细胞生物学教学大纲

《细胞生物学》教学大纲

课程编号：38010041

课程名称：细胞生物学（Cell Biology）

学 分：5.5 总学时：112 理论学时：64 实验学时：48

先修课程要求：无机化学 有机化学 生物学 生物化学

适应专业：生物科学专业

参考教材 ：《细胞生物学》翟中和等主编，高等教育出版社，2000年8月

《医学细胞生物学》刘艳平主编，中南大学出版社，2001年8月

《医学细胞分子生物学》宋今丹主编，人民卫生出版社，2003年1月 《Cell and Molecular Biology》3rd Edition， Karp G，2002年11月

《医学细胞生物学实验指导》，刘艳平主编，湖南科学技术出版社，2002年8月

一、 课程在培养方案中的地位、目的和任务

细胞生物学是现代生命科学中的前沿学科，它是从细胞、亚细胞、分子水平上研究细胞的生命活动。细胞生物学的成就已经广泛地渗透到生物学、医学等各学科之中，成为现代生命科学教育中相关专业必修的重要课程。

该课程的主要任务是使医学生掌握细胞的基本结构与功能，掌握细胞生物学的基本理论、基本知识、基本技能；熟悉本学科的主要新成就和新技术。

细胞生物学实验将通过一系列不同形式的实验课教学，使学生理论联系实际，加深、巩固课堂所学的基本理论知识。同时，通过基本技能的训练，使学生学会操作、观察和分析，培养学生独立思考、独立操作能力以及实事求是的科学态度。

二、 课程基本要求

（一）基本理论和基本知识

1、从细胞、亚细胞、分子水平上掌握细胞的基本结构与功能的关系。

细胞膜的结构与功能

细胞外被与细胞外基质

内质网的结构、类型与功能

高尔基复合体的形态结构及主要功能

溶酶体的结构、类型、形成与功能

核糖体的结构与功能

线粒体的结构与功能

叶绿体的结构与功能

细胞骨架的组成、分类、结构与功能

细胞核的结构与功能

细胞连接的类型、结构与功能

2、掌握细胞的基本生命活动的规律及其机制。

（1） 原核细胞与真核细胞的区别与联系

（2） 细胞膜的物质运输、细胞表面受体与信号传导

（3） 细胞内膜相结构之间的囊泡转运和的相互转化

（4） 高尔基复合体的极性

（5） 核糖体的组装及在蛋白质合成中的作用

（6） 细胞呼吸与能量转换

（7） 线粒体、叶绿体的半自主性

（8） 细胞核膜的物质运输、核仁的周期性变化、核纤层与核骨架

（9） 真核细胞基因的表达与调控

（10） 细胞增殖及调控

（11） 配子的形成与减数分裂

（12） 蛋白质的生物合成与调控

（13） 细胞分化及其调控

（14） 细胞的衰老与死亡及其调控

（二）基本技能

1、熟练掌握普通光学显微镜的结构、性能及使用方法，了解几种特殊显微镜的

原理及使用方法。

2、掌握显微测量、一般临时玻片标本的制作方法。

3、熟悉细胞计数和死活细胞鉴定等技术

4、掌握DNA 、RNA 的定性分析方法。

5、掌握显微镜下细胞各结构的形态和分布。

6、掌握显微镜下细胞有丝分裂和减数分裂的基本过程和形态特点。

7、掌握无菌操作技术和细胞培养的方法和技术。

8、掌握动物及人类染色体标本的制备方法和核型分析方法。

9、掌握细胞融合技术的原理及方法。

10、掌握核仁组织区银染技术的原理与方法。

11、熟悉细胞组分的分级分离等技术的原理及方法。

三、 课程的目的要求以及重点难点

第一章 绪论

【目的要求】

一、 掌握细胞生物学的概念

二、 熟悉细胞生物学的研究内容

三、 了解细胞生物学的发展简史

四、 了解细胞生物学相关的主要学术期刊和教科书

【重点】

细胞生物学的概念和研究内容

【教学内容】

第一节细胞生物学的概念和研究内容

细胞生物学的主要研究内容：细胞核、染色体以及基因表达，细胞核与细胞器，细胞骨架体系，细胞增殖及其调控，细胞分化与调控，细胞的衰老与调亡，细胞的起源与进化，细胞工程等是细胞生物学研究的主要内容。

细胞生物学的主要发展趋向：重点讲述当前细胞生物学研究中的基本问题和当前细胞基本生命活动研究的若干重大课题：真核细胞基因组结构及表达的调控；细胞增殖、分化、凋亡及其调控；细胞信号传递的研究；细胞结构体系的组装等

第二节细胞生物学的发展简史

1、细胞的发现和细胞学说的创立

“细胞学说”的基本要点

2、细胞学的形成与发展

3、细胞生物学相关的主要学术期刊和教科书

细胞的概述

【目的要求】

一、 掌握真核细胞的基本结构

二、 掌握真核细胞与原核细胞的比较

三、 了解病毒的基本知识及其与细胞的关系

四、 了解细胞的形态、大小和计量单位

五、 了解动物细胞与植物细胞的比较

【重点】 第二章

真核细胞的基本结构

【难点】

真核细胞与原核细胞的比较，病毒的基本知识

【教学内容】

第一节细胞的基本概念

一、细胞是生命活动的基本单位

二、细胞的基本共性

第二节非细胞形态的生命体

─病毒及其与细胞的关系

病毒的基本知识

病毒在细胞内的增殖

病毒与细胞在起源和进化中的关系

第三节 原核细胞与古核细胞

最小、最简单的细胞 ─支原体

原核细胞的两个代表 ─细菌和蓝藻

原核细胞与真核细胞的比较

古细菌

第四节 真核细胞基本知识概要

一、真核细胞的基本结构体系

二、细胞的大小及其分析

三、细胞的形态结构与功能的关系

四、植物细胞与动物细胞的比较

第三章 细胞生物学的研究方法

【目的要求】

一、显微镜技术

1、 掌握普通光学显微镜的构造、原理及使用方法；

2、 熟悉几种常用光学显微镜的使用原理及方法；

3、 了解电子显微镜的基本原理。

二、细胞培养

1、 掌握细胞培养的概念和基本方法；

2、 熟悉单克隆抗体的概念和方法。

三、细胞组分的分级分离

了解差速离心法和密度梯度离心法的概念和方法

四、熟悉蛋白杂交、核酸分子杂交。

【重点】

普通光学显微镜的构造、原理及使用方法；细胞培养的概念和基本方法；细胞融合的概念和基本方法

【教学内容】

第一节 细胞形态结构的观察方法

介绍光学显微镜、电子显微镜

第二节 细胞组分的分析方法

常用的是差速离心法和密度梯度离心法，蛋白杂交，核酸分子杂交

第三节 细胞培养、细胞工程与显微操作技术

介绍细胞培养、单克隆抗体的概念方法

第四章 细胞膜与细胞表面

【目的要求】

一、 细胞膜与细胞表面特化结构

1. 熟悉细胞膜的分子结构模型的类型和要点

2. 掌握单位膜模型和流动镶嵌模型

二、 细胞膜的化学组成

1. 了解细胞膜各成分的组成

2. 掌握膜化学组分分子结构特点及功能

3. 了解膜骨架的组成

三、 细胞膜的特性

1. 掌握细胞膜的不对称性和流动性

2. 熟悉影响膜流动性的因素

四、 细胞膜的功能

1. 掌握细胞膜物质运输的各种方式和机制

2. 掌握细胞膜受体和信号传导途径

3. 掌握细胞膜信号受体与细胞识别

五、 细胞连接

1. 掌握细胞连接的概念

2. 掌握封闭连接，锚定连接，通讯连接的基本结构与功能

3. 熟悉间隙连接的通讯功能及其调节

4. 了解胞间连接丝的结构功能

5. 熟悉几种黏着因子

六、 细胞外被于细胞胞外基质

1. 熟悉细胞外被与细胞外基质的概念

2. 熟悉细胞外基质的主要化学组成和分子结构特点及其功能

3. 了解植物细胞壁

【重点】

单位膜模型和液态镶嵌模型、细胞膜的不对称性和流动性、细胞膜物质运输的各种方式和机制、细胞膜受体和信号传导途径、细胞膜信号受体与细胞识别、细胞连接的概念、封闭连接、锚定连接、通讯连接的基本结构与功能

【难点】

一、 细胞膜受体和信号传导途径

二、 细胞表面抗原与免疫

三、 细胞外基质的主要化学组成和分子结构特点及其功能

【教学内容】

第一节 细胞膜与细胞表面特化结构

一、 细胞膜的结构模型

介绍几种重要的模型。

片层结构模型

单位膜模型

流动镶嵌模型

脂筏模型

二、 细胞膜的化学组成

1、 膜脂

膜脂主要有三种：磷脂、糖脂和胆固醇。其中磷脂是最主要的成份。

2、 膜蛋白

根据膜蛋白与膜脂的作用方式及在膜中的位置不同，大体上可分为两类：即内在蛋白(intrinsic protein)和周边蛋白(periphera protein)。

