细胞工程课件

细胞工程生命科学学院《生物技术系》说课人:汪洋目录课程介绍教学内容安排教学方法和手段教学资源分析教学设计思路课程介绍

细胞工程是生物技术五大工程之一，代表着生物技术最新的发展前沿，伴随着试管植物、试管动物、转基因生物反应器等相继问世，细胞工程在生命科学、农业、医药、食品、环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。

教学内容安排实践教学理论教学基本技术基础植物细胞工程贯穿基础模块综合模块动物细胞工程第一部分：基本技术基础：动物细胞工程和植物细胞工程都需要的基本技术，包括细胞培养的基本设施、基本条件、基本方法及基本技术等；第二部分：植物细胞工程：包括植物组织培养、植物的快速繁殖与植物脱毒、体外单倍体诱导与单倍体育种、人工种子、原生质体融合、植物染色体工程及植物转基因技术等。第三部分：动物细胞工程：细胞培养、细胞融合与单克隆抗体、胚胎工程、干细胞与组织工程、核移植技术与动物克隆、转基因动物与动物生物反应器、动物染色体工程等；教学内容安排指导思想介绍细胞工程的概念，其发展历史，与其它学科的相互关系，以及在现代生物技术中的地位与作用。

第一章

绪论理论部分---基本技术基础第二章

细胞工程基础介绍植物组织和细胞培养、动物组织和细胞培养的实验室建设、基本设备仪器、各类组织培养技术的类型，用途和基本操作规程。

学习内容：第一节植物组织培养与细胞培养的区别第二节植物组织培养的发展历史第三节植物组织与器官培养1.植物组织培养的概念及原理2.植物组织培养基本步骤3.愈伤组织形成的过程4.人工种子的制备5.脱毒苗的获得教学要求：掌握植物组织培养技术的原理及类型，具体方法和基本操作规程,熟悉植物脱毒技术，掌握人工种子的制备过程。第三章植物组织与细胞培养理论部分---植物细胞工程学习内容:第五节原生质体培养1、植物原生质体培养的原理及制备2、植物原生质体培养以及植株再生3、原生质体的融合学习要求：了解原生质体的制备，熟悉具体的操作方法，掌握原生质体融合的体细胞杂交技术及其在新品种培育中的应用。理论部分---植物细胞工程第三章植物组织与细胞培养第五章动物细胞与组织培养理论部分---动物细胞工程学习内容:第一节：动物细胞的特点第二节：动物细胞的体外培养生长特性第三节：动物细胞与组织培养的基本技术1、培养条件2、体外培养细胞生长增殖过程3、动物细胞培养的传统方法4、动物细胞大规模生物反应器培养技术、学习要求：了解动物细胞的特点及体外培养特性，动物细胞组织培养的基本技术，动物细胞大规模培养方式、生物反应器培养。理论部分---动物细胞工程第六章细胞融合学习内容：1、细胞融合定义2、细胞融合的基本原理3、细胞融合几种技术方法4、细胞融合的影响因素

5、细胞融合技术应用---单克隆抗体生产学习要求：掌握动物细胞融合的各种方法和技术，利用细胞融合技术获得单克隆抗体在动物制药中的应用。理论部分---动物细胞工程第七章染色体工程学习内容:1、染色体变异的基本知识2、单倍体与多倍体育种学习要求：了解染色体变异基础，重点掌握染色体工程的单多倍体育种优点及操作方法。理论部分---动物细胞工程第八章胚胎工程学习内容：1、胚胎工程的定义2、胚胎工程的技术方法

3、试管动物概念及培育流程4、技术的现状分析学习要求：了解胚胎工程的基本技术的特点，掌握胚胎移植、体外受精、胚胎分割及胚胎嵌合技术和应用前景，思考试管技术对人类的意义。理论部分---动物细胞工程理论部分---动物细胞工程第九章细胞重组与克隆技术学习内容：1、细胞重组的特点与意义2、细胞重组关键技术3、克隆技术的定义与相关理论基础4、克隆技术方法及其现状和发展趋势。学习要求：掌握细胞重组的技术与方法，了解动物细胞的全能性及动物的核移植克隆技术。理论部分---动物细胞工程第十章转基因动物与生物反应器学习内容：1、转基因动物概念及技术流程2、转基因生物反应器

