《细胞工程》课程教学大纲

细胞工程CellEngineering教学大纲学分数2适用专业生物技术、生物科学使用教材王蒂.细胞工程（第二版）.中国农业出版社.2011教学参考资料1.细胞工程学.李志勇.科学出版社.20032.细胞工程.刘士旺.科学出版社.20133.细胞工程.杨吉成.化学工业出版社.20084.细胞工程.潘求是.哈尔滨工程大学出版社.20095.植物细胞工程.谢从华.高等教育出版社.2004一、概述1、课程定位与性质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生物组织、器官及其细胞离体培养的原理与技术，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。理论知识方面，重点掌握本学科的基本原理和基本技术，即：细胞全能性学说在细胞工程中的指导作用；培养条件下的细胞分化和器官发生的调控；离体培养条件下的遗传与变异特点。掌握不同组织、器官的培养特点和控制方法。了解细胞工程的各类技术在现代生物学与生物技术领域的应用途径与发展潜力。2、课程教学目标细胞工程学是应用细胞生物学和分子生物学原理与方法，在细胞水平上研究改造生物遗传特性，以获得具有目标性状的细胞系或生物体的有关理论和技术的学科。它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。本课程围绕细胞工程的主要原理与基本技术进行教学，是实践性，应用性很强的专业课。通过“细胞工程”课程的学习，使学生系统掌握该门学科形成与发展，理论与原理，技术与方法等基础知识，结合科研实际以及最新研究动态，使学生对本课程有一个全面的了解；以适应后基因组时代在教学、科研和生产开发各方面对当代生命科学人才知识结构的需求。（1）使学生了解与细胞工程相关的重要理论，背景知识和细胞工程学的基础知识。（2）使学生理解细胞工程的各种技术的基本原理，技术路线和方法。（3）使学生了解重要技术的应用途径和范围，存在的问题及缺点。（4）使学生了解各种技术的最新进展和发展前景。（5）使学生重点掌握生物组织、器官及其细胞离体培养的原理与技术，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。（6）使学生在掌握基本知识的前提下，能针对具体课题对重要技术的技术路线进行初步设计。3、课程适用专业、年级、开课时间生物技术、生物科学三年级秋季二、教学内容与学时分配1、各章课时分配表。章节各章（专题）名称讲授学时第一章绪论2第二章细胞工程的细胞学基础2第三章细胞工程实验室及基本操作2第四章植物组织和细胞培养4第五章植物花粉和花药培养4第六章植物原生质体培养和体细胞杂交4第七章植物胚胎培养和人工种子2第八章无病毒植株培育2第九章植物种质资源保存2第十章转基因植物2第十一章动物细胞培养2第十二章动物细胞融合2第十三章胚胎移植与动物体外受精1第十四章克隆动物与转基因动物12、第一章绪论2学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节细胞工程学的研究内容、研究任务和特点1.研究内容（掌握）2.研究任务（掌握）3.特点（掌握）第二节细胞工程发展历史1.探索时期（掌握）2.培养技术建立时期（掌握）3.迅速发展时期（掌握）第三节细胞工程发展趋势和应用前景1.医学研究与临床治疗（了解）2.生物制品和生物活性物质的生产（了解）3.品种改良及大规模离体快繁（了解）4.转基因生物培育（了解）5.微生物肥（饲料）和降解污染工程菌的生产（了解）教学要求：使学生全面掌握细胞工程及其相关概念、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。重点、难点：细胞工程及其相关概念；细胞工程与现代生物技术的关系。其它教学环节：讨论课3、第二章细胞工程的细胞学基础2学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节细胞增殖与细胞周期1.细胞增殖（熟练掌握）2.细胞周期（熟练掌握）第二节细胞衰老与死亡1.细胞衰老（理解）2.细胞死亡（理解）第三节配子发生、受精与胚胎发育1.植物配子发生、受精与胚胎发育（熟练掌握）2.动物配子发生、受精与胚胎发育（熟练掌握）第四节细胞分化1.细胞分化的基本特征（掌握）2.细胞决定（掌握）3.细胞分化中的核质关系（掌握）教学要求：使学生了解细胞全能性；器官发生的方式、影响因素；完整植株的再生方式；影响离体培养细胞遗传变异的因子及体细胞无性系变异的诱导与选择。重点、难点：细胞全能性；影响离体培养细胞遗传变异的因子及体细胞无性系变异的诱导与选择。其它教学环节：讨论课4、第三章细胞工程实验室及基本操作2学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节细胞工程实验室的基本结构1.