《細(xì)胞生物學(xué)》教學(xué)大綱

PAGEPAGE8《細(xì)胞生物學(xué)》教學(xué)大綱王金發(fā)（中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）一、教學(xué)指導(dǎo)思想與課程目的細(xì)胞生物學(xué)作為基礎(chǔ)課，既有理論教學(xué)，又有實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容量大面廣，對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)具有直接和長遠(yuǎn)的影響。教學(xué)內(nèi)容要反映科學(xué)的發(fā)展，細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展日新月異，新內(nèi)容層出不窮。因此，我們本著“實(shí)、寬、新、活”的原則，要求學(xué)生牢固掌握細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能及各細(xì)胞器間的關(guān)系的基本知識(shí)，并且能夠掌握和了解細(xì)胞生物學(xué)的熱點(diǎn)課題的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，包括生命信息流和細(xì)胞信息網(wǎng)絡(luò)的研究、信號(hào)傳遞與細(xì)胞識(shí)別、神經(jīng)活動(dòng)的細(xì)胞及分子基礎(chǔ)、蛋白質(zhì)的加工、折疊與分揀、發(fā)育的分子機(jī)制及遺傳控制、細(xì)胞增殖、調(diào)控與編程死亡等。使學(xué)生對(duì)認(rèn)識(shí)細(xì)胞的生命活動(dòng)具有強(qiáng)烈的追求和探索精神、善于從生命現(xiàn)象探求其內(nèi)在規(guī)律、能夠運(yùn)用現(xiàn)有的細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)去研究生命科學(xué)中與細(xì)胞生物學(xué)有關(guān)的課題的能力。二、課程特點(diǎn)細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律的一門科學(xué),細(xì)胞是生命的結(jié)構(gòu)和功能單位，也是遺傳和變異的單位。有機(jī)體的一切病理現(xiàn)象都是細(xì)胞病理反應(yīng)的結(jié)果,所以一切生命現(xiàn)象都可從細(xì)胞中得到解答。現(xiàn)代分子生物學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家們開始在分子水平上逐步揭示細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律,并開始研究組織內(nèi)和組織間細(xì)胞的相互關(guān)系和分子關(guān)聯(lián),這是現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)的主要特點(diǎn)。多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞是生活細(xì)胞社會(huì)之中，細(xì)胞的活動(dòng)與整個(gè)機(jī)體的活動(dòng)密切相關(guān)。本課程從細(xì)胞社會(huì)學(xué)的觀點(diǎn)講授細(xì)胞生命活動(dòng)的分子機(jī)理。并充分利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性，利用網(wǎng)絡(luò)工具，設(shè)置10個(gè)不同的欄目，化解知識(shí)難點(diǎn)，給學(xué)習(xí)者展現(xiàn)一個(gè)鮮活的細(xì)胞世界。讓學(xué)習(xí)者結(jié)合理論課程的學(xué)習(xí)，輔以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、第二課堂等活動(dòng)加深學(xué)生對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的理解、提高綜合素質(zhì)。本課程共14章，總學(xué)時(shí)為54～72。對(duì)于有相當(dāng)生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)者，有54學(xué)時(shí)即可；若基礎(chǔ)較差，則需較多的學(xué)時(shí)。另外，對(duì)于細(xì)胞生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)，其先前知識(shí)是不可少的，如動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)等，同時(shí)要有相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。