专业基础课-《生物技术》课程教学大纲（普通班）

《生物技术》课程教学大纲适用对象：本科药学专业（学分：2学时：总共36,24课堂讲授+12实验）课程属性：专业选修课开课单位：华侨大学生物医学学院先修课程：生物学、药学相关课程一、课程的性质和任务：人类疾病动物模型是高等综合性大学院校药学专业选修课程之一。课程主要目标是使学生熟悉生物技术的基本原理、技术和方法，了解生物技术在生命科学研究、农业、食品、人类健康、能源及环境诸方面的作用和成果，认识生物技术对人类社会生活产生的深刻影响，进一步了解国内外生物技术发明创新保护与生物安全性政策。本课程通过基础知识的学习，使学生能够掌握生物技术基本概念和基本研究方法，与所学专业知识相结合，启发思考，是后续从事药学有关的科学活动基础知识的拓展内容。二、教学内容和要求（含每章教学目的、基本教学内容和教学要求）：现代生物技术是一门交叉学科，涉及的知识内容包括生物学、医学、物理、化学、数学、计算机科学、制造工程等方面。具体教学内容如下：1.生物技术总论教学目的和要求：掌握：生物技术的概念和意义；熟悉：生物技术的类型；了解：生物技术的前景。教学内容：生物技术的概念和意义；生物技术的历史；生物技术是一门交叉学科；现代生物技术产品；伦理道德和生物技术；生物技术的不同类型及其研究内容；生物技术的发展前景及其社会意义。2.基因和基因组简介教学目的和要求：掌握：细胞结构，DNA的复制、转录和翻译的过程；熟悉：核苷酸、DNA分子、以及染色体的结构；mRNA基因表达的规律和基因表达和蛋白质合成调控；细菌操纵子；了解：基因的概念；基因突变的类型及其意义。教学内容：真核与原核细胞结构的异同；DNA作为遗传物质的证据和DNA的结构与基因；核苷酸的结构；染色体的结构、DNA的复制和基因组的基本概念；RNA和蛋白质的合成过程；siRNA及其作用机理；不同水平的基因表达调控；基因突变的不同类型及其生物学和医学意义。3.重组DNA技术和基因组学教学目的和要求：掌握：DNA重组技术和DNA克隆技术的基本概念和方法；识别和克隆目的基因相关技术。熟悉：不同克隆载体的实用特征和载体的类型；基因文库的建立以及如何克隆一个目的基因。了解：用于研究基因表达的相关技术；重组DNA技术的应用；基因组学和生物信息学的概念和应用。教学内容：DNA重组技术和DNA克隆的简介；限制性内切酶和质粒DNA载体；细菌细胞的转化和重组细菌的抗生素抗性筛选；DNA克隆载体的实用特征和类型；识别和克隆目的基因；构建DNA文库：基因组文库和cDNA文库；聚合酶链式反应；重组DNA技术的应用；凝胶电泳及应用限制性内切酶绘制基因结构；DNA测序技术；染色体定位和基因拷贝数；基因表达方法：Northern印迹分析和实时荧光PCR；基因组学和生物信息学；人类基因组计划及其意义。4.蛋白质产品教学目的和要求：掌握：蛋白质的分子结构；蛋白质的纯化方法和鉴定。熟悉：蛋白质的保藏；蛋白质纯化的放大技术以及纯化后的分析方法。了解：不同类型蛋白质制品；蛋白质组学的概念；蛋白质类生物技术产品及其应用。教学内容：蛋白质类生物技术产品在生物技术药物、医疗应用、食品加工、纺织品和皮革制品、清洁剂、纸张制造和回收、黏合剂：天然胶水、生物修复等中的作用和应用；蛋白质的结构、蛋白质折叠、糖基化；蛋白质工程；蛋白质制品；蛋白质纯化方法；蛋白质的鉴定、保藏；蛋白质纯化的放大技术；蛋白质纯化后的分析方法；蛋白质组学。5.微生物技术教学目的和要求：掌握：微生物的结构；微生物工具；疫苗及其应用；微生物诊断技术；熟悉：微生物的各种应用；微生物基因组；了解：微生物与抗击生物恐怖活动。