基因工程与细胞工程

关键词：

基因工程与细胞工程（精选8篇）

篇1：基因工程与细胞工程

干细胞与组织工程

干细胞研究始于20世纪60年代,发展迅速,在12月美国Science杂志公布的年度十大科学成果中名列榜首.再度被Science杂志评为世界十大科学成就之一.目前,干细胞研究几乎涉及所有生命科学和生物医药领域.本文主要就干细胞在组织工程研究中的应用做一综述.

作 者：王明科 罗成基 邹仲敏 作者单位：第三军医大学军事预防医学院防原医学教研室,全军复合伤研究所创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室,重庆,400038刊 名：重庆医学 ISTIC PKU英文刊名：CHONGQING MEDICINE年，卷(期)：35(21)分类号：Q2 R318.19关键词：干细胞 组织工程

篇2：基因工程与细胞工程

北京师范大学附属实验中学（100032）

林祖荣

——本文载《中学生物教学》2010年第10期

摘要

本文针对“细胞工程”的教学实践提出了创设问题情境，适当拓展过程，注重通过科学技术与社会间的关系揭示知识间的内在联系，并形成网络化的知识结构的教学建议，并通过具体的教学案例进行了分析。

关键词

细胞工程

教学案例

教学实践与体会

生物科技

“细胞工程”是人教版《生物．选修3．现代生物科技专题》中的专题2，以下分主题以教学案例的形式谈一谈教学实践和体会。创设问题情境，激发学生思维

创设一个合适的问题情境，不仅有助于激发学生的学习兴趣与探究学习的欲望，而且能启动学生的思维，引导学生进入思维轨道中来。

案例1：植物组织培养的教学片段

师：春天，如果你把月季的枝条剪下来，扦插在花盆里，过段时间你可能会发现，这个枝条变成了一棵月季。这种技术叫什么？ 生：这叫扦插。

师：对，这是无性繁殖中的扦插。请大家设想一下，如果我们把这个枝条剪得短一些呢？有可能扦插成功吗？ 生：能。

师：那如果我们继续将它剪得更短一些呢？ 生：……

师：如果我们不断地将枝条分割下去，最后留下的是一个细胞呢？

1902年，德国植物学家哈伯兰特(Haberlandt)就猜测：如果给细胞提供和生物体内一样的条件，每个细胞都应该能够独立生活并且发育成完整的个体。据此，哈伯兰特大胆提出要在试管中人工培育植物。哈伯兰特本人，以及后来的德国植物胚胎学家汉宁(Hanning)等人，都用植物的叶、茎、根、花的小块组织或细胞，进行过培养试验，但他们都没有获得成功。你认为哈伯兰特作出这种猜测的依据是什么？ 生：细胞有全能性。

师：对。通过必修1《分子与细胞》的学习，我们已经知道，将离体的植物组织细胞培养成完整的植物体的技术叫植物组织培养。这种技术现在已很成熟，在生产上也得到了广泛的应用，我们的实验室也能进行这种培养，但当初哈伯兰特以及汉宁等科学家的尝试却没有成功，你认为原因是什么呢？

（学生提出各种观点）

师：大家分析得有道理，限于当时的科学技术发展水平和设备等条件的限制，哈伯兰特等科学家没有尝试成功，但却为后人提供了很多可以借鉴的经验。

1937年，美国科学家怀特(White)配制出了植物组织培养用的培养基，他和当时的一些科学家，用烟草的茎段形成层细胞和胡萝卜根的小块组织，在人工培养的条件下，成功地诱导出了愈伤组织，植物组织培养终于取得了重大突破，但是他们未能从愈伤组织中诱导出芽和根来。1958年，美国植物学家斯图尔德(F.C.Steward)等人，用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养，终于得到了完整植株，并且这一植株能够开花结实，也证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能性的预言。科学家从提出预言到预言被证实，用了50多年的时间，在这期间你认为科学家主要摸索与探究的问题是什么？ 生：细胞培养需要什么样的条件。师：能不能稍具体些？

生：培养基的配制，培养过程中要控制的条件。

师：非常有道理。我们在扦插植物的时候考虑的也是插在什么样的土壤中，扦插后如何进行管理，组培也一样。但组织培养到底需要什么样的培养基，又需要什么样的培养条件呢？我们先了解教材中的实验介绍，然后再作分析与讨论。上面的教学片段，展示的是植物组织培养从预言到通过实验探究使预言成为事实的大体过程。通过这一情境的创设，不仅引起学生对于植物组培技术的学习兴趣，也使学生了解植物组织培养技术的发展轨迹。使学生感悟，从植物枝条扦插可以成活，到细胞可以培养成完整个体的推测是一个逻辑推理的过程，正是这种推测，才会有异想天开的预言，有了预言才会促使人们去验证这种预言的成立，一个原本看似天方夜谭的猜测才会成为事实。同时也使学生明确，科技的发展是漫长而曲折的过程，需要经过许多科学家的共同努力。不同的细胞工程技术教学内容，创设的问题情境是不同的。从诱人的应用前景或者从解决现实社会生活中的问题入手，都可以创设出既能引起学生兴趣，又可以诱导学生思维的问题情境。通过技术操作原理分析，揭示技术与科学间的联系 技术的发展来自于科学理论的转化以及实践经验的总结。在教学过程中，由科学理论推测技术以及从技术入手分析其原理，是两种基本的教学策略，都有助于揭示技术与科学间的相互联系。

案例2：植物组织培养中培养基的配制

师：前面提到，影响组织培养的因素包括植物组织材料、培养基以及培养条件等方面，其中培养基的配制是一个重要方面。下面是MS培养基的配方。（投影配方。配方参见选修1：生物技术实践P84，此处略）这是最常用的一种植物组培培养基。MS是两位科学家Murashige and Skoog的缩写，这是他们于1962年为烟草细胞培养设计的，该培养基适合于大多数植物的组织培养。

这个配方是科学家经过无数次的实验而得出的，分析此配方，你认为配方中的成分有什么特点？起什么作用？ 生；（讨论后回答）配方中含有多种植物生长必须的无机盐，还含有多种有机物。

师：植物生长需要无机盐，而且对不同无机盐的需要量有差异，因此配方中加入了多种无机盐，有些量多，有些量少，这些都很好理解，但为什么还要加入有机物呢？栽培植物体的时候我们并不需要给植物提供有机物呀。

生1：植物体是自养型的，能通过光合作用合成有机物，而培养的植物细胞不具有光合作用的能力。

生2：教材上介绍脱分化阶段是在黑暗条件下进行的，细胞也不能进行光合作用。因此，就需要在培养基中添加有机物。生3：植物体是一个整体，不能进行光合作用的细胞可以从其部分获得所需要营养物质，但组织培养的细胞是离体的，只能从培养基中获取营养物质。

师：分析得非常好。那培养基中的琼脂也是提供有机营养的吗？ 生：不是。它是凝固剂，用于配制固体培养基的。师：说得对，我这里补充说明，有机物还可以维持细胞的渗透压，使细胞保持正常的生理状态。在我们刚才分析的MS培养基中，包括了无机盐（矿质元素）、有机物以及琼脂，但这个培养基只是个基础培养基，在实际进行组培时还需要根据培养要求等加入相关的激素。下面是胡萝卜细胞培养中添加的激素（投影）：（1）诱导胡萝卜愈伤组织