实验准备室（掌握）2.无菌操作室（熟练掌握）第二节细胞工程实验室的基本仪器设备1.常规器皿与器材（熟练掌握）2.常用仪器设备（熟练掌握）第三节细胞工程的基本操作技术1.清洗（熟练掌握）2.消毒灭菌（熟练掌握）3.无菌操作（熟练掌握）第四节培养基及其配制1.植物培养基及其配制（熟练掌握）2.动物培养基及其配制（熟练掌握）教学要求：使学生理解和掌握细胞工程的通用技术，初步掌握细胞工程实验技术中的培养基配制、灭菌以及无菌操作的原理与操作方法。重点、难点：细胞工程的通用技术；培养基配制、灭菌以及无菌操作的原理与操作方法。其它教学环节：讨论课5、第四章植物组织和细胞培养4学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节植物组织与细胞培养原理1.植物细胞全能性及分化（熟练掌握）2.植物体细胞胚胎发生（掌握）3.影响植物细胞形态发生的因素

（熟练掌握）第二节植物离体无性繁殖1.植物离体无性繁殖中的器官发生方式（掌握）2.植物离体无性繁殖方法和影响因素（掌握）第三节植物细胞培养1.单细胞分离方法（熟练掌握）2.单细胞培养方法和影响因素（熟练掌握）3.植物次生代谢物（熟练掌握）第四节植物突变体的获得1.突变体类型及应用（理解）2.突变体筛选方法（理解）教学要求：使学生理解和掌握细胞离体培养的基本理论基础，从而深入理解培养条件下组织细胞脱分化和再分化的调控原理，掌握体细胞胚形成过程及其与合子胚的差异，离体无性繁殖的程序和技术关键。重点、难点：细胞离体培养的基本理论基础，培养条件下组织细胞脱分化和再分化的调控原理。其它教学环节：讨论课6、第五章植物花药和花粉培养4学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节培养材料的选取与制备1.材料选择（理解）2.预处理（理解）3.外植体制备（熟练掌握）第二节植株再生1.离体小孢子发育途径（熟练掌握）2.脱分化培养（熟练掌握）3.再分化培养（熟练掌握）4.炼苗和移栽（熟练掌握）第三节单倍体植株鉴定和染色体加倍1.花药和花粉植株的倍性（熟练掌握）2.花药和花粉植株倍性的鉴定（熟练掌握）3.花药和花粉单倍体植株的染色体加倍（掌握）教学要求：使学生理解和掌握植株再生、离体小孢子的发育途径和单倍体鉴定的理论与方法。重点、难点：植株再生、离体小孢子的发育途径和单倍体鉴定的理论与方法。其它教学环节：讨论课7、第六章植物原生质体培养和体细胞杂交4学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节植物原生质体培养和体细胞杂交的概念和意义1.原生质体培养的概念和意义（理解）2.体细胞杂交的概念和意义（理解）第二节植物原生质体分离1.原生质体培养方法（熟练掌握）2.原生质体纯化（熟练掌握）3.原生质体活力测定（熟练掌握）4.影响原生质体数量和活力的因素（熟练掌握）第三节植物原生质体培养1.原生质体培养方法（熟练掌握）2.影响原生质体培养的因素（熟练掌握）3.原生质体再生过程（熟练掌握）4.原生质体培养过程中的遗传变异（熟练掌握）5.原生质体培养存在的问题（熟练掌握）第四节植物体细胞杂交1.原生质体融合（熟练掌握）2.杂种细胞的筛选（熟练掌握）3.杂种植株的鉴定（熟练掌握）4.影响体细胞杂交的因素（熟练掌握）5.体细胞杂种遗传特征（熟练掌握）第五节细胞质工程1.细胞器移植（了解）2.微生物移植（了解）3.外源DNA摄入（了解）教学要求：使学生理解和掌握原生质培养的概念、原生质体的制备、原生质体培养方法、体细胞杂交的方式、融合方法、杂种细胞的选择和体细胞杂种的鉴定。重点、难点：原生质培养的概念、原生质体的制备、原生质体培养方法、体细胞杂交的方式、融合方法。其它教学环节：讨论课8、第七章植物胚胎培养和人工种子2学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节植物胚胎培养的概念和应用1.植物胚胎培养的概念（理解）2.植物胚胎培养的应用（了解）第二节植物胚培养1.胚培养的方法（熟练掌握）2.离体胚形态发生及影响因素（熟练掌握）第三节植物胚乳培养1.胚乳培养方法和培养后代特征（熟练掌握）2.胚乳培养器官发生（熟练掌握）第四节植物胚珠和子房培养1.胚珠培养（熟练掌握）2.子房培养（熟练掌握）第五节植物离体授粉受精1.离体授粉的概念和意义（熟练掌握）2.离体授粉方法（熟练掌握）3.影响离体受精的因素（熟练掌握）第六节人工种子1.人工种子的概念和意义（熟练掌握）2.人工种子技术（熟练掌握）教学要求：使学生理解和掌握植物胚胎培养的类型、方法及影响因素，人工种子的概念与发展概况；掌握植物人工种子繁殖体的培养技术；了解不同繁殖体的人工种子特点与制备方法。重点、难点：植物人工种子繁殖体的培养技术；了解不同繁殖体的人工种子特点与制备方法。