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上海交通大学农业与生物学院博士课程内容介绍《植物细胞培养与代谢工程》

上海交通大学 免费考研网/2012-12-28


《植物细胞培养与代谢工程》

课程代码C150743学分/学时3.0/54开课时间
课程名称植物细胞培养与代谢工程
开课学院农业与生物学院
任课教师苗志奇
面向专业
预修课程生物化学
课程讨论时数6 (小时)课程实验数12 (小时)
课程内容简介

植物细胞培养是从植物材料创口处生长出的愈伤组织的诱导、继代、培养和植株再生过程。植物细胞培养体系可以用来生产食品、药品和许多工业用品。同时它可以在没有气候等环境因素的影响条件下研究植物细胞,是研究植物代谢的一个非常好的体系,也是转基因植物植株必须需要的一个基本技能。代谢工程是对细胞内代谢的理解、运用和改造的整体。代谢工程主要是在对细胞代谢了解的基础上,有目的利用和改造细胞代谢,从而更有效的完成物质转化、能量传导以及大分子组装过程。利用代谢工程技术,我们可以开发生物过程来替代不理想的化学过程,以减少污染和不可再生资源的消耗;可以提高农作物产量,可以提供更安全和有效的能量,可以更透彻的理解许多对疾病治疗有效的药物的生物合成机制。

课程内容简介(英文)

Plant cells can be grown in isolation from intact plants in tissue culture systems. The cells have the characteristics of callus cells, rather than other plant cell types. These are the cells that appear on cut surfaces when a plant is wounded and which gradually cover and seal the damaged area. Pioneering cell culture processes for the production of secondary metabolites of wide-ranging food , medicine and industrial use. It is also an excellent system to study the metabolism of plant because of no influence from weather, and many other kinds of environment factor. Metabolic Engineering is a new approach to understanding and using metabolic processes. As the name implies, ME is the targeted and purposeful alteration of metabolic pathways found in an organism in order to better understand and use cellular pathways for chemical transformation, energy transduction, and supramolecular assembly. Knowledge acquired from this research will benefit society in a number of ways, including the ability to modify biological pathways to produce biological substitutes for less desirable chemical processes; allowing greater agricultural production, permitting more efficient and safer energy production, and; providing better understanding of the metabolic basis for some medical conditions that could assist in the development of new cures.

教学大纲

第一章 概论介绍植物细胞培养以及代谢工程的学科定位、主要研究内容以及应用领域第二章 实验室设置与基本技术介绍细胞工程通用基本技术,重点是离体培养的环境和营养条件,以帮助了解植物细胞培养研究所涉及的技术问题。第三章 细胞全能性与形态发生从细胞工程的理论基础出发,重点介绍细胞全能性的基本理论和离体条件下细胞全能性表达的调控机理,力求从理论上认识细胞工程技术本质所在。介绍了离体培养中一些理论问题的研究进展,充分反应了细胞离体培养领域的本学科前沿。 第四章是植物细胞培养体系的建立了解建立植物细胞培养体系的基本方法和影响因素,了解离体培养下细胞的遗传与变异,为后面介绍专门技术奠定基础。了解从植物细胞到整个植株的形态建立过程。第五章 植物细胞与组织培养的应用 植物细胞与组织培养是植物细胞工程的基础,可以用语植物病毒脱除与快速繁殖、花药与花粉培养、胚胎与子房培养等。了解利用植物细胞培养体系生产的重要药品和工业制品。了解人工种子的相关知识第六章 植物基因工程掌握植物转基因技术原理和基本操作第七章 代谢工程掌握代谢流分布的研究方法,代谢控制理论,理解代谢网络的的刚性及其对代谢调控的影响,并介绍代谢工程的研究内容和成果;掌握逆向代谢工程的概念和基本思路第八章 植物次生代谢物的生物合成与代谢调控掌握萜类、黄酮、苯丙素类、生物碱类等主要植物次生代谢物的生物合成途径,能应用代谢工程原理设计调控这些物质合成的实验思路实验安排:红豆杉细胞系的建立烟草转基因红豆杉中紫杉烷代谢调控HPLC-MS的使用与天然药物的测量技术

课程进度计划

(无)

课程考核要求

课程考核以专题学术报告形式进行,共包含五个报告,各20分。重点考察学生对课堂内容的理解程度,对学科前沿的把握程度,科技报告撰写的规范性,以及通过报告讲解清晰阐述自己观点的能力。

参 考 文 献
  • 1. 1. 郭勇 崔堂兵 谢秀祯,植物细胞培养技术与应用,化学工业出版社,2004.12. 2. Bailey北JE. Science. 1991. 252: 1668-16753. 3. Stephanopoulos G. Science. 1991. 252: 1675-16814. 4. Stephanopoulos G, Aristidou AA, Nielson J. Metabolic Engineering. 1998. Academic Press
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