細胞工程教學大綱-生物技術專業(yè) 教學大綱

《細胞工程》教學大綱課程編碼1151752011356課程類別專業(yè)系列課程課程名稱細胞工程英文名稱CellEngineering學分2建議修讀學期6總學時數(shù)36其中：實踐學時0實驗學時0其他學時0課外學時0預修課程普通生物學；細胞生物學；分子生物學；植物生理學考核方式期末考試+小組討論+平時作業(yè)適用專業(yè)生物技術一、課程目標通過本課程的理論教學，學生應具備以下能力：1．通過對細胞工程的課程學習，掌握細胞工程的主要技術的原理和操作方法，掌握優(yōu)良動植物的人工系列、新品種培育、細胞工程生物制品及細胞療法與組織修復等領域的應用。（支撐畢業(yè)要求2知識整合）2．通過現(xiàn)代信息手段學習細胞工程的原理和技術，并能利用細胞工程的理論和技術來解釋相關的生命現(xiàn)象和解決實際生活中相關的問題。（支撐畢業(yè)要求5技術融合）3、了解現(xiàn)代細胞工程的發(fā)展趨勢，及時了解如動植物生物制藥、干細胞、組織工程、體細胞克隆等為代表的最前沿生物技術的最新研究進展和動態(tài)，更新自身的知識體系。（支撐畢業(yè)要求7自主學習）二、課程目標與畢業(yè)要求的對應關系畢業(yè)要求指標點權重課程目標2.知識整合2-1熟練掌握生物學、生物技術及其與其他相關學科的基本理論、基本知識和基本實驗技能，具備一定的整合生物學專業(yè)理論知識和實驗實踐知識的能力。課程目標14.技術融合4-2理解生物學、生物技術與其他學科及專業(yè)領域的相關性，具備將相關研究方法應用到生物技術相關的科學研究和產(chǎn)業(yè)開發(fā)的能力。課程目標27.自主學習7-2主動及時了解生物技術以及相關領域科學研究的新進展和動態(tài)，進行個人知識體系的更新。課程目標3三、教學內(nèi)容、重難點和課時安排1．動物細胞工程的概論（支撐課程目標1） 2學時1.1動物細胞工程的定義及特點（※）1.2動物細胞工程的主要研究內(nèi)容及應用（※）1.3動物細胞工程發(fā)展的主要標志性階段學習要求：掌握動物細胞工程的定義、特點及研究的主要內(nèi)容，熟悉動物細胞工程發(fā)展的歷程及應用領域；了解細胞工程在生物技術中的地位及與相關學科的聯(lián)系。2．動物細胞工程基礎（支撐課程目標1，2） 2學時2.1生殖細胞與早期胚胎發(fā)育（※）2.2細胞培養(yǎng)的基本條件（實驗室布局、主要設備、實驗用品及空氣凈化條件）2.3動物細胞工程基本研究方法（無菌技術、顯微技術、細胞觀察與分析、細胞分離）（※）學習要求：結合自主復習細胞生物學相關的知識，回顧與細胞工程相關的基本理論知識，掌握動物生殖細胞與早期胚胎發(fā)育的過程；熟悉實驗室基本條件；重點掌握動物細胞工程的基本研究方法。3．動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)與生物制藥（支撐課程目標1，2） 4學時3.1動物細胞體外培養(yǎng)的特點（生長特點、遺傳學特征、代謝調(diào)節(jié)、影響因素等）3.2動物細胞的培養(yǎng)工程與生物反應器（培養(yǎng)模式、培養(yǎng)工藝、生物反應器）（※）3.3動物細胞培養(yǎng)生物制藥（疫苗、基因工程藥物、抗體藥物、蛋白藥物等）學習要求：了解體外培養(yǎng)的動物細胞體外培養(yǎng)的特點（生長特點、遺傳學特征、代謝調(diào)節(jié)、影響因素等）；掌握動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)的培養(yǎng)模式、培養(yǎng)工藝及常用的生物反應器類型。熟悉動物細胞培養(yǎng)在生物制藥（疫苗、基因工程藥物、抗體藥物、蛋白藥物等）等領域的應用。4．