《细胞工程》教学大纲 一、 课程基本信息 中文名称 细胞工程 课程名称 英文名称 Cell Engineering 课程代码 030334 课程类型 学科基础课 开课学期 第2学期 总学时 32 讲课 32 实验（实习） 0 学分 2 预修课程 植物学、动物学、生物化学、细胞生物学、遗传学 二、课程的性质、地位和任务 细胞工程是通过对细胞及其组分的人工操作，研究生命活动规律：实现对动植物的遗传改造， 用于农业、林业、园艺等生产实践：结合非生物材料等手段，生产用于治疗人类疾病或缺陷的人工 器官、组织、细胞及其代谢产物，或用于深入研究的材料等为主要研究内容的一门学科。 三、课程教学的基本要求 本课程基本要求：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，为从事生物学领域 的相关研究及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。 四、课程学时分配的建议 教学时数 讲课 习题课 小计 课程内容 第一章绪论 4 4 第一节细胞工程的概念、范畴 2 第二节细胞工程的发展概况 2 第二章细胞全能性与形态发生 4
《细胞工程》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 中文名称 细胞工程 英文名称 Cell Engineering 课程代码 030334 课程类型 学科基础课 开课学期 第 2 学期 总 学 时 32 讲课 32 实验（实习） 0 学分 2 预修课程 植物学、动物学、生物化学、细胞生物学、遗传学 二、课程的性质、地位和任务 细胞工程是通过对细胞及其组分的人工操作，研究生命活动规律；实现对动植物的遗传改造， 用于农业、林业、园艺等生产实践；结合非生物材料等手段，生产用于治疗人类疾病或缺陷的人工 器官、组织、细胞及其代谢产物，或用于深入研究的材料等为主要研究内容的一门学科。 三、课程教学的基本要求 本课程基本要求：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，为从事生物学领域 的相关研究及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。 四、课程学时分配的建议 教学时数 课程内容 讲 课 习题课 小 计 第一章 绪论 4 4 第一节 细胞工程的概念、范畴 2 第二节 细胞工程的发展概况 2 第二章 细胞全能性与形态发生 4 4
第一节体细胞全能性的概念范畴 2 第二节体细胞变异的生物学基础 2 第三章离体培养下的遗传与变异 4 4 第一节离体培养下的遗传与变异的生 2 物学基础 第二节离体变异的选择和利用 2 第四章植物细胞培养及次生代谢产物生 6 6 第一节植物细胞培养的概念和范畴 2 第二节植物次生代谢产物类型和规模 2 化培养 第三节植物细胞次生代谢产物的积 2 累的特性及合成 第五章原生质体培养 6 6 第一节原生质体的研究概况及意义 2 第二节原生质体的制备和检测 2 第二节原生质体的培养 2 第六章植物体细胞杂交 4 4 第一节细胞融合的基本原理和方法 2 第二节细胞杂交、杂种细胞的选择、 2 鉴定 第七章人工种子 4 4 第一节人工种子的概念与发展概况 第二节人工种子的制备 总计 32 32 五、课程的主要内容与教学要求 第一章绪论
第一节 体细胞全能性的概念范畴 2 第二节 体细胞变异的生物学基础 2 第三章 离体培养下的遗传与变异 4 4 第一节离体培养下的遗传与变异的生 物学基础 2 第二节 离体变异的选择和利用 2 第四章 植物细胞培养及次生代谢产物生 产 6 6 第一节 植物细胞培养的概念和范畴 2 第二节植物次生代谢产物类型和规模 化培养 2 第三节 植物细胞次生代谢产物的积 累的特性及合成 2 第五章 原生质体培养 6 6 第一节 原生质体的研究概况及意义 2 第二节 原生质体的制备和检测 2 第二节 原生质体的培养 2 第六章 植物体细胞杂交 4 4 第一节 细胞融合的基本原理和方法 2 第二节 细胞杂交、杂种细胞的选择、 鉴定 2 第七章 人工种子 4 4 第一节 人工种子的概念与发展概况 第二节 人工种子的制备 总 计 32 32 五、课程的主要内容与教学要求 第一章 绪论
