《基因操作技術(shù)》課程教學大綱

《基因操作技術(shù)》課程教學大綱一、課程信息課程代碼319B2310課程名稱基因操作技術(shù)課程性質(zhì)專業(yè)必修課學分2學時32先修課程基礎(chǔ)生物學、分子生物學、遺傳學、生物化學適用專業(yè)生物技術(shù)課程簡介（300字左右）：《基因操作技術(shù)》課程教學目的是使學生系統(tǒng)掌握基因工程的知識體系，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、科學思維和實踐能力，再通過實驗操作把理論知識和已掌握的獨立的實驗方法加以系統(tǒng)化、綜合化。課程主要內(nèi)容包含：基因基本知識、基因操作的主要技術(shù)及原理、基因的酶學基礎(chǔ)、基因操作載體、目的基因的獲得、基因重組操作、基因操作技術(shù)應(yīng)用和基因操作安全及評價。該課程的教學目標是使學生通過學習基因工程原理，培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新、科學認知和解決問題的能力，推進創(chuàng)新型和技術(shù)型人才培養(yǎng)。二、課程目標通過本課程的學習，學生應(yīng)具備以下幾方面的目標：1.通過本課程學習，學生掌握基因操作技術(shù)的基本概念、基本原理、基本用途的知識，能夠具備基因克隆中工具酶的選擇、真核生物基因分離與鑒定、基因克隆的載體構(gòu)建以及遺傳轉(zhuǎn)化等能力，能夠熟練進行基因體外操作。2.通過本課程學習，學生進一步提升將基因工程理論知識和技術(shù)手段遷移至具體的生產(chǎn)實踐、并能發(fā)現(xiàn)、分析和解決實踐中出現(xiàn)的基因工程相關(guān)問題的能力。3.通過本課程學習，學生形成科學理性認知以及評價基因修飾產(chǎn)物的價值觀，能夠就基因克隆等操作過程問題以及基因修飾產(chǎn)物的倫理安全問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，為以后的學習和科研工作打下良好和扎實的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系表畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點課程目標1課程目標2課程目標3畢業(yè)要求1.掌握數(shù)學、物理、化學等自然科學以及普通生物學、分子生物學、細胞生物學、微生物學等生物技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，并將相關(guān)原理知識用于分析和解決生物技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)過程中的復雜問題；畢業(yè)要求指標點1.4H畢業(yè)要求4.能夠結(jié)合生物技術(shù)相關(guān)知識及技能，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護、食品安全、生物醫(yī)藥等與生物技術(shù)密切相關(guān)領(lǐng)域進行實驗研究；能將所掌握、研發(fā)的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品運用至生產(chǎn)和創(chuàng)業(yè)實踐。畢業(yè)要求指標點4.1HM

三、教學內(nèi)容與預期學習成效知識單元對應(yīng)課程目標知識點預期學習成效實現(xiàn)環(huán)節(jié)學時基因基本知識課程目標11)基因的概念；2)基因的結(jié)構(gòu)；3)基因工程的概念及基因工程在生命科學中的地位4)基因工程的誕生及其基因操作技術(shù)主要內(nèi)容知識目標：（1）理解基因及基因工程的概念及其在生命科學中的地位；（2）掌握原核和真核生物基因結(jié)構(gòu)的異同;（3）熟悉基因工程研究的基本內(nèi)容。教學方法：課堂講授、課堂討論；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。