细胞生物学-教学大纲.doc

西南科技大学本科课程教学大纲细胞生物学课程教学大纲【课程编号】：17314194 【英文译名】：Cell Biology【适用专业】：生物工程【学 分 数】：2.5【总 学 时】：40【实践学时】：独立设课一、本课程教学目的和课程性质细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，是现代生命科学的重要基础学科，是针对生物类本科专业开设的重要理论基础和学位课。细胞作为有机体结构与生命活动的基本单位，既是生命科学发展的生长点，又是生命科学发展的汇聚点，因此，细胞生物学教学在生命科学综合素质教育及实验技能综合培养等方面都具有重要作用。本课程的教学目的是通过讲授细胞结构和功能，细胞重大生命活动，以及细胞生物学研究方法等，使学生既掌握本学科的发展简史和前沿领域，又掌握细胞生物学的基础知识、基本概念和基本理论。通过该课程学习使学生受到基本科学思维训练，同时使学生学会学习，具有自我开拓可获得知识和利用信息的能力。二、本课程的基本要求本课程的内容中处处体现着与现代生物学各分支学科的交叉与整合，内容更新快，既要体现细胞生物学基本知识，又要反映生命科学发展前沿和热点领域，因此在教学过程中，要求注重内容的基础性与系统性、先进性与知识结构的合理性的同时，在遵循教学规律和科学发展规律的基础上，要求能有效地处理好传统内容和现代内容的关系，建立知识块知识单元知识点的学习方法，处理好传授知识和能力培养的关系，使学生在逻辑思维、归纳总结、自学能力上得到培养和锻炼。三、本课程与其他课程的关系(前修课程要求，后继课程等)本课程的内容中处处体现着与现代生物学各分支学科的交叉与整合，因此修本课前需要先修植物学、动物学、生理学、生物化学等课程，要求掌握高等生物的相关知识和生物化学有关的基本知识（包括生物大分子的结构、功能以及代谢）。而本课程是动物细胞工程、基因工程的理论基础，在排课时放在它们之前。四、课程内容(内容体系、结构、基本知识点和重点、难点)第一章绪论【目的要求】1、掌握：细胞生物学基本概念；细胞的共性；2、理解：当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域；3、了解：细胞生物学发展简史；细胞学说的建立及其意义；细胞学的经典时期；实验细胞学与细胞学的分支及其发展；细胞生物学学科的形成与发展。细胞生物学的主要学术组织、学术刊物与教科书。【教学内容】第一节 细胞的发现及细胞学说的创立第二节 细胞的共性第三节 细胞的类型和结构体系【教学重点】细胞的共性；真核细胞的基本结构体系；植物细胞与动物细胞的比较。【教学难点】当前细胞生物学发展的总趋势与重点领域。第二章细胞生物学的研究方法【目的要求】1、掌握：光学显微镜技术；电子显微镜技术；特异蛋白抗原的定位与定性；利用放射性标记技术研究生物大分子在细胞内的合成动态；细胞培养类型和方法；细胞分选原理。2、理解：细胞内特异核酸序列的定位与定性。3、了解：细胞工程的主要成就；定量细胞化学分析技术；细胞内核酸、蛋白质、酶、糖类与脂质等的显示方法；用超速离心技术分离细胞器与生物大分子及其复合物；扫描隧道显微镜。【教学内容】第一节 显微成像技术第二节 细胞化学技术第三节 细胞分选技术第四节 细胞工程技术第五节 分离技术第六节 分子生物学方法【教学重点】光学显微镜技术；电子显微镜技术；特异蛋白抗原的定位与定性；利用放射性标记技术研究生物大分子在细胞内的合成动态；细胞分选技术。【教学难点】显微操作技术、电子显微镜技术原理；细胞分选原理。第三章细胞质膜与跨膜运输【目的要求】1、掌握：细胞膜的结构模型；膜的分子结构及特点；物质的跨膜运输的类型及特点。 2、理解：膜蛋白种类及跨膜方式。3、了解：膜脂的种类；细胞膜的功能。【教学内容】第一节 概述第二节 红细胞膜结构第三节 质膜的化学组成第四节 膜的分子结构及特点 第五节 物质的跨膜运输【教学重点】细胞膜的分子结构和基本特征。【教学难点】生物膜的流动性及非对称性，以及其影响因素，形成原因。第四章 细胞环境与互作【目的要求】1、掌握：细胞识别机制；细胞连接的概念和功能。2、理解：胶原蛋白的合成途径。