《生物技术概论》课程教学大纲

《生物技术概论》课程教学大纲一、课程信息课程代码319B1353课程名称生物技术概论课程性质专业选修学分2学时32先修课程微生物、分子生物学课程负责人适用专业生物科学专业课程简介（300字左右）：《生物技术概论》课程教学目的是使学生掌握现代生物技术的基本原理、技术与方法，已经现代生物技术的在农业、食品、人类健康、能源、环境的具体应用，并能够将运用以上知识为中小学生解答生物课程教学相关问题的能力。课程主要内容包含：基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程的基本原理、技术与方法；生物技术在农业、食品、人类健康、能源、环境的具体应用，生物技术发明创新的保护以及生物技术的安全性。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.掌握基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程的基本原理、技术与方法，能利用这些知识对复杂生物技术产业过程进行综合分析，对生物技术产业的发展和促进有使命担当，并具备将各生物技术的基本原理与方法迁移至中小学生物课程教学的能力与素养。2.熟悉生物技术在农业、食品、人类健康、能源、环境的具体应用，辩证的看待生物技术的安全性，了解生物技术发明创新的保护，具有科学探索精神。课程目标对毕业要求的支撑关系表课程目标毕业要求指标点3.2掌握系统而现代的生物科学（师范）专业基础知识，具备生物学实验操作的基本能力，能在教学过程中对生命现象和原理进行科学的说明和解释。3.3了解生命科学及其技术的前沿进展和发展动态。课程目标1√课程目标2√√三、教学内容与预期学习成效（理论、实验课程填写）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生物技术总论1、31）生物技术的含义2）生物技术发展简史3）生物技术对经济社会发展的影响（1）掌握生物技术的含义，熟悉生物技术的种类（2）了解生物技术发展简史（3）熟悉生物技术对经济社会发展的影响教学方法：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。4课程思政元素：科学精神、社会责任感、探索精神等；课程思政教学内容设计：生物技术发展史、生物技术对经济社会发展的影响、科学探索精神等；主要内容可包括：通过生物技术的发展简史以及生物技术对经济社会发展的巨大影响，让学生体会到生物技术的魅力，引发学生的社会责任感、科学探索精神与学习生物技术的浓厚兴趣。基因工程1、31）基因工程的含义、基本技术路线2）DNA重组3）基因克隆载体4）目的基因5）目的基因导入受体细胞6）基因工程技术与国计民生（1）掌握基因工程的含义，熟悉基本技术路线（2）掌握DNA的一般性质、获得需要DNA片段的方法和DNA片段连接的方法（3）熟悉质粒载体、病毒载体、人工染色体载体和基因表达载体（4）掌握目的基因的来源与分离途径（5）熟悉受体细胞，掌握重组DAN分子导入受体细胞的方法、克隆子筛选方法和重组子鉴定方法（6）了解基因工程与国计民生的关系教学方法：课堂讲授、课堂讨论、演示法、实例法；教学手段：线上与线下教学相结合。6课程思政元素：探索精神、创新意思、爱岗敬业课程思政教学内容设计：通过讲解基因工程的工具酶的来源与利用，启发学生的探索精神、创新意思；通过讲解基因工程技术与国计民生的重要性激发学生爱岗敬业。细胞工程1、31）细胞工程基本操作2）植物细胞工程3）动物细胞工程4）微生物细胞工程（1）熟悉细胞工程基本知识和细胞工程基本操作方法（2）掌握植物细胞工程技术（3）掌握动物细胞工程技术（4）掌握微生物细胞工程技术教学方法：课堂讲授、课堂讨论、演示法、实例法；教学手段：线上与线下教学相结合。4课程思政元素：科学精神、职业责任感课程思政教学内容设计：通过动植物细胞工程给人类带来的技术革命激发学生的科学精神及其职业责任感。发酵工程1、31）发酵类型、发酵技术特点与应用2）微生物发酵过程3）液体深层次发酵4）固体发酵（1）掌握发酵类型，熟悉发酵技术特点与应用（2）掌握微生物发酵过程中常用微生物、培养基和发酵的一般过程（3）掌握微生物发酵过程的操作方式、工艺控制、发酵设备与下游加工过程（4）熟悉固体发酵教学方法：课堂讲授、课堂讨论、演示法、实例法；教学手段：线上与线下教学相结合。4课程思政元素：工匠精神。课程思政教学内容设计：通过对发酵过程染菌及其染菌控制、空气除菌流程设计等讲解，培养学生精益求精的工匠精神。