在MS培养基中加入质量分数为0.5 mg/L的6-苄氨基嘌呤（细胞分裂素的一种）和质量分数为0.5 mg/L的奈乙酸（生长素的一种）（2）诱导胡萝卜丛芽

在MS培养基中加入质量分数为2 mg/L的KT（激动素，能促进细胞分裂的激素）和质量分数为0.2 mg/L的NAA（3）诱导胡萝卜生根

在1/2MS培养基中加入质量分数为0.1 mg/L的NAA 根据上面的资料，你认为激素在植物组织培养中起什么作用？

生：不同种类的激素能诱导细胞的脱分化与再分化。师：继续看下面的资料（投影）：

资料1：用不同种类和比例的植物激素处理离体培养的烟草茎髓，发现当细胞分裂素/生长素的比值低时诱导根的分化；两者的比例处于中间水平时，愈伤组织生长而不分化；两者比值较高时，则诱导芽的分化。资料2：使用顺序

实验结果

先使用生长素，后使用细胞分裂素

有利于细胞分裂，但细胞不分化

先使用细胞分裂素，后使用生长素

细胞分裂也分化

同时使用

分化频率提高

根据上面的资料，你能得出什么结论？

生：植物激素对细胞的脱分化与再分化起到决定性的作用，培养基中添加的植物激素的种类、浓度、使用顺序以及比例等，都会影响实验的结果。师：（总结，略）

上面的案例以资料信息的方式给出了MS培养基的配方以及采用不同激素添加后得到的不同结果，要求分析得出结论。这是对技术实践进行理论分析与总结的过程。培养基的配方是建立在无数次实验基础上的，很难完全通过理论分析而得出，因此对此类内容就不大适宜通过理论分析进行具体的推测，而从已有的经验与结果入手分析结论与研究的方法更贴近。

3．关注技术应用，体现科技发展对社会的影响

科学技术的价值在于应用，在于技术的成果对于社会的作用。在细胞工程的教学中，让学生了解技术的应用不仅是教学的目标，而且可以使学生体会到技术的实用价值，有助于激发学生的学习兴趣。对于技术应用的教学，笔者认为一方面要注重将应用与技术的联系，另一方面要引导学生辩证全面看待科技发展的成果，合理利用科技的成果。

例如，植物组织培养的应用，教材从植物繁殖的新途径、作物新品种的培育以及细胞产物的工厂化生产三个方面来介绍。教学中，笔者要求学生根据组培过程进行分析：在愈伤组织阶段，利用已脱分化的细胞进行培养，就可以获得细胞的代谢产物。借鉴微生物发酵技术，将植物细胞在培养液中悬浮培养就可实现细胞代谢产物的工厂化生产。再分化形成的胚状体，类似于种子的胚，如果加上人工种皮、充填营养就可以生产人工种子。从组培的外植体来看，不仅可以是体细胞，还可以是生殖细胞。生殖细胞培养得到的植株就是单倍体，这是单倍体育种的基本环节。植物组培是从细胞到植物体的培育过程，不受种子与繁殖季节的制约，因此可以做到大量快速繁殖，是一种“高保真”的微型繁殖。也正是因为植物组培是从细胞到植物体的过程，突变的细胞，被导入目的基因的受体细胞，体细胞杂交得到的杂种细胞，要培育形成相应的植物体，都离不开组织培养，等等。

上述分析，不是对植物组培应用的简单罗列，而是将应用与组织培养的各个环节以及技术操作特点相联系，使应用建立在技术的基础上。

科技对社会发展的促进作用不言而喻，但也不能回避科学发展对社会可能带来的负面影响。在教学中，我们不是简单告诉学生某种技术对社会影响的是与非，而是要求学生能关注社会，关注社会的热点问题，学会用辩证的、批判性的思维来看待科技发展的两面性。

4．注重学习技术过程，拓展学生的认识

鉴于教材是以专题的形式呈现的，其内容侧重以知识内在的逻辑来构建，因此有些技术操作、原理及应用都只是一种概括性的介绍。在教学过程中，将结论过程化，在过程中得出结论，不仅是有助于学生对知识结论的理解与记忆，更有助于训练学生的思维。

例如，单克隆抗体技术中的关于杂交瘤细胞的筛选，教材中只是介绍“特定的选择性培养基进行筛选”，这个特定的选择性培养基到底有什么特点？如何利用它进行筛选？

案例3：动物细胞融合与单克隆抗体技术教学片段 师：诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，能否保证所有细胞都形成杂交瘤细胞？ 生：不能。

师：那你认为诱导融合后可能会有哪些细胞类型？ 生：可能有两两融合的类型，如B淋巴细胞互相融合的，骨髓瘤细胞互相融合的，B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞，多细胞融合的以及没有被融合的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞。

师：对。这就是说经过诱导融合，得到的是个“大杂烩”，其中显然只有杂交瘤细胞是我们所希望得到的。这就面临着一个需要解决的问题：如何将杂交瘤细胞从“大杂烩”中给筛选出来。教材介绍了什么方法？ 生：用特定的选择性培养基进行筛选。师：这种选择性培养基应具有什么功能？

生：只有融合的杂交瘤细胞才能生长，其余细胞都会死亡，从而能筛选出杂交瘤细胞。

师：什么样的培养基才能起到这种筛选作用呢？请大家看下面的资料：细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。淋巴细胞一般不能分裂增殖，而骨髓瘤细胞能不断的分裂增殖。淋巴细胞中DNA的合成有两条途径，而选择用来细胞融合的骨髓瘤细胞只有D途径，没有S途径。根据这一信息，你能否设计一个方案，从培养液中把杂交瘤细胞给筛选出来呢？

生：在培养液中加入氨基喋呤，然后从中选择能够生长的细胞就可以了。

师：分析一下为什么？

生：氨基喋呤会阻断D途径，加入氨基喋呤后，只有D途径合成DNA的骨髓瘤细胞以及同核融合细胞就会因不能合成DNA而死亡；含有S途径的淋巴细胞以及同核融合的细胞尽管有DNA合成的途径，但本身由于细胞不能增殖，因此也会在培养基中死亡。只有杂交瘤细胞，通过融合，既具有了骨髓瘤细胞能增殖的特点，又具有了淋巴细胞的S途径能合成DNA，才能在培养液中生长。

师：分析得很好。不过，刚才的分析中没有提及多细胞融合的，此类细胞通常不会增殖，因此在培养基中培养一段时间后就会死亡。这样，在培养基中选择出来的就只有杂交瘤细胞了。杂交瘤细胞既具有骨髓瘤细胞能无限增殖的能力，又具有B淋巴细胞能产生抗体的功能，那么任何两种细胞间都能通过融合而具有两个亲本细胞的遗传性并且能够稳定遗传吗？ 生：我猜测不一定。不同细胞融合后可能也会出现相互排斥的现象。

