基因工程

基因工程课程教学大纲

第一章   基因工程概述（3学时）

    第一节  基因工程的概念与基本流程（1学时）

        一、基因工程的概念

        二、基因工程的基本流程

重点讲述基因工程的概念和基因工程的基本流程。

    第二节   基因工程的发展简史（1学时）

       一、基因工程诞生的背景

       二、基因工程的诞生

       三、基因工程的发展

简单介绍基因工程的诞生背景、诞生过程和发展简史。

    第三节  基因工程的研究意义和应用（1学时）

       一、基因工程在基因功能研究中的应用

       二、基因工程在工业领域的应用

       三、基因工程在农业领域的应用

       四、基因工程在医药领域的应用

分别介绍基因工程在基础生命科学研究、工农业生产和医学研究及临床实践中的应用，以学生讨论的方式进行。

第二章  基因工程的工具酶和载体（8学时）

    第一节  基因工程的工具酶（2学时）

       一、限制性核酸内切酶

       二、DNA连接酶

       三、DNA聚合酶

       四、碱性磷酸酶

       五、末端脱氧核苷酸转移酶

       六、其他工具酶

     本节内容是重点。重点介绍基因工程常用的工具酶，包括限制性核酸内切酶，DNA连接酶，DNA聚合酶，碱性磷酸酶和末端转移酶。让学生熟悉和掌握这些工具酶的用途，以学生课堂的形式讲述。

  第二节  克隆载体（3学时

     一、质粒载体

     二、噬菌体载体

     三、黏粒载体

     四、人工微小染色体

主要介绍基因工程常用的克隆载体的概念和类型，包括质粒载体、噬菌体载体、黏粒载体和人工微小染色体。重点是质粒和噬菌体载体。结合学生课堂的形式进行。

  第三节  表达载体（3学时）

     一、原核细胞表达载体

     二、真核细胞表达载体

主要介绍表达载体构成的基本条件以及常用的高效表达系统，包括T7启动子系统，融合蛋白表达系统和真核质粒表达系统。本节内容是难点也是重点。以老师讲解为主，结合讨论和例题分析的形式帮助同学们理解和掌握。

第三章  目的基因的制备与鉴定（8学时）

   第一节  从基因文库获取目的基因（2学时）

       一、基因组文库的构建与筛选

       二、cDNA文库的构建与筛选

主要介绍基因组文库和cDNA文库的概念和构建过程。本节内容是重点，以学生课堂形式进行。

   第二节  从GENEBANK基因组数据库获取目的基因（1学时）

      一、基因组数据库

      二、计算机克隆目的基因

主要介绍基因组数据库和计算机克隆的概念。在课堂上实时进入基因组数据库网页上网演示，作为学生了解的内容。

   第三节   PCR 获取与扩增目的基因（2学时）

      一、常规PCR

      二、逆转录PCR

      三、实时荧光定量PCR

      四、反向PCR

      五、多重PCR

      六、巢式PCR

本节是重点内容。常规PCR技术采取学生课堂形式进行，结合卡片式教学复习。老师以多媒体课件讲解逆转录PCR技术、实时荧光定量PCR技术、反向PCR技术、多重PCR技术以及巢式PCR技术等。

  第四节  通过蛋白质工程改建目的基因（1学时）

     一、蛋白质工程的概念

     二、蛋白质工程的定点突变技术

     三、蛋白质工程的定向进化技术

介绍蛋白质工程的概念。重点是让学生掌握PCR定点突变的技术原理。此内容是难点，以多媒体动画演示的方法进行。

  第五节   目的基因的鉴定（2学时）

     一、 遗传表型检测

     二、 酶切电泳检测

     三、 核酸分子杂交

     四、 PCR鉴定

     五、 DNA序列测定

本节是重点内容。系统介绍通过遗传表型鉴定阳性转化子中的目的基因，以及酶切电泳、核酸分子杂交、PCR鉴定和DNA测序鉴定目的基因的原理。结合学生课堂以及卡片式教学进行。

