《分子生物学与基因工程》课程教学大纲

1、分子生物学与基因工程课程教学大纲一、课程基本信息英文名称Molecular Biology and Gene Engineering课程编号180111010课程类型选修课课程学分3学分/3学分课程学时48学时/48学时适用专业园艺、农学、水产先修课程生物化学后修课程植物生物技术课程负责人课程团队二、课程性质与定位本课程是一门农业类专业选修课程，也是生物类各专业最基本的基础课程。本课程的任务是使学生熟知核酸的基本生物化学特性，熟知生物信息的储存与表达过程，特别是基因的一般结构与生物功能性 的修饰与调节，了解现代分子生物学基本研究方法，了解DNA重组与基因工程的基本技术与原理。通过与实验课结合，

2、将系统介绍基本的分子生物学与基因工程技术，为学生进入研究生学习和进入日趋国际化的工作岗位奠定基础。三、课程目标1.知识目标通过本课程的学习，让学生理解和掌握核酸的结构和功能；基因和基因组的概念及其组成特点；DNA的复制、转录和翻译过程；掌握基因表达调控机制；掌握基因工程的基本要素和操作流程等。2.能力目标通过本课程的学习，让学生具备从事同分子生物学与基因工程有关的科学活动的初步能力，具备运用该课程的基本知识和基本理论去指导农业生产的能力，具备在实际的农业生产管理和新品种培育中发现、分析和解决问题的能力；具备自主获取新知识的能力。3.素质目标培养学生具备农业工作者所要求的认真、勤奋、严谨、求实的

3、科学态度；具有较强开拓创新能力；具有较强的自我控制能力、适应能力和团队协作能力，有较强的责任感和认真踏实的工作作风。四、主要内容和要求第一章 绪 论【目的要求】了解分子生物学与基因工程是一门怎样的学科，了解其发展的历史；2、明确目前该门课程包括的主要领域和研究任务，目前发展的重点及今后发展的方向，激发学生学习生物化学的兴趣。【教学设计建议】 通过讲述分子生物学发展史上的大事记和历年来的获诺贝尔奖的科学家的事迹，激发学生学习的兴趣。【讲授内容】1、分子生物学的研究范畴2、分子生物学学的发展历史3、分子生物学当前的主要研究内容4、分子生物学的展望 第二章 遗传的物质基础DNA【目的要求】1、掌握D

4、NA一级结构组成特点，理解双脱氧终止法测序的基本原理及过程；2、掌握DNA二级结构的特点，理解分子杂交的原理；3、掌握DNA的高级结构，理解拓扑异构体转变的生物学意义。【教学设计建议】 重点讲述一级结构的序列测定方法和拓扑异构体转变的生物学意义。【讲授内容】1、DNA一级结构2、DNA二级结构3、DNA高级结构第三章 染色体与基因【目的要求】1、掌握基因组的概念，理解C值矛盾；2、掌握原核生物基因组的特点；3、掌握真核生物的染色体组成及基因组的特点，重点掌握端粒的组成及生物学意义。【教学设计建议】 重点讲述原核生物和真核生物基因组的特点。【讲授内容】1、基因组；2、原核生物基因组的特点；3、真

5、核生物的染色体组成；4、真核生物基因组的特点。第四章 DNA的复制【目的要求】1、掌握复制的机理及一般过程；2、掌握复制过程各阶段的主要生物学事件；3、了解不同的复制方式，掌握真核生物线形DNA复制方式；4、了解复制的调控方式；5、掌握DNA的修复方式【教学设计建议】 重点讲述DNA的复制过程和损伤修复系统。【讲授内容】1、DNA复制的机理及一般过程；2、DNA复制过程；3、DNA复制方式；4、DNA复制的调控方式；5、DNA的损伤修复系统第五章 转录【目的要求】1、了解RNA合成的基本特征；掌握原核和真核生物的RNA聚合酶；2、掌握启动子的结构特点；3、掌握转录过程各阶段的主要生物学事件；终