师：猜得有道理。请看下面的资料（投研究者用人的细胞与小鼠体细胞进行杂交得到的杂种细胞含有双方的染色体。但杂种细胞在持续分裂过程中仅保留鼠的染色体而人类染色体则逐渐丢失，只剩一条或几条。右图是人的缺乏HGPRT 酶突变细胞株（HGPRT-）和小鼠的缺乏 TK 酶细胞株（TK一）融合后并在HAT培养液中培养的过程，结果表明，能够存活的细胞中存在人的染色体的情况有两种，一是只会有17号染色体存在，另一种是有3号和17号染色体同时存在。已知只有同时具有 HGPRT 酶和 TK 酶的融合细胞才可在 HAT 培养液中长期存活与繁殖。这个意外的结果，让研究者找到了将基因定位于染色体上的一种方法。

分析上面的资料，你认为可以定位哪种细胞的基因？能定位何种基因？分析你的理由。

生：由于只有同时含有HGPRT 酶和 TK 酶的融合细胞才可在 HAT 培养液中长期存活与繁殖，而融合细胞小鼠的染色体不丢失，也就是HGPRT酶不会缺乏，这样融合细胞能否存活就取决于是否有TK酶。根据资料信息，TK酶的基因在人的染色体上，因此如果融合细胞能存活，必定含有人的TK酶基因。根据实验结果，融合细胞必须含有17号染色体才能存活，由此就可推断人的TK酶基因位于17号染色体上。

师：这是首例用细胞融合的方法进行的基因定位。人鼠细胞融合，没有留下双亲细胞的遗传性，但却找到了基因定位的一种方法，可谓是失之东隅，收之桑榆。在科学的发展史上，很多的发现都来自于“失败”，来自于“意外”，但要从失败与意外中有新的发现，需要研究者有敏锐的意识与眼光。

上面的教学片段一是将杂交瘤细胞的筛选方法具体化、过程化了；二是拓展了细胞融合的应用范围，将通过细胞融合进行基因定位的技术补充了进来。但需要强调的是上述拓展与补充的内容并不是教学的目标，这些内容是以信息的方式呈现给学生的，除拓展学生的视野，加深学生的认识外，更主要的目标在于以此内容为载体训练学生的思维，提高信息处理能力。如果将这些内容灌输给学生并要求学生掌握，那就偏离了教学目标。

5．重视归纳总结，形成知识的网络结构

揭示知识间的内在联系，使学生的知识结构化、网络化是教学的基本要求。根据生物工程内容的特点，笔者引导学生从科学、技术、社会三个层面进行构建，具体指导以技术操作流程为核心，在此基础上分析操作的原理（科学），分析应用（社会）与技术的联系。案例4：植物的组织培养的结构图

（图略）

通过此图揭示以下问题，并将它们联系成一个相对完整的结构。（1）植物组织培养的操作流程是什么？（2）什么可以作为外植体？为什么？（3）脱分化在什么条件下才能实现？为什么？（4）愈伤组织有什么特点？（5）再分化的实现需要什么条件？（6）植物组织培养有哪些应用？分别是哪个阶段的应用？这些应用的依据是什么？

篇3：细胞工程教学改革与探索

1 加强师资队伍建设

1.1 组建教学团队

为了解决教学内容学科跨度大、背景不同的问题, 打破传统的一人一课的教学模式, 组建教学团队, 将教学内容分为不同的教学模块。每一模块由具有相应专业背景的教师承担, 力争紧跟各教学内容的学科前沿。

1.2 提高教师教学水平

为了提高教学水平, 课题组成员定期进行现代教学思想和现代教学方法的学习与讨论;定期组织在教学方法上有建树的专家进行听课和有针对性的评课;督促教师认真备课, 业务上要精益求精, 特别要求教学内容要紧跟学科前沿, 使自己成为本专业的真正专家和学者, 站在本专业知识发展前沿。同时不定期展开自评和互评, 以促进整体教学水平的提高。

2 融合科技发展, 改革、更新教学内容

细胞工程是一门涉及面较广的综合性学科, 无论是教师的教, 还是学生的学都具有一定的难度, 这就要求在授课内容的选择上, 即要注意内容的系统性与完整性, 又要保证授课内容的全面、趣味、实用。结合生物技术专业的教学目的和现有教材, 在课程内容上, 主要围绕以下几个方面展开:一是细胞工程基础, 包括基本概念, 主要研究内容, 细胞培养的基本设施、条件、方法和技术等;二是植物细胞工程, 包括植物组织培养、脱毒与快繁、单倍体诱导与育种、胚胎培养、体细胞胚胎发生和人工种子技术、原生质体融合、染色体工程转基因技术等三是动物细胞工程包括动物细胞培养、细胞融合、染色体工程、细胞重组与克隆、转基因动物与生物反应器等;四是细胞工程的实践与应用, 包括细胞工程及其相关技术的发展现状与应用进展, 及其产业化发展前景等。

此外, 由于当今世界科学技术突飞猛进, 知识信息量增长迅速, 细胞工程的研究内容也日新月异, 新技术、新方法不断涌现。这就要求任课教师在教学中要适时地调整并更新教学内容, 站在现代科技发展的前沿, 掌握生物工程领域科技发展的最新动态, 及时把这些动态、研究成果以及有待攻关的重大课题融入教学内容, 激发学生学习探索新知识的兴趣, 提高学生的综合能力。如在讲解“克隆技术”时, 及时把国内外最新的成果向学生传播, 包括2007年12月14日韩国孔一根教授通过一只成年雌性土耳其安哥拉猫的表皮细胞克隆出3只含荧光蛋白的白色小猫;2009年1月Cloning and Stem Cells杂志网络版报道, 山东省干细胞工程技术研究中心、烟台毓璜顶医院成功获得人体细胞克隆胚。又如在讲解“染色体工程”时, 结合2009诺贝尔生理医学奖的最新成果进行阐述。

3 改革教学方法

3.1 采用启发式、探究式教学方法

作为综合技术课程, 细胞工程的各章节逻辑性不强, 理论表述较少, 应用技术细节较多, 给欠缺基础知识的学生在理解、记忆课本内容时带来较大的难度。因此, 在教学过程中, 要大力提倡启发式、问题探究式、讨论式、训练与实践式教学方法, 鼓励学生大胆质疑、自由探索, 最大限度地发挥学生学习的主动性、积极性和创造性。例如在讲授细胞重组与克隆过程中, 只讲解细胞重组和克隆相关原理, 而克隆的最新进展则由学生在查阅资料后, 对其做讲解和归纳总结, 由教师和其他学生给予评价和修正。

3.2 应用现代教学手段, 提高教学质量

细胞工程是一个基础性和实践性很强的学科, 课程的信息量大, 内容基本是微观水平, 传统的的教学模式无法为学生呈现如此大信息量的课程内容, 而且也很容易引起学生对课程的懈怠, 降低学习兴趣, 影响教学效果。为了提高教学效果, 以计算机为工具, 通过多媒体、教学录像、网络资源、CAI课件等现代化教学手段, 不仅可以向学生提供丰富多彩的教学信息, 还可以提供更加美观的人机交互界面, 充分调动学生的情绪、情感、注意力和兴趣[3]。这样就可以使那些抽象的、在普通条件下难以观察到的过程直观而形象地展示出来, 有利于增长学生独立灵活地分析问题、解决问题的能力, 提高教学质量, 同时激发学生的学习兴趣。

