《分子生物学实验》课程教学大纲一、课程信息课程名称：分子生物学实验Experiment of Molecular Biology课程代码：09E1124B课程类别：专业基础课程/必修课适用专业：生物科学课程学时：24学时课程学分：1学分修读学期：第五学期先修课程：微生物学、遗传学、生物化学二、课程目标分子生物学实验是生物科学专业重要的核心课程之一，是从理论学习到从事科学研究之间的重要实践环节，旨在培养学生在分子生物学技术方面的动手操作能力。通过本实验课程的学习，使学生能够描述现代分子生物学实验的基本原理，掌握实验操作技能和实际应用，提高学生独立分析问题、解决问题的能力，培养严谨的科学态度和作风。（一）具体目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：1.学生能够领会分子生物学实验技术的基本原理与方法：阐述基因克隆的基本过程和实验操作，掌握实验操作技能；能够运用所掌握的分子生物学实验技术的知识和技能，解决生物科学研究中遇到的问题。【支撑毕业要求指标点3.3】2.了解分子生物学技术的前沿动态，主动学习新知识，、掌握新技能，形成良好的自主学习习惯和一定的自主学习能力，探究如何开展分子生物学实验研究，积极进行思考，为今后的科研和教学打下基础。支撑毕业要求指标点7.113.具有团队协作能力，能够在小组互助和合作完成分子生物学实验过程中，理解沟通能力在教学过程中的重要性，学会交流分享，增强对分子生物学实验技术的意识和探究兴趣，提高分子生物学实验的动手操作能力。【支撑毕业要求指标点8.1】（二）课程自标与毕业要求的对应关系表1课程目标与毕业要求指标点的对应关系课程目标支撑的毕业要求支撑的毕业要求指标点【3.3学科专业技能】熟悉生物科学实验的基本原理，掌握操作流程及技能，具备一定的课程目标I3.学科素养生物学实验实践的探究能力和创新能力。（H）【7.1持续学习】树立终身学习理念，形成良好的自主学习习惯和一定的自主学习能力。课程目标27.学会反思(L)【8.1沟通能力】理解有效沟通在基础生物教育教学中的重要性，能够在生物学学科实验课程目标38.沟通合作实践等合作活动中，学会表达、交流、沟通与协作，体验与分享合作学习成果。（M）三、课程内容（一）课程内容与课程目标的关系表2课程内容与课程目标的关系教学方法学时安排课程内容支撑的课程目标实验一大肠杆菌感受3示范教学、实验训练、讨论课程目标1、2、3态细胞的制备实验二质粒DNA的转3示范教学、实验训练、讨论课程目标1、2、3化
《分子生物学实验》课程教学大纲 一、课程信息 课程名称：分子生物学实验 Experiment of Molecular Biology 课程代码：09E1124B 课程类别：专业基础课程/必修课 适用专业：生物科学 课程学时：24学时 课程学分：1学分 修读学期：第五学期 先修课程：微生物学、遗传学、生物化学 二、课程目标 分子生物学实验是生物科学专业重要的核心课程之一，是从理论学习到从事科学研究之间的重要实践环节，旨 在培养学生在分子生物学技术方面的动手操作能力。通过本实验课程的学习，使学生能够描述现代分子生物学 实验的基本原理，掌握实验操作技能和实际应用，提高学生独立分析问题、解决问题的能力，培养严谨的科学 态度和作风。 （一）具体目标 通过本课程的学习，使学生达到以下目标： 1. 学生能够领会分子生物学实验技术的基本原理与方法；阐述基因克隆的基本过程和实验操作，掌握实验操 作技能；能够运用所掌握的分子生物学实验技术的知识和技能，解决生物科学研究中遇到的问题。【支撑毕业 要求指标点3.3】 2. 了解分子生物学技术的前沿动态，主动学习新知识、掌握新技能，形成良好的自主学习习惯和一定的自主 学习能力，探究如何开展分子生物学实验研究，积极进行思考，为今后的科研和教学打下基础。【支撑毕业要 求指标点7.1】 3. 具有团队协作能力，能够在小组互助和合作完成分子生物学实验过程中，理解沟通能力在教学过程中的重 要性，学会交流分享，增强对分子生物学实验技术的意识和探究兴趣，提高分子生物学实验的动手操作能力。 【支撑毕业要求指标点8.1】 （二）课程目标与毕业要求的对应关系 表1 课程目标与毕业要求指标点的对应关系 课程目标 支撑的毕业要求 支撑的毕业要求指标点 课程目标1 3.学科素养 【3.3学科专业技能】熟悉生物科学实验的基本原理，掌握操作流程及技能，具备一定的 生物学实验实践的探究能力和创新能力。（H） 课程目标2 7.学会反思 【7.1持续学习】树立终身学习理念，形成良好的自主学习习惯和一定的自主学习能力。 （L） 课程目标3 8.沟通合作 【8.1沟通能力】理解有效沟通在基础生物教育教学中的重要性，能够在生物学学科实验 实践等合作活动中，学会表达、交流、沟通与协作，体验与分享合作学习成果。（M） 三、课程内容 （一）课程内容与课程目标的关系 表2 课程内容与课程目标的关系 课程内容 教学方法 支撑的课程目标 学时安排 实验一 大肠杆菌感受 态细胞的制备 示范教学、实验训练、讨论 课程目标1、2、3 3 实验二 质粒DNA的转 化 示范教学、实验训练、讨论 课程目标1、2、3 3
