《细胞与分子生物学》课程教学大纲

一、课程基本信息

二、课程目标（四号黑体）

（一）总体目标：（小四号黑体）

细胞生物学和分子生物学是生命科学的基础和前沿学科，细胞生物学探究细胞及其生命活动规律，分子生物学是从分子水平研究生物大分子核酸和蛋白质的结构与功能，生物合成与分解，以及生物大分子之间的相互作用。这两门课程都是阐述生命现象的本质。细胞生物学与分子生物学关系紧密，本课程将这两门生命科学重要的基础课程结合到一起，目的是加强药学专业本科生的生命科学理论基础，为今后从事药学领域的新药研发，工艺摸索等工作打下理论基础，培养符合我国新时代社会主义建设需要的复合型人才和接班人。

（二）课程目标：（小四号黑体）

课程目标1：掌握细胞中各细胞器的基础理论和基本知识

 1.1 掌握各细胞器的结构组成及功能等相关基础理论。

 1.2 学习细胞器的基础理论在药学中的应用。

课程目标2：掌握细胞中各种生命活动的基础理论和基本知识。

 2.1 掌握细胞各种生命活动的基础理论。

 2.2 学习细胞生命活动在药学研究中的应用。

课程目标3：分子生物学

 3.1掌握DNA复制、RNA转录、蛋白质生物合成的过程。

 3.2掌握提质粒、PCR、琼脂糖凝胶电泳、酶切、CaCl₂转化法等基本实验操作。

 3.3掌握原核和真核基因表达调控规律。

（要求参照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，对应各类专业认证标准，注意对毕业要求支撑程度强弱的描述，与“课程目标对毕业要求的支撑关系表一致）（五号宋体）

（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系（小四号黑体）

表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 （五号宋体）

（大类基础课程、专业教学课程及开放选修课程按照本科教学手册中各专业拟定的毕业要求填写“对应毕业要求”栏。通识教育课程含通识选修课程、新生研讨课程及公共基础课程，面向专业为工科、师范、医学等有专业认证标准的专业，按照专业认证通用标准填写“对应毕业要求”栏；面向其他尚未有专业认证标准的专业，按照本科教学手册中各专业拟定的毕业要求填写“对应毕业要求”栏。）

三、教学内容（四号黑体）

（具体描述各章节教学目标、教学内容等。实验课程可按实验模块描述）

第一章 绪论

1.教学目标

通过学习使学生了解什么是细胞生物学及细胞生物学研究的主要方面，了解细胞生物学发展简史。掌握细胞的基本概念，细胞是一切生命活动的基本单位，掌握掌握原核细胞与真核细胞的区别。

2.教学重难点

重点：细胞生物学的研究内容；细胞学说的建立及其意义；细胞生物学的学科形成的客观条件，发展历史及其发展前景。细胞概念的涵义；细胞的基本共性；原核细胞与真核细胞的比较；真核细胞的基本结构体系。 

难点:细胞学生的建立及意义，以及当前细胞生物学研究领域及研究方法。真核细胞的基本结构体系，病毒既是非细胞形态的生命体，又是最简单的生命体，及和细胞不可分割的关系。

3.教学内容

从细胞的概念入手讲述细胞的发现，细胞学说的建立和意义，细胞学的经典时期和细胞生物学的发展简史，深入讲授现代细胞生物学的研究内容与现状，讨论学科的研究领域发展。细胞的基本特征；原核细胞与古核细胞；真核细胞基本知识；病毒与细胞的关系。

4.教学方法

讲授法

5.教学评价

掌握细胞生物学概念，及主要研究内容，重点掌握细胞学说的提出及意义，了解细胞生物学的发展简史（着重了解经典时期）、发展前景以及细胞生物学研究的趋势与热点领域。理解细胞是生命活动的基本单位及共性；掌握细胞的基本概念、细胞形态结构与功能的关系；掌握最小最简单的细胞——支原体；掌握原核细胞（细菌和蓝藻）和古核细胞（古细菌）；掌握真核细胞的基本结构体系，以及真核细胞与原核细胞的比较；掌握病毒的基本知识（非细胞形态生命体）；了解病毒与细胞在起源和进化中的关系。