3、转基因技术前景学习要求：了解转基因动物的定义和常用技术，了解动物生物反应器的应用前景，能提出自己对转基因技术的看法。教学资源分析2003年2月出版《细胞工程》高校教材，该教材以细胞工程技术为编写主线。已经发行6万6千册，被中国科技大学等众多高校选用为本科教材或参考书，也被吉林大学等十多家高校作为硕士生、博士生考试的参考书或复试参考书。2007年获得上海市高校优秀教材二等奖。2010年发行第二版１、案例式教学：如在学习动物克隆技术时，以克隆羊多利的制备过程，讲解如何通过体细胞核移植技术得到克隆动物，并要求学生在课前课后分别收集和阅读有关克隆羊的英文文献；教学方法和手段克隆羊多利是如何产生的？核移植！！那么什么是核移植？有问有答激发兴趣教学过程举例

别名:非洲堇、非洲苦苣苔

学名:Saintpaulia

ionantha

别名:非洲堇、非洲苦苣苔

科属:苦苣苔科非洲苦苣苔

属性:为多年生草本植物。喜温暖气候，生长适温18-24℃，16℃以下生长缓慢，忌高温，27℃以上花朵稀少。

应用:植株小巧，四季开花，是室内的优良花卉。

2、多尝试问题式、启发式、讨论式等教学方法教学案例：非洲紫罗兰叶片离体培养愈伤组织诱导叶片接种培养生芽、生根培养炼苗，出苗阶段1阶段2阶段3阶段4非洲紫罗兰叶片离体培养及植株再生

叶片消毒培养基配制激素选择激素浓度配比培养环境控制试管苗品质控制炼苗环境控制激素选择激素浓度配比培养环境控制叶片培养快速繁殖四阶段叶片接种培养设计初步实验，师生协同参与通过个性练习，提高专业技能玻璃化苗

试管褐化苗

组培试管苗评价反馈、指导激励√先由学生自评，

√再由其他学生交流评价，

√教师从实验设计、操作方法、实验环境等方面指导学生评价，√最后教师评价，进行优秀协作小组评选从现象，找原因Section

1Section2Section3Section4Section5第五章动物细胞与组织培养动物细胞的特点动物细胞与组织培养基本技术器官培养干细胞组织工程章节剖析侧重选择3、研究性教学：根据教学内容提出具体的主题如干细胞工程，并提供英文文献范文，让学生以此为基础，分析和判断与主题相关的内容，分组或自己查找英文文献资料，写作专题论文，提供课堂讨论，达到了良好的效果。课程重点、难点解决方法一、理论授课加强教学互动，根据不同的教学内容采用问题情境法、案例式、直观教学、启发式等多样化的教学法二、理论内容与实践内容融合，并增加实践的反复次数三、加强课外辅导和答疑，实行个体化指导，因材施教四、支持学生开展课余的组织培养实践操作活动，做到课内与课外相结合，拓展教学空；五、鼓励学生自行设计实验方案，实施独立操作，具体可在实验实践课活动或课余时间中实施完成。实验安排序号实验项目名称学时分配1实验一植物常用激素及培养基母液配制22实验二无菌操作技术-外植体的消毒与接种43实验三无菌操作技术-愈伤组织的诱导培养44实验四无菌操作技术-愈伤组织的继代和分化培养25实验五传代细胞培养26实验六细胞计数及活力测定27实验七细胞的冻存和复苏28实验八原生质体制备及分离49实验九马铃薯茎尖脱毒410实验十番茄遗传转化4

第八章

胚胎工程教学设计胚胎工程章节的主干内容

单元课题知识要点课时胚胎工程的建立和发展国际胚胎工程的研究和发展我国胚胎工程的发展现状0.5胚胎工程的理论基础哺乳动物的配子发生和融合早期胚胎发育的过程0.5胚胎工程操作技术及原理体外受精和早期胚胎培养胚胎移植和胚胎分割胚胎冷冻3胚胎工程的应用及前景动物繁殖控制技术试管婴儿技术2预期学习目标1.知识目标——明确胚胎工程的建立和发展史，研究对象和内容——了解哺乳动物的配子发生过程及体内受精的过程；掌握早期胚胎发育各个阶段的主要特征——熟悉从动物生殖腺中采集、培养卵母细胞和精子的操作技术及原理，以及人工受精的操作步骤；早期胚胎体外培养的基本条件；——掌握胚胎移植的基本程序及其生理学基础；举例说出胚胎分割的操作方法，以及分割胚的培养和应用；——了解胚胎工程在生产上应用的实例，熟悉试管婴儿技术。

