安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案

1、安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題基因工程概述課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.讓學(xué)生對(duì)基因工程這門(mén)課有一個(gè)整體的了解。2.了解遺傳學(xué)的發(fā)展史。3.了解本課程的學(xué)習(xí)方法。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)基因工程的誕生、發(fā)展、成就和展望是本章的重點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第一章 基因工程概述第一節(jié) 基因工程的誕生和發(fā)展一、基因二、 基因工程的誕生（一）DNA是遺傳物質(zhì)被證實(shí)（二）DNA雙螺旋模型的提出（三）“中心法則”和“操縱子學(xué)說(shuō)”的提出（四）工具酶的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用（五）載體的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用第二節(jié) 基因工程的研究?jī)?nèi)容一、基因工程的概念二、基因工程研究的基本步驟第三節(jié) 基因工程的成就和前景展望一、

2、成就二、我國(guó)基因工程部分研究進(jìn)展授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題基因工程的載體課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.了解作為基因工程載體的條件。2.掌握質(zhì)粒載體的性質(zhì)、制備和改造。3.對(duì)一些噬菌體載體有所了解。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)是質(zhì)粒載體的生物學(xué)特性和制備；難點(diǎn)是質(zhì)粒的改造。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第二章 基因工程的載體和工具酶第一節(jié) 載體引 言一、質(zhì)粒載體（一）質(zhì)粒的生物學(xué)特性（二）質(zhì)粒DNA的制備1.堿變性法質(zhì)粒提取的原理2.堿變性法提取質(zhì)粒的步驟（三）質(zhì)粒載體的改造1、質(zhì)粒pBR3222、pUC質(zhì)粒載體二、噬菌體載體（一）l噬菌體載體（二）M13噬菌體（三）

3、柯斯質(zhì)粒載體授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題基因操作的工具酶課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.掌握限制性內(nèi)切酶的分類、命名及II型內(nèi)切酶的性質(zhì)。2.掌握重要的連接酶和聚合酶的作用特點(diǎn)。3.了解基因工程所用的其它酶。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)是各類酶的性質(zhì)和使用。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第二節(jié) 基因操作的工具酶一、 限制性核酸內(nèi)切酶及其應(yīng)用（一）限制性核酸內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)（二）限制性核酸內(nèi)切酶的分類（三）限制性核酸內(nèi)切酶的命名（四） II型限制性核酸內(nèi)切酶的基本特性（五）限制性核酸內(nèi)切酶的消化反應(yīng)二、 DNA連接酶及其應(yīng)用（一）DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)（二） DNA連接酶作用特點(diǎn)

4、（三） DNA連接酶的反應(yīng)條件（四）T4 DNA連接酶對(duì)目的DNA片段和載體連接的一般方案三、DNA聚合酶及其應(yīng)用（一）大腸桿菌DNA聚合酶I（二）Klenow片段酶（三）T4 DNA聚合酶（四）逆轉(zhuǎn)錄酶（反轉(zhuǎn)錄酶）四、修飾性工具酶授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題基因工程的常規(guī)技術(shù)（一）課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.掌握瓊脂糖凝膠電泳的原理、方法和影響因素。2.了解分子雜交技術(shù)的原理和基本流程。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)是DNA的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)；難點(diǎn)是分子雜交的原理。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第三章 基因工程的常規(guī)技術(shù)第一節(jié) 凝膠電泳技術(shù)一、DNA的瓊脂糖凝膠電

5、泳檢測(cè) 二、瓊脂糖凝膠電泳基本原理三、瓊脂糖凝膠電泳的影響因素第二節(jié) 分子雜交技術(shù)一、探針與探針標(biāo)記1.切口平移標(biāo)記2.隨機(jī)引物標(biāo)記二、Southern雜交三、Northern雜交四、Western雜交五、菌落原位雜交授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題基因工程的常規(guī)技術(shù)（二）課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.掌握PCR的原理和使用方法。2.了解基因芯片和基因文庫(kù)構(gòu)建的基本原理。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)是PCR技術(shù)；難點(diǎn)是基因文庫(kù)構(gòu)建的原理和方法。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第三節(jié) PCR技術(shù)一、PCR技術(shù)的基本成分二、PCR技術(shù)的原理和過(guò)程 1.PCR反應(yīng)的溫度循環(huán)周期2

