《细胞生物学》选读（1）
教学内容
一、课程内容体系结构：
1.细胞生物学 五年制、七年制；
2.动物细胞培养技术 硕研、七年制；
3.细胞信号转导 硕研
二、教学内容组织方式与目的：
课堂上采用传统和现代视频相结合的教学方式，使课堂气氛生动、活泼；为了提高学生的自学能力，选取容易掌握的章节让其自学，通过小测验和提问来检验自学效果。适当安排讨论课，不仅是学生相互取长补短，而且师生教学相长。
三、实践性教学的设计思想与实效：
1.随着科学的发展，细胞的研究越来越成为各个学科的基础，细胞培养也成为许多学科的基本技能。因此，我们开设了动物细胞培养技术，并自编了教材（已正式出版），拍摄了与教学相适应的录像（已正式出版），使学生掌握细胞培养的基本技能和理论。
2.多媒体形态学实验室的建立，为实验课上师生互动成为可能。
3.为了使学生的理论和实践相统一，打算尽可能让学生独立设计并完成整个实验。
教学条件
细胞生物学教材建设
在1998年单独开设医用细胞生物学这门课时, 由于当时没有全国统编教材, 因此收集大量相关资料, 并根据自身多年生物学的教学经验，整理完成了自编教材，并由出版社正式出版。经过多届学生的使用,在广泛收集学生意见的基础上，不仅增添了许多前沿的内容，而且还进行了较大的修改, 最后于2004年由第二军医大学出版社正式出版了第二版。该教材内容较新颖，与本校的教学及网络教学相适应，共14章, 45万字。
扩充性资料建设
我们专门组织学生开展专题报告会，不仅扩充了书本知识，而且使学生学会了利用图书馆和网络资源。我们还常常将一些专题报告挂在校园网上，使学生随时可以了解到一些前沿的知识。
我们拥有本专业自己的专业图书：中文6.5万册，外文0.97万册；学科期刊：中文53种，外文423种，随时补充最新图书、期刊，开放给教师、研究生和本科生借阅。
教学方法与手段
课堂是在校学生学习的主要场所, 课堂教学方法的改革应放在重要位置。
我们采用传统与现代教学相结合的教学方式。
1.传统教学
虽然现代化教学手段被大量地应用在课堂上，却不能完全代替传统教学。首先，传统的教学模式更人性化，便于学生消化吸收；其次，在教学动画还不充分的情况下，应用成熟的传统教学方法——比如边绘图边讲解细胞的形态，比单纯一张彩图更形象、生动，而且便于学生理解。第三，实验基本技能的学习就更加离不开教员的示教和手把手的辅导。
2.学生第二课堂
积极开展学生课外活动，课题的设计紧密联系细胞生物学的知识点，通过实验使学生加深对医学细胞生物学理论的理解和认识。
3.网络教学
我们不仅开发研制了细胞的结构和功能专题网站，还将新的信息资源, 通过网络用于教学, 如我们将教研室的学术报告内容制作成网页, 配合课堂教学,
4.多媒体教学
除使用自制的PowerPoint和自拍教学片, 还利用大量的英文教学课件, 包括动画、电影等辅助教学
5.多功能实验室（30人/室）
学生使用的每一台显微镜都和实验教员的计算机连结在一起，使学生在做实验时可以随时通过计算机和教员沟通，这是一种很人性化的教学方式，教材不再是教学的唯一内容，也不是学生知识的惟一来源，媒体不但是传授知识的载体，更主要的是作为学生学习的工具。
6.信息技术应用到考场
为了净化考场，使考试真正做到公平、公正，不仅全体教员集体监考，还邀请督导组一起参加监考，为此，学校还在教室安装了摄像机，考试时全程监控。
授课录像资料
课堂教学录像资料要点：
1.绪论
2.细胞膜
3.细胞连接与细胞外基质
4.内膜系统-内质网
5.内膜系统-高尔基复合体
6.细胞核
7.干细胞
8.细胞的衰老与死亡
9.细胞通讯（全英语教学）
课程覆盖面
细胞生物学是生命科学的重要支柱和核心学科之一。从微观水平反映生物体宏观生、老、病、死的基本生命活动规律，成为生命科学的基础，覆盖面非常广泛。
首先，基础医学各科，如组织学、胚胎学、生物化学、神经生物学、生理学、寄生虫学、微生物学、免疫学、药理学、病理解剖学及病理生理学等，都是以细胞为研究基础，以细胞生物学为理论指导。随着科学技术的高度发展，各学科间的相互渗透、相互促进，细胞生物学的有关研究内容与成果必然渗透到这些医学基础学科的领域中去，细胞生物学的发展也就成为这些学科进一步发展的基础。
