生物技术专业生物技术概论教学大纲Word下载.docx

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课程的教学目的：

课程的总体教学要求：

《现代生物技术》是生物技术专业必修课，总学时36，学分2，该门课程主要介绍了现代生物技术的基本概念、基本原理、基本研究方法、发展方向及其应用领域，内容涉及现代生物技术革命、DNA重组技术与基本操作、原核生物的基因表达与操作、基因诱变及蛋白质工程、通过重组原核微生物生产商品、现代发酵工程、现代生物农药、现代微生物肥料、生物净化与生物废料再生、真核细胞中重组蛋白的表达、植物基因工程、转基因动物、单克隆抗体和抗体工程、现代分子诊断技术、预防性及治疗性疫苗、人类基因的克隆、人类疾病的基因治疗、现代生物技术的规则与专利十八章内容。

三、章节教学内容与要求

第一章现代生物技术革命（2学时）

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解现代生物技术的产生、发展及主要内容，学习的意义与方法，明确现代生物技术的概念，掌握该门课程的主要教学及研究内容。

第一节现代生物技术的产生

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解现代生物技术的产生、发展的过程，明确现代生物技术与传统生物技术的区别，掌握现代生物技术的研究内容。

一、传统生物技术

二、现代生物技术

第二节现代生物技术的商业化

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解现代生物技术的发展前景，明确现代生物技术商业化的特点，掌握现代生物技术的研究内容。

一、现代生物技术商业化的前景

二、现代生物技术商业化的特点

第三节现代生物技术的前景

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解现代生物技术对人类生活、对人类社会及环境的影响，明确现代生物技术已经渗透到人类生活的每一个领域，已经深刻地影响人类的生活、学习和工作。

一、现代生物技术对人类生活的影响

二、现代生物技术对人类社会及环境的影响

三、现代生物技术的规范化管理

第四节现代生物技术与中国

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解中国现代生物技术的应用成果及中国面临的现代生物技术研究和开发的挑战，明确现代生物技术对人类生活与社会的影响。

一、中国现代生物技术的应用成果

二、中国面临的现代生物技术研究和开发的挑战

本章复习思考题:

1、什么是生物技术？

2、生物技术包含哪些内容？

第二章DNA重组技术与基本操作（6学时）

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解DNA重组技术与基本操作，明确基因及DNA重组技术的概念，掌握DNA重组技术与基本操作的方法步骤。

第一节DNA的结构与功能

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解DNA分子的元素组成，明确DNA分子的基本结构，掌握该DNA分子的基本功能。

一、DNA分子的基本结构

二、DNA分子的基本功能

第二节限制性内切酶

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解限制性内切核酸酶的重要性，明确限制性内切核酸酶和核酸连接酶的概念，掌握限制性内切核酸酶和核酸连接酶的作用特点。

一、限制性内切核酸酶

二、限制性内切核酸酶的识别序列

三、限制性内切核酸酶的酶切位点

四、限制性内切核酸酶反应系统

五、限制性内切核酸酶酶切DNA的方法

六、DNA片段的连接重组

第三节克隆载体

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解克隆载体相关知识，明确克隆载体的概念、筛选条件、种类，掌握常见克隆载体的特点。

一、质粒克隆载体

二．λ噬菌体克隆载体

三、柯斯质粒

四、YAC载体（酵母人工染色体）

第四节原核细胞的转化与筛选

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解原核细胞转化与筛选的相关知识，明确转化与筛选的概念，掌握转化与筛选的基本方法。

一、转化

二、筛选

第五节原核生物基因文库的构建和筛选

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解原核生物基因文库的构建和筛选的基本知识，明确基因文库的概念，掌握原核生物基因文库构建和筛选的方法。

一、基因文库的构建

二、基因文库的筛选

第六节获得真核生物目的基因的方法

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解真核生物目的基因的相关知识，明确目的基因的概念，掌握获得真核生物目的基因的方法。

一、通过构建cDNA基因文库分离目的基因

二、DNA的化学合成目的基因

三、利用PCR获得目的基因

复习思考题:

