《細(xì)胞工程》 教學(xué)大綱

《細(xì)胞工程》（理論）教學(xué)大綱課程編號：4132203 英文課程名：CellEngineering 總學(xué)時：36學(xué)時 學(xué)分：3學(xué)分 課程類別：專業(yè)必修課 適用專業(yè)：生物技術(shù) 先修課程：細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)一、課程性質(zhì)與目的、要求細(xì)胞工程與基因工程、微生物工程和酶工程等構(gòu)成了現(xiàn)代生物技術(shù)，是生物技術(shù)和生物工程專業(yè)的骨干課程。細(xì)胞工程是應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的理論、方法和技術(shù)，按照人的設(shè)計，在細(xì)胞或組織水平上有計劃地大規(guī)模培養(yǎng)組織或細(xì)胞以獲得生物產(chǎn)品，或改變細(xì)胞的遺傳物質(zhì)以產(chǎn)生新的物種或品系，是一門現(xiàn)代生物科學(xué)理論和工程技術(shù)相結(jié)合的綜合性學(xué)科。細(xì)胞工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，同時也是現(xiàn)代生物學(xué)研究的重要技術(shù)工具。要求學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)掌握動植組織、器官及其細(xì)胞離體培養(yǎng)的原理與技術(shù)及其它相關(guān)的動植物細(xì)胞工程技術(shù)，為從事生物學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究及其與細(xì)胞工程有關(guān)的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)奠定良好的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。通過學(xué)習(xí)可以全面了解細(xì)胞工程與現(xiàn)代生物技術(shù)的關(guān)系；了解細(xì)胞工程的發(fā)展與相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系；了解細(xì)胞工程在現(xiàn)代世界經(jīng)濟(jì)中的潛力。本課程總課時為36學(xué)時。二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配本課程的教學(xué)內(nèi)容共分十八章。第一章緒論2課時第一節(jié)細(xì)胞工程概念與研究范疇1、細(xì)胞工程的概念2、細(xì)胞工程的研究范疇第二節(jié)細(xì)胞工程的發(fā)展史1、動物細(xì)胞工程的發(fā)展2、植物細(xì)胞工程的發(fā)展第三節(jié)細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)1、細(xì)胞學(xué)說的建立2、胚胎學(xué)的發(fā)展3、分子生物學(xué)的發(fā)展第四節(jié)細(xì)胞工程的技術(shù)基礎(chǔ)1、動物細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)2、植物細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)3、細(xì)胞融合技術(shù)4、細(xì)胞器移植技術(shù)5、染色體工程技術(shù)6、胚胎工程技術(shù)第五節(jié)細(xì)胞工程技術(shù)的應(yīng)用及在現(xiàn)代世界經(jīng)濟(jì)中的潛力第二章細(xì)胞工程的技術(shù)基礎(chǔ)3課時第一節(jié)細(xì)胞工程實驗室的設(shè)置1、動物細(xì)胞工程實驗室的設(shè)置2、植物細(xì)胞工程實驗室的設(shè)置第二節(jié)常用儀器與設(shè)備1、動物與植物細(xì)胞工程實驗室通用的儀器設(shè)備2、動物細(xì)胞工程實驗室的常用儀器設(shè)備3、植物細(xì)胞工程實驗室的常用儀器設(shè)備第三節(jié)生物安全第三章細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)2課時第一節(jié)組織培養(yǎng)1、細(xì)胞培養(yǎng)的基本概念2、細(xì)胞培養(yǎng)的現(xiàn)實意義3、細(xì)胞培養(yǎng)的優(yōu)缺點4、細(xì)胞培養(yǎng)的工作原則第二節(jié)組織培養(yǎng)的細(xì)胞生物學(xué)1、體內(nèi)外細(xì)胞的差異和分化2、培養(yǎng)細(xì)胞的形態(tài)分類3、培養(yǎng)細(xì)胞的生長特點4、培養(yǎng)細(xì)胞的生長和增殖過程5、體外培養(yǎng)細(xì)胞的遺傳學(xué)特征6、體外培養(yǎng)細(xì)胞所需基本物質(zhì)第四章細(xì)胞培養(yǎng)的基本技術(shù)2課時第一節(jié)細(xì)胞培養(yǎng)液1、細(xì)胞培養(yǎng)液的常用液體2、細(xì)胞培養(yǎng)液的配制第二節(jié)細(xì)胞的基本培養(yǎng)技術(shù)1、原代培養(yǎng)2、傳代培養(yǎng)3、常用培養(yǎng)技術(shù)第三節(jié)細(xì)胞系和細(xì)胞株的建立1、細(xì)胞系和細(xì)胞株的種類2、建立細(xì)胞系（或株）的要求3、細(xì)胞系和細(xì)胞株的鑒定第四節(jié)細(xì)胞的凍存、復(fù)蘇和運輸1、細(xì)胞的凍存2、細(xì)胞的復(fù)蘇3、細(xì)胞的運輸?shù)谖逭录?xì)胞融合與單克隆抗體3課時第一節(jié)細(xì)胞融合概述1、細(xì)胞融合的定義2、細(xì)胞融合研究進(jìn)展3、動植物細(xì)胞融合過程4、細(xì)胞融合的意義第二節(jié)細(xì)胞融合的基本原理第三節(jié)細(xì)胞融合的常用方法1、仙臺病毒法2、聚乙二醇法（PEC法）3、電融合法第四節(jié)雜種細(xì)胞的篩選第五節(jié)細(xì)胞雜交瘤技術(shù)與單克隆抗體1、雜交瘤技術(shù)的基本原理2、雜交瘤細(xì)胞的制備3、單克隆抗體的大量制備第六節(jié)人源單克隆抗體技術(shù)第六章轉(zhuǎn)基因動物與生物反應(yīng)器3課時第一節(jié)目的基因的制備1、目的基因的來源2、目的基因的轉(zhuǎn)移第二節(jié)轉(zhuǎn)基因動物的方法1、基因的顯微注射法2、胚胎干細(xì)胞方法3、反轉(zhuǎn)錄病毒法第三節(jié)轉(zhuǎn)基因動物的檢測第四節(jié)轉(zhuǎn)基因動物的研究現(xiàn)狀1、轉(zhuǎn)基因牛2、轉(zhuǎn)基因綿羊、山羊和豬3、轉(zhuǎn)基因禽類4、轉(zhuǎn)基因魚第五節(jié)轉(zhuǎn)基因動物的應(yīng)用1、轉(zhuǎn)基因動物在生命科學(xué)基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用2、轉(zhuǎn)基因動物在醫(yī)藥研究領(lǐng)域中的應(yīng)用第六節(jié)轉(zhuǎn)基因動物研究中存在的問題第七節(jié)動物生物反應(yīng)器1、動物血液生物反應(yīng)器2、動物膀胱生物反應(yīng)器3、動物乳腺生物反應(yīng)器第七章核移植技術(shù)與動物克隆2課時第一節(jié)核移植技術(shù)1、核移植技術(shù)的類型2、核移植技術(shù)的一般操作程序第二節(jié)核移植技術(shù)的應(yīng)用1、核移植技術(shù)的應(yīng)用2、核移植技術(shù)存在的問題第八章干細(xì)胞研究與組織工程2課時第一節(jié)胚胎干細(xì)胞1、胚胎干細(xì)胞的研究概況2、胚胎干細(xì)胞的生物學(xué)特性3、胚胎干細(xì)胞的建系4、胚胎干細(xì)胞的鑒定5、胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用前景及面臨的問題第二節(jié)成體干細(xì)胞1、造血干細(xì)胞2、神經(jīng)干細(xì)胞3、胰島干細(xì)胞4、皮膚干細(xì)胞第三節(jié)組織工程1、組織工程化皮膚2、組織工程化骨骼3、組織工程化血管4、組織工程化管狀器官5、組織工程化腺體器官第九章動物染色體工程2課時第一節(jié)動物染色體倍性改造1、動物的多倍體育種2、動物的單倍體育種第二節(jié)動物染色體結(jié)構(gòu)的改造1、染色體片段的刪除和重排2、染色體的易位工程第三節(jié)人工染色體1、酵母人工染色體2、細(xì)菌人工染色體3、哺乳類人工染色體4、人工染色體的應(yīng)用第十章胚胎工程2課時第一節(jié)胚胎發(fā)育的基本過程和機(jī)制1、胚胎發(fā)育的基本過程2、胚胎發(fā)育的基本機(jī)制第二節(jié)體外受精1、體外受精的研究歷史2、體外受精技術(shù)第三節(jié)胚胎移植技術(shù)1、胚胎移植的研究歷史2、胚胎移植技術(shù)第四節(jié)胚胎分割技術(shù)1、胚胎分割的方法2、分割胚的培養(yǎng)第五節(jié)早期胚的體外培養(yǎng)1、胚胎的發(fā)育阻滯2、克服胚胎發(fā)育阻滯的方法第六節(jié)胚胎冷凍保存技術(shù)1、抗凍保護(hù)劑和冷凍溶液2、胚胎的冷凍方法第七節(jié)動物的性別控制1、動物的性別決定2、性別控制的方法與技術(shù)3、性別控制的意義第十一章植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)4課時第一節(jié)植物組織的無性繁殖第二節(jié)植物細(xì)胞全能性理論第三節(jié)植物細(xì)胞的脫分化和再分化1、細(xì)胞分化2、細(xì)胞的脫分化3、細(xì)胞的再分化和器官發(fā)生4、植物激素在植物細(xì)胞脫分化和再分化中的作用5、其他影響植物細(xì)胞脫分化和再分化的條件第十二章植物組織培養(yǎng)2課時第一節(jié)實驗材料的清洗和消毒1、清洗2、消毒第二節(jié)培養(yǎng)基1、培養(yǎng)基的組成2、培養(yǎng)基的選擇3、培養(yǎng)基的制備4、培養(yǎng)基的滅菌第三節(jié)接種1、接種的操作步驟2、污染的預(yù)防第四節(jié)種質(zhì)保存1、超低溫保存方法2、超胝溫保存的意義第五節(jié)植物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)1、植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的產(chǎn)業(yè)化前景2、植物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)系統(tǒng)3、植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的影響因素第十三章植物的快速繁殖1課時第一節(jié)植物快速繁殖第二節(jié)植物脫毒第三節(jié)植物快速繁殖和試管苗工廠化生產(chǎn)中的注意事項第十三章體外單倍體誘導(dǎo)與單倍體育種3課時第一節(jié)植物小孢子發(fā)育過程第二節(jié)花藥和粉培養(yǎng)1、花藥培養(yǎng)2、花粉培養(yǎng)3、小孢子母細(xì)胞培養(yǎng)第三節(jié)花藥與花粉培養(yǎng)的方法1、材料的選擇2、材料的預(yù)處理3、培養(yǎng)基4、接種與再生植株的培育第四節(jié)單倍體育種在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用第十四章體外單倍體誘導(dǎo)與單倍體育種1課時第一節(jié)植物小孢子發(fā)育過程第二節(jié)花藥和花粉培養(yǎng)1、花藥培養(yǎng)2、花粉培養(yǎng)3、小孢子母細(xì)胞培養(yǎng)第三節(jié)花藥與花粉培養(yǎng)法1、材料的選擇2、材料的預(yù)處理3、培養(yǎng)基4、接種與再生植株的培育第四節(jié)單倍體育種在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用第十五章植物胚胎培養(yǎng)1課時第一節(jié)胚培養(yǎng)1、成熟胚培養(yǎng)2、幼胚培養(yǎng)3、胚培養(yǎng)的意義第二節(jié)子房培養(yǎng)第三節(jié)被子植物胚乳培養(yǎng)1、植物胚乳的發(fā)育特征2、影響胚乳培養(yǎng)的因素3、胚乳培養(yǎng)的意義第十六章體細(xì)胞胚胎發(fā)生和人工種子2課時第一節(jié)愈傷組織與體細(xì)胞胚胎發(fā)生1、愈傷組織的誘導(dǎo)2、愈傷組織器官的發(fā)生第二節(jié)人工種子1、人工種子的制備2、人工種子的研究現(xiàn)狀第十七章植物原生質(zhì)體融合技術(shù)1課時第一節(jié)植物原生質(zhì)體的制備1、植物原生質(zhì)體的分離2、影響植物原生質(zhì)體數(shù)量和活力的因素3、植物原生質(zhì)體的純化4、植物原生質(zhì)體的培養(yǎng)方法第二節(jié)植物原質(zhì)體的融合1、植物原生質(zhì)體的融合技術(shù)2、融合體第三節(jié)雜種細(xì)胞的篩選1、遺傳互補(bǔ)選擇法2、可見標(biāo)記法第四節(jié)體細(xì)胞雜種的鑒定第五節(jié)體細(xì)胞融合的意義第十八章植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)1課時第一節(jié)植物基因轉(zhuǎn)化技術(shù)1、農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法2、基因槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法第二節(jié)轉(zhuǎn)基因植物1、植物抗蟲基因工程2、植物抗病基因工程3、植物抗逆基因工程4、植物品質(zhì)改良的基因工程5、植物葉綠體基因工程6、植物生物反應(yīng)器三、教學(xué)方法采用多媒體課件以教師講授為主，并結(jié)合學(xué)生的大量練習(xí)與實踐。四、成績考核方式考試采用期末一次，以閉卷形式進(jìn)行；平時則以書面作業(yè)形式進(jìn)行考查。五、教材與參考資料教材：安利國.細(xì)胞工程（第二版）（“十一五”國家級規(guī)劃教材）.北京:科學(xué)出版社,2009參考資料：殷紅.細(xì)胞工程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.LiZhiyong.CellEngineering.北京：科學(xué)出版社，2014。李志勇.細(xì)胞工程（第二版）.北京：科學(xué)出版社，2010。潘求真.細(xì)胞工程.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2009。楊淑慎.細(xì)胞工程.北京：科學(xué)出版社，2009。周吉源.植物細(xì)胞工程.武漢市：化中師范大學(xué)出版社，2007。楊吉成.細(xì)胞工程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008。郭華榮.細(xì)胞工程技術(shù).青島：中國海洋大學(xué)出版社，2011。詹亞光.細(xì)胞工程模塊實驗教程.北京：科學(xué)出版社，2012。蔣細(xì)旺.植物細(xì)胞工程.北京：經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，2009。王晶珊，王愛華.細(xì)胞工程實驗教程.北京：高等教育出版社，2011。10．潘瑞熾.植物細(xì)胞工程.廣州：廣東高等教育出版社，2008。11．王建新.動物細(xì)胞工程與實踐.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005。12．張銘.細(xì)胞工程實驗.北京：高等教育出版社，2010。13．李志勇.細(xì)胞工程實驗.北京：高等教育科學(xué)出版社，2010。14．李志勇.細(xì)胞工程學(xué).北京：高等教育出版社，2008。15．王蒂.細(xì)胞工程實驗教程.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2007。16．王蒂.細(xì)胞工程學(xué).北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003。17．柳俊，謝從華.植物細(xì)胞工程（第二版）.北京：高等教育出版社，2011。18．周歡敏.動物細(xì)胞工程學(xué).北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2009。19．王清印.海水養(yǎng)殖生物的細(xì)胞工程育種.青島：海洋出版社，2007。20．劉玉琴.細(xì)胞培養(yǎng)實驗手冊.北京：人民軍醫(yī)出版社，2009。21．倫內(nèi)貝格（德）（楊毅譯）.白色生物技術(shù)——作為合成工廠的細(xì)胞.北京：科學(xué)出版社，2009。22．王佃亮.干細(xì)胞組織工程技術(shù)——基礎(chǔ)理論與臨床應(yīng)用.北京：科學(xué)出版社，2011。23．馮伯森等.動物細(xì)胞工程原理與實踐.北京：科學(xué)出版社，2000。24．R.IanFreshneyetal.,CultureofAnimalCells:AManualofBasicTechnique.5thEdition,JohnWiley&SonsCanada,Ltd,2005。25．鄂征主.組織培養(yǎng)和分子細(xì)胞學(xué)技術(shù).北京：北京出版社，1995。26．BiotechnologyIndustryOrganization（BIO）.ApprovedBiotechnologyDrugs.2003a.