一、课程基本信息

课程代码：02120102课程名称：基因工程课程英文名称：genetic engineering

课程所属单位：生化系，生物技术教研室 课程面向专业：生物工程，生物技术

课程类型：必修课先修课程：有机化学、普通生物学、生物化学、微生物学

学分：3.0总学时：48其中理论学时：48实验学时：0

二、课程性质与目的

（教学目的中要写明通过该课程的学习对学生知识、能力和素质的培养）

《基因工程》是在生物技术专业中的一门非常重要的专业课。它是在生物化学和分子生物学等课程的基础上而开设的。通过这门课程的学习，希望学生掌握基因工程的基本原理、基本方法及其应用，为他们今后进一步的研究、学习及工作打下坚实的理论基础。

三、课程教学内容与要求

（一）基因工程概论

1．内容

（1）引言

（2）基因工程的诞生与发展

（3）基因工程的定义及主要研究内容

（4）基因工程的应用及其安全性

要求：了解基因工程的基本概念、历史发展、主要研究内容及基因工程的安全性

本章包含以下内容。

2．重点内容：基因工程的基本概念、主要研究内容及基因工程的安全性

3．难点内容：主要研究内容

（二）核酸分子的结构与功能

1．内容

（1）核酸的化学

（2）DNA的结构与功能

（3）RNA的结构和功能

（4）核酸的变性、复性与杂交

要求：掌握核酸分子的组成、DNA与RNA的结构与功能、核酸的变性、复性与杂交的概念。

本章包含以下内容。

2．重点内容：各种核酸分子的结构与功能。

3．难点内容：各种核酸分子的结构与功能。

（三）基因及基因组的结构与功能

1．内容

（1）基因的结构与功能

（2）基因组的结构和功能

要求：掌握原核基因与真核基因的结构与功能，熟悉原核基因组与真核基因组的结构与功能，了解病毒基因组的结构和功能。

2．重点内容：各种基因的结构特点，原核基因组与真核基因组的结构与功能特点。

3．难点内容：原核基因组与真核基因组的结构与功能特点。

（四）基因的表达与调控

1．内容

（1）基因的表达调控的基本概念与原理

（2）原核生物的基因表达调控

（3）真核生物的基因表达调控

要求：掌握基因的表达调控的基本概念与原理，掌握原核生物的操纵子调控模式，掌握真核基因表达调控的特点，了解真核生物各个水平的调控方式。

2．重点内容：原核生物与真核生物基因表达调控的方式。

3．难点内容：原核生物与真核生物基因表达调控的方式。

（五）克隆操作中使用的工具酶

1．内容

（1）限制性核酸内切酶

（2）DNA连接酶

（3）DNA聚合酶

（4）修饰酶

要求：掌握限制性核酸内切酶的种类、特点和用途。熟悉DNA连接酶及各种DNA聚合酶的特点，了解常用的修饰酶的作用特点。

2．重点内容：各种酶的活性特点及用途。

3．难点内容：各种酶的活性特点。

（六）基因工程相关技术

1．内容

（1）PCR技术

（2）DNA序列测定

（3）DNA合成

（4）核酸分子杂交技术

要求：掌握PCR技术的原理及方法、引物设计的基本要求，掌握DNA序列测定的原理，了解DNA合成方法的原理，掌握核酸分子杂交的原理，了解常用的杂交方法。

2．重点内容：引物设计的基本要求，DNA序列测定的原理（酶法与化学法），核酸杂交原理。

3．难点内容：引物设计的基本要求，DNA序列测定的原理（酶法与化学法），核酸杂交原理。

（七）基因克隆载体

1．内容

（1）质粒载体

（2）噬菌体载体

（3）酵母载体

（4）病毒载体

要求：掌握质粒载体的基本特征，熟悉常见质粒载体，掌握噬菌体载体一般特性，了解常用的噬菌体载体。了解酵母载体的特点及用途。了解病毒载体的特点及用途。

2．重点内容：各种载体的结构特点、特点与用途。

3．难点内容：各种载体的结构特点。

（八）目的基因克隆

1．内容

（1）克隆基因的一般方法

（2）目的基因片段与载体的连接

（3）构建文库克隆目的基因

要求：掌握克隆基因的一般方法，掌握目的基因片段与载体的连接方法。了解基因文库与cDNA文库克隆基因的方法。

2．重点内容：基因克隆的方法。目的基因片段与载体的连接方法。

3．重难点内容：基因克隆的方法。

（九）目的基因克隆的其他方法

1．内容

（1）mRNA差异显示技术

（2）差别杂交和扣除杂交克隆目的基因

