细胞与分子生物学

一、课程概述

细胞与分子生物学是生命科学的重要基础学科，是医学院学生的必修专业基础课程。细胞与分子生物学课程分为细胞生物学和分子生物学两个部分，细胞生物学部分是从细胞整体、超微结构、分子等水平上研究细胞基本生命活动规律的科学，重点讲授细胞内各种细胞器的结构、化学组成及功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递等内容，介绍细胞异常改变与疾病发生的相互关系；分子生物学是从分子水平研究细胞活动现象、规律和本质的科学。与医学相关的分子生物学主要研究人体细胞中生物大分子的结构、功能、相互作用及其同疾病发生、发展的关系，以及在疾病诊断与治疗上的应用。

二、先修课程

进入研究生阶段的学习之前，研究生们经过大学本科阶段的学习，已经具备了有机化学、生物化学、组织胚胎学、生理学等基础学科知识。学好这些课程将为深入了解细胞与分子生物学课程内涵奠定基础。

三、课程目标

本课程的教学目的是使学生掌握人体细胞基本结构、功能以及生命活动规律，了解本学科的最新进展，知晓细胞异常改变与疾病发生的相互关系，培养学生的基本科学思维能力，为其他基础医学、临床医学的课程学习与实践奠定扎实的基础。通过分子生物学课程的学习使学生掌握生物学的基本理论、基本知识与技术，同时了解分子生物学在医学临床与研究领域中的应用。由于分子生物学理论与技术的进展迅速，新技术和新方法层出不穷，本课程将根据学科的发展，紧密关联细胞生物学的研究进展，适当介绍新的理论知识与实验技术在细胞生物学研究中的最新应用。

四、适用对象

本课程主要适用于基础医学学科的博士和硕士研究生，也适用于临床医学学科相关的专业学位的博士研究生和硕士研究生。

五、授课方式

本课程主要采用课堂授课和学生实验等方法开展教学。教学方法以多媒体为主，在教学过程中尽量多地利用动画、视频等多种手段进行教学，提高和加深学生对理论知识的理解和掌握程度。

六、课程内容

主要在巩固以往细胞学和分子生物学知识的基础上，重点讲授细胞与分子生物学领域近年来的发展趋势、最新进展以及其与疾病发生之间的关系，使学生理解细胞与分子生物学在医学发展中的重要基础地位。

1.细胞生物学部分

第一章 细胞生物学绪论、细胞概述

主要内容：细胞学与细胞生物学的发展简史；细胞生物学的概念、研究内容、研究发展的总趋势及研究的热点及其在医学中的作用；细胞生物学研究的常用方法。

■重点：细胞生物学的概念、研究内容。

■难点：细胞学与细胞生物学的发展简史及细胞生物学研究发展的总趋势和热点。

第二章 细胞（质）膜

主要内容：学习细胞（质）膜的概念、化学组成、分子结构、特性及功能。

■重点：细胞膜脂质与细胞膜结构稳定的关系；细胞膜的流动性与不对称性；生物大分子的跨膜转运。

■难点：细胞膜的分子结构理论的历史沿革（发展）。

第三章 内膜系统

主要内容：了解内膜系统的概念、组成以及区域化；内膜系统的重要意义；内质网形态结构、类型、化学组成、功能及内质网的生理与病理变化；高尔基复合体形态结构、化学组成、功能及高尔基复合体的生理与病理变化；溶酶体膜的特点，溶酶体的类型、溶酶体发生过程、溶酶体功能、影响溶酶体膜稳定性的因素及溶酶体与疾病；氧化物酶体形态、大小和数量、过氧化物酶体与初级溶酶体的特征比较，过氧化物酶体的功能。

■重点：掌握内质网、高尔基体和溶酶体的形态结构、化学组成与功能；信号肽假说；内质网和高尔基体在肽（糖）链合成、蛋白质加工与修饰中的作用；脂质物质在高尔基的合成，生物大分子在溶酶体降解的过程。

■难点：信号肽假说的主要内容以及膜蛋白的嵌插机制；内质网、高尔基体在肽（糖）链合成的调节机制；溶酶体形成过程中的作用。

第四章 线粒体

主要内容：线粒体的增殖与起源、形态、大小、数目和分布、超微结构、化学组成、线粒体的结构与功能的关系以及线粒体的功能和机制。

■重点：掌握线粒体的超微结构、分子结构、组成及功能；线粒体氧化磷酸化以及能量产生过程。

■难点：线粒体是半自主性细胞器；线粒体动态平衡的重要性。

第五章 细胞骨架

主要内容：细胞骨架的种类和重要性；微管的形态与分布、分子组成与组装以及微管的生物学功能；中心体和微管组织中心在微管形成过程中的作用；微丝的形态与分布、分子组成、组装与功能；当前研究细胞骨架系统技术方法及作用机制；细胞骨架与疾病。

■重点：细胞骨架的概念及其主要的生物学作用；微丝、微管的分子组成、结构特征、组装特点及生物学功能；细胞骨架与细胞迁移。

■难点：马达蛋白、肌动蛋白结合蛋白、微管相关蛋白的作用特点。

第六章 细胞核

主要内容：细胞核的一般结构及其在细胞周期中的变化；细胞核在不同种类细胞中的大小、数目和形态变化及其生理病理意义；核被膜的超微结构与功能分区；核孔复合体的结构与功能；染色质与染色体的概念、化学组成、组蛋白、非组蛋白的特点和类型；核仁和核基质的概念、化学组成、超微结构以及功能；细胞核结构和功能异常与疾病的关系。

