分子与细胞教学大纲

1分子与细胞教学大纲molecularandcell（供五年制临床医学专业卓越医师班使用）前言《分子与细胞》是从分子和细胞水平研究生命的科学，按照人体认知的“逐级深入探索模式”，从“人体、系统、器官“，到“组织、细胞、分子”，分子与细胞处于最基础的层次，因此也是最触及生命本质的层次。随着学科间的交叉融合，分子与细胞的相关知识已经成为生命科学和医学的共同语言，作为一名现代医学生，掌握分子与细胞的理论和知识，对于理解疾病的发病机制，提出疾病的诊疗方案至关重要。打破传统的学科界限，削减课程门数，优化教学内容，这是当前医学教育改革的主流。《分子与细胞》即是将传统的生物化学、分子生物学、细胞生物学以及遗传学四门课程的内容进行有机整合而形成的一门“整合性课程”。要学好本课程，必须具有较好的生物学及有机化学基础，必须将各章节内容融汇贯通，全面系统地掌握分子与细胞的基础理论、基础知识；熟悉其主要内容和知识体系；了解其研究前沿和最新进展。本课程共计132学时，分两个阶段进行教学。第一阶段为基础阶段，93学时；第二阶段为提高阶段，39学时。本课程采用课堂讲授与PBL/TBL相结合的方法进行教学，采用终结性评价与形成性评价相结合的多元评价方式进行考评，注重引导学生自主学习、培养学生的创新意识。课程考核包括平时考核（占40％）和课终考核（占60％）。平时考核包括课堂提问、课堂讨论、小组测试、期中考试等，课终考核为闭卷笔试。参考学时分配第一阶段（基础阶段）内容理论学时数绪论3细胞化学3细胞膜3内膜系统3细胞骨架3细胞核3蛋白质5核酸4维生素与酶6线粒体与生物氧化9血糖与糖代谢6血脂与脂代谢6血氨与氨基酸代谢6核苷酸代谢3复制5转录4翻译（含核糖体）52基因表达调控4细胞信号转导3细胞增殖3细胞周期及调控3细胞分化3总计93第二阶段（提升阶段）内容理论学时数遗传病概述3染色体畸变与染色体病3基因突变与单基因病6多基因病3遗传病的诊断与治疗4遗传病的预防2基因工程3干细胞（PBL/TBL）3分子病（PBL/TBL）3代谢网络与代谢病（PBL/TBL）3肿瘤分子机制（PBL/TBL）6总计39绪论目的要求掌握生物大分子和基因的概念；细胞的基本结构，原核细胞与真核细胞的异同；遗传信息的传递和表达。熟悉分子与细胞学科的主要内容体系；细胞的形态、大小、分布和类型；生物大分子的种类、组成和主要功能；生物体的新陈代谢。了解分子与细胞学科的发展历史，基因概念的发展，与医学的关系。教学内容1.分子与细胞学科的主要内容体系和发展历史（包括生物化学与分子生物学、细胞生物学与遗传学的发展简史）。2.细胞的形态、大小、分布和类型，细胞的基本结构，原核细胞与真核细胞的异同。3.生物体的物质组成，生物大分子种类，DNA、RNA、蛋白质、多糖等大分子的组成、特点和主要功能，生物体的新陈代谢。4.基因的概念及其发展，遗传信息的传递和表达。5.分子与细胞学科与现代医学的关系。细胞化学目的要求掌握糖类、脂类、氨基酸、核苷酸的概念。熟悉糖类、脂类、氨基酸、核苷酸的化学结构。3了解糖类、脂类、氨基酸、核苷酸的分类、理化性质和生理功能。教学内容1.糖类的概念、分类、生理功能，葡萄糖、核糖的化学结构。2.脂类的概念、分类、生理功能，脂肪酸的命名（习惯命名法，系统命名法），脂肪酸的分类（按碳链长度分类，按是否存在双键分类），甘油磷脂及鞘脂的化学结构、分类，胆固醇的结构、分布。3.氨基酸的概念，氨基酸的结构和分类，氨基酸的理化性质。4.核苷酸的概念、分类，核苷酸的化学结构，碱基的化学结构，碱基与核糖形成核苷，核苷与磷酸形成核苷酸，核苷酸的生理功能。细胞膜目的要求掌握生物膜的概念，生物膜的结构模型，膜的流动性和不对称性，物质跨膜运输。熟悉膜蛋白、膜脂的种类及其在膜中分布。了解细胞膜异常与疾病的关系。教学内容1.生物膜的结构模型：单位膜模型、流动镶嵌模型、脂筏模型。膜蛋白的种类（外在蛋白、整合膜蛋白、脂锚定蛋白），膜脂的种类（磷脂、糖脂、胆固醇）、运动方式及其功能，脂质体，整合膜蛋白与膜脂结合的方式。