第二章 细胞生物学研究方法

1.教学目标

通过本章的学习使学生了解细胞生物学研究的常用方法，例如细胞形态结构的观察方法，细胞组分分析方法以及细胞培养与显微操作技术。

2.教学重难点

重点：光学显微镜技术特点和生物学应用，电子显微镜的分辨率、基本结构和分类，以及超薄切片技术；用超速离心技术分离细胞器与生物大分子及其复合物；细胞培养类型和方法。

难点：扫描隧道显微镜及单克隆抗体技术。

3.教学内容

细胞形态结构的观察方法；细胞组分的分析方法；细胞培养与细胞工程；细胞及生物大分子的动态变化；模式生物与功能基因组的研究。

4.教学方法

讲授法

5.教学评价

掌握细胞的观察技术，包括光学显微镜技术特点和生物学应用，电子显微镜的分辨率、基本结构和分类，以及超薄切片技术；掌握细胞组分分离技术：用超速离心技术分离细胞器与生物大分子及其复合物；熟悉细胞内核酸、蛋白质、酶、糖类与脂质等的显示方法；熟悉特异蛋白抗原的定位与定性；了解细胞内特异核酸序列的定位与定性；了解定量细胞化学分析技术；掌握细胞培养、细胞融合及单克隆抗体技术。

第三章 细胞质膜

1.教学目标

通过本章的学习要求学生掌握细胞膜的组成及结构特点，细胞质膜的基本特征，相关的膜骨架及细胞质膜的基本功能。

2.教学重难点

重点：生物膜的基本结构特点，细胞质膜的结构模型，膜脂和膜蛋白的功能；细胞质膜的基本特征，膜的流动性和不对称性的内容。

难点：细胞质膜相关的膜骨架。

3.教学内容

细胞质膜的结构模型与基本成分；细胞质膜的基本特征与功能。

4.教学方法

讲授法

5.教学评价

掌握细胞膜的结构模型，膜脂的类型和运动方式；掌握膜蛋白类型、主要结合方式，细胞质膜的基本特征；了解膜骨架的基本结构和功能；掌握细胞质膜的基本功能。

第四章 物质的跨膜运输

1.教学目标

通过本章的学习使学生掌握细胞内外物质的跨膜运输方式、重要的膜转运蛋白工作方式及重要物质跨膜运输的过程。

2.教学重难点

重点：主动运输和被动运输概念、类型、特点及其生物学意义；胞吞作用与胞吐作用概念、类型、过程和特点。  

难点：ATP驱动泵；离子跨膜转运与膜电位。

3.教学内容

膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输；ATP驱动泵与主动运输；胞吞作用与胞吐作用。

4.教学方法

讲授法

5.教学评价

掌握物质跨膜运输的种类：被动运输（基本概念，简单扩散，协助扩散，载体蛋白，通道蛋白）和主动运输（基本概念，ATP供能的主动运输，钠钾泵，协同运输）；掌握胞吞作用与胞吐作用（基本概念，胞饮作用，吞噬作用，受体介导的胞吞作用的主要过程）。

第五章 细胞质基质与内膜系统

1.教学目标

通过本章的学习使学生掌握细胞质基质的结构和功能以及各种细胞内膜系统重要细胞器（内质网、高尔基体和溶酶体）的结构和功能。

2.教学重难点

重点：重点掌握各种细胞内膜系统的结构与功能。

难点：细胞质基质的涵义与功能。

3.教学内容

细胞质基质及其功能；细胞内膜系统及其功能。

4.教学方法

讲授法

5.教学评价

掌握细胞质基质的含义、化学组分和功能；熟悉内膜结构、内膜系统组成、内膜的共同特征以及内膜与质膜间的区别；掌握内质网的结构、分类、分布及功能；掌握高尔基体的形态结构及功能；熟悉溶酶体的结构、功能及发生；了解过氧化物酶体的特征、功能及发生。