2基因操作的主要技術(shù)及原理課程目標1、21)核酸分子的提取技術(shù)及原理；2)核酸的凝膠電泳；3)核酸分子雜交；4)DNA核苷酸序列分析；5)基因的化學合成；6)DNA擴增及PCR技術(shù)知識目標：（1）掌握DNA提取、電泳技術(shù)、分子雜交、PCR擴增和DNA序列測定5種技術(shù)的方法及其原理；（2）了解化學合成DNA的主要方法能力目標：能夠利用所掌握的基本技術(shù)原理開展相關(guān)的技術(shù)操作。教學方法：課堂講授、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。8基因的酶學基礎(chǔ)課程目標11)限制性內(nèi)切酶；2)連接酶與分子的體外連接；3)DNA聚合酶和反轉(zhuǎn)錄酶；4)DNA修飾酶；5)核算內(nèi)切、外切酶；6)RNA酶知識目標：（1）掌握部分常用的限制性核酸內(nèi)切酶的識別位點與切割末端，內(nèi)切酶、同位酶、同裂酶、同尾酶等基本概念；（2）掌握常用的DNA聚合酶的特性和用途，DNA操作酶的功能及應(yīng)用；限制性內(nèi)切酶的分類、命名原則；提高平頭末端的連接效率的方法；提高重組率的方法（3）了解DNA連接酶和修飾酶在基因操作中的用途。教學方法：課堂講授、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合4基因操作載體課程目標1、21)載體的概念及基本條件；2)克隆載體；3)表達載體；知識目標：（1）熟悉基因工程中常用的各種載體，了解它們的特點并能在實際操作中運用它們。（2）掌握作為載體的必備條件。（3）了解載體的構(gòu)建過程和基本方法。能力目標：能夠熟練選擇和運用各種載體。教學方法：講授；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。學生課外拓展PPT匯報4目的基因的獲得課程目標11)基因文庫的構(gòu)建與基因分離；2)PCR擴增獲得目的基因；3)cDNA文庫的構(gòu)建與篩選；4)根據(jù)基因差異表達獲得目的基因；知識目標：（1）了解基因文庫的概念、基因組文庫和cDNA文庫的差異。（2）掌握DNA文庫、cDNA文庫構(gòu)建的原理與過程；（3）掌握和理解根據(jù)基因差異表達獲得目的基因的方法和原理。教學方法：講授、例題分析、結(jié)合案例分析、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合、三維動畫教學視頻。4基因重組操作課程目標1、21)基因重組的概念及步驟2)DNA的體外重組；3)重組DNA導入受體細胞的原理與技術(shù)；4)重組子的篩選與鑒定；知識目標：（1）掌握DNA重組的基本步驟及常用方法；（2）重組DNA導入受體細胞的技術(shù)方法和原理；（3）重組子的篩選與鑒定方法；能力目標：能夠熟練進行基因體外操作以及重組子的準確鑒定。教學方法：課堂講授、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合4基因操作技術(shù)應(yīng)用課程目標2、31)微生物基因工程應(yīng)用；2)植物基因工程應(yīng)用；3)動物基因工程的應(yīng)用；知識目標：（1）了解目前基因操作技術(shù)在社會中的應(yīng)用情況級潛在價值；（2）掌握微生物、植物及動物基因工程技術(shù)原理與方法；（3）了解基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等方面的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景；能力目標：將基因工程理論知識和技術(shù)手段遷移至具體的生產(chǎn)實踐、并能發(fā)現(xiàn)、分析和解決實踐中出現(xiàn)的基因工程相關(guān)問題的能力。教學方法：講授、例題分析、結(jié)合案例分析、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。學生課外拓展PPT匯報4基因操作安全及評價課程目標1、31)基因工程的安全性問題；2)基因工程的安全性評價；3)基因工程安全管理；知識目標：（1）了解基因工程對人類健康、生態(tài)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全性（2）掌握基因工程安安全性評價的基本方法和原理（3）了解國內(nèi)外基因工程安全管理的現(xiàn)狀能力目標：科學理性認知以及評價基因修飾產(chǎn)物，能夠就基因克隆等操作過程問題以及基因修飾產(chǎn)物的倫理安全問題進行準確闡述和交流。