细胞生物学——结构与功能
细胞生物学——结构与功能
1万+ 人选课
更新日期:2025/05/17
开课平台智慧树
开课高校哈尔滨师范大学
开课教师朱宏郭东林丁国华崔继哲李伟
学科专业理学生物科学类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
小的时候,你会经常问父母,我从哪里来?长大后你会有更多的疑问,我和你为什么不同,人是如何感受食物的酸甜苦辣,欣赏到自然界的状美,也会感叹人为什么会生病,会衰老、死亡,这一切生命的奥秘究竟在哪里?其实,早在1925年美国生物学家威尔逊就提出,一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找答案,因为所有的生物都是,或曾经是一个细胞。以细胞作为研究对象,探索生命奥秘的这门学科就是细胞生物学,让我带领大家走进细胞,开始一场细胞之旅,探寻你所要寻找的答案。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
细胞生物学与细胞概述
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细胞的发现与细胞学说
朱宏
细胞学、细胞生物学及分子细胞生物学
朱宏
细胞是生命活动基本单位
朱宏
细胞类型和结构体系
朱宏
原核细胞与真核细胞比较
朱宏
细胞质膜
细胞质膜结构模型
朱宏
细胞质膜化学组成--膜脂
朱宏
细胞质膜化学组成--膜糖与膜蛋白
朱宏
生物膜的基本特征
朱宏
细胞膜结构与功能的总结
朱宏
物质跨膜运输
简单扩散与协助扩散
朱宏
葡萄糖转运蛋白与水孔蛋白
朱宏
Na+/K+泵
朱宏
钙离子泵与质子泵
朱宏
ABC超家族
朱宏
协同运输
朱宏
胞吞作用与胞吐作用
朱宏
网格蛋白质参与受体介导胞吞作用
朱宏
细胞质基质与内膜系统
细胞质基质
李伟
内膜系统
李伟
内质网结构
李伟
内质网功能
李伟
高尔基体结构
李伟
高尔基体功能
李伟
溶酶体的结构
李伟
溶酶体的功能
李伟
溶酶体的发生
李伟
微体
李伟
线粒体与叶绿体
光镜下线粒体的形态结构
李伟
电镜下线粒体的超微结构
李伟
氧化磷酸化——电子载体与电子传递链
李伟,崔继哲
电子传递与质子驱动力的形成
李伟,崔继哲
ATP合成的机制
崔继哲,李伟
光镜下叶绿体的形态结构
李伟
叶绿体在电镜下的超微结构
李伟
光合作用的特征和意义
丁国华
光反应I—原初反应
丁国华
光反应II—电子传递与光合磷酸化
丁国华
碳反应—碳同化
丁国华
半自主性细胞器
李伟
细胞骨架
微管结构、组分及体外装配
朱宏
微管的体内组装
朱宏
微管体内微管组装的调控
朱宏
微管的功能Ⅰ
朱宏
微管的功能Ⅱ
朱宏
微丝的结构成分与体外装配
朱宏
微丝结合蛋白
朱宏
微丝的功能
朱宏
中间纤维
朱宏
蛋白质分选与膜泡运输
信号肽假说
朱宏
跨膜蛋白的合成
朱宏
蛋白质向细胞器分选
朱宏
蛋白质的转运方式及膜泡运输
朱宏
细胞核与染色质
核被膜
李伟
核孔复合体
李伟
染色质与染色体
郭东林
染色体压缩模型
郭东林
染色体结构
郭东林
核仁的超微结构
李伟
核仁的功能
李伟
细胞的社会联系
胶原蛋白合成与分泌
朱宏
胶原功能与疾病
朱宏
细胞外基质其他成分
朱宏
细胞连接Ⅰ
朱宏
细胞连接Ⅱ
朱宏
黏着分子-钙黏蛋白
朱宏
其他黏着分子
朱宏
  • 第一章细胞生物学与细胞概述

    本章概述了细胞的发现、重点阐述了细胞学说的建立及其承前启后的作用、细胞学的经典时期和细胞生物学的诞生与发展;解读细胞是生命活动的基本单位、真核细胞与原核细胞的异同。

  • 1.1细胞的发现与细胞学说

    多数细胞是人的眼睛看不到的,人类如何发现细胞的存在?又是在何时把细胞与动物、植物联系在一起?本小节从细胞学说建立背景、内容及重要意义进行学习。

  • 1.2细胞学、细胞生物学及分子细胞生物学

    以细胞为研究对象的学科在19世纪最后25年称为细胞学,进入20世纪60年代更名为细胞生物学,21世纪许多教材纷纷更名为分子细胞生物学,这些名称更迭预示了对细胞的研究发生哪些变化,这些变化的原因究竟是什么?