第六章 蛋白质分选与膜泡运输

1.教学目标

通过本章的学习使学生掌握细胞内蛋白质分选的定义、类型及途径，细胞内膜泡运输的类型及过程。

2.教学重难点

重点: 信号假说，蛋白质分选转运的基本途径和类型；细胞内膜泡运输。

难点：细胞内各种膜泡的装配和运输。

3.教学内容

细胞内蛋白质的分选；细胞内膜泡运输。

4.教学方法

讲授法

5.教学评价

掌握信号假说及蛋白质分选转运的基本途径与类型；掌握COPII、COPI和网格蛋白/接头蛋白包被膜泡的装配与运输。

第七章 线粒体和叶绿体

1.教学目标

通过本章的学习使学生了解和掌握线粒体和叶绿体的结构和功能，理解线粒体和叶绿体都是半自主性细胞器。

2.教学重难点

重点: 线粒体的功能；叶绿体的主要功能--光合作用；线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配；线粒体和叶绿体的起源（内共生起源学说及主要证据）。

难点：ATP酶的作用机制；光合磷酸化的作用机制。

3.教学内容

线粒体与氧化磷酸化；叶绿体与光合作用(自学内容)；线粒体和叶绿体的半自主性及其起源。

4.教学方法

讲授法

5.教学评价

掌握线粒体的形态结构和功能，氧化磷酸化，ATP酶的作用机制，了解线粒体与疾病；了解线粒体和叶绿体的蛋白质合成及运送与装配线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配。

