苏州大学 张焕相细胞本科授课大纲.docx
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苏州大学张焕相细胞本科授课大纲
主讲教师:
张焕相、沈颂东、曲静
细胞教学大纲
一、教学目的
细胞生物学是生物科学领域发展迅速、引人注目的重要学科,有关细胞生物学研究是现代生命科学的重要支柱之一,因而它已成为当今生物科学类专业本科生必修的一门主干课程。
通过细胞生物学(双语)课程的学习,要求学生达到如下目标:
1掌握细胞生物学中的基础知识和基本理论。
2熟悉细胞生物学的基本研究手段和实验方法。
3主动了解细胞生物学的最新研究进展和动态。
4能将细胞生物学的基本理论融会到后续课程的学习中,从而领悟细胞生物学在整个生命科学中的重要地位。
二、课程内容
Chapter01IntroductiontoCellsandCellBiology 2学时
教学内容:
1.Thediscoveryofcells
2.Celltheory
3.Whythecellsthebasicunitsoflife?
4.Basicpropertiesofcells
5.Thesizeofcells
6.Prokaryotesandeukaryotes
7.Modelorganisims
8.Cellreplacementtherapy
9.Howtolearncellbiology?
教学要点:
1.细胞学说的内容
2.如何理解细胞是生命体的基本单位
3.如何理解细胞的全能性
4.细胞的基本特性
5.真核细胞与原核细胞的比较
6.模式生物的意义和主要种类
7.细胞替代疗法的意义和策略
2.如何理解细胞是生命的基本单位
3.如何理解细胞的全能性
4.细胞的基本特性
5.真核细胞与原核细胞的特征比较
6.主要的模式生物及其意义
7.细胞替代疗法的意义和策略
Chapter02ChemicalBasisofLife 2学时
教学内容:
1.Atoms
2.Chemicalbonds
3.Polarandnonpolarmolecules
4.Thecarbonatom
5.Functionalgroups
6.Organicmoleculesincellsbiochemicals
7.Fromatomstothecells
教学要点:
1. 细胞的主要化学元素和化学键类型
2. 细胞内分子的极性和亲水性特点
Chapter03MembraneStructure 4学时
教学内容:
1.Typicalplasmamembrane
Plasmamembrane,
Endomembranesystem,
Biomembrane
2.Plasmamembranestructure
3.Membranelipids
Phospholipids,
Threemaintypesofmembranelipids
4.Natureofthelipidbilayer
Micelle,
Lipidbilayerformation,
Self-sealingproperty,
Liposome,
Fluidityoflipidbilayer,
Lipidrafts
5.Membraneproteins
Integralproteins,
Peripheralproteins,
Lipid-anchoredproteins
6.Techniquesforstudyingmembraneproteins
Freeze-fracturereplication,
SDS-PAGE,
2-DGelElectrophoresis
7.Membranecarbohydrates
Glycolipids,
Glycoproteins
8.Characteristicsofbiomembrane
Membranefluidityandflexibility,
Membraneasymmetry,
Dynamicnatureofmembrane
9.Redbloodcell
教学要点:
1.膜脂和膜蛋白的类型和特点
2.膜结构模型的要点
3.膜的主要特性及其意义
4.膜蛋白研究的主要技术
Chapter04MembraneTransportandMembranePotential 4学时
教学内容:
1.Movementofsolutesacrosscellmembrane
2.Simplediffusion
Concentrationgradientandelectrochemicalgradient
Diffusionofsolutes
Diffusionofwater
Diffusionofions
3.Facilitateddiffusion
4.Activetransport
Threewaysofdrivingactivetransport
Sodium-potassiumpump
ThreeclassesofATPdrivenpumps
Cotranport
5.Membranepotentialsandnerveimpulses
Restingpotential
Actionpotential
Propagationofactionpotential
Neurotransmission
教学要点:
1. 被动运输与主动运输的比较和类型
2. 简单扩散的影响因素
3. 水通道的作用特点
4. 离子通道的类型
5. KcsA通道和Kv通道的结构和作用特点比较
6. 易化扩散的特点和葡萄糖扩散的机制
7. 钠钾泵的作用机制和意义
8. 离子泵的类型和比较
9. 协同运输的机制和类型,葡萄糖吸收的机制
10. 静息电位和动作电位的产生原理
11. 动作电位传播的机制,神经肌连接的作用机制
Chapter05IntracellularCompartments 4学时
教学内容:
1.Compartmentalizationofeukaryoticcells
Cytoplasmicmatrix(cytosol)
Endomembranesystem
Dynamicnatureoftheendomembranesystem
2.Approachestothestudyofendomembranes
Autoradiography
Subcellularfractionation
GFP
Cell-freesystem
Geneticmutants
3.Endoplasmicreticulun(ER)
StructureandfunctionsofRERandSER