3.3 开展各种教学活动

在正常的授课之余, 还尝试打破常规的教学方式, 开展丰富多彩的教学活动, 对于培养学生学习兴趣、充分调动学生学习积极性有着很好的效果[4]。如在期中时, 给学生布置写一篇综述的任务, 题目和内容自定, 只要是学生自己感兴趣、与本学科内容相关的即可。学生通过查找资料, 对生物学科产生了浓厚的兴趣, 甚至产生了以后从事这方面工作的愿望, 有的还主动找到教师, 申请提前进入实验室。又如在教学过程中, 尝试让学生在学完每章内容后自己试编题并给出答案, 然后以作业的形式上交, 教师综合学生编写的题目和各方面资料建立题库。这种形式, 一方面, 体现尊重学生、信任学生的教学原则, 同时极大地调动了学生学习细胞工程的积极性和主动性;另一方面, 学生编题的过程也是学习掌握的过程, 让学生的学习达到事半功倍的效果。

4 改革考核方式

目前, 大多大学生对期末考试“一考定终身”不满, 因此, 制定科学可行的考核办法对提高学生的学习积极性和改进教学效果都具有重要的作用。为了引导学生全面发展, 科学评价学生的学习情况, 该课程针对目前考试中存在的问题, 从以下几个方面进行了考试模式的改革探索:一是在考试内容上除了包括课程的基础理论、基本知识、基本技能等, 同时也考察学生的在融会贯通基础上分析问题、解决问题的能力;二是加强平时成绩考核, 将课堂的出勤、回答问题、作业、讨论及课堂讲述等情况记入平时成绩;三是最后总评分时按平时成绩占30% (作业、出勤、课堂的参与程度等) , 平时的课堂活动、创新活动占10% (包括撰写研究综述、运用细胞工程技术手段、设计方案解决实际问题、成立兴趣小组、参与课题研究、课堂讲课等) , 期末考试占60% (注重考查运用理论知识解决实际问题的能力) 。

5 结束语

在科技竞争、人才竞争、经济和科学技术迅速发展的形势下, 通过研究与探索细胞工程课程教学体系, 把最新的科技发展成果融入到教学内容中, 采用先进的教学内容和现代化的教学方法与手段, 改革考核方式, 细胞工程课程教学改革取得了一些成绩。今后, 要不断通过学习掌握新的知识、提高自身的理论认知水平, 同时每次上课前精心备课, 并在教学实践中对课程教学体系不断改进, 提高细胞工程的教学质量。

摘要：根据细胞工程教学实际, 从师资队伍、教学内容、教学方法及考核方式等方面进行探讨, 以为细胞工程教学改革提供新思路。

关键词：细胞工程,教学改革,考核方式

参考文献

[1]李志勇.细胞工程[M].北京:科学出版社, 2003.

[2]胡尚连, 孙短, 曹颖.植物细胞工程理论与实践教学体系探索与实践[J].中国校外教育:理论, 2008 (2) :136-137.

[3]张一春.现代教育技术实用教程[M].南京:南京师范大学出版社, 2005.

篇4：基因工程与细胞工程

一、生物膜与生物膜系统

生物膜：指细胞中的所有膜结构，包括细胞膜、核膜、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器，它们都由膜构成。这些膜的化学组成相似，即由脂类、糖类及蛋白质分子组成，基本结构大致相同，即基本骨架是磷脂双分子层，其中覆盖、贯穿或嵌着许多蛋白质分子，所以统称为生物膜。

生物膜系统：指细胞中的膜在结构和功能上紧密联系形成的结构体系。这些膜结构即细胞膜、核膜、内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体。例如细胞中分泌蛋白的合成和分泌过程需内质网、高尔基体、具膜小泡、细胞膜、线粒体等结构共同协调来完成，体现出这些相关结构既可各自独立进行多种化学反应，而又不会相互干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。

二、植物组织培养与动物细胞培养

植物组织培养与动物细胞培养的区别在于：

（1）培养基成分不同。由于植物细胞和动物细胞的代谢类型不同，导致培养基的成分有所不同，培养条件也存在着差异。植物组织培养的培养基中包含有植物生长和发育所需要的全部营养成分，包括矿质元素（分为大量元素和微量元素）、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物，且多为固体培养基；动物细胞培养所用的培养基为液体培养基，培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。

（2）培养起点不同。植物组织培养可以是离体的器官、组织或细胞；动物细胞培养的起点是单个细胞，离体的组织或器官需用胰蛋白酶处理成为单个细胞，配成细胞悬浮液，这或许是二者在命名上有差异的原因。

（3）培养的结果不同。植物组织培养一般得到完整的植株，可用于植株快速繁殖、培养无病毒植株等；动物细胞培养一般得到细胞群，可获得所需的细胞或细胞的产物等。

三、原代培养和传代培养

原代培养：从动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织中取出组织，用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞，然后配制成一定浓度的细胞悬浮液，将该悬浮液放入培养瓶中置于培养箱中培养，这个过程叫原代培养。原代培养也就是指对直接从有机体获取的细胞进行培养的过程。一般把第一代的细胞培养与传至第十代的细胞培养统称为原代培养。

传代培养：细胞在培养瓶中贴壁生长需定期地用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来，配成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中培养，这个过程叫传代培养。也就是将培养的细胞分散后从一个容器中取出，以1∶2或1∶3以上的比率移转到另一个或几个容器中进行培养。

四、细胞株和细胞系

细胞株：原代培养的细胞一般传至10代左右就会出现停滞，大部分细胞衰老死亡，只有极少数存活细胞能够继续分裂传到40~50代，这样的传代细胞称为细胞株。

细胞系：细胞株细胞至50代以后就不能再传下去了，但是有部分细胞，它们的遗传物质发生了改变，并且带有癌变的特点，有可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称为细胞系。

五、植物体细胞杂交和动物细胞融合

（1）原理不同。植物体细胞杂交的原理是细胞膜流动性和细胞的全能性，动物细胞融合的原理是细胞膜流动性。

（2）细胞融合过程不同。植物体细胞杂交过程是先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁后，再诱导原生质体融合；动物细胞融合过程应先使细胞分散后再诱导细胞融合。

（3）诱导融合手段上有差异。植物体细胞杂交诱导可用物理方法如离心、电刺激、振动，和化学方法如使用聚乙二醇等试剂；动物细胞融合除上述物理方法和化学方法外，一般还能以灭活的病毒诱导。

篇5：基因工程与细胞工程

基因组测序是对某个物种基因组核酸序列的测定，最终要确定该物种全基因组核酸的序列。

基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因(DNA分子)，按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。

基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。健康一直以来就是全球问题之一，这一问题可以用从基因组学出发的健康和疾病的研究成果来改变。社会和其他的环境因素是产生这些健康状况差别的主要原因；事实上，一些人会对遗传因子是否扮演重要角色提出疑问。但是有些与疾病关联的变异在不同人种间出现的频率不同应该是导致健康状况的某些不一致的原因，所以综合考虑这些信息来预防和/或建立公共卫生战略将是有益的。我们必须研究基因组学和健康状况差异的关系，严格评价社会经济学状态、文化、辨别力、卫生行为、饮食、环境状况和遗传对其的不同影响。