(一)教学目的和要求： 要求学生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。 (二)教学重点和难点分析： 重点：介绍细胞工程的研究内容，明确细胞工程的基本原理和基本操作技术。有关细胞工程的研究 方法以及常用的仪器设备，本科生接触比较少，但兴趣浓厚，通过本章介绍来激发学生对本门课程 的学习兴趣，引导学生掌握学习本门课程的方法。 难点：细胞工程的基本原理和基本操作知识的掌握是本节的难点。 (三)教学内容： 第一节细胞工程的概念、范畴 1.细胞工程的概念、研究范畴及其在生物技术领域中的地位。 第二节细胞工程的发展概况 1.动物细胞工程的发展概况。 2.植物细胞工程的发展概况。 第二章细胞全能性与形态发生 (一)教学目的和要求： 掌握细胞离体培养的基本理论基础。掌握细胞全能性的的基本概念。深入理解培养条件下组织 细胞脱分化和再分化的调控机理。掌握细胞离体培养的基本理论基础。掌握器官发生的过程和途径。 掌握细胞离体培养的基本理论基础。了解体细胞胚发生的过程和途径。掌握体细胞胚和合子胚发生 的异同点。 (二)教学重点和难点分析： 重点：本章介绍细胞全能性的基本概念和培养条件下组织细胞脱分化和再分化的调控机理，重点引 导学生对细胞脱分化和再分化的过程、调控机理作深刻理解。本节重点掌握离体培养中器官的发生， 着重强调器官发生的方式。 难点：细胞全能性和器官分化过程是本节的两个难点。对体细胞胚和合子胚发生的异同点的掌握是 本章节的另一个难点。 (三)教学内容： 第一节体细胞全能性的概念范畴 1.细胞全能性及其表达。 2.培养条件下组织细胞脱分化的调控机理。 3.培养条件下组织细胞再分化的调控机理
（一）教学目的和要求： 要求学生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。 （二）教学重点和难点分析： 重点：介绍细胞工程的研究内容，明确细胞工程的基本原理和基本操作技术。有关细胞工程的研究 方法以及常用的仪器设备，本科生接触比较少，但兴趣浓厚，通过本章介绍来激发学生对本门课程 的学习兴趣，引导学生掌握学习本门课程的方法。 难点：细胞工程的基本原理和基本操作知识的掌握是本节的难点。 （三）教学内容： 第一节 细胞工程的概念、范畴 1. 细胞工程的概念、研究范畴及其在生物技术领域中的地位。 第二节 细胞工程的发展概况 1. 动物细胞工程的发展概况。 2. 植物细胞工程的发展概况。 第二章 细胞全能性与形态发生 （一）教学目的和要求： 掌握细胞离体培养的基本理论基础。掌握细胞全能性的的基本概念。深入理解培养条件下组织 细胞脱分化和再分化的调控机理。掌握细胞离体培养的基本理论基础。掌握器官发生的过程和途径。 掌握细胞离体培养的基本理论基础。了解体细胞胚发生的过程和途径。掌握体细胞胚和合子胚发生 的异同点。 （二）教学重点和难点分析： 重点：本章介绍细胞全能性的基本概念和培养条件下组织细胞脱分化和再分化的调控机理，重点引 导学生对细胞脱分化和再分化的过程、调控机理作深刻理解。本节重点掌握离体培养中器官的发生， 着重强调器官发生的方式。 难点：细胞全能性和器官分化过程是本节的两个难点。对体细胞胚和合子胚发生的异同点的掌握是 本章节的另一个难点。 （三）教学内容： 第一节 体细胞全能性的概念范畴 1. 细胞全能性及其表达。 2. 培养条件下组织细胞脱分化的调控机理。 3. 培养条件下组织细胞再分化的调控机理
4.器官发生的概念。 第二节体细胞变异的生物学基础 1.器官发生的方式。 2.器官分化过程。 3.影响器官发生的因素。体细胞胚的概念。 4.体细胞胚发生途径。 5.体细胞胚和合子胚发生的异同点比较。 6.体细胞胚的结构和发育特点。 第三章离体培养下的遗传与变异 (一)教学目的和要求： 掌握离体培养中体细胞变异的特点和规律。了解体细胞变异的细胞遗传学基础。了解体细胞变异的 细胞分子基础。了解体细胞无性系变异的表示方法。握离体条件下的体细胞无性系变异筛选的优点。 掌握体细胞变异的应用途径和选择方法。 (二)教学重点和难点： 重点：掌握离体培养中体细胞变异的特点和规律，着重强调细胞工程技术本身包含了双重性，即遗 传的稳定性和变异性。授课时对影响体细胞遗传和变异的因素也进行简单的介绍，这也是本节的重 点之一。本章重点是掌握体细胞无性系变异的筛选方法和应用途径，授课时应对该部分内容进行重 点讲解。同时，简单介绍体细胞无性系变异的几种表示方法。 难点：体细胞变异的遗传学基础是本节的难点，分别从细胞水平和分子水平进行介绍，从而加深了 学生对该部分的掌握和理解。 (三)教学内容： 第一节植物细胞次生代谢产物类型 1.离体培养中体细胞变异的特点。 第二节离体培养下的遗传与变异的生物学基础 2.体细胞变异的细胞遗传学基础。 3.体细胞变异的细胞分子基础。 第二节离体变异的选择和利用 1.体细胞变异诱导材料的选择。 2.培养细胞的诱变途径。 3.体细胞突变体的筛选。 4.体细胞变异的利用
4. 器官发生的概念。 第二节 体细胞变异的生物学基础 1. 器官发生的方式。 2. 器官分化过程。 3. 影响器官发生的因素。体细胞胚的概念。 4. 体细胞胚发生途径。 5. 体细胞胚和合子胚发生的异同点比较。 6. 体细胞胚的结构和发育特点。 第三章 离体培养下的遗传与变异 （一）教学目的和要求： 掌握离体培养中体细胞变异的特点和规律。了解体细胞变异的细胞遗传学基础。了解体细胞变异的 细胞分子基础。了解体细胞无性系变异的表示方法。握离体条件下的体细胞无性系变异筛选的优点。 掌握体细胞变异的应用途径和选择方法。 （二）教学重点和难点： 重点：掌握离体培养中体细胞变异的特点和规律，着重强调细胞工程技术本身包含了双重性，即遗 传的稳定性和变异性。授课时对影响体细胞遗传和变异的因素也进行简单的介绍，这也是本节的重 点之一。本章重点是掌握体细胞无性系变异的筛选方法和应用途径，授课时应对该部分内容进行重 点讲解。同时，简单介绍体细胞无性系变异的几种表示方法。 难点：体细胞变异的遗传学基础是本节的难点，分别从细胞水平和分子水平进行介绍，从而加深了 学生对该部分的掌握和理解。 （三）教学内容： 第一节 植物细胞次生代谢产物类型 1. 离体培养中体细胞变异的特点。 第二节 离体培养下的遗传与变异的生物学基础 2. 体细胞变异的细胞遗传学基础。 3. 体细胞变异的细胞分子基础。 第二节 离体变异的选择和利用 1. 体细胞变异诱导材料的选择。 2. 培养细胞的诱变途径。 3. 体细胞突变体的筛选。 4. 体细胞变异的利用
第四章植物细胞培养及次生代谢产物生产 (一)教学目的和要求： 深入了解植物细胞在离体条件下的生长特性。掌握悬浮培养系的建立。掌握单细胞培养技术。 掌握植物次生代谢产物的类型。掌握植物细胞大规模培养的技术要求。掌握植物细胞大规模培养的 培养体系。培养细胞的次生代谢及产物积累。 (三)教学内容： 第一节植物细胞培养的概念和范畴 1.悬浮培养的概念和特点。 2.悬浮培养系的建立。 3.单细胞培养技术。 第二节植物次生代谢产物类型和规模化培养 1.植物次生代谢产物的类型。 2.植物细胞大规模培养的技术要求。 3.植物细胞大规模培养的培养体系。 第三节植物细胞次生代谢产物的积累的特性及合成 1.植物细胞次生代谢产物积累的特性及合成途径。 2.影响植物细胞培养及次生产物合成的因素。 (二)教学重点和难点： 重点：掌握植物细胞在离体条件的生长特性。植物细胞大规模培养的培养体系作为重点讲解。植物 次生代谢产物的类型是本节的重点之一。影响植物细胞培养及次生产物合成的因素也是本节的重点 和难点，授课时重点说明。 难点：授课时重点讲授一个成功的悬浮细胞培养体系必须满足的条件。 第五章原生质体培养 (一)教学目的和要求： 深入了解植物细胞结构功能与细胞全能性表达的关系。了解原生质体的研究概况及意义。重点 掌握原生质体的制备。重点掌握原生质体的培养技术。掌握培养过程中渗透压和激素的调控原理与 技术。性细胞原生质体研究进展 (三)教学内容： 第一节原生质体的研究概况及意义 1.原生质体的研究概况及意义
第四章 植物细胞培养及次生代谢产物生产 （一）教学目的和要求： 深入了解植物细胞在离体条件下的生长特性。掌握悬浮培养系的建立。掌握单细胞培养技术。 掌握植物次生代谢产物的类型。掌握植物细胞大规模培养的技术要求。掌握植物细胞大规模培养的 培养体系。培养细胞的次生代谢及产物积累。 （三）教学内容： 第一节 植物细胞培养的概念和范畴 1. 悬浮培养的概念和特点。 2. 悬浮培养系的建立。 3. 单细胞培养技术。 第二节 植物次生代谢产物类型和规模化培养 1. 植物次生代谢产物的类型。 2. 植物细胞大规模培养的技术要求。 3. 植物细胞大规模培养的培养体系。 第三节 植物细胞次生代谢产物的积累的特性及合成 1. 植物细胞次生代谢产物积累的特性及合成途径。 2. 影响植物细胞培养及次生产物合成的因素。 （二）教学重点和难点： 重点：掌握植物细胞在离体条件的生长特性。植物细胞大规模培养的培养体系作为重点讲解。植物 次生代谢产物的类型是本节的重点之一。影响植物细胞培养及次生产物合成的因素也是本节的重点 和难点，授课时重点说明。 难点：授课时重点讲授一个成功的悬浮细胞培养体系必须满足的条件。 第五章 原生质体培养 （一）教学目的和要求： 深入了解植物细胞结构功能与细胞全能性表达的关系。了解原生质体的研究概况及意义。重点 掌握原生质体的制备。重点掌握原生质体的培养技术。掌握培养过程中渗透压和激素的调控原理与 技术。性细胞原生质体研究进展 （三）教学内容： 第一节 原生质体的研究概况及意义 1. 原生质体的研究概况及意义
2.原生质体的概念 第二节原生质体的制备和检测 1.原生质体的制备。 2.原生质体活力的检测。 第三节原生质体的培养 3.原生质体的培养技术 4.原生质体培养的细胞生理学问题 5.花粉原生质体、配子原生质体 (三)教学重点和难点： 重点：掌握原生质体的制备。授课时原生质体的概念重点介绍。重点说明原生质体制备的全过程。 这也是原生质体的制备的一个关键因素。另外，对原生质体活力的检测进行详细的讲解。 难点：酶处理是本节的难点，授课时重点讲解酶处理所需要的酶浓度和酶解时间。 第六章植物体细胞杂交 (一)教学目的和要求： 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 本方法。了解原生质体的融合过程。重点掌握杂种细胞的选择系统与杂种植株的鉴定。掌握体细胞 杂种的遗传特性。了解体细胞杂种的应用。 (三)教学内容： 第一节细胞融合的基本原理和方法 1.体细胞杂交的概念与类型。 2.电融合和PEG融合的基本方法。 第二节细胞杂交、杂种细胞的选择、鉴定 1.原生质体的融合过程。 2.体细胞杂种的发育动态。 3.体细胞杂种的特点。 4.杂种细胞的选择系统与杂种植株的鉴定。 5.体细胞杂种的遗传特性。 6.体细胞杂种的应用。 (三)教学重点和难点： 重点：掌握体细胞杂交的定义及对称融合和非对称融合的特点。另外，可以适当拓展课本内容，对
2. 原生质体的概念。 第二节 原生质体的制备和检测 1. 原生质体的制备。 2. 原生质体活力的检测。 第三节 原生质体的培养 3. 原生质体的培养技术 4. 原生质体培养的细胞生理学问题 5. 花粉原生质体、配子原生质体 （三）教学重点和难点： 重点：掌握原生质体的制备。授课时原生质体的概念重点介绍。重点说明原生质体制备的全过程。 这也是原生质体的制备的一个关键因素。另外，对原生质体活力的检测进行详细的讲解。 难点：酶处理是本节的难点，授课时重点讲解酶处理所需要的酶浓度和酶解时间。 第六章 植物体细胞杂交 （一）教学目的和要求： 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 本方法。了解原生质体的融合过程。重点掌握杂种细胞的选择系统与杂种植株的鉴定。掌握体细胞 杂种的遗传特性。了解体细胞杂种的应用。 （三）教学内容： 第一节 细胞融合的基本原理和方法 1. 体细胞杂交的概念与类型。 2. 电融合和 PEG 融合的基本方法。 第二节 细胞杂交、杂种细胞的选择、鉴定 1. 原生质体的融合过程。 2. 体细胞杂种的发育动态。 3. 体细胞杂种的特点。 4. 杂种细胞的选择系统与杂种植株的鉴定。 5. 体细胞杂种的遗传特性。 6. 体细胞杂种的应用。 （三）教学重点和难点： 重点：掌握体细胞杂交的定义及对称融合和非对称融合的特点。另外，可以适当拓展课本内容，对
原生质体的融合过程进行讲解，也可以配合模型图进行讲解，让学生能够更加直观地了解这个过程。 重点掌握体细胞杂种的特点。另外，可以适当拓展课本内容，对体细胞杂种的应用进行讲解，让学 生能够更加深刻地了解体细胞杂交。 难点：原生质体融合的方法是本节的难点，授课时重点介绍电融合和PEG融合的基本方法。 第七章人工种子 (一)教学目的和要求： 了解植物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。 (三)教学内容： 第一节人工种子的概念与发展概况 1.人工种子的概念。 2.人工种子繁殖体的类型及其生产。 第二节人工种子的制备 3.人工种子的包被。 4.人工种子的发展和应用前景。 (三)教学重点和难点： 重点：掌握人工种子的概念。人工种子的包被是本节的重点，主要是让学生了解人工种子的制作， 授课时重点介绍人工种子的包埋方法和人工种皮的制作。另外，人工胚乳的研制也应该对学生进行 介绍。最后，对人工种子的发展和应用前景进行介绍。 难点：人工种子繁殖体的类型及其生产是本节的难点。 六、大纲说明 细胞工程学以学为主，以教为辅，充分发挥学生的学习主动性，引导式教学，展开问题与讨论。 主要采用讲授与实验相结合的方法。 为了让学生牢固掌握细胞工程的知识与技术，可依据各章设置实验，让学生在实验室结合实践， 达到牢固掌握细胞工程的理论与技术应用知识。 七、课程考核要求 课程的考核分为平时和期末考核二个环节。平时成绩包括课堂提问、作业、阶段性小测验（以口 试为主)成绩，期末考试为笔试。 课程综合成绩评定的原则是：平时考核成绩占20%，期末考试成绩占70%。 八、课程采用的教材 《植物细胞工程》 谢从华 高等教育出版社 2004
原生质体的融合过程进行讲解，也可以配合模型图进行讲解，让学生能够更加直观地了解这个过程。 重点掌握体细胞杂种的特点。另外，可以适当拓展课本内容，对体细胞杂种的应用进行讲解，让学 生能够更加深刻地了解体细胞杂交。 难点：原生质体融合的方法是本节的难点，授课时重点介绍电融合和 PEG 融合的基本方法。 第七章 人工种子 （一）教学目的和要求： 了解植物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。 （三）教学内容： 第一节 人工种子的概念与发展概况 1. 人工种子的概念。 2. 人工种子繁殖体的类型及其生产。 第二节 人工种子的制备 3. 人工种子的包被。 4. 人工种子的发展和应用前景。 （三）教学重点和难点： 重点：掌握人工种子的概念。人工种子的包被是本节的重点，主要是让学生了解人工种子的制作， 授课时重点介绍人工种子的包埋方法和人工种皮的制作。另外，人工胚乳的研制也应该对学生进行 介绍。最后，对人工种子的发展和应用前景进行介绍。 难点：人工种子繁殖体的类型及其生产是本节的难点。 六、大纲说明 细胞工程学以学为主，以教为辅，充分发挥学生的学习主动性，引导式教学，展开问题与讨论。 主要采用讲授与实验相结合的方法。 为了让学生牢固掌握细胞工程的知识与技术，可依据各章设置实验，让学生在实验室结合实践， 达到牢固掌握细胞工程的理论与技术应用知识。 七、课程考核要求 课程的考核分为平时和期末考核二个环节。平时成绩包括课堂提问、作业、阶段性小测验（以口 试为主）成绩，期末考试为笔试。 课程综合成绩评定的原则是：平时考核成绩占 20%，期末考试成绩占 70%。 八、课程采用的教材 《植物细胞工程》 谢从华 高等教育出版社 2004
九、主要教学参考书及材料 《细胞工程学》 王蒂主编 中国农业出版社 2003 《细胞工程》 李志勇 科学出版社 2003 《植物细胞工程》 谢从华 高等教育出版社 2004 《植物细胞工程》 朱至清 化学工业出版社 2002
九、主要教学参考书及材料 《细胞工程学》 王 蒂 主编 中国农业出版社 2003 《细胞工程》 李志勇 科学出版社 2003 《植物细胞工程》 谢从华 高等教育出版社 2004 《植物细胞工程》 朱至清 化学工业出版社 2002