一、基本概况

课程名称：细胞工程 （Cell Engineering）

课程代码：231010033

课程类别：专业核心课

学时/学分：34/2（其中理论20学时，实验14学时）

需预修课程：植物学、微生物学、遗传学、植物生理学、生物化学、无机及分析化学、

有机化学

适用专业：生物技术本科教学

课程简介

细胞工程是利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，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。细胞工程是生物技术专业学生的必修专业课。要求学生通过本课程的学习掌握生物组织、器官及其细胞离体培养的原理与技术，为从事生物学领域的相关研究及其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。

二、教学目标

学生通过本课程的学习，在知识和能力等方面达到以下要求：

1.理论、知识目标：通过本课程的学习可以使学生掌握细胞工程领域的主要技术原理、方法及应用技术，为从事生物学领域的相关研究及其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。

2.能力目标：培养学生掌握无菌操作、外植体选择、愈伤组织和胚状体诱导、器官发生调控、原生质体分离与体细胞杂交等基本操作技术，能够运用基础理论和操作技术解决生产中实际问题的能力。

3.达成目标：本课程对应农学专业和种子科学与工程专业人才培养方案中毕业要求的要求2、7和9。本课程对应人才培养方案中毕业要求的专业知识、专业技能、协作能力和创新性思维，学生毕业后可以通过学习的基础理论和实际操作技术的结合，解决生产中的实际问题。

