“细胞生物学”教学大纲 (2005年春季) 主讲教师:丁明孝: 67047 陈建国:Tel:55786 张传茂:Tel:57173 第一章绪论 2学时 主讲教师:丁明孝教授 第一节细胞生物学研究的内容和现状 第二节细胞学与细胞生物学发展简史 教学要求: 掌握细胞学与细胞生物学发展的历史,细胞学说的建立及其所起的承前启后的重要作 用。细胞学与细胞生物学发展的历史大致可以划分为以下几个阶段:(1)细胞的发现:(2) 细胞学说的建立:(3)细胞学的经典时期;(4)实验细胞学时期;(5)细胞生物学学科 的形成与发展。分析了细胞生物学学科形成的基础与条件。当前细胞生物学主要发展方向是 细胞分子生物学,它是以细胞作为一切有机体进行生命活动的基本单位这一概念为出发点 在各层次上(主要在分子水平上)研究细胞生命活动基本规律的学科。细胞生物学是研究细 胞生命活动基本规律的学科,它是现代生命科学的基础学科之 热点问题:(1)细胞核、染色体以及基因表达的研究:(2)生物膜与细胞器的研究 (3)细胞骨架体系的研究:(4)细胞增殖及其调控:(5)细胞分化及其调控:(6)细胞 的衰老与程序性死亡(凋亡);(7)细胞的起源与进化;(8)细胞工程。重点介绍了当前 细胞生物学发展的总趋势和热点领域与方向。 参考书: 1. Gerald Karp. Cell and Molecular Biology: concepts and experiments, 3 Edition Published by john Wiley Sons, Inc. 2002 2. Alberts b et al. Essential Cell Biology. 2 Edition. New York and London Garland publishing, Inc. 2004 3. Alberts b et al. Molecuar Biology of the Cell Edition. New York and London: Garland Publishing, Inc. 2002 4. Darnell, Jet al. Molecular Cell Biology, 5 Edition. New York: W H. Freeman Co. Avers, C J. Molecular Cell Biology. Addison-Wesley publ. Co. 2004 思考题: 1.根据细胞生物学研究的内容与你所掌握的生命科学知识,客观地、恰当地估价细胞生物学在生命科学中
“细胞生物学”教学大纲 （2005 年春季） 主讲教师：丁明孝：Tel：67047 陈建国：Tel：55786 张传茂：Tel：57173 第一章 绪论 2 学时 主讲教师：丁明孝教授 第一节 细胞生物学研究的内容和现状 第二节 细胞学与细胞生物学发展简史 教学要求： 掌握细胞学与细胞生物学发展的历史，细胞学说的建立及其所起的承前启后的重要作 用。 细胞学与细胞生物学发展的历史大致可以划分为以下几个阶段：（1）细胞的发现；（2） 细胞学说的建立；（3）细胞学的经典时期；（4）实验细胞学时期；（5）细胞生物学学科 的形成与发展。分析了细胞生物学学科形成的基础与条件。当前细胞生物学主要发展方向是 细胞分子生物学，它是以细胞作为一切有机体进行生命活动的基本单位这一概念为出发点， 在各层次上（主要在分子水平上）研究细胞生命活动基本规律的学科。细胞生物学是研究细 胞生命活动基本规律的学科，它是现代生命科学的基础学科之一。 热点问题：（1）细胞核、染色体以及基因表达的研究；（2）生物膜与细胞器的研究； （3）细胞骨架体系的研究；（4）细胞增殖及其调控；（5）细胞分化及其调控；（6）细胞 的衰老与程序性死亡（凋亡）；（7）细胞的起源与进化；（8）细胞工程。重点介绍了当前 细胞生物学发展的总趋势和热点领域与方向。 参考书： 1. Gerald Karp. Cell and Molecular Biology：concepts and experiments，3 rd Edition. Published by John Wiley & Sons,Inc. 2002 2. Alberts B et al. Essential Cell Biology. 