  • 1.3细胞是生命活动基本单位

    细胞对于生命的重要性不言而喻,我们可以毫不夸张的说细胞就是生命。本小节通过具体实例进行论证。

  • 1.4细胞类型和结构体系

    原核细胞与真核细胞是生物圈两个最重要的细胞类群。本小节以细菌为例学习原核细胞的结构、在亚显微水平上真核细胞的3大基本结构系统。

  • 1.5原核细胞与真核细胞比较

    你是不是很感兴趣原核细胞与真核细胞有哪些方面是类似或相同,又有哪些重要不同。本小节围绕这个问题学习。

  • 第二章细胞质膜

    细胞膜可以比喻为细胞的“城墙”,本章介绍细胞膜结构研究的历史,细胞膜的化学组成,细胞膜的基本特征,总结细胞膜神奇的功能。

  • 2.1细胞质膜结构模型

    细胞从发现之初,人们推测有一个边界把细胞与外界环境分开,这个边界就是细胞膜。本小节沿着历史的研究足迹揭开细胞膜结构的神秘面纱。

  • 2.2细胞质膜化学组成--膜脂

    细胞膜的骨架是磷脂双分子层,本小节重点学习磷脂的结构及主要特征,理解磷脂双分子层是自组装的结构。

  • 2.3细胞质膜化学组成--膜糖与膜蛋白

    细胞膜功能执行者是膜蛋白,膜蛋白与脂分子结合方式有哪些?为什么细胞膜中的糖链被形象的称为天线糖链。重点学习整合膜蛋白与膜脂结合方式。

  • 2.4生物膜的基本特征

    细胞膜的基本特征是膜流动性与不对称性,本小节学习膜流动性与不对称性表现,研究膜流动性与不对称性的方法,影响膜流动性因素。

  • 2.5细胞膜结构与功能的总结

    随着对细胞膜研究工作的不断积累,二十一世纪的今天怎样认识生物膜的结构,揭示了细胞膜的哪些具体功能,本小节对这些问题进行总结。

  • 第三章物质跨膜运输

    物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。本章介绍小分子物质的直接穿膜的运输,又分为自由扩散、协助扩散、主动运输;举例介绍大分子物质的胞吞作用与胞吐作用是如何发生的。

  • 3.1简单扩散与协助扩散

    本小节介绍自由扩散发生条件,参与协助扩散的膜转运蛋白类型,协助扩散的特点。

  • 3.2葡萄糖转运蛋白与水孔蛋白

    人体细胞如何以协助扩散方式运输葡萄糖,水又是如何快速进出细胞的?

  • 3.3Na+/K+泵

    对于细胞来说主动运输比被动运输更具有生物学意义。普遍存在人体细胞膜上进行主动运输的钠钾离泵有怎样的结构、工作机制及生理功能。

  • 3.4钙离子泵与质子泵

    能进行主动运输的ATP驱动泵还包括钙离子泵、质子泵,本小节学习它们存在位置、结构及相应的生物学意义。

  • 3.5ABC超家族

    ABC超家族,也是一类ATP驱动泵,又叫ABC转运蛋白。本小节学习ABC转运蛋白的发现、结构及工作机制。

  • 3.6协同运输

    协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。本小节通过一些具体的实例介绍如何进行协同运输。

  • 3.7胞吞作用与胞吐作用

    已经学习了小分子物质直接穿膜运输,一些相对分子质量较大的物质,如细菌、病毒、分泌蛋白质如何跨膜运输?它们采用的策略是胞吞作用与胞吐作用。

  • 3.8网格蛋白质参与受体介导胞吞作用

    受体介导的胞吞作用是一种选择浓缩机制,既可保证细胞大量地摄入特定的大分子,同时又避免了吸入细胞外大量的液体。本小节以低密度脂蛋白颗粒如何进入细胞为例学习这个过程。

