《基因操作技术》课程教学大纲

《基因操作技术》课程教学大纲一、课程信息课程代码319B2310课程名称基因操作技术课程性质专业必修课学分2学时32先修课程基础生物学、分子生物学、遗传学、生物化学适用专业生物技术课程简介（300字左右）：《基因操作技术》课程教学目的是使学生系统掌握基因工程的知识体系，培养学生的创新意识、科学思维和实践能力，再通过实验操作把理论知识和已掌握的独立的实验方法加以系统化、综合化。课程主要内容包含：基因基本知识、基因操作的主要技术及原理、基因的酶学基础、基因操作载体、目的基因的获得、基因重组操作、基因操作技术应用和基因操作安全及评价。该课程的教学目标是使学生通过学习基因工程原理，培养学生自主创新、科学认知和解决问题的能力，推进创新型和技术型人才培养。二、课程目标通过本课程的学习，学生应具备以下几方面的目标：1.通过本课程学习，学生掌握基因操作技术的基本概念、基本原理、基本用途的知识，能够具备基因克隆中工具酶的选择、真核生物基因分离与鉴定、基因克隆的载体构建以及遗传转化等能力，能够熟练进行基因体外操作。2.通过本课程学习，学生进一步提升将基因工程理论知识和技术手段迁移至具体的生产实践、并能发现、分析和解决实践中出现的基因工程相关问题的能力。3.通过本课程学习，学生形成科学理性认知以及评价基因修饰产物的价值观，能够就基因克隆等操作过程问题以及基因修饰产物的伦理安全问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，为以后的学习和科研工作打下良好和扎实的理论和技术基础。课程目标对毕业要求的支撑关系表毕业要求毕业要求指标点课程目标1课程目标2课程目标3毕业要求1.掌握数学、物理、化学等自然科学以及普通生物学、分子生物学、细胞生物学、微生物学等生物技术专业基础理论知识，并将相关原理知识用于分析和解决生物技术研发和生产过程中的复杂问题；毕业要求指标点1.4H毕业要求4.能够结合生物技术相关知识及技能，在现代农业、环境保护、食品安全、生物医药等与生物技术密切相关领域进行实验研究；能将所掌握、研发的新技术、新工艺、新产品运用至生产和创业实践。毕业要求指标点4.1HM

三、教学内容与预期学习成效知识单元对应课程目标知识点预期学习成效实现环节学时基因基本知识课程目标11)基因的概念；2)基因的结构；3)基因工程的概念及基因工程在生命科学中的地位4)基因工程的诞生及其基因操作技术主要内容知识目标：（1）理解基因及基因工程的概念及其在生命科学中的地位；（2）掌握原核和真核生物基因结构的异同;（3）熟悉基因工程研究的基本内容。教学方法：课堂讲授、课堂讨论；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。2基因操作的主要技术及原理课程目标1、21)核酸分子的提取技术及原理；2)核酸的凝胶电泳；3)核酸分子杂交；4)DNA核苷酸序列分析；5)基因的化学合成；6)DNA扩增及PCR技术知识目标：（1）掌握DNA提取、电泳技术、分子杂交、PCR扩增和DNA序列测定5种技术的方法及其原理；（2）了解化学合成DNA的主要方法能力目标：能够利用所掌握的基本技术原理开展相关的技术操作。教学方法：课堂讲授、归纳总结；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。8基因的酶学基础课程目标11)限制性内切酶；2)连接酶与分子的体外连接；3)DNA聚合酶和反转录酶；4)DNA修饰酶；5)核算内切、外切酶；6)RNA酶知识目标：（1）掌握部分常用的限制性核酸内切酶的识别位点与切割末端，内切酶、同位酶、同裂酶、同尾酶等基本概念；（2）掌握常用的DNA聚合酶的特性和用途，DNA操作酶的功能及应用；限制性内切酶的分类、命名原则；提高平头末端的连接效率的方法；提高重组率的方法（3）了解DNA连接酶和修饰酶在基因操作中的用途。教学方法：课堂讲授、归纳总结；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合4基因操作载体课程目标1、21)载体的概念及基本条件；2)克隆载体；3)表达载体；知识目标：（1）熟悉基因工程中常用的各种载体，了解它们的特点并能在实际操作中运用它们。（2）掌握作为载体的必备条件。（3）了解载体的构建过程和基本方法。能力目标：能够熟练选择和运用各种载体。教学方法：讲授；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。学生课外拓展PPT汇报4目的基因的获得课程目标11)基因文库的构建与基因分离；2)PCR扩增获得目的基因；3)cDNA文库的构建与筛选；4)根据基因差异表达获得目的基因；知识目标：（1）了解基因文库的概念、基因组文库和cDNA文库的差异。（2）掌握DNA文库、cDNA文库构建的原理与过程；（3）掌握和理解根据基因差异表达获得目的基因的方法和原理。