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酶工程1、31）酶的发酵生产2）酶的分离纯化3）酶分子的改造4）生物催化剂的固定化5）酶反应器6）生物传感器7）酶的应用（1）掌握优良产酶菌种的筛选、基因工程菌的构建，熟悉微生物酶的发酵生产（2）掌握酶制剂的制备、酶的纯化与精制、酶的纯度与活力和酶制剂保存方法（3）掌握酶分修饰、酶蛋白质工程和生物酶的人工模拟（4）掌握酶、细胞的固定化方法，熟悉固定化酶和细胞的性质、固定化酶和细胞的技术指标（5）掌握酶反应器的基本类型、设计原则和性能评价（6）熟悉生物传感器的原理、分类和发展前景（7）了解酶应用的领域教学方法：在线学习、难点解析；教学手段：在线教学。4课程思政元素：科学精神与逻辑思维能力课程思政教学内容设计：通过讲解酶分子的分离方法以及改造，培养学生的科学精神与逻辑思维能力。蛋白质工程1、31）蛋白质结构基础2）蛋白质工程的研究方法3）蛋白质工程的应用实例4）蛋白质组学（1）掌握蛋白质结构基本构件、高级结构、蛋白质分子之间关系及结构与功能的关系（2）熟悉蛋白质工程的研究策略、蛋白质全新设计方法和改变现有蛋白质结构的方法（3）熟悉2个蛋白质工程实例（4）熟悉蛋白质组学的概念及应用教学方法：课堂讲授、课堂讨论、演示法、实例法；教学手段：线上与线下教学相结合。2课程思政元素：协作意识课程思政教学内容设计：通过蛋白质工程的多领域交叉，培养学生的协作意识。生物技术在农业中的应用2、31）生物技术与种植业2）生物技术与养殖业（1）熟悉生物技术在诱导植物学雄性不育、抗逆性作物品种培育、转基因作物品质改良、植物细胞工程及生物农药和生物控制中的应用（2）熟悉生物技术在动物分子育种、饲料工业、疫苗、动物生物反应器应用，熟悉核移植技术和胚胎干细胞技术在养殖业中的应用教学方法：在线学习、难点解析；教学手段：实地参观与现场讲解、答疑。2课程思政元素：合作能力、协作意识课程思政教学内容设计：通过小组合作、共同学习，完成课程大作业，培养学生合作能力和协作意识。生物技术在食品中的应用2、31）生物技术与食品生产2）生物技术与食品包装3）生物技术与食品检测4）转基因食品检测5）生物技术与未来食品工业（1）熟悉生物技术在超级稻、单细胞蛋白、食品和饮料发酵生产、转基因食品、食品添加剂方面的应用（2）熟悉酶工程、基因工程在食品包装中的应用，熟悉包装检测指示剂、生物信息技术在包装中的应用（3）免疫学、分子生物学技术和生物传感器在食品检测中的应用（4）掌握PCR技术、ELISA和生物芯片技术在转基因食品检测中的应用（5）了解现代生物技术在未来食品工业上的应用教学方法：翻转课堂；教学手段：线下教学。2课程思政元素：合作能力、协作意识课程思政教学内容设计：通过小组合作、共同学习，完成课程大作业，培养学生合作能力和协作意识。生物技术与人类健康2、31）生物技术与疫苗2）生物技术与疾病诊断3）生物技术与生物制药4）生物技术与生物疗法5）人类基本组计划（1）掌握疫苗的概念、作用机制，熟悉病毒性疾病、细胞性疾病、寄生虫病疫苗，熟悉基因疫苗和治疗性疫苗（2）掌握ELIAS技术与单克降抗抗、DNA诊断技术（3）熟悉抗生素、基因工程药物和治疗性抗体（4）熟悉基因治疗与干细胞利用（5）熟悉人类基因组计划教学方法：翻转课堂；教学手段：线下教学。1课程思政元素：合作能力、协作意识课程思政教学内容设计：通过小组合作、共同学习，完成课程大作业，培养学生合作能力和协作意识。生物技术在能源中的应用2、31）微生物与石油开采2）未来石油替代物—乙醇3）植物“石油”4）传统可再生能源—甲烷5）未来新能源（1）熟悉微生物在勘探石油、二次采油与三次采油的应用（2）熟悉乙醇燃料的意义、生化机制、应用实例、面临的因难，了解纤维素发酵生产乙醇技术（3）熟悉产油植物、油料植物和藻类产油（4）熟悉甲烷生产的生化机制（5）了解氢能和生物燃料电池教学方法：翻转课堂；教学手段：线下教学。1课程思政元素：合作能力、协作意识课程思政教学内容设计：通过小组合作、共同学习，完成课程大作业，培养学生合作能力和协作意识。生物技术在环境保护中的应用2、31）污水处理2）大气净化3）固体废弃物的生物处理4）污染环境生物修复5）环境污染监测与评价的生物技术（1）掌握稳定塘法、人工湿地处理系统法、污水处理土地系统法、活性污泥法和生物膜处理法在污水处理中的应用（2）掌握生物净气塔、渗滤器在大气净化中的应用（3）熟悉固体废弃物的生物处理方法（4）掌握生物修复的方法，熟悉生物修复技术的应用（5）掌握指示生物、核酸探针、PCR技术、生物芯片和生物传感器技术在环境污染监测与评价中的应用教学方法：翻转课堂；教学手段：线下教学。1课程思政元素：合作能力、协作意识课程思政教学内容设计：通过小组合作、共同学习，完成课程大作业，培养学生合作能力和协作意识。现代生物技术伦理与安全2、31）转基因生物的安全性问题2）动物克隆3）生物武器（1）掌握转基因微生物、转基因作物及食品、转基因支较往年的安全性问题（2）熟悉动物克隆技术，了解克隆人、治疗性克隆、干细胞和人造生命的安全性问题（3）熟悉生物武器的危害、生物恐怖主义及其应对措施教学方法：翻转课堂；教学手段：线下教学。1课程思政元素：合作能力、协作意识课程思政教学内容设计：通过小组合作、共同学习，完成课程大作业，培养学生合作能力和协作意识。四、考核及成绩评定方式本课程总评成绩由以下方式给出，即总评成绩=考试成绩×60%+平时成绩×40%，其中：考试成绩：考试成绩由所撰写的大作业和课堂汇报决定，各占50%，满分100分，占总评成绩的60%。大作业：根据所撰写大作业的完整性、合理性和规范性给分。对课程目标1和课程目标2均有所支撑，其中课程目标1占40%、课程目标2占60%。满分100分，分别占总成绩的10%和15%。课堂汇报：根据PPT的完整性、规范性、讲解的流畅性、说服力等给分。对课程目标1和课程目标2均有所支撑，其中课程目标1占40%、课程目标2占60%。满分100分，分别占总成绩的10%和15%。平时成绩：平时成绩由平时表现（占总成绩的20%）和、作业成绩（占总成绩的30%）组成。平时表现：根据考勤、上课是否认真听讲参与课堂提问、学生的提问情况及与老师的互动情况给分。对课程目标1和课程目标2均有所支撑，其中课程目标1占60%，课程目标2占40%。满分100分，分别占总成绩的12%、8%。作业成绩：按照教学进度，教学过程中布置3次作业，作业内容均对课程目标1和课程目标2均有所支撑，其中课程目标1占80%，课程目标2占20%。作业总成绩100分，分别占总成绩的24%、6%。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（集中实践环节课程、理论、实验课程均需填写）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期末考试考核环节1期望值A1=20a1=考核环节1实际平均得分达成度=a1平时表现考核环节2期望值B1=10b1=考核环节2实际平均得分作业考核环节3期望值C1=20c1=考核环节3实际平均得分课程目标2期末考试考核环节1期望值A1=80a1=考核环节1实际平均得分达成度=a1平时表现考核环节2期望值B1=40b1=考核环节2实际平均得分作业考核环节3期望值C1=40c1=考核环节3实际平均得分课程目标3期末考试考核环节1期望值A1=100a1=考核环节1实际平均得分达成度=a1平时表现考核环节2期望值B1=50b1=考核环节2实际平均得分作业