第三章原核生物的基因表达与操作（6学时）

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解原核生物的基因表达与操作的相关知识，明确原核生物的基因表达与操作的概念，掌握原核生物的基因表达与操作的方法步骤。

第一节原核生物的基因表达

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解原核生物基因转录与翻译的基本知识，明确启动子、顺反子、上游、下游、SD序列、可读框（ORF）的基本概念，掌握原核生物基因的转录与翻译的基本过程与基本特点。

一、原核生物的基因转录

二、原核生物基因的翻译

第二节有功能的启动子的分离

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解有功能的启动子分离的的相关知识，明确lac启动子及trp启动子的特点，掌握lac操纵子、trp操纵子结构及原理。

一、用大肠杆菌质粒PBR316筛选启动子

二、用PKO1筛选启动子

第三节可调控强启动子驱动的基因表达

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解可调控强启动子驱动的基因表达的相关知识，明确强启动子、弱启动子、非融合蛋白、融合蛋白的概念，掌握常用的可调控强启动子的种类和所驱动的基因表达的特点及原理。

一、可调控的启动子

二、常用原核表达载体

三、提高蛋白的表达量

四、大规模培养系统

五、在其它微生物中的表达

六、非融合蛋白的表达

七、融合蛋白的表达及纯化

八、单一方向串联排列的基因

九、增强蛋白质的稳定性

十、DNA整合到宿主染色体中

十一、加强分泌

第四节原核生物表达产物的分离纯化

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解原核生物表达产物的分离纯化的相关知识，明确包含体蛋白、蛋白质复性、蛋白质PEG化的概念，掌握原核生物表达产物的分离纯化的基本方法与步骤。

一、包含体蛋白的提取

二、蛋白质的复性

三、表达蛋白纯化方法选择的基本原则

四、蛋白质的PEC化

五、原核表达蛋白的质量控制

复习思考题:

第四章基因诱变及蛋白质工程（6学时）

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解基因诱变及蛋白质工程的相关知识，明确基因诱变及蛋白质工程的基本概念，掌握基因诱变及蛋白质工程的方法步骤。

第一节蛋白质工程简介

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解蛋白质工程的相关知识，明确蛋白质工程的概念，掌握蛋白质工程的基本方法与步骤。

第二节基因诱变

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解基因诱变的相关知识，明确基因诱变的概念，掌握基因诱变的基本方法与步骤。

一、用M13DNA进行的寡核苷酸介导诱变

二、寡核苷酸介导的PCR诱变

三、改进型双引物诱变

四、重叠延伸诱变

五、DPn1介导的诱变

六、简并核苷酸引物

七、随机诱变

第四节定点诱变在蛋白质工程中的应用

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解定点诱变在蛋白质工程中应用的相关知识，明确定点诱变的概念，掌握定点诱变在蛋白质工程中应用的基本方法与步骤。

一、提高T4溶菌酶的热稳定性

二、对酵母磷酸丙糖异构酶的改造

三、提高蛋白质热稳定性的其他方法

四、提高重组β干扰素的专一活性和稳定性

五、改进αⅠ抗胰蛋白酶

六、改变酶的动力学活性

七、改变酶的最适PH

八、提高酶的活性

九、改善酶的特异性

十、提高蛋白质的生物学活性

第五节蛋白质改造的其他常用方法

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解蛋白质改造的其他常用方法的相关知识，明确蛋白质改造的其他常用方法，掌握蛋白质改造的其他常用方法的基本方法与步骤。

一、对四级结构不知的蛋白质进行改造

二、利用缺失诱变改造蛋白质

三、利用结构域互换进行蛋白质改造

第五节利用蛋白质工程对限制内切酶进行改造

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解利用蛋白质工程对限制内切酶进行改造的相关知识，明确利用蛋白质工程对限制内切酶进行改造的相关概念，掌握利用蛋白质工程对限制内切酶进行改造基本方法与步骤。

一、蛋白质工程在应用中的复杂性

二、用蛋白质工程对限制性内切酶进行改造

第五章通过重组原核微生物生产商品（2学时）

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解通过重组原核微生物生产商品的相关知识，明确蛋白药物、限制性内切酶、生物多聚体的概念，掌握通过重组原核微生物生产商品的基本方法和步骤。