教學方法：課堂講授、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。學生課上參與討論，完成小論文2四、成績評定及考核方式知識單元對應(yīng)課程目標考核方式成績評定基因基本知識課程目標1平時表現(xiàn)、考試課程成績包括3個部分，分別為課堂表現(xiàn)、作業(yè)和期末考試成績。具體要求及成績評定方法如下：（1）平時表現(xiàn)（15%）根據(jù)教學內(nèi)容對學生在課堂上的回答問題和討論表現(xiàn)情況給分。滿分100分，占15%。（2）作業(yè)（15%）對課程教學后的作業(yè)質(zhì)量進行評價。滿分100分，占10%。對課程教學后的小論文進行評價。滿分100分，占5%。（3）期末考試成績（70%）滿分100分，占70%?；虿僮鞯闹饕夹g(shù)及原理課程目標1、2平時表現(xiàn)、作業(yè)1、考試基因的酶學基礎(chǔ)課程目標1平時表現(xiàn)、作業(yè)1、考試基因操作載體課程目標1、2平時表現(xiàn)、作業(yè)2、PPT匯報、考試目的基因的獲得課程目標1平時表現(xiàn)、作業(yè)2、考試基因重組操作課程目標1、2平時表現(xiàn)、作業(yè)2、考試基因操作技術(shù)應(yīng)用課程目標2、3平時表現(xiàn)、PPT匯報、考試基因操作安全及評價課程目標1、3作業(yè)3（小論文）、討論、考試平時表現(xiàn)評分標準（以滿分100計）評價指標（100分）優(yōu)（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）積極程度（50分）積極、踴躍老師鼓勵后積極、踴躍老師鼓勵后積極度不高消極回答正確程度（50分）回答正確無誤、分析合理，結(jié)論有效回答問題基本正確，分析比較合理，結(jié)論有效回答問題錯誤較多，經(jīng)老師提醒后仍然分析有誤，結(jié)論無效答不對題單次作業(yè)評分標準（以滿分100計）評價指標（100分）優(yōu)（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）作業(yè)完成進度（20分）提前完成按時完成延時完成未完成概念清晰程度（30分）75%以上概念清晰50%以上概念清晰25%以上概念清晰不清晰正確性和結(jié)論有效性（50分）分析合理、全面，計算無誤，結(jié)論有效分析較合理、全面，計算錯誤少，結(jié)論較有效分析基本合理，計算有較大的錯誤，結(jié)論基本有效存在嚴重錯誤五、課程目標達成度評價依據(jù)課程目標考核環(huán)節(jié)(評價依據(jù))期望值平均得分達成度計算課程目標1期末考試相關(guān)試題期望值A(chǔ)1=30a1=相關(guān)試題實際平均得分達成度=a1作業(yè)1相關(guān)作業(yè)期望值B1=40b1=作業(yè)實際得分平時表現(xiàn)相關(guān)上課表現(xiàn)期望值C1=40c1=實際表現(xiàn)得分課程目標2期末考試相關(guān)試題期望值A(chǔ)3=60a1=相關(guān)試題實際平均得分達成度=a1作業(yè)2相關(guān)作業(yè)期望值B3=40b1=作業(yè)實際得分平時表現(xiàn)相關(guān)上課表現(xiàn)期望值C3=40c1=實際表現(xiàn)得分課程目標3期末考試相關(guān)試題期望值A(chǔ)3=10a1=相關(guān)試題實際平均得分達成度=a1作業(yè)3相關(guān)作業(yè)期望值B3=20b1=作業(yè)實際得分平時表現(xiàn)相關(guān)上課表現(xiàn)期望值C3=20c1=實際表現(xiàn)得分注：Ai、Bi、Ci是指考核環(huán)節(jié)1、2、3在總評成績中所占的比例。六、課程建議教材及主要參考資料1.建議教材[1]袁懋洲主編，《基因工程》（第二版）.北京:化學工業(yè)出版社，2019年.2.主要參考資料[1]邢萬金主編，《基因工程-從基礎(chǔ)研究到技術(shù)原理》（第一版）.北京:高等教育出版社，2