《基因工程》教学大纲 一、课程基本信息 中文名称 基因工程 课程名称 英文名称 Genetic Engineering 课程代码 030576 课程类型 专业课 开课学期 第6学期 总学时 40 讲课 40 实验（实习） 0 学分 2.5 预修课程 微生物学、遗传学、生物化学、分子生物学 二、课程的性质、地位和任务 基因工程(Genetic Engineering)是指重组DNA技术或基因转移技术，是在遗传学和分子生物 学等课程的基础上而开设的专业课。本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，进行有关基 因工程基本原理、基本知识和基本技能的考察和训练，并了解基因工程的现代进展，为以后的工作 打下良好的基础。 三、课程教学的基本要求 通过本课程的学习使学生掌握基因工程的一些基本原理和实验操作方法，掌握基因操作的基本 技术、基因克隆的酶学基础、基因克隆的载体的构建及克隆载体系统的选择、原核与真核生物基因 分离与鉴定的基本原理和方法、体外重组技术以及植物基因工程的操作方法等。 四、教学内容及学时分配 教学时数 讲授 实验 小计 备注 教学内容 第一章基因工程的概念与发展 2 2 第一节基因工程的概念 0.5 0.5 第二节基因工程的诞生和发展 0.5 0.5 第三节基因工程的研究内容 0.5 0.5 第四节基因工程的应用 0.5 0.5 第二章基因工程的酶学基础 8 8 第一节概述 1 1 第二节限制性核酸内切酶 3 3 第三节DNA连接酶 2 2 第四节DNA聚合酶 0.5 0.5 第五节DNA甲基化酶 0.5 0.5 第六节DNA及RNA的修饰酶 0.5 0.5 第七节核酸酶 0.5 0.5 第三章基因工程载体 6 6 第一节质粒载体 3 3
《基因工程》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 中文名称 基因工程 英文名称 Genetic Engineering 课程代码 030576 课程类型 专业课 开课学期 第 6 学期 总 学 时 40 讲课 40 实验（实习） 0 学分 2.5 预修课程 微生物学、遗传学、生物化学、分子生物学 二、课程的性质、地位和任务 基因工程（Genetic Engineering）是指重组 DNA 技术或基因转移技术，是在遗传学和分子生物 学等课程的基础上而开设的专业课。本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，进行有关基 因工程基本原理、基本知识和基本技能的考察和训练，并了解基因工程的现代进展，为以后的工作 打下良好的基础。 三、课程教学的基本要求 通过本课程的学习使学生掌握基因工程的一些基本原理和实验操作方法，掌握基因操作的基本 技术、基因克隆的酶学基础、基因克隆的载体的构建及克隆载体系统的选择、原核与真核生物基因 分离与鉴定的基本原理和方法、体外重组技术以及植物基因工程的操作方法等。 四、教学内容及学时分配 教学时数 教学内容 讲授 实验 小计 备注 第一章 基因工程的概念与发展 2 2 第一节 基因工程的概念 0.5 0.5 第二节 基因工程的诞生和发展 0.5 0.5 第三节 基因工程的研究内容 0.5 0.5 第四节 基因工程的应用 0.5 0.5 第二章 基因工程的酶学基础 8 8 第一节 概述 1 1 第二节 限制性核酸内切酶 3 3 第三节 DNA 连接酶 2 2 第四节 DNA 聚合酶 0.5 0.5 第五节 DNA 甲基化酶 0.5 0.5 第六节 DNA 及 RNA 的修饰酶 0.5 0.5 第七节 核酸酶 0.5 0.5 第三章 基因工程载体 6 6 第一节 质粒载体 3 3
第二节表达载体 3 3 第四章植物基因工程的目的基因 2 2 第一节抗虫基因 0.5 0.5 第二节抗病基因 0.5 0.5 第三节抗非生物胁迫的基因 0.25 0.25 第四节改良作物品质的基因 0.25 0.25 第五节提高作物产量的基因 0.25 0.25 第六节改良植物其它性状的基因 0.25 0.25 第五章目的基因的分离 6 6 第一节基因克隆的目的与意义 1 1 第二节基因克隆的方法 第六章目的基因的转化 6 6 第一节植物基因转化受体系统 2 2 第二节农杆菌介导法 2 2」 第三节基因枪法 1 1 第四节其它转化方法 1 1 第七章转基因植物的检测与鉴定 6 6 第一节PCR检测 1 1 第二节报告基因的表达检测 1 第三节Southern杂交鉴定 1 1 第四节Northern杂交鉴定 1 1 第五节外源基因表达蛋白的检测 1 1 第六节分子标记及生物芯片技术检测 1 1 第八章转基因生物的安全性评价 4 4 第一节生物安全性评价概述 1 1 第二节转基因植物食品的安全性评价 1 1 第三节转基因植物生态环境的安全性评价 1 1 第四节转基因植物的安全性评价管理办法 1 1 合计 40 40 五、课程的主要内容与教学要求 第一章基因工程的概念与发展 (一)教学目的与要求 通过教学使学生了解基因工程的诞生、发展及应用前景：掌握基因工程的概念、基因工程诞生的 理论基础和技术基础、基因工程的研究内容。 (二)教学的重点与难点分析 重点：基因工程的概念，基因工程诞生的理论基础和技术基础，基因工程的研究内容
第二节 表达载体 3 3 第四章 植物基因工程的目的基因 2 2 第一节 抗虫基因 0.5 0.5 第二节 抗病基因 0.5 0.5 第三节 抗非生物胁迫的基因 0.25 0.25 第四节 改良作物品质的基因 0.25 0.25 第五节 提高作物产量的基因 0.25 0.25 第六节 改良植物其它性状的基因 0.25 0.25 第五章 目的基因的分离 6 6 第一节 基因克隆的目的与意义 1 1 第二节 基因克隆的方法 5 5 第六章 目的基因的转化 6 6 第一节 植物基因转化受体系统 2 2 第二节 农杆菌介导法 2 2 第三节 基因枪法 1 1 第四节 其它转化方法 1 1 第七章 转基因植物的检测与鉴定 6 6 第一节 PCR 检测 1 1 第二节 报告基因的表达检测 1 1 第三节 Southern 杂交鉴定 1 1 第四节 Northern 杂交鉴定 1 1 第五节 外源基因表达蛋白的检测 1 1 第六节 分子标记及生物芯片技术检测 1 1 第八章 转基因生物的安全性评价 4 4 第一节 生物安全性评价概述 1 1 第二节 转基因植物食品的安全性评价 1 1 第三节 转基因植物生态环境的安全性评价 1 1 第四节 转基因植物的安全性评价管理办法 1 1 合计 40 40 五、课程的主要内容与教学要求 第一章 基因工程的概念与发展 （一）教学目的与要求 通过教学使学生了解基因工程的诞生、发展及应用前景；掌握基因工程的概念、基因工程诞生的 理论基础和技术基础、基因工程的研究内容。 （二）教学的重点与难点分析 重点：基因工程的概念，基因工程诞生的理论基础和技术基础，基因工程的研究内容
难点：基因工程诞生的理论基础。 (三)教学内容： 第一节基因工程的概念 1、基因工程的概念： 2、基因工程的四要素： 3、基因工程分类。 第二节基因工程的诞生和发展 1、DNA遗传功能的阐明： 2、基因工程的诞生：理论基础、技术基础： 3、基因工程的建立： 4、基因工程的成熟与腾飞。 第三节基因工程的研究内容 第四节基因工程的应用 1、基因工程的应用领域： 2、基因工程取得的成就： 第二章基因工程的酶学基础 (一)教学目的与要求 了解常用工具酶的种类、星号活性、影响限制性内切酶活性的因素：掌握工具酶定义、限制性核 酸内切酶的命名原则、同尾酶(Isocaudamers)、同裂酶(Isoschizomers)、DNA聚合酶、DNA连接 酶的概念、DNA连接酶的种类、影响连接反应的因素：熟悉限制性核酸内切酶的识别序列特点、II 型限制性核酸内切酶的识别序列特点、II型限制性内切酶的切割方式、DNA片段连接的各种方法： 使学生具有使用分子生物学软件DNAClub的能力、具有将任意DNA分子连接的分析和应用能力、具 有在分子克隆研究中，灵活应用各种DNA聚合酶的能力。 (二)教学的重点与难点分析 重点：工具酶、同尾酶、同裂酶的概念，II型限制性核酸内切酶的识别序列特点，影响限制性 内切酶活性的因素，酶反应的终止方法，DNA连接酶的种类及应用，DNA片段连接的各种方法，大肠 杆菌DNA聚合酶I、Klenow酶、Taq DNA聚合酶、Amv反转录酶的特点及其在分子克隆中的应用，DNA 甲基化酶的种类及用途，碱性磷酸酶的种类及应用，核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶的种类及应用。 难点：宿主控制的限制与修饰作用，II型限制性内切酶的识别序列与切割方式的相关性，DA 甲基化作用对限制性内切酶的影响，不匹配的粘端连接，衔接物连接法，DNA接头连接，粘性末端的 更换，T4DNA聚合酶、T7DNA聚合酶和测序酶的使用。 (三)教学内容 第一节概述 1、工具酶定义： 2、常用的工具酶。 第二节限制性核酸内切酶 1、限制性核酸内切酶的发现与分类 2、限制性核酸内切酶的识别序列特点：