3、 膜糖类

细胞膜表面含有一定量的糖类，约占总量的2%～10%，它们以低聚糖或多聚糖链的形式与膜蛋白共价结合，形成糖蛋白，或者与脂类共价结合，形成糖脂，

均分布在细胞膜的外表面，称为细胞外被(cell coat)

三、 细胞膜的特性

生物膜的二个重要特性就是具流动性和不对称性，这是细胞进行生命活动的必备条件。

a) 生物膜的流动性

1. 生物膜的流动性是指膜内部的脂类和蛋白质两种分子的运

动。

1) 膜脂的流动性

几种运动方式：侧向扩散、旋转运动、翻转运动、弯曲运动

2) 膜蛋白的流动性

主要有两种方式：旋转运动、侧向运动

2. 影响膜流动的因素

1) 膜脂肪酸链不饱和度和链的长度

2) 卵磷脂和鞘磷脂的比例

3) 膜中胆固醇的影响

4) 膜蛋白对膜流动性的影响

b) 生物膜的不对称性

1、膜脂的不对称性

2、膜蛋白不对称性

四、 细胞膜的功能

五、 细胞骨架与细胞表面物质

（一）膜骨架

（二）细胞质膜蛋白及膜骨架

第二节 细胞连接

细胞连接分为三种类型，即封闭连接（tight junction ）、锚定连接（anchoring junction ）和通讯连接（communication junction）。

一、讲授封闭连接的概念、特点

二、锚定连接的存在部位类型

1、粘着连接

粘着连接有粘着带（adhesion belt ）和粘着斑（focal contact ）之分。

2、桥粒连接

三、通迅连接

1、通讯连接的概念、类型

2、通讯连接根据结构和功能分为间隙连接和化学突触、胞间连丝

四、细胞表面的黏着因子

第三节 细胞外被与细胞外基质

一、细胞外基质的成分、结构很复杂，功能也很重要。

细胞外基质的功能主要有：

1. 把细胞与细胞或细胞与基膜联系在一起，形成组织与器官，再构成有机整体。

2. 对细胞起支持、保护和营养作用。

3. 在胚胎发育过程中，对细胞分裂、分化、迁移、识别、粘着、通讯联络等特定功能有重要作用。

4. 促进组织创伤后的再生修复。

5. 当细胞外基质的结构和功能发生改变时，会导致器官组织的病理改变，如器官组织纤维化、衰老、肿瘤恶变、转移和浸润，及某些遗传病的发生。

二、根据细胞外基质的化学组成分为四类：

胶原蛋白、弹性蛋白、纤粘连蛋白和层粘连蛋白、氨基聚糖和蛋白聚糖。

三、植物细胞壁

第五章 物质的跨膜运输与信号传递

第一节 物质运输

（一）小分子物质和离子的跨膜转运分为被动运输和主动运输二大类。

1、被动运输

被动运输包括简单扩散和协助扩散

2、主动运输

主动运输(active transport)是指物质的逆浓度梯度运输。

＋＋2+（1）Na -K 泵（2）Ca 泵、质子泵、协同运输

（3）离子梯度驱动的主动运输

3、物质跨膜运输与膜电位

（二）大分子和颗粒物质的膜泡转运

1、胞吞作用

（1）吞饮作用

（2）吞噬作用

（3）受体介导的胞吞作用

2、胞吐作用

胞吐作用有二种分泌途径：一种是结构性分泌途径。另一种分泌途

径称调节性分泌途径

第二节 细胞通讯与信号传递

一、细胞通讯与识别

1、细胞通讯的方式

2、识别与信号通路

3、细胞信号分子与受体

1) 概述信号分子的定义、受体的定义

2) 主要介绍膜受体的结构、膜受体的生物学特征、类型及其传导途

径

二、细胞内受体介导的信号传递

三、细胞表面受体介导的信号跨膜传递

讲授离子通道受体、G 蛋白偶联受体的cAMP 信号通路、磷脂酰基醇信号通路、与酶连接的受体

四、细胞表面偶联蛋白介导信号传导

五、小结细胞信号传导通路的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息

第六章 细胞质基质与细胞的内膜系统

【目的要求】

一、细胞质基质

掌握细胞质基质的含义

掌握细胞质基质的功能

熟悉细胞质基质与胞质溶胶

二、内质网

掌握内质网的类型；

掌握粗面内质网与滑面内质网的功能；

熟悉粗面内质网蛋白质合成的信号肽假说；

熟悉内质网与其他细胞器的关系；

了解内质网与基因表达的调控

三、高尔基复合体

1、 掌握高尔基复合体的形态结构特征；

2、 掌握高尔基复合体的功能

3、 熟悉其化学组成及主要酶类；

4、 熟悉光学显微镜下高尔基复合体的形态；

5、 熟悉高尔基复合体与细胞内的膜泡运输；

四、溶酶体

掌握溶酶体的结构类型

掌握溶酶体的功能；

熟悉溶酶体的形成过程及相关酶类；

了解溶酶体与疾病的关系。

五、过氧化物酶体

1、 掌握过氧化物酶体的功能

2、 熟悉过氧化物酶体与溶酶体区别；

3、 了解过氧化物酶体的形成过程

六、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配

掌握信号假说与蛋白质分选信号

掌握蛋白质分选途径与类型

掌握膜泡运输

熟悉细胞结构体系的装配

【重点】

内质网、高尔基复合体、溶酶体的形态结构和基本功能；溶酶体的特性、类型；蛋白质分选的基本途径与类型

【难点】

粗面内质网蛋白质合成的信号假说、膜泡运输

溶酶体形成的过程及相关酶类

【教学内容】

第一节细胞质基质

一、细胞质基质的含义

二、细胞质基质的功能

1. 蛋白质的修饰

2. 控制蛋白质的寿命

3. 降解变性和错误折叠的蛋白质

4. 帮助变性和错误折叠的蛋白质重新折叠

三、细胞质基质、胞质溶胶

第二节内质网

一、内质网的类型

由单位膜所形成的一些形状大小不同的小管、小囊或扁平囊构成

内质网依其膜表面有无核糖体附着而分为粗面内质网和滑面内质网两种。

二 、内质网的功能

(一) 、 粗面内质网的功能

1. 粗面内质网与蛋白质的合成

信号假说及核糖体循环

2. 粗面内质网与蛋白质糖基化

N-连接寡糖的糖基化在粗面内质网腔中完成

3. 粗面内质网与蛋白质的运输

不同的转移与运输方式、驻留蛋白

(二) 、滑面内质网的功能

1、脂类的合成与代谢

内质网上含有与脂类合成有关的酶类，能合成生物膜所需要的脂类，

包括磷脂和胆固醇。

2、滑面内质网与糖原代谢

3、滑面内质网与解毒作用

4、滑面内质网与横纹肌的收缩

三、内质网与基因表达的调控

第三节 高尔基复合体

一、高尔基复合体的形态结构

1、光镜下高尔基复合体的形态结构

在光镜下，高尔基复合体形状不一，一般为不规则网状，有时

为颗粒状或弯曲盘绕的线状。

2、电镜下高尔基复合体的形态结构

顺面高尔基网状结构

高尔基中间膜囊

反面高尔基网状结构

3、高尔基复合体是极性细胞器

二、高尔基复合体的功能

（一）高尔基复合体与细胞的分泌活动

应用放射自显影术研究高尔基复合体在细胞分泌活动中的作用。

（二）高尔基复合体对蛋白质的糖基化等修饰

1. 对蛋白质的修饰加工

对蛋白质的修饰加工主要表现为蛋白质经高尔基复合体的加工修

饰后形成糖蛋白。

2. 高尔基复合体修饰加工的特性

高尔基复合体能对进入的特异性蛋白质进行特异性的修饰加工，形成各具特性的分泌蛋白、膜蛋白及溶酶体蛋白。

（三）高尔基复合体的分选和运输

经高尔基复合体加工后的蛋白质、经反面高尔基网状结构的分选后，主要有三条途径：①分泌蛋白集中，以分泌泡形式通过分泌活动，将分泌蛋白分泌到细胞外。②溶酶体酶集中后，经运输泡与内体合并形成内体性溶酶体。③膜蛋白直接运送到细胞膜，并嵌入细胞膜。

（四）高尔基复合体参于膜的转化

四、 高尔基复合体的异常变化

高尔基复合体是一种动态细胞器，其形态、数量和分布位置在不同类型的细胞中是不同的，即使是同一类型的细胞在不同生理、病理条件下也会发生变化。

第四节 溶酶体

一、溶酶体的形态结构和化学组成

溶酶体的膜和溶酶体的酶

二、溶酶体的类型

根据溶酶体的形成过程和功能状态把溶酶体分为内体性溶酶体(endolysosome)、吞噬性溶酶体(phagolysosome)、残余小体(residual body) 三大类。