第八章 细胞骨架

 1.教学目标

掌握细胞骨架的三种组成成分结构、组装过程、功能；了解作用于细胞骨架的药物作用靶点及临床适应症。

 2.教学重难点

重点：微丝、微管、中间丝的结构、组装过程和功能的异同点。

难点：马达蛋白的结构及作用原理。

 3.教学内容

（1）微丝与细胞运动

（2）微管及其功能

（3）中间丝

（4）作用于细胞骨架的药物

 4.教学方法

讲授法。

 5.教学评价

掌握细胞骨架三种成分及其结构和功能。

第九章 细胞核与染色质

 1.教学目标

掌握细胞核的亚显微结构及功能；掌握染色质的组成、结构和功能；掌握核仁及核基质的生物学功能。

 2.教学重难点

重点：核孔的结构及主动运输过程。

难点：染色质的激活与失活。

 3.教学内容

（1）核被膜

（2）染色质

（3）染色质的复制与表达

（4）染色体

（5）核仁与核体

（6）核基质

 4.教学方法

讲授法。

 5.教学评价

掌握细胞核膜的结构与功能；掌握染色体的结构与功能。

第十章 核糖体

 1.教学目标

掌握核糖体的结构与功能。

 2.教学重难点

重点：核糖体中的功能位点

难点：核糖体合成蛋白质的过程。

 3.教学内容

（1）核糖体的类型与结构

（2）多核糖体与蛋白质的合成

 4.教学方法

讲授法。

 5.教学评价

掌握核糖体合成蛋白质的整个过程。

第十一章 细胞信号转导

 1.教学目标

掌握细胞信号转导的概念；信号转导通路的具体传导过程及信号通路的功能。

 2.教学重难点

重点：G蛋白偶联受体，受体酪氨酸激酶，JAS-STAT及TGFβ信号通路的传导过程。

难点：细胞转导通路的网络整合信息。

 3.教学内容

（1）细胞通信与信号转导

（2）G蛋白偶联受体及其介导的信号

 4.教学方法

讲授法。

 5.教学评价

掌握核糖体合成蛋白质的整个过程。

分子生物学部分

第一章 绪论

 1.教学目标

通过课堂PPT讲解、师生问答、课后回答思考题等方式使学生掌握分子生物学定义、特征及研究内容；熟悉分子生物学发展简史，了解在分子生物学史上做出巨大贡献的科学家们。

 2.教学重难点

（1）教学重点：分子生物学特征与研究内容

（2）教学难点：分子生物学研究内容

 3.教学内容

1. 分子生物学研究内容：

2. 分子生物学的发展简史；

3. 分子生物学的定义、特征

 4.教学方法：

（1）PPT讲解与动画演示；

（2）课堂问答。

 5.教学评价

考察学生对分子生物学定义和研究内容的掌握程度。

第二章 染色体与DNA

 1.教学目标

通过课堂PPT讲解、视频播放、师生问答、课后回答思考题等方式使学生掌握染色体，真核生物染色体的组成；真核生物和原核生物DNA的复制特点，DNA的修复、转座，熟悉DNA各级结构的特点、DNA半保留复制的机制和复制中相关的蛋白和酶的作用特点；了解转座的作用与SNP的运用。

 2.教学重难点

（1）教学重点： DNA的半不连续复制；原核、真核生物DNA复制过程；转座子

（2）教学难点：原核生物DNA复制过程；DNA的修复；SNP

 3.教学内容

（1）染色体的定义和组成；

（2）DNA一级、二级和三级结构的特征；

（3）DNA半保留复制、DNA的半不连续复制；

（4）原核、真核生物DNA复制过程；

（5）转座子的概念、结构特征；

（6）DNA修复的主要类型和特点；

（7）SNP。

 4.教学方法：

（1）PPT讲解与动画视频演示；

（2）课堂问答。

 5.教学评价

（1）考察学生对核小体概念的掌握程度；

（2）考察学生对原核生物DNA复制特点的掌握程度；

（3）考察学生对转座子的概念和分类的掌握程度；

（4）考察学生对DNA修复类型的掌握程度；

（5）考察学生对SNP的概念和优点的掌握程度。

第三章  生物信息的传递（上）----从DNA到RNA

 1.教学目标

通过课堂PPT讲解、视频播放、师生问答、课后回答思考题等方式使学生掌握DNA转录成RNA的基本过程；原核的转录过程、产物mRNA特征比较；启动子、增强子和终止子的基本结构特征；RNA编辑；核酶；熟悉转录机器的主要成分-RNA聚合酶的主要性质；真核生物RNA的转录后加工；了解真核生物的转录过程、RNA转录的抑制。

 2.教学重难点

（1）教学重点： 转录的基本过程；原核和真核生物转录过程、产物mRNA的比较；原核和真核生物启动子的特征比较；终止子的类型。

（2）教学难点：原核和真核生物转录产物mRNA的比较；真核和原核启动子结构特征比较；终止子的分类。

 3.教学内容

（1）转录的基本过程；

（2）原核和真核生物的转录过程、产物mRNA特征比较；

（3）启动子的概念、特征，原核生物启动子、真核生物启动子的结构特征比较；

（4）增强子的概念和特征；

（5）终止子的概念、分类和特征；

（6）RNA剪接、RNA编辑、核酶、模板链和编码链；

 4.教学方法：

（1）PPT讲解与动画视频演示；

（2）课堂问答。

 5.教学评价

（1）考察学生对RNA转录基本过程的掌握程度；

（2）考察学生对RNA剪接、RNA编辑、核酶、模板链和编码链等概念的掌握程度；

（3）考察学生对大肠杆菌终止子分类的掌握程度；

（4）考察学生对原核生物与真核生物mRNA结构特点的掌握程度；

（5）考察学生对启动子概念及原核和真核生物启动子的结构特点的掌握程度。

第四章  生物信息的传递（下）----从mRNA到蛋白质

 1.教学目标

通过课堂PPT讲解、视频播放、师生问答、课后回答思考题等方式使学生掌握遗传密码的性质及其破译过程；蛋白质合成的生物学过程与机制；蛋白质翻译和转运转运同步机制；熟悉tRNA的结构、功能与种类；核糖体的结构、功能；了解蛋白质合成抑制、翻译后转运。

