《现代分子生物学与基因工程》课程大纲

《现代分子生物学与基因工程》课程大纲课程中文名称：现代分子生物学与基因工程课程英文名称：ModernMolecularBiologyandGeneticEngineering课程编号：211T0386学分：2.5学时：48（其中：讲课学时：32实验学时：16实践学时：0）先修课程：生物化学适用专业：生物工程课程类别：专业核心课程/必修使用教材：现代分子生物学，朱玉贤等编著，科学出版社，第五版2019年开课单位：生物与制药学院课程简介：一、课程性质分子生物学与基因工程是近年来发展迅速且在生命科学领域里应用越来越广泛、影响越来越深远的一个学科，它渗透到生命科学的各个领域；是生命科学中最具生命力和最引人注目的前沿学科之一；“现代分子生物学与基因工程”是生物工程专业的核心必修课程。本课程主要讲授基因复制与转录、蛋白表达、基因表达调控、分子克隆等分子生物学基本知识和基因工程原理，使学生系统掌握分子生物学和基因工程的基本概念、理论、技术和方法，了解当今分子生物学与基因工程应用发展现状及趋势，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。二、课程目标：课程目标1：掌握分子生物学、基因工程的基础知识，包括染色体与DNA的基本结构和功能、生物信息传递的基本原理、原核与真核生物的表达调控等，并能够将相关基础知识运用于基因工程菌株构建与改造的起因分析，是毕业要求1.3的重要支撑；课程目标2：能够运用分子生物与基因工程的原理，用于识别DNA重组克隆、大肠杆菌和酵母基因工程、外源基因表达产物的分离纯化、分子生物学研究方法等工程领域存在的问题，并认识问题的分子和遗传本质，是毕业要求2.1的重要支撑；课程目标3：掌握基因工程实验的基本技能，能够运用分子生物与基因工程的基本原理构建基因工程菌，对毕业要求4.2具有一定支撑；三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标对毕业要求的支撑关系1工程知识1.3掌握解决食品发酵与生物医药生产复杂工程问题所需的生物化学、微生物学、现代分子生物学与基因工程、细胞生物学与细胞工程等生物工程基础知识，能够将其用于工程问题的生物学特征识别和表述，并能够用于菌株改造、发酵或代谢调控等工程问题起因的判别；课程目标12问题分析2.1能够应用生物学的基本原理，对食品发酵与生物医药生产中的复杂工程问题进行生物学特征的识别和判断，并认识问题的本质；课程目标24研究4.2能够基于生物工程基本原理和专业实验积累，选择研究路线、设计实验方案、正确采集数据、分析和解释数据、获得有效结论。课程目标3四、教学内容及要求（应包含各章节1.教学内容2.重难点3.课程思政融入点4.考核要点5.教学方法（根据课程目标设计相应章节的教学方法，有效保证目标的实现）6.作业安排等）理论课部分（32学时）：第一章：绪论1.教学内容：1).引言2).分子生物学简史3).分子生物学的主要研究内容4).展望2.重点难点教学重点：DNA的发现与基因学说的创立；分子生物学的主要研究内容教学难点：分子生物学的主要研究内容。3.课程思政融入点播撒科学精神，提升科学素养，分子生物学的发展是科学家不断钻研的结果。4.考核要点分子生物学的主要研究内容。5.教学方法PPT讲授、教学图片、动画；6.作业安排雨课堂同步作业第二章：染色体与DNA1.教学内容：1).染色体；2).DNA的结构；3).DNA的复制；4).原核生物和真核生物DNA复制的特点；5).DNA的修复；6).DNA的转座；7).SNP的理论与应用（自学）；2.重点难点2.1教学重点：DNA的化学组成和结构；DNA的复制及过程；DNA聚合酶的具体功能；2.2教学难点：DNA双螺旋结构；DNA复制的具体过程。3.课程思政融入点播撒科学精神，提升科学素养，核酸的研究历史，特别是DNA双螺旋结构发现的历程一直伴随着科学精神的引领。4.考核要点染色体的组成，DAN的二级结构，半保留复制，DNA复制的基本概念，DNA聚合酶，原核生物DNA复制特点，真核生物DNA复制特点，端粒与DNA末端复制，真核细胞DNA的复制调控，DNA的突变，DNA损伤的修复，转座子的分类和结构特征。