基因操作原理课程教学大纲

基因操作原理课程教学大纲

课程名称：基因操作原理（Principles of Gene Manipulation） 课程编号：131307916 课程类别：专业课 总学时数：42 学 分：2.5

开课单位：生命科学学院生物综合教研室 适用专业：生物技术专业 适用对象：本科（四年)

一、课程的性质、类型、目的和任务

基因操作原理又称基因工程，是高等学校生物技术专业必修的一门重要专业课。该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是该专业学生必备的专业知识和技能。

基因操作原理课程在为学生系统地打好必要的专业基础，培养学生具备专业的素质与技能，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识等方面，起到独特而重要的作用。

通过对基因操作原理的系统学习，使本科生对这门已经对社会经济发展产生了巨大影响，并已被誉为本世纪最具发展潜力的学科之一的新兴起的学科有所了解，掌握它的基本原理和设计思路以及一些常用的实验操作技术，适应社会对高新技术的要求，为毕业生走向社会参加相关领域的生产和科研或报考研究生进行相关课题研究打下基础。

课内实验时数：12

二、本课程与其它课程的联系与分工

基因操作原理是建立在生物化学、微生物学、细胞生物学、分子生物学和分子遗传学基本原理和知识的基础之上的应用性科学。所以要求学生有扎实的上述课程基础。故本课程宜从三年级第二学期开始，以确保学生学习本课程具有所需要的先修课程基础。

三、教学内容及教学基本要求

[1]表示“了解”；[2]表示“理解”或“熟悉”；[3]表示“掌握”；△表示自学内容；○表示略讲内容；

第一章 绪论（introduction to genetic engineering）——基因工程概况�� 第一节 基因研究的发展 ○基因学说的创立[2]；○基因与DNA分子[2]；○基因与DNA分子的多核苷酸区段[2]；○基因与多肽链[2]；○基因的碱基顺序与蛋白质的氨基酸顺序[2]；○基因的结构[2]；○基因的表达和调控[2]；○基因的分离[1]；○基因的合成[1]；

重点：基因研究发展的主线 难点：基因研究的发展过程 教学手段：多媒体教学 教学方法：讨论、讲授法 思考题：理解本节内容的意义 第二节 基因工程的发展

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基因工程的含义、步骤[2]；基因工程研究的理论基础[3]；基因工程研究的基本技术路线[2]；基因工程的发展史[1］；

重点：基因工程研究的理论基础 难点：基因工程研究的基本技术路线 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第三节 基因工程研究内容 基础研究[2]；应用研究[2]；

重点：熟悉基础研究与应用研究范畴 难点：基础研究与应用研究范畴的划分 教学手段：多媒体教学 教学方法：探讨讲授法

第四节 基因工程安全性问题 基因工程安全性问题[2]；

重点：我国规范基因工程操作的法律法规 难点：对基因工程安全性问题的正确看待 教学手段：多媒体教学 教学方法：讨论讲授法 作业：

1.基因工程应用研究发展现状 2.理解本章内容的意义 第二章 DNA重组

第一节 DNA的组成和结构

△DNA的组成和空间结构[1]；复制的起始位点和复制子[3]；DNA转录启动子和转录区[2]；

重点：复制的起始位点和复制子；DNA转录启动子和转录区 难点：复制的起始位点和复制子 教学手段：多媒体教学 教学方法：详略结合讲授法 第二节 DNA的制备

天然DNA的来源[1]；天然DNA的提取[3]； 重点：天然DNA的提取 难点：天然DNA的提取 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第三节 限制性核酸内切酶和DNA片段化

限制性核酸内切酶[3]；限制性核酸内切酶的作用机制[2]；限制性核酸内切酶的识别序列和切割位点[3]；限制性核酸内切酶反应体系[3]；限制性核酸内切酶的Star活性[1]；DNA分子的片段化[3]；

重点：限制性核酸内切酶；限制性核酸内切酶的识别序列和切割位点；限制性核酸内切酶反应体系；DNA分子的片段化；

难点：限制性核酸内切酶的识别序列和切割位点；DNA分子的片段化； 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第四节 特异DNA片段的PCR扩增

