的关键性调控作用，癌细胞的基本特征，癌基因和抑癌基因的概念与作用，肿瘤发生与基因突变的关系，肿瘤干细胞的概念与特性。【教学内容】1.MPF的发现及其作用2.p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系3.周期蛋白、CDK和CDK抑制因子4.细胞周期运转调控5.癌细胞的基本特征6.癌基因与抑癌基因7.肿瘤发生与基因突变的关系8.肿瘤干细胞【教学重点】MPF、cdc基因、PCC、周期蛋白、CDK和CKI等概念，CDK1在细胞周期中的关键性调控作用，癌细胞的基本特征，癌基因和抑癌基因的概念与作用，肿瘤发生与基因突变的关系，肿瘤干细胞的概念与特性。【教学难点】CDK1在细胞周期中关键性调控作用，癌基因和抑癌基因的作用。

4

1,3,4

H

第十四章 细胞分化与干细胞

【教学目标与要求】1.了解单细胞有机体的细胞分化，iPS细胞建系过程，人胚胎的发育过程，环境对性别决定的影响，果蝇胚胎早期发育中的细胞分化特点；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表达；3.掌握细胞分化、细胞全能性、再生现象、胚胎干细胞、细胞记忆与决定，管家基因与组织特异性基因，组合调控机制，细胞分化的影响因素。【教学内容】1.细胞分化的概念及其影响因素2.干细胞概念及其分类3.胚胎干细胞4.诱导多能干细胞【教学重点】细胞分化、细胞全能性、再生现象、胚胎干细胞、细胞记忆与决定，管家基因与组织特异性基因，组合调控机制，细胞分化的影响因素。【教学难点】组合调控机制，细胞分化的影响因素。

4

1,3,4

H

第十五章 细胞衰老与细胞程序性死亡

【教学目标与要求】1.了解酵母细胞的衰老机制，细胞凋亡的检测方法，植物细胞程序性死亡的特征，酵母细胞程序性死亡的特征；2.熟悉细胞衰老与个体衰老的关系，细胞凋亡特征，细胞自噬的特征及过程；3.掌握细胞衰老的概念、特征与分子机制，Hayflick界限，细胞死亡方式，细胞凋亡的特征、意义与分子机制。【教学内容】1.细胞衰老的概念、特征及其分子机制2.细胞衰老与个体衰老的关系3.细胞凋亡的特征、意义与分子机制4.程序性坏死的概念与类型及其分子机制5.植物程序性死亡的分子机制【教学重点】细胞衰老的概念、特征与分子机制，Hayflick界限，细胞衰老与个体衰老的关系，细胞死亡的方式，细胞凋亡的特征、意义与分子机制。【教学难点】细胞凋亡的分子机制，细胞衰老的特征与分子机制

4

1,3,4

H

第十六章 细胞的社会联系

【教学目标与要求】1.了解钙黏蛋白、选择素、免疫球蛋白超家族与整联蛋白的结构与功能，胶原蛋白、弹性蛋白、纤连蛋白和层粘连蛋白的结构与功能，初生细胞壁与次生细胞壁的差异；2.熟悉紧密连接与间隙连接的结构和作用，细胞黏着的方式，细胞外基质的主要成分，胶原合成与装配过程，基膜的组成成分；3.掌握细胞连接的概念和类型，紧密连接、锚定连接和通讯连接的概念与作用，细胞黏着分子的类型，细胞外基质的概念和作用，基膜的概念。【教学内容】1.细胞连接2.细胞黏着及其分子基础3.细胞外基质【教学重点】细胞连接的概念和类型，紧密连接、锚定连接和通讯连接的概念与作用，细胞黏着分子的类型，细胞外基质的概念、成分与作用，基膜的概念与成分。【教学难点】紧密连接、锚定连接和通讯连接的作用，细胞外基质的成分与作用

4

1,3,4

H

课程目标

平时成绩

期末考试

合计

课堂表现

期中考试

10%

10%

80%

100%

课程目标1

1%

30%

31%

课程目标2

6%

10%

30%

46%

课程目标3

1%

10%

11%

课程目标4

2%

10%

12%