335基因工程教学大纲Word文档格式.docx

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第一章绪论(4学时)

基本要求:

掌握基因工程技术的基本概念、基本原理以及基本过程,了解基因工程的发展历史以及研究意义,主要是基因工程的诞生和成熟;

掌握基因的现代概念,并理解基因与基因工程之间的关系。

重点:

遗传工程、基因工程的概念;

基因工程理论上的三大发现和技术上的三大发现;

基因工程的基本步骤;

基因工程的意义。

难点:

基因工程的概念;

基因工程的基本原理。

第一节基因与基因工程的关系

1.1基因与基因工程的关系

1.2基因的现代概念

第二节基因工程的主要研究内容及应用

2.1基因工程的定义及其理论基础

2.2基因工程技术的诞生及其发展史

2.3基因工程的基本程序

2.4基因工程的应用

第二章基因操作的主要技术原理(10学时)

掌握基因的分子克隆等基本技术的概念,以及重组体的概念和其鉴定方法,了解其方法的基本原理和基本操作步骤,最主要的是基因的分子克隆技术。

电泳、PCR、杂交、测序的基本原理和操作步骤。

PCR的应用;

DNA与蛋白质的相互作用。

第一节核酸凝胶电泳

1.1电泳技术原理

1.2琼脂糖凝胶电泳

1.3脉冲场凝胶电泳

1.4聚丙烯酰胺凝胶电泳

第二节PCR原理

2.1PCR技术的基本原理

2.2PCR反应的各种组份及作用

2.3不对称PCR(AsymmetricalPCR)

2.4反向PCR(inversePCR)

2.5反转录PCR(RT-PCR)

2.6基因组克隆

2.7基因的体外诱变

2.8基因组的比较研究

第三节核酸分子杂交 

3.1核酸杂交的基本原理

3.2常用的杂交膜

3.3SouthernDNA杂交技术

3.4NorthernDNA吸印杂交技术

3.5斑点印迹杂交和狭线印迹杂交

3.6菌落及噬菌体杂交技术

3.7凝胶阻滞实验

3.8DNaseⅠ足迹实验

3.9硫酸二甲酯(DMS)足迹实验

3.10甲基化干扰实验

3.11体内足迹实验

第四节DNA的序列分析

4.1Sanger双脱氧链终止法

4.2化学法测序

4.3杂交测序

4.4shot-gun测序

第三章基因工程的酶学基础(6学时)

通过本章的学习,熟悉基因工程中所使用的各种工具酶,并能在实际操作中运用它们。

重点知识:

同位酶;

同裂酶;

同尾酶;

DNA操作酶的功能及应用(S1核酸酶,DNaseI,测序酶,DNA连接酶,Ligase,逆转录酶,碱性磷酸酯酶,甲基化酶);

限制性内切酶的分类、命名原则;

电泳后DNA的检测方法;

DNA分子量的估算方法;

怎样提高平头末端的连接效率;

如何实现目的基因与载体连接效率;

提高重组率的方法。

难点知识:

DNA操作酶的功能及应用;

第一节限制性内切酶

1.1细菌中修饰与限制的现象

1.2限制酶的分离与命名

1.3限制酶分类

1.4Ⅱ型酶特征

1.5限制性内切酶反应条件

1.6Ⅱ型酶作用机制

1.7限制性内切酶的应用

第二节连接酶与分子的体外连接

2.1DNA连接酶

2.2粘性末端DNA片段的连接法

2.3平末端DNA片段的连接法

2.4同聚物加尾的连接法

2.5衔接物连接法

2.6接头连接法

第三节聚合酶

缺口平移、取代合成法

3.1DNA聚合酶Ⅰ与缺口平移技术

3.2T4-DNA聚合物与取代合成法

3.3逆转录酶与互补DNA的合成

3.4T7-DNA聚合物与修饰T7-DNA的聚合酶

第四节修饰酶

4.1末断脱氧核苷酸转移酶与同聚物加尾

4.2T4多核苷酸激酶与DNA分子5’—端标记

4.3碱性磷酸酶与DNA脱磷酸作用

4.4SI核酸酶

第四章基因工程的载体(8学时)