細胞融合與單克隆抗體（支撐課程目標1，2） 4學時4.1動物細胞融合的生物學基礎與分子機制（※）4.2動物細胞融合技術（生物法、化學法、物理法、新方法）（※）4.3動物細胞融合技術的應用4.4單克隆抗體原理、制備流程（※）4.5新型單克隆抗體制備技術4.6單克隆抗體的應用（醫(yī)學檢驗、農(nóng)牧業(yè)、食品安全、疾病治療）學習要求：了解細胞融合的生物學基礎與分子機制及應用；掌握細胞融合技術的方法、原理及應用、重點掌握單克隆抗體的原理、制備流程及其應用。了解新型單克隆抗體技術。5．干細胞與組織工程（支撐課程目標1，2，3） 4學時5.1干細胞的生物學特性5.2胚胎干細胞的建系和鑒定5.3成體干細胞及其應用（※）5.4誘導多能干細胞（IPS）（※）5.5組織工程5.6組織工程基本要素（種子細胞、支架材料和細胞因子）（※）5.7組織工程的技術路線與方法5.8組織工程產(chǎn)品（皮膚、骨骼、肌腱、血管）學習要求：結合自主復習細胞生物學關于干細胞的知識，理解干細胞相關的基本概念，熟悉掌握胚胎干細胞系體外培養(yǎng)的關鍵技術；重點掌握成體干細胞研究和應用的優(yōu)缺點及在臨床醫(yī)學上應用進展；掌握IPS的定義及研究意義；重點掌握組織工程的定義、基本要求（種子細胞、支架材料和細胞因子）、熟悉組織工程的技術路線，了解目前主要的組織工程產(chǎn)品。6．基因打靶與轉基因動物（支撐課程目標1，2） 2學時6.1基因打靶概念及操作流程6.2轉基因動物細胞生物反應器（※）6.3轉基因動物生物反應器學習要求：了解基因打靶的發(fā)展歷史，掌握基因打靶概念及操作流程，正負篩選法的基本原理。掌握轉基因動物的制備方法；理解掌握轉基因動物生物反應器的制備原理及流程；了解轉基因技術存在的問題與最新研究進展。7．動物染色體工程（支撐課程目標1，2） 2學時7.1多倍染色體技術（※）7.2雌雄核技術7.3染色體轉移技術7.4人工染色體技術學習要求：掌握動物染色體倍性改造的原理；掌握動物染色體結構改造的原理，重點掌握人工染色體的概念及主要的人工染色體。熟悉動物染色體工程研究的主要內(nèi)容；動物染色體加倍技術分類、特點及適用對象。8．動物生殖細胞工程（支撐課程目標1，2） 2學時8.1精子和卵子的獲取8.2X、Y精子的分離83體外受精技術及其應用（試管嬰兒）（※）8.4顯微受精技術8.5精子和卵子的冷凍保存學習要求：了解精子和卵子的獲取方法，X、Y精子的分離的方法及現(xiàn)實意義；重點掌握體外受精技術基本過程及其應用（試管嬰兒）。掌握顯微受精基本原理、方法及影響因素，熟悉精子和卵子的冷凍保存。9．動物胚胎工程（支撐課程目標1，2，3） 2學時9.1胚胎移植技術（※）9.2胚胎分割9.3嵌合體技術9.4早期胚胎性別控制與鑒定9.5動物克隆技術的原理（※）9.6克隆動物的制備（※）學習要求：掌握動物胚胎移植的概念、原理和技術程序；熟悉動物胚胎分割技術的概念、原理、主要方法及影響因素；熟悉動物嵌合體的概念、制作方法及主要用途；了解動物早期動物性別鑒別的概念、意義及其方法；重點掌握細胞核移植和動物克隆的主要操作程序。了解動物克隆所帶來的社會影響。10．植物組織與器官培養(yǎng)（支撐課程目標1，2）（※） 4學時10.1定義與基本原理10.2植物組織培養(yǎng)的應用10.3植物組織培養(yǎng)中快繁技術10.4人工種子10.5植物組織與器官的生物反應器培養(yǎng)10.6植物組織與器官培養(yǎng)存在的問題學習要求：了解植物的組織和器官培養(yǎng)的概念及基本原理，理解植物細胞分化與形態(tài)建成的過程?；趲追N模式植物，熟悉常規(guī)植物組培的操作步驟，并掌握植物組織與器官培養(yǎng)的應用前景。11．