河南師范大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)2

匯報(bào)人：AA2024-01-30河南師范大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)2目錄課程介紹與背景細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞代謝與能量轉(zhuǎn)換細(xì)胞增殖與遺傳細(xì)胞分化與發(fā)育細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與調(diào)控課程介紹與背景01

細(xì)胞生物學(xué)概述細(xì)胞生物學(xué)的定義研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能、代謝、生長(zhǎng)、分裂、分化以及與外界環(huán)境相互作用的科學(xué)。細(xì)胞生物學(xué)的重要性作為生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，細(xì)胞生物學(xué)對(duì)于理解生命的本質(zhì)和疾病的發(fā)生發(fā)展具有重要意義。細(xì)胞生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容包括細(xì)胞膜與細(xì)胞器、細(xì)胞核與染色體、細(xì)胞骨架與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞增殖與分化等方面。注重實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)理論知識(shí)的理解。理論與實(shí)踐相結(jié)合科研與教學(xué)相結(jié)合跨學(xué)科融合引入最新的科研成果和前沿進(jìn)展，讓學(xué)生了解最新的學(xué)科動(dòng)態(tài)。融合分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)等相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。030201河南師范大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)課程特色010204學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求掌握細(xì)胞生物學(xué)的基本概念和原理，理解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能。培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力，能夠獨(dú)立完成細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。了解細(xì)胞生物學(xué)的最新研究進(jìn)展和前沿領(lǐng)域，具備初步的科研素養(yǎng)。培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。03教材及參考資料教材《細(xì)胞生物學(xué)》（翟中和、王喜忠、丁明孝主編）參考資料《細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》、《細(xì)胞生物學(xué)前沿進(jìn)展》、《分子生物學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究進(jìn)展》等細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能0203細(xì)胞膜與細(xì)胞壁的相互作用細(xì)胞膜和細(xì)胞壁共同維持細(xì)胞形態(tài)，參與細(xì)胞間信息交流和物質(zhì)運(yùn)輸。01細(xì)胞膜由磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)組成，具有選擇透過(guò)性，控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。02細(xì)胞壁位于細(xì)胞膜外，由纖維素等多糖組成，為植物細(xì)胞提供機(jī)械支持和保護(hù)。細(xì)胞膜與細(xì)胞壁細(xì)胞質(zhì)線粒體葉綠體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞器由水、無(wú)機(jī)鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸等組成，是細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的主要場(chǎng)所。植物細(xì)胞進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。提供細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，為細(xì)胞提供能量。參與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)的合成和加工，以及物質(zhì)的運(yùn)輸和分泌。細(xì)胞核染色體核仁核膜細(xì)胞核與染色體01020304遺傳信息庫(kù)，控制細(xì)胞的代謝和遺傳。遺傳物質(zhì)的載體，由DNA和蛋白質(zhì)組成。與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。將細(xì)胞核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開，實(shí)現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流。