 2.教学重难点

（1）教学重点：蛋白质生物合成的生物学过程；遗传密码的性质。

（2）教学难点：蛋白质生物合成的生物学过程；摆动假说；蛋白质转运的机制。

 3.教学内容

（1）遗传密码的特征、摆动假说；

（2）tRNA的结构、功能；

（3）核糖体的结构和功能；

（4）蛋白质生物合成的生物学过程；

（5）蛋白质转运的机制；

（6）核定位信号。

 4.教学方法：

（1）PPT讲解与动画演示；

（2）课堂问答。

 5.教学评价

（1）考察学生对遗传密码特征的掌握程度；

（2）考察学生对tRNA二级结构和功能的掌握程度；

（3）考察学生对蛋白质合成过程的掌握程度；

（4）考察学生对核定位信号及功能的掌握程度；

（5）考察学生对信号肽转运假说的掌握程度。

第五章  分子生物学研究法（上）----DNA、RNA及蛋白质操作技术

 1.教学目标

通过课堂PPT讲解、视频播放、师生问答、课后回答思考题等方式使学生掌握DNA基本操作技术，核酸电泳技术，细菌转化与目的DNA增殖，PCR和实时定量PCR，基因组文库的构建；RNA基本操作技术，总RNA提取，mRNA纯化，cDNA合成，cDNA文库的构建；熟悉基因文库的筛选；了解蛋白质与蛋白质组技术。

 2.教学重难点

（1）教学重点： 核酸电泳、PCR、提质粒、转化、基因组文库构建、cDNA文库构建

（2）教学难点： 基因组文库构建、cDNA文库构建；蓝白斑筛选原理

 3.教学内容

（1）核酸电泳基本原理；

（2）PCR的定义、原理与过程；

（3）酶切、重组DNA的连接与转化，阳性克隆子筛选等技术；

（4）蓝白斑筛选原理；

（5）基因组文库、cDNA文库的构建；

（6）实时定量PCR原理；

 4.教学方法：

（1）PPT讲解与动画演示；

（2）课堂问答。

 5.教学评价

（1）考察学生对PCR扩增的原理和步骤的掌握程度；

（2）考察学生对基因组文库和cDNA文库构建的的掌握程度；

（3）考察学生对蓝白斑筛选原理的掌握程度；

（4）考察学生对提质粒、PCR、电泳和转化的掌握程度

第六章  分子生物学研究法（下）----基因功能研究技术

 1.教学目标

通过课堂PPT讲解、视频播放、师生问答、课后回答思考题等方式使学生掌握蛋白质及RNA相互作用技术：酵母单杂交技术，酵母双杂交技术、蛋白质相互作用技术、染色质免疫共沉淀技术、RNA干涉技术；熟悉原位杂交技术、基因定点突变技术；了解蛋白质免疫印迹技术。

 2.教学重难点

（1）教学重点：酵母双杂交技术和RNAi技术。

（2）教学难点：酵母双杂交。

 3.教学内容

（1）酵母双杂交技术；

（2）免疫共沉淀、荧光共振能量转移法；

（3）RNA干扰。

 4.教学方法：

（1）PPT讲解与动画演示；

（2）课堂问答。

 5.教学评价

（1）考察学生对RNAi概念和原理的掌握程度；

（2）考察学生对酵母双杂交技术原理的掌握程度；

（3）考察学生对免疫共沉淀、荧光共振能量转移法的掌握程度。

第七章  原核基因表达调控

 1.教学目标

通过课堂PPT讲解、视频播放、师生问答、课后回答思考题等方式使学生掌握原核基因的表达调控类型，乳糖操纵子与负控诱导系统，色氨酸操纵子与负控阻遏系统，魔斑核苷酸；熟悉转录后水平上的反义RNA、稀有密码子调节作用，魔斑核苷酸对翻译水平的影响；了解转录水平上的其他调控方式。