2nd Edition. New York and London： Garland publishing，Inc. 2004 3. Alberts B et al. Molecuar Biology of the Cell, 4 th Edition. New York and London：Garland Publishing，Inc. 2002 4. Darnell,J.et al. Molecular Cell Biology, 5 th Edition. New York：W.H. Freeman Co. Avers,C.J.. Molecular Cell Biology. Addison-Wesley Publ.Co. 2004 思考题： 1. 根据细胞生物学研究的内容与你所掌握的生命科学知识,客观地、恰当地估价细胞生物学在生命科学中
处的地位以及它与其它生物科学的关系。 2.从细胞学发展简史,你如何认识细胞学说的重要意义? 3.试简明扼要地分析细胞生物学学科形成的客观条件以及它今后发展的主要趋势 4.当前细胞生物学研究的热点课题中你最感兴趣的是哪些?为什么? 第二章细胞基本知识概要 2学时 主讲教师:丁明孝教授 第一节细胞的基本知识概念 第二节非细胞形态的生命体一病毒及其与细胞的关系 第三节原核细胞与古核细胞 第四节真核细胞基本知识概要 教学要求: 掌握真核细胞、原核细胞的结构特征及进化上的关系:;病毒与宿主细胞相互作用的分子 机制:细胞生命活动的基本含义。原核细胞的两个重要代表:细菌与蓝藻。真核细胞的可能 祖先:古细菌的结构和遗传学特征。动植物细胞在结构上的差异 真核细胞的结构可以概括为三大体系:(1)生物膜体系以及以生物膜为基础构建的各种 独立的细胞器:(2)遗传信息表达的结构体系;(3)细胞骨架体系 思考题 1.根据你所掌握的知识,如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念? 2.病毒是非细胞形态的生命体,又是最简单的生命体,请论证一下它与细胞不可分割的关系。 3.为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式? 4.请你在阅读了本章以后对原核细胞与真核细胞的比较提出新的补充 5.细胞的结构与功能的相关性观点是学习细胞生物学的重要原则之一,你是否能提出一些更有说服力的 论据来说明这一问题 第三章细胞生物学研究方法 4学时 主讲教师:陈建国 第一节细胞形态结构的观察方法 第二节细胞组分的分析方法 第三节细胞培养、细胞工程与显微操作技术 教学要求: 了解和掌握细胞生物学研究领域所使用的实验技术的基本原理和应用。 1.显微镜技术(1)光学显微镜技术:普通复式显微镜技术,荧光显微镜技术与现代图 像处理技术,激光共焦点扫描显微镜技术,相差和微分干涉显微镜技术,录像增差显微镜技 术。(2)电子显微镜技术:原理与基本知识,样品制备技术,扫描电镜技术,冷冻蚀刻技术 (3)扫描隧道显微镜技术:特点与优越性 2.细胞组分的分析方法。(1)超速离心技术。(2)细胞内大分子的显示方法。(3)细
所处的地位以及它与其它生物科学的关系。 2. 从细胞学发展简史，你如何认识细胞学说的重要意义? 3. 试简明扼要地分析细胞生物学学科形成的客观条件以及它今后发展的主要趋势。 4. 当前细胞生物学研究的热点课题中你最感兴趣的是哪些？为什么？ 第二章 细胞基本知识概要 2 学时 主讲教师：丁明孝教授 第一节 细胞的基本知识概念 第二节 非细胞形态的生命体—病毒及其与细胞的关系 第三节 原核细胞与古核细胞 第四节 真核细胞基本知识概要 教学要求： 掌握真核细胞、原核细胞的结构特征及进化上的关系；病毒与宿主细胞相互作用的分子 机制；细胞生命活动的基本含义。原核细胞的两个重要代表：细菌与蓝藻。真核细胞的可能 祖先：古细菌的结构和遗传学特征。动植物细胞在结构上的差异。 真核细胞的结构可以概括为三大体系：（1）生物膜体系以及以生物膜为基础构建的各种 独立的细胞器；（2）遗传信息表达的结构体系；（3）细胞骨架体系。 思考题： 1． 根据你所掌握的知识，如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？ 2． 病毒是非细胞形态的生命体，又是最简单的生命体，请论证一下它与细胞不可分割的关系。 3． 为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式? 4． 请你在阅读了本章以后对原核细胞与真核细胞的比较提出新的补充. 5． 细胞的结构与功能的相关性观点是学习细胞生物学的重要原则之一，你是否能提出一些更有说服力的 论据来说明这一问题。 