三、教学内容及教学要求

第一章 绪论 （讲课2学时；实验0学时）

教学内容：

1.课程介绍（研究内容，对象，特点，学习方法）；

2.细胞工程的概念和类型；

3.细胞工程的研究内容；

4.细胞工程的研究简史；

5.细胞工程的发展趋势和应用前景。

教学要求：

1.掌握细胞工程的概念及研究范畴；

2.掌握细胞工程学与其它相关学科的关系；

3.了解细胞工程的发展历史；

4.了解细胞工程在现代生物技术中的地位和应用途径。

本章重点、难点：细胞工程的定义和研究内容；当前的细胞工程技术；细胞工程在现代生物技术中的地位和作用。

第二章 细胞工程实验室设置及基本操作技术（讲课4 学时；实验4学时）

教学内容：

1.实验室设置及基本技术；

2.细胞培养的环境条件及营养成分；

3.培养基制备、灭菌与保存；

4.外植体的选择与培养；

5.试管苗驯化与移栽。

教学要求：

1.掌握实验室的基本组成及仪器设备情况；

2.学习培养条件的组成情况；

3.掌握基本操作技术；

4.掌握培养基的配制技术；

5.试管苗驯化过程。

本章重点、难点：

重点：掌握实验室设置情况和操作技术，培养基配制技术，影响植物细胞培养的条件与无菌操作技术。

难点：影响植物细胞培养的条件，无菌操作技术。

第三章 细胞全能性与形态发生（讲课2学时；实验0学时）

教学内容：

1.细胞全能性及其表达；

2.愈伤组织的培养；

3.植物体细胞胚胎的发生。

教学要求：

1.掌握细胞全能性的概念及细胞脱分化、再分化的培养条件；

2.植物体细胞胚胎发生的特点及其影响因素；

本章重点、难点：

重点：理解细胞全能性、脱分化及再分化的概念，愈伤组织诱导及发生条件，体细胞胚胎发生的过程及其影响因素。

难点：掌握植物体细胞胚胎发生的类型及机制。

第四章 植物组织和器官培养（讲课4学时；实验6学时）

教学内容：

1.器官培养；

2.植物胚胎培养；

3.花粉及花药培养；

4.植物脱毒和快速繁殖。

教学要求：

1.掌握器官培养类型及方法；

2.掌握植物胚胎培养的方法；

3.掌握花粉及花药培养方法及应用；

4.掌握植物脱毒和快速繁殖的技术。

本章重点、难点：

重点：掌握器官培养的方法，花药及花药培养的过程，植物胚胎培养的类型以及植物脱毒、快速繁殖技术。

难点：植物脱毒的方法，单倍体植株的鉴定和染色体加倍。

第五章 植物细胞培养及次生代谢产物生产（讲课2学时；实验2学时）

教学内容：

1.植物细胞悬浮培养的过程；

2.单细胞培养的类型及方法；

3.植物细胞的规模化培养；

4.植物次生代谢物质生产。

教学要求：

1.掌握细胞悬浮培养的过程和技巧；

2.掌握单细胞培养的方法；

3.掌握植物细胞规模化培养的方法；

4.掌握植物细胞次生代谢物的培养类型、特性及途径。

本章重点、难点：

重点：掌握悬浮培养和单细胞培养的方法，利用植物细胞生产次生代谢物的途径。

难点：植物细胞规模化培养的技术，提高植物细胞次生代谢物生产的途径。

第六章 原生质体培养和体细胞杂交（讲课2学时；实验0学时）

教学内容：

1.植物原生质体培养和体细胞杂交的概念及意义；

2.原生质体的培养过程；

3.体细胞杂交。

教学要求：

1.掌握原生质体、体细胞杂交的概念及原生质体培养、体细胞杂交的意义；

2.掌握原生质体的分离、培养方法；

3.掌握原生质体融合的方法及杂种细胞的筛选、鉴定及应用。

本章重点、难点：

重点：原生质体的分离、培养及融合方法，杂种细胞的选择和遗传。

难点：原生质体的融合方法及影响因素，杂种细胞的选择。

第七章 种质资源保存及人工种子（讲课2学时；实验0学时）

教学内容：

1.种质资源保存的意义及方法；

2.缓慢生长离体保存和超低温冷冻保存方法；

3.人工种子的概念及研制的意义；

4.人工种子的制作流程。

教学要求：

1.掌握缓慢生长离体保存的方法及应用；

2.掌握超低温保存的方法及应用；

3.掌握人工种子的制作流程。

本章重点、难点：

重点：种质保存原理及程序，人工种子的制作方法、研制的意义。

难点：缓慢生长离体保存种质资源的遗传稳定性检测，影响超低温保存的因素。

第八章 植物遗传转化受体系统（讲课2学时；实验2学时）

教学内容：

1.植物遗传转化受体系统的条件与类型；

2.植物遗传转化方法；

3.植物遗传转化植株的鉴定；

4.植物遗传转化的遗传稳定性。

教学要求：

1.植物遗传转化受体的特点及常见类型；

2.掌握植物基因主要转化方法的原理及操作技术；

3.掌握转基因个体的鉴定方法；

4.影响植物遗传转化的遗传稳定性因素。

本章重点、难点：

重点：基因转化受体系统的条件及类型，基因转化的方法。

难点：基因转化受体系统的建立方法。

四、考核方式及成绩评定

本课程的成绩将由平时成绩（考勤、作业及课堂测验）、实验成绩（参与情况+实验报告）和期末考试成绩三部分组成，其中平时成绩占20%、实验成绩占30%、考试成绩占50%。期末考试采用闭卷笔试。

五、教材及参考书目

教材：《植物细胞工程》，谢从华、柳俊主编，高等教育出版社，2011年，标准书号：ISBN 978-7-04-031793-0。

参考书目：

1.《植物细胞组织培养》，刘庆昌、吴国良主编，中国农业大学出版社，2003年，标准书号：ISBN 9787811179071。

2.《植物组织与细胞培养》，陈耀峰主编，中国农业大学出版社，2007年，标准书号：ISBN 9787109118447。

3.《植物细胞组织培养》，胡颂平主编，中国农业大学出版社，2014年，标准书号：ISBN 9787565509957。

4.《细胞工程》第二版，王蒂主编，中国农业大学出版社，2011年，标准书号：ISBN 9787109158320。