4.Golgicomplex
ThepolarityofGC
ThefunctionsofGC
5.Lysosomes
Characteristicsoflysosomes
Thefunctionsoflysosomes
6.Cellnucleus
Nuclearenvelopeconsistsoftwomembranes
Thenuclearlamina
Thenuclearporecomplex(NPC)
教学要点:
1. 如何理解内膜系统的动态性
2. 研究内膜系统的主要方法
3. 内质网的结构特点和功能
4. 高尔基体的结构特点和功能
5. 溶酶体的结构特点和功能
6. 核膜的结构组成,核纤层和核孔复合体的特点
Chapter06ProteinSorting 4学时
教学内容:
1.Roadmapofproteintraffic
Proteinsareimportedintoorganellesbythreemechanisms
Sortingsignal
Signalsequence
2.Transportbetweenthenucleusandcytosol
Nuclearlocalizationsignal(NLS)
Nucleartransportreceptors
Importofproteinsfromcytoplasmintonucleus
Nuclearexportworkslikenuclearimport,butinreverse
3.Transportofproteinsintomitochondriaandchloroplasts
Theproteintranslocatorsinthemitochondrialmembranes
Transportintomatrixspace
Transportintotheoutermembrane
Transportintotheinnermitochondrialmembraneandintermembranespace
Twosignalsequencesdirectproteinstothethylakoidmembraneinchloroplasts
4.Transportofproteinsintoperoxisomes
5.TransportofproteinsfromcytosoltoER
Co-translationalandpost-translationalimport
Signalhypothesis
教学要点:
1. 蛋白质运输的三种途径
2. 蛋白质分选信号的类型和特点
3. 核输入和核输出的意义和机制
4. 蛋白质定位于线粒体不同部位的机制
5. 蛋白质合成和运输的两种不同途径
6. 新生肽如何输入内质网
Chapter07VesicularTransport 4学时
教学内容:
1.Coatedvesicles
Differentcoatsinvesiculartransport
Clathrin-coatedvesicles
COPⅡ-coatedvesicles
COPⅠ-coatedvesicles
2.Rabproteinsguidevesicletargeting
3.SNAREsmediatemembranefusion
4.Endocytosis
Phagocytosis
Pinocytosis
5.Exocytosis
教学要点:
1. 膜泡定向运输的决定因素
2. 溶酶体酶是如何合成和运输的
3. Rab蛋白在膜泡运输中的作用和机制
4. SNARE在介导膜融合中的作用机制
5. 微管在膜泡运输中的作用
6. 如何理解高尔基体在蛋白质分选中的枢纽作用
7. 胞吞作用的意义和类型,LDL摄入的机制
Chapter08Cytoskeleton 6学时
教学内容:
1.Microtubules
Structureandcomposition
MAPs(microtubule-associatedproteins)
DynamicsofMTassembly
MTOCs
DrugsaffectingMTassembly
Motorproteins
Ciliaandflagella
2.Microfilaments
Structureandcomposition
MFassemblyanddisassembly
Cytochalasinandphalloidin
Actin-bindingpeoteins
Myosins
Musclecontractility
Nonmusclemotility
3.Intermediatefilaments
Structureandcomposition
IFassemblyanddisassembly
FunctionsofIF
4.Nuclearmatrix
教学要点:
1. 细胞骨架的类型和主要功能
2. 微管的结构和组装特点
3. MTOC的作用和中心体的结构特点
4. 马达蛋白的类型和与微管的相互作用
5. 纤毛和鞭毛的结构基础
6. 微丝的结构和组装特点
7. 不同的微丝结合蛋白和myosis与微丝的相互作用
8. 肌肉收缩的微丝作用机制
9. 微丝在细胞运动中的作用
10. 中等纤维的结构和组装特点
11. 中等纤维的不同类型和功能
Chapter09DNAandChromosome 4学时
教学内容:
1.Componentsofchromatin
Componentofchromatin---DNA
Componentofchromatin---histone
Componentofchromatin---nonhistone
2.Nucleosome—structuralunitofchromatin
Summaryofnucleosomestructure
3.Higherlevelsofchromatinstructure
4.Euchromatinandheterochromatin
5.X-chromosomeinactivation
FeaturesofXchromosomeinactivation
MechanismofXchromosomeinactivation
6.Structureofthemitoticchromosome
Centromere
;Kinetochore
;Telomere
7.GiantchromosomesandLampbrushchromosomes
教学要点:
1.染色质和染色体的化学组成及关系