三、溶酶体的功能

溶酶体是多功能的细胞器，除具有消化分解各种物质和保护细胞之外，还参与细胞激素的生成、机体器官组织变态和退化、协助精子和卵细胞受精等过程，并且在骨质更新中也起一定的作用。

四、 溶酶体的发生

第五节过氧化物酶体

一、 过氧化物酶体的形态结构

二、 过氧化物酶体的功能

三、 过氧化物酶体的发生

第六节细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配

一、 信号假说与蛋白质分选

二、 蛋白质分选的基本途径与类型

三、 膜泡运输

四、 细胞结构体系的装配

第七章 细胞的能量转换——线粒体和叶绿体

【目的要求】

一、线粒体与氧化磷酸化

掌握线粒体的超微结构及酶的定位；

掌握线粒体氧化磷酸化的过程及特点；

二、叶绿体的光合作用

掌握叶绿体的超微结构及化学组成；

熟悉光合作用基本过程及特点；

三、掌握线粒体、叶绿体半自主性细胞器的特点。

四、了解线粒体、叶绿体的生物发生

五、了解线粒体、叶绿体的增殖方式及起源；

【重点】

线粒体的超微结构及功能定位；光镜下线粒体的形态；线粒体蛋白质在运输中的特性；导肽的性质与作用；线粒体氧化作用的基本过程及特点、产生ATP 的基本过程；线粒体半自主性细胞器的特点

【难点】

线粒体蛋白质的运输

导肽的性质与作用

线粒体产生ATP 的过程

【教学内容】

第一节 线粒体与氧化磷酸化

1. 光镜下线粒体的形态结构

在光学显微镜下，可见到线粒体、叶绿体的形态是多种

多样。具有一定规律。

2. 电镜下线粒体、叶绿体的形态结构

3. 线粒体的化学组成与酶的定位

第二节 叶绿体和光合作用

叶绿体光镜下的形态结构

叶绿体的超微结构

叶绿体的光合作用

第三节 线粒体、叶绿体的半自主性

1、线粒体、叶绿体的DNA

2、线粒体基因组编码的蛋白质生物合成体系

线粒体蛋白质的合成与原核细胞相似，而与真核细胞不同，

3、线粒体、叶绿体的遗传系统与细胞核遗传系统的相互关系

第四节 线粒体、叶绿体的生物发生

1、线粒体、叶绿体的增殖

线粒体的分裂方式有三种：①间隔分离。②收缩分离。③出芽分

裂。

2、线粒体、叶绿体起源

关于线粒体起源的两种假说：内共生假说和非共生假说。

第八章 细胞核与染色体

【目的要求】

一、核被膜与核孔复合体

1. 掌握核被膜的超微结构和功能；

2. 熟悉核孔复合体的结构模型；

二、染色体和染色质

1. 掌握染色质的概念、化学组成、基本结构单位核小体；

2. 掌握由核小体到染色体 的包装过程，染色体的形态结

构；

3. 熟悉动物染色体的类型；人类的正常核型；

4. 了解染色体显带技术及显带染色体。

三、核仁

掌握核仁的化学组成；核仁的超微结构和功能；

熟悉核仁的周期。

四、核基质与核体

1. 掌握核基质的概念和功能；

2. 熟悉核基质的形态结构和基本组分。

3. 熟悉核体的概念

五、染色质结构和基因转录

1. 掌握活性染色质的主要特征

2. 掌握染色质结构与基因转录

六、掌握细胞核的功能。

【重点】

核被膜的超微结构和功能；染色质的类型、化学组成、基本结构单位核小体；核仁的化学组成；核仁的超微结构和功能；核基质的概念和功能；染色质结构和基因转录，细胞核的功能

【难点】

核孔复合体的结构模型

核仁的形成

染色质结构和基因转录

【教学内容】

第一节 核被膜与核孔复合体

一、核被膜的结构

介绍电镜下的核被膜由内外层核膜、核周间隙、核孔、核孔复合体和核纤层等结构组成。

二、核孔复合体

三、核被膜的功能

1、 区域化作用

2、 某些生物合成功能

3、 核质之间的物质运输

核被膜是细胞核和细胞质之间物质运输的通道，其运输方式可

分为被动扩散与主动运输两种。

第二节 染色质

一、染色质的概念及化学组成

染色质的化学组成为DNA 、组蛋白、非组蛋白以及RNA 等。

二、染色质的结构与包装

1、 核小体为染色质的基本结构单位

2、 . 染色质的四级结构模型

3、 染色质的袢环结构模型

三、染色质的类型

可分为常染色质(euchromation)和异染色质(heterochromation)。

第三节染色体

一、 染色体的形态结构

二、 染色体的类型和人类的正常核型

第四节 核仁

一、核仁的结构

光学显微镜下，核仁通常是匀质的球体，具有较强的折光性，容易被某些碱性或酸性染料着色。

在电镜下，核仁是裸露无膜的、由纤维丝构成的网状结构。由纤维成分、颗粒成分、核仁相随染色质和核仁基质4部分组成 二、核仁的功能

1、 rRNA 的合成和加工 2、 核糖体亚基的组装 三、核仁周期

第五节 核基质与核体

一、核基质的形态结构与基本组分 二、核基质的功能

参与DNA 复制、基因表达、hnRNA 加工、染色体DNA 有序包装和构建等生命活动。 三、核体

第六节 染色质结构和基因转录

一、活性染色质的主要特征

1. 活性染色质具有的敏感位点 2. 活性染色质在生化上的特殊性 二、染色质结构与基因转录

1. 疏松染色质结构的形成 2. 染色质的区间性 3. 染色质模版的转录

第九章 核糖体

【目的要求】

一、核糖体的基本类型与成分

掌握核糖体的基本类型； 了解核糖体的结构

熟悉核糖体蛋白质与rRNA 的功能； 二、多聚核糖体与蛋白质的合成

1、 掌握多聚核糖体的结构与功能； 2、 熟悉蛋白质的合成 3、 了解rRNA 在生命起源中的地位；

【重点】

核糖体的形态结构、主要化学成分、功能部位，游离核糖体、附着核糖体、多聚核糖体的概念，核糖体在蛋白质合成中的作用 【难点】

核糖体蛋白质与rRNA 的功能 【教学内容】

第一节核糖体的基本类型与成分

1、 每个核糖体由大小两个亚基组成 2、 核糖体的主要结构：16sRNA 的结构，50s 大亚基在蛋白质合成过程中的作用 3、 核糖体rRNA 的结合部位

3个RNA 分子结合部位，一个mRNA 和二个tRNA 部位 第二节 多聚核糖体与蛋白质的合成

多聚核糖体的结构 蛋白质的合成过程

第十章 细胞骨架

【目的要求】

掌握细胞骨架的概念 一、微管

1、 掌握微管的化学组成、结构组装、微管的功能； 2、 熟悉影响微管组装的因素； 3、 熟悉微管结合蛋白。 二、微丝

2、 掌握微丝的化学组成、结构组装、功能； 3、 掌握微丝的分布；

4、 熟悉微丝结合蛋白及影响微丝组装的因素。 三、中等纤维

1、 熟悉中等纤维的分布；

2、 熟悉中等纤维的结构与组装； 3、 了解中等纤维结合蛋白。 四、中心粒

1、 掌握中心粒的结构和结构图式； 2、 掌握中心粒的功能。 五、纤毛和鞭毛及其运动

熟悉纤毛、鞭毛的超微结构与功能； 六、细胞质骨架内的相互协调

1、 掌握三种胞质骨架之间的共性和特征；

2、 熟悉三种胞质骨架之间的相互协调及与其他细胞器的关系。 【重点】

细胞骨架的概念；微管、微丝的化学组成、结构组装、功能；微丝的分布；中心粒的结构和结构图式、功能；三种胞质骨架之间的共性和特征 【难点】

微管的化学组成、结构组装、微管的功能 中等纤维的结构与组装

纤毛、鞭毛的超微结构与功能 【教学内容】

第一节 微管

一、微管的形态结构和化学组成

微管为中空圆柱状结构。构成微管的基本化学组成是微管蛋白。 二、微管结合蛋白 三、微管的组装

1、微管体外组装 2、微管体内组装

细胞内的微管组装和解聚在时间上和空间上受到细胞高度调节和控制。 四、微管的功能

1、微管的支持功能 2、微管的运输功能 3、微管与细胞器运动

微管的聚合、解聚、相互间的滑动，使染色体在胞内运动、纤毛和鞭毛摆动而驱使细胞运动。

4、微管与细胞吞噬和融合 5、微管与信息传递

第二节 微丝

一、微丝的形态与分布

微丝为肌细胞和非肌细胞中普遍存在的纤维状结构。 二、微丝的分子组成

肌动蛋白(actin)是构成微丝的基本成分。

三、微丝的组装 “踏车”现象。 四、肌动蛋白结合蛋白 五、微丝的功能

1、肌肉的收缩 2、微丝的支撑功能 3、微丝与细胞运动 4、微丝与信息传递

第三节中等纤维

一、中等纤维蛋白的类型和分布 二、中等纤维的分子结构 三、中等纤维的组装 四、中等纤维结合蛋白 五、中等纤维的功能

1、中等纤维与骨架 2、中等纤维与信息传递 3、中等纤维与细胞分化

第四节 中心粒

一、中心粒的结构和组成 二、中心粒的功能

1、中心粒与微管组织中心 2、中心粒与细胞运动

第五节 纤毛和鞭毛及其运动

一、纤毛和鞭毛的形态与结构

以纤毛为例阐述其细微结构 二、纤毛和鞭毛的化学成分

经离心、纯化等生化技术分析表明，构成纤毛、鞭毛的主要蛋白有三种。 1、微管蛋白 2、动力蛋白 3、连接蛋白

三、纤毛和鞭毛的运动

第六节 细胞质骨架内的相互协调

微管、微丝、中等纤维是细胞质骨架中的三种成分。它们的组成成分、结构、组装、对药物的反应等各不相同，在功能上也发挥着各自的作用, 但三种骨架组成之间仍有重要联系，相互协调形成细胞质骨架体系。

