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细胞生物学教学大纲 The Curriculum Outline of Cell Biology 一、课程编号：11044适用专业：五年制临床医学、麻醉医学、口腔医学、护理学、预防医学等专业 课程类型：非主干课程 总学时数：51学时（其中含实验教学15学时） 学 分 数：2.5二、课程性质、目的和要求（Introduction and Learning Objectives） 细胞是生命活动的基本单位，探讨一切生命现象（生长、发育、分化、繁殖、运动、遗传、变异、衰老和死亡等）的机制，最终都是从细胞中得到答案。细胞生物学就是综合运用各种现代科学技术，从细胞水平、亚细胞水平和分子水平上全面系统地介绍细胞器的结构与功能及其关联性的学科，旨在阐明细胞生命活动的基本规律，并为人类的生命活动提供理论基础。是生命科学领域的新兴前沿学科，也是基础医学的重要学科之一。 作为基础学科，本课程的教学要求学生牢固掌握细胞的基本结构和功能及各细胞器间的关系的基本知识。作为迅速发展中的新兴学科，要求学生在掌握本学科发展简史的基础上能够掌握和了解细胞生物学的热点课题的现状和未来的发展趋势，包括染色体结构动态变化与基因表达及其调控的关系、细胞骨架体系的研究、蛋白质的加工、折叠与分选、细胞增殖及调控机制等。本课程教学的最终目的是进行基本的科学思维训练，培养医学生从细胞角度理解疾病发生与发展的能力,并为以后相关的研究工作打好基础。 本教学大纲以全国高等院校七年制临床医学专业教材细胞生物学（凌诒萍主编，人民卫生出版社，2001年出版）为基础制订，供同学们学习使用参考。 三、教学内容、要点和课时安排(Curriculum Content and Teaching Arrangement)第一章 绪 论(Chapter 1 Introduction) 【目的要求】(Objective)（一）掌握细胞及细胞生物学的概念与研究内容； （二）了解细胞生物学发展简史； （三）掌握对细胞生物学发展有密切关系的的关键事件； （四）了解细胞生物学的一些分支学科； （五）掌握细胞学说、分子生物学等相关概念； （六）充分理解细胞生物学与现代医学的关系。 【教学内容】(Teaching Content) （一） 细胞及细胞生物学：细胞(cell)与细胞生物学(cell biology)的定义及研究内容。 （二） 细胞生物学的发展简史：细胞的发现、细胞学说(cell theory)的建立、电子显微镜与细胞超微结构的研究、分子水平上对细胞的研究、从细胞学到分子生物学(molecular cell biolgy)。 （三） 细胞生物学与医学的关系： 1、细胞是绝大多数生命类型的结构和功能的基本单位，也是非细胞生命体现其生命存在的平台;2、细胞生物学是基础医学的基础; 3、细胞生物学是临床医学的基础; 4、现代医学领域的实践极大地推动了细胞生物学的发展 (四)细胞生物学研究动态与医学的进展 细胞通讯和细胞信号转导 细胞增殖与细胞周期的调控 细胞的生长和分化 细胞的衰老和死亡 干细胞及其应用 细胞工程 【教学安排与学时分配】课堂讲授1学时 第二章 细胞生物学技术 （Chapter 2 The Technology of Cell Biology） 【目的要求】(Objective)（一）对细胞生物学的研究手段和方法进行初步的了解，对不同的研究方法和手段在细胞生物学研究中的应用有初步的认识。 （二）掌握几种常用的光学显微镜的特点，通过实验课进一步规范光学显微镜的操作方法。 （三）掌握细胞化学技术和细胞分级分离。 （四）了解细胞培养技术及细胞分子生物学研究方法。 【教学内容】(Teaching Content) （一）显微镜技术：普通光学显微镜(light microscope)、荧光显微镜(fluorescence microscope)、相差显微镜(phase-contrast microscope)和激光共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope)的适用范围和特点。 （二）细胞化学技术（cytochemistry）的概念、原理、种类及应用。 （三）细胞及其组分的分离纯化和分析：流式细胞术(flowcytometry)的原理及应用；细胞组分分级分离(cell fractionation)的方法和原理。 （四）细胞培养：细胞培养(cell culture)及细胞工程(cell engineering)的相关概念原理及应用。 