《现代分子生物学与基因工程》教学大纲

《现代分子生物学与基因工程》教学大纲

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：J1457

学分：3

开课时间：第4学期

学时：40（其中：讲课学时：24；实验学时：16；上机学时：0）

先修课程：生物化学

后续课程：微生物学'发酵工程原理、生物分离工程、专业综合实验等

适用专业：生物工程

课程类别：专业核心课程/必修

一、课程性质与课程目标

1.1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、影响植来越深远的•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1：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域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独木概余、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玲培，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础，

1.2课程目标

本课程的具体课程目标如下：

I.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、生物信息注通的基本原理、原核与JX核生物的表达调控等,并

能够将田关基础知识运用于基因工程菌株构建与改造的起因分析；

2.能够运用分子生物与基因工程的原理，用于识别DNA祖组克隆、大肠杆菌和醉母基因工程.外源基因表达产物的分离纯化、分予生物学研究方

法等工理领域存在的何麴.并认识同施的分子和遗传衣质:

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：

二、课程目标对毕业要求的支撑关系

课程目标毕业要求指标点毕业要求

(1)箪握分子生物学、基因工程的基础知识，包括染色体与1.3掌握解决食品发带、生物医药生产豆杂工程问网1工程知识

DNA曲基本结构和功能、生物信息传递的基本原理、原核与所需专业基础知识，能铭将工程用于分析影响产品

真核生物的表达调控等，并能够将相关基础知识用于基因工质量、收率和转化效率的起因；

程菌株构建与改造的起因分析。

(2)能够运用分子生物与基因工程的原理，识式和判断DNA2.1能够运用数学、自然科学和生物工程的原理，识2问题分析

由组克隆、大胸杆菌和酵母基因丁程、外源基因表达产物的别和判断影响产品质量、付率和转化效率的菌种、

分离纯化、分子生物学研究方法等工程领域存在的问题，并单元操作、生物化学反应第关键环节的复杂工程问

认识问题的分子和遗传本质.题：

<3）掌握基因工程实验的基本技能，能够运用分子生物与基4.2掌握专业实险的基本联理和方法，能够将其用4研究

因工桎的基本原理构建基因工程菌。于分析食品发酵与生物医药生产品杂工程问题的生

物学和工程学的基本特征.

三、教学内容、教学进度及教学要求

1、理花课部分（24学时）：

学生任务（用于及时分析课程

序号章节教学内容验时分配教学要或目标达成度）

作业要求课堂学习

课程要求及绪论：教学重点：<1）作业深党交流/习起

染色体;DN；,泡化学组成利结构；DNA的复制及过程：（课程目标等成绩,（课程目

DNA的结构：DNA聚合丽的具体功旎：1、2）标1、2）.

第一章DNA的复制：教学戏点：<2）自学

1染色体与用核生物和其核生物DNA现制4DNA双蝶隈结构：DNA型制的攵体过程。SNP的理论

的特点：教学方法：与应用部

DNA

DNA的修复;PPT讲授：教学图片、动画；互动讨论；分，（课程目

DNA的转座：（课程目标1、2）标1、2）

SNP的理论与应用（自学）；

RNA的结构、分类和功能：教学重点:作业（课程课堂交流/习题

RNA,诵录的具体过程：RNA聚合酶的功能；旧动

RNA转录的基本过程；目标1、2）等成绩，课程目

RNA聚合除子的结构和功能.标1、2）«

启动子与转录起始：教单琳占.

RNA,醺录的具体过程。

第二章生惊核牛.物与真核生物转录产物

2物信息的的并比较:3教学方法：

传递（上）原核生物与我核生物mRNA的PPT讲授；教学图片、动Sh互动讨论；

特征比较：《课程目标1、2）

真核生物RNA的转录后加工：

RNA的编辑、在编码和化学脩

饰：

遗传密码:教学重点：作业（课程课堂交流/习题

遗传2码子的特点；就译体系的生物大分子的结构

（RNA；目标1、2）等成绩,（课程目

第三章

核解体：功能：蛋白质盗译过程.标1、2）.

生物信息蛋白侦合成的生物学机制：教学难点：

32

的传递蛋白质运转机制；蛋白质翻译过程.