植物細胞培養(yǎng)（支撐課程目標1，2） 4學時11.1植物細胞培養(yǎng)的方法11.2植物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基11.3植物單細胞培養(yǎng)（※）11.4植物細胞培養(yǎng)的意義的應用舉例11.5植物細胞的生物反應器大規(guī)模培養(yǎng)11.6植物細胞兩相培養(yǎng)技術11.7植物細胞的生物反應器固定化培養(yǎng)11.8植物細胞培養(yǎng)存在的問題與發(fā)展趨勢學習要求：了解植物細胞培養(yǎng)（包含植物單細胞培養(yǎng)）的具體操作流程，理解植物細胞培養(yǎng)的意義與應用價值。了解植物細胞培養(yǎng)的生物反應器培養(yǎng)技術的原理及方法，掌握現(xiàn)有植物細胞培養(yǎng)技術中存在的問題及未來發(fā)展趨勢。12．植物轉基因（支撐課程目標2，3） 4學時12.1植物組織和細胞培養(yǎng)在植物轉基因中的應用（※）12.2植物生物反應器12.3轉基因植物的潛在風險和應對措施學習要求：了解植物組織培養(yǎng)和細胞培養(yǎng)在植物轉基因過程中的重要性，熟悉植物轉基因及基因編輯技術的原理及操作流程，理解轉基因植物的潛在風險，并樹立正確的轉基因在植物或作物中的應用觀念。四、課程教學方法1、教學方式：本課程主要采用線上和線下相結合的教學方法。2、教學手段：（1）線上教學主要是通過BB網(wǎng)絡平臺課前布置下次課的授課內(nèi)容，督促學生提前預習。課后可通過BB網(wǎng)絡平臺對學習的課程進行討論，在BB網(wǎng)絡平臺提供一些小視頻、圖片等學習材料，增加學生的學習興趣，使老師和學生保持良好的溝通交流。并隨時布置作業(yè)，來檢查學生對知識的掌握情況。（2）線下教學主要采用課堂教學的模式，教師通過PPT課件和動畫等多媒體手段講授知識，通過提問和小組討論的方式和學生進行現(xiàn)場的交流和互動。并隨堂布置一些思考題，以便學生更好地掌握課堂內(nèi)容。五、實踐教學安排本門課程為專業(yè)系列課程的理論課，沒有實驗教學的安排。本課程通過Bb平臺設置小組討論的學習內(nèi)容。學生以小組為單位，針對課程相關的某個國際熱點和前沿的分子生物學理論或技術問題，針對其發(fā)生發(fā)展、主要內(nèi)容及展望進行概括綜述，并在Bb平臺的討論區(qū)發(fā)表。各組之間對內(nèi)容進行討論和評價。討論內(nèi)容的質量以及參與程度，將作為小組討論的考核依據(jù)。六、課程教學評價課程教學目標考核內(nèi)容實施方式課程目標1通過對細胞工程的課程學習，掌握細胞工程的主要技術的原理和操作方法，掌握優(yōu)良動植物的人工系列、新品種培育、細胞工程生物制品及細胞療法與組織修復等領域的應用。1、對細胞工程的一些基本概念有所了解。2、掌握細胞工程的基礎理論3、掌握細胞工程所涉及的主要技術的原理及基本步驟。4、了解細胞工程技術在實際中的應用。Bb平臺小組討論期末考試課程目標2通過現(xiàn)代信息手段學習細胞工程的原理和技術，并能利用細胞工程的理論和技術來解釋相關的生命現(xiàn)象和解決實際生活中相關的問題。1、熟悉細胞培養(yǎng)、細胞融合、體外受精、細胞核移植、轉基因等細胞工程常用技術。2、掌握細胞工程技術在生物制品、動物植物快速繁殖、新品種培育、細胞治療和組織修復等領域的應用。平時作業(yè)（1）Bb平臺小組討論期末考試課程目標3了解現(xiàn)代細胞工程的發(fā)展趨勢，及時了解如動植物生物制藥、干細胞、組織工程、體細胞克隆等為代表的最前沿生物技術的最新研究進展和動態(tài)，更新自身的知識體系。1、了解動植物細胞生物制藥、體細胞克隆、干細胞、組織工程等前沿技術的最新研究進展和動態(tài)。2、了解干細胞在細胞療法、組織再生及基因治療等領域的發(fā)展?jié)摿?。