第十一章 细胞增殖及调控

【目的要求】

一、细胞周期与细胞分裂 1、 掌握细胞增殖的方式

2、 掌握细胞周期的概念；细胞周期的分期；各时期的主要事件 3、 熟悉细胞周期长短的测定方法 4、 熟悉细胞周期同步化； 5、 了解特异的细胞周期 二、有丝分裂

掌握有丝分裂的过程

掌握与有丝分裂直接相关的亚细胞结构 了解染色体运动的动力机制 三、减数分裂

掌握减数分裂的概念和基本过程；

熟悉减数分裂过程的特殊结构及其变化；

四、细胞周期的调控

掌握细胞周期运转的调控

熟悉MPF 的组成与作用机制、P34的作用 熟悉周期蛋白的组成与特点

熟悉CDK 激酶与CDK 激酶抑制物的作用 了解其他因素在细胞周期调控中的作用

【重点】

细胞增殖的方式；细胞周期的概念；细胞周期的分期；各时相的主要生化活动；有丝分裂与减数分裂的过程；细胞周期运转的调控 【难点】

特异的细胞周期

染色体运动的动力机制

减数分裂过程的特殊结构及其变化 各调控因子的调节机理 【教学内容】

第一节 细胞周期与细胞分裂

一、 细胞周期

1、细胞周期的含义

2、细胞周期个不同时期的主要事件 3、细胞周期长短的测定

脉冲标记DNA 复制和细胞分裂指数观察法 流式细胞分选仪测定法 4、细胞周期同步化 DNA合成阻断法 分裂中期阻断法

5、特异的细胞周期：早期胚胎细胞的细胞周期、酵母细胞的周期、植物细胞的周期、细菌的细胞周期 二、 有丝分裂

1. 有丝分裂的过程

2. 与有丝分裂直接相关的亚细胞结构

a) 中心体

b) 动粒与着丝粒 c) 纺锤体

3. 有丝分裂过程中染色体运动的动力机制

a) 染色体列队 b) 染色体分离

三、 减数分裂

1. 减数分裂的过程 2. 特殊结构及变化

a) 性染色体的分离

b) 联会复合体和基因重组 第二节 细胞周期的调控

一、MPF

二、P34激酶 三、周期蛋白

四、CDK 激酶及CDK 激酶抑制剂 五、细胞周期运转调控

六、其他内在和外在因素在细胞周期调控中的作用

第十二章 细胞分化与基因表达的调控

【目的要求】

一、细胞分化的基本概述

1、 掌握基因选择性表达

2、 掌握组织特异性基因与管家基因 3、 熟悉组合调控 4、 了解转分化与再生 二、影响细胞分化的因素

1、 掌握细胞分化的潜能与决定；

2、 掌握胞外信号、受精卵、细胞质的不均一性； 3、 熟悉细胞记忆与决定 三、癌细胞

1、 掌握癌细胞的基本特征，癌基因与抑癌基因； 2、 熟悉肿瘤发生是基因突变逐渐积累的结果。 四、真核细胞基因表达的调控

1、掌握转炉水平的调控 2、熟悉加工水平的调控 3、翻译水平的调控

【重点】

胞分化的概念、特点；胚胎细胞分化的潜能与决定；干细胞的概念；胚胎诱导对细胞分化的作用；细胞分化的基因表达及调控 【难点】

胚胎诱导对细胞分化的作用

卵细胞质在早期胚胎细胞决定中的重要性 细胞分化的基因表达及调控 【教学内容】

第一节 细胞分化的概念

一、细胞分化的概念 二、细胞分化的特点

稳定性、可逆性

第二节 细胞的决定和分化

细胞决定的概念

一、胚胎细胞分化的潜能与决定

全能细胞、多能细胞、单能细胞等

二、卵细胞质在早期胚胎细胞决定中的重要性

不同的动物胚胎中，最早出现细胞决定的时间是不一样的，这与卵细胞质的不均一分布有密切关系。 三、核质的相互作用

1、细胞核对细胞质的作用

2、细胞质对细胞核的作用几个方面 四、胚胎诱导对细胞分化的作用

眼的发生是胚胎诱导的典型例证。

第三节 细胞分化的分子机制

一、已分化细胞的全能性

核移植（nuclear transplantation）实验证实细胞核全能性 二、细胞分化的基因表达及其调控

1、管家基因和奢侈基因的概念 2、细胞分化的基因表达特点

细胞分化的实质就是特异性基因被选择性表达的结果。 3、细胞分化基因表达的调控

基因表达的调控涉及DNA 水平，转录及转录后水平和翻译水平几个层次。

第四节 细胞分化与癌变

简要讲述细胞分化与癌变及肿瘤治疗的关系

第十三章 细胞的衰老与死亡

【目的要求】

一、细胞的衰老

1. 了解早期的细胞衰老研究 2. 了解细胞在体内条件下的衰老 3. 熟悉Hayflick 界限

4. 熟悉细胞衰老在结构上的变化； 二、细胞凋亡

1、 掌握细胞坏死与细胞凋亡的概念、特征及其生物学意义； 2、 熟悉细胞凋亡的形态与生物化学特征；

3、 了解诱导细胞凋亡的因子和细胞凋亡的检测方法 三、细胞凋亡的分子机制

1、 熟悉Caspases 家族和Bcl-2家族、p53与细胞凋亡 2、 了解细胞凋亡的信号传导 3、 了解Caspases 家族的活化

【重点】

细胞衰老的概念、细胞坏死与细胞凋亡的概念、特征 【难点】

细胞凋亡的调控 【教学内容】

第一节 细胞的衰老

一、细胞的衰老

1、 早期的细胞衰老研究 2、 细胞在体内条件下的衰老 3、 Hayflick 界限

4、 细胞衰老在结构上的变化；

第二节 细胞凋亡

四、 细胞凋亡的概念及其生物学意义 五、 细胞坏死与细胞凋亡的概念、特征及其生物学意义； 六、 细胞凋亡的形态与生物化学特征； 七、 诱导细胞凋亡的因子和细胞凋亡的检测方法 八、 细胞凋亡的分子机制

1、Caspases 家族和Bcl-2家族、p53与细胞凋亡 2、细胞凋亡的信号传导 3、Caspases 家族的活化

四、 实验要求

（一）实验课的任务、性质与目的

通过一系列不同形式的实验课教学，使学生理论联系实际，加深、巩固课堂所学的基本理论知识。同时，通过基本技能的训练，使学生学会操作、观察和分析，培养学生独立思考、独立操作能力以及实事求是和创新进取的科学态度。

（二）基本原理

本课程的基本理论是细胞生物学理论与实验的教学实践相结合，细胞的结构与功能相适应性的基本原理与方法。普通光学显微镜的结构、性能及使用方法；显微测量、细胞计数和死活细胞鉴定等技术；细胞核、DNA 、RNA 理化、生物性质；细胞有丝分裂和减数分裂的基本过程和形态特点；无菌操作技术和细胞培养的方法和原理；人类染色体标本的制备方法和核型分析方法；细胞融合、细胞组分的分级分离等技术的原理及方法。

（三）实验方式与基本要求

实验均为必修实验。

实验方式：学生每人一组，在教师讲解后独立完成实验操作、显微镜观察，期间结合教师操作演示、显微镜标本示范，学生独立完成结果分析，写作实验报告。

基本要求：

1、要求每个学生独立按时完成自己的操作；

2、要求每个学生严格遵守实验室的规章制度，注意安全；

3、要求每个学生在课程结束时，能够掌握细胞的结构功能和基本的实验操作技能； 4、要求每个学生在每一个内容结束时，交实验报告；

（五）实验考查方法：实验操作10% ， 实验理论10%，平时考查10%

五、 课程学时分配

《细胞生物学》教学大纲

课程编号：38010041

课程名称：细胞生物学（Cell Biology）

学 分：5.5 总学时：112 理论学时：64 实验学时：48

先修课程要求：无机化学 有机化学 生物学 生物化学

适应专业：生物科学专业

参考教材 ：《细胞生物学》翟中和等主编，高等教育出版社，2000年8月

《医学细胞生物学》刘艳平主编，中南大学出版社，2001年8月

《医学细胞分子生物学》宋今丹主编，人民卫生出版社，2003年1月 《Cell and Molecular Biology》3rd Edition， Karp G，2002年11月