在21世纪的过去现在和未来，粮食问题依然是人类社会面临的一大问题，基因工程引发了一场新的绿色革命，利用基因技术，农业的生产效率获得了全面提升。利用基因试验技术，制成与光合作用有关的增强基因，培育收获率高的农作物，成倍提高粮食产量；除农业外，畜牧业、渔业也发生了革命性变革，利用基因技术促进家畜的生长速度，并通过改变它们机体的成分，进而改变家畜的脂肪与瘦肉的比例，甚至制造携带人类基因并产生具有治疗潜力的家畜。

一、基因工程在生产实践中的应用

基因工程的一个重要目的是使外源目的基因在宿主细胞中表达，进行生物合成，以获得所需要的具有生物活性的蛋白质及多肽产物。

1、发酵工业：用大肠杆菌生物人的生长激素释放抑制因子是第一个成功的实例。这是把人工合成的基因连接到小型多拷贝质粒pBR322上，并利用乳糖操纵子β-半乳糖苷酶基因的高效率启动子，构成杂种质粒而实现的。在9升细菌培养液中这种激素的产量等于大约50万头羊的脑中提取得到的量。除此之外，胰岛素、人的生长激素、人的胸腺激素α-

1、人的干扰素、牛的生长激素，都可以应用于发酵工业的生产。药物60多种。还有些很重要的基因，如纤维素酶的基因，也已在大肠杆菌中克隆和表达。利用遗传工程手段还可以提高微生物本身所产生的酶的产量。如可以把大肠杆菌连接酶的产量提高500倍。

2、转基因动植物 植物基因工程在农业中的应用发展迅速，从1996~2001年，在短短的5年中，全世界转基因作物的种植面积就增长了30倍。我国转基因作物的种植面积也迅速增长，目前已位居世界第四。主要用于提高农作物的抗逆能力，（如抗除草剂、除虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等），以及改良农作物的平治和利用植物生产药物等方面。

动物基因工程是在20世纪80年代开始发展起来的，主要用于提高动物生长速度、改善畜产品的品质、生产药物和用转基因动物作器官移植的供体。以下是几点实例：

a．豆科植物固氮的功能涉及17个基因，分属于7个操纵子，现在已能把它们全部引入酵母菌，而且能正常复制，得到基因的产物蛋白质多肽，但不具备生物活性。

b．改造玉米胚乳蛋白质而使人畜营养必须的赖氨酸和色氨酸成分增加的工作也正在着手进行。

c．1983．把豆类的蛋白质基因引入了向日葵，培育出“向日豆”。还将动物蛋白基因转移给了马铃薯，希望培育出“肉薯”。

d．第二代遗传工程：基因定位致突变。主要是用定位致变或人工合成基因的方法。通过改变编码蛋白质基因中的DNA碱基次序，以达到定向改造蛋白质的性质，或创造出完全新型的蛋白质。

二、基因组测序、干细胞基因工程在医学上的应用

1．基因治疗和基因诊断

基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗继斌的目的。如对细胞癌变原理的研究，其一个重大突破是发现了原癌基因。人体基因分离，移植以及在整体动物中的表达技术日趋成熟，使得基因治疗研究的方法渐臻完善。已有报导，用带有正常基因的无害病毒在体外导入病人的骨髓细胞;再将这种带有重组正常的骨髓细胞送回患者体内，从而治疗某些酶缺陷造成的遗传疾病。基因治疗方法还在探索之中，而现在切实可行的是限制性片断长度的多态性（restriction fragment length polymorphism，RFLP）的应用。(1)原理：人类基因组中很多无害的碱基变化，可以产生或失去限制性酶切位点。新的切点可使RFL缩短，而切点的失去可使RFL增大。所以不同个体间，某种酶的RFLP也就可能不同。这种改变没有表型效应，但以共显性方式遗传。(2)mtDNA的RFLP与群体分化起源，遗传距离

(3)RFLP与侦破

(4)产前诊断。如果根据遗传方式，能够证明某种严重遗传疾病是跟某一RFLP连锁的，那么就可以利用RFLP做产前诊断。

a用cDNA探针，寻找与致病基因连锁的RFLP。

b地中海贫血的基因诊断。图11-68． 地中海贫血症是不能产生β珠蛋白的一种重症贫血，是由于β珠蛋白基因部分缺失引起的。

c苯丙酮尿证是由于苯丙氨酸羟化酶（PH）基因异常引起的。通过RFLP连锁分析，做产前诊断。2．基因制药

基因制药不仅具有独特的优势，发展速度也很快。20世纪80年代初，第一种基因工程药物——重组人胰岛素投放市场后，利用转基因的工程菌生产的药物已有60多种，包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等。20世纪90年代以来，我国自己生产的白细胞介素-

2、干扰素、乙肝疫苗等近20种基因工程药物。

三、对环境的改善

解决地球污染的最佳途径就是生命科学和基因科学。而转基因技术在成功改良动植物本身的同时，也给环境带来了潜在的好处。

木材是人们生活的重要建筑原料和造纸原料，全球每年森林砍伐的数量约3700万公顷。随着人口的增长，砍伐量还在逐年上升。然而，砍伐森林会对地球生态环境产生破坏作用。尽管许多国家和地区采取了相应的措施，如设置伐木配额，保护天然林，发展速生林等，但是由于林木成材周期相对较长，仍然不能满足市场需要。森林面积迅速减少，已经是一个全球性的严重生态问题。

以色列和美国在研发转基因白杨的试验中，发现一种纤维素捆绑基因(CBD)，将这个基因转入植物细胞后，植物的纤维素合成率、增长率得到大幅度提高，树木的生长速度也提高了50%。美国还与瑞典合作，将生命周期仅4－6周的拟南芥的叶状基因(LFY)转入欧洲山杨中，获得的转基因山杨生长更快，一年就能开花成小材，而在一般正常情况下这类树木成材需要10年或更长时间。

同时将转基因抗病虫技术应用到速生树木的培育中，则可以使林木更健康地生长，进一步保证林木的成活。

土地荒漠化是全球性的环境灾害。目前，全球荒漠化的面积占整个地球陆地面积的1/4，它已影响到世界六大洲的100多个国家和地区，全球约有1/6的人口生活在这些地区。全世界受荒漠化影响的国家有100多个，约9亿人受到荒漠化的影响和威胁。如沙特和埃及两国沙漠面积都占国土面积的90%以上，澳大利亚的沙漠和半沙漠面积占全国面积的35%。我国的荒漠化土地也占国土面积的27.46%。