【教学安排与学时分配】课堂讲授2学时 第四章 细胞膜及物质的跨膜运输 (Chapter 4 Cell Membrane and Transport across the Cell Membrane) 【目的要求】(Objective)（一）熟练掌握细胞膜与物质跨膜运输的各个相关概念； （二）掌握细胞膜的组成和结构特点，以及生物膜的特性； （三）了解五种生物膜的结构模型及其优缺点，掌握流动镶嵌模型； （四）掌握小分子、大分子物质跨膜运输的类型、特点。 （五）掌握几种细胞连接方式的基本结构特征、化学组成和分布特征及基本功能 【教学内容】(Teaching Content) （一）细胞膜（cell membrane）、单位膜(unit membrane)与生物膜的概念和功能。 （二）生物膜的化学组成：膜脂（membrane lipid）的类型；膜蛋白的类型；生物膜的糖类、细胞表面的糖类。 （三）膜的流动性（fluidity）：膜脂的分子运动、膜脂的流动性、膜蛋白在膜内的侧向运动；膜不对称性（asymmetry): 膜脂的不对称性、膜蛋白的不对称性。 （四）生物膜的分子结构模型：片层结构模型；单位膜模型；液态镶嵌模型(fluid mosaic model)；晶格镶嵌模型;板块模型（block model)。 （五）小分子物质的跨膜运输：膜的选择通透性和单纯扩散(simple diffusion)、膜运输蛋白(membrane transport protein)、载体蛋白(carrier protein)介导的主动运输(active transport)和葡萄糖载体蛋白(glucose carrier protein)、通道蛋白(channel protein)介导的运输。 （六）大分子和颗粒物质的跨膜运输 1、内吞作用(endoctosis)的形式：吞噬作用(phagocytosis)、吞饮作用(pinocytosis)和受体介导的内吞作用(receptor-mediated endocytosis)。 2、外吐作用(exocytosis)的形式：固有分泌( constitutive pathway of secretion)和受调分泌(regulated pathway of secretion)。 （七）质膜的特化结构和功能：细胞连接(cell junction)、紧密连接(tight junction)、桥粒(desmosome)、缝隙连接(gap junction)。 【教学安排与学时分配】课堂讲授6学时 第五章 细胞核与遗传信息的流向 (Chapter 5 Nucleus and Genetic Information)【目的要求】(Objective)（一）熟练掌握核被膜的形态结构与功能、染色质包装的袢环结构模型。 （二）掌握染色质的类型和特点及染色体的形态结构。 （三）熟悉染色体各部分结构的功能特点。 （四）掌握核仁的超微结构与功能 （五）了解核仁周期和核基质的功能。 （六）了解细胞核与疾病的关系。 【教学内容】(Teaching Content) （一）核被膜(nuclear envelop)：外核膜(outer nuclear membrane)、内核膜(inner nuclear membrane)、核间隙(perinuclear space)、核孔(nuclear pore complex)、核纤层(nuclear lamina)。 （二）染色质(chromatin)和染色体(chromosome) 1、染色质的化学组成及种类 2、染色质的包装：核小体(nucleosome)、螺线管(solenoid)、袢环(loop)、染色单体(chromatid) 3、中期染色体的形态结构特征、基因组(genome)与核型(karyotype)（三）核基质：核基质(nuclear matrix)的概念、核基质的形态结构和化学组成、核基质的功能。 （四）核仁(nucleolus)：核仁的形态结构和化学组成、核仁的功能、核仁周期 （五）细胞核与疾病 【教学安排与学时分配】课堂讲授6学时 第六章 细胞骨架 (Chapter 6 Cytoskeleton) 【目的要求】(Objective)（一）熟练掌握微管、微丝和中间纤维的形态结构特点和化学组成； （二）掌握微管、微丝和中间纤维的功能； （三）了解微管、微丝和中间纤维的装配过程和特点以及细胞骨架与医学的关系。 