（3）代表性差别分析技术克隆目的基因

（4）抑制性减法杂交技术

要求：掌握mRNA差异显示技术的原理及方法，熟悉差别杂交和扣除杂交方法，了解代表性差别分析技术和抑制性减法杂交技术克隆基因的方法。

2．重点内容：mRNA差异显示技术的原理。差别杂交和扣除杂交的方法，代表性差别分析技术及抑制性减法杂交技术的原理。

3．难点内容：mRNA差异显示技术的原理。代表性差别分析技术及抑制性减法杂交技术的原理。

（十）重组体的筛选与鉴定

1．内容

（1）重组DNA导入受体细胞

（2）重组体的筛选与鉴定

要求：掌握重组DNA导入受体细胞的原理及方法，掌握重组体的筛选与鉴定的常用方法。

2．重点内容： 重组DNA导入受体细胞的原理及方法，重组体的筛选与鉴定的常用方法。

3．难点内容： 重组DNA导入受体细胞的原理及方法。

（十一）外源基因在原核细胞中的表达

1．内容

（1）原核生物基因表达的特点

（2）大肠杆菌表达系统

（3）芽孢杆菌表达系统

（4）链霉菌基因表达系统

要求：掌握原核生物基因表达的特点，熟悉大肠杆菌表达系统的表达元件及重组DNA表达载体的构建与表达方法。了解芽孢杆菌表达系统及链霉菌基因表达系统的特点及用法。

2．重难点内容： 原核生物基因表达的特点，大肠杆菌表达系统的表达元件及重组DNA表达载体的构建与表达方法。

3．难点内容：重组DNA表达载体的构建与表达方法。

（十二）外源基因在真核细胞中的表达

1．内容

（1）酵母表达系统

（2）昆虫表达系统

（3）哺乳动物细胞表达系统

要求：掌握酵母表达系统的特点及运用，了解昆虫表达系统和哺乳动物细胞表达系统的特点及运用。

2.重点内容：酵母表达系统的特点及运用。

3.难点内容：酵母表达系统的特点及运用。

（十三）基因工程菌的大规模培养

1．内容

（1）基因工程菌发酵的特点

（2）基因工程菌的深层培养方式

（3）基因工程菌发酵生物反应器

要求：掌握基因工程菌发酵的特点，掌握基因工程菌的深层培养方式，熟悉基因工程菌发酵生物反应器的类型及工作原理。

2.重点内容：基因工程菌发酵的特点，基因工程菌的深层培养方式。

3.难点内容：基因工程菌的深层培养方式。

（十四）转基因动物细胞的大规模培养

1．内容

（1）动物细胞培养特点

（2）规模培养用动物细胞的要求与特性

（3）动物细胞培养条件与培养基

（4）动物细胞的大规模培养方法与操作方式

（5）动物细胞生物反应器

要求：掌握动物细胞培养特点，掌握规模培养用动物细胞的要求与特性，掌握动物细胞培养条件与培养基，熟悉动物细胞的大规模培养方法与操作方式，熟悉动物细胞生物反应器。

2.重点内容：动物细胞培养特点。规模培养用动物细胞的要求与特性。

3.难点内容：动物细胞培养特点。

（十五）外源基因表达产物的分离纯化与质量控制

1．内容

（1）分离纯化的目标和策略

（2）分离纯化的的一般过程

（3）重组蛋白质的分析鉴定和质量控制

要求： 掌握分离纯化的目标和策略,熟悉分离纯化的一般过程，了解重组蛋白质的分析鉴定和质量控制方法。

2.重点内容：分离纯化的目标和策略。

3.难点内容：分离纯化的一般过程。

（十六）转基因动物

1．内容

（1）转基因动物的原理与方法

（2）转基因动物的研究现状及应用

要求：掌握转基因动物的原理与方法。了解转基因动物的研究现状、应用及存在的问题

2．重点内容：转基因动物的原理与方法

3．难点内容：转基因动物的方法。

四、学时分配

学时分配表

五、教学环节与教学要求：

课堂教学以讲述基础理论知识为主。按基因工程的学科体系顺序进行讲授；采用多种教学手段，既要重视课堂教学，也要重视课后复习和阶段性、期末的总复习。培养学生自学能力，分析、概括和推理能力。要求全面掌握基因工程的基础理论与基本技术方法，并注重拓展学生的视野及联系实际分析与解决问题的能力。

六、课程考核办法：闭卷考试

1．平时测验与作业:10分

2．课堂参与: 10分

3．考试（闭卷考试）:80分

七、教材与主要参考书：

教材：《基因克隆的分子基础与工程原理》（刘志国主编，化学工业出版社，2003），

参考书：1.《基因工程》（上、下）（吴乃虎主编，科学出版社，2000）

2.《基因工程》（楼士林主编，科学出版社，2002）

执笔人：刘志国时间：2005-4