实验三质粒DNA的提3示范教学、实验训练、讨论课程目标1、2、3取实验四琼脂糖凝胶电3示范教学、实验训练、讨论课程目标1、2、3泳检测DNA3实验五PCR基因扩增示范教学、实验训练、讨论课程目标1、2、33实验六DNA重组示范教学、实验训练、讨论课程目标1、2、3实验七蓝白斑筛选实3示范教学、实验训练、讨论课程目标1、2、3验3实验八DNA酶切技术示范教学、实验训练、讨论课程目标1、2、3合计24学时（二）具体内容实验一大肠杆菌感受态细胞的制备(3学时）【教学目标与要求】1、教学目标：知识目标：理解感受态细胞制备的原理，能够熟练掌握感受态细胞制备的方法和技术。能力目标：能够处理感受态制备过程中出现的问题，并能够分析问题，提出解决办法。素养目标：体会理论要先于实践的意义，体会团队协作的重要性。2、教学要求：掌握大肠杆菌感受态细胞的制备技术。注意严格无菌操作，在冰上进行。正确选取对数生长期的大肠杆菌细胞。【教学重点与难点】1.教学重点：感受态细胞的制备的原理和方法2.教学难点：感受态细胞制备的方法【学习内容】感受态是细菌处在容易吸收外源DNA的状态。选用经过基因改造的生物工程菌株一一大肠杆菌DH5a菌株为材料，在0℃C、CaCI2低渗溶液处理，细胞壁破坏，细胞成为球型原生质体。因而具备了吸收外源DNA的能力。实验操作步骤挑取单菌落，接种培养过夜1.2.转接培养3.将菌液置冰浴处理4.收集菌体CaC12处理，-70保存5.【思政元素融入点】根据1970年Mandel和Higa发现细菌经低渗CaCI处理容易被外源DNA感染，到建立起感受态细胞制备技术的过程，感受对科学探索的认识过程。认识过程是从实践到认识，再从认识到实践的一个反复循环、无限发展的过程。实验二质粒DNA的转化（3学时）【教学目标与要求】1、教学目标：知识目标：理解质粒DNA转化的原理，能够熟练掌握质粒DNA转化的方法和技术能力目标：能够设置合理的实验对照，学会分析实验结果。素养目标：能够从实验过程中，体会严谨的科学态度，并通过小组成员的互动，体会团队协作的重要性。2、教学要求：掌握质粒DNA的转化技术。注意严格无菌操作，在冰上进行。准确控制转化热激的温度和时间。【教学重点与难点】1.教学重点：质粒DNA转化的原理和方法2．教学难点：分析质粒DNA转化失败的原因【学习内容】DNA能够黏附于感受态细胞的表面，经过42℃短时间的热激处理可以促进DNA的吸收。转化菌在非选择培养基中保温一段时间后，质粒DNA所捞带的抗性基因（Ampr）得到表达，然后再在选择培养基上培养，使转化的菌株得以正常生长。实验操作步骤：1.取新鲜制备的感受态细胞，加入质粒：同时做一对照试验2.42℃水浴热激3.冰浴4.复苏5.涂平板6.菌落培养【思政元素融入点】1.1972年Cohen证明质粒DNA能进入经氯化钙低渗处理的细菌。随后，科研人员建立了一套高效快速的细菌细胞转化方法。感受通过归纳方法，积累知识，揭示事物本质和规律的辩证思维方法。2.实验操作过程中，要求学生严格无菌操作，尤其在热激处理时，要严格控制时间和条件，体会科研的严谨性，培养学生严谨的科学态度。实验三质粒DNA的提取（3学时）【教学目标与要求】1、教学目标：知识目标：理解碱裂解法提取质粒的原理，能够熟练掌握碱裂解法提取质粒的方法和技术。能力目标：能够理解每一种试剂在质粒DNA提取过程中的作用，学会分析实验中出现的问题，并提出解决办法
实验三 质粒DNA的提 取 示范教学、实验训练、讨论 课程目标1、2、3 3 实验四 琼脂糖凝胶电 泳检测DNA 示范教学、实验训练、讨论 课程目标1、2、3 3 实验五 PCR基因扩增 示范教学、实验训练、讨论 课程目标1、2、3 3 实验六 DNA重组 示范教学、实验训练、讨论 课程目标1、2、3 3 实验七 蓝白斑筛选实 验 示范教学、实验训练、讨论 课程目标1、2、3 3 实验八 DNA酶切技术 示范教学、实验训练、讨论 课程目标1、2、3 3 合计 24学时 （二）具体内容 实验一 大肠杆菌感受态细胞的制备 (3学时) 【教学目标与要求】 1、教学目标： 知识目标：理解感受态细胞制备的原理，能够熟练掌握感受态细胞制备的方法和技术。 