基因工程课程教学大纲.docx

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1、基因工程课程教学大纲一、课程根本信息课程代码：250380 课程名称：基因工程英文名称：Gene Engineering课程类别：专业课必修课学时：45 学时，27 学时理论讲授，18 学时试验，开课学期第五学期。学分：2.0适用对象: 生物技术专业考核方式：考试寻常成绩占总成绩的 30%先修课程：生物化学，分子生物学，遗传学，细胞工程。二、课程简介“基因工程”是生命科学的重要学科，课程的主要内容包括基因工程的根本原理和方法：目的基因的获得，基因克隆的工具酶、载体，重组分子、重组子的鉴定与表达。课程的主要目的在于使学生把握基因工程的意义、基因工程操作的根本理论，技术和应用，为今后开展基因工程争

2、论打下理论根底。Gene Engineering is one of the most important courses for life science students. The main content includes general theories and techniques: obtainment of the target gene, tool enzymes and vectors, molecule recombination, and its expression and test. The main purpose of the course is let stud

3、ents know significant, general theories, techniques and applications of Gene Engineering, so to make solidity knowledge base for further research.三、课程性质与教学目的基因工程是 4 年制生物技术专业的专业课。本课程是现代生物技术中最主要的一门技术，同时与其他工程技术相辅相成。通过本课程学习将使学生了解基因工程的争论内容，把握基因工程的操作流程与基因工程争论的根本技术路线和原理，并生疏基因工程在植物、动物及医药工业等方面的应用。四、教学内容及要求第一

4、章 绪论一目的与要求1. 把握基因工程的概念及其与生物工程的关系2. 把握基因工程的操作流程与基因工程争论的根本技术路线3. 了解基因工程的争论内容二教学内容第一节1. 主要内容：基因与基因工程102. 根本概念和学问点：基因的概念，基因工程与生物工程的关系。3. 力量要求：把握基因的现代概念与内涵，了解基因工程与与其他生物工程之间的关系。其次节1. 主要内容：基因工程的操作和应用2. 根本概念和学问点：基因工程的操作流程，基因工程的应用3. 力量要求：把握基因工程的大致步骤，了解基因工程的争论内容。第三节1. 主要内容：目的基因争论2. 根本概念和学问点：目的基因，获得目的基因的途径。三课后

5、作业：1.区分基因，基因组和染色体。2.选择题科学家们经过多年的努力，创立了一种兴的生物技术基因工程，实施该工程的最终目的是 A. 定向提取生物体DNA 分子B. 定向对 DNA 分子进展人工“剪切” C定向改造生物的遗传性状 D在生物体外对DNA 分子进展改造四教学方法与手段多媒体讲授。其次章 基因工程工具酶一目的与要求把握限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶的特征、位点及发挥作用的条件。生疏 DNA 聚合酶的特征及属性，了解逆转录酶的特点。二教学内容第一节 限制性核酸内切酶1.主要内容型限制性核酸内切酶的根本特性，影响核酸内切限制酶活性的因素。2. 根本概念和学问点：限制性核酸内切酶的类型及

6、其特征，型限制性核酸内切酶的根本特性，型限制性核酸内切酶的切割方式，影响核酸内切限制酶活性的因素。3. 问题与应用：1） 把握依据型限制性核酸内切酶的反响条件说出限制性核酸内切酶酶解反响中的留意事项。2） 把握当一个 DNA 样品需要进展双酶切时，承受具体几种方案能使反响顺当进展？其次节 DNA 连接酶1.主要内容1） DNA 连接酶的觉察2） DNA 连接酶的连接机理3） 粘性末端 DNA 片段的连接2. 根本概念和学问点：DNA 连接酶的连接机理，粘性末端 DNA 片段的连接，影响 DNA 连接酶连接反响的因素。3. 问题与应用：把握影响 DNA 连接酶连接反响的因素有哪些？ 第三节 DN