6、.20uL反應(yīng)體系中各成分的母液濃度及加入量三、熒光定量PCR標(biāo)記方法主要有內(nèi)插染料 、雙標(biāo)記探針、分子信標(biāo)等。熒光定量PCR的優(yōu)點(diǎn)第四節(jié) 生物芯片一、基因芯片二、蛋白芯片第五節(jié) 基因文庫(kù)構(gòu)建一、基因組文庫(kù)二、cDNA 文庫(kù)的構(gòu)建授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題基因工程的常規(guī)技術(shù)（三）課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.了解酵母雙雜交系統(tǒng)的原理和應(yīng)用。2.了解不同方法DNA測(cè)序的原理。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)均為酵母雙雜交系統(tǒng)的原理。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第六節(jié) 酵母雙雜交系統(tǒng)一、酵母雙雜交系統(tǒng)的原理二、酵母雙雜交系統(tǒng)的應(yīng)用1、利用酵母雙雜交發(fā)現(xiàn)新的蛋白質(zhì)和蛋

7、白質(zhì)的新功能 2、利用酵母雙雜交在細(xì)胞體內(nèi)研究抗原和抗體的相互作用 3、利用酵母雙雜交篩選藥物的作用位點(diǎn)以及藥 物對(duì)蛋白質(zhì)之間相互作用的影響 4、鑒定不同突變子與靶蛋白的反應(yīng)能力。5、篩選特異克隆。第七節(jié) DNA測(cè)序一、.Sanger雙脫氧鏈終止法DNA序列分析二、.Maxam-Gilbert化學(xué)分析法三、DNA測(cè)序分析的自動(dòng)化授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題基因在大腸桿菌、酵母中的高效的表達(dá)（一）課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.了解不同的基因表達(dá)系統(tǒng)的特點(diǎn)。2.了解宿主細(xì)胞的選擇及表達(dá)載體構(gòu)建的方法。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)是表達(dá)系統(tǒng)的選擇及表達(dá)載體的構(gòu)建方法。教學(xué)過(guò)程主 要

8、內(nèi) 容 與 步 驟備 注第四章 基因在大腸桿菌、酵母中的高效的表達(dá)前言第一節(jié) 基因的表達(dá)系統(tǒng)與表達(dá)策略一、最佳的基因表達(dá)體系：二、宿主細(xì)胞的選擇（一）適合目的基因表達(dá)的宿主細(xì)胞的要求:（二）宿主細(xì)胞分為兩大類三、根據(jù)表達(dá)蛋白用途選擇基因的表達(dá)策略1.真核基因表達(dá)的特點(diǎn)2.原核體系中表達(dá)真核基因的困難四、構(gòu)建表達(dá)載體的策略授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題基因在大腸桿菌、酵母中的高效的表達(dá)（二）課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.了解常見(jiàn)的大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)及影響克隆基因表達(dá)效率的因素。2.了解甲醇酵母表達(dá)系統(tǒng)的特點(diǎn)及影響目的基因在甲醇酵母中表達(dá)的因素。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)是克隆基因在

9、大腸桿菌中的表達(dá)。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第一節(jié) 基因在大腸桿菌中的高效表達(dá)一、大腸桿菌表達(dá)載體的成份二、常見(jiàn)的大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)三、影響克隆基因表達(dá)效率的因素1.啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)對(duì)表達(dá)效率的影響2.翻譯起始序列對(duì)表達(dá)效率的影響3.啟動(dòng)子與克隆基因間的距離對(duì)基因表達(dá)的影響四、 蛋白質(zhì)的融合表達(dá)五、蛋白質(zhì)的分泌型表達(dá)六、蛋白質(zhì)的包含體形式表達(dá)第三節(jié) 基因在酵母中的表達(dá)一、大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)的缺陷二、甲醇酵母表達(dá)系統(tǒng)（一）甲醇酵母表達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)（二）影響目的基因在甲醇酵母中表達(dá)的因素授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題轉(zhuǎn)基因植物（一）課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.了解植物轉(zhuǎn)

10、基因的基本線路及轉(zhuǎn)基因的受體系統(tǒng)。2.掌握外源基因?qū)胫参锏姆椒?。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)是植物的轉(zhuǎn)基因方法。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第五章 轉(zhuǎn)基因植物第一節(jié) 植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)一、植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)二、植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基本路線三、轉(zhuǎn)基因的受體系統(tǒng)1植物組織受體系統(tǒng)2原生質(zhì)體受體系統(tǒng)3生殖細(xì)胞受體系統(tǒng)4.葉綠體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)四、外源基因?qū)胫参锏姆椒ǎㄒ唬〥NA直接轉(zhuǎn)移法（二）農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒與植物遺傳轉(zhuǎn)化授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題轉(zhuǎn)基因植物（二）課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求了解報(bào)告基因和抗性基因的種類及檢測(cè)方法。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)是報(bào)告基因的檢測(cè)原理及方