第三章 细胞生物学研究方法 4学时 主讲教师：陈建国 第一节 细胞形态结构的观察方法 第二节 细胞组分的分析方法 第三节 细胞培养、细胞工程与显微操作技术 教学要求： 了解和掌握细胞生物学研究领域所使用的实验技术的基本原理和应用。 1．显微镜技术（1）光学显微镜技术：普通复式显微镜技术，荧光显微镜技术与现代图 像处理技术，激光共焦点扫描显微镜技术，相差和微分干涉显微镜技术，录像增差显微镜技 术。（2）电子显微镜技术：原理与基本知识，样品制备技术，扫描电镜技术，冷冻蚀刻技术。 （3）扫描隧道显微镜技术：特点与优越性。 2．细胞组分的分析方法。（1）超速离心技术。（2）细胞内大分子的显示方法。（3）细
胞内特异蛋白抗原和核酸序列的定位与定性:免疫荧光技术,免疫电镜技术和原位杂交技术。 (4)细胞内生物大分子的合成动态:同位素标记技术结合放射自显影。(5)定量细胞化学 分析技术:显微分光光度测定技术,流式细胞仪技术 3.细胞培养技术,细胞融合与细胞杂交技术,单克隆抗体技术,细胞拆合与显微操作 技术 4.分子生物学技术 思考题: 1.举2~3例说明电子显微镜技术与细胞分子生物学技术的结合在现代细胞生物学研究中的应用 2.为什么光学显微镜可以拍摄彩色照片,而电子显微镜则不能? 3.光学显微镜技术有哪些新发展?它们各有哪些突出优点?为什么电子显微镜不能完全代替光学显微镜? 4.为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本技术之一? 第四章细胞质膜与细胞表面 4学时 主讲教师:陈建国 第一节细胞质膜与细胞表面特化结构 第二节细胞连接 第三节细胞外被与细胞外基质 教学要求 掌握生物膜的结构模型、组成与功能等基本知识。膜蛋白 细胞膜与细胞表面特化结构:细胞质膜的结构模型,组成成分,生理生化基本特性,膜 的主要生物功能,以及膜骨架的结构与功能。 细胞社会学。细胞间连接的基本概念:封闭连接、锚定连接和通讯连接的组织分布、结 构特征及其功能机制。细胞表面粘着分子的类型及其细胞间的相互作用。 细胞外被和胞外基质的生化组成及其参与的生命活动 植物细胞细胞壁的组成与生理功能 思考题 1.生物膜的基本结构特征是什么?这些特征与它的生理功能有什么联系? 2.何谓内在膜蛋白?内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合? 3.从生物膜结构模型的演化谈谈人们对生物膜结构的认识过程 4.细胞表面有哪几种常见的特化结构?膜骨架的基本结构与功能是什么? 5.细胞连接有哪几种类型,各有何功能? 6.胞外基质的组成、分子结构及生物学功能是什么? 第五章物质跨膜运输与信号传递 4学时 主讲教师:陈建国
胞内特异蛋白抗原和核酸序列的定位与定性：免疫荧光技术，免疫电镜技术和原位杂交技术。 （4）细胞内生物大分子的合成动态：同位素标记技术结合放射自显影。（5）定量细胞化学 分析技术：显微分光光度测定技术，流式细胞仪技术。 3．细胞培养技术，细胞融合与细胞杂交技术，单克隆抗体技术，细胞拆合与显微操作 技术。 4．分子生物学技术。 思考题： 1. 举 2～3 例说明电子显微镜技术与细胞分子生物学技术的结合在现代细胞生物学研究中的应用。 2. 为什么光学显微镜可以拍摄彩色照片，而电子显微镜则不能？ 3. 光学显微镜技术有哪些新发展?它们各有哪些突出优点?为什么电子显微镜不能完全代替光学显微镜? 4. 为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本技术之一? 第四章 细胞质膜与细胞表面 4学时 主讲教师：陈建国 第一节 细胞质膜与细胞表面特化结构 第二节 细胞连接 第三节 细胞外被与细胞外基质 教学要求： 掌握生物膜的结构模型、组成与功能等基本知识。膜蛋白。 细胞膜与细胞表面特化结构：细胞质膜的结构模型，组成成分，生理生化基本特性，膜 的主要生物功能，以及膜骨架的结构与功能。 细胞社会学。细胞间连接的基本概念：封闭连接、锚定连接和通讯连接的组织分布、结 构特征及其功能机制。细胞表面粘着分子的类型及其细胞间的相互作用。 细胞外被和胞外基质的生化组成及其参与的生命活动。 植物细胞细胞壁的组成与生理功能。 思考题： 1. 生物膜的基本结构特征是什么? 这些特征与它的生理功能有什么联系? 2. 何谓内在膜蛋白? 内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合? 3. 从生物膜结构模型的演化谈谈人们对生物膜结构的认识过程? 4. 细胞表面有哪几种常见的特化结构? 膜骨架的基本结构与功能是什么? 5. 细胞连接有哪几种类型, 各有何功能? 6. 胞外基质的组成、分子结构及生物学功能是什么？ 第五章 物质跨膜运输与信号传递 4 学时 主讲教师：陈建国