教学内容：微生物的结构;微生物酶;细菌转化的氯化钙法和电穿孔法；克隆及表达技术；微生物在日常生活中的应用；抗体的基础知识；疫苗的种类和制备；微生物基因组序列的意义和测定方法；病毒基因组的测定和病毒基因组学；微生物诊断和检测方法；检测病原微生物；微生物和抗击生物恐怖活动。6.植物生物技术教学目的和要求：掌握：植物转基因的技术方法；熟悉：植物生物技术的应用领域以及健康和环境问题；了解：生物技术带来的社会问题及相关法规。教学内容：植物生物技术与农业；植物转基因的技术方法：传统选择育种和杂交、克隆、原生质体融合、叶片段技术、基因枪、叶绿体工程和反义技术；植物生物技术的实际应用领域：植物疫苗、基因杀虫剂、安全存储、抗除草剂、强化纤维、加强营养、制药和燃料、代谢工程；植物生物技术关于人类健康和环境的问题以及相关法规。7.动物生物技术教学目的和要求：掌握：动物生物技术基本概念和含义、动物克隆技术原理和应用；熟悉：动物模型和动物研究、转基因动物和转基因技术、抗体生产技术；熟悉：动物研究的法规条例。了解：动物研究的法规条例；克隆的局限性和前景。教学内容：动物生物技术简介；动物模型及其替代者；动物研究的法规条例；动物克隆技术原理和应用；克隆的局限性和前景；转基因动物的技术和应用；利用动物进行抗体生产8.DNA指纹图谱及法医分析教学目的和要求：掌握：DNA指纹图谱及法医学的相关概念；DNA指纹图谱的制备及相关技术；熟悉：DNA图谱的应用、DNA和证据规则、亲缘关系与DNA图谱；了解：非人类DNA分析。教学内容：DNA指纹图谱的的概念，DNA指纹图谱的制备以及相关技术、DNA指纹图谱技术的应用、DNA和证据规则、亲缘关系与DNA图谱：线粒体DNA分析与染色体分析、非人类DNA分析9.生物修复教学目的和要求：掌握：生物修复的概念和基础知识；熟悉：生物修复的净化场所和方法；利用基因工程菌净化环境；了解：生物修复的案例研究、生物修复的案例研究及其未来战略和挑战教学内容：生物修复的概念、生物修复的基础知识、生物修复的净化场所和方法、利用基因工程菌净化环境、生物修复的案例研究、生物修复的未来战略和挑战10.水产生物技术教学目的和要求：掌握：水产生物的分子遗传学；熟悉：水产生物技术的研究内容和意义、水产养殖；了解：水产生物技术的医疗应用和非医疗产品及其环境应用。教学内容：水产生物技术简介；水产养殖的经济价值、养殖方法、品种改良、提高海产品的质量和安全性、障碍和限制以及未来；水产生物的分子遗传学：新基因的发现和克隆、鱼类和贝类的基因操作、水产生物技术的医疗应用以及非医疗产品、水产生物技术用于环境：防污剂、生物感受器、环境修复11.医学生物技术教学目的和要求：掌握:生物技术用于人类疾病的检测和诊断、基因疗法的基本概念；熟悉：医疗产品和生物技术的应用、再生医学的含义和应用、人类基因组与医学生物技术。教学内容：人类疾病模型；生物标记物；遗传病检测技术；生物技术医疗产品；基因疗法的作用原理、目标以及挑战；细胞和组织移植；组织工程；干细胞技术；克隆技术和相关法规；人类基因组及医学生物技术12.生物技术的监管教学目的和要求：熟悉：生物技术的监管的框架和意义；生物技术专利；了解：国内外生物技术监管机构和相关法律、法规；全球生物技术产品教学内容：生物技术监管框架、国内外生物技术监管机构和相关法律、法规；生物技术立法和监管；生物技术专利；全球生物技术产品13.