第一节生产蛋白药物

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解利用生物技术生产药物蛋白的相关知识，明确重组药物蛋白的概念及代表，掌握生产蛋白药物的基本方法与步骤。

一、重组药物生产的主要步骤

二、几种较成熟的重组蛋白药物

第二节生产限制性内切酶

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解利用生物技术生产限制性内切酶的相关知识，明确生产限制性内切酶的相关概念，掌握生产限制性内切酶基本方法与步骤。

一、大肠杆菌作为重组限制内切酶基因的表达系统

二、PStⅠ基因的克隆及表达

三、DdeⅠ基因的克隆及表达

第三节生产生物小分子

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解利用生物技术生产生物小分子的相关知识，明确利用生物技术生产生物小分子的相关概念，掌握利用生物技术生产生物小分子的基本方法与步骤。

一、合成维生素C

二、合成靛蓝

三、生产氨基酸

四、生产抗生素

第四节生产生物多聚体

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解利用生物技术生产生物多聚体的相关知识，明确生物多聚体的概念，掌握利用生物技术生产生物多聚体的基本方法与步骤。

一、生物合成黑色素

二、生产粘性生物多聚体

三、生物合成橡胶

四、生产生物可隆解塑料

第五章复习思考题:

第十章真核细胞中重组蛋白的表达（2学时）

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解真核细胞中重组蛋白表达的相关知识，明确真核细胞中重组蛋白表达的原理，掌握真核细胞中重组蛋白表达的方法步骤。

第一节酵母表达系统

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解酵母表达系统的相关知识，明确酵母表达系统的结构与特点，掌握利用基因工程对酵母表达系统改造的方法步骤。

一、酿酒酵母的基因组结构及其特点

二、酿酒酵母的转化

三、酿酒酵母的载体

第二节培养的昆虫细胞表达系统

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解培养的昆虫细胞表达系统的相关知识，明确培养的昆虫细胞表达系统的种类、结构与特点，掌握利用基因工程对昆虫细胞表达系统改造的方法步骤。

一、杆状病毒转化载体

二、杆状病毒系统大规模应用中的一些问题

第三节哺乳动物细胞的表达系统

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解哺乳动物细胞表达系统的相关知识，明确哺乳动物细胞表达系统的结构和特点，掌握利用基因工程对哺乳动物细胞的表达系统改造的方法步骤。

一、适用于哺乳动物细胞的载体

二、用于表达外源蛋白的哺乳动物细胞系

三、获得转基因哺乳动物细胞的方法

四、在哺乳动物细胞中生产蛋白药物侧临床试验

第十章复习思考题:

第十三章单克隆抗体和抗体工程（4学时）

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解单克隆抗体和抗体工程的相关知识，明确单克隆抗体和多克隆抗体的概念，掌握单克隆抗体和抗体工程的基本方法步骤。

第一节抗体的结构与功能

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解抗体的结构与功能的相关知识，明确抗体的结构与功能。

第二节单克隆抗体

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解单克隆抗体的相关知识，明确单克隆抗体、杂交瘤细胞的概念，掌握生产单克隆抗体的基本方法与步骤。

一、杂交瘤细胞系的产生

二、杂交瘤细胞的鉴定

第三节单克隆抗体的改造和应用

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解单克隆抗体改造和应用的相关知识，明确单克隆抗体改造的基本方法与步骤。

一、单克隆抗体靶向制剂

二、杂交人—鼠单克隆抗体

三、人源单克隆抗体

四、抗体融合蛋白

五、抗体酶

六、单链抗体

第四节抗体的表达系统

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解抗体的表达系统的相关知识，明抗体表达系统的种类、结构、特点，掌握抗体的表达系统建立的基本方法与步骤。

一、在重组噬菌体中筛选生产抗体

二、在植物中生产抗体

第五节抗体芯片

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解抗体芯片的相关知识，明确抗体芯片的概念。

第十三章复习思考题：

名词解释

第十四章现代分子诊断技术（4学分）

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解现代分子诊断技术的相关知识，明确现代分子诊断技术的相关概念，掌握原现代分子诊断技术的基本方法步骤。