能力目标：能够处理感受态制备过程中出现的问题，并能够分析问题，提出解决办法。 素养目标：体会理论要先于实践的意义，体会团队协作的重要性。 2、教学要求： 掌握大肠杆菌感受态细胞的制备技术。注意严格无菌操作，在冰上进行。正确选取对数生长期的大肠杆菌细胞。 【教学重点与难点】 1. 教学重点：感受态细胞的制备的原理和方法 2. 教学难点：感受态细胞制备的方法 【学习内容】 感受态是细菌处在容易吸收外源DNA的状态。选用经过基因改造的生物工程菌株——大肠杆菌DH5a菌株为材料，在0℃、CaCl2低渗溶 液处理，细胞壁破坏，细胞成为球型原生质体。因而具备了吸收外源DNA的能力。实验操作步骤： 1. 挑取单菌落，接种培养过夜 2. 转接培养 3. 将菌液置冰浴处理 4. 收集菌体 5. CaCl2处理，-70℃保存 【思政元素融入点】 根据1970年Mandel和Higa发现细菌经低渗CaCl2处理容易被外源DNA感染，到建立起感受态细胞制备技术的过程，感受对科学探索的认 识过程。认识过程是从实践到认识，再从认识到实践的一个反复循环、无限发展的过程。 实验二 质粒DNA的转化 (3学时) 【教学目标与要求】 1、教学目标： 知识目标：理解质粒DNA转化的原理，能够熟练掌握质粒DNA转化的方法和技术。 能力目标：能够设置合理的实验对照，学会分析实验结果。 素养目标：能够从实验过程中，体会严谨的科学态度，并通过小组成员的互动，体会团队协作的重要性。 2、教学要求： 掌握质粒DNA的转化技术。注意严格无菌操作，在冰上进行。准确控制转化热激的温度和时间。 【教学重点与难点】 1. 教学重点：质粒DNA转化的原理和方法 2. 教学难点：分析质粒DNA转化失败的原因 【学习内容】 DNA能够黏附于感受态细胞的表面，经过42℃短时间的热激处理可以促进DNA的吸收。转化菌在非选择培养基中保温一段时间后，质 粒DNA所携带的抗性基因（Ampr）得到表达，然后再在选择培养基上培养，使转化的菌株得以正常生长。实验操作步骤： 1. 取新鲜制备的感受态细胞，加入质粒；同时做一对照试验 2. 42℃水浴热激 3. 冰浴 4. 复苏 5. 涂平板 6. 菌落培养 【思政元素融入点】 1. 1972年Cohen证明质粒DNA能进入经氯化钙低渗处理的细菌。随后，科研人员建立了一套高效快速的细菌细胞转化方法。感受通过 归纳方法，积累知识，揭示事物本质和规律的辩证思维方法。 2. 实验操作过程中，要求学生严格无菌操作，尤其在热激处理时，要严格控制时间和条件，体会科研的严谨性，培养学生严谨的科学 态度。 实验三 质粒DNA的提取 (3学时) 【教学目标与要求】 1、教学目标： 知识目标：理解碱裂解法提取质粒的原理，能够熟练掌握碱裂解法提取质粒的方法和技术。 能力目标：能够理解每一种试剂在质粒DNA提取过程中的作用，学会分析实验中出现的问题，并提出解决办法
素养目标：能够从实验过程中，体会严谨的科学态度，并通过小组成员的互动，体会团队协作的重要性2、教学要求：学习和掌握碱裂解法提取质粒的技术和方法。注意加入三种溶液的先后顺序，在提取过程中，动作要轻柔。【教学重点与难点】1.教学重点：溶液IIIIⅢI的配制及碱裂解法提取质粒的方法2.教学难点：碱裂解法提取质粒的方法【学习内容】碱裂解法提取质粒利用的是环状质粒DNA与线状的染色体DNA片段在拓扑学上的差异来分离它们。在pH值介于12.0-12.5这个狭窄的范围内，线状的DNA双螺旋结构解开变性，在这样的条件下，共价闭环质粒DNA的氢键虽然断裂，但两条互补链被此依然相互盘绕而紧密地结合在一起。当加入pH4.8的醋酸钾高盐缓冲液使pH降低至中性后，共价闭合环状的质粒DNA的两条互补链迅速而准确地复性，而线状的染色体DNA的两条互补链彼此已完全分开，不能迅速而准确地复性，它们缠绕形成网状结构。通过离心，染色体DNA与不稳定的大分子RNA、蛋白质-SDS复合物等一起沉滨下来，而质粒DNA却留在上清液中。实验操作步骤：1.收集菌体2.加入三种溶液3.离心4.质粒的纯化5.质粒的保存【思政元素融入点】1.根据质粒DNA提取中的实验操作步骤，领会过程论的辩证思维方法。2.实验操作过程中：要求学生严格按照顺序添加试剂，体会科研的严谨性，培养学生严谨的科学态度实验四琼脂糖凝胶电泳检测DNA（3学时）【教学目标与要求】1、教学目标：知识目标：理解琼脂糖凝胶电泳检测DNA的原理，能够熟练掌握琼脂糖凝胶电泳检测DNA的操作过程。能力目标：能够正确分析琼脂糖凝胶电泳图。素养目标：能够从实验过程中，体会严谨的科学态度，并通过小组成员的互动，体会团队协作的重要性。