三、課程內(nèi)容本課程總共14章內(nèi)容，涵蓋了基礎(chǔ)細(xì)胞生物學(xué)和分子細(xì)胞生物學(xué)的主要內(nèi)容，同時(shí)注意對(duì)發(fā)展熱點(diǎn)的知識(shí)介紹。1.細(xì)胞概述本章從七個(gè)方面對(duì)細(xì)胞進(jìn)行概述,包括細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立、細(xì)胞的類型、細(xì)胞的進(jìn)化等,使學(xué)習(xí)者對(duì)細(xì)胞的研究歷史、所涉及的基本概念和發(fā)展趨勢有一個(gè)總體而又基本的了解。學(xué)習(xí)重點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面:①基本概念:主要分清細(xì)胞、原生質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等基本概念;②細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立:了解英國學(xué)者胡克發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的起因,以及發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的基本條件。對(duì)于細(xì)胞學(xué)說,側(cè)重于學(xué)說的基本內(nèi)容和該學(xué)說對(duì)細(xì)胞科學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用。③細(xì)胞的基本功能和特性:重點(diǎn)掌握細(xì)胞生命的三個(gè)最基本的功能:自我增殖和遺傳、新陳代謝和運(yùn)動(dòng)性;并對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的同一性有基本的理解。④細(xì)胞的分子基礎(chǔ):充分認(rèn)識(shí)細(xì)胞是由化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成的,生命是物質(zhì)的，是一種特殊形式的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，它是物質(zhì)、能量和信息諸變量在特定時(shí)空的“表演”，其運(yùn)轉(zhuǎn)有賴于生命系統(tǒng)有組織的守時(shí)和對(duì)空間環(huán)境的合拍。⑤我國細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略:了解細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容和發(fā)展方向,及其在理論和應(yīng)用上的意義,以及我國在細(xì)胞生物學(xué)研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀和相應(yīng)的策略,明確努力的方向。2.細(xì)胞生物學(xué)研究方法(計(jì)劃學(xué)時(shí):3)生命科學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，它的很多成果都是通過實(shí)驗(yàn)才得以發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的。許多細(xì)胞生物學(xué)的重要進(jìn)展以及新概念的形成,往往來自新技術(shù)的應(yīng)用。因此,方法上的突破,對(duì)于理論和應(yīng)用上的發(fā)展具有巨大的推動(dòng)作用。顯微成像包括直接成像和間接成像。顯微技術(shù)是細(xì)胞生物學(xué)最基本的研究技術(shù),包括光學(xué)顯微技術(shù)和電子顯微技術(shù)。在光學(xué)顯微技術(shù)中要掌握幾種常用顯微鏡成像的基本原理,包括包括普通雙筒顯微鏡、熒光顯微鏡、相差顯微鏡、暗視野顯微鏡、倒置顯微鏡。電子顯微鏡是研究亞顯微結(jié)構(gòu)的主要工具,透射和掃描電鏡的是兩類主要的電子顯微鏡,對(duì)其的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和樣品制備方法則是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。細(xì)胞化學(xué)技術(shù)介紹了酶細(xì)胞化學(xué)技術(shù)、免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù)、細(xì)胞分選技術(shù),其中流式細(xì)胞分選技術(shù)是細(xì)胞生物學(xué)和現(xiàn)代生物技術(shù)中的重要技術(shù),應(yīng)重點(diǎn)掌握。