一、基本概况
课程名称：细胞生物学(Cell Biology)
课程代码：131010249
课程类别：专业核心课
学时/学分：70/4（其中理论52学时，实验18学时）
需预修课程：生物化学、植物学、动物生物学、普通微生物学等专业基础课程
适用专业：适用于生物技术专业的少数民族班本科教学
课程简介
细胞生物学是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程，是现代生命科学的基础学科。通过本课程的学习，使学生掌握细胞的形态结构及细胞生命活动规律，了解细胞生物学的研究方法和手段，培养学生生物学的科学思想，从而使学生能够从细胞的角度去理解生命。
二、教学目标
学生通过本课程的学习，在知识和能力等方面达到以下要求：
1.理论、知识目标：理解细胞生物学的定义。掌握细胞膜、叶绿体、线粒体、核糖体、细胞核、细胞骨架等主要细胞器和细胞质基质、细胞内膜系统的成分、结构及功能；掌握细胞物质运输、信号转导、增殖、分化等重大生命过程的发生过程和调控机制；了解细胞衰老与凋亡的生物学意义；了解细胞生物学研究常用实验技术。
2.能力目标：扎实的细胞生物学基础理论知识，掌握细胞的形态结构及细胞生命活动规律，了解细胞生物学的研究方法和技术，了解细胞生物学研究前沿进展。
3.达成目标：通过学习本课程，应具备扎实的细胞生物学基础知识，掌握必备的研究方法和技术，了解细胞生物学领域最新动态和发展趋势；能够发现、辨析、质疑、评价细胞生物学相关现象和问题，表达个人见解。能够综合运用所掌握的理论知识和技能，对细胞生物学相关复杂问题进行综合分析和研究，并提出相应对策或解决方案，具有创新性思维。该课程支撑本专业毕业要求的第2项、第3项，第4项。
三、教学内容及教学要求
第一章 绪论（讲课2学时；实验0学时）
教学内容：
1.细胞生物学研究的内容和现状：细胞生物学概念，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重点；
2.细胞学与细胞生物学发展简史：细胞学说，细胞生物学的发展史及发展前景。
教学要求：
1.了解细胞生物学研究的总趋势与重点领域重点、细胞生物学的发展史及发展前景；
2.理解细胞生物学概念、细胞生物学的主要研究内容、细胞学说主要内容。
本章重点、难点：
重点：细胞学说主要内容。
难点：无
第二章 细胞的统一性与多样性（讲课2学时；实验0学时）
教学内容：
1.细胞的基本概念：细胞是生命活动的基本单位；细胞的基本共性；
2.原核细胞与古核细胞：原核细胞，支原体的结构特点（结合细胞的最小极限），细菌和蓝藻的结构特点，原核细胞与真核细胞的比较，古核细胞（古细菌）；
3.真核细胞：真核细胞的基本结构体系，细胞的大小及分析，细胞形态结构与功能的关系，原核细胞与真核细胞的比较，植物细胞与动物细胞的比较；
4.病毒及其与细胞的关系：病毒的基本知识（结构，分类），病毒的增殖，病毒与细胞在起源与进化中的关系、病毒与细胞在起源与进化中的关系。
教学要求：
1.了解古核细胞（古细菌）的概念、原核细胞与真核细胞的比较、植物细胞与动物细胞的比较、病毒与细胞在起源与进化中的关系；
2.理解细菌和蓝藻的结构特点、原核细胞与真核细胞的比较、真核细胞的基本结构体系、病毒的基本知识（结构，分类）；
3.掌握支原体的结构特点（结合细胞的最小极限）、细胞形态结构与功能的关系、病毒的增殖。
本章重点、难点：
重点：原核细胞与真核细胞的比较、真核细胞的基本结构体系。