2、教学要求：掌握琼脂糖凝胶电泳检测DNA的技术与方法。注意观察DNA的分子量大小，估计DNA的含量，推测出样品DNA的浓度，观察质粒的3种构型，分析质粒DNA的质量，判断可否作为下一步基因重组的材料？【教学重点与难点】1.教学重点：琼脂糖凝胶电泳检测DNA的原理及方法2.教学难点：分析琼脂糖凝胶电泳结果图【学习内容】DNA分子在琼脂糖凝胶中泳动时有电荷效应和分子筛效应。DNA分子在高于等电点的pH溶液中带负电荷，在电场中向正极移动。由于糖-磷酸骨架在结构上的重复性质，相同数量的双链DNA几乎具有等量净电荷，因此它们能以同样的速度向正极方向移动。在一定的电场强度下，DNA分子的迁移速度取决于分子筛效应，即DNA分子本身的大小和构型。具有不同的相对分子质量的DNA片段的泳动速度不一样，可进行分离。DNA分子的迁移速度与相对分子质量的对数值成反比关系。凝胶电泳也可以分高相对分子质量相同，但构型不同的DNA分子（以质粒为例，一般情况下迁移速率超螺旋环状>线状DNA>单链开环）。实验操作步骤：1.制备琼脂糖凝胶板2.加样电泳3.拍照【思政元素融入点】通过核酸染料的发展变化，从最初的EB到安全灵敏、毒性小的荧光染料，来感受以人为本、生命至上的发展理念。实验五PCR基因扩增（3学时）【教学目标与要求】教学目标：1、知识目标：理解PCR技术的原理，能够熟练操作PCR仪。能力目标：能够正确分析PCR结果，也能分析未获得目的条带的原因，提出合理的解决措施。素养目标：美国科学家Mullis发明了PCR技术，了解Mullis的事迹，激发学生热爱科学、刻苦务实的科学精神2、教学要求：掌握PCR反应的基本原理和实验技术。注意确定好退火温度和延伸时间。【教学重点与难点】1.：教学重点：PCR技术的原理及PCR仪的使用2.教学难点：PCR技术的原理，PCR结果分析【学习内容】PCR即聚合酶链式反应，是指在DNA聚合酶催化下，以母链DNA为模板，以特定引物为延伸起点，通过变性、退火、延伸等步骤，体外复制出与母链模板互补的子链DNA的过程。是一项DNA体外合成放大技术，能快速特异地在体外扩增任何目的DNA。可用于基因分离克隆，序列分析，基因表达调控等许多方面。实验基本操作步骤：1.变性2.退火3.延伸【思政元素融入点】对PCR技术的探索，最初是通过科学观察，然后建立科学的模型方法，最终发明了PCR技术。该过程体现了在认识过程中主体对客体的能动作用。实验六DNA重组（3学时）【教学目标与要求】1、教学目标：
素养目标：能够从实验过程中，体会严谨的科学态度，并通过小组成员的互动，体会团队协作的重要性。 2、教学要求： 学习和掌握碱裂解法提取质粒的技术和方法。注意加入三种溶液的先后顺序，在提取过程中，动作要轻柔。 【教学重点与难点】 1. 教学重点：溶液I II III的配制及碱裂解法提取质粒的方法 2. 教学难点：碱裂解法提取质粒的方法 【学习内容】 碱裂解法提取质粒利用的是环状质粒DNA与线状的染色体DNA片段在拓扑学上的差异来分离它们。在pH值介于12.0-12.5这个狭窄的范 围内，线状的DNA双螺旋结构解开变性，在这样的条件下，共价闭环质粒DNA的氢键虽然断裂，但两条互补链彼此依然相互盘绕而紧 密地结合在一起。当加入pH 4.8的醋酸钾高盐缓冲液使pH降低至中性后，共价闭合环状的质粒DNA的两条互补链迅速而准确地复性， 而线状的染色体DNA的两条互补链彼此已完全分开，不能迅速而准确地复性，它们缠绕形成网状结构。通过离心，染色体DNA与不稳 定的大分子RNA、蛋白质-SDS复合物等一起沉淀下来，而质粒DNA却留在上清液中。实验操作步骤： 1. 收集菌体 2. 加入三种溶液 3. 离心 4. 质粒的纯化 5. 质粒的保存 【思政元素融入点】 1. 根据质粒DNA提取中的实验操作步骤，领会过程论的辩证思维方法。 2. 实验操作过程中，要求学生严格按照顺序添加试剂，体会科研的严谨性，培养学生严谨的科学态度。 实验四 琼脂糖凝胶电泳检测DNA (3学时) 【教学目标与要求】 1、教学目标： 知识目标：理解琼脂糖凝胶电泳检测DNA的原理，能够熟练掌握琼脂糖凝胶电泳检测DNA的操作过程。 能力目标：能够正确分析琼脂糖凝胶电泳图。 素养目标：能够从实验过程中，体会严谨的科学态度，并通过小组成员的互动，体会团队协作的重要性。 2、教学要求： 掌握琼脂糖凝胶电泳检测DNA的技术与方法。注意观察DNA的分子量大小，估计DNA的含量，推测出样品DNA的浓度，观察质粒的3 种构型，分析质粒DNA的质量，判断可否作为下一步基因重组的材料？ 【教学重点与难点】 1. 