为了能让沙漠披上绿装，人们一直在寻找沙漠绿化树种。白杨树能在干旱和盐碱化土壤等恶劣条件下生存，因此一直在沙漠绿化中扮演着冲锋队的角色。人们根据白杨树的这一特性，不断研究，逐步揭开了植物抗旱的神秘面纱。以色列希伯莱大学的研究者在白杨树细胞内分离出能保证它在恶劣条件下生存的特殊蛋白质，研究人员通过转基因技术，进一步提高白杨树中这种蛋白质的含量，这样，可因地制宜地培育出抗逆性更强的沙漠绿化树种。我国研究人员也正在将适合沙漠生存的沙棘、红柳等植物的抗旱、抗寒基因转移到常规树种中，以培育适合西部气候环境的树种。转基因沙漠绿化树种的培育，无疑将为沙漠地带生态环境的综合改造找到一条新的途径。基因组测序、干细胞基因工程主要在健康方面和环境方面造福人类，除此之外，它还能在社会其他领域有贡献。就像HGP和相关研究在基础生物学和健康方面开拓的新领域，同时为研究社会问题创造了机会，甚至可以使我们更全面地了解如何定义自己和他人。

篇6：细胞工程读书报告

论文名称：细胞工程在生物制药工业中的地位 作者：胡显文 肖成祖 军事医学科学院生物工程研究所 北京100071

摘要：细胞工程是生物制药工业中的关键技术, 它是利用动物细胞体外培养和扩增来生产生物产品, 或者作为发现和测试新药的工具。该文综述了细胞工程发展的历史、现状和未来, 以及它在生物制药领域中的应用和局限。

这篇文章没有什么高端的，难以理解的知识，读完它就感觉重新上了一遍 细胞工程似的。只是它还要更为直白的简诉了细胞工程的历史与作用。

文章一开头先是向我们解释了什么是细胞工程。而后介绍了细胞工程的诞生——1920到1950年的疫苗制造。1950-1985年期间生产了多种人用疫苗来预防脊髓灰质炎 麻疹 腮腺炎 风疹 乙肝和带状包疹等，并用于生产兽用疫苗。在使用了具有无限增殖潜力的细胞系后，疫苗生产得到飞跃。某些来自人体或动物体内的细胞，在一定条件下的体外培养后，可以获得无限增殖的潜力。用它们来生产疫苗可以大大降低实验动物的用量，更为重要的是, 用动物细胞体外大规模培养技术生产的疫苗可以保证质量, 因为所用的细胞性质均一, 经过严格的安全检验, 克服了动物个体间的差异产生的疫苗质量不稳定的问题, 并且大大降低了来自动物的病原体传染给使用者的可能性。1970 年代的两项划时代的科学发现——— 基因重组技术和杂交瘤技术大大促进了动物细胞技术的进步以及在工业领域的应用, 使得动物细胞大规模培养技术在生产疫苗, 尤其在生产天然的用于诊断和治疗疾病的生物制品中具有举足轻重的作用。

细胞工程的临床应用具有许多的优点，对病人安全，质量有保障，产量有保障。现今已有大量的疾病可以通过细胞工程技术来治疗。而细胞工程的未来将会成为医学治疗的基础，可以预计, 细胞工程技术将继续在新疫苗、诊断和治疗生物制品的生产, 以及生物学研究领域发挥重要作用, 而且将在药物定向释放系统、基因治疗、细胞治疗以及组织工程等极富希望的新的治疗方法中起到重要作用。目前正处于临床实验的369 种生物医药产品来看,除许多基因重组蛋白药物的生产需要动物细胞大规模培养技术外, 细胞治疗、基因治疗、单抗生产和疫苗生产等四大类生物治疗药物和方法, 要进入实质性医疗应用, 其核心都要依靠细胞工程技术。

总之, 动物细胞技术已经在疫苗的生产, 基因工程和抗体工程的药物筛选、开发和生产中发挥了关键作用。目前,动物细胞技术已不只是用于获得研究、诊断或治疗用的蛋白质产品, 其应用领域已扩展到细胞治疗、基因治疗和组织工程等新的治疗方法中。可以预见, 在二十一世纪的生物学世纪中, 无论在生物学基础研究, 还是在生物高技术产业化领域中, 都将继续提供动物细胞技术应用的舞台。

而我们作为二十一世纪的生物科学本科生，更应该好好学习这门课程。它在人类社会的作用通过这篇文章的内容已经深刻的印在我的心头。在将来的人类社会中，以生物技术为基础的医学药物，人体科技研究都将成为最受关注的热点。但这些光鲜背后。生物学庞大的知识体系与依靠大量实验才能得到的理论成果也曾令我望而却步。但是我想说，没有努力何来成果，越伟大的成就往往需要与之相匹配的付出，不会天上掉馅饼让你坐享其成。

所以在今后的生物专业学习生活中，必要更加努力。打好坚实的基础，才能在二十一世纪的生物学大潮中站稳脚跟。

043131班

篇7：动物细胞工程教案

【教学目标】 1．知识目标：

1.1简述动物细胞的培养过程、条件及其应用； 1.2简述克隆动物的概念含义和基本原理

1.3简述体细胞核移植技术和动物克隆技术，以及应用前景 1.4简述细胞融合的方法过程和单克隆抗体的制备过程应用 1.5关注克隆技术的伦理问题。2．能力目标：

2.1通过阅读、自学、质疑、讨论、总结等环节，提高获取知识、分析问题和解决问题的能力

2.2由植物体细胞杂交技术导出动物细胞融合过程，培养学生的知识迁移能力和思维能力

2.3通过设计单克隆抗体的制备过程，使学生了解生物科学认识模式发展学生的创造性能力。3．情感态度与价值目标：

3.1 初步培养学生探索、创新和合作精神

3.2 明确知识不断更新并向前发展，认识到学无止境，形成终生学习的意识。

【教学重点】简述动物细胞的培养过程；举例说出细胞融合和单克隆抗体；关注克隆技术的伦理问题。

【教学难点】动物细胞培养过程；细胞融合技术和单克隆抗体的制备。【教学设计思路】 采用自学、指导模式对动物细胞培养技术进行较深刻、透彻地学习，这部分内容主要是解决三个问题：（1）为什么要进行动物细胞的培养？（2）什么是动物细胞的培养？（3）怎样进行动物细胞的培养？第三个问题是本节课的重点。关于动物细胞的培养过程，教师可参照教材中的动物细胞培养过程示意图进行讲解，讲解中要注意区分原代培养和传代培养这两个概念。对于动物细胞培养的条件，则要从学生已有的内环境的知识出发，启发学生自己动脑思考这个问题，以加深对培养条件的理解。为学习其他动物细胞工程打好基础。在动物体细胞核移植技术及克隆动物的教学中，可首先让学生列举所知道的克隆动物，调动学生已有的知识。随后可向学生提问：克隆动物的方法与植物组织培养一样吗？然后向学生说明目前动物体细胞克隆是通过核移植技术来实现的，以引入本节的主题。关于核移植技术发展简史，可让学生在课堂上阅读，本节的重点和难点是在动物体细胞核移植技术过程，教材中选用了 “多利羊”为例，来说明体细胞核移植的过程。教师应充分利用和挖掘教材内容，带领学生一步步弄清动物体细胞核移植技术的过程。对于体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题这部分内容，可结合本节教材“积极思维”中的有关问题，让学生讨论。在细胞融合和单克隆抗体的教学中，教师启发学生回忆植物体细胞杂交过程；通过新旧知识对比，引导学生大胆推测动物细胞融合过程，培养学生知识迁移能力，并通过课件演示细胞融合的全过程，加强教学的直观性，培养学生的观察、思维能力。教师要讲明动物细胞融合技术的意义和应用，以便自然过渡到单克隆抗体上来。关于单克隆抗体的教学，教师要利用好教材提供的材料，突出从问题入手的思路，先介绍医疗实践中仅靠细胞培养难以获得大量抗体，然后，一步一步启发学生讨论怎样解决这个问题。要把科学家在研制单克隆抗体过程中，通过大胆的想像，创造性地解决问题的过程作为本节教学的重点和亮点，使学生在获得单克隆抗体知识的同时，受到创新精神的教育。【教学课时】二课时 【教学过程】