■重点：细胞核、核被膜、染色质以及核仁的结构；核孔复合体结构与功能；染色体DNA的三大功能元件、染色体包装的四级结构。

■难点：核孔复合体的结构与功能。基因转录的调控元件组成、组蛋白结构与功能及修饰其与基因转录的关系。

第七章 细胞连接和细胞外基质

主要内容：细胞表面的概念和一般结构；哺乳动物细胞中几种主要细胞连接方式、形态特点、分子组成、核心分子的组织/细胞多样性和特异性及其动态调控和功能；细胞外基质的定义、分布、组成成分及组装形式及在细胞生命活动中的作用；细胞连接有关疾病的发病机制。

■重点：掌握细胞表面分子的概念及其所涉及的三大层次；掌握细胞连接的类型、功能；掌握细胞外基质的定义、组成成分及其功能。

■难点：胶原纤维的组装过程；胶原的生物合成过程。

第八章 细胞信号转导

主要内容：细胞社会性的概念及其生物学意义；细胞信号传导的特点；膜表面受体的类型、特点及与配体的作用特点；第一信使和第二信使的概念；包括cAMP、IP3、DAG、Ca2+等重要第二信使产生途径和作用方式；典型的信号转导途径或通路；信号转导与疾病的关系；信号分子为靶点新药的研发。

■重点：信号转导相关名词的概念；经典信号转导途径；掌握膜表面受体的主要类型和与配体的作用特点；几种经典第二信使分子的产生途径和作用方式，包括：cAMP、IP3、DAG、Ca2+。

■难点：G蛋白偶联受体介导的信号通路和酶偶联受体介导的信号通路。

第九章 细胞增殖与调控

主要内容：细胞周期的概念与意义；细胞周期同步化概念及方法；细胞増殖的方式；有丝分裂的过程、特点、意义以及减数分裂过程、特点及意义；细胞周期时相的特点及其主要事件；细胞增殖调控的机制；细胞增殖与疾病的关系。

■重点：细胞周期概念；细胞周期中各个不同时期及其主要事件；细胞增殖调控的机制。

■难点：细胞周期蛋白激酶和周期蛋白调控细胞增殖的机制。

第十章 细胞分化

主要内容：细胞分化的基本概念、特点、意义及机制；影响细胞分化的因素；细胞全能性与干细胞；细胞分化与肿瘤。

■重点：细胞分化的概念、特点及调控机制；干细胞的概念、特点。

■难点：胚胎诱导对细胞分化的作用和分化抑制作用。

第十一章 细胞衰老与死亡

主要内容：细胞衰老、死亡和凋亡的概念：细胞死亡的几种方式；细胞衰老的特征与分子机制；以细胞凋亡为例，介绍细胞凋亡与死亡的区别、各自的形态特点；细胞凋亡的基因调控机制；细胞凋亡的生物学意义以及与疾病的关系。

■重点：细胞衰老与机体衰老的概念；掌握Hayflick界限；细胞发生死亡的几种形式特点。

■难点：细胞衰老的机制；细胞内外信号诱导细胞发生凋亡的传导途径；细胞凋亡调控机制。

2.分子生物学部分

第十二章 基因与基因组

主要内容：基因和基因组的概念；原/真核生物基因的结构及特点。

■重点：原核和真核生物基因及基因组的结构及特点。

■难点：真核生物基因及基因组的结构及特点。

第十三章 基因表达调控

主要内容：基因表达调控的基本概念及生物学意义；真核基因表达调控的特点；真核基因表达调控。

■重点：真核基因表达调控的特点

■难点：真核基因表达调控。

第十四章 表观遗传修饰

主要内容：掌握表观遗传、组蛋白密码，CpG岛等概念及研究内容；熟悉表观遗传调控机制；了解ATP依赖染色体重塑复合体、组蛋白修饰酶的分类及功能。

■重点：表观遗传的概念；基因表达的表观遗传调控机制。

■难点：DNA甲基化；组蛋白修饰；非编码RNA调控基因表达；表观遗传与疾病。

■第十五章 DNA损伤与修复

主要内容：掌握基因组稳定性、DNA损伤和突变的概念，DNA损伤的主要类型和主要的DNA修复系统——切除修复的机制；熟悉造成DNA损伤的各种内源和外源因素、DNA损伤和突变的差异，理解错配修复和直接修复的机制；了解重组修复和跨损伤修复的过程、DNA损伤和修复异常的典型疾病着色性干皮病的发病原因、DNA损伤修复与肿瘤的相关性。

■重点：DNA损伤和修复的类型与分子机制。

■难点：DNA修复的分子机制。

第十六章 癌细胞和癌基因

主要内容：熟悉常见的癌基因、抑癌基因的概念和分类，掌握原癌基因激活的机制；了解肿瘤基因的表观遗传学改变；熟悉驱动突变的概念；了解肿瘤转移的相关基因与相关机制。

■重点：癌基因、抑癌基因的概念和分类；原癌基因激活的机制。

■难点：原癌基因激活的机制。

第十七章 细胞工程

主要内容：细胞培养；细胞融合；细胞核移植。

■重点：动物细胞与组织培养、细胞融合。

■难点：细胞工程的应用。

七、考核要求

以期末考试的形式，用百分制评定成绩；英文试题占总分的20%以上。考试采用闭卷理论笔试，要求卷面内容覆盖本指南80%以上。

八、编写成员名单

安威（首都医科大学）、谢萍（首都医科大学）、肖卫纯（首都医科大学）