熟悉基因工程中常用的各种载体,了解它们的特点并能在实际操作中运用它们。

掌握作为载体的必备条件。

了解载体的构建过程和基本方法。

载体;

克隆载体;

表达载体;

穿梭载体;

质粒;

严谨型质粒松弛型质粒;

cos位点;

λcI突变体;

溶源/溶菌性噬菌体;

粘粒(cosmid);

噬菌粒;

载体的基本要求;

质粒的基本特征及其分类;

λDNA的特点;

M13作为载体的优点;

大肠杆菌质粒pBR322、pUC8、pGEM3Z-DNA的特点;

不同载体克隆DNA的片段大小;

M13、λDNA作为载体需要进行哪些改造?

λ克隆载体的类型;

YAC载体包括那些结构,来源和构建方法。

噬菌粒;

YAC载体包括那些结构,来源和构建方法。

第一节质粒载体

1.1质粒及其基本特征

1.2天然质粒载体:

Psc101质粒载体、ColEⅠ质粒载体

1.3大肠杆菌中常用的质粒载体:

PBR322质粒载体等

1.4其它类型的质粒载体

1.5质粒载体的稳定性

第二节λ噬菌体载体

2.1λ-phage的分子生物学

2.2λ-phage载体的构建

第三节单链DNA噬菌体载体(M13)

3.1M13噬菌体的生物学特性

3.2M13噬菌体作为载体的优点

3.3M13噬菌体载体的构建

第四节噬菌粒载体

第五节cosmid载体

第六节其他载体

6.1YAC

6.2BAC

6.3PAC

第五章基因的分离与鉴定(10学时)

掌握DNA克隆片段产生与分离的方法、重组体DNA分子构建的过程、重组体分子导入受体细胞的方法和重组体分子选择与鉴定的方法。

部分酶切;

转化的方法有哪些?

基因文库;

cDNA文库;

克隆基因的方法有哪些;

克隆所使用探针的来源;

如何从基因文库中克隆目的基因?

感受态细胞;

插入失活;

α-互补;

Spi+;

噬菌体DNA转化大肠杆菌的方法;

重组噬菌斑的鉴定方法;

重组DNA的鉴定方法。

建生物基因组文库需要克隆的数目;

第一节DNA克隆片段的产生与分离

1.1获得外源基因的途径

1.2基因组DNA的片段化

1.3DNA片段大小的分离

1.4编码目的基因的克隆片段的富集

第二节重组体DNA分子的构建及导入受体细胞

2.1原核生物的转化

2.2真核生物的转化

第三节基因克隆的实验方案

3.1基因文库

3.2CDNA基因克隆

3.3基因组DNA克隆

3.4基因定位克隆的概念

3.5RFLP(restrictionfragmentlengthpolymorphism)分子标记

3.6RFLP作图的原理与步骤

3.7大尺度基因组物理图谱的构建

第四节克隆基因的分离

4.1应用核酸探针分离克隆的目的基因

4.2应用差别杂交或扣除杂交法分离克隆的目的基因

4.3应用表达文库分离克隆的目的基因

4.4应用mRNA差别显示技术分离克隆的目的基因

4.5酵母双杂交体系分离克隆的目的基因

第五节重组子的选择与鉴定

5.1遗传学检测法

5.2物理筛选法

5.3核酸杂交筛选法

5.4免疫化学筛选法

第六章真核基因在大肠杆菌中的表达(4学时;

2学时课后自学)

掌握外源基因表达条件及影响表达的因素,大肠杆菌基因表达系统;

了解基因表达产物的检测方法;

掌握表达载体、融合基因、融合蛋白的概念;

掌握大肠杆菌基因表达载体构建的基本元件;

掌握功能启动子分离的方法。

大肠杆菌基因表达载体构建的基因元件及常见大肠杆菌基因表达系统,基因融合的策略及其优点

外源基因在大肠杆菌中表达的基本条件、常用表达载体及提高表达的措施。

第一节真核基因的大肠杆菌表达体系

1.1大肠杆菌表达体系

1.2克隆基因正确表达的基本条件

1.3克隆基因表达活性的检测

第二节大肠杆菌的表达载体

2.1表达载体的组成部分(自学)