3、了解：细胞表面和胞外基质的基本成分和作用。【教学内容】第一节 细胞表面第二节 细胞外基质第三节 细胞识别与黏着第四节 细胞连接【教学重点】细胞连接的基本类型及作用。【教学难点】间隙连接的功能。第五章细胞通讯【目的要求】1、掌握：细胞通讯的基本特点；通过细胞内受体介导的信号传递；通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递。2、理解：信号的整合与终止机理。3、了解：其它信号转导途径。【教学内容】：第一节 细胞通讯的基本特点第二节 G蛋白偶联受体及信号传导第三节 酶联受体信号转导第四节 其它信号转导途径第五节 信号的整合与终止【教学重点】通过细胞内受体介导的信号传递；通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递。【教学难点】G蛋白偶联受体及信号传导。第六章 核糖体与核酶（自学）【目的要求】1、掌握：核糖体的基本类型与成分；RNA在生命起源中的地位；核糖体蛋白质与rRNA的功能；蛋白质的合成；核糖体的结构。2、了解：多聚核糖体。【教学内容】第一节 核糖体的类型与结构第二节 多聚核糖体与蛋白质的合成【自学重点】核糖体的实质是核酶的依据；核糖体的结构。第七章 第八章 细胞的能量转换线粒体和叶绿体【目的要求】1、掌握：线粒体和叶绿体的蛋白质合成；线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配。2、理解：线粒体、叶绿体形态结构及其功能。3、了解：线粒体的化学组成及酶的定位；线粒体与疾病；线粒体和叶绿体的DNA；线粒体和叶绿体的起源；线粒体和叶绿体的增殖。【教学内容】第一节 线粒体与氧化磷酸化（自学）第二节 叶绿体与光合作用（自学）第三节 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（自学）【教学重点】线粒体和叶绿体的蛋白质合成；线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配。【教学难点】线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配，能量转换机制（包括电子传递、ATP合成）。第九章 细胞内膜系统与蛋白质分选和膜运输【目的要求】1、掌握：细胞质膜的研究方法；蛋白质分选的基本途径与类型；主要的几个细胞器结构和功能；小泡运输的分子机制。2、理解：内膜系统在结构、功能上的相互关系；溶酶体与疾病。3、了解：内质网与基因表达的调控；溶酶体与过氧化物酶体的差异以及后者的功能发生；细胞结构体系的装配。【教学内容】：第一节 细胞内膜系统及研究方法第二节 内质网第三节 高尔基复合体第四节 溶酶体第五节 细胞的分泌和内吞作用第六节 小泡运输的分子机制【教学重点】：高尔基体与细胞内的膜泡运输；溶酶体的发生；信号假说与蛋白质分选信号；蛋白质分选的基本途径与类型；膜泡运输的分子机制；膜泡运输类型和特点。【教学难点】信号假说与蛋白质分选信号；蛋白质分选的基本途径与类型；内膜系统在结构、功能上的相关性。第十章 细胞骨架【目的要求】1、掌握：微丝装配动态性和微丝结合蛋白类型与作用；微丝功能与细胞运动间的关系；肌肉收缩的分子机制；微管装配动态性和微管结合蛋白、马达蛋白；微管的功能和微管与细胞、细胞器运动、定位间关系；中间纤维结构及功能；核纤层的主要功能。2、了解：染色体支架；核基质的概念。【教学内容】第一节 细胞骨架的组成和功能第二节微管第三节 微丝第四节 中间纤维【教学重点】微丝功能与细胞运动间的关系；微管与细胞、细胞器运动、定位间关系。【教学难点】细胞骨架与马达蛋白；分子发动机的特点。第十一章 细胞核与染色体【目的要求】1、掌握：核被膜形态结构；核孔复合体功能；染色质的概念及化学组成；核小体；常染色质和异染色质；染色体DNA的三种功能元件；核仁的功能；核仁的超微结构。2、理解：巨大染色体的形成原因和作用；染色质包装的结构模型。3、了解：中期染色体的形态结构；活性染色质的主要特征；核型与染色体显带；核仁的周期；染色质结构与基因转录；核基质；核体。