细胞工程大纲.docx

1、细胞工程大纲细胞工程大纲一、说明（一）细胞工程的课程性质：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和生物学特性，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。细胞工程是现代生物技术的重要组成部分之一。同时也是现代生物学研究的重要技术工具。（二）教材及授课对象：杨淑慎主编，细胞工程，科学出版社，2007授课对象：本科生物技术专业（三）细胞工程的课程目标：通过本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

2、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。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。（四）细胞工程课程授课计划（包括学时分配）：章 次内 容讲授学时备注一绪 论1二细胞工程实验室组成及常用仪器设备2三细胞工程无菌操作技术4四植物细胞工程理论基础5五植物离体快繁和脱病毒技术7六植物原生质体培养6七植物花粉和花药培养6八植物胚胎

3、培养7九植物组织培养和次生代谢产物2十植物种质资源的离体保存5十一动物细胞培养技术4十二动物细胞融合技术4十三动物干细胞技术1十四动物胚胎工程1总学时54（五） 教学建议：它在细胞生物学、遗传学、生理学、生物化学、分子生物学等学科基础上发展起来，本课程以课堂讲授为主，充分发挥学生的学习主动性，引导式教学，展开问题与讨论。灵活采用多媒体教学方式和方法。在教学过程中，围绕细胞工程领域的主要技术原理与方法，将植物组织与细胞培养、 动物细胞与组织培养、细胞融合与单克隆抗体、染色体工程、胚胎工程、干细胞工程、细胞拆合与细胞重组及克隆技术和转基因生物与生物反应器等主要技术原理与方法系统地阐述清楚，力求讲深

4、、讲透。（六） 考核要求：采用期末考核与平时成绩相结合的方式进行考核。按平时占10%（包括学习态度和平时作业等）；期中考试成绩占30%；期终成绩占60%。试卷按照教学大纲的要求，利用试题库对学生进行考试。二、教学内容第一部分 细胞工程基础Chapter1 绪 论主要教学目标：全面了解细胞工程与现代生物技术的关系和细胞工程的概念及主要技术领域；了解细胞工程的发展与相关学科的联系；了解细胞工程的发展过程及发展趋势及在现代世界经济中的潜力。教学方法及教学手段：采用启发式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：生物技术的概念和细胞工程的概念；细胞工程的主要技术领域及

5、其应用。1.1细胞工程的定义和基本内容一、细胞工程的定义二、细胞工程涉及的范围：三、研究内容：1.2 细胞工程的发展简史一、植物细胞工程的发展二、动物细胞工程的发展 1.3 细胞工程的主要应用一、植物细胞工程的应用二、动物细胞工程的应用Chapter2 细胞工程实验室及常用仪器设备主要教学目标： 实验室组成设计及灭菌注意事项，主要仪器设备使用；教学方法及教学手段：采用板书和多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：实验室组成及常用设备使用一、实验室组成二、常用设备（一）无菌操作的仪器设备（二）培养仪器设备（三）基本实

6、验设备（四）细胞观察设备Chapter3 无菌操作技术主要教学目标：了解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。教学方法及教学手段：采用板书和多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：无菌操作的原理与操作方法。一、常用灭菌消毒方法二、无菌操作室的消毒三、无菌操作（一）植物材料无菌操作第二部分 植物细胞工程Chapter4 植物细胞工程的基本原理和技术基础主要教学目标：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教学方法及教

7、学手段：采用板书和多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：愈伤组织的起始和来源、诱导形成与特点；植物体细胞胚形成与人工种子研制；培养基配制；植物细胞组织培养的基本程序4.1基本原理一、植物细胞全能性二、植物细胞的分化（一）植物细胞分化（二）离体下细胞的脱分化和再分化（三）愈伤组织的诱导和形成（四）愈伤组织的形态建成三、影响植物脱分化和再分化的因素四、器官发生和胚状体发生4.2植物细胞组织培养的营养和环境条件一、培养基（植物） (一)培养基基本成分（二）基本培养基种类（三）培养基配制二、环境条件4.3植物细胞组织培养

8、的基本程序一、外植体的选择二、外植体的消毒三、外植体窃取四、外植体接种五、外植体培养Chapter5 植物离体快繁和脱病毒技术主要教学目标：掌握植物离体快速繁殖的概念及植物脱毒的原理与植物脱毒的程序，特别是茎尖脱毒原理，了解植物离体快速繁殖的用途和优越性；教学方法及教学手段：采用板书和多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式教学重点及难点：离体快速繁殖程序；茎尖脱毒5.1植物离体快繁一、植物离体快速繁殖的概念与意义二、植物离体快速繁殖技术的程序(一)供体植株准备stage0 （二）无菌培养物建立（无菌母株建立）stage1（三）培养物增殖（不定芽增殖）stage2（四）生

9、根培养，形成完整植株stage3（五）试管苗锻炼移栽stage4三、影响植物离体快速繁殖的因素四、植物离体快速繁殖中的技术问题（一）防止污染，保证快速繁殖的质量和速度（二）褐变（三）玻璃化5.2脱病毒技术一、病毒在植物体内分布、传播、危害二、植物脱毒方法（一）大致有3类方法：（二）茎尖组织培养脱毒三、植物脱毒效果的检测四、脱毒苗的保存与繁殖Chapter6 植物原生质体培养和体细胞杂交主要教学目标：深入了解植物细胞结构功能与细胞全能性表达的关系，掌握原生质体的分离以及培养过程中渗透压和激素的调控原理与技术。在进一步认识原生质膜性质的基础上，深入了解细胞融合的基本原理，掌握电融合和PEG融合的基

10、本方法。教学方法及教学手段：采用板书和多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式教学重点及难点：植物原生质体分离和培养技术关键6.1原生质体的分离和纯化一、原生质体的分离二、原生质体的收集和纯化三、原生质体活力检测四、影响原生质体活力的因素6.2 原生质体培养一、培养基二、原生质体培养方法三、愈伤组织形成和植株再生过程6.3 植物体细胞杂交一、原生质体的融合方法二、杂种细胞的选择和再生植株的鉴定Chapter7 花药及花粉培养主要教学目标：掌握植物单倍体的概念，花药培养和花粉培养及其培养过程中应注意的问题及植物单倍体在植物育种中的应用，了解再生花粉小植株的驯化和移植；教学方

11、法及教学手段：采用板书和多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：花药培养和花粉培养及其培养过程中应注意的问题一、概念及意义二、花药培养三、花粉及小孢子培养四、单倍体植株的鉴定与染色体加倍1鉴定方法：2单倍体植株的染色体加倍：Chapter8 植物胚胎培养主要教学目标：掌握植物胚胎培养技术及其应用教学方法及教学手段：采用板书和多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：一、植物胚培养(embryo culture of plants)1胚培养

12、的意义和类型二、胚乳培养三、胚珠和子房培养Chapter9植物细胞培养和次生代谢产物生产主要教学目标：深入了解植物细胞在离体条件下的生长特性，掌握植物细胞悬浮系的建立以及种细胞的筛选方法教学方法及教学手段：教学重点及难点：9.1植物单细胞培养技术一、植物单细胞培养二、单细胞培养技术（一）细胞平板培养（二）看护培养（三）微室培养（四）悬浮培养9.2、植物细胞大规模培养与次生代谢产物生产主要教学目标：掌握植物细胞悬浮培养的技术关键和细胞突变体筛选的方法、植物细胞培养与次生代谢产物生产，了解细胞规模化培养实例以及植物细胞培养方案教学方法及教学手段：采用板书和多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发

13、式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：植物细胞悬浮培养的技术一、植物细胞的悬浮培养二、植物细胞的固定化培养系统三、次生代谢产物1植物产生代谢产物的类型Chapter10植物种质资源的离体保存主要教学目标：了解植物种质离体保存的类型与特点；了解超低温保存的特点与方法；植物植物种质低温保存的基本操作技术。教学方法及教学手段：采用板书和多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：了解植物种质离体保存的类型与特点及基本操作技术10.1植物种质资源的离体保存概述一、植物种质资源的离体保存：

14、指二、植物种质资源的离体保存包括：常温限制生长保存低温保存超低温保存；10.2植物种质资源的超低温保存一、植物种质资源超低温保存原理二、超低温保存的基本程序（一）、超低温保存材料的选取（二）. 预处理（三）降温冷冻及超低温保存（四）、保存后解冻： （五）、再培养（六）超低温保存后细胞、组织活力检测第三部分 动物细胞工程Chapter11 动物细胞培养技术主要教学目标：掌握动物细胞与组织培养的定义及动物组织培养细胞的特性；掌握动物细胞与组织培养的基本技术；充分认识动物细胞与组织培养在疾病诊断和治疗中的应用前景；了解动物细胞与组织培养的进展。教学方法及教学手段：采用板书及多媒体课件相结合，课堂上师

15、生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：动物细胞特性及其培养特点；影响动物细胞培养的环境因素；平衡盐溶液、血清培养基和无血清培养基等的组成配制及使用；解离细胞的方法；原代和传代细胞培养的常用技术；各类培养系统的特点和技术原理；影响动物细胞低温保藏的因素；一般动物细胞的冻存和复苏程序。11.1 动物细胞与组织培养的基本概述一、体外培养条件下动物细胞的细胞生物学特性二、体外培养条件下动物细胞的形态1. 体外贴附型细胞形态2. 体外悬浮型细胞形态三、体外培养动物细胞的生长特点1.贴附2.1. 接触抑制 3.密度抑制四、培养动物细胞的生长和增殖过程

16、（一）.培养细胞的生命期（Life span of culture cells）（二）、培养细胞的一代生存期五、培养细胞的遗传学特征1.核型变化2.细胞性别11.2 动物细胞培养的环境与营养要求一、动物细胞培养基的组成和制备（一）. 培养基（液）（二）、动物细胞体外培养的常用液二、动物细胞培养的环境1.环境无毒和无菌， 2.适宜的温度 3.pH4.渗透压5.气体环境（溶解氧和二氧化碳）11.3动物细胞体外培养技术一、细胞培养的一般过程（一）取材（二）原代和传代培养1原代培养2传代培养（三）细胞纯化（四）细胞冷冻复苏二、动物细胞与组织培养传统的培养方法1.悬滴培养法2.培养瓶培养法3.培养板培养

17、法4.旋转管培养法5.灌注小室培养法6.克隆培养法（单细胞分离培养）三、动物细胞大规模培养技术1.气升式深层培养系统。2.微载体培养系统3.微囊培养系统4.中空纤维培养系统四、培养细胞的生物学鉴定和常规检查（一）.细胞形态观察（二）.细胞生长状况（三）培养细胞种属鉴定（四）培养液和PH检查（五）培养细胞的污染检测和排除Chapter12 动物细胞融合技术主要教学目标：掌握细胞融合的方法和杂种细胞的筛选；掌握单克隆抗体技术；了解杂种细胞的遗传特性和应用。教学方法及教学手段：采用板书及多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及

18、难点：细胞融合的基本技术；利用杂交瘤技术生产单克隆抗体的基本方法。12.1细胞融合的概念与方法一、细胞融合的概念类型1.定义2类型二、人工诱导细胞融合的方法（一）病毒诱导融合法（二）化学诱导融合法（三）电融合法三、杂种细胞的筛选 （一）、非选择筛选： （二）、选择筛选12.2 动物细胞融合的应用一、淋巴细胞杂交瘤和单克隆抗体技术二.体细胞杂种的致瘤性分析三、制作疫苗四、核移植和动物克隆五、在基础理论方面的应用12.3 淋巴细胞杂交瘤和单克隆抗体技术一、淋巴细胞杂交瘤技术的发展简史Chapter13 动物干细胞技术主要教学目标：掌握干细胞的定义和分类；掌握胚胎干细胞的生物学特点及其鉴别方法；掌握

19、胚胎干细胞的培养；了解各种干细胞应用前景。教学方法及教学手段：采用板书和多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：干细胞的概念；各种干细胞的生物学特点及应用前景；胚胎干细胞的培养。13.1 干细胞的概论一、干细胞定义二、干细胞的分类13.2 胚胎干细胞的培养一、生物学特性二、鉴别方法三、胚胎干细胞的培养（一）、解离组织和细胞悬液的制备（二）、干细胞的分离纯化（三）、干细胞体外扩增与定向诱导分化13.3 干细胞的应用前景一、脐带血干细胞二、神经干细胞三、骨髓间充质干细胞Chapter14 动物胚胎工程主要教学目标：理解

20、胚胎工程定义；掌握体外受精、胚胎移植、胚胎保存、胚胎分割、胚胎融合的基本技术；了解试管婴儿的培育流程。教学方法及教学手段：采用板书和多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并将课堂上学生的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：体外受精、胚胎移植、胚胎保存、胚胎分割、胚胎融合的基本技术14.1 胚胎工程概述一、胚胎工程定义二、发展历史与意义14.2 胚胎工程的技术方法一、配子操作（一）精子1.精子的采集2.人为使得精子获能 （二）卵母细胞（三）体外受精 二、胚胎操作（一）胚胎移植（二）胚胎保存（三）胚胎分割（四）胚胎融合三、参考文献1、细胞工程,安利国主编,2005年，

21、科学出版社2、细胞工程, 陈志南主编，2005年，科学出版社3、基因工程,陆德如 ,陈永青主编, 2002年7月，化学工业出社4、植物体细胞胚胎发生的分子生物学,崔凯荣,戴若兰主编，2000年12月，科学出版社5、高等植物组织离体培养的形态建成及其调控,黄学林,李筱菊主编,1995年，科学出版社6、植物细胞工程实验技术,孙敬三 ,桂耀林主编 , 1995,科学出版社7、 Plant biotechnology and in vitro biology, A.Altman et al.(eds.) , Kluwer Academic Publishers , 1999年 .8、植物细胞工程原理与技术，周维燕主编,2001年8月