田白质的修饰.降解与杵定性研教学方法，

（下）

允；PPT讲授；教学图片'动画；互动讨论；

（课程目标1、2）

原核基因表达调控总论：教学重点；作业（课程课堂交流/习题

一些星本概念如正调控、负网控、诱导、阻遏等：

乳精操纵了•与负控诱导系统：目标1、2）等成绩，课程目

色第酸操纵子与负控阻遇系统：乳糖操纵子的调控方式（负调控、正调控K标1、2）。

第四章其他操纵子:色双酸操纵「的阻遏和弱化系统.

4原核基因氨基酸代谢调控;5教学那士.

乳就排标子的调控方式.

表达调控转录水平上的其他调控方式：

转录屈圜控：教学方法：

PPT讲授：教学图片、动画；启发式敕学：

《课程目标1、2）

典核基因表达调控相关概念和教学重点:作业（课程课堂交流/习题

基因2a谓控的多层次性。

一股规律：目标1、2）等成绩，课程目

第五章真核基因表达的转录水平调控：原核与直核基因表达调控特点。标1、2）«

其核基因表达的染色质修饰和数单琳占.

5自核基因2其核0亩表达转录过程。

表观遗传同控；

表达调控区因沉默对其核基因表达的调教学方法：

控；PPT讲授；教学图片、动Sh互动讨论；

我核基因其他水平的表达调控：（课程目标1、2）

DNA型组的载体:教学重点：作业（课程课堂交流/习题

掌握百粒我体的结构、特征及应由基因的筛选和

DNA的体外重组：目标1、2）等成绩，课程目

我组DNA分子的转化与扩增：鉴定方法。噬翦体克降载体及其它找体的的特征和标1、2）。

第六章目的基因的克隆：应用：采用cDNA文库、PCR法的克隆基因的原

理和技术。

DNA重组

63教学难点：

克隆单元脑粒我体的结构、特征及应用：基因组文康的构建

蝌原理及过程，

教学方法，

PPT讲授；教学图片'动画；互动讨论.

（课程目标1、2）

外源基因在大肠杆菌中的高效教学重点；作业（课程课堂交流/习题

外滁*因在大肠杆菌中高效表达原理:大肠杆曲基

表达原理；目标1、2）.等成绩，课程目

第七孽

大肠杆曲基因工程倒的构建第因工程曲的构建策略标1、2）。

大肠杆菌略：教学难点：

7版加异源蛋白的体内修饰与体3外源次因在大肠杆曲中高效表达随理

和酵母基

外交性:教学方法：

因工程

大肠杆菌工程曲的工程化控制：PPT讲授：教学图片、动画；互动讨论：

酵母基因工程（自学）：（课程目标1、2）

第八章更如蛋白分离纯化方法选择的教学重点：分帆交阅资课堂交流/习题

8基本原则：1原核表达系统的特点及外源基因在原核细胞中表料，制作等成绩，课程目

外源基因离子交换后折：（放到生勃分离

达的方式：也核表达系统与原核表达系统的优缺ppt一（课程标1、2）«

表达产物工程讲授）点.目标1、2）。

凝胶层析：教学难点：

的分离纯外源基亩在原核细胞中不同表达方式的优缺点:提

亲和层析；

化膜分高：高外海基因表达活性的措能：蛋白质分益纯化的原

原核生物表达的很组皈白质量理。

检测:教学方法：

反转课堂；互动讨论。

（课程目标1、2）

现代分子生物学研究的相关技教学重点：作业（课程课堂交流/习题

第九章术：现代测序技术原理及相美测序公司介绍.目标1,2）.等成绩，课程目

教学难点:

分子生物标1、2）。

91现代测序技术原理：

学研究方教学方法：

法PPT讲授：教学图片、动画；互动讨论:

（课程目标1、2）

实验课部分（16学时）

分子牛.初学技术作为现代生物技术中最为先进的实验手段之一,现已渗透到生命科学、医学、农业、能源等各个领域,是一种非常爪要的现代研究

技术手段,通过本实验教学使学生了解般因工程技术发展的现状、未来及应用，Wf学生掌握基因工程技术的那本原理及布关的实船操作流程，从而使学

生更进一步加深理解和巩固所学的分子生物学课程的理论知识.

学生任务（要求）实验性质

序实验名称及

教学要求及教学方式

号内容实验操作实睑报告

实验1学会离心机、移液器等（1）提取DNA、纯化（1）了解实验的目的和应用范围；必做

1些因组DNA4基因工程常用仪器设备（2）紫外分光光度计检测DNA含量（2）了解DNA提取和纯化的原理.