伦理道德和生物技术教学目的和要求：掌握：生物伦理道德的含义及与生物技术的关系；熟悉：生物技术与自然的关系；了解：生物技术在经济、科学的作用和交流教学内容：生物技术伦理道德；生物技术与自然的关系；生物技术研究中的条例法规；生物技术在经济、科学中的作用与交流三、课程的重点和难点：1.生物技术总论重点：生物技术的概念和意义；生物技术的历史；生物技术是一门交叉学科；现代生物技术产品；伦理道德和生物技术；生物技术的不同类型及其研究内容；生物技术的发展前景及其社会意义。难点：伦理道德和生物技术；生物技术的发展前景及其社会意义2.基因和基因组简介重点：真核与原核细胞结构的异同；DNA作为遗传物质的证据和DNA的结构与基因；核苷酸的结构；染色体的结构、DNA的复制和基因组的基本概念；RNA和蛋白质的合成过程；siRNA及其作用机理；不同水平的基因表达调控；基因突变的不同类型及其生物学和医学意义。难点：DNA作为遗传物质的证据和DNA的结构与基因；核苷酸的结构；siRNA及其作用机理；不同水平的基因表达调控；基因突变的不同类型。3.重组DNA技术和基因组学重点：DNA重组技术和DNA克隆的简介；限制性内切酶和质粒DNA载体；细菌细胞的转化和重组细菌的抗生素抗性筛选；DNA克隆载体的实用特征和类型；识别和克隆目的基因；构建DNA文库：基因组文库和cDNA文库；聚合酶链式反应；重组DNA技术的应用；凝胶电泳及应用限制性内切酶绘制基因结构；DNA测序技术；染色体定位和基因拷贝数；基因表达方法：Northern印迹分析和实时荧光PCR；基因组学和生物信息学；人类基因组计划及其意义。难点：聚合酶链式反应；DNA测序技术；Northern印迹分析和实时荧光PCR。4.蛋白质产品重点：蛋白质类生物技术产品在生物技术药物、医疗应用、食品加工、纺织品和皮革制品、清洁剂、纸张制造和回收、黏合剂：天然胶水、生物修复等中的作用和应用；蛋白质的结构、蛋白质折叠、糖基化；蛋白质工程；蛋白质制品；蛋白质纯化方法；蛋白质的鉴定、保藏；蛋白质纯化的放大技术；蛋白质纯化后的分析方法；蛋白质组学。难点：蛋白质的结构、蛋白质折叠、糖基化；蛋白质纯化方法；蛋白质纯化后的分析方法；蛋白质组学。5.微生物技术重点：微生物的结构;微生物酶;细菌转化的氯化钙法和电穿孔法；克隆及表达技术；微生物在日常生活中的应用；抗体的基础知识；疫苗的种类和制备；微生物基因组序列的意义和测定方法；病毒基因组的测定和病毒基因组学；微生物诊断和检测方法；检测病原微生物；微生物和抗击生物恐怖活动。难点：克隆及表达技术；抗体的基础知识；疫苗的种类和制备；病毒基因组的测定和病毒基因组学；微生物诊断和检测方法；检测病原微生物。6.植物生物技术重点：植物生物技术与农业；植物转基因的技术方法：传统选择育种和杂交、克隆、原生质体融合、叶片段技术、基因枪、叶绿体工程和反义技术；植物生物技术的实际应用领域：植物疫苗、基因杀虫剂、安全存储、抗除草剂、强化纤维、加强营养、制药和燃料、代谢工程；植物生物技术关于人类健康和环境的问题以及相关法规。难点：植物转基因的技术方法7.动物生物技术重点：动物生物技术简介；动物模型及其替代者；动物研究的法规条例；动物克隆技术原理和应用；克隆的局限性和前景；转基因动物的技术和应用；利用动物进行抗体生产难点：动物克隆技术原理和应用；转基因动物的技术和应用8.DNA指纹图谱及法医分析重点：DNA指纹图谱的的概念；DNA指纹图谱的制备以及相关技术、DNA指纹图谱技术的应用、DNA和证据规则、亲缘关系与DNA图谱；线粒体DNA分析与染色体分析、非人类DNA分析难点：DNA指纹图谱的的概念；亲缘关系与DNA图谱9.