細胞生物學教學基本要求

細胞生物學教學基本要求----重點及其內(nèi)容取舍

四川大學生科院王喜忠一、課程定位與教學理念決定教學內(nèi)容與方法※

從“教學大綱”到“知識體系”的構(gòu)建

課程教學基本要求：上世紀80年代強調(diào)課程“教學大綱”----本世紀初構(gòu)建知識體系（知識領(lǐng)域、知識單元和知識點）。知識單元又分為核心知識單元和選修知識單元；核心知識單元提供的是知識體系的最小集合?！虒W理念發(fā)生很大變化

以“傳授知識”為主，轉(zhuǎn)向適應(yīng)學生多元化知識需求，強調(diào)“融知識、能力和素質(zhì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展”※教學內(nèi)容和教學方法的相應(yīng)變化

處理好三個關(guān)系：①科技發(fā)展、知識膨脹與基礎(chǔ)和前沿關(guān)系的處理；②師生互動和教與學關(guān)系的處理；③挑戰(zhàn)與包容關(guān)系的處理。二、《細胞生物學》課程定位與學時1、定位：專業(yè)基礎(chǔ)課（必修核心課）；2、先行-后繼關(guān)系：普生（動植物、微生物）之后，

生化與分子生物學并行或之后；3、理論課教學：行課16周48學時（周學時3，3學

分）。二、《細胞生物學》課程定位與學時1、定位：專業(yè)基礎(chǔ)課（必修核心課）；2、先行-后繼關(guān)系：普生（動植物、微生物）之后，

生化與分子生物學并行或之后；3、理論課教學：行課16周48學時（周學時3，3學

分）。三、《細胞生物學》教學內(nèi)容的安

排、重點與取舍----系統(tǒng)的再加工過程！

共16講，每講平均3學時，48學時；以第四版教材為例（講課47學時，機動1學時）；第一講（一、二兩章，3學時）第一章緒論（1學時）第一節(jié)細胞生物學研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀基礎(chǔ)前沿學科、主要研究內(nèi)容第二節(jié)細胞學與細胞生物學發(fā)展簡史（簡化）第二章細胞的統(tǒng)一性與多樣性（2學時）第一節(jié)細胞細胞是生命的基本單位.與共性第二節(jié)原核細胞與古核細胞支原體、細菌和藍藻、古核細胞（古細菌）第三節(jié)真核細胞基本結(jié)構(gòu)體系、細胞的大小及其影響因素原核細胞與真核細胞的比較

植物細胞與動物細胞的比較第四節(jié)非細胞形態(tài)的生命體——病毒第二講：細胞生物學研究方法（第三章、4學時）

方法學教學目的和取舍原則①拓寬視野、破除迷信；②原理與主要應(yīng)用。

第一節(jié)細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察方法光學顯微鏡、電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡第二節(jié)細胞及其組分的分析方法用超離心技術(shù)分離細胞組分、細胞成分的細胞化

學顯示方法、特異蛋白抗原的定位與定性、細胞

內(nèi)特

異核酸的定位與定性、定量細胞化學分析與

細胞分選技術(shù)第三節(jié)細胞培養(yǎng)與細胞工程細胞培養(yǎng)、細胞工程第四節(jié)細胞及生物大分子的動態(tài)變化熒光漂白恢復技術(shù)

單分子技術(shù)與細胞生命活動的研究酵母雙雜交技術(shù)、熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)放射自顯影技術(shù)第五節(jié)模式生物與功能基因組的研究細胞生物學研究常用的模式生物

突變體制備技術(shù)蛋白質(zhì)組學技術(shù).第四節(jié)細胞及生物大分子的動態(tài)變化熒光漂白恢復技術(shù)

單分子技術(shù)與細胞生命活動的研究酵母雙雜交技術(shù)、熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)放射自顯影技術(shù)第五節(jié)模式生物與功能基因組的研究細胞生物學研究常用的模式生物

突變體制備技術(shù)蛋白質(zhì)組學技術(shù).第三講：細胞質(zhì)膜（第四章，2學時）第一節(jié)質(zhì)膜的研究過程、細胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型、