7、A 聚合酶1. 主要内容1DNA 聚合酶的功能2Ecoli DNA 聚合酶在基因工程中的重要用途2. 根本概念和学问点：把握 DNA 聚合酶的功能以及 Ecoli DNA 聚合酶在基因工程中的重要用途。3.问题与应用：了解 Ecoli DNA 聚合酶用于杂交探针备时的步骤及原理。第四节逆转录酶1. 主要内容逆转录酶的功能及特点2. 根本概念和学问点：逆转录酶的功能及特点3. 问题与应用：了解逆转录酶的最主要用途是什么？第三章基因工程载体一目的与要求把握载体的根本构造和质粒载体，了解噬菌体载体的特点、构建原理。了解酵母人工染色体和细菌人工染色体的构造和工作原理。二教学内容第一节质粒plasmid

8、载体1.主要内容1） 质粒的类型2） 质粒的一般生物学特性3） 抱负质粒载体的必备条件4） 质粒载体的构建5） 经典的大肠杆菌质粒载体6） 常用的质粒载体2. 根本概念和学问点：质粒的类型，抱负质粒载体的必备条件，质粒载体的构建，经典的大肠杆菌质粒载体，常用的质粒载体3. 问题与应用：把握抱负质粒载体的必备条件，经典的大肠杆菌质粒载体构建的特点，了解常用的质粒载体及其使用特点。其次节噬菌体载体1.主要内容1） 噬菌体的一般特性2） 噬菌体的生活周期3） 单链噬菌体载体4） 双链噬菌体载体l载体2.根本概念和学问点：把握 M13 噬菌体载体的主要用途；双链噬菌体载体l载体构建的根本原理，构建l噬

9、菌载体的根本步骤和内容。3.问题与应用：了解双链噬菌体载体l载体构建的根本原理，构建l噬菌载体的根本步骤和内容。第三节 表达载体1.主要内容1） 表达载体构建的一般原则2） 植物表达载体2.根本概念和学问点：表达载体构建的一般原则，常用植物表达载体3.问题与应用：把握表达载体构建的一般原则，把握表达载体构建的常用启动子及其特点，选择标记和报告基因的策略。三课后作业1. 简述抱负质粒载体的必备条件2. 常用的质粒载体及其特点3. 收集常用的质粒载体的图谱，并生疏处理载体的图谱的生物学软件。4. 把握表达载体构建的一般原则四教学方法与手段结合板书的多媒体讲授。第四章 核酸操作的根本技术一目的与要求

10、把握各类 DNA 提取的原理与技术。二教学内容第一节 DNA 的提取与纯化1. 主要内容：DNA 的提取与纯化2. 根本概念和学问点：碱抽提法提取 DNA，提取 DNA 的其他方法，DNA 的定量和纯度测定。3. 问题与应用：把握根本操作步骤及了解几种常用化学试剂在提取 DNA 中的作用。其次节 RNA 的提取与纯化1. 主要内容：RNA 的提取与纯化2. 根本概念和学问点：把握 RNA 的提取与纯化的原理与步骤。3. 问题与应用把握 RNA 的提取与纯化的原理与步骤。第三节核酸的检测及保存1. 主要内容1） 核酸的检测2） 核酸的保存2. 根本概念和学问点：核酸的检测的三种主要方法及其原理核

11、酸的保存的关键因素。3.问题与应用核酸的检测的三种主要方法及其原理？核酸的保存的关键因素。三实践环节植物基因组 DNA 提取、纯化与含量测定方法和检测方法质粒 DNA 的小量制备。课后作业：提取 DNA 中参加 B-巯基乙醇和 EDTA 的作用个是为何？四教学方法与手段画图讲授或多媒体讲授。第五章 基因文库的构建与目的基因的获得一目的与要求 1了解目的基因构造基因的组成及排列方式；2. 了解目的基因获得的四种方法：直接分别法 DNA 文库逆转录法 cDNA 文库化学合成法PCR 法二教学内容第一节1. 主要内容：目的基因。2. 根本概念和学问点：构造基因的组成；原核生物基因的组成；真核生物基因

