课程编号：107005

课程名称：生物学专业进展

英文名称：Advances in biological science

课程类型：专业必修课程

授课学时：60        理论课学时：60         实验课学时：0

课程学分：3

开课单位： 生命科学学院

开课时间： 第二学年

主讲教师： 刘长青，汤必奎，高宇，吴华彰、李姝靖等。

授课对象： 生物学专业硕士研究生

预修课程：细胞生物学、生物化学、微生物、遗传学、神经生物学等相关课程。

课程简介：

我校生物学专业秉承“理医融通、教研并重、服务医药、追求卓越”的理念，聚焦生物学基础研究和医学学科的融合。生物学专业进展课程是为了拓宽生物学专业硕士研究生知识面，以便学生系统掌握国内外生命科学研究与疾病治疗最新研究成果、最新动态和发展新动向，而开设的一门专业必修课。课程内容涵盖生命科学的主要领域，包括细胞生物学、微生物学、神经生物学，遗传学、生化与分子生物学、生理学、发育生物学等，突出生物科学各领域的最新发展现状，实现知识更新，达到与时俱进，拓展学生视野的目的。在教学过程中，坚持立德树人，传授专业知识，探究生命科学奥妙，用生命之美激发学生的创造与热爱，为自然与生命、社会与人类发展奉献智慧。

一、课程性质、目的和任务：

生物学是自然科学基础学科之一，是研究生物现象和生命活动规律的一门科学。本课程开设目的是通过对现代生命科学热门领域的最新研究进展做系统介绍，结合本专业现有研究方向，让学生将掌握和了解生命科学研究与重要疾病的发病机制等相关领域的最新研究进展，开拓学生的专业知识视野。其主要目的和任务是培养学生系统掌握最新的生物学的基本理论、基础知识和基本技术的进展，提升学生利用最新理论和技术分析问题和解决问题的能力，提高学生主动探索生命奥妙的积极性和社会责任感。

二、教学内容及要求

1.       细胞质基质、蛋白质分选与膜泡运输研究前沿进展

【掌握】细胞质基质与内膜系统化学组成、分子结构和功能及其研究进展；蛋白质分选与膜泡运输的分子机制。

【熟悉】细胞质基质、内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输最新研究进展。

【了解】细胞质基质蛋白质降解异常与疾病的关系；内膜系统细胞器、膜泡运输与疾病发生。

【思政目标】通过诺贝尔奖金解读，培养学生科研思维能力、创新能力和科技报国的使命担当。

2.       细胞信号转导过程及分子机制

【掌握】主要细胞膜受体介导的信号转导过程、分子机制。

【熟悉】信号转导最新研究进展。

【了解】膜受体和细胞内受体介导信号转导与疾病发生的关系。

【思政目标】结合诺贝尔奖解读，展示国内外科学家在信号转导研究方面的贡献，培养学生勇攀科技高峰的信心和勇气。

3.       细胞增殖调控与癌细胞研究进展

【掌握】细胞周期运转的主要调控分子机制，癌细胞转化的分子机制。

【熟悉】细胞周期各时期调控机制的研究进展；癌症发生研究进展。

【了解】细胞周期与疾病发生；细胞周期研究在癌症机制阐明和治疗上的意义。

【思政目标】培养学生紧跟世界最新研究热点，追求卓越，服务健康，实现大学生的使命担当精神。

4.       细胞分化与干细胞疾病治疗

【掌握】细胞分化的分子机制和干细胞自我更新和分化的分子机制。

【熟悉】细胞分化和干细胞研究进展及其与疾病治疗。

【了解】细胞分化的影响因素及其作用机制；干细胞研究的应用前景。

【思政目标】通过具体事例分析细胞分化和干细胞研究所涉及的科学伦理和道德，培养学生遵守基本科研伦理和道德，尊重和善待实验动物。

5. 昼夜节律生物钟与肿瘤发生发展机制

【掌握】生物钟转录-翻译负反馈环路的机制；生物钟基因异常表达与肿瘤发生发展的机制；生物节律紊乱促进肿瘤发展的机制。

【熟悉】肿瘤的时辰治疗；肿瘤的时辰化疗；肿瘤的时辰靶向治疗。

【了解】生物钟基因调控分子靶向药物的机制。

【思政目标】中国科学家在生物时辰治疗肿瘤的研究机制中取得卓越的研究成果，让我们更好地利用生物钟来辅助疾病治疗，促进健康；鼓励学生探索未知、追求真理，增强学生“四个自信”。

