基因工程课程教学大纲

发布者：系统管理员发布时间：2012-06-20浏览次数：9

课程名称 基因工程（Gene Engineering）

课程编码 201032027

学时/学分 40/2

适用专业（层次）适用生物学科的本科教学

课程简介

遗传工程是一种按人们的构思和设计，在试管内操作遗传物质，并最终实现改造生物的新技术，它是从70年代初在遗传学、生物化学、微生物学、免疫学等多门学科基础上发展起来的新兴学科。遗传工程可分为狭义和广义的两种，狭义的遗传工程即基因工程，是指用现代遗传学及分子生物学的理论与方法，按照人类的需要，用DNA重组技术对生物基因组的结构或组成进行人为修饰或改造，从而改变生物的结构和功能，以便更经济、更有效地生产人类所需要的物质和产品的技术。其核心是DNA重组技术。广义的遗传工程还包括细胞工程、染色体工程、细胞器工程等。习惯上所讲的遗传工程多指基因工程，本课程讲授基因工程的原理与技术，回答为什么外源基因能在寄主细胞内复制和表达，基因工程包括那些主要元件，如何有效地构建基因载体，使学生们掌握向受体导入外源基因和检测外源基因整合与表达的原理和方法，着重讲解植物基因工程的原理和技术及转基因植物的遗传特性。这对于进一步进行遗传研究、分子育种和物种变异研究，进行更加深入地解释生命的各种现象提供了条件，奠定了基础。基因工程课程是生物技术专业的一门必修课，它是在完成生物化学、遗传学、分子生物学、微生物学、细胞生物学等课程学习的基础上开设的一门专业课。本课程的学习对全面掌握生物技术领域各学科的知识和综合利用这些知识解决实际工作中的一些理论和实际问题具有重要作用，它是生命科学中一门重要的现代生物技术课程。使学生通过本课程的学习，进行有关基因工程基本原理，基本知识和基本技能的考察和训练，并了解基因工程的现代进展，为以后的工作打下良好的基础。

教学重点和难点

本课程在介绍基本概念和理论的基础上，重点讨论原核生物中基因工程使用的各种工具酶，载体，克隆目的基因采用的方法和技巧，以及目的基因的检出和目的产物的获得，通过学习使学生对基因工程的全过程有系统、明确的认识，达到熟悉、理解并掌握基因工程的原理，基本内容和操作方法，为解决实际工作中的问题打下良好的基础。本课程的难点在于基因克隆和载体构建原理与技术、根癌农杆菌Ti质粒介导基因转化的理解和运用。

课程内容

教学安排和学时分配表

章次	教学内容	总学时数	讲授学时	实验学时	设计学时	作业学时	讨论学时	实习学时	教学条件	教学要求
1	绪论	2								B
1.1	基因工程的发展简史
1.1.1	基因工程的概念
1.1.2	基因工程的开端
1.1.3	基因工程的发展
1.2	基因工程的研究意义和应用
1.2.1	基因工程在工业领域的应用
1.2.2	基因工程在农业领域的应用
1.2.3	基因工程在医药领域的应用
2	基因工程的载体和工具酶	8								A
2.1	载体
2.1.1	质粒载体
2.1.2	噬菌体载体
2.1.3	其他载体
2.2	工具酶
2.2.1	限制性内切核酸酶
2.2.2	DNA聚合酶和Klenow大片段酶
2.2.3	DNA连接酶
2.2.4	碱性磷酸酶
2.2.5	末端脱氧核苷酸转移酶
2.2.6	其他工具酶
3	基因工程的常规技术	10								A
3.1	凝胶电泳技术
3.1.1	琼脂糖凝胶电泳参数
3.1.2	非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳参数
3.1.3	脉冲场凝胶电泳参数
3.2	杂交技术
3.2.1	探针与探针标记
3.2.2	Southern杂交
3.2.3	Nouthern杂交
3.2.4	Western杂交
3.2.5	菌落（噬菌斑）原位杂交
3.3	PCR技术
3.3.1	PCR技术的基本成分
3.3.2	PCR技术的原理和过程
3.3.3	荧光定量PCR
3.4	生物芯片
3.4.1	基因芯片
3.4.2	蛋白芯片
3.5	DNA测序
3.5.1	Sanger双脱氧链终止法
3.5.2	Maxam-Gilbert化学修饰法
4	目的基因的制取	6
4.1	目的基因
4.2	鸟枪法、化学合成基因
4.3	物理化学法
4.3.1	物理化学法分离基因的基本原理
4.3.2	物理化学法分离基因的主要方法
4.4	聚合酶链式反应
4.5	基因组文库和cDNA文库
5	基因与载体连接	4								A
5.1	基因重组的概念、亚克隆
5.2	基因重组对载体的要求
5.3	连接前的处理及连接
5.3.1	粘性末端、平端连接
5.3.2	人工接头连接、同聚物加尾连接
6	重组DNA导入受体细胞及筛选	3								A
6.1	克隆与导入方法
6.2	受体细胞的感受态及转化反应
6.3	重组DNA导入方法
6.3.1	磷酸钙沉淀法、体外包装转染法
6.3.2	共转化、电转化、脂质体导入法
6.3.3	微弹技术、微注射技术、转化酵母菌
6.4	重组体的筛选
6.4.1	转化子与筛选的概念
6.4.2	筛选方法的类型
7	目的基因的表达	3								A
7.1	大肠杆菌中高效表达基因的策略
7.1.1	大肠杆菌表达体系
7.1.2	构建有效的表达载体
7.1.3	转录水平、翻译水平的调控
7.2	外源基因在酵母中的表达
7.2.1	酵母表达系统概述
7.2.2	常规与非常规酵母表达系统
7.2.3	酵母双杂交系统
8	转基因植物与转基因动物	4								B
8.1	转基因植物
8.1.1	植物转基因的技术路线
8.1.2	转基因植物的目的基因
8.1.3	植物转基因方法
8.1.4	外源基因整合的鉴定
8.1.5	外源基因表达的检测
8.1.6	转基因植物究进展及安全性评价
8.2	转基因动物
8.2.1	动物转基因技术
8.2.2	提高转基因效率的策略
8.2.3	转基因动物的应用
		40	38				2

考核方式及成绩评定

考核采用考试（开卷或闭卷）70%，课程论文30%，形式。

教材及参考书目

1、《基因工程》李立家、肖庚富编著科学出版社 2004年

2、《基因工程》楼士林等编著科学出版社 2002年

3、《简明基因工程原理》贺淹才编著科学出版社 1998年

4、《基因工程》陆德如陈永青编著化学工业出版社 2002年

5、《基因工程原理》（第二版）吴乃虎编著科学出版社 1998年

6、《植物基因工程原理与技术》王关林方宏筠主编科学出版社 1998年

执行课程教学大纲的几点说明

1、本大纲可供生物学科本科开设的基因工程教学使用。也可供相关学科本科选修课程的教学使用。

2、在教学过程中，各学科讲授基本概念、基本思想、基本方法时可参阅本大纲，讲授应用内容时，应结合本专业知识讲授。

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