  • 第四章细胞质基质与内膜系统

    真核细胞内被膜区分为细胞质基质、内膜系统及其它由膜包被的细胞器。本章介绍细胞质基质及功能;内膜系统包括的内质网、高尔基体、溶酶体等的结构、功能及发生,理解它们是相互关联的动态整体;了解微体的结构与功能。

  • 4.1细胞质基质

    解释细胞质基质的含义,了解细胞质基质的基本功能。

  • 4.2内膜系统

    理解内膜系统的定义,了解研究内膜系统的相关技术。

  • 4.3内质网结构

    本小节学习内质网的结构特征、类型及化学组成。

  • 4.4内质网功能

    本小节学习内质网的主要功能,理解内质网是细胞内蛋白质和脂质合成的基地。

  • 4.5高尔基体结构

    本小节学习高尔基体的形态、超微结构和化学组成。

  • 4.6高尔基体功能

    高尔基体是如何将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类、包装,分门别类转运到细胞特定部位或分泌到细胞外。理解高尔基体是细胞内“包装工厂”。

  • 4.7溶酶体的结构

    本小节学习溶酶体的超微结构和溶酶体的分类。

  • 4.8溶酶体的功能

    溶酶体的功能以及溶酶体功能失常导致的疾病。理解溶酶体是细胞内的“消化器”和“清除机”。

  • 4.9溶酶体的发生

    溶酶体发生的两条途径,高尔基体分泌途径及胞外分泌回收途径。

  • 4.10微体

    本小节学习非内膜系统细胞器——微体,了解微体的结构、功能、发生以及与初级溶酶体的不同。

  • 第五章线粒体与叶绿体

    线粒体是细胞内的“动力工厂”、叶绿体是细胞内光合作用的“车间”,它们是细胞内两个能量转换细胞器。本章学习线粒体与叶绿体显微结构、亚显微结构,生物学功能,线粒体与叶绿体是半自主性细胞器。

  • 5.1光镜下线粒体的形态结构

    线粒体在光学显微镜下的形态结构及分布数量等特征。

  • 5.2电镜下线粒体的超微结构

    电子显微镜下,线粒体的超微结构和化学组成。

  • 5.3氧化磷酸化——电子载体与电子传递链

    氧化磷酸化之线粒体呼吸链中电子载体的分子结构特点,及其所组成的NADH和FADH2呼吸链。

  • 5.4电子传递与质子驱动力的形成

    氧化磷酸化之电子传递与质子驱动力的形成。

  • 5.5ATP合成的机制

    氧化磷酸化之ATP合酶的结构及作用、ATP生成的构象变化学说。

  • 5.6光镜下叶绿体的形态结构

    叶绿体在光学显微镜下的形态、大小、数量、分布以及定位特征。

  • 5.7叶绿体在电镜下的超微结构

    电子显微镜下叶绿体的超微结构,并与线粒体超微结构进行比较学习。

  • 5.8光合作用的特征和意义

    叶绿体的主要功能是光合作用,本小节概述光合作用的特征及意义。

  • 5.9光反应I—原初反应

    光合作用之光能的吸收、传递和转换成电能的过程。

  • 5.10光反应II—电子传递与光合磷酸化

    光合作用之光合电子传递链中的传递过程及其所偶联的光合磷酸化。

  • 5.11碳反应—碳同化

    光合作用之碳反应的三大途径-卡尔文循环途径、C4途径和景天酸代谢途径。

  • 5.12半自主性细胞器

    本小节学习线粒体DNA、叶绿体DNA及其复制转录特征,线粒体和叶绿体是半自主性细胞器。

  • 第六章细胞骨架

    细胞骨架可以看成是细胞的“骨骼与肌肉”。本章介绍细胞骨架中的微管、微丝及中间纤维结构、组成、装配及各自相适应的功能。理解微管、微丝及中间纤维在细胞中虽各成体系,但是相互联系,功能上既有侧重又相互配合。

