《基因工程原理与实验英》教学大纲

《基因工程原理与实验（英）》教学大纲

一、基本信息

课程代码：BIE039课程性质：专业核心课

课程名称：基因工程原理与实验（英）英文名称：GeneticEngineeringPrinciples

andExperiments(English)

学时/学分：32/2开课时间：二⑵

适用对象：生物工程

先修课程：无机及分析化学、有机化学、物理化学及实验

大纲执笔人：宋达峰大纲审核人：章悦

修订时间：2023-07当前版本：2023

一、课程描述

基因工程原理与技术为生物工程专业的专业课程，其任务是介绍基因工程的主要环节及

与各环节相关的理论知识和实验方法，使学生了解基因工程的基本原理并掌握基本技能。强

调爱国教育，引导学生深入了解我国在基因工程领域在新中国和党的领导下取得的成就，激

发他们的爱国情怀和责任感，引导学生树立正确的价值观和人生观，

三、教学目标

通过本课程的理论教学和相关实验训练，使学生具备如下能力：

1、掌握基因工程的主要环节相关的知识，包括：基因工程的载体、基因的分离与化学

合成、常用的工具施、外源基因的导入和转化子的筛选及克隆基因的表达等。

2、掌握植物及动物的基因工程、定位诱变和PCR技术等技术。在掌握基因工程原理的

基础上，对该学科的发展和应用有更深入的了解。

四、课程目标对毕业要求的支撑

毕业要求指标点课程目标

2.知识结构要求⑤生物工程专业知识：掌握基因工程、细教学目标1

胞工程、蛋白质工程、发酵工程、生物分离

工程等基本知识；掌握生物细胞培养、生物

工程和生物技术等方面的基本实验技能；

五、教学内容

第1章绪论（支撑课程目标1）

了解基因工程的发展史、掌握基因工程的概念及基本过程，了解基因工程的简单实例，

以激发对本课程的学习兴趣。

重点内容：基因工程的概念、基本过程及实例

难点内容：基因工程的基本过程。

教学内容：（1）基因工程发展简史：

（2）基因工程的概念;

（3）基因工程的基本过程；

（4）基因工程实例。

第2章基因工程的分子生物学基础（支撑课程目标1）

掌握移动基因、断裂基因、同源异形基因等基因的现代概念，掌握中心法则、基因表达

调控等内容。

重点内容：基因的现代概念，中心法则；

难点内容：同源基因，中心法则。

教学内容：＜1）基因的现代概念；

（2）基因如何控制性状。

第3章基本操作技术（支撑课程目标1）

掌握凝胶电泳、Southern朵交、DNA序列的测定、基因的化学合成、基因的定点突变、

PCR等重要的基因操作技术，了解研究生物大分子互作的方法。

重点内容：Southern杂交，DNA测序，基因定点突变，PCR技术；

难点内容：Southern杂交的基本流程。

教学内容：（1）凝胶电泳；

（2）分子杂交;

（3）DNA测序：

（4）基因的化学合成：

（5）PCR技术:

（6）基因的定点突变。

（7）生物大分子互作研究

第4章工X随（支撑课程目标1）

掌握限制性内切酶的基本性质及其应用，了解DNA连接酶、DNA聚合酶等工具酶的应用

价值。

重点内容：限制性内切酶的性质，DNA连接酶的性质，DNA聚合醐的性质：

难点内容：限制性内切能的用途，DNA聚合酶的用途。

教学内容：（1）限制性内切酶：

（2）DMA连接酶；

（3）DNA聚合酶:

（4）核酸修饰酶：

（5）核酸外切酶:

（6）单链核酸内切酶。

第5章载体（支撑课程目标1）

掌握克隆载体与表达载体的区别，了解常用质粒载体、噬菌体载体、病毒载体和人工染

色体的基本元件、构建方法及其应用。

重点内容：克隆载体，表达载体，质粒载体：

难点内容：克隆载体与表达载体的基本元件及区别。

教学内容：（1）克隆载体与表达载体：

（2）质粒载体：

（3）噬菌体载体；

（4）病毒载体：

（5）人工染色体。

第6章目的基因的分离（支撑课程目标1）

掌握基因文库、cDNA文庠的概念及构建方法，掌握图位克隆法、转座子标签法等常用

的目的基因的分离方法。

重点内容：基因文库、cDNA文库的概念及构建流程，目的基因的克隆方法：

难点内容：构建基因文库的流程，目的基因的图位克隆策咯的思路。

教学内容：（1）基因文库的构建：

（2）图位克隆:

（3）转座子标签；

（4）cDNA文库的构建与筛选；

（5）目的cDNA的分离：

（6）全长目的cDNA的分离。

第7章重组DNA的基本过程（支撑课程目标1）

掌握重组DNA的基本过程和筛选羽组DNA分子的方法。

重点内容：重组DNA的基本过程和筛选方法：

难点内容：各种重组DNA筛选方法的适用性。

教学内容：（1〉目的基因与载体的连接：

（2）转化的原理和技术：

（3）重组DNA的筛选与鉴定。

第8章真核基因在人炀杆菌中的表达（支撑课程目标1）

掌握大肠杆菌表达系统的组成及特点，掌握其核基因在大肠杆菌中表达的方法，了解影

响外源基因表达效率的因素。

重点内容：大肠杆菌表达系统的特点；

难点内容：在大肠杆菌中表达真核基因的瓶颈。

教学内容：（1）大肠杆菌表达系统；

（2）真核基因在大肠杆菌中的表达：

（3）影响外源基因表达效率的因素。

第9章微生物基因工程的应用（支撑课程目标1）

掌握微生物转基因的方法，了解基因工程在微生物领域中的应用。

重点内容：微生物转基因的方法：

难点内容：基因工程菌在工业上的应用。

教学内容：（1）微生物转基因的方法

（2）基因工程菌在食品上的应用；

（3）基因工程菌在环境上的应用；

（4）

第10章植物基因工程常用基因与载体（支撑课程目标1）

掌握植物基因工程中常用的目的基因、选择性标记基因、报告基因及常用的病毒载体和

质粒载体，理解选择性标记基因与报告基因之间的区别与联系.

重点内容：植物基因工程中常用的目的基因，选择性标记基因，报告基因，Ti质粒；

难点内容：选择性标记和报告基因的联系与区别，Ti质粒的构建及应用。

教学内容：（1）常用目的基因：

（2）选择性标记基因：

（3）报告基因:

（4）病毒载体：

（5）质粒载体。

第11章动物基因工程概述（支撑课程目标1）

了解动物基因工程的发展简史与现状，了解动物基因工程的应用。

重点内容：动物基因工程的发展简史及现状；

难点内容：动物基因工程的应用前沿。

教学内容：（D动物基因工程研究简史：

（2）动物基因工程的现状；

（3）动物基因工程的应用。

六、教学安排

该课程每周2学时，16周，18学时为课堂授课教学时间，14学时为课内实验教学时间。

建议教学进度如下：

章节学时数

第一章绪论2

第二章基因工程中常用的工具酶2

第三章基因工程的载体2

第四章基因的分离与基因的化学合成2

第五章外源基因导入宿主细胞与转化子的筛选2

第六章基因的表达2

第七章荧光蛋白及分子标记2

第八章植物及哺乳动物的基因工程2

第九章PCR2

七、课内实验内容、要求及学时

如果有课内实验，请填写下表：如果没有，则删除下表，并用文字适当说明。

实验教学内容概况：结合理论课程的讲授内容，了解和掌握DNA重组基本操作技术的基

本过程。要求学生能在原有的相关理论知识基础上，较全面和深入理解基因工程原理、基本

掌握基因工程常用的实验方法，以求为以后的学习和科研工作打下良好和扎实的基础。

实验报告要求：每个实验必须提交实验报告，内容包括实验题目、实验目的、实验步骤、

实验结果及分析

主要仪器设备：培养箱、摇床、PCR仪、凝胶成像系统、紫外分光光度计、高速离心机、

电泳分析仪、低温冰箱、高压灭菌锅、制冰机、微量移液器等

序号课内实验内容实验要求学时数

1质粒DNA的提取细菌培养、质粒DNA的提取4

2DNA纯度和浓度的鉴定电泳、紫外分光法检测DNA纯2

度和浓度

3DNA的醯切和连接DNA的酶切和连接4

细菌转化重组子转化受体细胞

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八、教学方法与手段

整个课程按照上述内容结构划分为九个单元。本课程采用的教学媒体主要有：文

字教材（包括主教材和学习指导书）、课件。考试主要采用闭卷方式，考试范围

应涵盖所有讲授及自学的内容，考试内容应能客观反映出学生对本门课程主要概

念的记忆、掌握程度，对有关理论的理解、掌握及综合运用能力。

九、考核方式及成绩评定

考核方式：期末开卷考