的提取（课程使用方法；及纯明（3）实脍数据的记录、分析与解佯及实验总结；

目标3)掌握总DNA的提取及<4)明确实验的应用范用,掌握DNA提取和纯

纯化技术：化技术流程。

*掘紫外吸收法测定

DNA含仄的方法：

掌握PCR反应的基本(1)建立PCR反应体系：(1)了解实验的目的和应用范围：必做

实验2

原理与技术；(2)PCR扩增；(2)了解PCR扩增的原理。

FCR基因扩

24掌握琼脂糖凝股电泳技(3)琼脂解凝胶电泳检测：(3)实脸数据的记录、分析与解择及实验总结：

婀

术：(4)明确实验的应用范附,华握PCR扩增DNA

(课程目标3)

的技术流程。

掌握DNA的PCR扩增(D利用pMD18-T载体与DNA扩增(1)了解实验的目的和应用范围：必做

实验3片段与质粒健接技术：住目的片段连接：(2)了解DNA电组的技术原理.

DNA旗俎与以握我组载体到大肠杆{2}转化DH5a蠲株;(3)实验数据的记录、分析与解择及实验总姑；

34

转化茵的转化技术：{3}用抗性筛选初步筛选转化子.(4)明确实验的应用池围,掌握DNA重组技术

(课程目标3)了解蓝白班筛选的原理流程，

和技术：

*握小量提取纯化施粒(1)在转化平板上挑取单菌落进行(1)了解姻的目的和应用范围:选做

实验4的方法.增第，<2>侦检INA提取的基木焕理.

质粒DNA的了解鉴定转化子方法：⑵用试剂盒从大肠杆的细胞中快(3)实船数据的记录、分析与解择及实验总结；

4提取及电泳4速小贵提取质粒DNA：(4)明确实验的应用范用,掌握质粒DNA抽提

检测⑶诳行琼脂脑凝胶电泳检测质的技术流程。

(课程目标3)粒,

(4)用凝胶成像系统检测.

实验5掌握大肠杆衡弊受态的<1>培养大肠杆而：(1)了解实验的目的和应用范围：选做

入肠杆由感制备方法和操作技术。<2>在大肠杆由生长到适宜裕度的(2)了解感受态细胞的基本原理。

5受态细胞制4时候收获细胞：(3)实验数据的记录、分析与解择及实验总结：

备(课程目<3>配置相关药品(4)明确实依的应用范围，掌握大肠杆菌蜷受态

标3〉<4>洗涤、处理大肠杆菌细胞细胞制备的技术流程.

四、课程考核方式、成绩评定标准、课程考核对课程目标支撑权事及课程目标分值

4.1课程老核方式与成绩评定

课程考核方式包括期末考试和平时成绩和实物成纳一部分，其中期末考•试成绩占总成绩50%,闭卷考试；平时成绩占总成绩的30%，包括作业和课

后知识不展：实验成绩占总成绩的20%,包括实验操作和实验报告.课程总成绩构成如卜:

期末考试平时成绩实脍成绩

试法成绩(闭卷)作业课堂学习实验操作实验报告

5020101010

4.2过程考核评定标准

评定标准(%)

考核项目分值

A/(5)/90-100B.(4V80-89。(3V70-79D/⑵/60-69E/(<2)/<60

内容无错误，完整且有拓内容正确,完整且思路清内容部分错误或不完整；内容错误,但按时提交未提交作业：

平时作独20

展，思路清晰，字迹工整：嘶，字迹工整：作业：

课常学习10长江南课堂记录；课堂习也知分।课堂互动对分小1勤引R

实验报告内容全面,内容实验勉告内容全面：实验报告内容不全：实验报告内容跳失较未提交报告

有扩展；字透工整；字迹工整;多；

实验20字透工整:数据处理正确:数据处理存在问题：数据处理存在问飕：

数据处理正确:实验提作规危；实验悚作规范：实验操作一般:

实验操作认真规范：

4.3课程考核项目对课程目标达成度的支撑

平时成绩试卷考试

指标点课程目标实验合计

平时作业课堂学习闭卷

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

基木结构和功能、生物信息传递的基本

1.4105/2035

原理、原核与其核生物的表达调控等，

并能修将相关丛础知识运用于茶因工程

菌株构建与改造的起因分析，（H）

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型组克隆、

大肠杆曲和酹母基因工程、外源聪因表

2.1105/20