【教学内容】(Teaching Content) （一）微丝(microfilament,MF)：微丝的化学组成，微丝的形态结构，微丝的组装，微丝的功能 （二）微管(microtubule,MT)：微管的化学组成，微管的形态结构，微管的组装，微管的功能 （三）中间纤维(intermediate filament,IF)：中间纤维的化学组成、中间纤维的形态结构、中间纤维的组装，中间纤维的功能 （四）细胞骨架与疾病：细胞骨架与肿瘤，细胞骨架蛋白与神经系统疾病，细胞骨架与遗传性疾病 【教学安排与学时分配】课堂讲授3学时 第七章 线粒体与细胞的能量转换(Chapter 7 Cellular Energetics : Mitochondrion) 【目的要求】(Objective)（一）熟练掌握线粒体的超微结构、细胞呼吸和氧化磷酸化基本含义。 （二）掌握线粒体基因组的基本特征。 （三）熟悉细胞能量转换过程的细胞定位。 （四）掌握核编码蛋白质的线粒体转运的过程和特点 【教学内容】(Teaching Content) （一）线粒体(mitochondrion)的生物学特征：线粒体的结构，线粒体的化学组成，线粒体基因组，核编码蛋白质的线粒体转运，线粒体的生物发生。 （二）细胞呼吸(cellular respiration)与能量分子(ATP) （三）细胞的能量转换：糖酵解(glycolysis)、三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TAC)、氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)，ATP的合成。 （四）线粒体的能量转换与医学的关系 【教学安排与学时分配】课堂讲授3学时 第八章 细胞的内膜系统 (Chapter 8 Endomembrane System) 【目的要求】(Objective)（一）熟练掌握核糖体与蛋白质合成、信号假说、内质网的功能、高尔基复合体的形态结构与功能、溶酶体的功能； （二）掌握内质网、溶酶体的形态结构与类型； （三）了解过氧化物酶体的形态结构与功能 （四）了解内膜系统各细胞器与医学的关系。 【教学内容】(Teaching Content) （一）核糖体(ribosome)：核糖体的基本类型和化学组成，核糖体的结构，核糖体在细胞内的分布与蛋白质合成 （二）内质网(endoplasmic reticulum,ER)：内质网的形态结构与类型、内质网的化学组成，内质网的功能，内质网的病理变化 （三）高尔基复合体(Golgi complex)：高尔基复合体的形态结构，高尔基复合体的化学组成，高尔基复合体的功能，高尔基复合体的病理变化 （四）溶酶体(lysosome)：溶酶体的形态结构和化学组成，溶酶体的类型，溶酶体的功能，溶酶体与疾病的关系 （五）过氧化物酶体(peroxisome)：过氧化物酶体的形态结构和化学组成，过氧化物酶体的功能 【教学安排与学时分配】课堂讲授7学时 第十章 细胞生长、分裂和细胞周期 (Chapter 10 Cell Growth 、Cell Division and Cell Cycle)【目的要求】(Objective)（一）熟练掌握有丝分裂、减数分裂、细胞周期的概念。 （二）掌握有丝分裂和减数分裂的基本过程和结构特征，尤其是染色体的变化特点，明确有丝分裂和减数分裂的区别。 （三）掌握肿瘤细胞的增殖特点 （四）掌握细胞周期蛋白、成熟促进因子等对细胞周期调控的基本特征。 （五）掌握细胞周期调控的遗传基础。 （六）了解细胞周期与医学的关系、细胞周期的时间测定。 【教学内容】(Teaching Content) （一）细胞分裂：无丝分裂(amitosis)，有丝分裂(mitosis)，减数分裂(meosis)的基本概念；有丝分裂、减数分裂的分期及各期的结构特征。 （二）细胞周期(cell cycle) 1、细胞周期各时相的动态变化：G1期、S期、G2期、M期。 2、细胞周期的调控：细胞周期蛋白(cyclin)、细胞周期蛋白依赖激酶(cyclin-dependent kinase,Cdk)、成熟促进因子(maturation promoting factor,MPF)、生长因子(growth factor)、抑素(chalone)、SR蛋白及SR蛋白特异激酶。 3、细胞周期调控的遗传基础：细胞分裂周期基因(cell division cycle gene ,cdc gene)、癌基因(V-oncogene)、抑癌基因。 4、细胞周期常用的研究方法 5、细胞周期的时间测定 6、细胞周期与医学的关系 【教学安排与学时分配】课