分子生物学实验A343006实验教学大纲.docx
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分子生物学实验A343006实验教学大纲
分子生物学实验A（343006）实验教学大纲
01．教学单位名称：
生命科学学院
02．实验中心名称：
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
03．课程名称：
分子生物学实验A
04．课程代码：
343006
05．课程类别：
学科基础课
06．课程性质：
必修
07．课程学时：
64
08．课程学分：
2
09．面向专业：
生物科学、生物技术、理科实验班
10．实验课程的教学任务、要求和教学目的
10.1教学任务：
是让学生运用已学过的知识验证一些结论、结果和现象，及综合运用已学过的理论知识设计实验或进行综合性的实验，巩固和加深对分子生物学课程中基本理论知识的理解，使学生对分子生物学方法的应用和意义有具体而全面的理解，训练学生理论知识的运用能力、实验操作技能、仪器仪表的使用能力、实验数据的处理和分析能力。
10.2教学要求：
要求学生在实验前认真听教师讲解，认真预习，掌握实验的基本原理、主要操作步骤和注意事项。
实验中操作正确，观察细致，记录认真，能及时发现、分析和解决实验中出现的问题。
正确书写实验报告，并对实验结果进行分析讨论，从而将理论与实际联系起来，全面提高学生的综合素质。
10.3教学目的：
通过本课程的教学，使学生掌握现代分子生物学研究的基本知识、理论、方法、技术和技能。
通过质粒载体与目的基因双酶切，琼脂糖凝胶电泳、琼脂糖凝胶回收，质粒载体与目的基因的连接，感受态细胞的CaCl2法制备，重组DNA的转化，重组子的筛选和质粒DNA的抽提以及PCR法鉴定阳性克隆等实验过程，使学生掌握基因工程的核心内容、基本过程与实验技术，训练并培养学生的实际动手能力及发现、分析和解决问题的能力。
利用分子生物学实验理论、技术与方法（含查资料获得的新知识），自己独立设计实验方案并完成填报设计实验申请书的全过程，培养学生查阅文献、手册、工具书和其它信息源的能力及各种文献整理的能力。
从而促进学生对生命科学探索的兴趣和爱好、创新思维和科研素养的培养及综合素质的提高，为今后的毕业论文设计和从事专业相关领域工作奠定良好的基础。
11．学生应掌握的实验技术及实验能力
11.1掌握DNA双酶切、连接，琼脂糖凝胶电泳、琼脂糖凝胶回收、CaCl2法制备感受态细胞、重组DNA的转化和质粒抽提以及PCR法鉴定阳性克隆等实验技术和方法；
11.2掌握核酸芯片设计与制作、微阵列芯片检测与数据分析等实验技术与方法；
11.3DNA和RNA提取技术；PCR－RFLP法鉴定基因型技术；Southern印记杂交技术；动物转基因技术的实验原理；核酸探针制备技术。
12．开设实验项目
重组人白介素-18（rhIL-18）基因工程菌的构建。
主要内容包括：
限制性内切酶EcoRⅠ和PstⅠ双酶切pUC18质粒和IL-18目的基因，琼脂糖凝胶电泳检测，凝胶回收两个基因片段，在T4-DNAligase作用下将两个回收片段连接，获得重组pUC18-IL-18；CaCl2法制备E.coliJM109感受态细胞，转化pUC18-IL-18，用PCR法鉴定重组阳性克隆。
头发中抽提DNA并用PCR－RFLP法鉴定CYP2C9基因型。
主要内容包括：
从头发中抽提DNA，并用PCR扩增目的DNA片段，电泳检测后，进行限制性内切酶酶切，检测酶切位点，用PCR－RFLP法鉴定CYP2C9基因型。
蛋白质印迹分析。
主要内容包括：
主要内容包括：
将目的蛋白进行SDS-PAGE电泳，目的蛋白质转移到纤维素膜上，考马斯亮蓝染色后观察、染色结果分析。