12、的组成；其他基因组基因的组成；基因的排列。3. 力量要求：把握基因区，转录启动区，转录终止区各自的功能与位置。其次节1. 主要内容：基因文库的构建。2. 根本概念和学问点：细胞染色体大分子 DNA 的提取和大片段的制备；载体 DNA 的制备；载体与外源大片段连接； 体外包装及基因组 DNA 文库的扩增；重组 DNA 的筛选和鉴定。3. 力量要求：把握基因组文库构建的根本步骤。第三节1. 主要内容：cDNA 的合成和克隆。2. 根本概念和学问点：mRNA 的提取及其完整性确实定； cDNA 的合成和克隆； 目的 cDNA 的鉴定。3. 力量要求：了解构建 cDNA 文库的根本步骤。第四节1. 主

13、要内容：化学法合成目的基因。2. 根本概念和学问点：磷酸二酯法；亚磷酸三酯法；寡核苷酸连接法。3. 力量要求：了解各类化学合成的特点与原理。三课后作业：收集有关遗传图谱的资料，并作成 PPT 在课堂讲演。四教学方法与手段多媒体讲授。第六章 基因的体外重组一目的与要求把握基因工程的几类工具酶；把握基因克隆的几类常用载体。二教学内容第一节1. 主要内容：限制性核酸内切酶。2. 根本概念和学问点：寄主的限制和修饰现象；限制性核酸内切酶的类型； 限制性核酸内切酶的命名；影响限制性核酸内切酶活性的因素；限制性核酸内切酶对 DNA 的消化作用；限制性核酸内切酶反响的终止。3. 力量要求：把握限制性核酸内切

14、酶的定义与作用。其次节1. 主要内容：克隆载体。2. 根本概念和学问点：质粒载体； 噬菌体载体； 柯斯质粒载体。3. 力量要求：了解各类载体的特点。第三节1. 主要内容：DNA 的连接。2. 根本概念和学问点：大肠杆菌和 T4 噬菌体的 DNA 连接酶； DNA 片段在体内和体外的连接；平齐末端的连接； 影响连接反响的因素；多克隆位点；插入失活；蓝白筛选。3. 力量要求：了解各类连接平齐末端的连接，把握蓝白筛选的原理。三实践环节载体质粒 PUC19 与外源基因的体外重组。DNA 酶切、片段回收及重组连接四教学方法与手段多媒体讲授。第七章 重组体的转移与重组体的检测一目的与要求学习重组基因的转移

15、：转染，转化，转导,显微注射和电穿孔。了解重组体的检测：遗传检测法，物理法，DNA 杂交法，DNA-蛋白质法， 转译法。二教学内容第一节1. 主要内容：重组体向寄主细胞的导入。2. 根本概念和学问点：重组体 DNA 分子的转化或转染； 体外包装的入噬菌体的转导。3. 力量要求：把握制备感受态受体菌的根本操作步骤。其次节1. 主要内容：重组体克隆的筛选与鉴定。2. 根本概念和学问点：遗传检测法； 物理检测法； 核酸杂交筛选法； 免疫化学检测法； DNA蛋白质筛选法； 转译筛选法。3. 力量要求：把握 Southern blotting 和 western blotting 的根本操作步骤。三实践

16、环节大肠杆菌寄主感受态的制备，向大肠杆菌寄主的转化，重组基因转化及检测蓝白筛选。四教学方法与手段多媒体讲授。第八章 外源基因的表达一目的与要求把握在原核细胞中的表达和在真核细胞中表达的不同模式。二教学内容第一节1. 主要内容：外源基因在原核细胞中的表达。2. 根本概念和学问点：原核生物基因表达的特点； 基因表达的调控序列； 几种类型的原核表达载体；提高克隆基因表达效率的途径。3. 力量要求：了解三类原核表达载体。其次节1. 主要内容：外源基因在真核细胞中的表达。2. 根本概念和学问点：真核细胞基因克隆载体把握穿梭载体， TI 质粒和 SV40 病毒载体的工作原理；哺乳动物基因转移的选择标记；外