PCR的基本原理[2]；PCR扩增特异性DNA片段的主要条件[3]；DNA片段大小的凝胶电泳检测[3]；

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重点：PCR扩增特异性DNA片段的主要条件；DNA片段大小的凝胶电泳检测； 难点：PCR扩增特异性DNA片段的主要条件 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第五节 DNA连接酶与DNA分子体外连接重组

DNA连接酶[2]；DNA片段之间的连接[3]；DNA重组类型[2]; 重点：DNA片段之间的连接 难点：DNA片段之间的连接 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法 作业：

1.基因与载体平末端的连接方法。 2.PCR技术发展现状。 第三章 基因克隆载体

第一节 原核生物克隆载体

○与构建克隆载体相关的质粒性质[1]；构建质粒克隆载体的基本策略[2]；质粒克隆载体的构建[3]；λ噬菌体克隆载体[3]；

重点：PBR322载体、PUC载体的构建 难点：λ噬菌体克隆载体 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第二节 植物基因克隆载体

农杆菌质粒特性与克隆载体的构建[3]；其它植物基因载体[1]； 重点：农杆菌质粒特性与克隆载体的构建 难点：其它植物基因载体 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第三节 动物基因克隆载体

与构建载体相关的病毒的性质[3]；动物基因克隆载体的构建[2]； 重点：与构建载体相关的病毒的性质 难点：动物基因克隆载体的构建 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第四节 染色体定位整合载体 基因整合平台系统[3]； 重点：定位整合载体的模式 难点：定位整合载体的模式 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第五节 人工染色体载体

人工染色体克隆载体的特点[1]；人工染色体克隆载体的构建[3]；人工染色体克隆载体应用[2]；

重点：人工染色体克隆载体的构建

难点：人工染色体克隆载体的构建；人工染色体克隆载体应用 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

作业：基因克隆载体发展现状 植物基因克隆载体 动物基因克隆载体

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第四章 目的基因的获取

第一节 基因的基本结构特征

○结构基因组成[3]；○基因的排列[1]； 重点：结构基因组成 难点：结构基因组成 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法 第二节 基因文库

基因组文库、cDNA文库概念[3]；基因文库大小[2]；基因文库构建[2]； 重点：基因组文库、cDNA文库概念 难点：基因文库构建 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第三节 目的基因的获取

○目的基因的功能克隆[1]；序列克隆法[3]；利用PCR技术扩增目的基因[3]；利用差示分析法分离目的基因克隆[3]；

重点：利用PCR技术扩增目的基因；序列克隆法；利用差示分析法分离目的基因克隆； 难点：利用差示分析法分离目的基因克隆； 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第五章 重组基因导入受体细胞 第一节 受体细胞

选择受体细胞的条件[2]；受体细胞的种类[1]； 重点：选择受体细胞的条件

难点：选择受体细胞的条件；受体细胞的种类 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第二节 重组质粒DNA分子的转化

重组质粒DNA分子转化原核生物细胞[3]；重组DNA分子转化真核生物细胞[2]；重组子的筛 选[3]；

重点：重组质粒DNA分子转化原核生物细胞；重组子的筛选 难点：重组子的筛选 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第六章 外源基因的表达 第一节 基因表达的机制

外源基因的起始转录[2]；mRNA的延伸与稳定性[2]；外源基因mRNA的有效翻译[2]；表达蛋白在细胞中的稳定性[2]；目的基因沉默[3]；

重点：外源基因表达要素 难点：目的基因沉默 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第二节 基因表达的调控元件

○启动子[2]；○增强子[2]；终止子[2]；○弱化子[2]；绝缘子[2]；反义子[2] 重点：基因表达调控元件的生物作用 难点：基因表达调控元件的生物作用 教学手段：多媒体教学 教学方法：讲授法

第三节 外源基因表达系统 大肠杆菌基因表达系统[3]

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