由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，維持細(xì)胞形態(tài)，參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂、分化等生命活動(dòng)。細(xì)胞骨架微管微絲中間纖維由α-和β-微管蛋白二聚體組成的長(zhǎng)管狀結(jié)構(gòu)，參與細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸和細(xì)胞器的定位。由肌動(dòng)蛋白組成，與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、肌肉收縮等有關(guān)。介于微管和微絲之間，具有組織特異性，參與細(xì)胞連接和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等。細(xì)胞骨架與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)細(xì)胞代謝與能量轉(zhuǎn)換03葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)中被分解成丙酮酸，產(chǎn)生少量ATP。糖酵解途徑丙酮酸進(jìn)入線粒體，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)最終生成二氧化碳和水，產(chǎn)生大量ATP。三羧酸循環(huán)非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，維持血糖平衡。糖異生作用糖代謝與能量產(chǎn)生123脂肪酸在線粒體內(nèi)被氧化成乙酰輔酶A，產(chǎn)生大量ATP。脂肪酸的β-氧化脂肪酸和甘油合成甘油三酯，儲(chǔ)存能量；需要能量時(shí)，甘油三酯分解成脂肪酸和甘油，供能。甘油三酯的合成與分解磷脂是細(xì)胞膜的主要成分，其代謝與細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)让芮邢嚓P(guān)。磷脂代謝脂類代謝與能量?jī)?chǔ)存蛋白質(zhì)的合成與分解核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程合成蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸，供能或合成其他物質(zhì)。蛋白質(zhì)的功能調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)通過(guò)磷酸化、去磷酸化、乙?；刃揎椃绞秸{(diào)節(jié)其功能。氨基酸的代謝氨基酸通過(guò)脫氨基作用、轉(zhuǎn)氨基作用等途徑進(jìn)行代謝，產(chǎn)生氨和相應(yīng)的酮酸。蛋白質(zhì)代謝與功能調(diào)節(jié)細(xì)胞呼吸01細(xì)胞通過(guò)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種方式獲取能量，其中有氧呼吸是主要的能量來(lái)源。氧化磷酸化02在線粒體內(nèi)膜上，電子傳遞鏈將氫離子從線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)泵到外側(cè)，形成電化學(xué)梯度；當(dāng)氫離子通過(guò)ATP合酶流回內(nèi)側(cè)時(shí)，驅(qū)動(dòng)ATP的合成。呼吸鏈的組成與功能03呼吸鏈由多個(gè)酶和輔酶組成，它們按一定順序排列在線粒體內(nèi)膜上，參與電子傳遞和質(zhì)子泵出。細(xì)胞呼吸與氧化磷酸化細(xì)胞增殖與遺傳04指細(xì)胞從一次分裂完成開始到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的全過(guò)程，包括間期和分裂期。細(xì)胞周期一種真核細(xì)胞分裂方式，通過(guò)紡錘絲牽引染色體移動(dòng)，使細(xì)胞一分為二，保證遺傳信息的穩(wěn)定傳遞。有絲分裂包括前期、中期、后期和末期，各時(shí)期染色體行為和形態(tài)變化明顯。有絲分裂過(guò)程維持個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育和遺傳穩(wěn)定性，參與細(xì)胞損傷修復(fù)等。有絲分裂意義細(xì)胞周期與有絲分裂減數(shù)分裂與遺傳規(guī)律減數(shù)分裂生殖細(xì)胞形成過(guò)程中的一種特殊有絲分裂方式，染色體復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，形成四個(gè)子細(xì)胞。遺傳規(guī)律孟德爾遺傳定律，包括分離定律和自由組合定律，揭示生物遺傳的基本規(guī)律。減數(shù)分裂與遺傳規(guī)律關(guān)系減數(shù)分裂過(guò)程中染色體行為和遺傳規(guī)律密切相關(guān)，保證遺傳信息的穩(wěn)定傳遞和生物多樣性。減數(shù)分裂異常與疾病減數(shù)分裂異?？赡軐?dǎo)致遺傳病發(fā)生，如唐氏綜合征等。染色體復(fù)制與修復(fù)機(jī)制染色體復(fù)制染色體復(fù)制與修復(fù)的意義復(fù)制機(jī)制修復(fù)機(jī)制細(xì)胞分裂前的重要準(zhǔn)備過(guò)程，保證遺傳信息的穩(wěn)定傳遞。DNA雙鏈在解旋酶作用下解開，以每條單鏈為模板合成子鏈，形成新的DNA分子。細(xì)胞通過(guò)多種方式對(duì)受損的DNA進(jìn)行修復(fù)，包括直接修復(fù)、切除修復(fù)和重組修復(fù)等。維持遺傳信息的穩(wěn)定性和完整性，保證細(xì)胞正常分裂和生長(zhǎng)發(fā)育。