《医学细胞生物学实验指导》，刘艳平主编，湖南科学技术出版社，2002年8月

一、 课程在培养方案中的地位、目的和任务

细胞生物学是现代生命科学中的前沿学科，它是从细胞、亚细胞、分子水平上研究细胞的生命活动。细胞生物学的成就已经广泛地渗透到生物学、医学等各学科之中，成为现代生命科学教育中相关专业必修的重要课程。

该课程的主要任务是使医学生掌握细胞的基本结构与功能，掌握细胞生物学的基本理论、基本知识、基本技能；熟悉本学科的主要新成就和新技术。

细胞生物学实验将通过一系列不同形式的实验课教学，使学生理论联系实际，加深、巩固课堂所学的基本理论知识。同时，通过基本技能的训练，使学生学会操作、观察和分析，培养学生独立思考、独立操作能力以及实事求是的科学态度。

二、 课程基本要求

（一）基本理论和基本知识

1、从细胞、亚细胞、分子水平上掌握细胞的基本结构与功能的关系。

细胞膜的结构与功能

细胞外被与细胞外基质

内质网的结构、类型与功能

高尔基复合体的形态结构及主要功能

溶酶体的结构、类型、形成与功能

核糖体的结构与功能

线粒体的结构与功能

叶绿体的结构与功能

细胞骨架的组成、分类、结构与功能

细胞核的结构与功能

细胞连接的类型、结构与功能

2、掌握细胞的基本生命活动的规律及其机制。

（1） 原核细胞与真核细胞的区别与联系

（2） 细胞膜的物质运输、细胞表面受体与信号传导

（3） 细胞内膜相结构之间的囊泡转运和的相互转化

（4） 高尔基复合体的极性

（5） 核糖体的组装及在蛋白质合成中的作用

（6） 细胞呼吸与能量转换

（7） 线粒体、叶绿体的半自主性

（8） 细胞核膜的物质运输、核仁的周期性变化、核纤层与核骨架

（9） 真核细胞基因的表达与调控

（10） 细胞增殖及调控

（11） 配子的形成与减数分裂

（12） 蛋白质的生物合成与调控

（13） 细胞分化及其调控

（14） 细胞的衰老与死亡及其调控

（二）基本技能

1、熟练掌握普通光学显微镜的结构、性能及使用方法，了解几种特殊显微镜的

原理及使用方法。

2、掌握显微测量、一般临时玻片标本的制作方法。

3、熟悉细胞计数和死活细胞鉴定等技术

4、掌握DNA 、RNA 的定性分析方法。

5、掌握显微镜下细胞各结构的形态和分布。

6、掌握显微镜下细胞有丝分裂和减数分裂的基本过程和形态特点。

7、掌握无菌操作技术和细胞培养的方法和技术。

8、掌握动物及人类染色体标本的制备方法和核型分析方法。

9、掌握细胞融合技术的原理及方法。

10、掌握核仁组织区银染技术的原理与方法。

11、熟悉细胞组分的分级分离等技术的原理及方法。

三、 课程的目的要求以及重点难点

第一章 绪论

【目的要求】

一、 掌握细胞生物学的概念

二、 熟悉细胞生物学的研究内容

三、 了解细胞生物学的发展简史

四、 了解细胞生物学相关的主要学术期刊和教科书

【重点】

细胞生物学的概念和研究内容

【教学内容】

第一节细胞生物学的概念和研究内容

细胞生物学的主要研究内容：细胞核、染色体以及基因表达，细胞核与细胞器，细胞骨架体系，细胞增殖及其调控，细胞分化与调控，细胞的衰老与调亡，细胞的起源与进化，细胞工程等是细胞生物学研究的主要内容。

细胞生物学的主要发展趋向：重点讲述当前细胞生物学研究中的基本问题和当前细胞基本生命活动研究的若干重大课题：真核细胞基因组结构及表达的调控；细胞增殖、分化、凋亡及其调控；细胞信号传递的研究；细胞结构体系的组装等

第二节细胞生物学的发展简史

1、细胞的发现和细胞学说的创立

“细胞学说”的基本要点

2、细胞学的形成与发展

3、细胞生物学相关的主要学术期刊和教科书

细胞的概述

【目的要求】

一、 掌握真核细胞的基本结构

二、 掌握真核细胞与原核细胞的比较

三、 了解病毒的基本知识及其与细胞的关系

四、 了解细胞的形态、大小和计量单位

五、 了解动物细胞与植物细胞的比较

【重点】 第二章

真核细胞的基本结构

【难点】

真核细胞与原核细胞的比较，病毒的基本知识

【教学内容】

第一节细胞的基本概念

一、细胞是生命活动的基本单位

二、细胞的基本共性

第二节非细胞形态的生命体

─病毒及其与细胞的关系

病毒的基本知识

病毒在细胞内的增殖

病毒与细胞在起源和进化中的关系

第三节 原核细胞与古核细胞

最小、最简单的细胞 ─支原体

原核细胞的两个代表 ─细菌和蓝藻

原核细胞与真核细胞的比较

古细菌

第四节 真核细胞基本知识概要

一、真核细胞的基本结构体系

二、细胞的大小及其分析

三、细胞的形态结构与功能的关系

四、植物细胞与动物细胞的比较

第三章 细胞生物学的研究方法

【目的要求】

一、显微镜技术

1、 掌握普通光学显微镜的构造、原理及使用方法；

2、 熟悉几种常用光学显微镜的使用原理及方法；

3、 了解电子显微镜的基本原理。

二、细胞培养

1、 掌握细胞培养的概念和基本方法；

2、 熟悉单克隆抗体的概念和方法。

三、细胞组分的分级分离

了解差速离心法和密度梯度离心法的概念和方法

四、熟悉蛋白杂交、核酸分子杂交。

【重点】

普通光学显微镜的构造、原理及使用方法；细胞培养的概念和基本方法；细胞融合的概念和基本方法

【教学内容】

第一节 细胞形态结构的观察方法

介绍光学显微镜、电子显微镜

第二节 细胞组分的分析方法

常用的是差速离心法和密度梯度离心法，蛋白杂交，核酸分子杂交

第三节 细胞培养、细胞工程与显微操作技术

介绍细胞培养、单克隆抗体的概念方法

第四章 细胞膜与细胞表面

【目的要求】

一、 细胞膜与细胞表面特化结构

1. 熟悉细胞膜的分子结构模型的类型和要点

2. 掌握单位膜模型和流动镶嵌模型

二、 细胞膜的化学组成

1. 了解细胞膜各成分的组成

2. 掌握膜化学组分分子结构特点及功能

3. 了解膜骨架的组成

三、 细胞膜的特性

1. 掌握细胞膜的不对称性和流动性

2. 熟悉影响膜流动性的因素

四、 细胞膜的功能

1. 掌握细胞膜物质运输的各种方式和机制

2. 掌握细胞膜受体和信号传导途径

3. 掌握细胞膜信号受体与细胞识别

五、 细胞连接

1. 掌握细胞连接的概念

2. 掌握封闭连接，锚定连接，通讯连接的基本结构与功能

3. 熟悉间隙连接的通讯功能及其调节

4. 了解胞间连接丝的结构功能

5. 熟悉几种黏着因子

六、 细胞外被于细胞胞外基质

1. 熟悉细胞外被与细胞外基质的概念

2. 熟悉细胞外基质的主要化学组成和分子结构特点及其功能

3. 了解植物细胞壁

【重点】

单位膜模型和液态镶嵌模型、细胞膜的不对称性和流动性、细胞膜物质运输的各种方式和机制、细胞膜受体和信号传导途径、细胞膜信号受体与细胞识别、细胞连接的概念、封闭连接、锚定连接、通讯连接的基本结构与功能

【难点】

一、 细胞膜受体和信号传导途径

二、 细胞表面抗原与免疫

三、 细胞外基质的主要化学组成和分子结构特点及其功能

【教学内容】

第一节 细胞膜与细胞表面特化结构

一、 细胞膜的结构模型

介绍几种重要的模型。

片层结构模型

单位膜模型

流动镶嵌模型

脂筏模型

二、 细胞膜的化学组成

1、 膜脂

膜脂主要有三种：磷脂、糖脂和胆固醇。其中磷脂是最主要的成份。

2、 膜蛋白

根据膜蛋白与膜脂的作用方式及在膜中的位置不同，大体上可分为两类：即内在蛋白(intrinsic protein)和周边蛋白(periphera protein)。