DNA探针的制备和标记。
主要内容包括：
利用大肠杆菌DNA聚合酶的3’外切核酸酶活性从5’末端切除核酸，同时在DNA聚合酶的5’聚合酶活性的催化下将dNTP添加到切口的3’末端，5’末端核苷酸的去除与3’末端核苷酸的加人同时进行，导致切口随着DNA链移动由具有荧光素标记的核苷酸置换了原来的核苷酸，可合成具有荧光素标记的DNA探针。
Southern印迹法。
主要内容包括：
将待检测的DNA样品固定在固相载体上，与标记的核酸探针进行杂交，在与探针有同源序列的固相DNA的位置上显示出杂交信号。
通过Southern杂交判断被检测的DNA样品中是否有与探针同源的片段以及该片段的长度。
RNA的Northern杂交。
主要内容包括：
RNA分离；将RNA固定到支持物上；固相RNA与探针分子杂交；对特异结合的探针分子的图像进行检测、捕获和分析。
真核生物cDNA文库的构建和分析。
主要内容包括：
以生物细胞的总mRNA为模板，用逆转录酶合成互补的双链cDNA，然后接到载体上，转入到宿主后建立的基因文库就是cDNA文库。
电穿孔法转染哺乳动物细胞。
主要内容包括：
将盛有细胞和DNA混合液的特制小容器置于电泳冲仪的正负电极之间，在0℃下加高压（2.0～4.0kV）电脉冲10分钟后，将处理的细胞转移到新鲜培养基中生长2天，再行筛选。
聚合酶链式反应-单链构象多态性检测（PCR-SSCP）。
主要内容包括：
以总RNA为模板进行PCR扩增，将PCR扩增出特异性好的产物，在聚丙烯酰胺凝胶上进行电泳，染色后观察电泳结果。
PLPR启动子表达载体表达目的基因。
主要内容包括：
将IL基因以5'端EcoRI和3'端BamHI酶切位点插入pBV220载体多克隆位点中，转化到大肠杆菌JMl09内，便能通过温度的变换控制CI蛋白的活性，继而调节启动子的活性，使IL基因连同其5'端上游带SD序列转录成mRNA并转录终止于rrnB位点。
微生物基因组学分析。
主要内容包括：
在核酸芯片上固定不同细菌的探针，通过PCR扩增待测细菌的特定基因，并对PCR产物进行荧光标记，标记后的PCR产物与基因芯片进行杂交；用微阵列芯片CCD扫描仪对基因芯片进行扫描和数据分析，明确芯片上检测出的基因，进而推测出待测细菌类型。
荧光定量PCR法鉴定CYP2C9基因型。
主要内容包括：
从口腔抽提DNA并进行检测，并用采用PCR法扩增CYP2C9DNA片段，电泳检测后，最后采用Real-timePCR法进行突变位点的检测，鉴定CYP2C9基因型。
荧光定量PCR检测液体发酵杂菌污染。
主要内容包括：
对微生物进行液体发酵培养，取发酵液并对微生物进行分离。
提取微生物DNA并进行荧光定量PCR。
根据反应曲线判定染菌程度。
琼脂糖凝胶电泳分离DNA片段。
主要内容包括：
配制琼脂糖凝胶，利用水平电泳对不同分子量DNA片段进行分离。
PCR扩增目的DNA片段。
主要内容包括：
PCR使用技术。
蓝白斑筛选。
主要内容包括：
将含有重组DNA的大肠杆菌的涂布与培养、重组克隆的筛选，重组率的计算。
感受态细胞的制备。
主要内容包括：
大肠杆菌液体培养与化学处理。
设计实验。
主要内容包括：
人胰岛素基因在大肠杆菌中的克隆表达；采用重叠延伸PCR获得植物密码子优化的霍乱弧菌CTB基因；霍乱弧菌CTB基因一人胰岛素融合基因植物表达载体的构建及其转化；按植物偏爱密码子合成降钙素基因及重组表达载体的构建；中国人群CYP2E1基因的主要多态性类别与抗结核药物代谢的关系；毕赤酵母的cDNA文库的构建及分析；重组人胸腺肽α1在大肠杆菌中的表达；SRAS膜蛋白基因工程菌的构建及表达；用毕赤酵母表达人铜、锌SOD。
开设实验项目一览表
实验项目编号
实验项目名称
实验类型
实验性质
实验学时
每组人数
首次开出年月