細(xì)胞工程技術(shù)是細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)的交叉領(lǐng)域，主要利用細(xì)胞生物學(xué)的原理和方法，結(jié)合工程學(xué)的技術(shù)手段，按照人們預(yù)先的設(shè)計(jì)，有計(jì)劃地改變或創(chuàng)造細(xì)胞遺傳性的技術(shù)。包括體外大量培養(yǎng)和繁殖細(xì)胞，或獲得細(xì)胞產(chǎn)品、或利用細(xì)胞體本身。主要內(nèi)容包括：細(xì)胞融合、細(xì)胞生物反應(yīng)器、染色體轉(zhuǎn)移、細(xì)胞器移植、基因轉(zhuǎn)移、細(xì)胞及組織培養(yǎng)。分離技術(shù)是一大類技術(shù)的總稱，包括細(xì)胞組分的分離和生物大分子的分離,應(yīng)掌握各種分離技術(shù)的原理和用途。本章對(duì)分子生物學(xué)方法作了簡要介紹,為今后的學(xué)習(xí)打一點(diǎn)基礎(chǔ)。3.細(xì)胞質(zhì)膜與跨膜運(yùn)輸(計(jì)劃學(xué)時(shí):5)細(xì)胞質(zhì)膜(plasmamembrane)是指包圍在細(xì)胞表面的一層極薄的膜，主要由膜脂和膜蛋白所組成。質(zhì)膜的基本作用是維護(hù)細(xì)胞內(nèi)微環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定,并參與同外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換、能量和信息傳遞。另外,在細(xì)胞的生存、生長、分裂、分化中起重要作用。本章的重點(diǎn)是學(xué)習(xí)和討論質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和運(yùn)輸功能。成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞器，質(zhì)膜是唯一的結(jié)構(gòu)，并且易于提純和分離，是研究膜結(jié)構(gòu)的最好材料。人們對(duì)膜結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，大多來自于對(duì)紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的研究。重點(diǎn)學(xué)習(xí)質(zhì)膜的脂雙層的實(shí)驗(yàn)、紅細(xì)胞的膜骨架組成。膜的化學(xué)組成一節(jié)主要介紹構(gòu)成膜的三大成分:①膜脂的主要類型、特性和功能,討論了脂質(zhì)體的制備和作用。②膜糖的種類、膜糖的存在方式、膜糖的功能,重點(diǎn)是膜糖的功能。③膜蛋白在膜上的存在方式、膜蛋白的功能和膜蛋白的研究方法。本章重點(diǎn)之一是膜的分子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。主要是了解流動(dòng)鑲嵌模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),即不對(duì)稱性和流動(dòng)性。在不對(duì)稱性方面,重點(diǎn)掌握不對(duì)稱性的表現(xiàn)、不對(duì)稱性的意義和研究方法。在膜的流動(dòng)性方面,重點(diǎn)是流動(dòng)性的表現(xiàn)形式、膜流動(dòng)性的生理意義、膜流動(dòng)性的研究方法、影響流動(dòng)性的因素等。物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸是本章的另一個(gè)重點(diǎn),理解擴(kuò)散與滲透、分清被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)闹饕攸c(diǎn)。對(duì)于被動(dòng)運(yùn)輸,掌握簡單擴(kuò)、促進(jìn)擴(kuò)散及其特點(diǎn)。特別掌握通道蛋白、載體蛋白在被動(dòng)運(yùn)輸中的作用。對(duì)于主動(dòng)運(yùn)輸,要掌握主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)和參與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸ATPase,包括P型離子泵、V型泵、F型泵。并注意主動(dòng)運(yùn)輸與被動(dòng)運(yùn)輸?shù)谋容^、動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谋容^。4.細(xì)胞環(huán)境與互作(計(jì)劃學(xué)時(shí):3)多細(xì)胞的生命有機(jī)體中的細(xì)胞組成不同的組織，在這些組織中，細(xì)胞相互間以及細(xì)胞與細(xì)胞外環(huán)境維持著良好的關(guān)系。