教学大纲学年第1学期课程名称细胞工程学课程.docx
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教学大纲学年第1学期课程名称细胞工程学课程
北京师范大学珠海分校
教学大纲
2010——2011学年第1学期
课程名称:
细胞工程学
课程性质:
专业方向课
开课单位:
工程技术学院
授课教师:
课程学时:
72
课程学分:
4
一、编写说明
1.课程简介
细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学原理和方法,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。
要求学生通过学习掌握细胞工程的主要技术的原理及应用。
内容涉及动、植物组织和细胞的培养技术、细胞融合技术、细胞拆合技术、体外受精、染色体工程及各种细胞工程技术在农业、工业、医药等领域的应用。
将本门课程定为生物技术专业学生的限定选修课,对学生将来从事生物制药、动植物育种等方面的工作有帮助。
2.教学目的和要求
理论知识方面:
要求学生掌握细胞工程基础理论;熟练掌握基本概念及各种基本原理。
主要包括:
细胞全能性学说在细胞工程中的指导作用;离体培养条件下的遗传变异特点,掌握不同组织、细胞的培养特点和控制方法。
了解细胞细胞工程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。
实践技能方面:
系统掌握细胞工程的基本技术路线、方法以及通过细胞工程获得某种有用物质的过程。
3.与其它学科的联系及本课程的教育教学方法
本门课程主要涉及的是实验操作的内容,课程中所应用的实验原理都来自于本学科中的其它课程,也即与许多的专业基础课和专业课都有密切联系,为此应注意:
在学习本门课程之前,学生应已完成对以下课程如微生物学、细胞学、生物化学等课程的学习。
开设课程要使学生掌握理论与原理的同时,重点掌握实验的技术与方法,结合科研和生产实际,坚持学以致用,以适应在后基因组时代在教学、科研、生产开发等各方面对科研工作者的要求。
教学方法:
坚持“以学为主、以教为辅”的原则,发挥学生的主动性。
应用多媒体课件、引导式教学、重视学生实验技能的提高。
二、大纲内容
第一篇细胞工程学基础
第一章绪论
(一)教学目的:
了解动、植物细胞工程的研究任务、发展历史以及实际应用
(二)教学内容:
动、植物细胞工程的概念和任务;发展历史;实际应用与展望
(三)教学要求:
1.掌握动、植物细胞工程学的基本概念;
2.了解发展简史及在生产实际中的应用;
3.启发学生想象力,对细胞工程的发展去向作以展望
(四)重点、难点:
略
第二章细胞工程的细胞学基础
(一)教学目的:
对细胞增殖、发育、分化等基础知识进行复习,为学生在细胞水平的实验操作奠定基础。
(二)教学内容:
细胞增殖、生长与衰亡的基本特征;配子发生、受精与胚胎发育;细胞分化
(三)教学要求:
1.了解细胞增殖、生长与衰亡的基本特征
2.了解配子发生、受精与胚胎发育过程,重点掌握合子胚与胚状体的异同
3.了解细胞分化的基本特征
(四)重点、难点:
重点:
掌握合子胚与胚状体的异同点
第三章细胞工程实验室及实验基本操作
(一)教学目的:
了解细胞工程的通用技术。
掌握细胞工程实验室中实验仪器设备的基本操作规程;掌握植物、动物细胞培养基的配制、灭菌以及无菌操作的原理及操作方法。
(二)教学内容:
⒈ 实验室及仪器
⒉ 实验基本操作
⒊ 培养基及其配制
(三)教学要求:
1.了解细胞工程实验室的基本条件和实验要求;
⒉ 掌握必要器皿和常用仪器设备的操作方法;