3、 膜糖类

细胞膜表面含有一定量的糖类，约占总量的2%～10%，它们以低聚糖或多聚糖链的形式与膜蛋白共价结合，形成糖蛋白，或者与脂类共价结合，形成糖脂，

均分布在细胞膜的外表面，称为细胞外被(cell coat)

三、 细胞膜的特性

生物膜的二个重要特性就是具流动性和不对称性，这是细胞进行生命活动的必备条件。

a) 生物膜的流动性

1. 生物膜的流动性是指膜内部的脂类和蛋白质两种分子的运

动。

1) 膜脂的流动性

几种运动方式：侧向扩散、旋转运动、翻转运动、弯曲运动

2) 膜蛋白的流动性

主要有两种方式：旋转运动、侧向运动

2. 影响膜流动的因素

1) 膜脂肪酸链不饱和度和链的长度

2) 卵磷脂和鞘磷脂的比例

3) 膜中胆固醇的影响

4) 膜蛋白对膜流动性的影响

b) 生物膜的不对称性

1、膜脂的不对称性

2、膜蛋白不对称性

四、 细胞膜的功能

五、 细胞骨架与细胞表面物质

（一）膜骨架

（二）细胞质膜蛋白及膜骨架

第二节 细胞连接

细胞连接分为三种类型，即封闭连接（tight junction ）、锚定连接（anchoring junction ）和通讯连接（communication junction）。

一、讲授封闭连接的概念、特点

二、锚定连接的存在部位类型

1、粘着连接

粘着连接有粘着带（adhesion belt ）和粘着斑（focal contact ）之分。

2、桥粒连接

三、通迅连接

1、通讯连接的概念、类型

2、通讯连接根据结构和功能分为间隙连接和化学突触、胞间连丝

四、细胞表面的黏着因子

第三节 细胞外被与细胞外基质

一、细胞外基质的成分、结构很复杂，功能也很重要。

细胞外基质的功能主要有：

1. 把细胞与细胞或细胞与基膜联系在一起，形成组织与器官，再构成有机整体。

2. 对细胞起支持、保护和营养作用。

3. 在胚胎发育过程中，对细胞分裂、分化、迁移、识别、粘着、通讯联络等特定功能有重要作用。

4. 促进组织创伤后的再生修复。

5. 当细胞外基质的结构和功能发生改变时，会导致器官组织的病理改变，如器官组织纤维化、衰老、肿瘤恶变、转移和浸润，及某些遗传病的发生。

二、根据细胞外基质的化学组成分为四类：

胶原蛋白、弹性蛋白、纤粘连蛋白和层粘连蛋白、氨基聚糖和蛋白聚糖。

三、植物细胞壁

第五章 物质的跨膜运输与信号传递

第一节 物质运输

（一）小分子物质和离子的跨膜转运分为被动运输和主动运输二大类。

1、被动运输

被动运输包括简单扩散和协助扩散

2、主动运输

主动运输(active transport)是指物质的逆浓度梯度运输。

＋＋2+（1）Na -K 泵（2）Ca 泵、质子泵、协同运输

（3）离子梯度驱动的主动运输

3、物质跨膜运输与膜电位

（二）大分子和颗粒物质的膜泡转运

1、胞吞作用

（1）吞饮作用

（2）吞噬作用

（3）受体介导的胞吞作用

2、胞吐作用

胞吐作用有二种分泌途径：一种是结构性分泌途径。另一种分泌途

径称调节性分泌途径

第二节 细胞通讯与信号传递

一、细胞通讯与识别

1、细胞通讯的方式

2、识别与信号通路

3、细胞信号分子与受体

1) 概述信号分子的定义、受体的定义

2) 主要介绍膜受体的结构、膜受体的生物学特征、类型及其传导途

径

二、细胞内受体介导的信号传递

三、细胞表面受体介导的信号跨膜传递

讲授离子通道受体、G 蛋白偶联受体的cAMP 信号通路、磷脂酰基醇信号通路、与酶连接的受体

四、细胞表面偶联蛋白介导信号传导

五、小结细胞信号传导通路的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息

第六章 细胞质基质与细胞的内膜系统

【目的要求】

一、细胞质基质

掌握细胞质基质的含义

掌握细胞质基质的功能

熟悉细胞质基质与胞质溶胶

二、内质网

掌握内质网的类型；

掌握粗面内质网与滑面内质网的功能；

熟悉粗面内质网蛋白质合成的信号肽假说；

熟悉内质网与其他细胞器的关系；

了解内质网与基因表达的调控

三、高尔基复合体

1、 掌握高尔基复合体的形态结构特征；

2、 掌握高尔基复合体的功能

3、 熟悉其化学组成及主要酶类；

4、 熟悉光学显微镜下高尔基复合体的形态；

5、 熟悉高尔基复合体与细胞内的膜泡运输；

四、溶酶体

掌握溶酶体的结构类型

掌握溶酶体的功能；

熟悉溶酶体的形成过程及相关酶类；

了解溶酶体与疾病的关系。

五、过氧化物酶体

1、 掌握过氧化物酶体的功能

2、 熟悉过氧化物酶体与溶酶体区别；

3、 了解过氧化物酶体的形成过程

六、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配

掌握信号假说与蛋白质分选信号

掌握蛋白质分选途径与类型

掌握膜泡运输

熟悉细胞结构体系的装配

【重点】

内质网、高尔基复合体、溶酶体的形态结构和基本功能；溶酶体的特性、类型；蛋白质分选的基本途径与类型

【难点】

粗面内质网蛋白质合成的信号假说、膜泡运输

溶酶体形成的过程及相关酶类

【教学内容】

第一节细胞质基质

一、细胞质基质的含义

二、细胞质基质的功能

1. 蛋白质的修饰

2. 控制蛋白质的寿命

3. 降解变性和错误折叠的蛋白质

4. 帮助变性和错误折叠的蛋白质重新折叠

三、细胞质基质、胞质溶胶

第二节内质网

一、内质网的类型

由单位膜所形成的一些形状大小不同的小管、小囊或扁平囊构成

内质网依其膜表面有无核糖体附着而分为粗面内质网和滑面内质网两种。

二 、内质网的功能

(一) 、 粗面内质网的功能

1. 粗面内质网与蛋白质的合成

信号假说及核糖体循环

2. 粗面内质网与蛋白质糖基化

N-连接寡糖的糖基化在粗面内质网腔中完成

3. 粗面内质网与蛋白质的运输

不同的转移与运输方式、驻留蛋白

(二) 、滑面内质网的功能

1、脂类的合成与代谢

内质网上含有与脂类合成有关的酶类，能合成生物膜所需要的脂类，

包括磷脂和胆固醇。

2、滑面内质网与糖原代谢

3、滑面内质网与解毒作用

4、滑面内质网与横纹肌的收缩

三、内质网与基因表达的调控

第三节 高尔基复合体

一、高尔基复合体的形态结构

1、光镜下高尔基复合体的形态结构

在光镜下，高尔基复合体形状不一，一般为不规则网状，有时

为颗粒状或弯曲盘绕的线状。

2、电镜下高尔基复合体的形态结构

顺面高尔基网状结构

高尔基中间膜囊

反面高尔基网状结构

3、高尔基复合体是极性细胞器

二、高尔基复合体的功能

（一）高尔基复合体与细胞的分泌活动

应用放射自显影术研究高尔基复合体在细胞分泌活动中的作用。

（二）高尔基复合体对蛋白质的糖基化等修饰

1. 对蛋白质的修饰加工

对蛋白质的修饰加工主要表现为蛋白质经高尔基复合体的加工修

饰后形成糖蛋白。

2. 高尔基复合体修饰加工的特性

高尔基复合体能对进入的特异性蛋白质进行特异性的修饰加工，形成各具特性的分泌蛋白、膜蛋白及溶酶体蛋白。

（三）高尔基复合体的分选和运输

经高尔基复合体加工后的蛋白质、经反面高尔基网状结构的分选后，主要有三条途径：①分泌蛋白集中，以分泌泡形式通过分泌活动，将分泌蛋白分泌到细胞外。②溶酶体酶集中后，经运输泡与内体合并形成内体性溶酶体。③膜蛋白直接运送到细胞膜，并嵌入细胞膜。

（四）高尔基复合体参于膜的转化

四、 高尔基复合体的异常变化

高尔基复合体是一种动态细胞器，其形态、数量和分布位置在不同类型的细胞中是不同的，即使是同一类型的细胞在不同生理、病理条件下也会发生变化。

第四节 溶酶体

一、溶酶体的形态结构和化学组成

溶酶体的膜和溶酶体的酶

二、溶酶体的类型

根据溶酶体的形成过程和功能状态把溶酶体分为内体性溶酶体(endolysosome)、吞噬性溶酶体(phagolysosome)、残余小体(residual body) 三大类。