重组人白介素-18（rhIL-18）基因工程菌的构建
综合性
必做
42
2
200803
头发中抽提DNA并用PCR－RFLP法鉴定CYP2C9基因型
综合性
选做
20
2
200403
蛋白质印迹分析
综合性
选做
4
2
200603
DNA探针的制备和标记
综合性
选做
16
2
200403
Southern印迹法
综合性
选做
16
2
200403
RNA的Northern杂交
综合性
选做
16
2
200603
真核生物cDNA文库的构建和分析
综合性
选做
20
2
200603
电穿孔法转染哺乳动物细胞
综合性
选做
16
2
200603
聚合酶链式反应-单链构象多态性检测（PCR-SSCP）
综合性
选做
16
2
200603
PLPR启动子表达载体表达目的基因
综合性
选做
20
2
200603
微生物基因组学分析
综合性
选做
16
2
200703
荧光定量PCR法鉴定CYP2C9基因型
综合性
选做
16
2
201409
荧光定量PCR检测液体发酵杂菌污染
综合性
选做
16
2
201409
琼脂糖凝胶电泳分离DNA片段
验证性
选做
4
1
200903
PCR扩增目的DNA片段
验证性
选做
4
1
200903
蓝白斑筛选
验证性
选做
4
1
200903
感受态细胞的制备
验证性
选做
4
1
200903
设计实验
设计性
必做
2
1
200603
13．实验教材或指导书或主要参考资料
1）滕利荣等，生物学基础实验教程Ⅱ（第三版），科学出版社，2008年。
2）周俊宜等，分子生物学基本技能与策略，科学出版社，2003年；
3）魏群主编，分子生物学实验指导，高等教育出版社，1999年；
4）J.萨姆布鲁克，分子克隆实验指南，科学出版社，2005年；
5）郝福英等，分子生物学实验技术，北京大学出版社，2003年；
6）梁国栋主编，最新分子生物学实验技术，科学出版社，2007年。
14．考核要求、考核方式及成绩评定标准
14.1考核要求：
以培养学生的科学态度、科学思维和实验操作能力为前提，注重训练学生的独立动手能力、思考能力，发现问题、分析问题和解决问题的能力，实验设计能力及创新能力，教师应及时、客观、公正、如实评价每名学生实验情况及评阅试卷、实验报告和设计实验。
14.2考核方式：
采取考核与考试相结合的方式综合评定实验成绩，按百分制方式计分。
14.3成绩评定标准：
根据生物基础实验教学中心制定的《学生实验成绩考评方法》进行评定。
实验习惯成绩，10%；预习考试成绩，10%；实验操作成绩，40%；实验报告成绩，20%；设计实验成绩，20%。
15．执笔人
崔银秋教授
林凤教授
姜大志副教授
汤海峰工程师
16．制定日期
17．审核人
周慧教授
崔银秋教授
18．审核日期
19．学院审定程序说明
2013年10月10日接到学校通知后成立《生命科学学院实践教学大纲（2013版）》修订专项工作组并进行前期筹备工作。
2013年10月14日至2013年10月16日各门课程梯队召开《生命科学学院实践教学大纲（2013版）》修订工作会议，分配修订任务。
2013年10月21日前各门课程梯队提交《生命科学学院实践教学大纲（2013版）》修订稿。
2013年10月25日生命科学学院教学委员会召开第一次会议审议《生命科学学院实践教学大纲（2013版）》修订稿并提出整改意见。
2013年10月26日至10月28日各门课程梯队按照“整改意见”进行整改。
2013年10月30日生命科学学院教学委员会召开第二次会议审定通过《生命科学学院实践教学大纲（2013版）》。
20．学院审定日期
分子生物学实验A（343006）实验项目卡1
No
字段名
填写内容
1
课程名称
分子生物学实验A
2
课程编号
343006
3
实验项目名称