6、止子的结构及作用；4、了解RNA转录后加工过程，点掌握RNA的剪接方式；5、掌握逆转录的过程；了解逆转录酶的意义及应用。【教学设计建议】 重点讲述RNA合成过程中起始和终止阶段的重要事件；启动子的结构和功能；真核生物RNA的转录后加工。【讲授内容】1、RNA合成的基本特征2、启动子结构特点；3、转录过程；4、RNA转录后加工过程；5、逆转录。第六章 翻译【目的要求】掌握遗传密码的特点；掌握肽链的合成过程。【教学设计建议】 重点讲述遗传密码的特点和肽链合成过程【讲授内容】tRNA的结构；遗传密码的特点；3、肽链的合成过程第七章 原核生物基因表达调控【目的要求】1、掌握操纵子的组成和调控方式，衰减

7、子对基因表达的调控及生物学意义；2、了解在翻译水平的调控方式，反义RNA的调控方式，蛋白质合成的自体调控，细菌的应急反应。【教学设计建议】 重点操纵子和衰减子对原核生物基因表达调控【讲授内容】1、原核生物转录水平的调控；2、原核生物翻译水平的调控。第八章 真核生物基因表达调控【目的要求】1、理解真核生物复杂的基因表达调控网络； 2、掌握基因转录水平上调控方式顺式作用元件与反式作用因子相互作用； 3、了解转录后水平的调控，重点掌握RNA干扰。【教学设计建议】 重点讲授真核生物复杂的基因表达调控网络【讲授内容】1、真核生物转录水平的调控； 2、真核生物转录后水平的调控； 3、真核生物翻译水平的调控

8、。第九章 基因组与比较基因组学【目的要求】1、了解基因组计划实施及意义； 2、掌握基因组计划中的关键技术，四张图（物理图、遗传图、转录图、序列图）的绘制及鸟枪法测序的原理；3、理解比较基因组学研究。【教学设计建议】 重点讲授基因组计划的关键技术【讲授内容】1、基因组计划实施及意义； 2、基因组计划中的关键技术，四张图（物理图、遗传图、转录图、序列图）的绘制及鸟枪法测序的原理；3、比较基因组学研究。第十章 分子生物学技术【目的要求】掌握PCR技术的基本原理；掌握PCR的体系组成及过程；掌握RT-PCR、RACE PCR、Inverse PCR等衍生技术的应用；了解PCR技术在科研及生活中的应用；

9、了解差式杂交、扣除杂交技术和酵母杂交的原理及用途。【教学设计建议】 重点讲授PCR的基本原理及其衍生技术【讲授内容】PCR技术的基本原理；PCR的体系组成及过程；PCR衍生技术；差式杂交、扣除杂交技术和酵母杂交第十一章基因工程基本概念和基本原理【目的要求】1、了解基因工程的成果和发展前景；2、理解重组DNA技术和基因工程的基本定义；3、理解基因工程的基本原理。【教学设计建议】 重点讲授基因工程的基本原理【讲授内容】1、基因工程的成果及其应用；2、重组DNA技术和基因工程的基本定义；3、基因工程的基本原理。第十二章 基因工程所需的基本条件【目的要求】1、掌握用于核酸操作的工具酶；2、掌握用于基因

10、克隆的载体；3、了解用于基因转移的受体菌或细胞。【教学设计建议】 重点讲授工具酶和载体【讲授内容】1、主要工具酶；2、载体；3、受体菌或细胞；4、转化方法。第十三章 基因工程的操作过程【目的要求】1、理解基因工程操作的基本过程；2、掌握DNA体外重组的基本方法；3、掌握重组DNA分子的转化和扩增方法；4、掌握转化子的筛选和鉴定方法。【教学设计建议】 重点讲授基因工程操作流程【讲授内容】1、基因工程操作的过程第十四章 大肠杆菌基因工程【目的要求】1、掌握大肠杆菌作为表达受体菌的特征；2、理解外源基因在大肠杆菌中高效表达的原理；3、掌握大肠杆菌基因工程菌的构建策略；4、理解基因工程菌的遗传不稳定性

