1、基因工程課程教學大綱(生物工程、生物技術專業)課程編號：課程名稱：總學時數：48 實驗學時：10先修課程及：生物化學，普通生物學，細胞生物學，遺傳學，分子生物學后續課程：細胞工程 一、說明部分1 課程性質四年制生物工程、生物技術專業必修課。2 課程教學的目的及意義基因工程技術是在分子水平上采用類似于工程設計的方法，按人類的需要產生不同的基因產物或定向的創造生物的新性狀，使之穩定地遺傳給子代?；蚬こ虒⑸锓N屬間不可逾越的鴻溝徹底填平，在生物進化史上，一步跨越幾百、幾千、幾萬年。細菌、植物、動物和人的基因都可以縫合在一起，可以按人的意志定向培育新品種、乃至創造新生物。DNA重組技術對生命科學產生

2、革命性的影響?；蚬こ桃l的現代生物技術如同當年的工業革命、現在的計算機革命一樣，正在改變地球上的生物和人類的未來，成為具有遠大發展前景的新興學科和產業，為解決人類社會所面臨的人口膨脹、資源枯竭、環境污染等嚴重問題開辟新途徑，直接關系到醫藥、食品、化工、農牧、環保、能源等傳統產品的改造和新產品的形成。課程的教學目的是讓學生了解作為20世紀生命科學最輝煌的成就基因工程技術30年來的發展史，特別是近年來飛速發展的新技術和新應用的進展如何使整個人類社會生活方式發生了重大變革。系統學習作為生物工程核心的基因工程可為眾多課程的學習打下良好的基礎。3教學內容及教學要求課程主要從兩個方面進行介紹：基因工程技

3、術的基本原理、基因工程技術的應用。通過這門課程的學習，要求學生掌握基因工程的基本原理、應用策略及設計思路，各項基因工程操作技術（基因操作的基本技術、基因克隆的酶學基礎、基因克隆的載體的構建及克隆載體系統的選擇、真核生物基因分離與鑒定的基本原理和方法、體外重組技術以及動、植物基因工程的操作方法等。），并了解基因工程的實際應用，為今后進一步的學習、科研或工作打下重要的理論基礎。4教學重點、難點重點：基因，基因組，DNA重組，目的基因制備及導入受體細胞，核酸雜交。難點：基因工程操作技術、外源基因的表達、PCR的技術原理。5教學方法與手段以課堂理論教學，借以多媒體教學系統展示臺，將基因克隆、基因組文庫

4、構建等過程展示，以求通俗易懂，加深理解。本課程所涉及的實驗：基因工程 實驗教學大綱。6. 教材及主要參考書1. 魏群基因隆和DNA分析北京：高等教育出版社，20032吳乃虎基因工程原理北京：科學出版社，19983陸德如，陳永青基因工程北京：化學工業出版社.20024賀淹才簡明基因工程原理北京：科學出版社，19995周俊宜分子生物學基本技能和策略北京：科學出版社，20046樓士林，楊盛昌，龍敏南基因工程北京：科學出版社，2002 二、正文部分第一章 基因與基因工程一、教學要求了解基因研究的發展、基因工程的誕生及其主要的研究內容。掌握基因、基因組的概念。二、教學內容第一節 基因研究的發展和基因的現

5、代概念知識要點：表達子、內含子、細胞基因組、病毒基因組、細菌基因組和真核生物基因組的一般特點，人類基因組計劃（HGP）草圖的完成及其重要意義。第二節 基因工程的誕生及其主要的研究內容知識要點：遺傳物質是DNA；DNA雙螺旋結構和半保留復制；遺傳信息流（中心法則）基因工程操作技術的研究內容包括：目的基因的分離與合成；目的基因與載體的連接；重組分子導入宿主細胞；篩選、鑒定；表達。三、本章學時數 3學時第二章 基因工程的工具酶一、教學要求了解限制性核酸內切酶的命名原則，酶的星號活力。掌握DNA聚合酶以及反轉錄酶、末端轉移酶等的性質及用途。二、教學內容第一節限制性核酸內切酶知識要點：限制性核酸內切酶的