其它教学环节：讨论课9、第八章无病毒植株培育2学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节植物脱毒方法1.植物病毒的分布及危害（了解）2.植物脱病毒方法（掌握）第二节脱毒植株检测方法1.直接检测法（熟练掌握）2.指示植物法（熟练掌握）3.抗血清检测法（熟练掌握）4.分子生物学检测法（熟练掌握）教学要求：使学生理解和掌握植物脱毒的方法及脱毒植株的检测鉴定方法。重点、难点：植物脱毒的方法及脱毒植株的检测鉴定方法。其它教学环节：讨论课10、第九章植物种植资源保存2学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节种植资源保存类型1.原生境保存（了解）2.非原生境保存（了解）第二节种质资源离体保存1.组织培养保存（熟练掌握）2.低温保存（熟练掌握）3.超低温保存（熟练掌握）4.缓慢生长保存（熟练掌握）教学要求：使学生理解和掌握种质资源保存的类型、种质资源的保存方法的原理与程序。重点、难点：种质资源的保存方法的原理与程序。其它教学环节：讨论课11、第十章转基因植物2学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节植物基因转化受体和转化方法1.植物基因转化受体系统（熟练掌握）2.植物基因转化方法（熟练掌握）第二节转基因个体的鉴定1.选择标记基因鉴定法（熟练掌握）2.报告基因鉴定法（熟练掌握）3.分子生物学鉴定法（熟练掌握）4.性状鉴定法（熟练掌握）第三节转基因植物的成果及安全性1.转基因植物的研究成果（了解）2.转基因植物的安全性（了解）教学要求：使学生理解和掌握植物基因转化的原理和方法、检测技术、研究成果及安全性。重点、难点：植物基因转化的原理和方法、检测技术、研究成果及安全性。其它教学环节：讨论课12、第十一章动物细胞培养2学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节动物细胞体外培养的微环境1.细胞培养的温度（熟练掌握）2.细胞培养的pH（熟练掌握）3.细胞培养的渗透压（熟练掌握）4.细胞培养的气相环境（熟练掌握）5.细胞培养基质和饲养层细胞（熟练掌握）第二节动物细胞体外培养方法1.动物细胞原代和传代培养（熟练掌握）2.动物细胞基本培养方法（熟练掌握）3.动物细胞大规模培养（熟练掌握）第三节动物干细胞培养1.干细胞的概念及其分类（理解）2.胚胎干细胞的分离培养与建系（掌握）3.胚胎干细胞的生物学特性与鉴定（掌握）4.胚胎干细胞体外诱导分化（掌握）5.具有重要功能的成体干细胞（理解）第四节体外培养动物细胞的生物学特性1.体外培养细胞的形态（熟练掌握）2.培养细胞的生长曲线（熟练掌握）3.细胞系的演化（理解）4.细胞系的转化（理解）5.体外培养细胞的去分化（理解）第五节培养细胞常规检查和特性鉴定1.培养细胞的常规检查（熟练掌握）2.细胞系的鉴定（熟练掌握）第六节细胞同步化1.分离同步化细胞（掌握）2.诱导细胞同步化（掌握）第七节器官培养1.器官培养概述（了解）2.器官培养方法及培养基（掌握）3.器官培养在生物学和医学上的应用（了解）教学要求：使学生理解和掌握培养基等的组成配制及使用；影响动物细胞培养的环境因素；解离细胞的方法；原代和传代细胞培养的常用技术；器官培养的方法。重点、难点：培养基等的组成配制及使用；影响动物细胞培养的环境因素；解离细胞的方法；原代和传代细胞培养的常用技术；器官培养的方法。其它教学环节：讨论课13、第十二章动物细胞融合2学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节动物细胞融合的基本概念和方法1.动物细胞融合的基本概念（了解）2.动物细胞融合的方法（掌握）第二节融合细胞的筛选1.非选择性筛选（掌握）2.选择性筛选（掌握）第三节单克隆抗体技术1.单克隆抗体技术的基本原理（理解）2.单克隆抗体技术的基本过程（掌握）教学要求：使学生理解和掌握杂种细胞的筛选方法，单克隆抗体制备程序、杂交瘤筛选的原理，了解单克隆抗体的应用。重点、难点：杂种细胞的筛选方法，单克隆抗体制备程序、杂交瘤筛选的原理。其它教学环节：讨论课14、第十三章胚胎移植与动物体外受精1学时（课堂讲授学时）主要内容：胚胎移植的意义及生理学基础1.胚胎移植的意义（了解）2.胚胎移植的生理学基础（理解）3.胚胎移植的原则（掌握）第二节胚胎移植的基本程序1.供体和受体的选择（掌握）2.供体超数排卵（掌握）3.受体同期发情（掌握）4.供体胚胎回收与质量鉴定（掌握）5.受体胚胎移植（掌握）第三节动物体外受精1.体外受精的概念及意义（了解）2.体外受精（了解）3.早期胚胎代谢及体外营养（了解）教学要求：使学生理解和掌握胚胎移植和动物体外受精的概念、意义和基本程序。重点、难点：胚胎移植和动物体外受精的概念、意义和基本程