基本成分（膜脂與膜蛋白）第二節(jié)細胞質(zhì)膜的基本特征與功能膜的.流動性（動態(tài)特征：膜脂流動性與膜蛋白運

動性）；膜的不對稱性細胞質(zhì)膜相關(guān)的膜骨架細胞質(zhì)膜的基本功能第四講：物質(zhì)的跨膜運輸（第五章，3學時）第一節(jié)膜轉(zhuǎn)運蛋白與小分子物質(zhì)的跨膜運輸脂雙層的不透性和膜轉(zhuǎn)運蛋白小分子物質(zhì)的跨膜運輸類型第二節(jié)ATP驅(qū)動泵與主動運輸

P型泵、V型質(zhì)子泵、F型質(zhì)子泵和ABC超家族離子跨膜轉(zhuǎn)運與膜電位第三節(jié)胞吞作用與胞吐作用

胞吞作用的類型胞吞作用與細胞信號轉(zhuǎn)導胞吐作用第五講線粒體和葉綠體（第六章，3學時）第一節(jié)線粒體與氧化磷酸化線粒體的基本形態(tài)及動態(tài)特征線粒體的超微結(jié)構(gòu)氧化磷酸化—產(chǎn)能機制線粒體與疾病第二節(jié)葉綠體與光合作用葉綠體的基本形態(tài)及動態(tài)特征葉綠體的超微結(jié)構(gòu)光合作用第三節(jié)線粒體和葉綠體的半自主性及其起源線粒體和葉綠體的半自主性線粒體和葉綠體的起源第六講細胞質(zhì)基質(zhì)與內(nèi)膜系統(tǒng)

（第七章，4學時）第一節(jié)細胞質(zhì)基質(zhì)及其功能細胞質(zhì)基質(zhì)的含義細胞質(zhì)基質(zhì)的功能（某些蛋白質(zhì)合成和脂肪酸合成提供場所、與胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能、與膜相關(guān)的功能（區(qū)室化和pH穩(wěn)態(tài)）、蛋白質(zhì)的修飾和選擇性降解）第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及其信號調(diào)控）高爾基體溶酶體（功能與生物發(fā)生）過氧化物酶體（生物發(fā)生與分裂過程的模型）第七講蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸

（第8章，3學時）第一節(jié)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選信號假說與蛋白質(zhì)分選信號蛋白質(zhì)分選轉(zhuǎn)運的基本途徑與類型蛋白質(zhì)向線粒體、葉綠體和過氧化物酶體的分選第二節(jié)細胞內(nèi)膜泡運輸膜泡運輸概觀

COPⅡ包被膜泡的裝配與運輸

COPⅠ包被膜泡的裝配與運輸網(wǎng)格蛋白/接頭蛋白包被膜泡的裝配與運輸轉(zhuǎn)運膜泡與靶膜的錨定和融合細胞結(jié)構(gòu)體系的組裝第七講蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸

（第8章，3學時）第一節(jié)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選信號假說與蛋白質(zhì)分選信號蛋白質(zhì)分選轉(zhuǎn)運的基本途徑與類型蛋白質(zhì)向線粒體、葉綠體和過氧化物酶體的分選第二節(jié)細胞內(nèi)膜泡運輸膜泡運輸概觀

COPⅡ包被膜泡的裝配與運輸

COPⅠ包被膜泡的裝配與運輸網(wǎng)格蛋白/接頭蛋白包被膜泡的裝配與運輸轉(zhuǎn)運膜泡與靶膜的錨定和融合細胞結(jié)構(gòu)體系的組裝Vesiculartransporthasbeenmadebythreedistinctexperimentalapproaches:(1)

geneticanalysis:isolationofyeastmutantsthataredefectiveinproteintransportandsorting;(2)reconstitutionofvesiculartransportincell-freesystems;(3)biochemicalanalysisofsynapticvesicles,whichareresponsiblefortheregulatedsecretionofneurotransmittersbyneurons.SmallGTP-BindingProteins:Superfamilyofmorethan100proteins:20-40kDa;BindGTPandGDP;HaveGTPaseacitivityWidelydistributedinmammaliancellsInitiateandterminatespecificcellfunctionsatspecifictimes(i.e.,actasbiotimers)Theyalsodeterminewherespecificprocessesoccur;Groupedintofivefamilies:Ras,Rho,Rab,Sar1/Arf,andRanRasfamilyregulatesgeneexpressionRhofamilyregulatescytoskeletalreorganizationandgeneexpressionRabandSar1/ArffamiliesregulatevesicletraffickingRanfamilyregulatesnucleocytoplasmictransportandmicrotubuleorganizationMostcellshaveallofthefamiliesSar(Secretion-associatedandRas-related)proteinsARF(ADPribosylationfactor)peroxisomalproteinimport:docking,translocation,cargoreleaseandreceptorrecycling.TodatetherearetwotypesofknownPeroxisomeTargetingSignals(PTS):Peroxisometargetingsignal1(PTS1):aC-terminaltripeptidewithaconsensussequence(S/A/C)-(K/R/H)-(L/A).ThemostcommonPTS1isserine-lysine-leucine