教学重点：琼脂糖凝胶电泳检测DNA的原理及方法 2. 教学难点：分析琼脂糖凝胶电泳结果图 【学习内容】 DNA 分子在琼脂糖凝胶中泳动时有电荷效应和分子筛效应。DNA分子在高于等电点的pH溶液中带负电荷，在电场中向正极移动。由 于糖-磷酸骨架在结构上的重复性质，相同数量的双链DNA几乎具有等量净电荷，因此它们能以同样的速度向正极方向移动。在一定的 电场强度下，DNA分子的迁移速度取决于分子筛效应，即DNA分子本身的大小和构型。具有不同的相对分子质量的DNA片段的泳动速 度不一样，可进行分离。DNA分子的迁移速度与相对分子质量的对数值成反比关系。凝胶电泳也可以分离相对分子质量相同，但构型 不同的DNA分子（以质粒为例，一般情况下迁移速率超螺旋环状>线状DNA>单链开环）。实验操作步骤： 1. 制备琼脂糖凝胶板 2. 加样电泳 3. 拍照 【思政元素融入点】 通过核酸染料的发展变化，从最初的EB到安全灵敏、毒性小的荧光染料，来感受以人为本、生命至上的发展理念。 实验五 PCR基因扩增 (3学时) 【教学目标与要求】 1、教学目标： 知识目标：理解PCR技术的原理，能够熟练操作PCR仪。 能力目标：能够正确分析PCR结果，也能分析未获得目的条带的原因，提出合理的解决措施。 素养目标：美国科学家Mullis发明了PCR技术，了解Mullis的事迹，激发学生热爱科学、刻苦务实的科学精神。 2、教学要求： 掌握PCR反应的基本原理和实验技术。注意确定好退火温度和延伸时间。 【教学重点与难点】 1. 教学重点：PCR技术的原理及PCR仪的使用 2. 教学难点：PCR技术的原理，PCR结果分析 【学习内容】 PCR即聚合酶链式反应，是指在DNA聚合酶催化下，以母链DNA为模板，以特定引物为延伸起点，通过变性、退火、延伸等步骤，体 外复制出与母链模板互补的子链DNA的过程。是一项DNA体外合成放大技术，能快速特异地在体外扩增任何目的DNA。可用于基因分 离克隆，序列分析，基因表达调控等许多方面。实验基本操作步骤： 1. 变性 2. 退火 3. 延伸 【思政元素融入点】 对PCR技术的探索，最初是通过科学观察，然后建立科学的模型方法，最终发明了PCR技术。该过程体现了在认识过程中主体对客体 的能动作用。 实验六 DNA重组 (3学时) 【教学目标与要求】 1、教学目标：
知识目标：理解DNA重组的原理，能够熟练掌握DNA重组的技术能力目标：能够介绍基因重组的发展历程及应用。素养目标：了解国内外基因重组的发展史，激发学生的学习兴趣。2、教学要求：掌握DNA重组的实验技术。注意外源DNA分子与载体分子的比例。【教学重点与难点】1.教学重点：DNA重组的原理及DNA重组的方法2．教学难点：DNA重组的原理【学习内容】DNA重组是将外源DNA与载体分子连接，这样重新组合的DNA叫做重组体或重组子。DNA重组的方法主要有粘端连接法和平端连接法。重组的DNA分子是在DNA连接酶的作用下，有Mg2+、ATP存在的连接缓冲系统中：将分别经酶切的载体分子与外源DNA分子进行连接。连接反应的温度在37℃时有利于连接酶的活性，但是在这样的温度下，粘性末端的氢键结合是不稳定的。一般的连接条件是在12-16℃，反应12-16小时(过夜）。实验基本操作步骤：1.纯化目的DNA2.连接重组【思政元素融入点】根据引入外源目的基因（特异基因或抗性基因），使细胞产生新的遗传性状。感受通过对外开放优化发展环境，贯彻新发展理念，构建新发展格局，高质量发展实验七蓝白斑筛选实验（3学时）【教学目标与要求】1教学目标：知识目标：理解蓝白班筛选的原理，能够熟练掌握蓝白班筛选的技术和方法。能力目标：能够设置合理的实验对照，学会分析实验结果。素养目标：能够从实验过程中，体会严谨的科学态度，并通过小组成员的互动，体会团队协作的重要性2、教学要求：掌握重组子（阳性克隆）的筛选技术。未转化的菌将不能在培养基（含Amp）上生长：空载体的转化子为蓝色菌斑；重组子的转化子为白色菌斑。可挑取白色菌斑，LB液体培养基（含Amp）37℃振荡培养过夜，提取质粒，酶切鉴定插入的片段是否正确。【教学重点与难点】1.教学重点：蓝白班筛选的原理及蓝白班筛选的技术和方法2.教学难点：蓝白班筛选的原理及结果分析【学习内容】蓝白斑筛选是重组子筛选的一种方法，是根据载体的遗传特征筛选重组子，如α-互补、抗生素基因等。由α-互补而产生的LacZ+细菌在诱导剂IPTG的作用下，在生色底物X-Gal存在时产生蓝色菌落，因而易于识别。然而，当外源DNA插入到质粒的多克隆位点后，几乎不可避免地导致无-互补能力的氨基端片段，使得带有重组质粒的细菌形成白色菌落。