疾病發(fā)生基因突變可能導(dǎo)致遺傳病或癌癥等疾病的發(fā)生，如鐮刀型細(xì)胞貧血癥、血友病等。基因突變檢測(cè)與預(yù)防通過(guò)基因檢測(cè)可以預(yù)測(cè)和診斷某些遺傳病，為制定預(yù)防措施和治療方案提供依據(jù)?；蛲蛔冾愋团c疾病關(guān)系不同類型的基因突變可能導(dǎo)致不同的疾病表型，如點(diǎn)突變、插入突變和缺失突變等?；蛲蛔兓蚪Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變，包括堿基替換、插入和缺失等，可能導(dǎo)致遺傳信息改變?；蛲蛔兣c疾病發(fā)生細(xì)胞分化與發(fā)育05包括卵裂、囊胚形成、原腸胚形成等階段，最終形成具有三胚層結(jié)構(gòu)的胚胎。胚胎發(fā)育過(guò)程涉及細(xì)胞增殖、分化、遷移和凋亡等過(guò)程，以及多種信號(hào)通路的調(diào)控。器官形成機(jī)制包括同源異形盒基因、Wnt信號(hào)通路基因等，在胚胎發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮重要作用。胚胎發(fā)育調(diào)控基因胚胎發(fā)生與器官形成01細(xì)胞逐漸獲得特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，形成不同類型的組織。組織分化過(guò)程02不同組織協(xié)同作用，形成具有特定生理功能的器官。器官功能特化03涉及基因表達(dá)調(diào)控、表觀遺傳學(xué)修飾、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等多個(gè)層面。組織分化與器官功能特化的調(diào)控機(jī)制組織分化與器官功能特化干細(xì)胞類型與特性包括胚胎干細(xì)胞、成體干細(xì)胞等，具有自我更新和多向分化潛能。干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用用于組織工程、器官移植、基因治療等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。干細(xì)胞治療的安全性與倫理問(wèn)題需要關(guān)注干細(xì)胞來(lái)源、致瘤性、免疫排斥等問(wèn)題，以及遵循倫理規(guī)范。干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用030201ABCD腫瘤發(fā)生的分子基礎(chǔ)涉及原癌基因激活、抑癌基因失活、DNA損傷修復(fù)異常等。腫瘤發(fā)展與轉(zhuǎn)移機(jī)制包括腫瘤細(xì)胞增殖、血管生成、侵襲轉(zhuǎn)移等多個(gè)環(huán)節(jié)，以及多種信號(hào)通路的參與。腫瘤預(yù)防與治療策略需要綜合考慮多種因素，包括遺傳因素、環(huán)境因素、生活習(xí)慣等，采取個(gè)體化、綜合性的預(yù)防和治療措施。腫瘤細(xì)胞的特點(diǎn)具有無(wú)限增殖、侵襲轉(zhuǎn)移、免疫逃逸等特性。腫瘤發(fā)生與發(fā)展機(jī)制細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與調(diào)控06受體類型與功能介紹細(xì)胞膜上的各類受體，如G蛋白偶聯(lián)受體、離子通道受體等，闡述它們?cè)谛盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用機(jī)制。信號(hào)分子種類包括激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長(zhǎng)因子等，它們通過(guò)特定的受體介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑詳細(xì)描述從受體激活到細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞的整個(gè)過(guò)程，包括第二信使的產(chǎn)生、蛋白激酶的級(jí)聯(lián)反應(yīng)等。信號(hào)分子與受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)神經(jīng)信號(hào)傳遞過(guò)程闡述神經(jīng)元之間通過(guò)突觸傳遞信號(hào)的過(guò)程，包括動(dòng)作電位的產(chǎn)生、神經(jīng)遞質(zhì)的釋放與接收等。離子通道在神經(jīng)信號(hào)傳遞中的作用分析離子通道在神經(jīng)信號(hào)傳遞過(guò)程中的關(guān)鍵作用，如調(diào)節(jié)膜電位、控制神經(jīng)遞質(zhì)釋放等。離子通道的種類與特性介紹鈉、鉀、鈣等離子通道的結(jié)構(gòu)、功能及調(diào)控機(jī)制。離子通道與神經(jīng)信號(hào)傳遞基因表達(dá)調(diào)控的層次從染色體水平、轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后水平等多個(gè)層次介紹基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制。轉(zhuǎn)錄因子的作用闡述轉(zhuǎn)錄因子在基因表達(dá)調(diào)控中的關(guān)鍵作用，包括識(shí)別DNA序列、招募共激活因子或共抑制因子等。表觀遺傳學(xué)在基因表達(dá)調(diào)控中的應(yīng)用介紹表觀遺傳學(xué)機(jī)制如DNA甲基化、組蛋白修飾等在基因表達(dá)調(diào)控中的應(yīng)用和意義。010203基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制細(xì)胞