GD0U-B-11-213 《基因工程概论》课程教学大纲 课程编号1320095学分3.5总学时60理论30实验/上机30 英文课程名 Introductionto Gene Engineering 开课院(系)农学院开课系园林系 修订时间2007年5月18日 课程简介 课程简介: 本课程是一门基础和应用相结合地课程。课程重点介绍与植物基因工程有关的基础 理论知识,以及相关的实验背景知识,并着重介绍学科的研究进展。 课程大纲 一、课程的性质与任务: 本课程为园艺专业的专业限选课之一,同时也可作为相关学科研究生的选修课。 二、课程的目的与基本要求: 期望学生掌握植物基因工程学科的基本理论知识,初步了解植物基因工程研究领域 的动态进展。课程的目的是使学生掌握植物基因工程的基本原理,熟悉基因工程的基本 要求和特性,了解基因工程的操作过程,为从事基础研究和开拓知识面,了解最新技术 打下良好基础 三、面向专业: 园艺。 四、先修课程: 生物化学,遗传学,分子遗传学 五、本课程与其它课程的联系: 通过生物化学、遗传学或分子遗传学的学习,才能更好地理解本课程相关的概念和 理论。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业: 第一章概述(2学时) 植物基因工程的研究范围(B):相关学科(C):历史和现状(C):理论和现实意 义(B);研究步骤(A)。 思考题: 课后自学和复习掌握植物基因工程所必须具备的基础知识。 第二章转化系统(6学时)
《基因工程概论》课程教学大纲 课程编号 1320095 学分 3.5 总学时 60 理论 30 实验/上机 30 英文课程名 Introduction to Gene Engineering 开课院(系) 农学院 开课系 园林系 修订时间 2007 年 5 月 18 日 课 程 简 介 课程简介: 本课程是一门基础和应用相结合地课程。课程重点介绍与植物基因工程有关的基础 理论知识,以及相关的实验背景知识,并着重介绍学科的研究进展。 课 程 大 纲 一、课程的性质与任务: 本课程为园艺专业的专业限选课之一,同时也可作为相关学科研究生的选修课。 二、课程的目的与基本要求: 期望学生掌握植物基因工程学科的基本理论知识,初步了解植物基因工程研究领域 的动态进展。课程的目的是使学生掌握植物基因工程的基本原理,熟悉基因工程的基本 要求和特性,了解基因工程的操作过程,为从事基础研究和开拓知识面,了解最新技术 打下良好基础。 三、面向专业: 园艺。 四、先修课程: 生物化学,遗传学,分子遗传学。 五、本课程与其它课程的联系: 通过生物化学、遗传学或分子遗传学的学习,才能更好地理解本课程相关的概念和 理论。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业: 第一章 概述(2 学时) 植物基因工程的研究范围(B);相关学科(C);历史和现状(C);理论和现实意 义(B);研究步骤(A)。 思考题: 课后自学和复习掌握植物基因工程所必须具备的基础知识。 第二章 转化系统(6 学时) GDOU-B-11-213
根癌农杆菌T1质粒转化系统(A):植物病毒载体系统(A):植物原生质体转化系 统(A):植物组织及整体水平的转化系统(A):转化供体DNA的基本特点(A):转化 系统的选择(A):转化选择标记基因(A):转化体的鉴定(A)。 思考题: 植物基因工程常用的转化系统的特点、构建要点及其应用。 第三章目的基因的获得和植物基因启动子的分离(6学时) PCR技术及其在植物基因克隆中的应用(A):功能蛋白组技术分离目的基因(A): 基因文库技术分离目的基因(A):mRNA差别显示技术分离差别表达基因(A):图位克 隆目的基因(A):标签法分离克隆目的基因(A):酵母双杂交系统分离目的基因(A): 基因芯片技术及生物信息学技术在分离克隆目的基因中的应用()。植物基因启动子 的分离克隆(A)。 思考题: 分离植物目的基因及植物基因启动子的方法及其特点。 第四章目的基因的同源性和异源性表达(2学时) 外源基因的瞬时表达和稳定表达(A):瞬时表达的应用(A):真核基因在植物细 胞中的表达(A):原核基因在植物细胞中的表达(A):植物基因在细菌和酵母中的表 达(A). 思考题: 目的基因在植物细胞中表达的特点和要求。 第五章外源基因在转基因植物细胞内的表达调控(10学时) 转录调控序列对外源基因表达的影响(A):mRNA3'-端非编码序列对外源基因表 达的影响(A):5'-端内含子的影响(A):外源基因在转译水平表达的调控(A):外源 基因转译后的细胞内定位及加工(A):外源基因的整合、重排及甲基化(A):外源DNA 整合的遗传效应对基因表达的影响(A):转基因沉默的类型及其机理(A):克服转基 因沉默的策略(A):反义RNA,RNAi,Knock out技术(A). 思考题: 外源基因在植物细胞内有效表达的影响因素 第六章植物基因工程动态(2学时) 抗病植物基因工程(B):抗虫植物基因工程(B):抗除草剂植物基因工程(B): 抗逆植物基因工程(B):品质改良(B):花形花色控制(B):雄性不育系的创建(B) 生物反应器(B)。 思考题:
根癌农杆菌 Ti 质粒转化系统(A);植物病毒载体系统(A);植物原生质体转化系 统(A);植物组织及整体水平的转化系统(A);转化供体 DNA 的基本特点(A);转化 系统的选择(A);转化选择标记基因(A);转化体的鉴定(A)。 思考题: 植物基因工程常用的转化系统的特点、构建要点及其应用。 第三章 目的基因的获得和植物基因启动子的分离(6 学时) PCR 技术及其在植物基因克隆中的应用(A);功能蛋白组技术分离目的基因(A); 基因文库技术分离目的基因(A);mRNA 差别显示技术分离差别表达基因(A);图位克 隆目的基因(A);标签法分离克隆目的基因(A);酵母双杂交系统分离目的基因(A); 基因芯片技术及生物信息学技术在分离克隆目的基因中的应用(A)。植物基因启动子 的分离克隆(A)。 思考题: 分离植物目的基因及植物基因启动子的方法及其特点。 第四章 目的基因的同源性和异源性表达(2 学时) 外源基因的瞬时表达和稳定表达(A);瞬时表达的应用(A);真核基因在植物细 胞中的表达(A);原核基因在植物细胞中的表达(A);植物基因在细菌和酵母中的表 达(A)。 思考题: 目的基因在植物细胞中表达的特点和要求。 第五章 外源基因在转基因植物细胞内的表达调控(10 学时) 转录调控序列对外源基因表达的影响(A);mRNA 3'-端非编码序列对外源基因表 达的影响(A);5'-端内含子的影响(A);外源基因在转译水平表达的调控(A);外源 基因转译后的细胞内定位及加工(A);外源基因的整合、重排及甲基化(A);外源 DNA 整合的遗传效应对基因表达的影响(A);转基因沉默的类型及其机理(A);克服转基 因沉默的策略(A);反义 RNA, RNAi, Knock out 技术(A)。 思考题: 外源基因在植物细胞内有效表达的影响因素。 第六章 植物基因工程动态(2 学时) 抗病植物基因工程(B);抗虫植物基因工程(B);抗除草剂植物基因工程(B); 抗逆植物基因工程(B);品质改良(B);花形花色控制(B);雄性不育系的创建(B); 生物反应器(B)。 思考题:
通过查阅文献了解南方园艺作物植物基因工程的进展。 第七章植物基因工程展望(2学时) 植物基因工程的安全性(B):植物基因工程的相关研究领域(C):展望(C)。 思考题: 植物基因工程发展的前景及其主要问题。 七、实验名称与类别: 序号 实验名称 学时实验类别 1 聚合酶链式反应(PCR) 3 操作型 2 碱变性法小规模制备质粒DNA 3 操作型 CTAB法分离植物总基因组DNA 6 综合型 4 琼脂糖凝胶电泳法和紫外吸收法检测DA的纯度与浓度 3 综合型 5 目的DNA片段的分离与回收 3 操作型 6DNA的重组与连接 3 操作型 7 重组DNA的转化 3 操作型 转化子DNA的快速鉴定 操作型 9根癌农杆菌Ti质粒转化植物上胚轴 3综合型 注:实验类别指:演示型、操作型、验证型、综合型、设计型、研究创新型 八、实验目的、内容与要求 实验1聚合酶链式反应(PCR) 实验目的:通过试验让学生掌握PC反应的技术。 