其次，细胞生物学也是临床医学的重要基础之一。细胞不仅是“人体结构和功能的基本单位”，也是“人体疾病的基本单位”。有人认为，医生给病人治病，如果从细胞生物学角度来看，他们实际上是在直接或间接地解决细胞的问题。医生的行为大致可以分为两类：一类是主动地剔除或损伤某些特定的细胞。例如，肿瘤的治疗实际上就是通过手术、药物或射线等方法去掉、杀死或抑制肿瘤细胞。另一类则是影响或调整某些细胞的生物学行为。例如，心血管疾病的治疗，就是通过药物或其他方式调整心血管某一些细胞的功能活动；伤口的愈合实际上是细胞生长的结果。
第三，细胞生物学的研究发展已经成为医学科学高水平发展的一个新的基础。大量与医学前沿相关的课题如器官移植、恶性肿瘤防治、心血管疾病、艾滋病的免疫细胞治疗、干细胞的组织损伤修复、脑脊髓损伤和退行性神经性疾病干细胞移植、生殖生育调控等都需要在细胞水平上深入研究才能得到根本性的解决。例如，癌细胞是机体内一类非正常增殖的细胞，它脱离了细胞增殖的接触抑制，无休止地进行分裂和恶性生长，出现去分化现象，到处转移和扩散，浸润周围组织，形成恶性肿瘤。如果我们将正常细胞的生长、分裂、分化和癌细胞的去分化机制从分子水平阐明，那么就有可能找到癌细胞逆转为正常分化细胞的可能。
在我校，细胞生物学不仅是医学院学生的必修课，也是生物工程学院、技术学院、基础学院的核心课程或专选课程，课程覆盖面很广。
我们针对不同专业对细胞生物学知识的不同需求，把细胞生物学课程划分为三个层次组织教学。
第一层次：面向基础医学、生物技术专业和临床医学（八年制），内容比较深入，除基础理论外还重点介绍一些细胞生物学的研究成果和发展历史，使学生对细胞生物学的研究前沿和历史发展有较深刻的认识（6学时/周）。
第二层次：面向临床医学（五年制）、护理学、中医学、药学、医学影像、实验技术、医学工程、生物信息、食品安全、预防医学等其它所有专业，在保证重点内容教学的同时，突出细胞生物学与其它专业之间的关系，引导学生用所学的细胞生物学专业知识解决他们各自专业的具体问题（4学时/周）。
第三层次：面向应用心理学专业，由于这些学生将来毕业以后是从事心理学工作的，我们采用的是“蜻蜓点水式”的教学方针，让他们领略细胞的生长、分裂、分化、发育、癌变、衰老及死亡等的基本过程，了解细胞生物学的发展趋势和研究热点。（4学时/周）。
课程教案
南方医科大学教案首页
授课题目 |
第一章 绪论、第二章 研究方法 |
授课方式 |
讲授 |
授课时间 |
2007.11.12 |
授课学时 |
2 |
教 学
目的与
要 求 |
1.让学生了解《医用细胞生物学》是怎样的一门学科；
2.细胞生物学的发展简史和研究动态；
3.学习细胞生物学的必要性；
4.了解细胞生物学一些基本的研究方法 |
基本内容 |
第一章 绪论
第一节 细胞生物学的研究对象及内容；
第二节 细胞生物学的发展简史和研究动态；
第三节 细胞生物学与医学的关系；
第二章 细胞生物学的研究方法
第一节 显微镜技术
第三节 细胞化学技术
第五节 细胞培养与细胞融合 |
重点
难点 |
重点：
1.细胞生物学的研究对象及内容；
2.细胞生物学常用的研究方法
难点：
细胞生物学的发展简史和研究动态 |
主要教
学媒体 |
多媒体幻灯结合板书 |
主要外
语词汇 |
Cell; cell biology; microscopy |
有关本内容
的新进展 |
1.细胞生物学最新的研究动态；
2.细胞生物学的最新研究技术。 |
主要参考
资 料 或
相关网站 |
1.罗深秋主编《医用细胞生物学》上海 第二军医大学出版 2004;
2.宋今丹主编《医用分子细胞生物学》北京 人民卫生出版社 2003;
3.韩贻仁主编《分子细胞生物学》北京 高等教育出版社 2000;
4.Alberts B et al.Molecular Biology of the Cell.4th ed.New York Garland Science.2002. |
系、教研室
审查意见 |
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PBL教学
问题 |
1.细胞生物学的概念
2.如何学习细胞生物学
3.细胞生物学的基本研究方法有哪些?