11、原因；5、了解利用重组大肠杆菌生产人胰岛素的方法。【教学设计建议】 重点讲授如何实现外源基因在大肠杆菌中高效表达【讲授内容】1、大肠杆菌作为表达受体菌的特征；2、外源基因在大肠杆菌中高效表达的原理；3、利用重组大肠杆菌生产人胰岛素的方法。第十五章 酵母菌基因工程【目的要求】1、掌握酵母菌作为表达外源基因受体菌的特征；2、理解酵母菌的表达系统；3、了解利用重组酵母生产乙肝疫苗方法。【教学设计建议】 重点讲授酵母菌的表达系统【讲授内容】1、酵母菌作为表达外源基因受体菌的特征；2、酵母菌的表达系统；3、利用重组酵母生产乙肝疫苗方法。第十六章 哺乳动物基因工程【目的要求】1、掌握高等哺乳动物基因工程的

12、基本概念；2、掌握高等哺乳动物的受体系统；3、理解高等哺乳动物的基因转移方法；4、了解利用哺乳动物工程细胞生产重组蛋白基本方法。【教学设计建议】 重点讲授高等哺乳动物的受体系统【讲授内容】1、掌握高等哺乳动物基因工程的基本概念；2、掌握高等哺乳动物的受体系统；3、理解高等哺乳动物的基因转移方法；4、了解利用哺乳动物工程细胞生产重组蛋白基本方法。第十七章 高等植物基因工程【目的要求】1、掌握高等植物基因工程发展概况；2、掌握高等植物的基因转化体系；3、掌握高等植物基因表达系统；4、了解转基因作物的生物安全。【教学设计建议】 重点讲授高等植物的基因转化体系和表达系统【讲授内容】1、掌握高等植物基因

13、工程发展概况；2、掌握高等植物的基因转化体系；3、掌握高等植物基因表达系统；4、了解转基因作物的生物安全。五、教学条件分子生物学与基因工程为独立课程，本课程采用多媒体课堂教学，及时补充国内外的新技术，使学生及时了解本学科的重要进展及发展动向。六、学时分配建议表理论教学内容学时第一章 绪论2第二章 遗传的物质基础DNA2第二章 染色体与DNA4第四章 DNA复制4第五章 转录4第六章 翻译2第七章 原核生物基因表达调控4第八章 真核生物基因表达调控6第九章 基因组与比较基因组学2第十章 分子生物学研究方法4第十一章 基因工程基本概念和基本原理2第十二章 基因工程所需的基本条件2第十三章 基因工程

14、的操作过程2第十四章 大肠杆菌基因工程2第十五章 酵母基因工程2第十六章 哺乳动物基因工程2第十七章 高等植物基因工程2合 计48七、实施建议1、教学组织因本课程有大量的图表和图示资料，所以全程采用多媒体教学，加强直观教学，以加深学生对有关内容的理解和记忆，提高教学效率和教学效果。每章有0.5-1个课时以讨论、提问和答疑的形式进行教学，以了解学生的学习和掌握情况，并对后面的教学进行调整。注意采用灵活多样的教学方法，如启发式、探究式等，充分调动学生学习的积极性；通过采用实例分析，习题作业，课堂讨论等多种形式，生动活泼，突出重点和难点，以保证教学质量的不断提高，培养学生发现问题、分析问题、解决问题

15、的能力和探究意识。教材选编选用教材原则上根据教学层次、专业和教学要求的差别，按需选用最佳教材。3、教学团队本课程的课程负责人需要具备本科以上学历，5年以上的高校教龄；主讲教师具备本科以上学历，3年以上的高校教龄；任课教师均需具有一定的基础理论知识、较广泛的专业知识以及相关学科的基本知识；具备较高的教学能力，良好的知识传导能力和系统的教学设计能力；还要求教师具有同行业的实践经验或经历，与行业系统密切联系的沟通渠道，具备善于实践并指导学生实践的能力。教学评价以考促教是提高教学效果的有效手段，通过考试，使学生明确学习内容、学习目标和学习标准。本课程采用全面考核、综合评价的方式对学生的专业能力、方法能力、社会能力进行全面评价。考试考核重点突出过程考核，重点考核学生分析问题、解决问题的能力。本课程成绩评定按照学校规定的分数构成的百分比例，即（1）平时成绩占30%，包括课堂讨论、作业完成情况