6. 生物大分子动态修饰与化学干预的研究进展

【掌握】随着基因组测序成果的取得，人们认识到基因的数量远远无法解释生命的复杂性和多样性。学生需要认识到蛋白质、核酸、糖脂等生物大分子的动态化学修饰成为生命多样性和复杂性的物质基础，贯穿了细胞命运决定、性状调控以及个体发育等一系列重要的生命活动。

【熟悉】在已掌握的生物大分子结构与功能的基础上，熟悉生物大分子包括核酸、蛋白质、脂类和多糖等的修饰方式，以及相关生物学功能。

【了解】生物大分子动态修饰的研究与调控是当前生命科学领域最受关注的领域之一。需要了解其在生命科学医学、化学等交叉界面上的研究前沿和进展。

【思政目标】以国家自然科学基金委员会于2017年启动的“生物大分子动态修饰与化学干预”重大研究计划为切入点，重点解释我国在该领域的发展。目前我国科学家取得的成绩促进了人们对生物大分子动态修饰机制的认识和对其功能的调控干预，从而激发学生的民族自豪感和学习热情。

7. 肿瘤能量代谢及其调控机制的研究进展

【掌握】肿瘤的本质与基本特征；肿瘤细胞能量代谢主要途径；糖酵解和氧化磷酸化对肿瘤细胞代谢的影响。代谢发生改变是肿瘤细胞的重要特征之一，其与肿瘤的发生发展互为因果关系。

【熟悉】肿瘤发生发展的物质代谢、能量代谢，以及对于肿瘤发生发展过程中的糖代谢异活跃、脂肪酸过度累积等不同的代谢反应现象的理解。

【了解】具有世界领先水平的重大原创科技成果，以及在该领域我国科学家取得的突出成就。

【思政目标】以北京协和医学院／中国医学科学院基础医学研究所、厦门大学生科院等单位的研究人员发现能导致肿瘤细胞发生有氧糖酵解的蛋白为切入点，解释介绍我国取得的突出成就，让学生体会到我国有能力跻身于国际生命科学前沿，进一步重塑学生的民族自信、培养他们的爱国情怀。同时通过该案例说明科学研究过程中，合作的重要性；鼓励学生进行相互交流、取长补短，以便共同进步；引导学生要有大局观、团队合作意识和奉献情怀，提升社会主义核心价值观的爱国理念。

8 基因表达调控机理的研究进展

【掌握】基因表达调控的基本概念，原核生物、真核生物的基因表达调控，真核生物与原核生物表达调控的不同之处。

【熟悉】基因表达调控在遗传信息传递、细胞中的生化反应、细胞内与细胞间的信号传递等过程中所发挥的主要作用。

【了解】在生物学、基础医学、临床医学等方面基因表达调控相关研究进展。

【思政目标】通过对基因表达调控的讲述，引入遵纪守法接受协调的调控才能维持细胞的正常生理功能，教育学生在符合伦理道德范围内的勇于创新，既鼓励了学生的创新意识，又规范了边界。不同的基因在统一的基因表达调控背景下，根据生命活动的需要适时进行关闭表达或开放表达，反映了协作、团结的社会主义核心价值观的友善理念。

9. 肿瘤微环境及相关分析技术的研究进展

【掌握】肿瘤微环境调控的相关概念，肿瘤微环境对肿瘤的形成、增殖及转移方面的影响，以及相关的肿瘤微环境分析技术。

【熟悉】肿瘤微环境对肿瘤转移的影响；以及目前目前相关的较为成熟的分析技术（如单细胞测序技术、多标记免疫荧光技术、多分子成像技术、转录组测序技术、质谱流式细胞技术等）。

【了解】近些年来，科学研究对于对肿瘤细胞所处的微环境在肿瘤发生发展中的关键作用的阐释，以及基于肿瘤细胞和其所处微环境的相互作用而用于肿瘤治疗研究的相关成果。

【思政目标】通过在肿瘤微环境在肿瘤发生发展中的作用机制，引导学生思考环境与遗传的相互作用，以及对表型的影响；帮助学生树立正确地世界观、人生观、价值观，坚定政治认同、理想信念。