4.你若购置显微镜，最关心的性能是什么?
5. 什么是分辨力? |
教 学 过 程
教学内容 |
时间分配与
媒体选择 |
第一章 绪 论
第一节 细胞生物学的研究对象和任务
一、基本概念
1.细胞（cell）：生物体形态结构和生命活动的基本单位。
1665年 英国Hooke 最早观察到细胞
1675年 Leeuvenhook看到活细胞
1838-1849 年德国Schleiden和Schwan 提出细胞学说
2.细胞学说：一切生物都是由细胞组成的，细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。
3.细胞生物学(cell biology)：应用生物学技术，从细胞整体水平、亚显微结构水平和分子水平三个层面来研究细胞的结构及其生命活动规律的科学。
4.分类：
5.医用细胞生物学：以应用细胞生物学和分子生物学为基础，研究人体生长发育、衰老死亡的生命活动规律以及疾病的发生机制和防治的科学。
二、研究任务
1.探明细胞的形态结构与功能（化学组成、结构特点、功能特征）；
2.揭示细胞的各种生化活动规律（基因表达调控、新陈代谢、增殖与分化规律）；
3.解析细胞与细胞之间，细胞与生物体之间的信息交流（信号转导）及相互间的依存关系。
Cross－talking
第二节 细胞生物学的发展简史和研究动态 一、细胞生物学的发展简史
细胞学说的创立时期(17世纪中叶——19世纪中叶)
细胞学的经典时期(19世纪中叶——20世纪中叶)
实验细胞学的发展时期(20世纪初——20世纪中叶)
细胞分子生物学的兴起时期(20世纪中叶——现在)
二条主线：
显微——亚显微——分子；
整体——部分——整体
二、研究热点
1.细胞社会学（cytosociology）、细胞信号转导：细胞及生物体是一个整体，相互之间象人类社会一样存在广泛的联系，有丰富活跃的信息交流
2.细胞的增殖与调控：生物个体的生长发育及生老病死都与细胞增殖调控有关。细胞增殖失控是恶性肿瘤发生的原因之一。
3.细胞的生长与分化（干细胞研究）：胚胎细胞通过分化为各种组织细胞，只有少数细胞保留无限分化潜能（干细胞）。了解细胞的生长与分化不仅有助于揭示生长、分化规律，也是治疗修复机体损伤的重要手段（组织工程）
4.细胞的衰老与死亡
5.细胞工程 第三节 细胞生物学与医学 一、细胞生物学是医学的基础理论
细胞生物学是基础医学、临床各科的基础。
二、细胞生物学的发展促进医学的发展
对肿瘤生长和转移的了解是肿瘤治疗的理论依据
三、细胞生物学技术广泛应用于医学实践践
细胞培养技术、细胞工程、细胞融合技术、显微镜观测技术在医学领域中的应用
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教 学 过 程
教学内容 |
时间分配与
媒体选择 |
第二章 细胞生物学的研究方法 第一节 显微镜技术 一、显微镜与分辨率
1.显微镜的分类：
光学显微镜: 观察物体的显微结构（light microscope）
电子显微镜: 观察物体的亚显微结构(electron microscope)
2.分辨率（分辨力）
分辨力：能分辨被检物体细微结构最小的间隔的能力。
分辨力(R) = 0.61λ/NA（NA为镜口率，λ为波长）
NA=n sinθ (n为介质的折射率，θ为视锥半顶角)
二、光学显微镜技术
以日光或灯光为光源，利用一组透镜来观察物体显微结构的技术。
1.基本结构；
光学部分：目镜、物镜、照明系统（光源、聚光镜、滤色片）
机械部分：镜筒、镜臂、载物台、镜座、物镜转换器、调焦装置
2.分类：
