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: