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1、课程中文名称：基因工程
2、课程英文名称：Genetic Engineering
3、课程编号：011210
4、课程类别：专业理论课
5、课程性质：必修课
6、适用层次：汉族本科
7、适用专业：生物技术专业
8、开课学期：第六学期
9、学时：理论课学时60
10、学分：3
二、课程教育目标
本课程是生物技术专业本科生的专业技术课程，也是生物工程的核心技术。通过学习本课程，使学生掌握基因工程的基本原理和基本技术，掌握基因工程的操作元件、载体质粒的构建、原核生物基因工程、真核生物基因工程的基本原理和基本思路，通过对本课程的学习，要求学生掌握和了解基因工程的基本理论及分析方法，并能正确、熟练地应用这些知识解决问题。
三、教学内容与要求
第一章 基因工程概述(2学时)
[目的要求] 了解基因工程的基本概念和发展历史。
[教学重点] 基因工程的基本概念。
[教学内容]
1基因工程的基本概念
2基因工程发展历史
3基因工程课程的性质、任务和意义
第二章 DNA重组克隆的单元操作及常规技术(16学时)
[目的要求] 要求学生熟悉基因工程的组成部分及其原理，掌握质粒载体、工具酶的概念和特性，掌握凝胶电泳、分子杂交、基因文库的构建、酵母双杂交系统、DNA测序以及PCR等技术的基本原理，熟悉各技术的操作方法。
[教学重点] 基因工程的组成部分及其原理，质粒载体、工具酶的概念和特性以及PCR扩增法，凝胶电泳、分子杂交、基因文库的构建、酵母双杂交系统、DNA测序以及PCR等技术的基本原理。
[教学难点] 基因工程的组成部分及其原理。
[教学内容]
2.1基因工程的工具酶(2学时)
2.2基因工程载体(2学时)
2.3 DNA的体外重组(2学时)
2.4重组DNA分子的转化与扩增(2学时)
2.5 转化子的筛选与重组子的鉴定(2学时)
2.6 基因克隆(2学时)
2.7 凝胶电泳技术(2学时)
2.8 分子杂交技术与DNA测序(2学时)
2.9生物芯片和基因文库的构建(2学时)
第三章 大肠杆菌基因工程(10学时)
[目的要求] 要求学生掌握大肠杆菌基因工程一般方法和原理，了解基因工程菌的遗传不稳定性及其对策，了解大肠杆菌基因工程的应用。
[教学重点] 大肠杆菌基因工程一般方法和原理，启动子、终止子、SD序列、密码子以及质粒拷贝数的概念，大肠杆菌工程菌的构建策略。
[教学难点] 大肠杆菌基因工程一般方法和原理。
[教学内容]
3.1外源基因在大肠杆菌中的高效表达原理
3.2 大肠杆菌工程菌的构建策略
3.3 重组外源蛋白的体外复性活化
3.4 大肠杆菌培养的最优化控制
3.5 基因工程菌的遗传不稳定性及其对策
3.6 利用基因工程大肠杆菌生产有用蛋白质
第四章 真菌基因工程(6学时)
[目的要求] 了解丝状真菌的基因工程，掌握酵母菌的基因工程原理和步骤，了解酵母菌基因工程的应用。
[教学重点] 真菌的基因工程，酵母菌的基因工程原理和步骤。
[教学难点] 真菌的基因工程。
[教学内容]
4.1 丝状真菌的基因工程
4.2 酵母菌的基因工程
4.3 酵母菌基因工程的应用
第五章 昆虫基因工程(6学时)
[目的要求] 掌握果蝇的遗传转化系统，了解蚊虫、农业害虫以及家蚕的基因工程。
[教学重点] 果蝇的遗传转化系统，蚊虫和农业害虫的基因改造系统。
[教学难点] 果蝇的遗传转化系统。
[教学内容]
5.1 果蝇的基因转化系统
5.2 蚊虫和农业害虫的基因改造系统
5.3 家蚕的基因表达系统
第六章 高等动物基因工程(8学时)
[目的要求]掌握高等动物基因工程的一般方法和原理，了解转基因动物的应用和基因治疗。
[教学重点] 等动物基因工程的一般方法和原理，外源基因导入动物体内的方法，利用动物转基因技术研究基因的表达与功能，转基因动物再生产中的应用。
[教学难点] 等动物基因工程的一般方法和原理，外源基因导入动物体内的方法。
[教学内容]
6.1 动物转基因技术的基本概念
6.2 外源基因导入动物体内的方法
6.3 利用动物转基因技术研究基因的表达与功能
6.4 利用转基因动物或细胞生产生物大分子
6.5 转基因技术在动物遗传性状改良中的应用
6.6 基因治疗
第七章 高等植物基因工程(8学时)
[目的要求]掌握高等植物基因工程的一般方法和原理，掌握高等植物的转化系统，了解转基因技术在生产重组异源蛋白、植物品种改良中的应用。
[教学重点] 高等植物基因工程的一般方法和原理，高等植物的转化系统，转基因技术在生产重组异源蛋白、植物品种改良中的应用。
[教学难点] Ti质粒介导的整合转化系统。
[教学内容]
7.1 高等植物的遗传特性
7.2 高等植物的转化系统
7.3 高等植物的基因表达系统
7.4 利用植物转基因技术研究基因的表达与调控
7.5 利用转基因植物生产重组异源蛋白和工业原料
7.6 转基因技术在植物品种改良中的应用
第八章 第二代基因工程——蛋白质工程(2学时)
[目的要求] 掌握蛋白质工程的概念，了解基因的体外定向突变、定向进化，熟悉蛋白质工程的设计思路。
[教学重点] 蛋白质工程的概念，基因的体外定向突变、定向进化，蛋白质工程的设计思路。
[教学难点] 蛋白质工程的设计思路。
[教学内容]
8.1 蛋白质工程的基本概念
8.2 基因的体外定向突变