第一节物质的跨膜运输 第二节细胞通讯与信号传递 教学要求 掌握物质跨膜运输与信号传递的不同方式和生物学意义,以及参与运输活动的蛋白分子 之间相互作用的模式 物质跨膜运输的三种主要方式,及其各自的运输方向、跨膜动力、能量消耗等特征。 (1)被动运输:包括简单扩散和载体介导的协助扩散:负责物质跨膜转运的两类蛋白: 载体蛋白和通道蛋白,各自的结构与功能特点。 (2)主动运输:由ATP直接提供能量(NaK泵,Ca'泵和质子泵),由ATP间接提供能 量(协同运输)以及光能驱动三种基本类型;细胞膜电位的产生机理及生物学意义。 (3)胞吞作用与胞吐作用。两类胞吞作用:胞饮作用和吞噬作用的过程及异同:两类 胞吐作用:组成型外排与调节型外排的过程及异同:膜融合与膜泡运输的基本过程模式。 细胞通讯的基本概念和基本作用方式,细胞识别和细胞信号通路的基本概念,细胞信号 分子的分类,第二信使与分子开关的概念与生理功能。 细胞受体的分类:细胞内受体和细胞表面受体。 细胞内受体的成分、结构组成及作用机理;细胞表面受体三大家族:离子通道偶联的受 体、G-蛋白偶联的受体和与酶连接的受体各自参与的信号通路一般特征。 思考题: 1.比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。 2.说明Na‘K泵的工作原理及其生物学意义 3.比较动物细胞、植物细胞和原生动物细胞应付低渗膨胀的机制有何不同。 4.比较胞饮作用和吞噬作用的异同。 5.比较组成型的外排途径和调节型外排途径的特点及其生物学意义 6.试述细胞以哪些方式进行通讯?各种方式之间有何不同? 7.细胞有哪几种方式通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯? 8.何谓信号传递中的分子开关蛋白?举例说明其作用机制 9.简要比较G-蛋白偶联受体介导的信号通路有何异同? 10.概述受体酪氨酸激酶介导的信号通路的组成、特点及其主要功能 11.请总结细胞信号传递的主要特点并举例说明 第六章细胞质基质与细胞内膜系统 4学时 主讲教师:陈建国 第一节细胞质基质 第二节内质网 第三节高尔基复合体 第四节溶酶体与过氧化物酶体 第五节细胞内蛋白质的分选与细胞结构的组装
第一节 物质的跨膜运输 第二节 细胞通讯与信号传递 教学要求： 掌握物质跨膜运输与信号传递的不同方式和生物学意义，以及参与运输活动的蛋白分子 之间相互作用的模式。 物质跨膜运输的三种主要方式，及其各自的运输方向、跨膜动力、能量消耗等特征。 （1）被动运输：包括简单扩散和载体介导的协助扩散；负责物质跨膜转运的两类蛋白： 载体蛋白和通道蛋白，各自的结构与功能特点。 （2）主动运输：由 ATP 直接提供能量（Na+ -K +泵，Ca+泵和质子泵），由 ATP 间接提供能 量（协同运输）以及光能驱动三种基本类型；细胞膜电位的产生机理及生物学意义。 （3）胞吞作用与胞吐作用。两类胞吞作用：胞饮作用和吞噬作用的过程及异同；两类 胞吐作用：组成型外排与调节型外排的过程及异同；膜融合与膜泡运输的基本过程模式。 细胞通讯的基本概念和基本作用方式，细胞识别和细胞信号通路的基本概念，细胞信号 分子的分类，第二信使与分子开关的概念与生理功能。 细胞受体的分类：细胞内受体和细胞表面受体。 细胞内受体的成分、结构组成及作用机理；细胞表面受体三大家族：离子通道偶联的受 体、 G-蛋白偶联的受体和与酶连接的受体各自参与的信号通路一般特征。 思考题： 1. 比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。 2. 说明 Na+ -K +泵的工作原理及其生物学意义。 3. 比较动物细胞、植物细胞和原生动物细胞应付低渗膨胀的机制有何不同。 4. 比较胞饮作用和吞噬作用的异同。 5. 比较组成型的外排途径和调节型外排途径的特点及其生物学意义。 6. 试述细胞以哪些方式进行通讯？各种方式之间有何不同？ 7. 细胞有哪几种方式通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯？ 8. 何谓信号传递中的分子开关蛋白？举例说明其作用机制。 9. 简要比较 G-蛋白偶联受体介导的信号通路有何异同？ 10. 概述受体酪氨酸激酶介导的信号通路的组成、特点及其主要功能。 11. 请总结细胞信号传递的主要特点并举例说明。 第六章 细胞质基质与细胞内膜系统 4学时 主讲教师：陈建国 第一节 细胞质基质 第二节 内质网 第三节 高尔基复合体 第四节 溶酶体与过氧化物酶体 第五节 细胞内蛋白质的分选与细胞结构的组装