(SKL).MostperoxisomalmatrixproteinspossessaPTS1typesignal.Peroxisometargetingsignal2(PTS2):anonapeptidelocatedneartheN-terminuswithaconsensussequence(R/K)-(L/V/I)-XXXXX-(H/Q)-(L/A/F)(whereXcanbeanyaminoacid).第八講細胞信號轉(zhuǎn)導（第9章，4學時）第一節(jié)細胞信號轉(zhuǎn)導概述細胞通訊信號分子與受體（第二信使與分子開關(guān)；圖9-3細胞表面

受體轉(zhuǎn)導胞外信號引發(fā)兩類主要反應(yīng)—快反應(yīng)和慢反應(yīng)）信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)及其特性（信號蛋白鏈、互作）第二節(jié)細胞內(nèi)受體介導的信號傳遞細胞內(nèi)核受體及其對基因表達的調(diào)節(jié)

NO作為氣體信號分子進入靶細胞直接與酶結(jié)合第三節(jié)G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導

G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)與激活（表9-3哺乳類三聚體G蛋白的主要種類及其效應(yīng)器）

G蛋白偶聯(lián)受體所介導的細胞信號通路（Ca2+spark）第四節(jié)酶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號通路

PI3K-PKB（Akt）信號通路

TGF-β受體及其TGF-β-Smad信號通路細胞質(zhì)因子受體與JAK-STAT信號通路第五節(jié)其他細胞表面受體介導的信號通路

Wnt-β-catenin信號通路

Hedgehog受體介導的信號通路

NF-κB信號通路

Notch信號通路細胞表面整聯(lián)蛋白介導的信號轉(zhuǎn)導.第六節(jié)細胞信號轉(zhuǎn)導的整合與控制細胞的應(yīng)答反應(yīng)特征蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息信號的控制：受體的脫敏與下調(diào)第四節(jié)酶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號通路

PI3K-PKB（Akt）信號通路

TGF-β受體及其TGF-β-Smad信號通路細胞質(zhì)因子受體與JAK-STAT信號通路第五節(jié)其他細胞表面受體介導的信號通路

Wnt-β-catenin信號通路

Hedgehog受體介導的信號通路

NF-κB信號通路

Notch信號通路細胞表面整聯(lián)蛋白介導的信號轉(zhuǎn)導.第六節(jié)細胞信號轉(zhuǎn)導的整合與控制細胞的應(yīng)答反應(yīng)特征蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息信號的控制：受體的脫敏與下調(diào)圖9-34：4類8種細胞表面受體所介導的調(diào)控基因表達的信號通路1.GPCR-cAMP-PKA信號通路：蛋白激酶A解離，轉(zhuǎn)位至細胞核中發(fā)揮磷酸作用。2.RTK-Ras-MAPK信號通路：胞質(zhì)激酶在細胞質(zhì)或細胞核中磷酸化轉(zhuǎn)錄因子。3.TGF-β-Smad信號通路：活化受體磷酸化胞質(zhì)蛋白（軌錄因子）。4.JAK-STAT信號通路：JAK激酶磷酸化胞質(zhì)蛋白STAT。5.Wnt受體介導的信號通路：胞質(zhì)蛋白復合物解聚，翻譯轉(zhuǎn)錄因子并在核內(nèi)與TCF作用。6.Hedgehog受體介導的信號通路：胞質(zhì)內(nèi)蛋白復合物解聚，釋放轉(zhuǎn)錄因子，轉(zhuǎn)位至核內(nèi)。7.NF-κB信號通路：NF-κB的抑制因子在胞質(zhì)中磷酸化并降解，釋放活化的轉(zhuǎn)錄因子。8.Notch信號通路：受體被蛋白酶切割，釋放Notch胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，后者與核轉(zhuǎn)錄因子作用。mTOR（mammaliantargetofrapamycin）是一種非典型的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶---控細胞生長與增殖的一個關(guān)鍵通路用電子顯微鏡觀察經(jīng)非離子去垢劑處理后的細胞，可以在細胞質(zhì)內(nèi)觀察到一個復雜的纖維狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)通常被稱為細胞骨架（cytoskeleton）。細胞骨架主要包括微絲（microfilament，MF）、微管（microtubule，MT）和中間絲（intermediatefilament，IF）3種結(jié)構(gòu)組分。它們分別由相應(yīng)的蛋白質(zhì)亞基組裝而成，并賦予細胞不同的形態(tài)和功能（圖10－1）。細胞骨架是一種高度動態(tài)的結(jié)構(gòu)體系，在細胞周期的不同時相，細胞骨架具有完全不同的分布狀態(tài)；各種不同分化狀態(tài)的細胞，細胞骨架的分布模式有很大的差異，甚至構(gòu)成骨架纖維的蛋白質(zhì)也不盡相同。細胞骨架與數(shù)目眾多的結(jié)合蛋白的相互作用是細胞結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的分子基礎(chǔ)。細胞骨架結(jié)合蛋白不僅對骨架網(wǎng)絡(luò)本身進行調(diào)節(jié)，還在骨架與其他細胞結(jié)構(gòu)之間建立了廣泛的聯(lián)系，對細胞的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)揮組織作用，并進一步影響著細胞的形態(tài)、運動以及周圍的細胞和環(huán)境。第九講細胞骨架（第10章，4學時）第一節(jié)微絲與細胞運動結(jié)構(gòu)與成分、組裝及其動力學特性、特異性藥物；