10  免疫生物学和免疫治疗的研究进展

【掌握】免疫学基本概念、免疫治疗的相关内容。

【熟悉】肿瘤抗原的分类和种类、机体抗肿瘤免疫的机制，以及免疫治疗的作用机制。

【了解】免疫治疗的应用领域，以及肿瘤免疫治疗的前沿进展。

【思政目标】讲述免疫学发展中的重大科学突破以及免疫治疗的阶段性成果，以这些的研发过程中所经历的大事件为脉络，将“科学技术的进步源于不断创新”这一观念融入课程中，启发学生树立科学研究的探索意识。

11. 精准医学前沿技术和疾病精准防治的研究进展

【掌握】精准医疗理念、技术体系，以及通过精准诊疗系统优化人类疾病防治和健康促进的原理和实践。

【熟悉】多学科交叉、融合在精准医学中的应用，如大数据与传统医学方法的结合，遗传工程学、循证医学、数字医学、基因测序等组学技术的综合应用。

【了解】以现代分子医学为基础的精确预防、精确发现、精确诊断、精准治疗的发展方向及研究进展。

【思政目标】以实际临床案例进行介绍，指出从早期诊断到精准治疗,每一步都在患者需求和现有诊疗方法之间存在巨大的技术鸿沟，需要通过一代一代医疗工作者、科研人员的不懈努力探索，从而强调科研创新的精神，培养学生锐意进取、勇于创造的奋斗精神。

12. 致病微生物最新研究进展

【掌握】病原微生物致病相关基因的结构、功能及致病的分子机制的最新研究进展。

【熟悉】常见的原核和真核微生物与人类疾病的关系。

【了解】常见病原微生物的研究历史及对科学的推动作用。

【思政目标】中国首个诺贝尔生理学或医学奖得主屠呦呦为例，她用创新性的研究为世界带来了迄今最重要的抗疟疾药—青蒿素，培养学生用于探索、追求真理的科学家精神。同时，结合新冠病毒疫情，宣传《生物安全法》内容及指导学生识别和防范生物恐怖主义威胁等生物安全意识。

13. 基因及基因组学

【掌握】基因及基因组学研究热点、最新研究技术及应用。

【熟悉】研究基因及基因组结构及功能研究方法的最新进展。

【了解】基因组与基因结构及功能相关研究的主要研究方向。

【思政目标】结合学科发展，以老一辈科学家杨焕明等参与人类基因组测序等为楷模，培养学生刻苦钻研、锐意进取的精神。同时，展示基因组学的研究在新冠肺炎疫情中发挥的重要作用，如病毒全基因组序列的收集与测序更有利于疫情地区对病毒进行追根溯源，使疫情的监控有了更加科学的依据，对疫情发展的预测就有了更高的准确性。

14 染色体（质）重塑、基因异常与个体发育（疾病）

【掌握】染色质重塑的分子机制、染色质重塑与基因表达调控与人类疾病发生发展的最新研究进展。

【熟悉】染色质重塑的研究方法及分析技术。

【了解】染色质重塑与表观遗传的关系。

【思政目标】以经典遗传学到表观遗传学的发展为例，加深学生对遗传学科的理解，培养学生科学素养、更新知识结构、提高综合素养，同时，以老一辈科学家为楷模，介绍培养学生刻苦钻研、锐意进取的精神。

15. 表观遗传学、表观遗传修饰

【掌握】表观遗传学的概念及研究范围、表观遗传修饰的类型及表观遗传与人类疾病发生发展的最新研究进展。

【熟悉】DNA甲基化、组蛋白甲基化及乙酰化、RNA甲基化等表观遗传修饰及其参与

的表观遗传修饰相关的酶类。

【了解】表观遗传修饰的在人类疾病诊治中的应用的最新研究进展；表观遗传学计划等。

【思政目标】表观遗传是由于中心法则表达的时间空间和方式非正常化，表观遗传的机制有很多形式，表观遗传的畸变过程也是普遍的，指导学生认识到表观遗传对人类疾病的风险评估、预防、进程分析、诊断和生物标记物的形成具有重要意义。