1)普通光学显微镜：
应用：明亮、透光的物体观察
体视显微镜（解剖显微镜）：
应用：物体整体、表面的观察
2)相差显微镜：
原理：利用光的衍射和干涉特性，将光线透过物体的不同密度部位产生的相位差转换为振幅差，增加物体的明暗对比度，
结构：聚光器上增加环形光栅，目镜内增加了相位板。
应用：观测活体细胞
3)倒置显微镜：
光源和物镜的位置与普通光镜相反，光源在上，目镜在下。常为相差显微镜。
应用：观察活体培养细胞
4)荧光显微镜
原理：荧光物质在短波光（紫外线、蓝光）的激发下——光能转换——发出长波光线（可见光）
结构：高压汞灯或氩灯
应用：自发荧光物质、荧光染色、荧标记的观测
5)激光共聚焦显微镜
原理：利用针孔激光和检测针孔观察某一光切面的图象，排除临近点的衍射光和散射光。
应用：观察细胞内某个光切面的荧光图象结构，并可对不同光切面的图象进行三维重构。
6)暗视野显微镜
7)偏光显微镜
三、电子显微镜
1.原理：以电子束代替光线，电磁场代替透镜
2.特点：
1)分辨率高，可达0.1nm
2)物体的亲电子差异反映物体的颜色和密度差异
3)结构：电子枪、电子加速器、磁场透镜、载物台、显示屏等
4)分类：透射电镜、扫描电镜、隧道扫描电镜
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教 学 过 程
教学内容 |
时间分配与
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第二节 细胞化学法 细胞化学：用特异的方法使待测化学成分着色或显示
一、核酸：
Feulgen染色
DNA：丫啶橙、溴化乙啶（荧光染色）
RNA： 甲基绿（DNA）、派洛宁染色
二、蛋白质：特殊染料（双偶氮反应、粘洋红、粘苏木素）
三、酶：特殊的生色底物
四、糖：高碘酸雪夫氏试剂反应 第五节 细胞培养与细胞融合 一、细胞培养
1.概念：活体组织分离或建系的细胞在体外一定条件下培养，使之继续生长繁殖的技术方法。
2.条件：培养基、温度、PH值、湿度、渗透压、O 2
3.分类：原代培养、传代培养
相关概念：
细胞株（cell strain）:克隆化，特殊形态和生化标记的细胞。
细胞系（cell line）:由同一克隆形成的相互间可以存在变异的一组细胞。
二、动物细胞培养方法
1.贴壁培养：分散的细胞悬浮在培养瓶中很快(几十分钟至几小时)就贴附在瓶壁上， 称为细胞贴壁， 贴壁后的细胞形态形成多态性， 呈单层生长， 所以此法又叫单层细胞培养。单层培养的细胞保持接触抑制(contact inhibition)的特性。
2.悬浮培养：悬浮培养的细胞在培养过程中不贴壁，一直悬浮在培养液中生长，如T细胞的培养就是如此。悬浮培养的条件较为复杂，难度也大一些，但是容易同时获得大量的培养细胞。
三、细胞融合（细胞杂交）
概念：两个以上细胞融合为一个细胞。
条件：仙台病毒 聚乙二醇1000（50％）
分类：
1.异核体：不同来源的细胞核融合
2.同核体：相同来源的细胞核融合
3.合核体：异源染色体合并在一起（杂种细胞） 小结：
1.细胞学术、细胞生物学基本概念、研究对象和任务 2.细胞生物学研究方法：显微镜技术为重点，主要分类及应用
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教学资源-视频资源-电子显微镜
1.电子显微镜
2.细胞培养技术（播放）
3.核酸及蛋白质的合成（播放）
4.细胞膜的运输（播放）
5.细胞的分裂与运动（播放）
6.细胞的超微结构（播放）
7.细胞的结构与功能（播放）