微絲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)與細胞運動（微絲的結(jié)合蛋白）；

肌球蛋白：依賴于微絲的分子馬達肌細胞的收縮運動第二節(jié)微管及其功能微管的組成與極性、組裝和去組裝特異性藥物、微管組織中心微管的動力學性質(zhì)

微管結(jié)合蛋白對微管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)微管對細胞結(jié)構(gòu)的組織作用

細胞內(nèi)依賴于微管的物質(zhì)運輸（驅(qū)動蛋白、動力蛋白）纖毛和鞭毛的結(jié)構(gòu)與功能紡錘體和染色體運動第三節(jié)中間絲中間絲的主要類型和組成成分（類型和組織分布）中間絲的組裝與表達中間絲與其他細胞結(jié)構(gòu)的聯(lián)系內(nèi)容素材重組，增加了一些新的進展和細節(jié)第十講細胞核與染色質(zhì)（第11章，4學時）第一節(jié)核被膜

核膜、核孔復合體、核纖層第二節(jié)染色質(zhì)染色質(zhì)DNA、染色質(zhì)蛋白、核小體、

染色質(zhì)組裝、染色質(zhì)類型第三節(jié)染色質(zhì)的復制與表達染色質(zhì)的復制與修復、染色質(zhì)的激活與失活染色質(zhì)與基因表達調(diào)控、染色質(zhì)與表觀遺傳第十講細胞核與染色質(zhì)（第11章，4學時）第一節(jié)核被膜

核膜、核孔復合體、核纖層第二節(jié)染色質(zhì)染色質(zhì)DNA、染色質(zhì)蛋白、核小體、

染色質(zhì)組裝、染色質(zhì)類型第三節(jié)染色質(zhì)的復制與表達染色質(zhì)的復制與修復、染色質(zhì)的激活與失活染色質(zhì)與基因表達調(diào)控、染色質(zhì)與表觀遺傳第四節(jié)染色體染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、染色體的功能元件、染色體帶型、特殊染色體

第五節(jié)核仁與核體核仁的結(jié)構(gòu)、核仁的功能、

核仁的動態(tài)周期變化、核體第六節(jié)核基質(zhì)第十一講細胞周期與細胞分裂

（第13章，2學時）第一節(jié)細胞周期

細胞周期概述細胞周期中各不同時相及其主要事件細胞周期同步化特殊的細胞周期.第二節(jié)細胞分裂有絲分裂（主要事件與分子基礎(chǔ)）減數(shù)分裂（類型、分期、特殊結(jié)構(gòu)及其變化）第十二講細胞增殖調(diào)控與癌細胞

（第14章，2學時）第一節(jié)細胞增殖調(diào)控

MPF的發(fā)現(xiàn)及其作用p34cdc2激酶的發(fā)現(xiàn)及其與MPF的關(guān)系周期蛋白CDK和CDK抑制因子

細胞周期運轉(zhuǎn)調(diào)控其他因素在細胞周期調(diào)控中的作用