第一节酶联免疫吸附测定

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解酶联免疫吸附测定的相关知识，明确酶联免疫吸附测定的概念，掌握利酶联免疫吸附测定的基本方法与步骤。

一、酶联免疫吸附测定的原理

二、酶联免疫吸附测定的局限性

第二节DNA诊断系统

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解DNA诊断系统的相关知识，明确DNA诊断的原理，掌握DNA诊断的基本方法与步骤。

一、核酸杂交

二、疟疾的分子诊断

三、锥虫的检测

四、细菌性传染病及病毒性疾病的分子诊断技术

第三节DNA指纹

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解DNA指纹的相关知识，明确DNA指纹概念，掌握DNA指纹的基本方法与步骤。

第四节随机扩增多态DNA

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解随机扩增多态DNA的相关知识，明确随机扩增多态DNA的相关概念，掌握随机扩增多态DNA的基本方法与步骤。

第五节遗传性疾病的分子诊断技术

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解遗传性疾病的分子诊断技术的

相关知识，明确遗传性疾病的分子诊断技术的原理，掌握遗传性疾病的分子诊断技术基本方法与步骤。

一、PCR酶解技术

二、PCR/OLA鉴定

三、LCR鉴定

四、PCR-ELISA检测

五、同一基因中多个不同位点的突变的检测

第六节癌症的分子诊断技术

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解癌症的分子诊断技术的相关知识，明确癌症分子诊断技术的原理，掌握癌症的分子诊断技术的基本方法与步骤。

第七节环境微生物的检测

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解环境微生物检测的相关知识，明确环境微生物的检测的原理，掌握环境微生物的检测的基本方法与步骤。

第十四章复习思考题：

第十五章预防性及治疗性疫苗（2学时）

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解预防性及治疗性疫苗的相关知识，明确预防性及治疗性疫苗的概念，掌握生产、改造预防性及治疗性疫苗的基本方法步骤。

第一节疫苗简介

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解疫苗的相关知识，明确疫苗的概念，掌握疫苗基因工程的基本方法与步骤。

一、亚单位疫苗

二、肽疫苗

第二节基因工程疫苗

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解基因工程疫苗的相关知识，明确基因工程生产、改造疫苗的基本方法与步骤。

第三节DNA免疫

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解DNA免疫的相关知识，明确DNA免疫的概念，掌握DNA免疫的基本方法与步骤。

第四节活体重组疫苗及其载体

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解活体重组疫苗及其载体的相关知识，明确活体重组疫苗的概念，掌握对活体重组疫苗进行基因改造的基本方法与步骤。

一、活体重组疫苗

二、活体疫苗载体

三、沙门氏菌属疫苗表达系统

第五节细菌及其他疫苗

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解细菌及其他疫苗的相关知识，明确细菌及其他疫苗的种类和代表，掌握对细菌及其他疫苗进行基因改造的基本方法与步骤。

第一节艾滋病疫苗

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解艾滋病疫苗的相关知识，明确HIV病毒的致病机理，掌握HIV的生活史及治疗药物。

一、HIV病毒简介

二、HIV病毒的致病机理

三、HIV的生活史及治疗药物

第二节肿瘤疫苗

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解肿瘤疫苗的相关知识，明确肿瘤疫苗的概念，掌握肿瘤疫苗生产及基因改造的基本方法与步骤。

