《细胞工程》 教学大纲

《细胞工程》（理论）教学大纲课程编号：4132203 英文课程名：CellEngineering 总学时：36学时 学分：3学分 课程类别：专业必修课 适用专业：生物技术 先修课程：细胞生物学、生物化学一、课程性质与目的、要求细胞工程与基因工程、微生物工程和酶工程等构成了现代生物技术，是生物技术和生物工程专业的骨干课程。细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的理论、方法和技术，按照人的设计，在细胞或组织水平上有计划地大规模培养组织或细胞以获得生物产品，或改变细胞的遗传物质以产生新的物种或品系，是一门现代生物科学理论和工程技术相结合的综合性学科。细胞工程是现代生物技术的重要组成部分，同时也是现代生物学研究的重要技术工具。要求学生通过本课程的学习掌握动植组织、器官及其细胞离体培养的原理与技术及其它相关的动植物细胞工程技术，为从事生物学领域的相关研究及其与细胞工程有关的生物技术产业奠定良好的理论和技术基础。通过学习可以全面了解细胞工程与现代生物技术的关系；了解细胞工程的发展与相关学科的联系；了解细胞工程在现代世界经济中的潜力。本课程总课时为36学时。二、教学内容及学时分配本课程的教学内容共分十八章。第一章绪论2课时第一节细胞工程概念与研究范畴1、细胞工程的概念2、细胞工程的研究范畴第二节细胞工程的发展史1、动物细胞工程的发展2、植物细胞工程的发展第三节细胞工程的理论基础1、细胞学说的建立2、胚胎学的发展3、分子生物学的发展第四节细胞工程的技术基础1、动物细胞和组织培养技术2、植物细胞和组织培养技术3、细胞融合技术4、细胞器移植技术5、染色体工程技术6、胚胎工程技术第五节细胞工程技术的应用及在现代世界经济中的潜力第二章细胞工程的技术基础3课时第一节细胞工程实验室的设置1、动物细胞工程实验室的设置2、植物细胞工程实验室的设置第二节常用仪器与设备1、动物与植物细胞工程实验室通用的仪器设备2、动物细胞工程实验室的常用仪器设备3、植物细胞工程实验室的常用仪器设备第三节生物安全第三章细胞工程的理论基础2课时第一节组织培养1、细胞培养的基本概念2、细胞培养的现实意义3、细胞培养的优缺点4、细胞培养的工作原则第二节组织培养的细胞生物学1、体内外细胞的差异和分化2、培养细胞的形态分类3、培养细胞的生长特点4、培养细胞的生长和增殖过程5、体外培养细胞的遗传学特征6、体外培养细胞所需基本物质第四章细胞培养的基本技术2课时第一节细胞培养液1、细胞培养液的常用液体2、细胞培养液的配制第二节细胞的基本培养技术1、原代培养2、传代培养3、常用培养技术第三节细胞系和细胞株的建立1、细胞系和细胞株的种类2、建立细胞系（或株）的要求3、细胞系和细胞株的鉴定第四节细胞的冻存、复苏和运输1、细胞的冻存2、细胞的复苏3、细胞的运输第五章细胞融合与单克隆抗体3课时第一节细胞融合概述1、细胞融合的定义2、细胞融合研究进展3、动植物细胞融合过程4、细胞融合的意义第二节细胞融合的基本原理第三节细胞融合的常用方法1、仙台病毒法2、聚乙二醇法（PEC法）3、电融合法第四节杂种细胞的筛选第五节细胞杂交瘤技术与单克隆抗体1、杂交瘤技术的基本原理2、杂交瘤细胞的制备3、单克隆抗体的大量制备第六节人源单克隆抗体技术第六章转基因动物与生物反应器3课时第一节目的基因的制备1、目的基因的来源2、目的基因的转移第二节转基因动物的方法1、基因的显微注射法2、胚胎干细胞方法3、反转录病毒法第三节转基因动物的检测第四节转基因动物的研究现状1、转基因牛2、转基因绵羊、山羊和猪3、转基因禽类4、转基因鱼第五节转基因动物的应用1、转基因动物在生命科学基础研究中的应用2、转基因动物在医药研究领域中的应用第六节转基因动物研究中存在的问题第七节动物生物反应器1、动物血液生物反应器2、动物膀胱生物反应器3、动物乳腺生物反应器第七章核移植技术与动物克隆2课时第一节核移植技术1、核移植技术的类型2、核移植技术的一般操作程序第二节核移植技术的应用1、核移植技术的应用2、核移植技术存在的问题第八章干细胞研究与组织工程2课时第一节胚胎干细胞1、胚胎干细胞的研究概况2、胚胎干细胞的生物学特性3、胚胎干细胞的建系4、胚胎干细胞的鉴定5、胚胎干细胞的应用前景及面临的问题第二节成体干细胞1、造血干细胞2、神经干细胞3、胰岛干细胞4、皮肤干细胞第三节组织工程1、组织工程化皮肤2、组织工程化骨骼3、组织工程化血管4、组织工程化管状器官5、组织工程化腺体器官第九章动物染色体工程2课时第一节动物染色体倍性改造1、动物的多倍体育种2、动物的单倍体育种第二节动物染色体结构的改造1、染色体片段的删除和重排2、染色体的易位工程第三节人工染色体1、酵母人工染色体2、细菌人工染色体3、哺乳类人工染色体4、人工染色体的应用第十章胚胎工程2课时第一节胚胎发育的基本过程和机制1、胚胎发育的基本过程2、胚胎发育的基本机制第二节体外受精1、体外受精的研究历史2、体外受精技术第三节胚胎移植技术1、胚胎移植的研究历史2、胚胎移植技术第四节胚胎分割技术1、胚胎分割的方法2、分割胚的培养第五节早期胚的体外培养1、胚胎的发育阻滞2、克服胚胎发育阻滞的方法第六节胚胎冷冻保存技术1、抗冻保护剂和冷冻溶液2、胚胎的冷冻方法第七节动物的性别控制1、动物的性别决定2、性别控制的方法与技术3、性别控制的意义第十一章植物细胞工程的理论基础4课时第一节植物组织的无性繁殖第二节植物细胞全能性理论第三节植物细胞的脱分化和再分化1、细胞分化2、细胞的脱分化3、细胞的再分化和器官发生4、植物激素在植物细胞脱分化和再分化中的作用5、其他影响植物细胞脱分化和再分化的条件第十二章植物组织培养2课时第一节实验材料的清洗和消毒1、清洗2、消毒第二节培养基1、培养基的组成2、培养基的选择3、培养基的制备4、培养基的灭菌第三节接种1、接种的操作步骤2、污染的预防第四节种质保存1、超低温保存方法2、超胝温保存的意义第五节植物细胞的大规模培养技术1、植物细胞大规模培养的产业化前景2、植物细胞的大规模培养系统3、植物细胞大规模培养的影响因素第十三章植物的快速繁殖1课时第一节植物快速繁殖第二节植物脱毒第三节植物快速繁殖和试管苗工厂化生产中的注意事项第十三章体外单倍体诱导与单倍体育种3课时第一节植物小孢子发育过程第二节花药和粉培养1、花药培养2、花粉培养3、小孢子母细胞培养第三节花药与花粉培养的方法1、材料的选择2、材料的预处理3、培养基4、接种与再生植株的培育第四节单倍体育种在生产实践中的应用第十四章体外单倍体诱导与单倍体育种1课时第一节植物小孢子发育过程第二节花药和花粉培养1、花药培养2、花粉培养3、小孢子母细胞培养第三节花药与花粉培养法1、材料的选择2、材料的预处理3、培养基4、接种与再生植株的培育第四节单倍体育种在生产实践中的应用第十五章植物胚胎培养1课时第一节胚培养1、成熟胚培养2、幼胚培养3、胚培养的意义第二节子房培养第三节被子植物胚乳培养1、植物胚乳的发育特征2、影响胚乳培养的因素3、胚乳培养的意义第十六章体细胞胚胎发生和人工种子2课时第一节愈伤组织与体细胞胚胎发生1、愈