17、源基因导入真核细胞的方法。3. 力量要求：了解选择标记的意义与种类，把握动物显微注射转基因技术的主要操作步骤。三课后作业：1. 基因工程是在 DNA 分子水平上进展设计施工的，在基因操作的根本步骤中，不进展碱基互补配对的步骤是 A人工合成目的基因 B目的基因与运载体结合C将目的基因导入受体细胞D目的基因的检测和表达2. 以下有关基因工程技术的表达中正确的选项是 A重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B全部的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是由于细菌生殖快 D只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达 3以下说法正确的选项是 ADNA 连

18、接酶最初是从人体细胞中觉察的B限制酶的切口肯定是GAATTC 碱基序列C质粒是基因工程中惟一用作运载目的基因的运载体D利用运载体在宿主细胞内对目的基因进展大量复制的过程可称为“克隆” 4以下关于限制酶的说法不正确的选项是 A限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布 B一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C不同的限制酶切割DNA 的切点不同D限制酶的作用是用来提取目的基因四方法与手段多媒体讲授。第九章 植物的基因工程一目的与要求学习植物基因工程目的基因类型，把握不同基因转化的方法与程序。二教学内容第一节1. 主要内容：植物转化系统的建立。2. 根本概念和学问点：(1)高频再生系统的建立 ；

19、(2)抗生素敏感试验；(3)农杆菌的敏感性试验。3. 力量要求：把握建立植物再生系统的根本操作步骤。其次节1. 主要内容：植物基因转移的途径。2. 根本概念和学问点：二元载体系统；农杆菌介导法进展植物基因转化的主要程序；植物基因工程中常用的报告基因；植物基因转化其他方法。3. 力量要求：把握植物基因转化的三大类方法农杆菌，基因枪和花粉管通道法。第三节1. 主要内容：植物基因的表达。2. 根本概念和学问点：植物表达抗感染的病毒外壳蛋白； 植物表达微生物毒素以阻挡昆虫蚕食；抗除草剂植物； 转基因花卉植物。3. 力量要求：把握一个高效的转化载体应具备的条件。三教学方法与手段多媒体讲授。教学环节讲教学

20、时数习题讨论试验其他教学环节小课程内容第一章其次章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章合计五、各教学环节学时安排课课课计2233333693330.569.530.569.533332611845六、推举教材和教学参考资源教材：基因工程原理与应用，陈宏主编，北京：中国农业出版社，2023 主要参考书目：1 范士靖，李建粤，程磊等基因工程改进作物养分品质的争论生物工程学报2023，18(3)：3813862 顾红雅，瞿礼嘉，明小天等主编植物基因与分子操作北京：北京大学出版社，19953 郭蔼光，范三红，张大鹏编著基因工程。西北农林科技大学印，2023 4)贺淹才简明基因工程原理北京：科学出

21、版社，19985 侯文胜，郭三堆，路明利用转基因技术进展植物遗传改进生物技术通报。2023(1)：10156 金冬雁，黎孟枫等译分子克隆试验指南其次版北京：科学出版社，1992 7晋康，李晴。基因克隆技术进展国外医学分子生物学分册1999，21(3)： 1361408李德葆，徐平。重组DNA 的原理和方法杭州：浙江科学技术出版社，1993 9)李劲平使用基因片时应留意的几个问题生物技术通讯2023，12(4)：332 10李如亮主编生物化学试验北京：科学出版社，199811)李衍达，孙之荣等译生物信息学北京：清华大学出版社，2023 12李育阳基因表达技术北京：科学出版社，202313 黎裕，贾继增，王天宇分子标记的种类及其进展生物技术通报1999，4： 192214 梁国栋主编最分子生物学试验技术北京：科学出版社202315 梁雪莲，王引斌，卫建强作物抗除草剂转基因争论进展生物技术通报2023： 216 龙建银，王会信外源基因在大肠杆菌中表达的争论进展生物化学与生物物理进展，1997，2：12613117 楼土林，杨盛昌，龙敏南，章军编著基因工程北京：科学出版社，2023 18卢圣栋，马清钧，刘培得现代分子生物学试验技术其次版。北京：中国协和医科大学出版社，1999七、其他说明大纲修订人： 张伟丽修订日期：2023.12.27 大纲审定人： 曾慕衡审定日期：2023.12.30