难点：掌握支原体的结构特点（结合细胞的最小极限）、病毒的增殖。
第三章 细胞生物学研究方法（讲课2学时；实验0学时）
教学内容：
1.细胞形态结构的观察方法：光学显微镜技术（特点，生物学应用，分辨率），电子显微镜技术（分辨率，基本结构，分类，超薄切片技术），扫描隧道显微镜（分辨率）；
2.细胞组分的分析方法：超速离心技术（差速离心，密度梯度离心），细胞内核酸、蛋白质、酶、糖类与脂质的显示方法，特异蛋白抗原的定位与定性（免疫荧光，免疫电镜），放射自显影技术，定量细胞化学分析技术；
3.细胞培养、细胞工程与显微操作技术：细胞培养（原代细胞，继代细胞，细胞株，细胞系），细胞工程（细胞融合），单克隆抗体技术。
教学要求：
1.了解光学显微镜技术（特点，生物学应用，分辨率）、电子显微镜技术（分辨率，基本结构，分类，超薄切片技术）、扫描隧道显微镜（分辨率）、放射自显影技术、细胞工程（细胞融合）；
2.理解超速离心技术（差速离心，密度梯度离心）、细胞内核酸、蛋白质、酶、糖类与脂质的显示方法、特异蛋白抗原的定位与定性（免疫荧光，免疫电镜）、细胞培养（原代细胞，继代细胞，细胞株，细胞系）；
3.掌握定量细胞化学分析技术、单克隆抗体技术。
本章重点、难点：
重点：超速离心技术（差速离心，密度梯度离心）、细胞培养（原代细胞，继代细胞，细胞株，细胞系）。
难点：细胞化学分析技术、单克隆抗体技术。
第四章 细胞质膜与细胞表面（讲课4学时；实验0学时）
教学内容：
1.细胞质膜与细胞表面特化结构：细胞膜的结构（流动镶嵌模型），膜脂（类型，运动方式），膜蛋白(类型，主要结合方式)，膜的流动性，膜的不对称性，细胞膜的功能，膜骨架；
2.细胞连接：细胞间连接的类型，封闭连接（结构特点），锚定连接(主要方式，结构特点)，通讯连接（分类，结构），细胞表面的粘着因子；
3.细胞外被与细胞外基质：细胞外被与细胞外基质概念，细胞外基质的组成和功能，胶原（类型，结构），氨基聚糖和蛋白聚糖，层粘连蛋白和纤粘连蛋白，弹性蛋白，植物细胞壁。
教学要求：
1.了解膜骨架、细胞表面的粘着因子、氨基聚糖和蛋白聚糖、层粘连蛋白和纤粘连蛋白、弹性蛋白；
2.理解膜脂（类型，运动方式）、膜蛋白(类型，主要结合方式)、膜的流动性、膜的不对称性、细胞膜的功能、细胞间连接的类型、封闭连接（结构特点）、锚定连接(主要方式，结构特点)、通讯连接（分类，结构）、细胞外被与细胞外基质概念、胶原（类型，结构）、植物细胞壁；
3.掌握细胞膜的结构（流动镶嵌模型）、细胞外基质的组成和功能。
本章重点、难点：
重点：细胞膜的功能、细胞间连接的类型、封闭连接（结构特点）、锚定连接(主要方式，结构特点)、通讯连接（分类，结构）。
难点：细胞膜的结构（流动镶嵌模型）。
第五章 物质的跨膜运输（讲课4学时；实验0学时）
教学内容：
1.被动运输：基本概念，简单扩散，协助扩散，载体蛋白，通道蛋白；
2.主动运输：基本概念，ATP供能的主动运输，钠钾泵，协同运输；
3.胞吞作用与胞吐作用：基本概念，胞饮作用，吞噬作用，受体介导的胞吞作用的主要过程。
教学要求：
1.了解胞吞作用与胞吐作用（基本概念，胞饮作用，吞噬作用，受体介导的胞吞作用的主要过程）；
2.理解被动运输（基本概念，简单扩散，协助扩散，载体蛋白，通道蛋白）；
3.掌握主动运输（基本概念，ATP供能的主动运输，钠钾泵，协同运输）。
本章重点、难点：
重点：被动运输的基本概念，载体蛋白的概念，通道蛋白的概念。