 2.教学重难点

（1）教学重点：乳糖操纵子和负控诱导系统；色氨酸操纵子和负控阻遏系统；葡萄糖效应

（2）教学难点：乳糖操纵子和负控诱导系统；色氨酸操纵子和负控阻遏系统；衰减子调控。

 3.教学内容

（1）乳糖操纵子和负控诱导系统；

（2）色氨酸操纵子和负控阻遏系统；

（3）衰减子调控：衰减子是色氨酸操纵子特有的调控模式；

（4）葡萄糖效应、细菌的应急反应、魔斑核苷酸。

 4.教学方法：

（1）PPT讲解与动画演示；

（2）课堂问答。

 5.教学评价

（1）考察学生对乳糖操纵子的结构及其调控系统原理的掌握程度；

（2）考察学生色氨酸操纵子的结构及其调控系统原理对的掌握程度；

（3）考察学生对魔斑核苷酸、葡萄糖效应的掌握程度。

第八章  真核基因表达调控

 1.教学目标

通过课堂PPT讲解、视频播放、师生问答、课后回答思考题等方式使学生掌握真核基因的基因家族和断裂基因，反式作用因子的种类；熟悉增强子的概念和作用特征；了解DNA甲基化与基因调控。

 2.教学重难点

（1）教学重点： HTH结构，锌指结构，bZIP结构，bHLH结构

（2）教学难点：锌指结构，bZIP结构，CG岛

 3.教学内容

（1）HTH结构，锌指结构，bZIP结构，bHLH结构；

（2）真核生物基因组结构特征；

（3）基因家族、基因簇、CG岛；

 4.教学方法：

（1）PPT讲解与动画演示；

（2）课堂问答。

 5.教学评价

（1）考察学生对HTH结构，锌指结构，bZIP结构，bHLH结构的掌握程度；

（2）考察学生对基因家族、基因簇、CG岛的掌握程度

四、学时分配（四号黑体）

表2：各章节的具体内容和学时分配表（五号宋体）

五、教学进度（四号黑体）

表3：教学进度表（五号宋体）

六、教材及参考书目（四号黑体）

1. 徐威主编，《药学细胞生物学》，中国医药科技出版社，2019.12.1.

2. 陈誉华，陈志南主编，《医学细胞生物学》，人民卫生出版社，2018.8.30.

3. 王金发主编，《细胞生物学》，科学出版社，2020.12.1.

4. 姜益泉，邹菊萍主编，《细胞生物学（第4版）辅导与习题集》，西南交通大学出版社，2014.3.1．

5. 药学分子生物学，张景海，第5版，2016，人民卫生出版社

6. 医学分子生物学，张晓伟，第3版，2020，人民卫生出版社

7. 分子遗传学，李振刚，第4版,2014，科学出版社

8. 分子克隆实验指南，J.萨姆布鲁克、M.R.格林，第四版，2017年，科学出版社

七、教学方法 （四号黑体）

（讲授法、讨论法、案例教学法等，按规范方式列举，并进行简要说明）（五号宋体）

1. 借助多媒体的讲授法：通过PPT，视频资料等形式，生动形象讲解细胞生物学基本理论及基本生命活动过程。

2. 专题讨论法：开展小组讨论，探讨细胞生物学重大理论的发展过程，总结科学发展的普遍规律，生命科学及生物产业从业者必备的基本素质、思维方式。思考个人的职业发展道路。

3. 案例教学法：通过案例教学，讲解细胞生物学理论在生物药物设计、研发、工艺开发等环节的应用。

4.  PBL教学法：结合临床医学相关疾病的发病机制，从分子水平探讨药物设计思路。

5. 课内练习：每一章节结束，发布相关习题，检验学生对知识的掌握程度，反馈教学效果。

八、考核方式及评定方法（四号黑体）

（一）课程考核与课程目标的对应关系 （小四号黑体）

表4：课程考核与课程目标的对应关系表（五号宋体）

（二）评定方法 （小四号黑体）

1．评定方法 （五号宋体）

平时成绩：20%（考勤，作业练习，随堂测，专题报告，课堂讨论）；

期中成绩：30% （实验报告，实验技能考核，实验理论考试）；

期末考试：50%（闭卷）

2．课程目标的考核占比与达成度分析 （五号宋体）

表5：课程目标的考核占比与达成度分析表（五号宋体）

（三）评分标准 （小四号黑体）