細(xì)胞相互間以及細(xì)胞與細(xì)胞環(huán)境的相互作用調(diào)節(jié)著細(xì)胞的遷移、生長、以及組織的三維結(jié)構(gòu)。細(xì)胞通過表面發(fā)生的作用包括細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞粘著、細(xì)胞連接、細(xì)胞通訊等。由于細(xì)胞通訊的內(nèi)容較多,將在下一章單獨(dú)討論,本章主要集中討論細(xì)胞的表面結(jié)構(gòu)、細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞粘著和細(xì)胞連接等,重點(diǎn)討論的是細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞粘著、細(xì)胞連接。動(dòng)物是由多種類型的細(xì)胞組成的有機(jī)體，而且不同類型的細(xì)胞通常要組成固定的組織,不過,在多數(shù)組織中，細(xì)胞要向細(xì)胞外分泌一群大分子，這些大分子在細(xì)胞間交織連接形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將這種結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞外基質(zhì)。細(xì)胞外基質(zhì)的組成可分為三大類∶①蛋白聚糖,它們能夠形成水性的膠狀物;②結(jié)構(gòu)蛋白，如膠原和彈性蛋白，它們賦予細(xì)胞外基質(zhì)一定的強(qiáng)度和韌性;③粘著蛋白,如纖粘連蛋白和層粘聯(lián)蛋白，它們促使細(xì)胞同基質(zhì)結(jié)合。細(xì)胞識(shí)別,指細(xì)胞對(duì)同種或異種細(xì)胞、同源或異源細(xì)胞、以及對(duì)自己和異己物質(zhì)分子的認(rèn)識(shí)和鑒別。細(xì)胞粘著(則是指相鄰細(xì)胞或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)以某種方式粘合在一起,組成組織或與其他組織分開,這種粘合的方式比較松散。另外從事件發(fā)生的次序來說,細(xì)胞識(shí)別在先,細(xì)胞粘著在后,識(shí)別是粘著的基礎(chǔ)。重點(diǎn)要掌握各種粘著蛋白的結(jié)構(gòu)和功能。細(xì)胞在識(shí)別和粘著的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)胞連接。細(xì)胞連接有三種方式:緊密連接、斑塊連接、通訊連接。比較復(fù)雜的是斑塊連接,它又可分為四種連接方式:粘著帶、粘著斑、橋粒、半橋粒。對(duì)它們的區(qū)別主要是根據(jù)連接蛋白與細(xì)胞骨架的關(guān)系,以及是否是細(xì)胞與細(xì)胞的連接,還是細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)基質(zhì)的連接。5.細(xì)胞通訊(計(jì)劃學(xué)時(shí):5)細(xì)胞通訊是指在多細(xì)胞生物的細(xì)胞社會(huì)中,細(xì)胞間或細(xì)胞內(nèi)通過高度精確和高效地接收信息的通訊機(jī)制,并通過放大引起快速的細(xì)胞生理反應(yīng)，或者引起基因活動(dòng),爾后發(fā)生一系列的細(xì)胞生理活動(dòng)來協(xié)調(diào)各組織活動(dòng),使之成為生命的統(tǒng)一整體對(duì)多變的外界環(huán)境作出綜合反應(yīng)。本章從五個(gè)方面介紹和討論細(xì)胞通訊的特點(diǎn)、方式和一般機(jī)制:①細(xì)胞通訊的基本特點(diǎn);②G蛋白偶聯(lián)受體及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo);③酶聯(lián)受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo);④其它信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑;⑤信號(hào)的整合、調(diào)節(jié)與終止。重點(diǎn)是G蛋白偶聯(lián)受體及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、酶聯(lián)受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、信號(hào)的整合、調(diào)節(jié)與終止。在細(xì)胞通訊的基本特點(diǎn)一節(jié)中,主要掌握三個(gè)問題:信號(hào)分子(包括第二信使)及其性質(zhì)和特點(diǎn)、受體的類型和研究方法、信號(hào)分子與受體的相互作用。