5.教学方法PPT讲授、教学图片、动画、互动讨论；6.作业安排雨课堂同步作业第三章：生物信息的传递（上）1.教学内容：1).RNA的结构、分类和功能；2).RNA转录的基本过程；3).RNA聚合酶；4).启动子与转录起始；5).原核生物与真核生物转录产物的并比较；6).原核生物与真核生物mRNA的特征比较；7).真核生物RNA的转录后加工；8).RNA的编辑、在编码和化学修饰；2.重点难点2.1教学重点：RNA转录的具体过程；RNA聚合酶的功能；启动子的结构和功能。2.2教学难点：RNA转录的具体过程。3.课程思政融入点播撒科学精神，提升科学素养，转录机制的探索发现的历程一直伴随着科学精神的引领。4.考核要点RNA的结构特点，RNA的分类，RNA的功能，启动子的结构特征，转录的基本过程，原核生物RNA的特征，真核生物RNA特征，原核生物RNA聚合酶，增强子，真核生物mRNA的剪接，核酶。5.教学方法PPT讲授、教学图片、动画、互动讨论；6.作业安排雨课堂同步作业第四章：生物信息的传递（下）1.教学内容：1).遗传密码；2).tRNA；3).核糖体；4).蛋白质合成的生物学机制；5).蛋白质运转机制；6).蛋白质的修饰、降解与稳定性研究；2.重点难点2.1教学重点：遗传密码子的特点；翻译体系的生物大分子的结构功能；蛋白质翻译过程。2.2教学难点：蛋白质翻译过程。3.课程思政融入点播撒科学精神，提升科学素养，蛋白翻译机制发现的历程一直伴随着科学精神的引领。4.考核要点遗传密码子的性质，密码子与反密码子的作用，tRNA的二级结构，tRNA的功能，tRNA的种类，核糖体的结构，核糖体的功能，氨基酸的活化，翻译的起始，肽链的延伸，肽链的终止，多核糖体与蛋白质的合成，蛋白质前体的加工，蛋白质的折叠，翻译运转同步机制，翻译后运转机制，泛素修饰介导的蛋白质降解。5.教学方法PPT讲授、教学图片、动画、互动讨论；6.作业安排雨课堂同步作业第五章：原核基因表达调控1.教学内容：1).原核基因表达调控总论；2).乳糖操纵子与负控诱导系统；3).色氨酸操纵子与负控阻遏系统；4).其他操纵子（自学，了解）；5).氨基酸代谢调控（自学，了解）；6).转录水平上的其他调控方式（自学，了解）；7).转录后调控(自学，了解)；2.重点难点2.1教学重点：乳糖操纵子的调控方式（负调控、正调控）。色氨酸操纵子的阻遏和弱化系统。2.2教学难点：乳糖操纵子的调控方式。弱化调控系统3.课程思政融入点播撒科学精神，提升科学素养，基因调控机制发现的历程一直伴随着科学精神的引领。4.考核要点原核基因表达调控分类，原核基因表达调控的主要特点，乳糖操纵子模型和结构特征，lac操纵子的调控过程（机制），trp操纵子的阻遏系统，trp操纵子的弱化作用，trp操纵子的调控机制。5.教学方法PPT讲授、教学图片、动画、互动讨论；6.作业安排雨课堂同步作业第六章：真核基因表达调控1.教学内容：1).真核基因表达调控相关概念和一般规律；2).真核基因表达的转录水平调控；3).真核基因表达的染色质修饰和表观遗传调控（自学，了解）；4).非编码RNA对真核基因表达的调控（自学，了解）；5).真核基因其他水平调控（自学，了解）；2.重点难点2.1教学重点：真核基因表达调控一般规律，反式作用因子，真核基因的一般结构特征。2.2教学难点：真核基因的一般结构特征。3.课程思政融入点播撒科学精神，提升科学素养，基因调控机制发现的历程一直伴随着科学精神的引领。4.考核要点真核基因表达的基本概念，断裂结构，基因家族，真核基因表达的方式和特点，真核基因表达调控一般规律，真核基因的一般结构特征，增强子及其对转录的影响，反式作用。。5.教学方法PPT讲授、教学图片、动画、互动讨论；6.作业安排雨课堂同步作业第七章：分子生物学研究方法1.教学内容：1).DAN基本操作技术；2).RNA基本操作技术；3).基因克隆技术；4).蛋白质与蛋白质组学技术（自学）；2.重点难点2.1教学重点：DNA基本操作技术，基因克隆技术。2.2教学难点：基因克隆技术。3.课程思政融入点播撒科学精神，提升科学素养，分子生物学技术的发展一直伴随着科学精神的引领。