这种重组子的筛选，又称为蓝白斑筛选。经连接产物转化的大肠杆菌工程菌平板37℃温箱倒置培养12-16h后，有重组质粒的细菌形成白色菌落。实验基本操作步骤：1.同转化实验2.转化平板的制备【思政元素融入点】根据菌落的颜色来筛选DNA重组子，领会主体在认识过程中所采用的基本方法一一观察法。在观察过程中，要提高观察效率，保证所获取材料的可靠性，就必须注意观察的客观性、系统性、典型性实验七DNA酶切技术（3学时）【教学目标与要求】1、教学目标：知识目标：理解DNA酶切技术的原理，能够熟练掌握DNA酶切的技术和方法。能力目标：学会分析实验结果。素养目标：能够从实验过程中，体会严谨的科学态度，并通过小组成员的互动，体会团队协作的重要性2、教学要求：掌握DNA的酶切技术，了解它在DNA重组中的应用。【教学重点与难点】1.教学重点：DNA酶切的技术和方法2.教学难点：DNA酶切的原理及结果分析【学习内容】限制性内切酶能特异地结合于一段被称为限制性酶识别序列的DNA序列之内或其附近的特异位点上，并切割双链DNA。它可分为三类：I类和Ⅲ类酶在同一蛋白质分子中兼有切割和修饰（甲基化）作用且依赖于ATP的存在。Ⅱ类由两种酶组成：一种为限制性内切核酸酶（限制酶),它切割某一特异的核苷酸序列；另一种为独立的甲基化酶，它修饰同一识别序列。II类中的限制性内切酶在分子克隆中得到了广泛应用，它们是重组DNA的基础。绝大多数I类限制酶识别长度为4至6个核苷酸的回文对称特异核苷酸序列。DNA限制性内切酶的酶切图谱又称DNA的物理图谱，它由一系列位置确定的多种限制性内切酶酶切位点组成，以直线或环状图式表示。在DNA序列分析、基因组的功能图谱绘制、DNA的无性繁殖、基因文库的构建等工作中，建立限制性内切酶图谱都是不可缺少的环节，近年来发展起来的RFLP（限制性片段长度多态性）技术就是建立在它的基础上。实验基本操作步骤：1.提取质粒2.酶切3.电冰【思政元素融入点】根据限制性核酸内切酶能对DNA序列特异切割，感受技术的重要作用，体会科学技术是第一生产力，坚持科技创新，勇攀世界科技高峰，加快建设科技强国。四、教学方法与手段
知识目标：理解DNA重组的原理，能够熟练掌握DNA重组的技术。 能力目标：能够介绍基因重组的发展历程及应用。 素养目标：了解国内外基因重组的发展史，激发学生的学习兴趣。 2、教学要求： 掌握DNA重组的实验技术。注意外源DNA分子与载体分子的比例。 【教学重点与难点】 1. 教学重点：DNA重组的原理及DNA重组的方法 2. 教学难点：DNA重组的原理 【学习内容】 DNA重组是将外源DNA与载体分子连接，这样重新组合的DNA叫做重组体或重组子。DNA重组的方法主要有粘端连接法和平端连接 法。重组的DNA分子是在DNA连接酶的作用下，有Mg2+、ATP存在的连接缓冲系统中，将分别经酶切的载体分子与外源DNA分子进 行连接。连接反应的温度在37℃时有利于连接酶的活性，但是在这样的温度下，粘性末端的氢键结合是不稳定的。一般的连接条件是 在12-16℃，反应12-16小时(过夜)。实验基本操作步骤： 1. 纯化目的DNA 2. 连接重组 【思政元素融入点】 根据引入外源目的基因（特异基因或抗性基因），使细胞产生新的遗传性状。感受通过对外开放优化发展环境，贯彻新发展理念，构 建新发展格局，高质量发展。 实验七 蓝白斑筛选实验 (3学时) 【教学目标与要求】 1、教学目标： 知识目标：理解蓝白班筛选的原理，能够熟练掌握蓝白班筛选的技术和方法。 能力目标：能够设置合理的实验对照，学会分析实验结果。 素养目标：能够从实验过程中，体会严谨的科学态度，并通过小组成员的互动，体会团队协作的重要性 2、教学要求： 掌握重组子（阳性克隆）的筛选技术。未转化的菌将不能在培养基（含Amp）上生长；空载体的转化子为蓝色菌斑；重组子的转化子 为白色菌斑。可挑取白色菌斑，LB液体培养基（含Amp）37℃振荡培养过夜，提取质粒，酶切鉴定插入的片段是否正确。 【教学重点与难点】 1. 教学重点：蓝白班筛选的原理及蓝白班筛选的技术和方法 2. 教学难点：蓝白班筛选的原理及结果分析 【学习内容】 蓝白斑筛选是重组子筛选的一种方法，是根据载体的遗传特征筛选重组子，如α-互补、抗生素基因等。由α-互补而产生的LacZ+细菌 在诱导剂IPTG的作用下，在生色底物X-Gal存在时产生蓝色菌落，因而易于识别。然而，当外源DNA插入到质粒的多克隆位点后，几 乎不可避免地导致无α-互补能力的氨基端片段，使得带有重组质粒的细菌形成白色菌落。这种重组子的筛选，又称为蓝白斑筛选。经 连接产物转化的大肠杆菌工程菌平板37℃温箱倒置培养12-16 h后，有重组质粒的细菌形成白色菌落。