在G蛋白偶聯(lián)受體及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)一節(jié)中,主要掌握PKA和PKC兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)的機(jī)理,包括系統(tǒng)的組成、第二信使的產(chǎn)生、信號(hào)的級(jí)聯(lián)放大、信號(hào)的解除等。另外,對(duì)三體G蛋白的結(jié)構(gòu)、循環(huán)機(jī)制應(yīng)有較深地理解和認(rèn)識(shí)。對(duì)于酶聯(lián)受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng),主要是學(xué)習(xí)和掌握該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,以及各種不同的信號(hào)因子受體被激活和作用的特點(diǎn)。重點(diǎn)理解受體酪氨酸激酶/Ras途徑及引起的反應(yīng),特別是Ras蛋白的激活及所涉及的相關(guān)因子。在信號(hào)的匯集、趨異與竄擾一節(jié)中,介紹了信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的匯集、信號(hào)趨異、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑間的竄擾等現(xiàn)象,通過本節(jié)的學(xué)習(xí),理解細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)是一個(gè)綜合性的反應(yīng),不應(yīng)孤立地看待一個(gè)個(gè)的信號(hào)反應(yīng)。6．核糖體與核酶核糖體是細(xì)胞內(nèi)一種核糖核蛋白顆粒,其惟一功能是按照mRNA的指令將氨基酸合成蛋白質(zhì)多肽鏈,所以核糖體是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的分子機(jī)器。核酶一詞用于描述具有催化活性的RNA,即化學(xué)本質(zhì)是核糖核酸(RNA),但具有酶的催化功能。由于核酶是在研究rRNA加工過程中被發(fā)現(xiàn)的,所以將核酶與核糖體并為一章介紹。本章有四節(jié)內(nèi)容,首先介紹核糖體的形態(tài)結(jié)構(gòu),包括核糖體的類型和化學(xué)組成、細(xì)菌核糖體的結(jié)構(gòu)模型。第二節(jié)是核糖體的生物發(fā)生,是本章的重點(diǎn)之一。內(nèi)容包括核糖體rRNA基因的轉(zhuǎn)錄與加工、核糖體的裝配。第三節(jié)是核糖體的功能—蛋白質(zhì)的合成,僅作一般介紹。但與細(xì)胞生物學(xué)關(guān)系密切的兩個(gè)內(nèi)容應(yīng)特別注意:多聚核糖體在細(xì)胞生命活動(dòng)中的意義、通過嘌呤霉素的抑制實(shí)驗(yàn)揭示A位點(diǎn)和P位點(diǎn)是兩個(gè)獨(dú)立的位點(diǎn)。第四節(jié)是討論反義RNA與核酶,內(nèi)容分兩個(gè)部分,先介紹小分子RNA與反義RNA,然后介紹核酶,由于核酶的發(fā)現(xiàn)在分子生物學(xué)中具有重要的意義,需要重點(diǎn)掌握。特別是核酶的發(fā)現(xiàn)過程及證實(shí)、核酶與內(nèi)含子剪接的關(guān)系、核酶的應(yīng)用,尤為重要。此節(jié)還簡要討論了RNA編輯,這也是分子生物學(xué)中的一個(gè)重要研究課題。7.線粒體與過氧化物酶體線粒體是細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化和形成ATP的主要場所,有細(xì)胞“動(dòng)力工廠”之稱。另外,線粒體有自身的DNA和遺傳體系,但線粒體基因組的基因數(shù)量有限,因此,線粒體只是一種半自主性的細(xì)胞器。過氧化物酶體是細(xì)胞內(nèi)另一個(gè)需要氧的細(xì)胞器,不過過氧化物酶體需要氧不是用于ATP的合成而是用于有毒物質(zhì)的氧化,對(duì)線粒體具有氧調(diào)節(jié)作用。本章共分六節(jié),第一節(jié)是有關(guān)線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)的討論,包括線粒體的發(fā)現(xiàn)與功能研究、線粒體的形態(tài)與分布等。第二節(jié)是線粒體的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成,包括線粒體膜的通透性、線粒體各組分的分離、線粒體的化學(xué)組成和線粒體內(nèi)膜的主動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)等。第三節(jié)是關(guān)于線粒體蛋白定位的研究,是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。