难点：主动运输的基本概念，ATP供能的主动运输，钠钾泵的原理。
第六章 线粒体和叶绿体（讲课4学时；实验8学时）
教学内容：
1.线粒体与氧化磷酸化：线粒体的形态结构，线粒体的化学组成与酶的定位（各部位的标志酶），线粒体的功能（呼吸链的主要组成、ATP合成酶的分子结构、化学渗透学说的主要内容），ATP酶的作用机制，线粒体与疾病；
2.叶绿体与光合作用：叶绿体的形态结构与化学组成，叶绿体的主要功能——光合作用；
3.线粒体和叶绿体是半自主性细胞器：线粒体和叶绿体的DNA（结构特点），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（导肽、线粒体蛋白的跨膜转运过程）；
4.线粒体和叶绿体的增殖与起源：线粒体的增殖，叶绿体的增殖，线粒体和叶绿体的起源（内共生起源学说及主要证据）。
教学要求：
1.了解线粒体与疾病、线粒体和叶绿体的起源（内共生起源学说及主要证据）；
2.理解线粒体的形态结构、线粒体的化学组成与酶的定位（各部位的标志酶）、叶绿体的形态结构与化学组成、叶绿体的主要功能——光合作用、线粒体和叶绿体的DNA（结构特点）、线粒体和叶绿体的蛋白质合成、线粒体的增殖、叶绿体的增殖；
3.掌握ATP酶的作用机制、线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配（导肽、线粒体蛋白的跨膜转运过程）。
本章重点、难点：
重点：线粒体的化学组成与酶的定位（各部位的标志酶）、叶绿体的形态结构与化学组成。
难点：ATP酶的作用机制、线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配（导肽、线粒体蛋白的跨膜转运过程）。
第七章 细胞质基质与细胞内膜系统（讲课6学时；实验0学时）
教学内容：
1.细胞质基质：细胞质基质的概念，细胞质基质的主要组成，细胞质基质的功能，细胞质基质与细胞溶胶；
2.内质网：内质网的基本类型，粗面内质网和光面内质网的结构、分布特点，内质网的功能；
3.高尔基体：高尔基体的形态结构，高尔基体的功能，蛋白质糖基化修饰的种类及二者之间的比较，高尔基体与细胞内的膜泡运输；
4.溶酶体与过氧化物酶体：溶酶体的形态结构（类型，溶酶体膜的结构特点），溶酶体的功能，溶酶体的发生，过氧化物酶体（结构特点、功能）。
教学要求：
1.了解细胞质基质与细胞溶胶、蛋白质糖基化修饰的种类及二者之间的比较、溶酶体的发生、过氧化物酶体（结构特点、功能）；
2.理解细胞质基质的概念、细胞质基质的主要组成、内质网的基本类型（粗面内质网和光面内质网的结构、分布特点）、高尔基体的形态结构、高尔基体与细胞内的膜泡运输、溶酶体的功能；
3.掌握细胞质基质的功能、内质网的功能、高尔基体的功能、溶酶体的形态结构（类型，溶酶体膜的结构特点）。
本章重点、难点：
重点：细胞质基质的概念、内质网的基本类型（粗面内质网和光面内质网的结构、分布特点）、高尔基体的形态结构、高尔基体与细胞内的膜泡运输、溶酶体的功能。
难点：细胞质基质的功能、内质网的功能、高尔基体的功能、膜泡运输。
第八章 蛋白质分选与膜泡运输（讲课6学时；实验0学时）
教学内容：
1.信号肽；
2.信号假说；
3.信号肽的蛋白合成过程；
4.几种蛋白质分选信号；
5.蛋白质分选的基本途径与类型；
6.膜泡运输。
教学要求：
1.了解几种蛋白质分选信号；
2.理解信号肽的概念，信号假说，膜泡运输；
3.掌握信号肽的蛋白合成过程，蛋白质分选的基本途径与类型。