8.3 基因的体外定向进化
8.4 蛋白质工程的设计思路与应用
第九章 第三代基因工程——途径工程(2学时)
[目的要求] 掌握途径工程的概念，了解途径工程的研究战略、初级代谢途径工程和次级代谢途径工程。
[教学重点] 途径工程的研究战略、初级代谢途径工程和次级代谢途径工程。
[教学难点] 途径工程的研究战略。
[教学内容]
9.1 途径工程的基本概念
9.2 途径工程的研究战略
9.3初级代谢途径工程
9.4次级代谢途径工程
三、学时分配
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章节 |
主要内容 |
各个教学环节学时分配 |
备注 |
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理论 |
实验 |
习题 |
讨论 |
其它 |
小计 |
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第一章 |
基因工程概述 |
2 |
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2 |
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第二章 |
DNA重组克隆的单元操作 |
16 |
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16 |
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第三章 |
大肠杆菌基因工程 |
10 |
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10 |
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第四章 |
真菌基因工程 |
6 |
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6 |
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第五章 |
昆虫基因工程 |
6 |
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6 |
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第六章 |
高等动物基因工程 |
8 |
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8 |
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第七章 |
高等植物基因工程 |
8 |
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8 |
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第八章 |
第二代基因工程——蛋白质工程 |
2 |
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2 |
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第九章 |
第三代基因工程——途径工程 |
2 |
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2 |
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合计 |
60 |
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3 |
5 |
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60 |
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五、作业、练习的安排与要求
1、每次开课后进行5-10分钟的课堂提问，以复习和巩固上节课所学的重点内容。
2、课后作业以课后思考题为主，要求查阅相关书籍和文献资料对思考题做准确全面的解答，以达到巩固所学知识、督促学生主动查阅文献的目的。
3、每章的内容学完后，抽出一节课的时间对习题进行讲解，并介绍与本章有关的最新科研进展及科研动态，以拓宽学生视野。
六、相关联的课程
1.先修课程
本课程要以生物化学、微生物学、植物学、分子生物学等学科为基础。
2.后续课程
在学完本课程后，学生可以自己选题、独立设计实验方案，进行毕业论文的写作。
七、 教材与教学参考书
1.建议教材：
基因工程，张惠展.华东理工大学出版社，第一版，2005年.
2.建议参考书目：
基因工程，吴乃虎.科学出版社，第二版，北京，2002年.
基因工程，李立家，肖庚富. 科学出版社，第一版，北京，2002年.
八、考核
本课程的考核方式为：课堂表现：5%，课堂提问5%，作业20%，闭卷考试70%。 |