要求學(xué)習(xí)者掌握導(dǎo)肽的性質(zhì)、線粒體蛋白定位的機(jī)理、以及線粒體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的實(shí)驗(yàn)證明等。第四節(jié)是討論線粒體的功能氧化磷酸化作用,主本章的核心內(nèi)容。重點(diǎn)掌握呼吸鏈的組成、電子載體、電子傳遞機(jī)理、氧化磷酸化機(jī)理等。第五節(jié)是線粒體的遺傳、增殖和起源,主要掌握線粒體的遺傳體制、密碼的特殊性、線粒體的分裂,及線粒體起源的學(xué)說。對(duì)于過氧化物酶體,重點(diǎn)了解過氧化物酶體所含酶類、過氧化物酶體的功能(特別是對(duì)氧濃度的調(diào)節(jié)作用)、過氧化物酶體生物發(fā)生等。8.葉綠體與光合作用植物通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程主要是在植物細(xì)胞的葉綠體中進(jìn)行的,葉綠體是植物細(xì)胞所特有的能量轉(zhuǎn)換細(xì)胞器,其功能是進(jìn)行光合作用,即利用光能同化二氧化碳和水,合成糖,同時(shí)產(chǎn)生分子氧,本章從五個(gè)方面討論葉綠體的結(jié)構(gòu)、光合作用機(jī)理、葉綠體遺傳等,重點(diǎn)是光合作用中的光反應(yīng)。在葉綠體的來源與分布一節(jié)中,學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是葉綠體的發(fā)育,即葉綠體與前質(zhì)體的關(guān)系,弄清葉綠體、白色體、有色體等幾個(gè)概念的差異。第二節(jié)是討論葉綠體的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成。從結(jié)構(gòu)上看,葉綠體的結(jié)構(gòu)比較特殊,它含有3種不同的膜(外膜、內(nèi)膜和類囊體膜)以及3種彼此分隔的區(qū)室(膜間隙、葉綠體基質(zhì)和類囊體腔),區(qū)分不同膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和不同區(qū)室中化學(xué)組成的差異是學(xué)習(xí)該節(jié)的重點(diǎn)。第三節(jié)是關(guān)于光合作用的光反應(yīng)過程的討論,是本章的重點(diǎn),要求掌握光合作用色素的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)、光合作用單位和反應(yīng)中心的組成、光能吸收、傳遞與轉(zhuǎn)變的過程、以及電子傳遞的途徑。特別是掌握兩個(gè)光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和作用,以及電子傳遞與光合磷酸化的機(jī)理。二氧化碳的固定和碳水化合物的合成是光合作用的暗反應(yīng)過程,學(xué)習(xí)的要點(diǎn)是掌握卡爾文循環(huán)中三個(gè)階段的特點(diǎn):羧化、還原和RuBP的再生的機(jī)制。最后一節(jié)是葉綠體遺傳的討論,要點(diǎn)包括葉綠體基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、葉綠體的半自主性、葉綠體的發(fā)生和起源。并注意將葉綠體與線粒體進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能方面的比較。9．內(nèi)膜系統(tǒng)與膜運(yùn)輸真核細(xì)胞在進(jìn)化上一個(gè)顯著特點(diǎn)就是形成了發(fā)達(dá)的細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng),將細(xì)胞內(nèi)環(huán)境分割成許多功能不同的區(qū)室。內(nèi)膜系統(tǒng)是指內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體和液泡(包括內(nèi)體和分泌泡)等四類膜結(jié)合細(xì)胞器,因?yàn)樗鼈兊哪な窍嗷チ鲃?dòng)的,處于動(dòng)態(tài)平衡,在功能上也是相互協(xié)同的,其中包括膜運(yùn)輸系統(tǒng)。本章是細(xì)胞生物學(xué)的重點(diǎn)章,包括六個(gè)方面的內(nèi)容:①細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng)及其研究方法;②內(nèi)質(zhì)網(wǎng);③高爾基復(fù)合體;④溶酶體;⑤細(xì)胞的分泌與內(nèi)吞作用;⑥小泡運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)理。其中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及信號(hào)肽假說和小泡運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)理是本章的關(guān)鍵內(nèi)容。