实验基本操作步骤： 1. 同转化实验 2. 转化平板的制备 【思政元素融入点】 根据菌落的颜色来筛选DNA重组子，领会主体在认识过程中所采用的基本方法——观察法。在观察过程中，要提高观察效率，保证所 获取材料的可靠性，就必须注意观察的客观性、系统性、典型性。 实验七 DNA酶切技术 (3学时) 【教学目标与要求】 1、教学目标： 知识目标：理解DNA酶切技术的原理，能够熟练掌握DNA酶切j的技术和方法。 能力目标：学会分析实验结果。 素养目标：能够从实验过程中，体会严谨的科学态度，并通过小组成员的互动，体会团队协作的重要性 2、教学要求： 掌握DNA的酶切技术，了解它在DNA重组中的应用。 【教学重点与难点】 1. 教学重点：DNA酶切的技术和方法 2. 教学难点：DNA酶切的原理及结果分析 【学习内容】 限制性内切酶能特异地结合于一段被称为限制性酶识别序列的DNA序列之内或其附近的特异位点上，并切割双链DNA。它可分为三 类：Ⅰ类和Ⅲ类酶在同一蛋白质分子中兼有切割和修饰(甲基化)作用且依赖于ATP的存在。Ⅱ类由两种酶组成: 一种为限制性内切核酸 酶(限制酶),它切割某一特异的核苷酸序列; 另一种为独立的甲基化酶,它修饰同一识别序列。Ⅱ类中的限制性内切酶在分子克隆中得到 了广泛应用，它们是重组DNA的基础。绝大多数Ⅱ类限制酶识别长度为4至6个核苷酸的回文对称特异核苷酸序列。DNA限制性内切酶 的酶切图谱又称DNA的物理图谱，它由一系列位置确定的多种限制性内切酶酶切位点组成，以直线或环状图式表示。在DNA序列分 析、基因组的功能图谱绘制、DNA的无性繁殖、基因文库的构建等工作中，建立限制性内切酶图谱都是不可缺少的环节，近年来发展 起来的RFLP(限制性片段长度多态性)技术就是建立在它的基础上。实验基本操作步骤： 1. 提取质粒 2. 酶切 3. 电泳 【思政元素融入点】 根据限制性核酸内切酶能对DNA序列特异切割，感受技术的重要作用，体会科学技术是第一生产力，坚持科技创新，勇攀世界科技高 峰，加快建设科技强国。 四、教学方法与手段
本课程坚持以学生为中心，积极创新教学模式、融入思政元素，形成行动导向的教学模式，开发学生潜能。具体做法有：（1）示范教学：学生动手做实验前，老师要把实验原理讲透彻，仪器结构和使用方法讲明白，实验中的注意事项讲清楚，并亲自示范操作。（2）互动讨论法：提出与实验有关的一些问题，让学生在实验过程中找答案。实验操作结束后，以小组为单位展开讨论并回答问题，老师针对代表性问题集中点评和讲解。（3）实验训练：学生以小组为单位在实验前充分做好预习准备工作：按要求写好预习报告并做好预实验：实验中老师及时发现并纠正学生操作中出现的问题，耐心指导学生进行规范化严格操作。五、课程考核考核方式：课程需撰写实验报告，要求：实验名称、目的、内容、原理、设备、实验步骤、实验结果、数据处理（实验现象描述、原理论证、结构说明、误差分析等）讨论等。分子生物学实验课为考查课，总分为100分，包括以下部分：1、随堂测验，占20%；2、实验技能，包括实验操作、配制试剂等，占20%：3、实验预习，包括介绍实验基本原理、主要实验步骤等，占20%；4.3实验报告，占40%。六、课程教学评价（一）课程目标评价标准表3课程目标评价标准评价标准课程目标90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分优良中及格不及格课程目标1课程目标2课程目标3具体评价标准见附表！（二）课程目标评价方法课程评价主要是本门课程的课程目标达成度评价。课程目标达成度评价主要采用定量评价与定性评价相结合的方法，具体包括：调查问卷、随堂测验、实验技能、实验预习和实验报告。相应课程目标评价方式见表4。表4课程目标评价方式课程目标调查问卷随堂测验实验技能实验预习实验报告课程目标140%20%20%课程目标230%10%20%30%20%10%课程目标3定性评价1定性评价采用调查间卷的方式来实现。调查问卷根据本门课程目标制作，主要反映被调查者（教师本人和学生）对课程目标达成的满意度，根据被调查者的满意程度赋分。表5教师、学生对课程目标达成情况评价课程目标教师评价50%学生评价50%课程目标达成评价方法T1S1课程目标1课程分目标Ai达成度T2S2课程目标2=0.5×Ti+0.5×Si,(i=1,2,3)T3$3课程目标整体达成度=min(Ai)课程目标32.定量评价定量评价包括随堂测验、实验技能、实验预习和实验报告，任课教师根据具体情况选择合适方式并按完成情况赋分，最终按照表6所列分值为百分比权重进行转换。