本章重点、难点：
重点：信号肽的概念。
难点：信号肽的蛋白合成过程、蛋白质分选的基本途径与类型。
第九章 细胞信号转导（讲课4学时；实验0学时）
教学内容：
1.细胞通讯与细胞识别：细胞通讯的概念，细胞通讯的方式；细胞识别的概念，信号分子，受体，配体，第二信使，细胞信号通路的概念；
2.细胞内受体介导的信号传递：甾类激素的信号传递；
3.细胞表面受体介导的信号跨膜传递：细胞表面受体的类型，cAMP信号通路，磷脂酰肌醇信号通路；
4.细胞表面整连蛋白介导的信号传递；
5.信号传递的基本特征；
6.细胞信号传导的整合与控制。
教学要求：
1.了解蛋白激酶的网络整合信息；
2.理解细胞通讯与细胞识别（细胞通讯的概念，细胞通讯的方式；细胞识别的概念，信号分子，受体，配体，第二信使，细胞信号通路的概念）、细胞内受体介导的信号传递（甾类激素的信号传递）、细胞表面整连蛋白介导的信号传递、信号传递的基本特征；
3.掌握细胞表面受体介导的信号跨膜传递（细胞表面受体的类型，cAMP信号通路，磷脂酰肌醇信号通路）。
本章重点、难点：
重点：细胞通讯与细胞识别（细胞通讯的概念，细胞通讯的方式；细胞识别的概念，信号分子，受体，配体，第二信使，细胞信号通路的概念）。
难点：细胞表面受体介导的信号跨膜传递（细胞表面受体的类型，cAMP信号通路，磷脂酰肌醇信号通路）。
第十章 细胞骨架（讲课4学时；实验4学时）
教学内容：
1.微丝与细胞运动：微丝的组成，微丝的结构，微丝的组装，微丝结合蛋白，微丝特异性药物，微丝的功能；
2.微管及其功能：微管的化学组成，微管的形态结构，微管的组装，微管特异性药物，微管结合蛋白，微管的功能；
3.中间丝：中间丝的化学组成，中间丝的形态结构，中间丝的组装，中间丝的功能。
教学要求：
1.理解微丝的组成、微丝的组装、微丝结合蛋白、微丝特异性药物、微管的化学组成、微管的形态结构、微管特异性药物、微管结合蛋白、中间丝、中间丝的化学组成、中间丝的形态结构、中间丝的组装、中间丝的功能；
2.掌握微丝的结构、微丝的功能、微管的组装、微管的功能。
本章重点、难点：
重点：微丝的组成、微丝的组装、微丝特异性药物、微管的化学组成、微管的形态结构、微管特异性药物、中间丝。
难点：微丝的结构、微丝的功能、微管的组装、微管的功能。
第十一章 细胞核与染色体（讲课4学时；实验2学时）
教学内容：
1.核被膜与核孔复合体：核被膜，核孔复合体；
2.染色质：染色质的概念，染色质的化学组成，核小体的结构，染色质包装的结构模型，常染色质和异染色质；
3.染色质结构与基因活化：活性染色质的主要特征，染色质结构与基因转录；
4.染色体：中期染色体的形态结构，染色体DNA的三种功能元件，核形与染色体显带，巨大染色体；
5.核仁：核仁的超微结构，核仁的功能，核仁的周期；
6.核基质：核基质，核体。
教学要求：
1.了解染色质包装的结构模型、染色体DNA的三种功能元件、核形与染色体显带、巨大染色体、核仁的周期、核基质、核体；
2.理解核被膜、染色质的概念、染色质的化学组成、核小体的结构、常染色质和异染色质、染色质结构与基因转录、中期染色体的形态结构、核仁的超微结构、核仁的功能；
3.掌握活性染色质的主要特征、核孔复合体主要特征。
本章重点、难点：
重点：核被膜、染色质的概念、染色质的化学组成、核小体的结构、常染色质和异染色质、核仁的功能。
难点：核孔复合体主要特征。
第十二章 核糖体（讲课2学时；实验0学时）
教学内容：
1.核糖体的类型与结构：核糖体的基本类型与成分，核糖体的结构，核糖体蛋白质与
rRNA的功能；
2.多聚核糖体与蛋白质的合成：多聚核糖体，蛋白质的合成，RNA在生命起源中的地
位。
教学要求：
1.了解RNA在生命起源中的地位；
2.理解核糖体的基本类型与成分，核糖体的结构，多聚核糖体；
3.掌握蛋白质的合成。
本章重点、难点：
重点：核糖体的基本类型与成分，核糖体的结构。
难点：蛋白质的合成。
第十三章 细胞周期与细胞分裂（讲课6学时；实验4学时）
教学内容：
1.细胞周期：细胞周期，细胞周期中不同时相及其主要事件，细胞周期长短测定，细胞周期同步化，特殊的细胞周期；
2.细胞分裂：有丝分裂，减数分裂；
3.细胞周期的调控：细胞周期调控的检验点，细胞周期的调控（MPF，CDK激酶，细胞周期运转调控）。
教学要求：
1.了解细胞周期长短测定、特殊的细胞周期；
2.理解细胞周期中不同时相及其主要事件、有丝分裂、细胞周期的调控（MPF，CDK激酶，细胞周期运转调控）；
3.掌握细胞周期、细胞周期同步化、减数分裂、细胞周期调控的检验点。
本章重点、难点：
重点：细胞周期中不同时相及其主要事件、有丝分裂。
难点：细胞周期、减数分裂、细胞周期调控的检验点。
第十四章 细胞增殖调控与癌细胞（讲课1学时；实验0学时）
教学内容：
1.细胞分化：细胞分化的概念，影响细胞分化的因素，同源异型基因；
2.癌细胞：癌细胞的基本特征，癌基因与抑癌基因，肿瘤的发生过程；
3.真核细胞基因表达的调控：基因表达的调控（复制水平，转录水平，转录后水平，翻译和翻译后加工水平）。
教学要求：
1.了解同源异型基因、癌基因与抑癌基因、肿瘤的发生过程、基因表达的调控（复制水平，转录水平，转录后水平，翻译和翻译后加工水平）；
2.理解细胞分化的概念、癌细胞的基本特征；
3.掌握影响细胞分化的因素。
本章重点、难点：
重点：细胞分化的概念、癌细胞的基本特征。
难点：影响细胞分化的因素。
第十五章 程序性死亡与细胞衰老（讲课1学时；实验0学时）
教学内容：
1.程序性细胞死亡：细胞凋亡的概念及生物学意义，细胞凋亡的形态学和生化特征，细胞凋亡的分子调控机制，植物细胞与酵母细胞的程序性死亡，细胞凋亡的生物学意义；
2.细胞衰老：Hayflick界限，细胞在体内条件下的衰老，衰老细胞结构的变化，细胞衰老的分子机理。
教学要求：
1.了解植物细胞与酵母细胞的程序性死亡、细胞凋亡的生物学意义、Hayflick界限、细胞在体内条件下的衰老；
2.理解细胞凋亡的概念及生物学意义、细胞凋亡的分子调控机制、衰老细胞结构的变化、细胞衰老的分子机理；
3.掌握细胞凋亡的形态学和生化特征。
本章重点、难点：
重点：细胞凋亡的概念及生物学意义、细胞凋亡的分子调控机制。
难点：细胞凋亡的形态学和生化特征。
四、考核方式及成绩评定
本课程的成绩将由平时成绩（考勤、作业）、实验成绩（参与情况+实验报告）和期末考试成绩三部分组成，其中平时成绩占30%、实验成绩占20%、考试成绩占50%；期末考试采用闭卷笔试。
五、教材及参考书目
教材：《细胞生物学》第四版，翟中和主编，高等教育出版社，2011年，标准书号：ISBN 978-7-040-32175-3。
参考书目：
1.《细胞生物学》，王金发主编，科学出版社，2003年，标准书号：978-7-030-11462-4。
2.《细胞生物学》第三版，翟中和主编，高等教育出版社，2007年，标准书号：978-7-040-20766-8。