重组人白介素-18（rhIL-18）基因工程菌的构建
4
实验项目编号
5
网络实验
1
6
每组人数
2
7
计划学时数
42
8
实验性质
必做
9
实验目的
掌握利用T7噬菌体启动子的的表达系统构建基因工程菌的技术路线和实验流程；双酶切、琼脂糖凝胶电泳、琼脂糖凝胶回收、Cacl2法制备感受态细胞、重组DNA的转化以及PCR法鉴定阳性克隆等实验方法和技能；
10
实验内容
限制性内切酶EcoRⅠ和PstⅠ双酶切pUC18质粒和IL-18目的基因，琼脂糖凝胶电泳检测，凝胶回收两个基因片段，在T4-DNAligase作用下将两个回收片段连接，获得重组pUC18-IL-18；CaCl2法制备E.coliJM109感受态细胞，转化pUC18-IL-18，用PCR法鉴定重组阳性克隆。
11
实验原理
PCR是在模板DNA、引物和dNTPs的存在下依赖于DNA聚合酶的酶促反应；亚克隆的基本过程：
目的DNA片段和载体的制备、目的DNA片段和载体的连接、连接产物的转化、重组子筛选。
12
实验类型
1.演示性□；2.验证性□；3.综合性☑；4.设计性□；5.研究性□。
13
实验者层次
本科生
14
实验仪器设备
高速冷冻离心机（2台），可调式微量移液器（16套），凝胶成像系统（1台），超净工作台（8台），电动助吸器（8台），可见光透射仪（8台），PCR仪（2台），核酸电泳系统（16套），全温摇床（2台），全温培养箱（2台）。
15
实验套数
16
16
开出时间
200803
17
教学单位名称
生命科学学院
18
教学单位编号
1113
19
实验单位名称
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
20
实验中心编号
111301
21
实验地名称
现代生物学基础实验室
22
实验地编号
唐敖庆楼C区445
23
一次性材料品名
IPTG（0.01），X-gal（0.01g），氨苄青霉素（0.01g），pUC18（10uL），BglⅡ（1uL），BamHⅠ（1uL），PstⅠ（1uL），T4DNAligase（0.7ul），SybrGreen（1ul）,taq酶（10uL）
24
一次性材料
125元
25
面向专业
生物科学、生物技术、理科实验班
26
实验项目卡制定人
崔银秋
27
实验项目卡审核人
周慧
分子生物学实验A（343006）实验项目卡2
No
字段名
填写内容
1
课程名称
分子生物学实验A
2
课程编号
343006
3
实验项目名称
头发中抽提DNA并用PCR－RFLP法鉴定CYP2C9基因型
4
实验项目编号
5
网络实验
0
6
每组人数
2
7
计划学时数
20
8
实验性质
选做
9
实验目的
了解头发中抽提DNA并用PCR－RFLP法鉴定CYP2C9基因型的实验原理；掌握头发中抽提DNA并用PCR－RFLP法鉴定CYP2C9基因型的操作方法。
10
实验内容
从头发中抽提DNA，并用PCR扩增目的DNA片段，电泳检测后，进行限制性内切酶酶切，检测酶切位点，用PCR－RFLP法鉴定CYP2C9基因型。
11
实验原理
从毛囊中抽提全基因组DNA；PCR反应；限制性片段长度多态性分析（RFLP）
12
实验类型
1.演示性□；2.验证性□；3.综合性☑；4.设计性□；5.研究性□。
13
实验者层次
本科生
14
实验仪器设备
高速冷冻离心机（2台），可调式微量移液器（16套），凝胶成像系统（1台），超净工作台（8台），酸度计（2台），可见光透射仪（8台），PCR仪（2台），核酸电泳系统（16套），全温摇床（2台），全温培养箱（2台）。
15
实验套数
16
16
开出时间
200403
17
教学单位名称
生命科学学院
18
教学单位编号
1113
19
实验单位名称
