《基因工程》课程教学大纲

基因工程geneticengineering教学大纲学分数2适用专业生物技术、生物科学使用教材（按作者、教材名称、出版社、出版年月顺序填写）王傲雪、《基因工程原理与技术》、高等教育出版社、2015.11教学参考资料（按作者、参考资料名称、出版者、出版年月顺序填写；填写的教学参考资料应不少于三种）吴乃虎编著、基因工程原理（第二版）、科学出版社.1998.3萨木布鲁克等编著，金冬雁等译、分子克隆实验指南（第三版）、科学出版社、2002.01特纳等著，刘进元等译、分子生物学、科学出版社、2001叶林柏，郜金荣编、基础分子生物学、科学出版社、2004静国忠编、基因工程及其分子生物学基础、北京大学出版社、1999一、概述1、课程定位与性质基因工程是生物工程的核心工程，是一门应用性很强的学科，是建立在生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、分子生物学等学科的知识基础上，目的在于提高生物技术专业学生的知识水平，帮助学生掌握基因工程的基本原理和应用设计策略，为其今后进一步的研究生学习、科研或工作打下重要的理论基础。基因工程是生物技术和生物工程的专业必修课程。2、课程教学目标通过基因工程课程学习，学生能够掌握基因工程研究的基本技术路线，熟知基因工程的研究内容，深刻认识DNA组成空间结构、工具酶、PCR技术在基因工程中的应用，掌握质粒克隆载体的性质及其构建，熟知多种克隆载体的特点及应用，掌握多种目的基因制备和分离的方法，深刻认识重组子的筛选方法，能够列举多种外源基因的表达系统，掌握其原理及表达产物的检测与分离、纯化，深刻认识基因工程在医药和动、植物领域的应用，了解它的影响及其安全措施。3、课程适用专业、年级、开课时间本课程适用生物科学、生物技术专业学生，在已经学习生物化学、细胞生物学、遗传学、微生物学、分子生物学理论课程的前提下，在三年级、春季开课。二、教学内容与学时分配1、各章课时分配表。章节（专题）各章（专题）名称讲授学时讨论、习题等总论绪论—基因工程概况20第一章目的基因制备40第二章基因克隆载体60第三章基因工程的酶学基础42第四章基因的体外重组与转移40第五章重组体克隆的筛选与鉴定40第六章外源基因的表达60第七章基因工程的争论和安全性措施自学02、讲授内容绪论2学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节基因工程的诞生一、基因工程诞生的理论基础二、基因工程诞生的技术路线三、基因工程的发展史四、基因工程的主要操作内容第二节基因工程的应用一、基因工程在农业生产中的应用二、基因工程在工业中的应用三、基因工程在医药上的应用四、基因工程在环境保护中的应用第三节基因工程的安全一、转基因食品的安全性二、生态的安全性三、伦理的安全性教学要求：通过本章的学习，掌握基因工程研究的基本技术路线，熟知基因工程的研究内容。重点、难点：难点：1.基因工程研究进展2.基因工程的新技术和应用重点：1.基因工程研究的基本路线及发展史2.基因工程研究内容其它教学环节：课堂讨论第一章目的基因制备4学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节基因组DNA片断化一、限制性内切酶法二、随机片断化第二节化学合成目的基因一、常用的方法及其原理二、化学合成DNA片断的组装三、化学合成DNA片断的用途第三节目的基因的分离方法一、构建文库获取目的基因二、PCR及其衍生技术获取目的基因三、蛋白质组学技术获取目的基因教学要求：通过本章学习、掌握结构基因的组成及基因排列，熟记目的基因制备和分离的方法和特点。重点、难点：难点：1.结构基因的组成2.目的基因制备和分离的方法和特点重点：1.基因组DNA片断化2.目的基因制备和分离的方法的原理、技术路线及应用其它教学环节：课堂讨论第二章基因克隆载体6学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节质粒载体一、质粒的一般生物学特性二、质粒的类型三、质粒的复制调控四、质粒的分配和分离稳定性五、质粒载体的构建第二节噬菌体载体一、单链噬菌体载体二、噬菌粒载体三、双链噬菌体载体第三节大片段DNA克隆载体一、酵母人工染色体（YAC)二、细菌人工染色体（BAC)第四节病毒载体一、病毒载体的一般要求二、常用的病毒载体教学要求：通过本章学习，掌握质粒载体的性质和质粒载体的构建，熟记噬菌体克隆载体、整合载体、染色体克隆载体的特点和应用；了解相应的特殊克隆载体。