一、肿瘤细胞的一些免疫特性

二、肿瘤细胞疫苗

三、活体重组疫苗

四、抗独特型抗体疫苗

五、双特异性抗体

六、树状细胞免疫

七、DNA免疫

第三节针对自身免疫疾病的疫苗

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解针对自身免疫疾病的疫苗。

第四节治疗性疫苗

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解治疗性疫苗。

一、乙肝治疗性疫苗

二、单纯疱疹病毒疫苗

三、麻风病治疗性疫苗

四、老年性痴呆症治疗性疫苗

第十五章复习思考题

第十八章现代生物技术的规则与专利（2学时）

[教学目标]通过本章的教学要求学生了解现代生物技术的规则与专利的相关知识，明确现代生物技术的规则与专利。

第一节现代生物技术制药的规则及要求

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解现代生物技术制药的规则及要求。

第二节转基因作物的争议及有关安全管理规则

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解转基因作物的争议及有关安全管理规则。

第三节中国在基因治疗方面的相关法规

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解中国在基因治疗方面的相关法规。

第四节现代生物技术专利

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解现代生物技术专利。

第五节现代生物技术的社会伦理问题

[教学目标]通过本节的教学要求学生了解现代生物技术的社会伦理问题。

四、习题教学内容与要求（以自学为主，兼做有代表性的题目）

3、名词解释：

基因、结构基因、遗传密码、中心法则、基因文库、基因克隆载体。

4、基因克隆载体必须具备哪些备件？

常见的基因克隆载体有哪些？

5、如何进行基因文库的筛选？

、

6、获得真核目的基因的方法有哪些？

7、PCR反应的原理及条件是什么？

8、名词解释：

启动子、单顺反子、多顺反子、非融合蛋白、融合蛋白、SD序列、包含体蛋白、蛋白质复性、蛋白质PEG化。

9、简述lac操纵子及其原理。

10、简述trp操纵子及其原理。

1、对蛋白质所作的改造主要包括哪些内容？

11、蛋白质工程的主要步骤有哪些？

12、什么是定点诱变？

其基本原理是什么？

13、提高蛋白质的稳定性主要包括哪些方面？

主要有哪些方法？

举例说明。

14、名词解释：

干扰素（interferon，IFN、白细胞介素（interleukin，IL）、人生长激素（growthhormone）、红细胞生成素（erythropoietin，EPO）。

15、什么是发酵工程？

16、影响发酵效率的因素有哪些？

17、什么是现代生物农药？

18、微生物杀虫剂主要包括哪些类型？

19、现在对杆状病毒进行的基因工程改造主要集中于哪三个方面？

20、简述苏云金杆菌杀虫剂的杀虫原理。

21、防治植物病害的微生物之间的相互作用分为哪些类型？

22、什么叫抗生素？

什么叫细菌素？

1、固氮微生物主要有哪几类？

23、简述固氮微生物的固氮过程及对氧的控制。

24、简述固氮微生物的固氮基因簇。

25、氢化酶有何作用？

26、何为铁载体？

27、何为结瘤基因盒子（nodbox）？

28、从野生型微生物中分离固氮基因需经过哪些步骤？

29、简述利用微生物处理污水的机制。

30、微生物能隆解环境中的哪些废气？

31、利用微生物生产蛋白质有何意义？

32、真核生物翻译后修饰的主要方式有哪些?

33、简述酵母表达系统具有的优势。

34、酿酒酵母载体有哪几种？

简述酿酒酵母的基因组结构及其特点。

35、简述获得转基因哺乳动物细胞的方法。

1、简述农杆菌的Ti质粒的主要特征。

36、简述将基因转人植物的生物方法、物理方法和化学方法。

37、什么是报告基因（reportergene）？

38、什么是凝集素（1ectin）？

39、什么是交叉抗性？

40、什么是卫星RNA（satelliteRNA，satRNA）？

41、转基因植物存在哪些生物安全性问题？

42、简述植物转基因的基本步骤。

43、植物抗性基因工程包括哪些内容？

1、简述动物转基因的目的和步骤。

44、什么是胚胎干细胞（embryonicstemcell）？

它有何意义？

45、克隆动物的成功与否取决于哪些关键性的问题。

46、名词解释：

基因敲除、多克隆抗体、单克隆抗体、生物导弹、抗体酶、单链抗体、随机多肽文库、抗体芯片。

47、现代有效的分子诊断技术应该具备的三个条件是什么？

48、简述酶联免疫吸附测定（ELISA）的基本过程。

49、简述核酸杂交的检测过程主要包括哪些步骤。

50、什么是DNA指纹？

51、什么是微卫星DNA

52、名词解释：

（1）、体液免疫

（2）、细胞免疫MHC

（3）、亚单位疫苗（sub