平時作業(yè)（2）Bb平臺小組討論期末考試七、成績評定方法1、成績評定方式學生的成績由期末考試（70%）；Bb平臺小組討論（1次）：10%；平時作業(yè)（2次）：20%；平時作業(yè)：共布置2次平時作業(yè)（動植物各1次），作業(yè)為小的綜述性論文，開放式題目，主要針對《細胞工程》目前研究熱點或前沿的技術為主，評價依據(jù)：主要根據(jù)內(nèi)容的前沿性、系統(tǒng)性、實用性等評定。小組討論：在Bb平臺上布置1次以小組為單位的討論，討論內(nèi)容的質量占該部分成績的60%，討論的參與程度占40%。2、課程目標達成度評價方式【請在下表中說明各課程目標采用的評定方式，每個課程目標下，各評定方式的權重之和應為100%】課程教學目標期末考試小組討論平時作業(yè)2分值權重分值權重分值權重課程目標18080%2020%00課程目標22020%3030%5050%課程目標3005050%5050%課程目標達成度計算方法：1、課程分目標達成度=課程分目標下各評定方式的“學生平均成績/分值*權重”之和。2、整體課程目標達成度：各課程分目標達成度的最小值。八、課程學習資源1、選用教材教材名稱編者出版社出版時間是否馬工程教材備注細胞工程李志勇高等教育出版社2018年否2、主要參考書目（1）鄧寧主編《動物細胞工程》2014年科學出版社（2）潘瑞熾主編《植物細胞工程》2010年廣東高等教育出版社3、其它學習資源（1）BB網(wǎng)絡平臺（2）線上精品課：/sCourse/course_2946.html細胞工程（國家級資源共享課）上海交通大學李志勇中國大學精品開放課程/course/JNU-1207122805#/info動物細胞工程暨南大學鄧寧中國大學慕課MOOC/sCourse/course_2734.html細胞工程學（（國家級資源共享課）華中科技大學柳俊中國大學精品開放課程九、課程學習建議（一）自主學習：1、建議學生通過網(wǎng)絡、圖書館自主查閱課程中涉及的學習資源，針對不同的討論主題，自主課下學習，充分發(fā)揮自身的學習能動性。2、建議課后及時登錄Bb平臺，認真參與小組討論，培養(yǎng)自身提出問題、分析問題和解決問題的科學探究以及創(chuàng)新能力。（二）研究性學習學生可以對感興趣的某一前沿主題或應用案例，查閱相關的研究文獻資料，并將其整理讀書報告等形式，形成研究性學習論文，提高自身分析及解決問題的能力。十、評分標準課程目標評分標準90-10080-8970-7960-690-59優(yōu)良中及格不及格課程目標1通過對細胞工程的課程學習，掌握細胞工程的主要技術的原理和操作方法，掌握優(yōu)良動植物的人工系列、新品種培育、細胞工程生物制品及細胞療法與組織修復等領域的應用。能夠扎實掌握細胞工程的主要技術的原理和操作方法，掌握優(yōu)良動植物的人工系列、新品種培育、細胞工程生物制品及細胞療法與組織修復等領域的應用。能夠較好掌握細胞工程的主要技術的原理和操作方法，掌握優(yōu)良動植物的人工系列、新品種培育、細胞工程生物制品及細胞療法與組織修復等領域的應用。能夠掌握細胞工程的主要技術的原理和操作方法，掌握優(yōu)良動植物的人工系列、新品種培育、細胞工程生物制品及細胞療法與組織修復等領域的應用。能夠基本掌握細胞工程的主要技術的原理和操作方法，掌握優(yōu)良動植物的人工系列、新品種培育、細胞工程生物制品及細胞療法與組織修復等領域的應用。未能掌握細胞工程的主要技術的原理和操作方法，掌握優(yōu)良動植物的人工系列、新品種培育、細胞工程生物制品及細胞療法與組織修復等領域的應用。課程目標2通過現(xiàn)代信息手段學習細胞工程的原理和技術，并能利用細胞工程的理論和技術來解釋相關的生命現(xiàn)象和解決實際生活中相關的問題。能夠熟練通過現(xiàn)代信息手段學習細胞工程的原理和技術，并能利用細胞工程的理論和技術來解釋相關的生命現(xiàn)象和解決實際生活中相關的問題。能夠較為通過現(xiàn)代信息手段學習細胞工程的原理和技術，并能利用細胞工程的理論和技術來解釋相關