（一）导入新课 图片展示:克隆羊“多利”的复制品 投影：新华网

克隆羊多利重生 这4只克隆羊在遗传上与多莉毫无差异。多莉诞生于14年前，是第一个使用成熟细胞克隆的哺乳动物。克隆羊多莉(Dolly)已经获得“重生”。最初进行此项克隆研究的英国科学家又培育出4只克隆羊，被形象地称之为“Dollies”(多莉的复数)。它们是多莉的复制品，在遗传上与多莉丝毫不差，多莉在7年前离开这个世界。

问题导入

师：克隆羊“多利”的重生，采用的是什么技术？ 生：细胞工程技术？

师：动物细胞工程技术到底是干啥的？下面请同学们带着以下问题阅读与总结：（阅读课本P53,回答）

一、动物细胞工程：

1、主要理论依据？ 2技术手段？ 学生：1.细胞生物学 分子生物学

2.①动物细胞和组织培养 ②细胞核移植③体细胞克隆④细胞融合⑤单克隆抗体制备

3.①探索并改造生物的遗传特性，②大量培养细胞。

师：动物细胞与组织培养是细胞工程的基础，它开始于20世纪初期，那么动物细胞与组织培养主要是指什么？请读课本P53-54,完成以下内容。

二、动物细胞与组织培养：

1、概念： ①材料：取自 ； ②场所： 模拟动物体 ；

③条件：在、和 等条件下； ④目的：

使

动

物

细

胞

或

组

织

继续。

学生：①动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织

②体外 体内环境 ③无菌 温度适宜 营养充足 ④生长、增殖并维持原有结构和功能

师：动物细胞与组织培养是指在体外模拟动物体内环境，将动物体细胞或组织，在无菌、温度适宜和营养充足条件下培养，使其继续生长、增殖并维持原有结构和功能的技术。那么请同学们思考并讨论一下问题：（投影展示）

1、动物细胞培养的原理是什么？

学生：

1、细胞增殖

2、为什么要取动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织进行培养？

学生：因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强。一般幼体细胞比老龄细胞易培养，分化程度低的细胞比分化程度高的细胞易培养。

3、动物细胞体外培养需要满足哪些条件？ 学生：①无菌、无毒的环境：（添加一定量的抗生素；定期更换培养液，以便清除代谢产物。）②营养物质(引导学生引导学生引导学生引导学生区分天然培养基与合成培养基区分天然培养基与合成培养基区分天然培养基与合成培养基区分天然培养基与合成培养基)（无机盐、葡萄糖、氨基酸、核酸、维生素、动物血清等。）③温度和pH：37℃, 7.2-7.4 ④气体环境： O2和CO2（95%空气和5% CO2）

4、组织分散成单个细胞的方法是什么？ 学生：用胰蛋白酶处理。教师补充：动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。

5、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？ 学生：不能，因为动物细胞培养适宜的pH为7.2—7.4，此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。投影展示：动物细胞与组织培养过程

示

意

图

10代细胞 教师：：：： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁生长当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。

思考：细胞发生接触抑制后如何使细胞继续分裂增殖？ 学生：将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养，称为传代培养。

思考：传代培养的细胞能一直传代下去吗？

细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40～50代，这种传代细胞为细胞株。

细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。教师引导学生总结动物细胞培养过程。

过渡：动物细胞培养能否像植物组织培养那样最终培养成新个体？我们来一起比较一下这两个过程：比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 因此，目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。

三、细胞核移植与动物体细胞克隆: 读课本P54-57,完成以下内容。

1、体细胞克隆： 是将供体 的细胞核与受体去核 的细胞质进行，借助于 的发育能力，经过培养发育成 进而形成 的技术。其关键是。

学生：细胞核 卵细胞 人工组合 卵细胞 胚胎 个体 细胞核移植技术

2、细胞核移植： 是一种利用 将某种动物细胞的移入

或

动物的去除细胞核的成熟 内的技术。

学生：：：：显微操作技术 细胞核 同种 异种

3、展示克隆羊“多利”产生过程归纳克隆流程： 供体细胞 →

①

-------→ ③------→ 早期胚胎------→ 代孕动物 受

体

细

胞

→

②

-------→ 克隆个体

学生：细胞核 去核的卵细胞 融合的细胞

问题：1）、上述多利羊的成功培育过程表明了什么？也反映出了什么问题？

学生：动物体细胞核具有全能性。许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。

2）、书上说治疗性克隆和生殖性克隆的大讨论，你有何观点，请说出来。你认为生殖性克隆会带来哪些伦理上的问题？（发散思维）3）克隆个体性状与亲本性状的关系怎样？ 学生：克隆个体性状与供核亲本性状一致。

4、意义：在克服动物、创造 等方面有重要意义。

学生：种间杂交繁殖障碍 新物种

5、应用① ；② ； ③ 等。

学生：①利用克隆技术大量复制实验动物，减少实验误差；②利用异种动物借腹妊娠挽救珍稀动物 ；③利用患者自身的细胞培育新的组织和器官以治疗疾病。

四、细胞融合与单克隆抗体：读课本P57,完成以下内容。

（一）细胞融合：

1、概念：指在一定的条件下将 或 细胞 为 的过程。

2、结果：形成，如。

3、原理：

学生：

1、2个 多个 融合 一个细胞

2、杂种细胞 鼠—鸡、鼠—猴等

3、细胞膜具有一定的流动性

4、物理法、化学法和生物法

5、制备单克隆抗体 动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：：：： 植物体细胞杂交（获得杂种植株）动物细胞融合（制备单抗）原理 融合前的处理 促融方法 意义和用途 过渡：何为单克隆抗体？

（二）单克隆抗体：：：：读课本P58-59,完成以下内容。

篇8：细胞工程教学的实践与经验

关键词：细胞工程,教学实践,教学经验

21世纪是生命科学的世纪。生物产业的开发需要生物技术的发展, 细胞工程、基因工程、酶工程、发酵工程共同被称为四大生物工程, 而细胞工程则是四大工程的基础, 学好这门课程, 将为学生今后从事生命科学领域的研究及与其相关的生物技术领域产业化工作打下良好的基础。为了更好地让学生学好这门课程, 在学习过程中学以致用, 培养学生综合分析问题和解决实践问题的能力, 增强教学效果, 我们在长期的教学过程中, 就如何提高细胞工程教学效果和质量进行了探讨。

一、明确课程的任务和要求

细胞工程赋予我们的主要任务和要求就是通过本课程的教学, 使学生了解细胞工程各个领域主要技术的原理和方法, 以技术创新和技术应用为主线, 联系生命科学理论和生物技术产业, 围绕细胞水平的加工及产业化应用, 为今后从事生物技术的研究开发、教育、管理打下坚实的理论基础。