  • 6.1微管结构、组分及体外装配

    微管是最早被发现的细胞骨架,在电子显微镜下具有怎样形态、化学组成,细胞外如何实现自组装一根微管。

  • 6.2微管的体内组装

    微管的体内组装除遵循体外装配的规律外,本小节学习微管体内组装是有时和空间的控制的。

  • 6.3微管体内微管组装的调控

    细胞内微管组装与去组装是受到微管结合蛋白、特异性药物的影响的。

  • 6.4微管的功能Ⅰ

    本小节学习微管功能之一:微管对细胞结构组织作用、细胞内如何以微管为轨道完成膜泡、细胞器等长距离运输。

  • 6.5微管的功能Ⅱ

    本小节学习微管功能之二:微管参与真核细胞运动器官鞭毛、纤毛的组成及运动,纺锤体装配及染色体运动与微管有何联系。

  • 6.6微丝的结构成分与体外装配

    电子显微镜下微丝结构与成分、微丝的体外组装与特性。

  • 6.7微丝结合蛋白

    细胞内微丝网络的组织形式及功能取决于微丝结合蛋白,而不是微丝本身。本小节学习微丝结合蛋白。

  • 6.8微丝的功能

    微丝形态的多样性与其功能多样性是相适应的。本小节主要学习非肌肉细胞中微丝主要功能。

  • 6.9中间纤维

    细胞中公认第三种骨架纤维是中间纤维,它在结构、化学组成、功能上又有怎样的独特之处。

  • 第七章蛋白质分选与膜泡运输

    哺乳动物细胞中通常可检测出上万种蛋白。绝大多数蛋白由细胞核基因编码,或在游离核糖体上合成,或在粗面内质网膜结合的核糖体上合成。而蛋白质发挥功能的作用部位几乎遍布细胞的各处甚至细胞外。它们是如何从合成的部位,准确找到并运输到功能执行部位?本章一起寻找答案。

  • 7.1信号肽假说

    美国洛克菲勒大学的Blobel 1975年提出了信号肽假说,这一假说解决了什么重要问题使其荣获了1999年诺贝尔生理学或医学奖,本小节以分泌蛋白质合成为例学习信号肽假说。

  • 7.2跨膜蛋白的合成

    内质网不仅可以进行分泌蛋白质合成,还可以合成整合膜蛋白,膜蛋白质合成也可以用信号肽假说解释,只是合成过程更为复杂多样。

  • 7.3蛋白质向细胞器分选

    本小节学习细胞质基质游离核糖体合成的蛋白质如何向线粒体、叶绿体及过氧化物酶体等细胞器的分选与运输。

  • 7.4蛋白质的转运方式及膜泡运输

    膜泡运输是蛋白运输的一种特有的方式,普遍存在于真核细胞中。本小节学习三种类型有被小泡的组装与运输。

  • 第八章细胞核与染色质

    原核细胞与真核细胞的最大区别是真核细胞有由核被膜、染色质、核仁及核基质组成的细胞核,本章介绍在电子显微镜下细胞核各部分的亚显微结构及功能。

  • 8.1核被膜

    细胞核的膜结构—核被膜,包括外核膜、内核膜、核周间隙,解释核被膜呈周期性变化的原因。

  • 8.2核孔复合体

    核被膜上存在核孔,其并非简单孔道,而是有复杂的结构——核孔复合体,本小节学习核孔复合体的结构及其功能。

  • 8.3染色质与染色体

    本小节学习染色质的类型及化学组成,理解染色质与染色体的关系。

  • 8.4染色体压缩模型

    本小节学习染色体组装的多级螺旋模型、染色体骨架-放射环结构模型。

  • 8.5染色体结构

    本小节学习中期染色体具有的形态结构,染色体DNA 的三种功能元件。

  • 8.6核仁的超微结构

    核仁的超微结构特征以及核仁呈现周期性变化的原因。

  • 8.7核仁的功能

    核仁的功能,主要涉及核糖体的生物发生,包括rRNA的合成、加工以及核糖体大小亚基的装配。

  • 第九章细胞的社会联系

    多细胞的生物体内,没有哪个细胞是“孤立”的,它们之间通过细胞通讯、细胞黏着、细胞连接及细胞与胞外基质作用,构成细胞社会。本章重点介绍细胞外基质、细胞连接及细胞黏着。

  • 9.1胶原蛋白合成与分泌

    胶原是胞外基质框架结构,是人体内含量最丰富的蛋白质。本小节学习胶原是如何由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。