2.2功能启动子的分离

2.3常用的大肠杆菌表达载体

第三节克隆的真核基因在大肠杆菌细胞中的表达(自学)

3.1外源蛋白质在大肠杆菌细胞中的表达部位

3.2融合蛋白质的表达

第四节影响克隆基因在大肠杆菌中表达效率的因素(自学)

第七章植物基因工程(4学时)

掌握转基因植物的概念,植物基因转移的方法与途径;

了解植物基因转移的操作过程;

了解植物基因工程研究常用的基因。

掌握植物基因工程研究常用的基因;

转基因植物的概念,植物基因转移的方法。

植物基因转移的途径,转基因植物的研究现状。

第一节植物基因的克隆与分离

1.1根据基因的功能分离目的基因

1.2根据mRNA特异分离目的基因

1.3根据DNA的插入作用分离目的基因

第二节植物基因工程研究常用的基因

2.1选择标记

2.2报告基因

2.3抗虫基因

2.4抗病基因

2.5非生物胁迫的抗性基因

第三节植物基因转移的病毒载体

3.1单链RNA植物病毒

3.2双链DNA植物病毒

第四节植物基因转移的质粒载体

4.1病原土壤杆菌

4.2植物冠瘿的诱发与冠瘿细胞的特性

4.3Ti质粒的遗传特性

4.4T-DNA的结构与功能

4.5Ti质粒载体

第五节植物基因转化方法

5.1生物转化

5.2花粉管通道法

5.3脂质体转化

5.4电击法

第六节转基因植物的检测鉴定

6.1报告基因的表达检测

6.2转基因植物的PCR检测

6.3外源基因整合杂交鉴定

6.4外源基因表达蛋白的检测

第八章动物基因工程(4学时)

掌握反转录病毒载体的特点和应用;

了解其他常用的病毒载体的特点和应用;

掌握哺乳动物基因转移的方法与途径;

了解转基因技术的应用和发展。

反转录病毒载体的特点和应用。

哺乳动物基因转移的方法与途径;

转基因技术的应用和发展。

第一节哺乳动物基因转移的遗传选择标记

1.1哺乳动物基因转移的遗传选择标记

1.2SV40病毒载体生物学特性及载体

1.3重组的病毒-质粒载体

第二节哺乳动物的载体系统

2.1反转录病毒载体

2.2痘苗病毒载体

2.3乳头瘤病毒载体

2.4腺病毒(Adenoviruses)载

第三节转基因导入细胞内的方法

3.1物理方法

3.2化学方法

3.3生物方法

第四节转基因动物

4.1转基因动物的研究历史

4.2转基因技术的应用及发展

五、主要参考书

1.《基因工程原理》吴乃虎科学出版社2001

2.《基因工程概论》张惠展华东理工大学出版社1999

3.《基因工程》楼士林科学出版社2002

4.《基因工程》杨汝德华南理工大学出版社2003

5.《分子克隆实验指南(第三版)》萨姆布鲁克J.科学出版社2002

6.《基因工程学原理》马建岗西安交大出版社2001

7.《途径工程—第三代基因工程》张惠展中国轻工业出版社2002

8.《GeneⅧ》BenjaminOxfordUniversityPress2004

六、课程的考核方式及方法

考试的基本要求:

笔试、闭卷(A/B卷)

考试目的:

测评学生对基因工程基本原理和方法的掌握程度,以及运用基因工程基本原理和方法设计实验解决实际问题的能力。

考试的内容及范围:

《基因工程》课程教学大纲规定的内容。

考试形式:

四部分,共100分。

第一部分:

名词解释(20分),测评学生对基本概念的掌握理解程度;

第二部分:

选择、判断(20分),测评学生对基本概念、原理和方法的掌握理解程度;

第三部分:

简答题、问答题(60分),测评学生对基因工程基本原理方法的理解和应用能力;

综合测评学生对基因工程基本原理方法的应用能力。

考试对象:

修完该课程且经考核有资格参加考试的学生;

总评成绩:

卷面成绩(90%);

根据平时课堂提问、小测及是否旷课的情况给平时成绩(10%)。

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