2.生物膜的流动性和不对称性，膜脂和膜蛋白的流动性，膜脂和膜蛋白的不对称性，细胞质膜的基本功能。3.物质的跨膜运输：被动运输（简单扩散、水通道蛋白和水分子运输、离子跨膜转运、载体介导协助扩散）、主动运输（Na+-K+泵)、协同转运(同向协同和反向协同)。4.胞吞作用与胞吐作用，胞饮作用和吞噬作用的过程及异同，受体介导的胞吞作用，LDL的转运，组成型外排与调节型外排的过程及异同。5.膜转运系统异常与疾病。内膜系统目的要求掌握细胞内膜系统概念，内质网、高尔基复合体和溶酶体的结构及功能。熟悉内质网的两种类型，溶酶体的类型、组成成分和膜结构特征，溶酶体与过氧化物酶体的异同。了解细胞内膜流和转换，细胞内膜泡运输，溶酶体发生过程，细胞内蛋白质分选。教学内容1.细胞内膜系统概念。2.内质网的形态结构，粗面内质网和光面内质网的成分、结构特征与功能。3.高尔基复合体的三个功能区和极性，高尔基复合体的结构特征和生理功能。4.溶酶体的类型、组成成分、膜结构特征、生理功能及发生过程。5.过氧化物酶体的组成成分和生理功能，溶酶体与过氧化物酶体异同比较。6.细胞内蛋白质分选：信号假说，分选信号（信号肽、导肽），分选的基本途径（共转4移与后转移），分选的基本类型（穿膜运输、膜泡运输、门控运输、细胞质基质中转运），参与膜泡运输的三种小泡类型及作用机理，分泌性蛋白质的靶向输送，线粒体蛋白的靶向输送，细胞核蛋白质的靶向输送。细胞骨架目的要求掌握细胞骨架的概念，微管和微丝的结构及功能。熟悉微管和微丝相关蛋白及其功能，微管和微丝的组装和去组装，纤毛和鞭毛的结构和功能，纺锤体与染色体运动。了解kinesin和dynein的功能及其作用机理，中间丝的主要类型和组成成分，中间丝分布的组织特异性。教学内容1.微管的组成，微管蛋白的结构，微管蛋白二聚体，微管的结构，微管的极性。微管的组装/去组装，体外组装与踏车行为，组装/去组装与GTP，组装/去组装的时空特异性，作用于微管的特异性药物，微管组织中心，中心体与γ微管蛋白。微管的功能，对组织结构的组织作用，依赖于微管的物质运输，kinesin和dynein功能及其作用机制，纤毛和鞭毛的结构和功能，纺锤体和染色体运动。2.微丝的组成，肌动蛋白的类型及分布，微丝组装/去组装，组装的极性与ATP，影响组装的药物。微丝功能，肌动蛋白与微丝结合蛋白的相互作用，细胞皮层，应力纤维、细胞伪足的形成与迁移，微绒毛，胞质分裂环。肌球蛋白与肌动蛋白的相互作用与肌肉收缩。3.中间纤维，中间丝的主要类型、组成成分，中间丝分布的组织特异性，中间丝的组装，中间丝的表达与细胞分化。细胞核目的要求掌握核被膜、核孔复合体及核仁的结构，染色质和染色体的关系及结构，组蛋白与核小体。熟悉常染色质与异染色质，活性染色质与非活性染色质，染色质的多级螺旋模型和放射环结构模型，染色体DNA的三种功能元件和功能，核仁的主要功能。了解核被膜的周期性解体与重建，蛋白通过核孔复合体的主动运输，核仁周期，中期染色体的形态、分类和各部分结构特点，核基质及功能。教学内容1.核被膜组成结构，核被膜周期性解体与重建，核孔复合体的结构（核质面与胞质面的不对称性分布）与功能（双向选择性亲水通道），蛋白通过核孔复合体的主动运输（NLS与NES）和被动运输，核纤层的结构和组成。2.常染色质与异染色质，活性染色质与非活性染色质，染色质DNA的类型，组蛋白及其分类，非组蛋白与DNA的作用，核小体结构，染色质组装，组装的前期过程，多级螺线模型，骨架-放射环结构模型。53.染色体，中期染色体的形态结构，着丝粒与动粒，次缢痕，核仁组织区，随体，端粒和端粒酶。4.核仁的超微结构，纤维中心（FC）、致密纤维组分（DFC）和颗粒组分（GC）的特征，核仁的主要功能，核糖体的生物发生，核糖体亚单位的装配，核仁的周期（细胞周期依赖性）。5.核基质的概念，核基质与DNA复制、基因表达和染色体包装与构建。蛋白质目的要求掌握蛋白质的分子组成，蛋白质的分子结构，蛋白质结构与功能的关系。熟悉蛋白质的理化性质。了解蛋白质的分类，蛋白质组和功能蛋白质组学。教学内容1.蛋白质的分子组成：蛋白质的元素组成。2.蛋白质的分子结构：肽键，肽，蛋白质的一级结构，蛋白质的空间结构（二级结构，三级结构，四级结构），肽单元，主链构象的分子模型，模体。3.蛋白质结构与功能的关系：一级结构与功能的关系，空间结构与功能的关系，酶原的激活，蛋白质的变构作用。4.蛋白质的理化性质：蛋白质的两性解离与等电点，蛋白质的胶体性质，蛋白质变性、复性，蛋白质的沉淀（盐析法，有机溶剂沉淀蛋白质，重金属盐沉淀蛋白质，生物碱试剂沉淀蛋白质，加热凝固蛋白质），蛋白质的呈色反应（双缩脲反应，酚试剂反应）。5.蛋白质的分类：按结构分，按功能分。6.蛋白质组和蛋白质组学：蛋白质组概念，蛋白质组学的主要研究内容，功能蛋白质组学，功能蛋白质研究的意义。核酸目的要求掌握核酸的化学组成，DNA的结构与功能，RNA的结构与功能。熟悉核酸的理化性质，核酸变性和复性及其应用。了解具有催化作用的核酸。教学内容1.核酸的化学组成。2.DNA的结构与功能：DNA的一级结构，DNA的二级结构（双螺旋结构的证据，双螺旋结构的特点，双螺旋结构的多样性），DNA的高级结构（原核生物DNA的高级结构，DNA在真核生物细胞核内的组装），DNA的功能。3.RNA的结构与功能：mRNA的结构与功能，tRNA的结构与功能，rRNA的结构与功能,其他小分子RNA及RNA组学。4.核酸的理化性质：核酸的紫外吸收，核酸的沉降，核酸变性、复性与分子杂交。65.具有催化作用的核酸：核酶，催化性DNA。维生素与酶目的要求掌握维生素的概念、分类，B族维生素与辅酶的关系；酶的概念，酶的分子结构和功能，酶活性的调节。熟悉水溶性维生素的化学结构特点、性质与生理功能；酶的催化特点和机制，酶促反应动力学。了解酶的命名与分类，维生素的缺乏症，酶与医学。教学内容1.维生素的概念、分类。2.水溶性维生素：维生素B1、维生素B2、维生素PP、维生素B6、泛酸、生物素、叶酸、维生素B12、硫辛酸、维生素C的化学本质、生化作用与缺乏症。3.酶的分子结构和功能：酶的分子组成，酶的活性中心，同工酶。4.酶的催化特点：高效率，专一性，可调节性，不稳定性。5.酶的催化机制：诱导契合学说，邻近效应与定向排列，表面效应，多元催化。6.酶的调节：酶活性的调节（酶原与酶原的激活，变构酶，酶的共价修饰调节），酶含量的调节（酶合成的诱导和阻遏，酶的降解）。7.酶的命名与分类：酶的命名，酶的分类。8.酶促反应动力学：酶促反应初速率，酶活性测定，影响酶促反应速率的各种因素，底物浓度对酶促反应速度的影响，酶浓度对酶促反应速度的影响，pH对酶促反应速度的影响，温度对酶促反应速度的影响，抑制剂对酶促反应速度的影响（不可逆抑制作用，可逆抑制作用：①竞争性抑制；②非竞争性抑制；③反竞争性抑制），激活剂对酶促反应速度的影响。9.酶与医学：酶与疾病的发生，酶与疾病的诊断，酶与疾病的治疗。血糖与糖代谢目的要求掌握糖代谢概况，糖的无氧酵解，糖的有氧氧化。熟悉磷酸戊糖途径，糖原合成与分解，糖异生，糖代谢的调节。了解糖类糖的消化吸收，血糖及其调节。教学内容1.糖的消化吸收，糖代谢概况。2.糖的无氧酵解：糖酵解的反应过程（酵解途径，丙酮酸还原生成乳酸），糖酵解的生理意义。3.糖的有氧氧化：有氧氧化的反应过程（丙酮酸氧化脱羧，三羧酸循环），三羧酸循环的生理意义，有氧氧化生成的ATP，巴斯德效应。4.磷酸戊糖途径：磷酸戊糖途径的反应过程（氧化反应阶段，基团转移阶段），磷酸戊7糖途径的生理意义（生成NADPH，生成5-磷酸核糖的唯一途径）。5.糖原的合成与分解：糖原的合成代谢（葡萄糖的活化，糖链的延长，分支的形成），糖原的分解代谢（糖原直链部分的水解，糖原分支的水解），糖原累积症。6.糖异生：糖异生的概念，糖异生途径，丙酮酸羧化支路，糖异生的生理意义，乳酸循环。7.糖代谢的调节