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是內(nèi)膜系統(tǒng)中的主要膜結(jié)合細(xì)胞器,主要分清光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在功能上的差異。對(duì)于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),重點(diǎn)是信號(hào)肽假說蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制。高爾基復(fù)合體是內(nèi)膜系統(tǒng)中參與蛋白質(zhì)加工與分選的細(xì)胞器,要求了解和掌握高爾基體參與細(xì)胞分泌活動(dòng)的作用,即將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的多種蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類與包裝,然后分門別類地運(yùn)送到細(xì)胞的特定部位或分泌到細(xì)胞外。理解高爾基體在細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸中所起的交通樞紐作用。關(guān)于溶酶體,要求掌握溶酶體膜的穩(wěn)定性、溶酶體的類型即特點(diǎn)、溶酶體的功能、溶酶體的生物發(fā)生。運(yùn)輸小泡的類型和分選信號(hào)、披網(wǎng)格蛋白小泡形成的機(jī)理、COP-被膜小泡形成的機(jī)理、小泡的定向運(yùn)輸、?？亢腿诤蠙C(jī)理、以及膜的生物發(fā)生,該節(jié)是本章的重點(diǎn)。10.細(xì)胞骨架與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)細(xì)胞骨架是細(xì)胞內(nèi)以蛋白質(zhì)纖維為主要成分的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),由主要的三類蛋白纖絲構(gòu)成，包括微管、肌動(dòng)蛋白絲、中間纖維。細(xì)胞骨架有多種功能,包括作為支架、參與細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)、是細(xì)胞分裂的機(jī)器等。本章主要介紹和討論細(xì)胞骨架的三類主要成分的結(jié)構(gòu)和功能。第一節(jié)從總體上介紹細(xì)胞骨架的組成和功能,包括細(xì)胞骨架的組成、分布和基本功能;同時(shí)介紹了細(xì)胞骨架的研究方法。在基本微管一節(jié)中,主要學(xué)習(xí)和掌握微管的結(jié)構(gòu)和微管的基本構(gòu)件--微管蛋白的特性、微管的動(dòng)力學(xué)特性、微管的組裝過程、微管結(jié)合蛋白和分子發(fā)動(dòng)機(jī)、微管的功能等。重點(diǎn)是微管的動(dòng)力學(xué)和分子發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。第三節(jié)是介紹微絲的結(jié)構(gòu)和功能,包括微絲的組裝、微絲結(jié)合蛋白、微絲在肌收縮中的作用及肌收縮的滑動(dòng)絲模型及分子基礎(chǔ)、微絲在非肌細(xì)胞中的功能等,是本章的重點(diǎn)內(nèi)容。最后一節(jié)是中間纖維的結(jié)構(gòu)和功能的討論。由于對(duì)中間纖維的研究遠(yuǎn)沒有對(duì)微管和微絲的研究清楚,故只作簡略介紹,對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能有基本的了解即可。11.細(xì)胞核與染色體細(xì)胞核是細(xì)胞的遺傳機(jī)構(gòu)，主要有兩個(gè)功能：一是通過遺傳物質(zhì)的復(fù)制和細(xì)胞分裂保持細(xì)胞世代間的連續(xù)性；二是通過基因的選擇性表達(dá)，控制細(xì)胞的活動(dòng)。真核生物的細(xì)胞核有雙層的核被膜包裹著，核被膜由外核膜、內(nèi)核膜、膜間隙、核孔復(fù)合物和核纖層等五個(gè)部分組成。核孔復(fù)合物具有選擇性運(yùn)輸作用，核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核須由入核信號(hào)（NLS）引導(dǎo)，并且要有一種小GTP結(jié)合蛋白的幫助。染色質(zhì)是細(xì)胞間期細(xì)胞核內(nèi)能被堿性染料染色的物質(zhì)，由DNA和蛋白質(zhì)組成。染色體是由染色質(zhì)壓縮包裝而成的棒狀結(jié)構(gòu)，是中期染色質(zhì)的表現(xiàn)形式。組蛋白是真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)，有H1、H2A、H2B、H3、H4等五種類型。它們帶正電荷，能與DNA中帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)相互作用。