第四章  基因工程在基因功能研究中的应用（8学时）

   第一节  基因的表达谱研究技术（2学时）

      一、 胚胎原位杂交技术

      二、 胚胎抗体染色技术

      三、 基因芯片技术

      四、 蛋白质组学技术

     分别介绍胚胎原位杂交技术、胚胎抗体染色技术、基因芯片和蛋白质组学研究技术。其中基因芯片技术是重点。采用讨论式教学方法。

  第二节  基因的突变研究技术（1学时）

     一、  化学诱变

     二、  转座子全基因组诱变

介绍化学诱变和转座子诱变两种方法，重点是转座子诱变技术。多媒体演示的方法教学。

  第三节  基因敲除和基因敲减技术（3学时）

      一、 基因敲除技术

     二、 RNA干扰技术

     三、 Morpholino 寡核苷酸技术

本节主要介绍基因敲除技术与基因敲减技术。基因敲减包括RNA干扰和Morpholino 寡核苷酸技术。其中基因敲除和RNA干扰技术是重点，也是难点。以老师多媒体讲解为主，结合讨论式教学和卡片式教学。

  第四节  基因过表达和异位表达技术(1学时)

     一、  果蝇UAS-GAL4过表达系统

主要介绍果蝇UAS-GAL4过表达系统。本节内容是难点，但不是重点。以多媒体讲解的方式进行。

  第五节  基因的相互作用研究技术（1学时）

     一、  凝胶迁移率阻滞技术

     二、  染色质免疫沉淀技术

     三、  酵母双杂交系统

     四、  免疫共沉淀技术

主要介绍几种基因相互作用研究技术，包括凝胶迁移率阻滞技术、染色质免疫沉淀技术、酵母双杂交系统和免疫共沉淀技术，是教学难点。以多媒体讲解结合讨论式教学进行。

第五章   转基因植物（4学时）

   第一节  植物的转基因技术（2学时）

      一、 植物表达载体的选择

      二、 植物转化的受体系统

      三、 外源基因导入植物的方法

本节是本章的重点，主要介绍制作转基因植物的方法，重点是Ti质粒介导转基因植物的制备。多媒体讲解。

   第二节  转基因植物的筛选与检测

      一、 报告基因

      二、 分子生物学检测方法

本节略讲，学生自学。

   第三节  转基因植物研究和生产现状（1学时）

      一、  抗除草剂转基因作物

      二、  抗虫转基因作物

      三、  提高作物产量和品质的转基因作物

      四、  其他转基因作物

      五、  植物生物反应器

以学生课堂的形式进行，介绍转基因植物目前研究和生产现状及进展。

   第四节   转基因植物的安全性（1学时）

         本节对转基因植物和转基因食品的安全性进行一场辩论赛，以讨论式形式进行。

第六章  转基因动物（4学时）

   第一节  动物转基因技术（3学时）

      一、显微注射法

      二、逆转录病毒法

      三、胚胎干细胞法

      四、体细胞核移植法

本节主要介绍制备转基因动物的常用技术，包括显微注射法，逆转录病毒法，胚胎干细胞法和体细胞核移植的方法。是本章的重点。多媒体讲解结合讨论式教学。

   第二节  转基因动物的筛选与检测

      一、报告基因

      二、分子生物学检测方法

本节略讲。学生自学。

   第三节  转基因动物的现状与应用（1学时）

      一、转基因动物的现状

      二、转基因动物在基因功能研究中的应用

      三、转基因技术在动物育种中的应用

      四、转基因动物在医学研究中的应用

      五、动物器官反应器

以学生课堂形式进行。

第七章  基因治疗（4学时）

   第一节  基因治疗的概念与发展（1学时）

      一、 基因治疗的途径与策略

      二、 基因治疗的基本程序

      三、 基因治疗的现状与展望

本节主要介绍基因治疗的概念与策略，以及基因治疗的基本程序和现状。重点是基因治疗的概念和策略。以多媒体讲解和讨论式教学进行。

   第二节  基因治疗的载体（1学时）

      一、  逆转录病毒载体

      二、  腺病毒载体

      三、  腺伴随病毒载体

      四、  非病毒载体

主要介绍几种基因治疗的载体，包括逆转录病毒载体，腺病毒载体和腺伴随病毒载体，以学生课堂形式进行。

  第三节  重要疾病的基因治疗（2学时）

      一、 遗传病的基因治疗

     二、 肿瘤的基因治疗

     三、 艾滋病的基因治疗

主要介绍三大类疾病（遗传性疾病、肿瘤、艾滋病）的基因治疗策略，是本章的重点。以多媒体讲解和讨论式教学为主。

第八章  基因工程药物（自学）

本章主要介绍基因工程药物的生产流程以及现状，以学生自学方式进行。

      第九章 基因工程综合实验---转基因斑马鱼的构建