生物修复重点：生物修复的概念、生物修复的基础知识、生物修复的净化场所和方法、利用基因工程菌净化环境、生物修复的案例研究、生物修复的未来战略和挑战难点：利用基因工程菌净化环境10.水产生物技术重点：水产生物技术简介；水产养殖的经济价值、养殖方法、品种改良、提高海产品的质量和安全性、障碍和限制以及未来；水产生物的分子遗传学：新基因的发现和克隆、鱼类和贝类的基因操作、水产生物技术的医疗应用以及非医疗产品；水产生物技术用于环境：防污剂、生物感受器、环境修复难点：新基因的发现和克隆、鱼类和贝类的基因操作11.医学生物技术重点：人类疾病模型；生物标记物；遗传病检测技术；生物技术医疗产品；基因疗法的作用原理、目标以及挑战；细胞和组织移植；组织工程；干细胞技术；克隆技术和相关法规；人类基因组及医学生物技术难点：遗传病检测技术；基因疗法的作用原理；人类基因组及医学生物技术12.生物技术的监管重点：生物技术监管框架、国内外生物技术监管机构和相关法律、法规；生物技术立法和监管；生物技术专利；全球生物技术产品难点：国内外生物技术监管机构和相关法律、法规13.伦理道德和生物技术重点：生物技术伦理道德；生物技术与自然的关系；生物技术研究中的条例法规；生物技术在经济、科学中的作用与交流难点：生物技术伦理道德；四、参考教学安排：章课程内容学时1生物技术总论22基因和基因组简介23重组DNA技术和基因组学34蛋白质产品35微生物技术26植物生物技术17动物生物技术18DNA指纹图谱及法医分析29生物修复110水产生物技术111医学生物技术312生物技术的监管113伦理道德和生物技术2合计：24实验：1、实验教学基本信息课程中文名称生物技术课程英文名称IntroductiontoBiotechnology面向专业药学、医学、生物医学工程实验学时122、实验教学目的与基本要求生物技术实验课是在学习疾病动物模型理论课的基础上进行的一个实践性环节，本课程的教学任务是让学生运用已学过的知识验证一些结论、结果和现象，及综合运用已学过的理论知识设计实验或进行综合性的实验，巩固和加深对生物技术课程中基本理论知识的理解，训练学生理论知识的运用能力、实验基本操作技能（包括观察、检测、设计等）、实验数据的处理和分析能力。为今后的学习、工作和进行科学研究打下一个坚实的基础。要求：（1）教师讲授必要的实验理论和实验操作规程。（2）学生必须预习实验，写出预习报告，拟定记录表格。（3）实验中教师根据学生的不同情况进行必要的指导。（4）学生独立或以小组形式准备实验，操作完成实验。（5）学生实验完毕后，应经教师检查，并整理好仪器、桌椅等。（6）学生课后按时整理实验数据，完成实验报告。3、主要仪器设备恒温孵育箱、酶标仪、移液器、离心机、荧光PCR仪。4、主要消耗材料TaqDNA聚合酶、ELISA试剂盒、引物、荧光标探针、乙醇、氯化钠、蛋白酶K等。5、实验项目设置序号实验项目名称实验目的及内容提要学时数实验类型实验要求每组人数1氯霉素(CAP)酶联免疫检测实验目的：1.了解氯霉素酶联免疫检测试剂盒的检测原理和方法。2.掌握用氯霉素酶联免疫检测试剂盒测定标准曲线的方法。3.掌握用氯霉素酶联免疫检测试剂盒测定牛奶样品的氯霉素含量的方法。内容：按照试剂盒步骤进行ELISA实验操作；学会酶标仪的操作和使用；学会使用标准曲线计算样品中待检测分子的含量。3验证性必做32从唾液中提取基因组DNA目的：1.熟悉DNA提取的原理和方法