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
20
实验中心编号
111301
21
实验地名称
现代生物学基础实验室
22
实验地编号
唐敖庆楼C区445
23
一次性材料品名
琼脂糖（1g），蛋白胨（2.5g）Taq酶（10uL），无水乙醇（10ml），CHELEX-100树脂（2.5g），记号笔（1支），脱脂棉球（10g），100-1000μl蓝吸头（96个）10-100μl黄吸头（96个），0.5-10μl白吸头（96个）。
24
一次性材料
29.7元
25
面向专业
生物科学、生物技术、理科实验班
26
实验项目卡制定人
崔银秋
27
实验项目卡审核人
周慧
分子生物学实验A（343006）实验项目卡3
No
字段名
填写内容
1
课程名称
分子生物学实验A
2
课程编号
343006
3
实验项目名称
蛋白质印迹分析
4
实验项目编号
5
网络实验
0
6
每组人数
2
7
计划学时数
4
8
实验性质
选做
9
实验目的
应用Westernblot分析技术，分析SDS-PAGE电泳分离后并转移到硝酸纤维素薄膜上的基因工程产物的成分。
10
实验内容
将目的蛋白进行SDS-PAGE电泳，然后将凝胶上的蛋白质通过电转移，转移到纤维素膜上，考马斯亮蓝染色后观察、分析染色结果。
11
实验原理
将蛋白质样品转移到固相载体上，以固相载体上的蛋白质或多肽作为抗原，与对应的抗体起免疫反应，再与酶或同位素标记的第二抗体起反应，经过底物显色或放射自显影以检查电泳分离的特异性目的基因表达的蛋白成分。
12
实验类型
1.演示性□；2.验证性□；3.综合性☑；4.设计性□；5.研究性□。
13
实验者层次
本科生
14
实验仪器设备
高速冷冻离心机（2台），可调式微量移液器（16套），凝胶成像系统（1台），超净工作台（8台），酸度计（2台），可见光透射仪（8台），PCR仪（2台），核酸电泳系统（16套），全温摇床（2台），全温培养箱（2台）。
15
实验套数
16
16
开出时间
200603
17
教学单位名称
生命科学学院
18
教学单位编号
1113
19
实验单位名称
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
20
实验中心编号
111301
21
实验地名称
现代生物学基础实验室
22
实验地编号
唐敖庆楼C区445
23
一次性材料品名
硝酸纤维素膜20cmX20cm（1张），抗人α干扰素（0.05mg），第一抗体（0.05mg），酶标第二抗体（0.05mg），0.5%氨基黑染液（25mL），0.2mlPCR管（96个），脱脂棉（10g），100-1000μl蓝吸头（96个），10－100μl黄吸头（96个），0.5－10μl白吸头（96个）。
24
一次性材料
49.2元
25
面向专业
生物科学、生物技术、理科实验班
26
实验项目卡制定人
崔银秋
27
实验项目卡审核人
周慧
分子生物学实验A（343006）实验项目卡4
No
字段名
填写内容
1
课程名称
分子生物学实验A
2
课程编号
343006
3
实验项目名称
DNA探针的制备和标记
4
实验项目编号
5
网络实验
0
6
每组人数
2
7
计划学时数
16
8
实验性质
选做
9
实验目的
制备可用于序列分析，Southernblot和NouthernBlot等的核酸探针。
10
实验内容
利用大肠杆菌DNA聚合酶的3’外切核酸酶活性从5’末端切除核酸，同时在DNA聚合酶的5’聚合酶活性的催化下将dNTP添加到切口的3’末端，5’末端核苷酸的去除与3’末端核苷酸的加人同时进行，导致切口随着DNA链移动由具有荧光素标记的核苷酸置换了原来的核苷酸，可合成具有荧光素标记的DNA探针。