伤组织的诱导2、愈伤组织器官的发生第二节人工种子1、人工种子的制备2、人工种子的研究现状第十七章植物原生质体融合技术1课时第一节植物原生质体的制备1、植物原生质体的分离2、影响植物原生质体数量和活力的因素3、植物原生质体的纯化4、植物原生质体的培养方法第二节植物原质体的融合1、植物原生质体的融合技术2、融合体第三节杂种细胞的筛选1、遗传互补选择法2、可见标记法第四节体细胞杂种的鉴定第五节体细胞融合的意义第十八章植物转基因技术1课时第一节植物基因转化技术1、农杆菌介导转化法2、基因枪介导转化法第二节转基因植物1、植物抗虫基因工程2、植物抗病基因工程3、植物抗逆基因工程4、植物品质改良的基因工程5、植物叶绿体基因工程6、植物生物反应器三、教学方法采用多媒体课件以教师讲授为主，并结合学生的大量练习与实践。四、成绩考核方式考试采用期末一次，以闭卷形式进行；平时则以书面作业形式进行考查。五、教材与参考资料教材：安利国.细胞工程（第二版）（“十一五”国家级规划教材）.北京:科学出版社,2009参考资料：殷红.细胞工程.北京：化学工业出版社，2013.LiZhiyong.CellEngineering.北京：科学出版社，2014。李志勇.细胞工程（第二版）.北京：科学出版社，2010。潘求真.细胞工程.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2009。杨淑慎.细胞工程.北京：科学出版社，2009。周吉源.植物细胞工程.武汉市：化中师范大学出版社，2007。杨吉成.细胞工程.北京：化学工业出版社，2008。郭华荣.细胞工程技术.青岛：中国海洋大学出版社，2011。詹亚光.细胞工程模块实验教程.北京：科学出版社，2012。蒋细旺.植物细胞工程.北京：经济科学出版社，2009。王晶珊，王爱华.细胞工程实验教程.北京：高等教育出版社，2011。10．潘瑞炽.植物细胞工程.广州：广东高等教育出版社，2008。11．王建新.动物细胞工程与实践.北京：化学工业出版社，2005。12．张铭.细胞工程实验.北京：高等教育出版社，2010。13．李志勇.细胞工程实验.北京：高等教育科学出版社，2010。14．李志勇.细胞工程学.北京：高等教育出版社，2008。15．王蒂.细胞工程实验教程.北京：中国农业出版社，2007。16．王蒂.细胞工程学.北京：中国农业出版社，2003。17．柳俊，谢从华.植物细胞工程（第二版）.北京：高等教育出版社，2011。18．周欢敏.动物细胞工程学.北京：中国农业出版社，2009。19．王清印.海水养殖生物的细胞工程育种.青岛：海洋出版社，2007。20．刘玉琴.细胞培养实验手册.北京：人民军医出版社，2009。21．伦内贝格（德）（杨毅译）.白色生物技术——作为合成工厂的细胞.北京：科学出版社，2009。22．王佃亮.干细胞组织工程技术——基础理论与临床应用.北京：科学出版社，2011。23．冯伯森等.动物细胞工程原理与实践.北京：科学出版社，2000。24．R.IanFreshneyetal.,CultureofAnimalCells:AManualofBasicTechnique.5thEdition,JohnWiley&SonsCanada,Ltd,2005。25．鄂征主.组织培养和分子细胞学技术.北京：北京出版社，1995。26．BiotechnologyIndustryOrganization（BIO）.ApprovedBiotechnologyDrugs.2003a.