其中H2A、H2B、H3、H4為核小體組蛋白；H1不參與核小體的組建，在構(gòu)成核小體時(shí)起連接作用。組蛋白的某些氨基酸側(cè)鏈常會(huì)被磷酸化、乙?；蚣谆约癆DP的核糖化等修飾，這些修飾對(duì)保護(hù)、穩(wěn)定和調(diào)節(jié)遺傳物質(zhì)起到重要作用。非組蛋白是指細(xì)胞核中不參與核小體形成的一類蛋白，它們的功能有：參與染色體的構(gòu)核小體又稱核體、核粒。146個(gè)堿基對(duì)的DNA在八聚體的組蛋白外繞了1又3/4圈，H1封鎖住了核小體DNA的進(jìn)出口。兩相鄰核小體之間以連接DNA相連。在DNA復(fù)制時(shí)，核小體不會(huì)解體，可能是通過“DNA成環(huán)機(jī)制”，使RNA聚合酶通過核小體。DNA經(jīng)過了四步包裝，形成染色體：從DNA到到染色體共壓縮了8400倍。著絲粒又稱主縊痕，動(dòng)粒是著絲粒外側(cè)的三層蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，細(xì)胞分裂時(shí)提供了與紡錘體微管結(jié)合的位點(diǎn)。而次縊痕是核仁組織區(qū)。某些生物在發(fā)育的某些階段可出現(xiàn)巨大染色體，包括多線染色體和燈刷染色體。核仁由纖維區(qū)、顆粒區(qū)、核仁染色質(zhì)、基質(zhì)等四部分組成。它是一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。核仁的主要功能是合成核糖體，也在一定程度上控制著蛋白質(zhì)合成的速度。12.細(xì)胞周期與細(xì)胞分裂本章從四個(gè)方面討論了細(xì)胞周期和細(xì)胞分裂的機(jī)制。將細(xì)胞周期分為兩個(gè)主要的時(shí)期:有絲分裂期（M期）和分裂間期。M期包括細(xì)胞的有絲分裂和胞質(zhì)分裂兩個(gè)過程。在有絲分裂的過程中,復(fù)制的染色體被分配到兩個(gè)子細(xì)胞的核中,胞質(zhì)分裂則是將整個(gè)細(xì)胞一分為二,形成兩個(gè)子細(xì)胞。M期所持續(xù)的時(shí)間較短,一般為30～60分鐘,分裂間期的時(shí)間跨度較長,根據(jù)細(xì)胞的類型和所處的條件不同而不同,有幾小時(shí)、幾天、幾周或更長。根據(jù)新細(xì)胞從開始生長到分裂前止的分裂間隔期中的生理和生化變化,可將分裂間期分為:G1期、S期、G2期。細(xì)胞周期受到嚴(yán)格的控制。細(xì)胞周期的控制有兩個(gè)主要事件，一個(gè)是對(duì)DNA復(fù)制起始的控制，發(fā)生在G1期和S期之間。第二個(gè)事件是對(duì)有絲分裂起始的控制，發(fā)生在G2期和M期之間。細(xì)胞周期的調(diào)控機(jī)制最早是從酵母中獲得突破，發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期蛋白和周期蛋白依賴性蛋白激酶，它們控制著細(xì)胞周期的進(jìn)程。有絲分裂是細(xì)胞周期的絲裂期(M期)進(jìn)行的分裂活動(dòng)。在這個(gè)時(shí)期，通過紡錘絲的形成和運(yùn)動(dòng)以及染色體的形成，把在S期已經(jīng)復(fù)制好了的DNA平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞，以保證遺傳的連續(xù)性和穩(wěn)定性。減數(shù)分裂是生殖細(xì)胞產(chǎn)生配子的分裂，包括兩次連續(xù)的有絲分裂，形成4個(gè)單倍體的子細(xì)胞。相繼的兩次分裂分別稱為減數(shù)分裂I和減數(shù)分裂Ⅱ。由于細(xì)胞核分裂了兩次，而染色體只是在第一次減數(shù)分裂前的間期復(fù)制了一次，所以細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂導(dǎo)致染色體數(shù)目減少一半。13.胚胎發(fā)育、分化與調(diào)控動(dòng)物和植物的雌配子通常稱為卵,而將雄配子稱為精子。配子形成的過程稱為配子發(fā)生。精子與卵子的融合，即受精作用，重新形成一個(gè)二倍體的細(xì)胞，即受精卵。受精作用涉及的反應(yīng)包括：頂體反應(yīng)、皮層反應(yīng)、原核融合等。受精發(fā)生之后，受精卵要進(jìn)行一系列的分裂、分化和相互作用，最后發(fā)育成一個(gè)新的個(gè)體。細(xì)胞分化是胚胎細(xì)胞分裂后，未定形的細(xì)胞在形態(tài)和生化組成上向?qū)Ｒ恍曰蛱禺愋苑较虬l(fā)展，或由原來較簡單具有可塑性的狀態(tài)向異樣化穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展的過程。細(xì)胞分化時(shí)的主要特征是細(xì)胞出現(xiàn)不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)和合成組織