11
实验原理
探针是一种分子。
带有供反应后检测用的合适标记物，并仅与特异靶分子反应；该实验采用切口平移法。
12
实验类型
1.演示性□；2.验证性□；3.综合性☑；4.设计性□；5.研究性□。
13
实验者层次
本科生
14
实验仪器设备
高速冷冻离心机（2台），可调式微量移液器（16套），凝胶成像系统（1台），超净工作台（8台），酸度计（2台），可见光透射仪（8台），PCR仪（2台），核酸电泳系统（16套），全温摇床（2台），全温培养箱（2台）。
15
实验套数
16
16
开出时间
200403
17
教学单位名称
生命科学学院
18
教学单位编号
1113
19
实验单位名称
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
20
实验中心编号
111301
21
实验地名称
现代生物学基础实验室
22
实验地编号
唐敖庆楼C区445
23
一次性材料品名
SephadexG-50葡聚糖凝胶柱（1支），琼脂糖（1g），无水乙醇（10mL），大肠杆菌DNA聚合酶（1uL），胰DNA酶（1uL），牛血清白蛋白V（0.2g），DTT（0.2g），0.2mlPCR管（96个），1.5ml刻度离心管（96个），0.5－10μl白吸头（96个）。
24
一次性材料
43.6元
25
面向专业
生物科学、生物技术、理科实验班
26
实验项目卡制定人
崔银秋
27
实验项目卡审核人
周慧
分子生物学实验A（343006）实验项目卡5
No
字段名
填写内容
1
课程名称
分子生物学实验A
2
课程编号
343005
3
实验项目名称
Southern印迹法
4
实验项目编号
5
网络实验
0
6
每组人数
2
7
计划学时数
16
8
实验性质
选做
9
实验目的
学习并掌握Southern印记杂交技术；检验重组质粒中是否含有外源DNA，并检测其分子量大小。
10
实验内容
将待检测的DNA样品固定在固相载体上，与标记的核酸探针进行杂交，在与探针有同源序列的固相DNA的位置上显示出杂交信号。
通过Southern杂交判断被检测的DNA样品中是否有与探针同源的片段以及该片段的长度。
11
实验原理
具有一定同源性的两条核酸单链在一定条件下，按碱基互补原则形成双链，此杂交过程是高度特异的。
由于核酸分子的高度特异性及检测方法的灵敏性，综合凝胶电泳和核酸内切限制酶分析结果，便可绘制出DNA分子的限制图谱。
12
实验类型
1.演示性□；2.验证性□；3.综合性☑；4.设计性□；5.研究性□。
13
实验者层次
本科生
14
实验仪器设备
高速冷冻离心机（2台），可调式微量移液器（16套），凝胶成像系统（1台），超净工作台（8台），酸度计（2台），可见光透射仪（8台），PCR仪（2台），核酸电泳系统（16套），全温摇床（2台），全温培养箱（2台）
15
实验套数
16
16
开出时间
200403
17
教学单位名称
生命科学学院
18
教学单位编号
1113
19
实验单位名称
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
20
实验中心编号
111301
21
实验地名称
现代生物学基础实验室
22
实验地编号
唐敖庆楼C区445
23
一次性材料品名
硝酸纤维素膜（1张）；32P-DNA探针，（0.25mg），记号笔（1支）；脱脂棉（10g），100-1000μl蓝吸头（96个），10－100μl黄吸头（96个），0.5－10μl白吸头（96个），0.2mlPCR管（96个），1.5ml刻度离心管（96个），
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