实验内容:DNA扩增模板的制备,扩增反应体系的配制,PCR反应程序的设置,PCR 扩增结果的检测。 实验要求:掌握聚合酶链式反应的操作技术,了解影响PCR扩增成功的因素和条件。 实验2碱变性法小规模制备质粒DN 实验目的:掌握碱变性法提取质粒DNA的方法。 实验内容:质粒提取液的配制,质粒DNA的提取,质粒DNA的检测。 实验要求:掌握质粒DNA的提取方法,了解影响质粒DNA提取结果的因素。 实验3CTAB法分离植物总基因组DNA 实验目的:掌握植物总基因组DNA的提取方法
通过查阅文献了解南方园艺作物植物基因工程的进展。 第七章 植物基因工程展望(2 学时) 植物基因工程的安全性(B);植物基因工程的相关研究领域(C);展望(C)。 思考题: 植物基因工程发展的前景及其主要问题。 七、实验名称与类别: 序号 实验名称 学时 实验类别 1 聚合酶链式反应(PCR) 3 操作型 2 碱变性法小规模制备质粒 DNA 3 操作型 3 CTAB 法分离植物总基因组 DNA 6 综合型 4 琼脂糖凝胶电泳法和紫外吸收法检测 DNA 的纯度与浓度 3 综合型 5 目的 DNA 片段的分离与回收 3 操作型 6 DNA 的重组与连接 3 操作型 7 重组 DNA 的转化 3 操作型 8 转化子 DNA 的快速鉴定 3 操作型 9 根癌农杆菌 Ti 质粒转化植物上胚轴 3 综合型 注:实验类别指:演示型、操作型、验证型、综合型、设计型、研究创新型 八、实验目的、内容与要求 实验 1 聚合酶链式反应(PCR) 实验目的:通过试验让学生掌握 PCR 反应的技术。 实验内容:DNA 扩增模板的制备,扩增反应体系的配制,PCR 反应程序的设置,PCR 扩增结果的检测。 实验要求:掌握聚合酶链式反应的操作技术,了解影响 PCR 扩增成功的因素和条件。 实验 2 碱变性法小规模制备质粒 DNA 实验目的:掌握碱变性法提取质粒 DNA 的方法。 实验内容:质粒提取液的配制,质粒 DNA 的提取,质粒 DNA 的检测。 实验要求:掌握质粒 DNA 的提取方法,了解影响质粒 DNA 提取结果的因素。 实验 3 CTAB 法分离植物总基因组 DNA 实验目的:掌握植物总基因组 DNA 的提取方法
实验内容:植物材料的选择,提取液制备,DNA提取及检测 实验要求:选择不同的植物材料并比较提取效果:分析植物总基因组DA提取的影 响因素:试验需要连续的6学时才能完成。 实验4琼脂糖凝胶电泳法和紫外吸收法检测DNA的纯度与浓度 实验目的:掌握琼脂糖凝胶电泳法检测DNA的纯度和分子量:紫外吸收法检测DNA 纯度和浓度。 实验内容:琼脂糖凝胶制备,电泳,结果分析:紫外分光光度计检测DA原液的吸 光值,根据吸光值分析DNA的纯度和计算浓度。 实验要求:掌握并比较两种方法在检测DNA质量的应用特点。 实验5目的DNA片段的分离与回收 实验目的:掌握目的DA片段的分离与回收方法。 实验内容:目的DNA片段的扩增,目的DNA片段的分离,目的DNA片段的回收。 实验要求:分离并回收2一3个目的DNA片段并分析该项技术的关键操作。 实验6DNA的重组与连接 实验目的:掌握目的DNA重组与连接的方法。 实验内容:目的DNA的酶切,酶切片段的重组,酶切片段与载体的连接 实验要求:掌握DNM片段重组与连接的常用工具酶和技术要点。 实验7重组DNA的转化 实验目的:掌握重组DNA转化的方法。 实验内容:重组DNA转化大肠杆菌。 实验要求:掌握重组DNA转化的方法及其关键操作。 实验8转化子DNM的快速鉴定 实验目的:掌握显色法和利用PCR扩增法快速鉴定转化子。 实验内容:通过对转化子的显色观察,质粒DNM提取,PCR扩增鉴定转化子。 实验要求:掌握转化子DA快速鉴定方法的技术要点及其优缺点。 实验9根癌农杆菌Ti质粒转化植物上胚轴 实验目的:掌握根癌农杆菌Ti质粒转化植物上胚轴的技术方法。 实验内容:抗性上胚轴材料的获得,转化,转化子筛选。 实验要求:掌握根癌农杆菌Ti质粒转化植物上胚轴的方法及其影响因素和利用前景