三、溶酶体的功能

溶酶体是多功能的细胞器，除具有消化分解各种物质和保护细胞之外，还参与细胞激素的生成、机体器官组织变态和退化、协助精子和卵细胞受精等过程，并且在骨质更新中也起一定的作用。

四、 溶酶体的发生

第五节过氧化物酶体

一、 过氧化物酶体的形态结构

二、 过氧化物酶体的功能

三、 过氧化物酶体的发生

第六节细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配

一、 信号假说与蛋白质分选

二、 蛋白质分选的基本途径与类型

三、 膜泡运输

四、 细胞结构体系的装配

第七章 细胞的能量转换——线粒体和叶绿体

【目的要求】

一、线粒体与氧化磷酸化

掌握线粒体的超微结构及酶的定位；

掌握线粒体氧化磷酸化的过程及特点；

二、叶绿体的光合作用

掌握叶绿体的超微结构及化学组成；

熟悉光合作用基本过程及特点；

三、掌握线粒体、叶绿体半自主性细胞器的特点。

四、了解线粒体、叶绿体的生物发生

五、了解线粒体、叶绿体的增殖方式及起源；

【重点】

线粒体的超微结构及功能定位；光镜下线粒体的形态；线粒体蛋白质在运输中的特性；导肽的性质与作用；线粒体氧化作用的基本过程及特点、产生ATP 的基本过程；线粒体半自主性细胞器的特点

【难点】

线粒体蛋白质的运输

导肽的性质与作用

线粒体产生ATP 的过程

【教学内容】

第一节 线粒体与氧化磷酸化

1. 光镜下线粒体的形态结构

在光学显微镜下，可见到线粒体、叶绿体的形态是多种

多样。具有一定规律。

2. 电镜下线粒体、叶绿体的形态结构

3. 线粒体的化学组成与酶的定位

第二节 叶绿体和光合作用

叶绿体光镜下的形态结构

叶绿体的超微结构

叶绿体的光合作用

第三节 线粒体、叶绿体的半自主性

1、线粒体、叶绿体的DNA

2、线粒体基因组编码的蛋白质生物合成体系

线粒体蛋白质的合成与原核细胞相似，而与真核细胞不同，

3、线粒体、叶绿体的遗传系统与细胞核遗传系统的相互关系

第四节 线粒体、叶绿体的生物发生

1、线粒体、叶绿体的增殖

线粒体的分裂方式有三种：①间隔分离。②收缩分离。③出芽分

裂。

2、线粒体、叶绿体起源

关于线粒体起源的两种假说：内共生假说和非共生假说。

第八章 细胞核与染色体

【目的要求】

一、核被膜与核孔复合体

1. 掌握核被膜的超微结构和功能；

2. 熟悉核孔复合体的结构模型；

二、染色体和染色质

1. 掌握染色质的概念、化学组成、基本结构单位核小体；

2. 掌握由核小体到染色体 的包装过程，染色体的形态结

构；

3. 熟悉动物染色体的类型；人类的正常核型；

4. 了解染色体显带技术及显带染色体。

三、核仁

掌握核仁的化学组成；核仁的超微结构和功能；

熟悉核仁的周期。

四、核基质与核体

1. 掌握核基质的概念和功能；

2. 熟悉核基质的形态结构和基本组分。

3. 熟悉核体的概念

五、染色质结构和基因转录

1. 掌握活性染色质的主要特征

2. 掌握染色质结构与基因转录

六、掌握细胞核的功能。

【重点】

核被膜的超微结构和功能；染色质的类型、化学组成、基本结构单位核小体；核仁的化学组成；核仁的超微结构和功能；核基质的概念和功能；染色质结构和基因转录，细胞核的功能

【难点】

核孔复合体的结构模型

核仁的形成

染色质结构和基因转录

【教学内容】

第一节 核被膜与核孔复合体

一、核被膜的结构

介绍电镜下的核被膜由内外层核膜、核周间隙、核孔、核孔复合体和核纤层等结构组成。

二、核孔复合体

三、核被膜的功能

1、 区域化作用

2、 某些生物合成功能

3、 核质之间的物质运输

核被膜是细胞核和细胞质之间物质运输的通道，其运输方式可

分为被动扩散与主动运输两种。

第二节 染色质

一、染色质的概念及化学组成

染色质的化学组成为DNA 、组蛋白、非组蛋白以及RNA 等。

二、染色质的结构与包装

1、 核小体为染色质的基本结构单位

2、 . 染色质的四级结构模型

3、 染色质的袢环结构模型

三、染色质的类型

可分为常染色质(euchromation)和异染色质(heterochromation)。

第三节染色体

一、 染色体的形态结构

二、 染色体的类型和人类的正常核型

第四节 核仁

一、核仁的结构

光学显微镜下，核仁通常是匀质的球体，具有较强的折光性，容易被某些碱性或酸性染料着色。

在电镜下，核仁是裸露无膜的、由纤维丝构成的网状结构。由纤维成分、颗粒成分、核仁相随染色质和核仁基质4部分组成 二、核仁的功能

1、 rRNA 的合成和加工 2、 核糖体亚基的组装 三、核仁周期

第五节 核基质与核体

一、核基质的形态结构与基本组分 二、核基质的功能

参与DNA 复制、基因表达、hnRNA 加工、染色体DNA 有序包装和构建等生命活动。 三、核体

第六节 染色质结构和基因转录

一、活性染色质的主要特征

1. 活性染色质具有的敏感位点 2. 活性染色质在生化上的特殊性 二、染色质结构与基因转录

1. 疏松染色质结构的形成 2. 染色质的区间性 3. 染色质模版的转录

第九章 核糖体

【目的要求】

一、核糖体的基本类型与成分

掌握核糖体的基本类型； 了解核糖体的结构

熟悉核糖体蛋白质与rRNA 的功能； 二、多聚核糖体与蛋白质的合成

1、 掌握多聚核糖体的结构与功能； 2、 熟悉蛋白质的合成 3、 了解rRNA 在生命起源中的地位；

【重点】

核糖体的形态结构、主要化学成分、功能部位，游离核糖体、附着核糖体、多聚核糖体的概念，核糖体在蛋白质合成中的作用 【难点】

核糖体蛋白质与rRNA 的功能 【教学内容】

第一节核糖体的基本类型与成分

1、 每个核糖体由大小两个亚基组成 2、 核糖体的主要结构：16sRNA 的结构，50s 大亚基在蛋白质合成过程中的作用 3、 核糖体rRNA 的结合部位

3个RNA 分子结合部位，一个mRNA 和二个tRNA 部位 第二节 多聚核糖体与蛋白质的合成

多聚核糖体的结构 蛋白质的合成过程

第十章 细胞骨架

【目的要求】

掌握细胞骨架的概念 一、微管

1、 掌握微管的化学组成、结构组装、微管的功能； 2、 熟悉影响微管组装的因素； 3、 熟悉微管结合蛋白。 二、微丝

2、 掌握微丝的化学组成、结构组装、功能； 3、 掌握微丝的分布；

4、 熟悉微丝结合蛋白及影响微丝组装的因素。 三、中等纤维

1、 熟悉中等纤维的分布；

2、 熟悉中等纤维的结构与组装； 3、 了解中等纤维结合蛋白。 四、中心粒

1、 掌握中心粒的结构和结构图式； 2、 掌握中心粒的功能。 五、纤毛和鞭毛及其运动

熟悉纤毛、鞭毛的超微结构与功能； 六、细胞质骨架内的相互协调

1、 掌握三种胞质骨架之间的共性和特征；

2、 熟悉三种胞质骨架之间的相互协调及与其他细胞器的关系。 【重点】

细胞骨架的概念；微管、微丝的化学组成、结构组装、功能；微丝的分布；中心粒的结构和结构图式、功能；三种胞质骨架之间的共性和特征 【难点】

微管的化学组成、结构组装、微管的功能 中等纤维的结构与组装

纤毛、鞭毛的超微结构与功能 【教学内容】

第一节 微管

一、微管的形态结构和化学组成

微管为中空圆柱状结构。构成微管的基本化学组成是微管蛋白。 二、微管结合蛋白 三、微管的组装

1、微管体外组装 2、微管体内组装

细胞内的微管组装和解聚在时间上和空间上受到细胞高度调节和控制。 四、微管的功能

1、微管的支持功能 2、微管的运输功能 3、微管与细胞器运动

微管的聚合、解聚、相互间的滑动，使染色体在胞内运动、纤毛和鞭毛摆动而驱使细胞运动。

4、微管与细胞吞噬和融合 5、微管与信息传递

第二节 微丝

一、微丝的形态与分布

微丝为肌细胞和非肌细胞中普遍存在的纤维状结构。 二、微丝的分子组成

肌动蛋白(actin)是构成微丝的基本成分。

三、微丝的组装 “踏车”现象。 四、肌动蛋白结合蛋白 五、微丝的功能

1、肌肉的收缩 2、微丝的支撑功能 3、微丝与细胞运动 4、微丝与信息传递

第三节中等纤维

一、中等纤维蛋白的类型和分布 二、中等纤维的分子结构 三、中等纤维的组装 四、中等纤维结合蛋白 五、中等纤维的功能

1、中等纤维与骨架 2、中等纤维与信息传递 3、中等纤维与细胞分化

第四节 中心粒

一、中心粒的结构和组成 二、中心粒的功能

1、中心粒与微管组织中心 2、中心粒与细胞运动

第五节 纤毛和鞭毛及其运动

一、纤毛和鞭毛的形态与结构

以纤毛为例阐述其细微结构 二、纤毛和鞭毛的化学成分

经离心、纯化等生化技术分析表明，构成纤毛、鞭毛的主要蛋白有三种。 1、微管蛋白 2、动力蛋白 3、连接蛋白

三、纤毛和鞭毛的运动

第六节 细胞质骨架内的相互协调

微管、微丝、中等纤维是细胞质骨架中的三种成分。它们的组成成分、结构、组装、对药物的反应等各不相同，在功能上也发挥着各自的作用, 但三种骨架组成之间仍有重要联系，相互协调形成细胞质骨架体系。

第十一章 细胞增殖及调控

【目的要求】

一、细胞周期与细胞分裂 1、 掌握细胞增殖的方式

2、 掌握细胞周期的概念；细胞周期的分期；各时期的主要事件 3、 熟悉细胞周期长短的测定方法 4、 熟悉细胞周期同步化； 5、 了解特异的细胞周期 二、有丝分裂

掌握有丝分裂的过程

掌握与有丝分裂直接相关的亚细胞结构 了解染色体运动的动力机制 三、减数分裂

掌握减数分裂的概念和基本过程；

熟悉减数分裂过程的特殊结构及其变化；

四、细胞周期的调控

掌握细胞周期运转的调控

熟悉MPF 的组成与作用机制、P34的作用 熟悉周期蛋白的组成与特点

熟悉CDK 激酶与CDK 激酶抑制物的作用 了解其他因素在细胞周期调控中的作用

【重点】

细胞增殖的方式；细胞周期的概念；细胞周期的分期；各时相的主要生化活动；有丝分裂与减数分裂的过程；细胞周期运转的调控 【难点】

特异的细胞周期

染色体运动的动力机制

减数分裂过程的特殊结构及其变化 各调控因子的调节机理 【教学内容】

第一节 细胞周期与细胞分裂

一、 细胞周期

1、细胞周期的含义

2、细胞周期个不同时期的主要事件 3、细胞周期长短的测定

脉冲标记DNA 复制和细胞分裂指数观察法 流式细胞分选仪测定法 4、细胞周期同步化 DNA合成阻断法 分裂中期阻断法

5、特异的细胞周期：早期胚胎细胞的细胞周期、酵母细胞的周期、植物细胞的周期、细菌的细胞周期 二、 有丝分裂

1. 有丝分裂的过程

2. 与有丝分裂直接相关的亚细胞结构

a) 中心体

b) 动粒与着丝粒 c) 纺锤体

3. 有丝分裂过程中染色体运动的动力机制

a) 染色体列队 b) 染色体分离

三、 减数分裂

1. 减数分裂的过程 2. 特殊结构及变化

a) 性染色体的分离

b) 联会复合体和基因重组 第二节 细胞周期的调控

一、MPF

二、P34激酶 三、周期蛋白

四、CDK 激酶及CDK 激酶抑制剂 五、细胞周期运转调控

六、其他内在和外在因素在细胞周期调控中的作用

第十二章 细胞分化与基因表达的调控

【目的要求】

一、细胞分化的基本概述

1、 掌握基因选择性表达

2、 掌握组织特异性基因与管家基因 3、 熟悉组合调控 4、 了解转分化与再生 二、影响细胞分化的因素

1、 掌握细胞分化的潜能与决定；

2、 掌握胞外信号、受精卵、细胞质的不均一性； 3、 熟悉细胞记忆与决定 三、癌细胞

1、 掌握癌细胞的基本特征，癌基因与抑癌基因； 2、 熟悉肿瘤发生是基因突变逐渐积累的结果。 四、真核细胞基因表达的调控

1、掌握转炉水平的调控 2、熟悉加工水平的调控 3、翻译水平的调控

【重点】

胞分化的概念、特点；胚胎细胞分化的潜能与决定；干细胞的概念；胚胎诱导对细胞分化的作用；细胞分化的基因表达及调控 【难点】

胚胎诱导对细胞分化的作用

卵细胞质在早期胚胎细胞决定中的重要性 细胞分化的基因表达及调控 【教学内容】

第一节 细胞分化的概念

一、细胞分化的概念 二、细胞分化的特点

稳定性、可逆性

第二节 细胞的决定和分化

细胞决定的概念

一、胚胎细胞分化的潜能与决定

全能细胞、多能细胞、单能细胞等

二、卵细胞质在早期胚胎细胞决定中的重要性

不同的动物胚胎中，最早出现细胞决定的时间是不一样的，这与卵细胞质的不均一分布有密切关系。 三、核质的相互作用

1、细胞核对细胞质的作用

2、细胞质对细胞核的作用几个方面 四、胚胎诱导对细胞分化的作用

眼的发生是胚胎诱导的典型例证。

第三节 细胞分化的分子机制

一、已分化细胞的全能性

核移植（nuclear transplantation）实验证实细胞核全能性 二、细胞分化的基因表达及其调控

1、管家基因和奢侈基因的概念 2、细胞分化的基因表达特点

细胞分化的实质就是特异性基因被选择性表达的结果。 3、细胞分化基因表达的调控

基因表达的调控涉及DNA 水平，转录及转录后水平和翻译水平几个层次。

第四节 细胞分化与癌变

简要讲述细胞分化与癌变及肿瘤治疗的关系

第十三章 细胞的衰老与死亡

【目的要求】

一、细胞的衰老

1. 了解早期的细胞衰老研究 2. 了解细胞在体内条件下的衰老 3. 熟悉Hayflick 界限

4. 熟悉细胞衰老在结构上的变化； 二、细胞凋亡

1、 掌握细胞坏死与细胞凋亡的概念、特征及其生物学意义； 2、 熟悉细胞凋亡的形态与生物化学特征；

3、 了解诱导细胞凋亡的因子和细胞凋亡的检测方法 三、细胞凋亡的分子机制

1、 熟悉Caspases 家族和Bcl-2家族、p53与细胞凋亡 2、 了解细胞凋亡的信号传导 3、 了解Caspases 家族的活化

【重点】

细胞衰老的概念、细胞坏死与细胞凋亡的概念、特征 【难点】

细胞凋亡的调控 【教学内容】

第一节 细胞的衰老

一、细胞的衰老

1、 早期的细胞衰老研究 2、 细胞在体内条件下的衰老 3、 Hayflick 界限

4、 细胞衰老在结构上的变化；

第二节 细胞凋亡

四、 细胞凋亡的概念及其生物学意义 五、 细胞坏死与细胞凋亡的概念、特征及其生物学意义； 六、 细胞凋亡的形态与生物化学特征； 七、 诱导细胞凋亡的因子和细胞凋亡的检测方法 八、 细胞凋亡的分子机制

1、Caspases 家族和Bcl-2家族、p53与细胞凋亡 2、细胞凋亡的信号传导 3、Caspases 家族的活化

四、 实验要求

（一）实验课的任务、性质与目的

通过一系列不同形式的实验课教学，使学生理论联系实际，加深、巩固课堂所学的基本理论知识。同时，通过基本技能的训练，使学生学会操作、观察和分析，培养学生独立思考、独立操作能力以及实事求是和创新进取的科学态度。

（二）基本原理

本课程的基本理论是细胞生物学理论与实验的教学实践相结合，细胞的结构与功能相适应性的基本原理与方法。普通光学显微镜的结构、性能及使用方法；显微测量、细胞计数和死活细胞鉴定等技术；细胞核、DNA 、RNA 理化、生物性质；细胞有丝分裂和减数分裂的基本过程和形态特点；无菌操作技术和细胞培养的方法和原理；人类染色体标本的制备方法和核型分析方法；细胞融合、细胞组分的分级分离等技术的原理及方法。

（三）实验方式与基本要求

实验均为必修实验。

实验方式：学生每人一组，在教师讲解后独立完成实验操作、显微镜观察，期间结合教师操作演示、显微镜标本示范，学生独立完成结果分析，写作实验报告。

基本要求：

1、要求每个学生独立按时完成自己的操作；

2、要求每个学生严格遵守实验室的规章制度，注意安全；

3、要求每个学生在课程结束时，能够掌握细胞的结构功能和基本的实验操作技能； 4、要求每个学生在每一个内容结束时，交实验报告；

（五）实验考查方法：实验操作10% ， 实验理论10%，平时考查10%

五、 课程学时分配