16. 表观遗传调控与人类疾病

【掌握】DNA甲基化、组蛋白甲基化及乙酰化、RNA甲基化等表观遗传修饰对靶基因

表达调控的分子机制的新进展。

【熟悉】表观遗传调控的研究方法和具体应用。

【了解】表观遗传调控分子机制与医药及人类健康的最新研究进展。

【思政目标】培养学生紧跟世界最新研究热点，追求卓越，实现大学生的使命担当精神。再通过了解中国学者在表观遗传学领域的贡献，增强名族自豪感和献身国家全面健康事业的信念。

17. 脊髓损伤与神经再生

【掌握】掌握脊髓损伤的机制与脊髓损伤后影响轴突再生的主要因素。

【熟悉】脊髓损伤的病理变化与几种主要的脊髓损伤治疗策略。

【了解】了解脊髓损伤的基本概念和危害。

【思政目标】脊髓损伤后神经的自我修复能力有限，解决脊髓损伤神经修复既要改善局部微环境，又要通过提供生长因子，调节免疫反应，促进神经环路重建以及使脱髓鞘神经再髓鞘化等作用促进神经再生，让学生理解任何一项生命活动都是多细胞结构协同作用的结果，培养学生团队和集体意识。

18. 脑衰老与神经退行性疾病

【掌握】 掌握脑衰老的概念及分类，基底神经节环路的调节通路，以及帕金森病（PD）发病的分子机制与治疗方法。

【熟悉】基底神经节功能，阿尔茨海默病特征及神经变性的机制。

【了解】了解亨廷顿病、癫痫等临床表现、特征及发病机制。

【思政目标】通过介绍我国科技部“脑科学与类脑研究”重大项目实施，围绕脑认知原理解析、认知障碍相关重大脑疾病发病机理与干预技术等5个方面的研究任务，通过中国科学家的重要贡献，培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。

19. 不同细胞死亡方式

【掌握】可调控性细胞死亡方式——程序性坏死necroptosis、细胞焦亡pyroptosis、铁死亡ferroptosis的发生机制。

【熟悉】程序性坏死、细胞焦亡、铁死亡等在心脑血管疾病及肿瘤发生中的变化，寻求有效的调控手段预防和改善疾病的发生。

【了解】不同细胞死亡方式直接的交互影响。铜死亡研究进展。

【思政目标】随着科学发展，在凋亡、自噬、坏死等的基础上，科学家打破传统，勇于创新，结合丰富的科学研究探索出更多的细胞死亡方式，并采用批判性思维探索不同细胞死亡方式之间的相互影响。通过该内容的介绍，拓宽学生的科研思维，鼓励学生大胆创新。

20. 心肌纤维化Cardiac fibrosis

【掌握】心肌纤维化的主要机制The molecular mechanisms involved in the pathogenesis of cardiac fibrosis。

【熟悉】心肌纤维化产生原因和引起的后果 The cause and outcome of cardiac fibrosis。

【了解】心肌纤维化的治疗进展Development of fibrosis-targeting therapies。

【思政目标】心肌纤维化发生机制较复杂，且相关因素互相影响，治疗时需综合分析，标本兼治。结合每年心血管病报告分析心肌纤维化的严重性，提倡健康生活方式，预防为主。 

三、各教学环节学时分配

 

四、教学方式

授课方式包括讲授，线上线下，研讨，学术讲座，导师指导自学等。

 

五、考核方式

主要测试学生对生物学领域最新研究进展的掌握情况。考核总成绩包括文献综述40%和试卷考试60%。文献综述字数应不少于3000字。

 

六、教材及主要参考书

教  材：无

参考书：《细胞生物学》 (第5版)   丁明孝 编著，高等教育出版社2020。

《分子生物学》（第4版），李振刚 编著，科学出版社，2014。

《表观遗传学》（第2版），朱冰等 译著，科学出版社，2018。

《神经生物学纲要》，徐科编著，科学出版社，2018。

《生理学》（英文改编版 第2版）:（美）埃理克·P.维德迈尔等主编；

朱大年改编，科学出版社，2021。

 

七、大纲主要起草人、审阅人

主要起草人：吴华彰、高宇、廖亚平、汤必奎、梁猛         2022年4月26日

审阅人：李正红、刘长青                                2022年5月5日

 

 

 

                                                                          生命科学学院

                       2022年5月8日