实验内容:植物材料的选择,提取液制备,DNA 提取及检测。 实验要求:选择不同的植物材料并比较提取效果;分析植物总基因组 DNA 提取的影 响因素;试验需要连续的 6 学时才能完成。 实验 4 琼脂糖凝胶电泳法和紫外吸收法检测 DNA 的纯度与浓度 实验目的:掌握琼脂糖凝胶电泳法检测 DNA 的纯度和分子量;紫外吸收法检测 DNA 纯度和浓度。 实验内容:琼脂糖凝胶制备,电泳,结果分析;紫外分光光度计检测 DNA 原液的吸 光值,根据吸光值分析 DNA 的纯度和计算浓度。 实验要求:掌握并比较两种方法在检测 DNA 质量的应用特点。 实验 5 目的 DNA 片段的分离与回收 实验目的:掌握目的 DNA 片段的分离与回收方法。 实验内容:目的 DNA 片段的扩增,目的 DNA 片段的分离,目的 DNA 片段的回收。 实验要求:分离并回收 2-3 个目的 DNA 片段并分析该项技术的关键操作。 实验 6 DNA 的重组与连接 实验目的:掌握目的 DNA 重组与连接的方法。 实验内容:目的 DNA 的酶切,酶切片段的重组,酶切片段与载体的连接。 实验要求:掌握 DNA 片段重组与连接的常用工具酶和技术要点。 实验 7 重组 DNA 的转化 实验目的:掌握重组 DNA 转化的方法。 实验内容:重组 DNA 转化大肠杆菌。 实验要求:掌握重组 DNA 转化的方法及其关键操作。 实验 8 转化子 DNA 的快速鉴定 实验目的:掌握显色法和利用 PCR 扩增法快速鉴定转化子。 实验内容:通过对转化子的显色观察,质粒 DNA 提取,PCR 扩增鉴定转化子。 实验要求:掌握转化子 DNA 快速鉴定方法的技术要点及其优缺点。 实验 9 根癌农杆菌 Ti 质粒转化植物上胚轴 实验目的:掌握根癌农杆菌 Ti 质粒转化植物上胚轴的技术方法。 实验内容:抗性上胚轴材料的获得,转化,转化子筛选。 实验要求:掌握根癌农杆菌Ti质粒转化植物上胚轴的方法及其影响因素和利用前景
九、教材与参考书: 本课程选用教材: 王关林,《植物基因工程》(第二版),科学出版社,北京,2002。 本课程推荐参考书: 1.何光源,《植物基因工程实验手册》,清华大学出版社,北京,2007。 2.何光源,《植物基因工程》,清华大学出版社,北京,2007。 3.Joseph Sambrook,David W.Russell,Molecular cloning:a laboratory manual (3rd edtion),Cold Spring Harbor Laboratory Press,New York,2001. 4.Lewin B.,Genes VII,Oxford University Press Inc.,Oxford,2000 十、本课程理论课及实验课的考核方式: 理论课考核方式: 闭卷考试,占总成绩的70%。 实验课考试方式: 根据操作过程和试验报告考核,占总成绩的30%。 执笔: 审核: 批准人: 时间:
九、教材与参考书: 本课程选用教材: 王关林,《植物基因工程》(第二版),科学出版社,北京,2002。 本课程推荐参考书: 1. 何光源,《植物基因工程实验手册》,清华大学出版社,北京,2007。 2. 何光源,《植物基因工程》,清华大学出版社,北京,2007。 3. Joseph Sambrook,David W. Russell, Molecular cloning: a laboratory manual (3rd edtion), Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 2001. 4. Lewin B., Genes VII, Oxford University Press Inc., Oxford, 2000. 十、本课程理论课及实验课的考核方式: 理论课考核方式: 闭卷考试,占总成绩的 70%。 实验课考试方式: 根据操作过程和试验报告考核,占总成绩的 30%。 执笔: 审核: 批准人: 时间: