《细胞与组织培养工程》教学大纲.docx
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《细胞与组织培养工程》教学大纲
《细胞与组织培养工程》教学大纲
课程名称:
细胞与组织培养工程面向专业:
生物类本科专业
课程代号:
3900120大纲执笔人:
刘学春
总学分:
3.0学分大纲审定人:
郑成超崔德才温孚江
一、教学目的、性质、地位和任务
细胞与组织培养工程,知识量大,与其它学科联系紧密,综合性强,理论与实践并重,应用性强,是生物类专业人才培养必不可缺的,具有其它课程无法替代的作用。
它适应了生物技术的迅速发展和应用日趋深入的要求。
课程全面讲授组织培养的基本知识与技术。
二、教学的基本要求
通过加强教学,使学生全面系统地掌握细胞与组织培养工程的基本理论、基本概念和基本技术,并使其融会贯通,形成知识体系。
三、教学大纲及学时分配
第一章实验设施与技术(9学时)
第一节实验设施
一、常规操作室
二、无菌操作室
三、仪器室
四、细胞与组织培养室
五、培养容器
第二节常用器皿的清洗
第三节灭菌处理技术
一、培养基
二、常用器械和器皿
三、植物材料
四、接种工作环境
五、植物组织培养无菌操作技术流程
六、常用器具和仪器设备
第四节培养基的制备技术
一、培养基的成分
二、培养基的选择
三、培养基的制备
重点内容:
高压蒸汽灭菌处理的原理;培养基的制备原理。
主要内容:
1、植物组织培养常见的仪器设备;2、植物细胞培养室应具备的条件;3、植物组织培养常用的洗涤剂;4、玻璃器皿洗涤应注意的事项;5、植物组织培养中可能的污染来源;6、高压蒸汽灭菌锅的使用及其注意事项;7、干若灭菌操作应注意的事项;8、植物组织培养常见的灭菌处理技术;9、植物组织培养常用的表面消毒剂;10、植物组织培养无菌操作技术流程;11、合成培养基;12、培养基的无机和有机营养成分(离子的存在形式、常见维生素及缩写、天然营养混合物及缩写);13、植物组织培养常用的生长调节物质(种类、名称及缩写);14、pH值对培养基的影响。
第二章植物细胞与组织培养学基础(9学时)
第一节植物细胞全能性
一、细胞的分化
二、器官的分化
第二节体细胞胚胎发生
一、体细胞胚胎发生
二、影响体细胞胚胎发生的因素
三、体细胞胚胎发生的生物学基础
四、体细胞胚胎的成熟及其与合子胚的比较
五、植物细胞全能性及其应用
第三节体细胞遗传学基础
一、植物培养细胞的核变异
二、再生植株中的染色体
三、植物再生的遗传变异及变异性状的表达
重点内容:
植物细胞全能性
主要内容:
1、植物组织培养;2、脱分化、外植体及其异质性、植物细胞全能性、再分化及其两种形式(器官发生方式、胚胎发生方式及其优点);3、影响维管组织分化的因子;4、影响茎芽分化的因子;5、影响体细胞胚胎发生的因子;6、体细胞胚、合子胚、嵌合性、再生植株的染色体(图2-4)、变异体、后生遗传变异;7、在细胞水平对变异选择的种类。
第三章植物体细胞杂交(12学时)
第一节植物细胞培养
一、植物单细胞的分离
二、植物细胞悬浮培养
三、植物单细胞培养
四、植物细胞培养的应用
第二节植物原生质体的分离与培养
一、原生质体的分离
二、原生质体的培养
第三节植物体细胞杂交
一、原生质体融合
二、杂种细胞的选择系统
三、体细胞杂种植株的核型
四、细胞质杂种
五、体细胞杂种和细胞质杂种的鉴定
六、植物细胞的遗传饰变
重点内容:
原生质体融合的原理。
主要内容:
1、植物单细胞的分离;2、植物细胞悬浮培养(植物细胞悬浮培养技术、培养基、培养细胞的同步化、细胞生长量的计算、细胞活力的测定);3、植物单细胞的培养(培养方法、影响因子);4、植物培养细胞的应用;5、原生质体及其分离(分离方法、影响原生质体产量和活力的因子、原生质体的纯化、原生质体活力的测定)、培养;6、植物体细胞杂交(原生质体融合、植物细胞遗传饰变)。
第四章植物细胞与器官培养(9学时)
第一节单倍体的产生
一、花药培养技术
二、影响雄核发育的因子
三、雄核单倍体的个性发育
四、离体小孢子和花粉培养
五、通过远缘杂交产生单倍体
六、单倍体的应用及意义
第二节三倍体的产生
一、愈伤组织的形成
二、愈伤组织的组织学和细胞学
三、器官发生
第三节离体授粉
第四节合子胚的培养
重点内容:
单倍体产生原理。
主要内容:
1、单倍体;2、花药培养应注意的事项;3、影响雄核发育的因子;4、单倍体植株的二倍化。
第五章植物脱毒与快繁技术(6学时)
第一节植物脱毒原理与技术
一、热处理法
二、茎尖培养法
三、愈伤组织培养学
四、脱毒效果检验
五、无毒原种的保存及脱毒植株的应用
六、茎尖培养消除病毒的注意事项
第二节离体无性繁殖
重点内容:
植物脱毒的原理。
主要内容:
1、植物脱毒原理与技术(病毒在植物体内的分布及原因、热处理法脱毒的原理及方法、茎尖培养法的操作及注意事项、影响脱毒效果的因子)。
2、茎尖、顶端分生组织;3、脱毒效果的检验;4、微繁的一般步骤(培养物的建立、茎芽的增殖、离体形成的枝条的生根移栽);5、木本植物的微繁。
第六章动物、微生物细胞工程(9学时)
第一节微生物细胞工程
一、微生物培养技术
二、微生物的生长繁殖与调控
三、微生物的细胞融合
第二节动物细胞培养工程
一、动物细胞培养技术
二、动物细胞反应的基本知识
三、动物细胞培养物的处理
重点内容:
微生物原生质体融合原理;动物细胞培养的理论基础。
主要内容:
1、冷冻的基本知识;2、超低温保存的原理;3、超低温保存的作用及意义;4、超低温保存常用的仪器设备;5、超低温保存的基本程序;6、再培养应注意的事项;7、超低温保存后的遗传分析;8、影响超低温保存效果的因素(材料的特性、预处理、冷冻保护剂、降温冷冻的方法、化冻的方法及注意事项)。
课程总结1学时。
四、考核要求
考核约2学时,着重考核学生对基本知识与技术的掌握情况,同时考察学生对所学知识的理解与应用能力。
考核可采取闭卷、开卷、课程论文等形式,或多种形式相结合,采用科学的方法,对学生的学习情况加以客观评价。
五、教材、实验指导、参考书目
1、使用教材
《细胞与组织培养学》,刘学春等主编,2002年。
2、参考书目
(1)《细胞培养工程》,陈因良等,华东化工学院出版社,1992
(2)《植物细胞工程实验技术》,孙敬之等,科学出版社,1995
(3)《农作物组织培养》,颜昌敬主编,上海科学技术出版社,1991
(4)《高等植物组织离体培养的形态建成及其调控》,黄学林等,科学出版社,1995
《现代生物技术概论》教学大纲
课程名称:
现代生物技术概论面向专业:
生物类等本科专业
课程代号:
3900090大纲执笔人:
刘学春
总学分:
3.0学分大纲审定人:
郑成超崔德才温孚江
一、教学目的、性质、地位和任务
生物技术内容多,综合性强,与其它学科交叉性大,是一门理论与实践并重的应用性课程,是生物类本科专业人才培养不可缺少的,具有其它课程无法替代的作用。
课程适应了现代生命科学和生物技术飞速发展以及其在工农业生产、临床医学、环境科学等领域日益深入发展的要求。
通过加强教学,培养学生的敬业精神,养成勇于实践的良好学风。
二、教学的基本要求
全面讲授现代生物技术的基本概念、术语,基础理论和基本技术,以及在科技教育和生产领域中的应用,使学生全面掌握现代生物技术的基本知识和技术,并与相关学科有机衔接,使其融会贯通,进一步系统化而形成体系。
三、教学大纲及学时分配
第一章绪论(3学时)
一、现代生物技术的概念、内容和性质
二、生物技术的发展史
三、生物技术的应用
重点内容:
生物技术的概念及内容
主要内容:
1.生物技术及其主要内容2.基因工程及其优势3.细胞工程及其主要内容4.酶工程5.固定化酶及其主要方法6.对酶分子进行改造的方法及其目的7.发酵工程8.科技革命的优先学科有哪些?
9.当前和未来人类社会面临的重大危机有哪些?
10.关于克隆羊Dolly的情况.
第二章植物细胞与组织培养(9学时)
第一节植物细胞全能性
一、植物细胞全能性
二、细胞分化、脱分化与再分化
三、影响细胞分化和再分化的因素
四、器官发生和胚胎发生
第二节培养基
一、培养基
二、培养基的配制
第三节实验设施与技术
一、实验设施
二、实验技术
第四节组织培养技术
一、细胞培养
二、原生质体分离子培养技术
三、单倍体培养
四、合子胚培养
五、植物茎尖培养脱毒技术
六、种质保存技术
重点内容:
植物细胞全能性及其应用
主要内容:
1.植物细胞全能性2.细胞分化3.细胞脱分化4.细胞再分化5.细胞全能性表达的两个过程6.再分化有哪两种方式?
7.植物组织培养基由哪三大类物质组成?
8.常见的植物组织培养基有哪几种?
9.植物组织培养的操作过程10.植物细胞培养的应用11.植物细胞遗传饰变的主要内容12.原生质体13.获得原生质体的方法有哪两大类?
并简述其优缺点14.合子胚15.体细胞胚16.植物茎尖培养脱毒的原理17.常见的植物脱毒方法有哪些?
第三章DNA重组技术(9学时)
第一节分子克隆的工具酶
一、限制性内切酶
二、连接酶
三、聚合酶
四、其它修饰酶
第二节分子克隆的常用载体
一、质粒载体
二、入噬菌体载体
三、其它载体
第三节核酸的制备技术
一、质粒DNA的分离
二、植物总DNA的分离
三、动物总DNA的分离
四、生物总RNA的分离
五、核酸的分子杂交
第四节DNA文库的构建与筛选
一、cDNA文库
二、基因组文库
三、基因文库的筛选
第五节DNA序列分析
一、Scmger的双脱氧链终止法
二、DNA测序的进展
第六节聚合酶链反应
一、PCR原理
二、PCR反应
三、PCR相关技术及应用
重点内容:
重组DNA的原理
主要内容:
1.DNA重组技术亦称基因克隆或分子克隆是基因工程的核心内容2.1972年在美国完成了世界第1例DNA体外重组实验3.DNA重组常用的工具酶4.DNA重组常用的实验技术5.分子克隆工具酶的作用6.限制性内切酶的作用7.内切酶的命名法8.同裂酶9.同尾酶10.一个单位酶11.影响内切酶活性的因子12.连接酶的分类及作用原理13.目前分子克隆主要应用的两种连接酶及其特点14.聚合酶的作用及其分类(举例)15.载体及其应具有的特点16.质粒17.质粒DNA分离的三类方法及其比较18.质粒DNA分离的三大步骤19.植物总DNA主要组成的三大部分20.植物总DNA的用途21.植物总DNA分离与纯化的流程22.动物总DNA的提纯23.总RNA提纯操作的关键事项24.分子杂交25.常见的分子杂交26.探针、作用原理、分类27.DNA文库28.cDNA文库组建的步骤29.基因组文库30.基因文库的筛选31.同源探针和异源探针32.DNA序列分析33.DNA测序的两种方法34.聚合酶链反应的三个步骤
第四章植物基因工程(9学时)
第一节目的基因的克隆
一、基因的结构与表达调控
二、基因表达的调控
三、基因的分离
第二节基因的改造及构建
一、基因编码区的改造
二、基因的构建
第三节基因转化
一、农杆菌介导的基因转化
二、DNA的直接转化
第四节转基因植物的分子分析
一、核酸杂交分析
二、Western杂交分析
三、其它分析技术
第五节常用的选择标记和报导基本
一、npt-Ⅱ基因
二、bar基因
三、uidA基因
四、GFP基因
重点内容:
基因工程的概念、原理
主要内容:
1.植物基因工程2.农艺性状改良的内容3.植物基因工程的三个环节4.基因及其分类(以表达产物的最终形式为依据)5.基因的表达6.基因的结构7.编码区、转录元件8.基因表达调控主要发生在哪三个环节上9.基因克隆10.植物性状与基因的关系11.基因改造的内容及目的12.基因转化13.基因转化方法14.农杆菌介导的基因转化操作流程15.DNA直接转化及常见的方法16.转基因植物分子分析的内容17.DNA变性和DNA复性18.Southern杂交技术19.Northern杂交技术20.Western杂交技术21.点杂交技术22.PCR技术23.ELISA技术24.选择标记基因25.报导基因
第五章植物抗病虫基因工程分子基础(3学时)
第一节植物抗病分子生物学
一、植物抗病机制
二、植物-病原物互作
第二节植物病毒分子生物学
一、植物病毒的侵染
二、植物病毒基因组织结构及基因表达
三、病毒在寄主细胞内增殖
第三节植物抗病基因工程
一、植物抗病基因工程
二、植物抗真菌基因工程
三、植物抗细菌基因工程
第四节植物抗虫分子基础及常用的抗虫基因
一、植物抗虫机制
二、植物抗虫基因
三、非植物来源的抗虫基因及其利用
重点内容:
抗病基因工程的原理
主要内容:
1、植物抗病的分子生物学基础2、植物病毒分子生物学基础3、植物抗病基因工程的内容4、植物抗虫基因工程的原理及应用
第六章基因工程与植物性状改良(3学时)
第一节改良农产品品质
一、储藏蛋白质
二、储藏淀粉
三、储藏脂肪
第二节提高农作物产量
一、光合作用
二、雄性不育基因工程
第三节改进植物的逆境适应性
一、抗低温基因工程
二、抗盐抗旱基因工程
三、抗早熟抗衰老基因工程
第四节观赏花卉基因工程
一、花色基因工程
二、花型花香基因工程
三、延长花卉衰老
重点内容:
植物性状改良基因工程的原理及应用
主要内容:
1、常用于植物性状改良的基因及其特点和应用2、这些基因的具体应用技术。
第七章细胞工程与植物性状改良(3学时)
第一节原生质体培养及体细胞杂交
一、原生质体培养的意义
二、原生质体培养方法
三、体细胞杂交
四、杂种细胞的选择及鉴定
第二节体细胞无性系变异
一、体细胞无性系变异的研究历史
二、体细胞无性系变异的机理
三、体细胞无性系变异的诱发及鉴定
四、体细胞无性系变异的利用
第三节植物染色体组及染色体工程
一、染色体工程
二、染色体组工程
重点内容:
植物性状改良细胞工程的原理和应用
主要内容:
1、体细胞杂交技术的应用2、体细胞无性系的诱发与应用3、染色体工程与染色体组工程。
第八章分子标记技术及其在农业上的应用(3学时)
第一节限制性片段长度多态性
一、RFLP基本原理及遗传特点
二、RFLP遗传图谱的构建及基因定位
三、RFLP技术在农业上的应用
第二节随机扩增多态性DNA(RAPD)
一、RAPD原理及特点
二、RAPD技术在农业上的应用
第三节扩增片段长度多态性(AFLP)
一、AFLP原理及特点
二、AFLP技术在农业上的应用
第四节简单序列重复(SSR)标记
一、SSRS标记的原理及特点
二、SSRS标记在遗传育种上的应用
重点内容:
各种分子标记技术的原理及应用
主要内容:
1、RFLP技术的原理及应用2、RAPD技术的原理及应用3、AFLP技术的原理和应用4、SSR技术的原理和应用
第九章转基因动物及动物克隆技术(3学时)
第一节转基因动物的概念及研究目的
一、转基因动物的概念
二、转基因动物的研制目的
第二节转基因动物的研制原理和方法
一、转基因动物的研制原理和方法
二、基因的准备
三、胚胎的采集与显微注射
四、精子做外源基因的转移栽体
五、转基因胚胎的移植
第三节转基因动物的鉴定
一、胚胎移植前的检测
二、新生动物的组织检测
三、基因表达的检测
第四节转基因家禽的制备
一、制备转基因家禽的目的
二、转基因家禽的研制方法
三、原生殖细胞(PGCS)的传染
第五节转基因动物育种
一、转基因家畜育种
二、转基因家禽育种
第六节动物克隆技术
一、克隆动物的涵义
二、克隆的意义
三、克隆动物的原理
四、克隆动物的制备方法
五、克隆动物的应用
重点内容:
转基因动物的概念、原理及技术
主要内容:
1、转基因动物及其意义2、基本原理与方法3、转基因动物的鉴定4、转基因动物家畜及育种5、动物克隆技术及应用。
第十章兽药生物技术(3学时)
第一节生物工程疫苗
一、生物合成亚单位疫苗
二、重组活载体疫苗和基因缺陷病毒疫苗
三、抗独特型疫苗
四、合成肽疫苗
五、核酸疫苗
第二节基因重组新药
一、活性肽类
二、核酶及反义RNA
三、生物工程抗生素
四、酶制剂类
五、微生物次生代谢产物在畜牧业上的应用
第三节单克隆抗体的研制与应用
一、单克隆抗体的研制
二、单克隆抗体的应用
第四节基因工程抗体
一、基因工程抗体的研究
二、嵌合抗体
三、新效能抗体
四、双功能抗体
五、单区、单链抗体
六、整套抗体和噬菌体抗体库
第五节分子诊断技术
一、核酸内切酶指纹法及其图谱的绘制
二、核酸探针的制备
三、Southern、Northern或Dot印迹技术
四、原位杂交
重点内容:
生物工程疫苗及其原理
主要内容:
1、生物工程疫苗2、基因重组药物3、单克隆抗体的制备及应用4、基因工程抗体的制备及应用5、分子诊断技术及应用。
第十一章动植物生物反应器(3学时)
第一节生物反应器的概念及研究概况
一、生物反应器的概念
二、动物生物反应器的研究意义
三、动物生物反应器生产的途径及乳腺生物反应器的优势
四、乳腺生物反应器生产潜力
第二节动物生物反应器的研制原理
一、乳腺生物反应器基因构建的特点
二、乳腺生物反应器基因构建的检验
第三节动物生物应器的研制方法
一、动物的选择
二、制备动物生物反应器所需的时间
第四节植物生物反应器
一、影响植物细胞培养的因素
二、植物细胞培养容器
三、植物反应器细胞培养技术
四、动物抗体在植物中的表达
重点内容:
生物反应的概念、原理和应用
主要内容:
1、生物反应器2、动物生物反应器的原理及研制方法3、植物生物反应器的原理及方法。
第十二章微生物饲料与微生物肥料(1学时)
第一节微生物饲料概述
第二节微生物饲料工艺原理及生产技术
一、单细胞蛋白(SCP)
二、饲用酶制剂
三、活菌制剂
四、氨基酸饲料添加剂
五、维生素饲料添加剂
第三节微生物肥料概述
第四节微生物肥料工艺原理及生产技术
一、因氮菌肥料
二、根瘤菌肥料
三、植物促生根圈细菌(PGPR)
重点内容:
微生物饲料与微生物肥料及其制备工艺原理与技术
主要内容:
1、微生物饲料的概念、制备工艺原理与技术2、微生物肥料的概念、制备工艺原理与技术。
第十三章微生物农药(1学时)
第一节杀虫细菌
一、细菌感染的途径和病症
二、苏去金芽孢杆菌
三、其它芽孢杆菌
第二节杀虫真菌
一、概述
二、重要的杀虫真菌类群
三、白僵菌
第三节昆虫病毒
一、重要的昆虫病毒
二、昆虫病毒制剂的生产
三、昆虫病毒的应用
第四节农用抗生素
一、农用抗生素概述
二、农用抗生素的筛选
三、抗生素的生产过程
四、常用的农用抗生素
重点内容:
微生物农药的概念及作用
主要内容:
1、杀虫细菌2、杀虫真菌3、昆虫病毒4、农用抗生素。
第十四章农业生物技术在食品上的应用(1学时)
第一节食品微生物的纯培养
一、酵母菌的纯培养
二、乳酸菌酸乳发酵剂的扩大培养
第二节酿造酒
一、啤酒
二、葡萄酒
第三节发酵乳
一、菌种的选择
二、发酵乳的生产
第四节其它发酵饮料
一、大豆发酵饮料
二、麦芽汁发酵饮料
三、果蔬汁发酵饮料
第五节利用微生物生产食品添加剂
一、柠檬酸
二、黄原胶
重点内容:
食品生物技术。
主要内容:
1、食品微生物的培养、转化及应用2、微生物的发酵工艺原理3、微生物在食品添加剂生产中的应用。
课程总结1学时。
四、考核要求
考核约2学时,着重考核学生对基本概念、基本技术的掌握情况,同时也注重对学生综合能力和理解应用能力的考核。
考核可采取闭卷、开卷、课程论文等形式,或多种形式相结合,对学生的学习情况做出全面科学的评价。
五、教材、实验指导及参考书目
1、使用教材
《农业生物技术》,温孚江等主编,中国科学技术出版社,2002年4月
2、参考书目
(1)《现代生物技术导论》,陈景良等主编,高等教育出版社,1998
(2)《生物技术概论》,宋恩扬等主编,科学出版社,1999
(3)《基因工程原理》,吴乃虎等主编,科学出版社,1997
(4)《最新分子生物学实验技术》,梁国栋主编,科学出版社,2001
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