重点、难点：难点：1.质粒载体的性质和构建2.噬菌体克隆载体、整合载体、染色体克隆载体的特点和应用重点：1.质粒载体的特点2.质粒载体构建的原则3.各种质粒的特点及应用其它教学环节：其它实践活动第三章基因工程的酶学基础4学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶的分类二、限制性内切酶的类型三、限制性内切酶的命名四、限制性内切酶性质五、限制性内切酶对DNA的切割第二节DNA连接酶一、DNA连接酶的类型和特点二、T4DNA连接酶的催化机理三、连接反应的温度四、影响连接反应的因素第三节DNA聚合酶一、基因工程中常用的DNA聚合酶二、常用的DNA聚合酶的特点三、DNA聚合酶在基因工程中的用途第四节DNA修饰酶一、末端脱氧核苷酸转移酶二、T4多核苷酸激酶三、碱性磷酸酶第五节核酸外切酶一、单链DNA外切酶二、双链DNA外切酶第六节单链DNA内切酶一、稻谷曲霉S1核酸酶二、Bal31核酸酶教学要求：通过本章学习，掌握工具酶和DNA片段化和DNA片段连接、重组以及DNA片段化学合成。重点、难点：难点：1.各类工具酶特点及应用2.工具酶的作用机制重点：1.限制性内切酶的作用机理及性质2.酶切连接反应的作用机理，影响因素及反应体系的构建3.其他工具酶的特点及应用第四章基因的体外重组与转移4学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节DNA片段的体外重组一、粘性末端的重组连接二、齐平末端的重组连接三、PCR产物的连接四、DNA体外重组连接应注意的事项第二节重组载体导入受体细胞一、外源基因导入原核细胞二、外源基因导入植物细胞三、外源基因导入动物细胞教学要求：通过本章学习，掌握各种受体细胞的特点，学习多种重组子的筛选方法的基本原理及特点。重点、难点：难点：1.各种受体细胞的特点2.重组子筛选方法的基本原理及特点重点：1.各种受体细胞的特点2.重组子筛选的基本原理3.外源基因导入原核细胞4.外源基因导入植物细胞的原理其它教学环节：课堂讨论第五章重组体克隆的筛选与鉴定4学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节载体的筛选与鉴定一、抗药性标记二、互补选择三、载体DNA电泳检测法第二节外源基因筛选与鉴定一、弥补受体细胞缺陷二、杂交鉴定第三节用报告基因鉴定一、报告基因二、互补选择教学要求：通过本章学习，掌握细胞内基因表达的机制，熟悉各种基因表达的调控元件及表达系统，了解基因表达的检测和纯化。重点、难点：难点：1.基因表达的机制2.各种基因表达的调控元件及表达系统重点：1.基因表达的机制2.载体构建及鉴定3.外源基因转化的筛选与鉴定方法其它教学环节：其它实践活动第六章外源基因的表达6学时（课堂讲授学时）主要内容：第一节外源基因在原核细胞中的表达一、原核表达系统的注意事项二、原核基因表达的基本元件三、原核表达常用启动子四、外源蛋白在大肠杆菌中的表达方式五、基因表达产物检测与分离纯化第二节外源基因在酵母中表达一、酵母表达载体的基本组件二、酵母表达载体的类型与结构第三节外源基因在植物中表达一、遗传修饰生物二、转基因植物三、外源基因在植物中的表达部位第四节外源基因在动物中表达一、转基因动物的基本技术二、乳腺生物反应器三、基因靶向编辑四、基因治疗教学要求：通过本章学习，掌握常用的抗菌素抗性筛选、酶切筛选的原理。了解转译筛选法和真核生物的报道基因筛选法。重点、难点：难点：1.掌握多种重组子的筛选方法及特点2.掌握酶联免疫吸附测定（ELISA）、免疫印迹（westernblotting）法的原理重点：1.掌握常用的抗菌素抗性筛选、酶切筛选的原理其它教学环节：课堂讨论第七章基因工程的争论和安全性措施（自学）主要内容：教学内容：第一节基因工程的对社会的影响一、发展初期的重要事件二、对现代社会发展的影响第二节基因工程安全性措施教学要求：通过本章学习，了解基因工程的影响和安全措施，树立对转基因