表6课程考核成绩对课程目标达成情况评价课程目标随堂测验20%实验技能20%课程目标达成评价方法实验预习20%实验报告40%课程分目标达成度Bi=10050课程目标10.2x（分目标随堂测验平均分/分目标随堂测验总分）+0.2×（分目标实验技能平均分/分目标实验技5050课程目标2能总分）+0.2×（分目标实验预习平均分/分目标实验预习总分）+0.4x（分目标实验报告平均分/分目标实验报告总分）（i=1,2,3）：10050课程目标3课程目标整体达成度=min(Bi)。3.综合评价课程目标达成情况综合评价按照定性和定量所占权重进行综合计算，具体如表7所示，表7课程目标达成情况评价课程目标调查问卷20%课程考核成绩80%课程目标达成评价方法A1B1课程目标1课程分目标达成度=0.2XAi+0.8XBi
本课程坚持以学生为中心，积极创新教学模式、融入思政元素，形成行动导向的教学模式，开发学生潜能。具体做法有： （1）示范教学：学生动手做实验前，老师要把实验原理讲透彻，仪器结构和使用方法讲明白，实验中的注意事项讲清楚，并亲自示范 操作。 （2）互动讨论法：提出与实验有关的一些问题，让学生在实验过程中找答案。实验操作结束后，以小组为单位展开讨论并回答问题， 老师针对代表性问题集中点评和讲解。 （3）实验训练：学生以小组为单位在实验前充分做好预习准备工作，按要求写好预习报告并做好预实验；实验中老师及时发现并纠正 学生操作中出现的问题，耐心指导学生进行规范化严格操作。 五、课程考核 考核方式： 课程需撰写实验报告，要求：实验名称、目的、内容、原理、设备、实验步骤、实验结果、数据处理（实验现象描述、原理论证、结 构说明、误差分析等）、讨论等。 分子生物学实验课为考查课，总分为100分，包括以下部分： 1、随堂测验，占20%； 2、实验技能，包括实验操作、配制试剂等，占20%； 3、实验预习，包括介绍实验基本原理、主要实验步骤等，占20%； 4、实验报告，占40%。 六、课程教学评价 （一）课程目标评价标准 表3 课程目标评价标准 课程目标 评价标准 90-100分 80-89分 70-79分 60-69分 0-59分 优 良 中 及格 不及格 课程目标1 课程目标2 课程目标3 具体评价标准见附表1 （二）课程目标评价方法 课程评价主要是本门课程的课程目标达成度评价。课程目标达成度评价主要采用定量评价与定性评价相结合的方法，具体包括：调查 问卷、随堂测验、实验技能、实验预习和实验报告。相应课程目标评价方式见表4。 表4 课程目标评价方式 课程目标 调查问卷 随堂测验 实验技能 实验预习 实验报告 课程目标1 40% 20% 20% 课程目标2 30% 10% 20% 课程目标3 30% 20% 10% 1. 定性评价 定性评价采用调查问卷的方式来实现。调查问卷根据本门课程目标制作，主要反映被调查者（教师本人和学生）对课程目标达成的满 意度，根据被调查者的满意程度赋分。 表5 教师、学生对课程目标达成情况评价 课程目标 教师评价50% 学生评价50% 课程目标达成评价方法 课程目标1 T1 S1 课程分目标Ai达成度 =0.5×Ti+0.5×Si，（i=1,2,3）; 课程目标整体达成度=min{Ai} 课程目标2 T2 S2 课程目标3 T3 S3 2. 定量评价 定量评价包括随堂测验、实验技能、实验预习和实验报告，任课教师根据具体情况选择合适方式并按完成情况赋分，最终按照表6所列 分值为百分比权重进行转换。 表6 课程考核成绩对课程目标达成情况评价 课程目标 随堂测验20% 实验技能20% 实验预习20% 实验报告40% 课程目标达成评价方法 课程目标1 100 50 课程分目标达成度Bi= 0.2×（分目标随堂测验平均分/分目标随堂测验总 分）+0.2×（分目标实验技能平均分/分目标实验技 能总分）+0.2×（分目标实验预习平均分/分目标实 验预习总分）+0.4×（分目标实验报告平均分/分目 标实验报告总分）（i=1,2,3）； 课程目标整体达成度=min{Bi}。 课程目标2 50 50 课程目标3 100 50 3.综合评价 课程目标达成情况综合评价按照定性和定量所占权重进行综合计算，具体如表7所示。 表7 课程目标达成情况评价 课程目标 调查问卷20% 课程考核成绩80% 课程目标达成评价方法 课程目标1 A1 B1 课程分目标达成度=0.2×Ai+0.8×Bi
A2B2课程目标2课程目标整体达成度=课程分目标达成度的最小值。A3B3课程目标3
课程目标整体达成度 =课程分目标达成度的最 小值。 课程目标 2 A2 B2 课程目标 3 A3 B3