11、法。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第二節(jié) 轉(zhuǎn)基因植物的篩選與檢測(cè)（一）抗性基因1.抗生素抗性基因2.抗除草劑基因（二）顯色或發(fā)光報(bào)告基因1.GUS酶活性檢測(cè)（1）組織化學(xué)染色定位法（2）熒光法測(cè)定Gus活性（3）分光光度法測(cè)定Gus活性2.熒光素酶活性檢測(cè)3.綠色熒光蛋白檢測(cè)（三）分子生物學(xué)檢測(cè)方法1.酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)2. PCR技術(shù)檢測(cè)3.分子雜交檢測(cè)授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題轉(zhuǎn)基因植物（三）課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.了解外源基因沉默的原因和提高外源基因表達(dá)水平的策略。2.了解農(nóng)作物基因工程和植物反應(yīng)器的應(yīng)用。3.了解轉(zhuǎn)基因植物的安全性問(wèn)題。教學(xué)重點(diǎn)與

12、難 點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)是轉(zhuǎn)基因沉默和提高轉(zhuǎn)基因表達(dá)效率。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第三節(jié) 改進(jìn)轉(zhuǎn)基因的技術(shù)一、轉(zhuǎn)基因植物中外源基因的沉默二、 提高外源基因表達(dá)水平的策略1.改進(jìn)轉(zhuǎn)化方法2.選擇強(qiáng)啟動(dòng)子和誘導(dǎo)型啟動(dòng)子3.強(qiáng)終止子4. 使用植物偏愛(ài)的密碼子5.使用基質(zhì)結(jié)合區(qū)序列6.使用增強(qiáng)子7.外源基因的修飾與改造第四節(jié) 農(nóng)作物基因工程一、抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因作物二、抗病轉(zhuǎn)基因作物三、抗細(xì)菌和真菌作物四、抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物五、抗非生物脅迫作物第五節(jié) 生物反應(yīng)器第六節(jié) 轉(zhuǎn)基因植物的安全性授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（一）課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求了解不同動(dòng)物轉(zhuǎn)基因方法

13、的原理和過(guò)程。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)是不同動(dòng)物轉(zhuǎn)基因方法的原理。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第六章 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物第一節(jié) 動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)一、顯微注射法1.目的基因的制備2.小鼠的準(zhǔn)備和要求3.受精卵的分離4.顯微注射5.受精卵的移植6.轉(zhuǎn)基因小鼠的鑒定二、逆轉(zhuǎn)錄病毒法 1原理2步驟三、胚胎干細(xì)胞法1利用胚胎干細(xì)胞法制備轉(zhuǎn)基因小鼠的過(guò)程2在胚胎干細(xì)胞基礎(chǔ)上的基因打靶技術(shù)四、精子載體法五、體細(xì)胞核移植法六、受體介導(dǎo)法授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（二）課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.了解提高動(dòng)物轉(zhuǎn)基因效率的策略。2.了解動(dòng)物轉(zhuǎn)基因的應(yīng)用。3.了解轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究中

14、存在的問(wèn)題及展望。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)是讓學(xué)生深入了解提高動(dòng)物轉(zhuǎn)基因效率的策略。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步 驟備 注第二節(jié) 提高轉(zhuǎn)基因效率的策略一、對(duì)外源基因的整合機(jī)制進(jìn)行深入研究，避免基因的隨機(jī)整合，提高基因的表達(dá)效率。二、建立更完善的轉(zhuǎn)基因方法。三、探索有效的陽(yáng)性胚胎篩選方法。四、使用大的外源DNA片段。五、選擇表達(dá)效率高的啟動(dòng)子。六、其它DNA順序的影響。如順式調(diào)控區(qū)元件等。第三節(jié) 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的應(yīng)用一、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在基因功能等生命科學(xué)基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在動(dòng)物育種中的應(yīng)用三、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在醫(yī)藥科學(xué)研究中的應(yīng)用第四節(jié) 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究中存在的問(wèn)題及展望一、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物成功率低二、造成宿主基因突變問(wèn)題三、外源基因表達(dá)水平不高問(wèn)題四、逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)染法研究中存在的問(wèn)題五、安全性問(wèn)題授課效果分析安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基因工程教案課 題基因治療課 時(shí)2教學(xué)目的與要 求1.了解基因治療的策略和基本程序。2.了解基因治療的載體及靶向性問(wèn)題。3.了解基因治療的現(xiàn)狀及展望。教學(xué)重點(diǎn)與難 點(diǎn)重點(diǎn)是基因治療的策略和基本程序；難點(diǎn)是基因治療的載體及靶向性問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程主 要 內(nèi) 容 與 步