4.考核要点基因组DNA的提取，聚合酶链式反应技术，重组载体构建，cDNA合成，基因克隆技术。5.教学方法PPT讲授、教学图片、动画、互动讨论；6.作业安排雨课堂同步作业第八章：大肠杆菌和酵母基因工程1.教学内容：1).外源基因在大肠杆菌中的高效表达原理；2).大肠杆菌基因工程菌的构建策略；3).重组异源蛋白的体内修饰与体外复性；4).大肠杆菌工程菌的工程化控制；5).酵母基因工程（自学）；；2.重点难点2.1教学重点：大肠杆菌基因工程菌的构建策略。2.2教学难点：大肠杆菌基因工程菌的构建策略。3.课程思政融入点播撒科学精神，提升科学素养，大肠杆菌和基因工程菌的基因工程技术建立一直伴随着科学精神的引领。4.考核要点外源基因在大肠杆菌中的高效表达原理，大肠杆菌基因工程菌的构建策略，重组异源蛋白的体内修饰与体外复性。5.教学方法PPT讲授、教学图片、动画、互动讨论；6.作业安排雨课堂同步作业实验课部分（16学时）：实验项目内容及学时安排序号实验项目学时实验性质备注验证设计综合必做选做实验1基因组DNA的提取4√√实验2PCR基因扩增4√√实验3DNA重组与转化4√√实验4质粒DNA的提取及电泳检测4√√实验5大肠杆菌感受态细胞制备4√√五、教学内容对课程目标的支撑关系章节教学内容学时分配支撑的课程目标讲课实验实践1绪论2课程目标12染色体与DNA6课程目标13生物信息的传递（上）6课程目标14生物信息的传递（下）6课程目标15原核基因表达调控4课程目标26真核基因表达调控2课程目标27分子生物学研究方法4课程目标28大肠杆菌和酵母基因工程2课程目标29实验16课程目标3六、考核方式【3】及成绩评定标准（应针对课程目标，对课程考核方式、内容和评分标准进行设计，确保能有效证明课程目标的达成情况）1.课程考核方式：考核方式为：闭卷考试。课程成绩包括：闭卷考试50%；平时成绩30%（平时作业10%；课堂学习/大学慕课学习20%）；实验20%。支撑毕业要求课程目标考核与评价方式合计平时作业课堂学习实验课程考试指标点1.3课程目标1105/2035指标点2.1课程目标2105/2035指标点4.2课程目标3//201030总分占比%201020501002.课程考核评分标准（应针对课程目标，对课程考核方式、内容和评分标准进行设计，确保能有效证明课程目标的达成情况）课程目标考核要求评分标准高于预期达到预期低于预期优秀良好合格不合格1.期末考试18-2016-1812-16<122.期末考试18-2016-1812-16<123.期末考试9-108-96-8<6七、参考书目：1、现代分子生物学，朱玉贤等编著，科学出版社，2019年第五版；2、基因工程，张惠展等编著，华东理工大学出版社，2017年第四版；3、分子生物学实验指导，魏群等编著，高等教育出版社，2015年第三版；4、分子生物学，RobertF.Weaver著，郑用琏等译，科学出版社有限责任公司，2018年；5、精编分子生物学实验指南，FM奥斯伯等主编，金由辛等译校，科学出版社，2019年第五版；6、基因工程原理(上册、下册)，吴乃虎等编著，科学出版社，2018年第二版；八、教学参考资源：长江雨课堂九、大纲说明无《现代分子生物学与基因工程》课程简介课程中文名称：现代分子生物学与基因工程课程英文名称：ModernMolecularBiologyandGeneticEngineering课程编号：211T0386学分：2.5学时：48先修课程：生物化学适用专业：生物工程内容提要：分子生物学与基因工程是近年来发展迅速且在生命科学领域里应用越来越广泛、影响越来越深远的一个学科，它渗透到生命科学的各个领域；是生命科学中最具生命力和最引人注目的前沿学科之一；“现代分子生物学与基因工程”是生物工程专业的核心必修课程。本课程主要讲授染色体与DNA、生物信息的传递（上）、生物信息的传递（下）、原核基因表达调控、真核基因表达调控、分子生物学研究方法、大肠杆菌和酵母菌基因工程等理论内容和实验内容。使学生系统掌握分子生物学和基因工程的基本概念、理论、技术和方法，了解当今分子生物学与基因工程应用发展现状及趋势，为