教学方法：讲授、例题分析、结合案例分析、归纳总结；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合、三维动画教学视频。4基因重组操作课程目标1、21)基因重组的概念及步骤2)DNA的体外重组；3)重组DNA导入受体细胞的原理与技术；4)重组子的筛选与鉴定；知识目标：（1）掌握DNA重组的基本步骤及常用方法；（2）重组DNA导入受体细胞的技术方法和原理；（3）重组子的筛选与鉴定方法；能力目标：能够熟练进行基因体外操作以及重组子的准确鉴定。教学方法：课堂讲授、归纳总结；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合4基因操作技术应用课程目标2、31)微生物基因工程应用；2)植物基因工程应用；3)动物基因工程的应用；知识目标：（1）了解目前基因操作技术在社会中的应用情况级潜在价值；（2）掌握微生物、植物及动物基因工程技术原理与方法；（3）了解基因工程在农业、医药等方面的应用现状与前景；能力目标：将基因工程理论知识和技术手段迁移至具体的生产实践、并能发现、分析和解决实践中出现的基因工程相关问题的能力。教学方法：讲授、例题分析、结合案例分析、归纳总结；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。学生课外拓展PPT汇报4基因操作安全及评价课程目标1、31)基因工程的安全性问题；2)基因工程的安全性评价；3)基因工程安全管理；知识目标：（1）了解基因工程对人类健康、生态系统与农业生产的安全性（2）掌握基因工程安安全性评价的基本方法和原理（3）了解国内外基因工程安全管理的现状能力目标：科学理性认知以及评价基因修饰产物，能够就基因克隆等操作过程问题以及基因修饰产物的伦理安全问题进行准确阐述和交流。教学方法：课堂讲授、归纳总结；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。学生课上参与讨论，完成小论文2四、成绩评定及考核方式知识单元对应课程目标考核方式成绩评定基因基本知识课程目标1平时表现、考试课程成绩包括3个部分，分别为课堂表现、作业和期末考试成绩。具体要求及成绩评定方法如下：（1）平时表现（15%）根据教学内容对学生在课堂上的回答问题和讨论表现情况给分。满分100分，占15%。（2）作业（15%）对课程教学后的作业质量进行评价。满分100分，占10%。对课程教学后的小论文进行评价。满分100分，占5%。（3）期末考试成绩（70%）满分100分，占70%。基因操作的主要技术及原理课程目标1、2平时表现、作业1、考试基因的酶学基础课程目标1平时表现、作业1、考试基因操作载体课程目标1、2平时表现、作业2、PPT汇报、考试目的基因的获得课程目标1平时表现、作业2、考试基因重组操作课程目标1、2平时表现、作业2、考试基因操作技术应用课程目标2、3平时表现、PPT汇报、考试基因操作安全及评价课程目标1、3作业3（小论文）、讨论、考试平时表现评分标准（以满分100计）评价指标（100分）优（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）积极程度（50分）积极、踊跃老师鼓励后积极、踊跃老师鼓励后积极度不高消极回答正确程度（50分）回答正确无误、分析合理，结论有效回答问题基本正确，分析比较合理，结论有效回答问题错误较多，经老师提醒后仍然分析有误，结论无效答不对题单次作业评分标准（以满分100计）评价指标（100分）优（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）作业完成进度（20分）提前完成按时完成延时完成未完成概念清晰程度（30分）75%以上概念清晰50%以上概念清晰25%以上概念清晰不清晰正确性和结论有效性（50分）分析合理、全面，计算无误，结论有效分析较合理、全面，计算错误少，结论较有效分析基本合理，计算有较大的错误，结论基本有效存在严重错误五、课程目标达成度评价依据课程目标考核环节(评价依据)期望值平均得分达成度计算课程目标1期末考试相关试题期望值A1=30a1=相关试题实际平均得分达成度=a1作业1相关作业期望值B1=40b1=作业实际得分平时表现相关上课表现期望值C1=40c1=实际表现得分课程目标2期末考试相关试题期望值A3=60a1=相关试题实际平均得分达成度=a1作业2相关作业期望值B3=40b1=作业实际得分平时表现相关上课表现期望值C3=40c1=实际表现得分课程目标3期末考试相关试题期望值A3=10a1=相关试题实际平均得分达成度=a1作业3相关作业期望值B3=20b1=作业实际得分平时表现相关上课表现期望值C3=20c1=实际表现得分注：Ai、Bi、Ci是指考核环节1、2、3在总评成绩中所占的比例。六、课程建议教材及主要参考资料1.建议教材[1]袁懋洲主编，《基因工程》（第二版）.北京:化学工业出版社，2019年.2.主要参考资料[1]邢万金主编，《基因工程-从基础研究到技术原理》（第一版）.北京:高等教育出版社，2