【教学内容】第一节 核被膜与核孔复合体第二节 染色质第三节 染色体第四节 核仁第五节 染色质的结构和基因转录第六节 核基质与核体【教学重点】核孔复合体功能；染色体包装的结构模型；染色体DNA的三种功能元件；核仁的功能。【教学难点】染色体端粒及其功能。第十二章 细胞增殖及其调控【目的要求】1、掌握：有丝分裂各时期的主要事件和特征；减数分裂过程以及减数分裂意义；细胞周期概念和周期时相事件；细胞周期同步化的方法原理；细胞周期如何正常有序的运转及调控； MPF的发现及其作用；周期蛋白的作用；CDK激酶和CDK激酶抑制物。 2、理解：P34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系。3、了解：其他内在和外在因素在细胞周期调控中的作用。【教学内容】第一节 细胞周期与细胞分裂第二节 细胞周期调控【教学重点】细胞周期同步化的方法原理；细胞周期如何正常有序的运转及调控； MPF的发现及其作用；有丝分裂各时期的主要事件和特征。【教学难点】细胞周期如何正常有序的运转及调控（包括细胞周期检验点的主要特征及调控机制）。【教学方法】以研究细胞周期背景为主线，辅助以多媒体课件讲授为主，辅以多媒体动画演示。第十三章 细胞分化与基因表达调控【目的要求】1、掌握：细胞分化的基本概念以及去分化和再生；细胞全能性、干细胞；癌细胞的基本特征；癌基因与抑癌基因和癌症的关系。 2、理解：肿瘤的发生是基因突变逐渐积累和自然选择的结果。3、了解：影响细胞分化的因素；细胞分化和胚胎发育；癌症的治疗途径；翻译水平调控；加工水平的调控；转录水平的调控。【教学内容】第一节 细胞分化第二节 癌细胞第三节 真核细胞基因表达的调控 (自学)【教学重点】细胞分化的分子基础；癌细胞的基本特征；癌基因与抑癌基因和癌症的关系。【教学难点】细胞分化的分子基础；癌基因与抑癌基因和癌症的关系。第十四章 细胞衰老与凋亡【目的要求】1、掌握：细胞衰老的分子机制：氧化损伤和端粒学说；细胞凋亡的概念及其生物学意义；细胞凋亡的形态学和生物化学特征；细胞凋亡的分子机制及主要凋亡通路。 2、理解：Hayflick界限；细胞凋亡与衰老间的关系。3、了解：早期细胞衰老研究情况；细胞在体内条件下的衰老；衰老细胞结构的变化；植物细胞的凋亡。【教学内容】第一节 细胞衰老第二节 细胞凋亡【教学重点】细胞凋亡的形态学和生物化学特征；细胞凋亡的分子机制及主要凋亡通路。【教学难点】细胞凋亡的分子机制及主要凋亡通路。五、教学方法讲授中采取重点讲、精讲和略讲分开原则，对精选内容，突出重点、难点，着重讲清基本概念、基本原理和基本方法。比如有些难以理解的抽象概念如细胞周期调控、细胞凋亡等可通过背景知识介绍，激发学生学习兴趣，培养独立思维的能力。对于教材中以文字描述为主，并且书中叙述较清楚的内容，以及先修课程中学过的交叉重复内容，相对简单的部分内容，可采取略讲和提问方式，或学生自学，老师总结或集体讨论的方式消化理解。另外，可把教材中学生自学较困难的内容作为选学内容。六、考核方式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30%，要求通过课堂讨论、小论文、课程作业等形式了解学生对课程的学习状况。期末考试成绩占70%，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，分析问题的能力。七、其它说明(如习题或作业，实践环节内容和要求)1.每章内容有思考题及练习题，进行抽问和评讲；2. 共6 次作业（包括随堂测验），全交批改四次。3.实验课独立开设。八、选用教材及主要参考书(写明名称、编著者、出版社、出版时间)1、教材细胞生物学，王金发，2003，科学出版社，教材级别：国家级精品课程教材，国家理科基地教材2、参考书1）细胞生物学翟中和 王喜忠 丁明孝 高教出版社2）医学细胞生物学，杨抚华，2003年，科学出版社3）Molecualr Cell Biology，Harvey Lodish et al，2000，books4）数据库：学术期刊网、维普中刊数据库 (/) 5）外文免费全文数据库（）九、学时分配课程内容讲课实