能力目标——能够解说体内受精和胚胎发育是胚胎工程的理论基础，懂得胚胎工程各项操作技术的原理，进一步增强理解能力——图解胚胎工程的基本流程，搜集和整理有关试管动物研究与进展的资料，图解增强获取新知识和信息处理的能力。情感性目标——关注哺乳动物胚胎学知识在胚胎工程上的应用，认同胚胎工程的各项技术手段在生命基础科学、畜牧学和生殖医学领域的重要作用——积极参与利用互联网搜集有关胚胎干细胞、试管动物研究进展的资料，领悟其研究价值及应用前景。创新意识实践能力目标预设与生成学习兴趣与行为保证教师的主导性学生的主体性决定因素制定互动式探究学习策略1.创建一个和谐的互动式探究学习情境，要立足于充分发挥学生的主体性和教师的主导性，促进师生互动和教学相长。2.在互动式探究学习过程中，教师要善于创设适当的教学情境，引导学生从已有的认知结构出发发现和提出问题，主动地查阅、整理和解读相关资料的信息，尝试用获得的新知识解决问题，练习撰写综述性专题报告，并组织学生开展口头交流、辩论等活动。胚胎工程的理论基础部分的教学策略大体如下：

1、胚胎工程的发展不仅对激发学生的学习兴趣具有重要的作用，而且有助于学生体验胚胎工程概念的形成过程。教学时可以按照时间顺序介绍胚胎工程技术的发展历程。但对教学内容的选择和组织既要注重国际上胚胎工程的研究与进展，也要关注我国胚胎工程研究的迅速发展和成果精原细胞2n初级精母细胞2n精子n增殖期成熟期变形期有丝分裂前减数分裂期减Ⅰ期减Ⅱ期减数分裂一个细胞周期2、启发学生回忆配子发生的过程，师生共同用思维导图将精子和卵细胞的生成过程加以概括精原细胞2n次级精母细胞n精细胞n生长期——卵细胞的生成过程中蕴含许多学生未知的知识，尤其是精子入卵与卵子成熟的顺序关系等，从而激发学生的探究兴趣。

卵原细胞(2n)初级卵母细胞(2n)次级卵母细胞(n)2n2nn2n排卵形成透明带合子2n受精2n初级卵母细胞(2n)前间期减2减1形成卵泡胎儿期卵原细胞(2n)2n有丝分裂初情期后——哺乳动物的受精作用要阐明受精的场所、准备和过程，包括精子获能与排卵，以及顶体反应、透明带反应、精子入卵、卵黄膜封闭、卵子成熟和原核融合等生理性变化。结合受精图示，引导学生总结哺乳动物受精过程。成熟排卵精卵相遇、顶体反应精子获能形成阻止多精入卵屏障精卵识别、透明带反应精子入卵、卵黄膜闭锁卵子成熟、原核融合3、胚胎工程技术---体外受精关键：精子获能、卵子成熟由体内受精过程过渡到体外受精技术，学生很快就会理解把握。精子获得并获能成熟卵子的准备流程：（1）精子的采集和体外获能（2）成熟或未成熟的卵母细胞获得（3）卵母细胞成熟培养（4）体外受精（5）受精卵的培养并移植体外受精关键体外受精针对以上各技术流程，教学时提出一些启发性问题。然后逐一展开讨论。例如：哺乳动物每次发情时通常只能排出1～2个次级卵母细胞，怎样促使母畜超数排卵呢?怎样将排输卵管的次级卵母细胞收集起来呢?获取的卵母细胞为什么需要体外培养?如何培养等等。让学生带着问题听课并展开讨论，然后师生共同进行总结归纳。4、胚胎工程技术---胚胎移植（1）先回顾胚胎发育各阶段，把握胚胎移植的确切时间。受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚腔原肠腔原肠胚外胚层中胚层内胚层———————内胚层——中胚层——原肠胚胚的发育：按照一定的次序向内运动受精卵——卵裂——囊胚（2）胚胎移植就是“借腹怀胎”，这项技术是目前的胚胎工程获得后代的唯一方法。教学首先以“借腹怀胎”为出发点，启发学生意识到这项技术涉及提供胚胎的动物(供体)和接受胚胎的动物(受体)。先图示胚胎工程技术流程。教师带领学生总结胚胎移植主要技术流程：选择供体母牛受体母牛……同期发情处理……超数排卵供体公牛配种取出早期胚胎质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）胚胎移植的技术流程未配种（