教学要求: 掌握细胞质基质的组成、特点与主要功能,细胞内膜系统的组成、动态结构特征与功能 内质网的形态结构与两种基本类型:粗面内质网和光面内质网的成分与结构特征,分别 参与的重大生命活动 高尔基体的标志反应、结构特征及其主要功能,有关高尔基体发生的几个问题。 溶酶体与过氧化物酶体的异同比较:组成成分、膜结构特征、生理功能及发生过程。 分泌蛋白合成的模型:信号假说 细胞内蛋白质分选的基本途径(共转移与后转移)与四种基本类型。 参与膜泡运输的三种小泡类型:(1)网格蛋白有被小泡,(2)CPⅡ有被小泡和(3)COPⅡ 有被小泡,及各自作用机制 细胞结构体系的不同装配方式及装配的生物学意义。 细胞结构和生物大分子分布的不对称性 思考题: 1.谈谈你对细胞质基质的结构组成及其在细胞生命活动中作用的理解 2.比较粗面内质网和光面内质网的形态结构与功能 3.细胞内蛋白质合成部位及其去向如何? 4.粗面内质网上合成哪几类蛋白质,它们在内质网上合成的生物学意义又是什么? 5.指导分泌性蛋白在粗面内质网上合成需要哪些主要结构或因子?它们如何协同作用完成肽链在内质网 上的合成。 6.结合高尔基体的结构特征,谈谈它是怎样行使其生理功能的 7.蛋白质糖基化的基本类型、特征及生物学意义是什么? 8.溶酶体是怎样发生的?它有哪些基本功能? 9.过氧化物酶体与溶酶体有哪些区别?怎样理解过氧化物酶体是异质性的细胞器? 10.图解说明细胞内膜系统的各种细胞器在结构与功能上的联系 11.何谓蛋白质的分选?已知膜泡运输有哪几种类型? 12.怎样理解细胞结构组装的生物学意义? 第七章细胞能量转换线粒体和叶绿体 4学时 主讲教师:张传茂 第一节线粒体与氧化磷酸化 第二节叶绿体与光合作用 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 教学要求: 掌握真核细胞内两种重要的产能细胞器一一线粒体和叶绿体的基本结构特征与
教学要求： 掌握细胞质基质的组成、特点与主要功能，细胞内膜系统的组成、动态结构特征与功能。 内质网的形态结构与两种基本类型：粗面内质网和光面内质网的成分与结构特征，分别 参与的重大生命活动。 高尔基体的标志反应、结构特征及其主要功能，有关高尔基体发生的几个问题。 溶酶体与过氧化物酶体的异同比较：组成成分、膜结构特征、生理功能及发生过程。 分泌蛋白合成的模型：信号假说。 细胞内蛋白质分选的基本途径（共转移与后转移）与四种基本类型。 参与膜泡运输的三种小泡类型：(1)网格蛋白有被小泡，(2)COPⅡ有被小泡和(3)COPⅡ 有被小泡，及各自作用机制。 细胞结构体系的不同装配方式及装配的生物学意义。 细胞结构和生物大分子分布的不对称性。 思考题： 1. 谈谈你对细胞质基质的结构组成及其在细胞生命活动中作用的理解。 2. 比较粗面内质网和光面内质网的形态结构与功能。 3. 细胞内蛋白质合成部位及其去向如何? 4. 粗面内质网上合成哪几类蛋白质，它们在内质网上合成的生物学意义又是什么? 5. 指导分泌性蛋白在粗面内质网上合成需要哪些主要结构或因子?它们如何协同作用完成肽链在内质网 上的合成。 6. 结合高尔基体的结构特征，谈谈它是怎样行使其生理功能的。 7. 蛋白质糖基化的基本类型、特征及生物学意义是什么? 8. 溶酶体是怎样发生的? 它有哪些基本功能? 9. 过氧化物酶体与溶酶体有哪些区别? 怎样理解过氧化物酶体是异质性的细胞器? 10. 图解说明细胞内膜系统的各种细胞器在结构与功能上的联系。 11. 何谓蛋白质的分选？已知膜泡运输有哪几种类型？ 12. 怎样理解细胞结构组装的生物学意义？ 第七章 细胞能量转换—线粒体和叶绿体 4学时 主讲教师：张传茂 第一节 线粒体与氧化磷酸化 第二节 叶绿体与光合作用 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 教学要求： 掌握真核细胞内两种重要的产能细胞器——线粒体和叶绿体的基本结构特征与