6、命名原則，II型限制酶的功能，DNA的物理圖譜繪制第二節其它酶知識要點：DNA聚合酶，連接酶、T4多核苷酸激酶、堿性磷酸酶等的用途三、本章學時數 3學時第三章 基因工程的載體一、教學要求了解質粒的分類和轉移作用以及載體的選擇，克隆載體都有一個松弛型復制子，能帶動外源基因在受體細胞中復制擴增。掌握載體的種類、載體系列的發展及其應用選擇。二、教學內容第一節質粒的生物學特性知識要點：pPBR322 、pUC19第二節噬菌體和柯斯載體YAC載體知識要點：噬菌體載體、M13噬菌體載體、YAC等三、本章學時數 4學時 第四章 基因的分離與測序 一、教學要求了解基因測序的原理，差示文庫、mRNA差異顯示法。

7、掌握基因分離的各種方法及其應用范圍。二、教學內容第一節獲得目的基因知識要點：基因組文庫；cDNA文庫；人工合成；PCR擴增。第二節目的基因序列測定知識要點：Sanger雙脫氧鏈終止法、Maxam-Gilbert化學修飾法,自動測序儀。三、本章學時數 4學時第五章 重組體的構成、導入和篩選 一、教學要求了解基因文庫篩選基因時，常采用核酸雜交的方法，連接策略。掌握目的基因與載體的連接策略、導入、重組子的篩選鑒定方法。二、教學內容第一節 目的基因與載體的連接知識要點：粘性末端連接、平末端連接第二節 重組子導入受體菌知識要點：氯化鈣導入方法，以及轉化、轉染、轉導等概念。第三節、重組子的篩選方法。知識要

8、點：插入失活雙抗生素對照篩選和插入失活“藍白斑”篩選。了解。第四節、重組子的鑒定。知識要點：插入片段長度鑒定、插入片段方向鑒定。三、本章學時數 4學時第六章 重組體在細胞中的表達與調控 一、教學要求了解重組體在真核細胞中的表達，理解基因表達的特點，重要調控元件。掌握原核生物基因表達的特點。二、教學內容第一節 重組體在原核細胞中的表達知識要點：啟動子，SD序列；終止子，原核表達載體第二節 重組體在真核細胞中的表達知識要點：目的基因導入真核細胞的病毒載體：SV40載體、痘苗病毒載體、腺病毒載體；表達元件:原核DNA序列、啟動子、增強子、終止信號加A信號；遺傳選擇性標記。第三節 表達產物的檢測、分離

9、與純化。知識要點：Western印跡法，包涵體。三、本章學時數 8學時第七章 核酸雜交 一、教學要求了解核酸探針標記方法，理解Southern印跡雜交。掌握核酸雜交的基本原理及技術方法。二、教學內容第一節 核酸雜交的基本原理知識要點：核酸變性、復性和雜交第二節、核酸探針的種類知識要點：核酸探針標記方法，缺口平移法、隨機引物法、5'末端標記。第三節 核酸分子雜交技術知識要點：液相、固相分子雜交，Southern印跡雜交、Northern印跡雜交、斑點雜交、原位雜交等。三、本章學時數 4學時第八章 聚合酶鏈反應 一、教學要求了解PCR在分子生物學中的應用。掌握PCR反應過程及常見的PCR反應。二、教學內容第一節 反應體系知識要點：引物、模板、退火溫度第二節PCR在分子生物學中的應用知識要點：制備cDNA文庫與篩選、直接測序、染色體區帶特異片斷克隆、檢測突變堿基、擴增未知序列、標記DNA探針、尋找新基因。三、本章學時數 4學時第九章 重組DNA技術的應用   一、教學要求了解重組DNA技術、基因治療的應用。掌握重組DNA技術的應用。二、教學內容第一節 重組DNA技術與醫學研究知識要