2.核小体的结构要点
3.染色体包装的主要模型
4.常染色质与异染色质的概念和意义
5.X-染色体失活的意义、特征和机制
6.染色体的主要结构
7.巨染色体与灯刷染色体的概念和意义
Chapter10CellCycle 6学时
教学内容:
1.Cellcycle
Cellcyclephases
Cellcyclelength
Categoriesofcellsinvivobasedonproliferativestates
Synchronizationofcells
Mainbiochemicaleventsofcellcyclephases
2.Mitosis
Keyfeaturesduringprophase
Metaphase
Anaphase
Telophase
Cytokinesis
3.Meiosis
4.MPF
DiscoveryofMPF
RoleofMPF
RegulationofMPFactivity
5.Diversityofcyclin-CDKcomplexes
6.Checkpointsincell-cyclecontrol
G1 checkpoint(START/Restrictionpoint)
G2checkpoint(unreplicated-DNAcheckpoint)
Mcheckpoint(spindle-assemblycheckpoint)
chromosome-segregationcheckpoint
DNA-damagecheckpoint
教学要点:
1.细胞根据增殖状态的分类
2.细胞周期同步化的主要方法
3.间期的意义和各时相的主要特点
4.结合纺锤体组装分析有丝分裂M期各阶段动态
5.减数分裂的特点、联会和联会复合体
6.MPF的本质、功能和活性调节
7.主要的检验点控制机制
Chapter11CellDifferentiation 4学时
教学内容:
1.Differentiationpotencyofcells
Conceptandessenceofcelldifferentiation
House-keepinggeneandLuxurygene
Mechanismofdifferentialgeneexpression
Celltotipotency
Changeoftotipotencyduringembryonicdevelopment
SignificanceofDolly
Transdifferentiation
2.Individualdevelopmentandcelldifferentiation
Celldifferentiationandcelldetermination
Keymechanismsofcelldifferentiation
3.Stemcell
Categoriesofstemcells
Patternsofstem-celldivision
Embryonicstemcell(EScell)
Adult/tissuestemcell
Stemcellsplasticity
Inducedpluripotentstem(iPS)cells
4.Cancercell
Benigntumorandmalignanttumor
Basicpropertiesofcancercells
Thecausesofcancer
Tumor-suppressorgenesandoncogenes
Newstrategiesforcombatingcancer
教学要点:
1.House-keepinggene和Luxurygene的概念及与细胞分化本质的关系
2.如何理解发育过程中的细胞全能性
3.细胞决定的机制及在分化中的意义
4.干细胞的基本特性和分类
5.ES细胞的主要来源、形态和生化特征
6.iPS细胞的概念和意义
7.癌细胞的主要形态和生理特征
8.原癌基因和抑癌基因的概念
9.Rb和p53基因的意义和分子机制
Chapter12Apoptosis 4学时
教学内容:
1.Cellaging/senescence
Hayflicklimitation
Lifespanofcellsinvitroculture
Characteristicsofcellaging
Theoriesofcellaging
2.Cellapoptosis/Programmedcelldeath
Significanceofcellapoptosis
Characteristicsofcellapoptosis
Twostylesofthecelldeath
3.Molecularmechanismsofapoptosis
Extrinsicpathwayofapoptosis-receptor-mediatedpathway
Intrinsicpathwayofapoptosis-mitochondria-mediatedpathway
Apoptosisiscarriedoutbythecaspasecascade
EvolutionarilyconservedapoptotispathwayinC.elegansandvertebrates
教学要点:
1.Hayflick界限和体外培养细胞的寿命
2.细胞衰老的特征和主要理论
3.细胞凋亡的意义和特征
4.受体介导和线粒体介导的细胞凋亡途径以及caspase级联的机制
5.线虫凋亡的基因调控机制
Chapter13CellSignalTransduction 6学时
教学内容:
1.Overviewofcellsignaltransduction
Signaltransduction
Maintypesofcellcommunication
Receptors
2.G-protein-linkedreceptorandsecondarymessenger
G-protein-linkedreceptor
G-proteinanditsmechanism
Secondmessenger
cAMPsignalingpathway
Doublemessengersystem
3.Enzyme-linkedreceptor
Receptortyrosinekinases(RTKs)
RTK-Rassignalingpathway
RTK-PIP2pathway
RTK-PI
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