  • 9.2胶原功能与疾病

    本小节学习胶原的功能,通过坏血病病因、症状及预防方法体会胶原功能的重要性。

  • 9.3细胞外基质其他成分

    本小节学习细胞外基质中糖胺聚糖、蛋白聚糖、纤连蛋白、层粘连蛋白分布、分子结构及功能。

  • 9.4细胞连接Ⅰ

    动物细胞间的连接主要的有三种形式,封闭连接,锚定连接和通讯连接。本小节学习封闭连接、与中间纤维相连的锚定连接。

  • 9.5细胞连接Ⅱ

    本小节学习与微丝相连的锚定连接及间隙连接的分布、结构和功能。

  • 9.6黏着分子-钙黏蛋白

    细胞黏着分子介导细胞与细胞间的黏着和细胞与胞外基质间的黏着。本小节介绍四大类细胞黏着分子中的钙黏蛋白的结构、介导细胞黏着的机制。

  • 9.7其他黏着分子

    黏着分子选择素、整联蛋白及免疫球蛋白超家族的结构特点、类型及主要功能。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 细胞生物学与细胞概述

    1.1 细胞的发现与细胞学说

    1.2 细胞学、细胞生物学及分子细胞生物学

    1.3 细胞是生命活动基本单位

    1.4 细胞类型和结构体系

    1.5 原核细胞与真核细胞比较

    视频数5
  • 第二章  作业测试
    第二章 细胞质膜

    2.1 细胞质膜结构模型

    2.2 细胞质膜化学组成--膜脂

    2.3 细胞质膜化学组成--膜糖与膜蛋白

    2.4 生物膜的基本特征

    2.5 细胞膜结构与功能的总结

    视频数5
  • 第三章  作业测试
    第三章 物质跨膜运输

    3.1 简单扩散与协助扩散

    3.2 葡萄糖转运蛋白与水孔蛋白

    3.3 Na+/K+泵

    3.4 钙离子泵与质子泵

    3.5 ABC超家族

    3.6 协同运输

    3.7 胞吞作用与胞吐作用

    3.8 网格蛋白质参与受体介导胞吞作用

    视频数8
  • 第四章  作业测试
    第四章 细胞质基质与内膜系统

    4.1 细胞质基质

    4.2 内膜系统

    4.3 内质网结构

    4.4 内质网功能

    4.5 高尔基体结构

    4.6 高尔基体功能

    4.7 溶酶体的结构

    4.8 溶酶体的功能

    4.9 溶酶体的发生

    4.10 微体

    视频数10
  • 第五章  作业测试
    第五章 线粒体与叶绿体

    5.1 光镜下线粒体的形态结构

    5.2 电镜下线粒体的超微结构

    5.3 氧化磷酸化——电子载体与电子传递链

    5.4 电子传递与质子驱动力的形成

    5.5 ATP合成的机制

    5.6 光镜下叶绿体的形态结构

    5.7 叶绿体在电镜下的超微结构

    5.8 光合作用的特征和意义

    5.9 光反应I—原初反应

    5.10 光反应II—电子传递与光合磷酸化

    5.11 碳反应—碳同化

    5.12 半自主性细胞器

    视频数12
  • 第六章  作业测试
    第六章 细胞骨架

    6.1 微管结构、组分及体外装配

    6.2 微管的体内组装

    6.3 微管体内微管组装的调控

    6.4 微管的功能Ⅰ

    6.5 微管的功能Ⅱ

    6.6 微丝的结构成分与体外装配

    6.7 微丝结合蛋白

    6.8 微丝的功能

    6.9 中间纤维

    视频数9
  • 第七章  作业测试
    第七章 蛋白质分选与膜泡运输

    7.1 信号肽假说

    7.2 跨膜蛋白的合成

    7.3 蛋白质向细胞器分选

    7.4 蛋白质的转运方式及膜泡运输

    视频数4
  • 第八章  作业测试
    第八章 细胞核与染色质

    8.1 核被膜

    8.2 核孔复合体

    8.3 染色质与染色体

    8.4 染色体压缩模型

    8.5 染色体结构

    8.6 核仁的超微结构

    8.7 核仁的功能

    视频数7
  • 第九章  作业测试
    第九章 细胞的社会联系

    9.1 胶原蛋白合成与分泌

    9.2 胶原功能与疾病

    9.3 细胞外基质其他成分

    9.4 细胞连接Ⅰ

    9.5 细胞连接Ⅱ

    9.6 黏着分子-钙黏蛋白

    9.7 其他黏着分子

    视频数7
  • 期末考试