⒊ 重点掌握植物、动物细胞工程专用培养基的配制方法
(四)重点、难点:
重点:
联系微生物及其它学科的基础实验技能,将学生的实验水平进一步提高,包括仪器、设备的使用;实验基本操作的特殊要求;以及适于动、植物细胞生长的培养基配制方法、注意事项。
难点:
区分动、植物细胞培养基配制过程中的特殊要求。
(五)实验与实践:
掌握实验基本操作技能;配制动、植物细胞专用培养基。
第二篇植物细胞工程
第四章植物组织和细胞培养
(一)教学目的:
学习和掌握植物组织细胞培养的原理及其在生产中的实际应用
(二)教学内容:
⒈ 植物组织与细胞培养原理
⒉ 植物离体无性繁殖
⒊ 无病毒植物培养
⒋ 植物细胞培养
⒌ 植物突变体的获得
(三)教学要求:
⒈ 掌握与植物组织和细胞培养相关的概念、基本原理;
⒉ 掌握植物离体无性繁殖的概念;了解其在生产实际中的应用;
⒊ 重点掌握组织培养的应用——在无病毒植物培养中的应用;
⒋ 掌握植物单细胞培养的方法,了解其在生产实践中的具体应用;
⒌ 了解植物突变体的类型、形成机理及在生产实际中的应用。
(四)重点、难点:
重点:
植物细胞培养的相关概念及原理,如细胞全能性、脱分化、再分化;离体无性繁殖的应用——无病毒植物的培养;植物的单细胞培养及其在生产植物次生代谢产物中用。
难点:
生命周期、细胞周期、组织培养周期概念区分
第五章植物原生质体培养和体细胞杂交
(一)教学目的:
学习植物原生质体培养和体细胞杂交的原理和技术
(二)教学内容:
⒈ 植物原生质体培养和体细胞杂交的概念及意义
⒉ 植物原生质体分离、培养
⒊ 植物体细胞杂交
(三)教学要求:
⒈ 掌握原生质体、体细胞杂交的概念;了解原生质体培养、体细胞杂交的意义
⒉ 掌握植物原生质体的分离、纯化方法及原生质体活力的测定
⒊ 掌握植物原生质体培养方法、培养过程中的影响因素及改进措施
⒋ 掌握植物细胞原生质体融合的方法及杂种的选择方法
⒌ 了解细胞质工程
(四)重点、难点:
重点:
原生质体分离、纯化及培养方法的掌握;原生质体融合方法
难点:
原生质体融合后的选择方法及其原理的掌握
第六章植物花药和花粉培养
(一)教学目的:
学习植物单倍体育种的原理及方法
(二)教学内容:
⒈ 植物花药和花粉培养材料的选取与制备
⒉ 植株再生
⒊ 单倍体植株鉴定和染色体加倍
(三)教学要求:
⒈ 了解单倍体育种的概念及意义
⒉ 掌握单倍体育种流程
⒊ 掌握单倍体植株的鉴定方法及染色体加倍方法
(四)重点、难点:
重点:
花药和花粉培养过程中技术要点;单倍体植株鉴定的方法、染色体加倍方法
第七章第八章人工种子及植物种质资源的超低温保存
(一)教学目的:
了解人工种子的概念、结构特点及制备方法;了解超低温保存种质资源的方法及基本操作技术。
(二)教学内容:
⒈ 人工种子的概念及研制的意义;人工种子繁殖体的培养技术;人工种子的制备方法;人工种子的应用前景。
⒉ 超低温保存概述;植物材料超低温保存的原理;超低温保存的方法;超低温保存的影响因素及应用前景。
(三)教学要求:
⒈ 了解人工种子的概念及发展概况;
⒉ 掌握人工种子繁殖体的培养技术;
⒊ 了解人工种子的结构特点及制备方法;
⒋ 了解超低温保存种质资源的概念及发展历程;
⒌ 掌握超低温保存种质资源的原理及基本程序;
6.了解超低温的影响因素及应用前景
(四)重点、难点:
重点:
人工种子繁殖体的培养技术;超低温保存种质资源的原理及基本程序。
难点:
人工种子繁殖体制备中胚状体同步化生长的方法及原理;超低温保存种质资源的原理。
第九章转基因植物
(一)教学目的:
学习转基因植物形成的原理、植物基因转化的方法
(二)教学内容:
⒈ 植物基因转化受体体系
⒉ 植物基因转化方法
⒊ 转基因个体检测
⒋ 转基因植物的研究成果及安全性
(三)教学要求:
⒈ 掌握植物基因转化的受体类型及适用的转化方法
⒉ 重点掌握植物基因转化的几种主要方法的原理及操作,如常用的根癌农杆菌介导法、基因枪转化法
⒊ 掌握转基因个体的检测方法
⒋ 了解目前国内、国际关于转基因植物的研究概况;以及对转基因植物安全性的评价
(四)重点、难点:
重点:
基因转化的受体体系;基因转化的方法
难点:
转基因个体报告基因检测和分子生物学检测方法原理的掌握
第三篇动物细胞工程
第十章动物细胞培养
(一)教学目的:
学习和掌握动物细胞、组织、器官等在体外培养的方法
(二)教学内容:
⒈ 动物细胞体外培养方法,包括原代培养、继代培养、固定化培养、胚胎干细胞培养等
⒉ 体外培养动物细胞的生物学特性,包括形态、生长曲线、细胞系的演化与转化
培养细胞常规检查和特性鉴定
⒊ 动物细胞的低温保存原理及方法
⒋ 细胞同步化必要性及诱导细胞同步化的方法
⒌ 器官培养的方法及在生物学和医学上的应用
(三)教学要求:
⒈ 掌握动物细胞体外培养的几种方法;重点掌握原代培养、继代培养和胚胎干细胞培养要点
⒉ 了解动物细胞大规模体外培养
⒊ 掌握体外培养动物细胞的形态特征、生长曲线;了解细胞系的演化与转化
⒋ 掌握培养细胞的常规检查和特性鉴定方法
⒌ 了解动物细胞的非玻璃化和玻璃化冻存的原理和方法
⒍ 掌握诱导细胞同步化的方法及分离的方法
⒎ 了解器官培养的基本原理及在生物学和医学上的应用
(四)重点、难点及教学建议:
重点:
动物细胞的原代培养、继代培养、胚胎干细胞培养技术;培养细胞的生长曲线;细胞系的转化;培养细胞的特性鉴定、低温保存;诱导细胞同步化及分离同步化细胞
难点:
培养细胞的生长曲线;玻璃化和非玻璃化冻存的原理
教学建议:
要求学生利用图书馆和因特网资源,查找有关资料,在课堂上讨论有关内容。
第十一章动物细胞融合
(一)教学目的:
学习动物细胞杂交机理及在科研、生产中的应用
(二)教学内容:
⒈ 细胞融合的基本概念;
⒉ 自发细胞融合和人工诱导细胞融合;细胞融合机理
⒊ 杂交细胞的筛选包括非选择性筛选和选择性筛选
⒋ 杂交细胞染色体的丢失及其机制
⒌ 细胞的细胞块融合,包括胞质体和核体的制备与融合、微细胞的制备与融合
⒍ 单克隆抗体技术
(三)教学要求:
⒈ 掌握细胞融合的基本概念
⒉ 重点掌握人工诱导细胞融合的操作、细胞融合机理;了解自发细胞融合的种类;
⒊ 重点掌握筛选的基本原理、选择性筛选类型、机理及操作要点
⒋ 掌握杂交细胞染色体丢失机制
⒌ 掌握胞质体、核体和微细胞的制备与融合
⒍ 重点掌握单克隆抗体的基本原理;掌握杂交瘤技术过程
(四)重点、难点及教学建议:
重点:
细胞融合的基本概念;人工诱导细胞融合的三种主要方法及机理;选择性筛选的原理;微细胞的制备与融合;单克隆抗体技术的基本原理及操作规程
难点:
选择性筛选的机理及其在单克隆抗体技术中的应用
教学建议:
模仿单克隆抗体技术的基本操作规程
第十二章胚胎移植
(一)教学目的:
学习胚胎移植的原理及实验操作规程
(二)教学内容:
⒈ 胚胎移植发展简史及意义
⒉ 胚胎移植生理学基础及原则
⒊ 胚胎移植的基本程序
⒋ 胚胎性别鉴定
(三)教学要求:
⒈ 了解胚胎移植的发展简史及胚胎移植的意义
⒉ 了解胚胎移植的生理基础及原则
⒊ 掌握胚胎移植的基本程序,包括供、受体的选择;供体超排处理与配种;受体同期发情处理;胚胎回收与鉴定;胚胎移植等
⒋ 了解胚胎鉴定的基本方法,包括核型分析法、胚胎H-Y抗原检测法、胚细胞SRY基因的PCR法
(四)重点、难点及教学建议:
重点:
胚胎移植的基本程序
难点:
胚胎鉴定的基本方法。
教学建议:
对胚胎移植的基本程序作重点介绍。
第十三章试管动物
(一)教学目的:
学习和掌握试管动物概念及其获得途径
(二)教学内容:
⒈ 体外受精的研究简史及意义
⒉ 体外受精技术简介
⒊ 早期胚胎代谢及体外培养
(三)教学要求:
⒈ 掌握试管动物的概念;了解体外受精的研究简史及其研究意义
⒉ 掌握体外受精的基本过程;了解显微受精及其影响因素
⒊ 掌握早期胚胎的体外培养方法
(四)重点、难点及教学建议:
重点:
体外受精的过程
难点:
早期胚胎“体外发育阻断”及其解决措施
教学建议:
对试管动物的应用前景及研究进展作简要介绍。
第十四章克隆动物
(一)教学目的:
了解克隆动物的概念及其获得途径、发展历史和应用前景
(二)教学内容:
⒈ 克隆动物的概念;动物克隆技术的发展简史、研究意义
⒉ 动物克隆技术的基本原理
⒊ 克隆动物的显微操作技术,包括显微操作的应用器械、胚胎分割的方法;核移植的显微操作程序
⒋ 克隆动物进一步研究的问题及应用前景
(三)教学要求:
⒈ 了解克隆技术的发展简史、研究意义;掌握克隆动物的概念
⒉ 掌握动物克隆技术基本原理,包括胚胎分割基本原理、细胞核移植基本原理
⒊ 掌握克隆动物的显微操作技术规程
⒋ 了解克隆动物进一步研究的问题及应用前景
(四)重点、难点及教学建议:
重点:
胚胎分割、细胞核移植的基本原理;
难点:
克隆动物的显微操作技术规程
教学建议:
要求学生查找有关胚胎分割、细胞核移植在有关学科的研究成果。
第十五章动物染色体工程
(一)教学目的:
了解动物染色体工程的含义、获得途径及其在生产中的应用
(二)教学内容:
⒈ 动物染色体工程的定义及其研究内容
⒉ 动物多倍体诱导的机制及方法;多倍体倍性鉴定的方法;多倍体动物的应用前景
⒊ 雌雄核发育的概念、诱导发育的方法和性别控制途径
⒋ 染色体片断转移技术和染色体特定位点重组技术
(三)教学要求:
⒈ 掌握动物染色体工程的定义
⒉ 掌握人工诱导多倍体的机制和方法以及多倍体鉴定的方法;了解多倍体动物的应用前景
⒊ 掌握雌核发育的概念及人工诱导方法;掌握性别鉴定的途径;了解雄核发育
⒋ 了解染色体片断转移技术和特定位点重组技术
(四)重点、难点及教学建议:
重点:
人工诱导多倍体的方法;多倍体倍性鉴定;
难点:
雌核发育的概念及诱导方法
教学建议:
了解多倍体的方法在生物工程中的应用。
第十六章转基因动物
(一)教学目的:
学习转基因动物的起源、获得途径及其发展前景
(二)教学内容:
⒈ 转基因动物的概念;发展简史
⒉转基因动物的制备过程:
包括目的基因导入方法;转基因胚胎培养和移植;转基因动物鉴定
⒊ 转基因动物应用前景
⒋ 转基因动物研究存在的技术性问题和社会性问题
(三)教学要求:
⒈ 掌握转基因动物的概念
⒉ 掌握转基因动物制备过程中目的基因的导入方法及其作用机理
⒊ 了解转基因动物在基础生物学、医药领域及畜牧业和渔业中的应用及其发展前景
⒋ 了解转基因动物研究中存在的技术性问题和社会性问题
(四)重点、难点及教学建议:
重点:
目的基因的导入方法及其作用机理
难点:
转基因胚胎培养和移植。
教学建议:
对基因的导入方法及其作用机理作重点说明。
三、教材及主要参考书目
1.教材
王蒂.细胞工程学. 中国农业出版社,2003
2.参考书目
周维燕.植物细胞工程原理与技术.北京:
中国农业大学出版社,2001
冯伯森,王秋雨,胡玉兴等.动物细胞原理与实践.科学出版社,2000
制定人:
吴杰,覃铭
审批人:
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