二、加强师资队伍建设, 提高教学水平

1. 组建合理的教学团队。

细胞工程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, 根据研究生物类型不同可分为动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程。因此, 要求教师必须具有一定的专业背景, 而许多教师的知识结构都偏重于某一个专业方向, 这样必须改变传统的教学模式一门课只由一个教师承担, 为了建设一支一流的师资队伍, 解决教学内容学科跨度大的问题, 我们实施阶梯式教学, 一门课由3~4名教师承担, 分教授、副教授、讲师甚至助教等不同层次, 不同部分由具有一定专业基础的不同教师讲授, 督促每一位任课教师不断更新知识, 力争紧跟各教学内容最前沿的学科知识。

2. 提高教师业务水平。

细胞工程是一门紧密联系实践的科学, 要求教师具有较高的教学水平和较强的科研能力, 要能够理论联系实际, 在教学的同时有突出的科研成果, 能对学生具有很大的渲染力, 激发学生对该学科的兴趣。在几年来的教学过程中, 我们始终把教学和科研并抓。为提高教学水平, 课程组规定, 在上课之前所有教师必须经过预试讲, 合格之后方可进入教室上课, 定期组织有丰富教学经验的老教师进行听课, 并作出有针对性的评价, 在每学期期中和学期末进行学生测评, 督促教师认真备课, 并且上好每一节课。对于大学教师而言, 学术研究是生命线。为搞好科研, 我们建立了细胞工程研究室, 专为教师提供科学研究之用, 同时鼓励和支持课题组成员申报和参与各类课题研究, 活跃科研气氛, 搭建必要的科研平台, 使得课程组每一位成员进入实验室都有事可做, 同时每位老师可以带动一部分学生参与到自己的科研中, 有力地促进了教学水平的提高。

三、加强教材建设, 及时更新教学内容

1. 根据教学重点, 选择合适的教材。

教材是学生学习、预习和复习一门课程知识的工具, 是保证良好教学质量的前提条件和基础。目前, 细胞工程可供选择的教材很多, 涉及内容及重点也各不相同, 针对所教学生的专业选择合适的教材。如普通院校生物技术专业的学生可以选择动物细胞工程和植物细胞工程融合的教材, 而学植物细胞工程的学生可以选择侧重点为植物细胞工程的教材。另外, 由于细胞工程学科自身特点, 课程内容更新快, 其内容涵盖当今科学研究最为活跃的多个领域, 因此应该选择内容新颖、最新出版的教材。

2. 不断更新教学内容。

教学内容安排决定了学生的基本知识结构和基本能力的形成, 教学内容是否新颖, 对提高教学质量具有决定性的影响。因此任课老师必须注重及时更新自己的知识结构和体系, 跳出教材的限制, 跟随科技发展的前沿, 了解科学发展最新动态, 如细胞融合技术、单克隆抗体技术、克隆技术、染色体工程、干细胞和组织工程等都是当前细胞工程领域研究的重点和热点, 有巨大的应用潜力和发展潜力, 发展迅速, 研究成果日新月异。

四、采用多样化教学, 激发学生的学习兴趣

1. 结合现代教育模式, 灵活运用教学方法。

细胞工程课程信息含量大, 但教学课时有限, 如果完全采用传统的板书教学很难达到教学目的, 在现代教育模式下, 多媒体教学因其具有图文并茂、动静结合、表现力强的优点而广受欢迎。但是, 多媒体教学方式不能完全替代传统教学法。如有些教师在使用多媒体教学的过程中, 基本是照着课件念, 这样则失去多媒体教学的意义。多媒体教学放映速度过快, 学生来不及做详细的笔记, 跟不上教师的思路, 反而达不到真正的教学效果, 因此, 二者应适当结合, 在运用多媒体的同时, 辅以板书形式, 充分发挥传统教学模式中的积极因素, 优化课程教学模式。另外, 为了让学生积极主动地参与到相关问题的思考和探究中, 可广泛开展专题报告和专题讨论, 通过设问、提问和学生上台讲解等手段, 一方面, 激发学生的积极性, 另一方面, 使得师生间有了良好的互动交流, 这样更有益于教学质量的真正改善。

2. 激发学习兴趣, 发挥学生主动性。

爱因斯坦说:“兴趣是最好的老师”。可见激发学生的学习兴趣在教育教学过程中的重要性。

五、理论联系实际, 重视实验教学

细胞工程实验教学既是理论联系实际的重要环节, 又是培养学生创新意识、创新能力的重要途径。细胞工程特有的一些实验技术和研究方法, 要求学生要具备吃苦耐劳的精神。在实验内容的选择上, 力求强调实验体系的完整性、系统性和连贯性, 使学生在实验的过程中学会发现问题、分析问题与解决问题的方法和技巧。细胞工程实验可以分为三大部分:第一部分是基础性实验 (包括基本实验技能, 如常规的消毒、配液、接种等方法) ;第二部分是设计性实验 (包括一些关键的实验方法和技术, 如动植物细胞培养、原生质体制备、细胞融合等) ;第三部分是系统设计性实验 (主要是针对一些学有余力的学生开展的具有一定科研水平的探究性实验, 如转基因植株的制备与鉴定、不同药物对肿瘤细胞生长的影响等) 。实验过程环环相扣, 过程要求连贯, 因此, 应该将实验以大实验的形式进行, 留出一周或两周时间专门进行实验, 让学生从开始准备到实验结束, 整个过程亲自参与, 培养学生自己动手操作实验的能力。

六、建立科学合理的考核制度

科学合理的考核办法对提高学生的学习积极性和教学效果都具有重要的作用。在考核学生对一门课程掌握程度时, 采用多种考核方式相结合, 综合考核学生学习成绩, 如从平时成绩、实验成绩和期末考试成绩三个方面综合考察。平时成绩 (包括定期测试、课后作业和平时表现等) 占20%, 实验成绩 (包括实验报告、实验态度和实验技能考试等) 占30%, 期末考试成绩占50%, 三者之和作为学生的最终成绩。这种考核方式更能够全面衡量学生对该课程的掌握程度。

在21世纪科学技术飞速发展的形势下, 人类对生物的研究会更加深入和广泛, 当然细胞工程作为一门新型的学科也会伴随着时代的步伐开展更加广泛和深入的研究, 研究方法也会日趋完善和成熟。做好高等院校生物技术专业的细胞工程课程建设, 是时代发展的要求, 也是每一位任课教师的责任;采用先进的教学设备、新颖的教学内容、多形式的教学方式, 培养适合现代生命科学研究领域高速发展的高水平、高素质综合型科技创新人才, 是当前高等教育的重要任务。笔者根据多年来在细胞工程教学过程中得到的一些体会和积累的经验, 将这些宝贵的经验与读者共勉, 期望能给从事细胞工程教学的同仁们有所启发。

参考文献

[1]安利国.细胞工程[M].北京:科学出版社, 2009.

[2]陈祥, 潘志明, 耿士忠, 等.新时期细胞工程教学改革与实践[J].现代农业科技, 2008.