难点：基因工程诞生的理论基础。 （三）教学内容： 第一节 基因工程的概念 1、基因工程的概念； 2、基因工程的四要素； 3、基因工程分类。 第二节 基因工程的诞生和发展 1、DNA 遗传功能的阐明； 2、基因工程的诞生：理论基础、技术基础； 3、基因工程的建立； 4、基因工程的成熟与腾飞。 第三节 基因工程的研究内容 第四节 基因工程的应用 1、基因工程的应用领域； 2、基因工程取得的成就。 第二章 基因工程的酶学基础 （一）教学目的与要求 了解常用工具酶的种类、星号活性、影响限制性内切酶活性的因素；掌握工具酶定义、限制性核 酸内切酶的命名原则、同尾酶（Isocaudamers）、同裂酶（Isoschizomers）、DNA 聚合酶、DNA 连接 酶的概念、DNA 连接酶的种类、影响连接反应的因素；熟悉限制性核酸内切酶的识别序列特点、II 型限制性核酸内切酶的识别序列特点、II 型限制性内切酶的切割方式、DNA 片段连接的各种方法； 使学生具有使用分子生物学软件 DNAClub 的能力、具有将任意 DNA 分子连接的分析和应用能力、具 有在分子克隆研究中，灵活应用各种 DNA 聚合酶的能力。 （二）教学的重点与难点分析 重点：工具酶、同尾酶、同裂酶的概念，II 型限制性核酸内切酶的识别序列特点，影响限制性 内切酶活性的因素，酶反应的终止方法，DNA 连接酶的种类及应用，DNA 片段连接的各种方法，大肠 杆菌 DNA 聚合酶 I、Klenow 酶、Taq DNA 聚合酶、Amv 反转录酶的特点及其在分子克隆中的应用，DNA 甲基化酶的种类及用途，碱性磷酸酶的种类及应用，核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶的种类及应用。 难点：宿主控制的限制与修饰作用，II 型限制性内切酶的识别序列与切割方式的相关性，DNA 甲基化作用对限制性内切酶的影响，不匹配的粘端连接，衔接物连接法，DNA 接头连接，粘性末端的 更换，T4 DNA 聚合酶、T7 DNA 聚合酶和测序酶的使用。 （三）教学内容 第一节 概述 1、工具酶定义； 2、常用的工具酶。 第二节 限制性核酸内切酶 1、限制性核酸内切酶的发现与分类 2、限制性核酸内切酶的识别序列特点；
3、限制性核酸内切酶的命名原则： 4、限制性核酸内切酶的基本特性： 5、限制内切核酸酶活性的检测方法： 6、影响限制性内切酶的活性因素： 7、酶反应的终止： 8、识别位点在DNA分子中的频率： 9、限制性内切酶的应用。 第三节DNA连接酶 1、DNA连接酶的概念： 2、DNA片段的连接：相同粘性末端的连接、平末端的连接、不匹配的粘端连接、同聚物加 尾连接、衔接物连接法、DNA接头连接、粘性末端的更换： 3、影响连接反应的因素： 4、重组率。 第四节DNA聚合酶 1、DNA聚合酶概述： 2、大肠杆菌DNA聚合酶I: 3、大肠杆菌DNA聚合酶I大片段(K1enow酶)： 4、T4DNA聚合酶(T4 DNA polymerase): 5、T7DNA聚合酶(T7 DNA polymerase)及测序酶： 6、Taq DNA聚合酶(Taq DNA polymerase): 7、Amv反转录酶（Amv reverse transcriptase)。 第五节DNA甲基化酶 1、生物体内DNA的甲基化现象： 2、DNA甲基化酶的种类：dam甲基化酶、dcm甲基化酶： 3、限制修饰系统I、II、III型中的甲基化酶： 4、I型甲基化酶对限制酶活性的影响： 5、甲基化酶的用途： 6、DNA甲基化研究的实例。 第六节DNA及RNA的修饰酶 1、末端转移酶： 2、T4多聚核苷酸激酶： 3、碱性磷酸酶： 4、拓扑异构酶。 第七节核酸酶 1、核酸外切酶(Exonucleases): 2、S1核酸酶： 3、Bal31核酸酶： 4、核糖核酸酶(RNase A or T):
3、限制性核酸内切酶的命名原则； 4、限制性核酸内切酶的基本特性； 5、限制内切核酸酶活性的检测方法； 6、影响限制性内切酶的活性因素； 7、酶反应的终止； 8、识别位点在 DNA 分子中的频率； 9、限制性内切酶的应用。 第三节 DNA 连接酶 1、DNA 连接酶的概念； 2、DNA 片段的连接：相同粘性末端的连接、平末端的连接、不匹配的粘端连接、同聚物加 尾连接、衔接物连接法、DNA 接头连接、粘性末端的更换； 3、影响连接反应的因素； 4、重组率。 第四节 DNA 聚合酶 1、DNA 聚合酶概述； 2、大肠杆菌 DNA 聚合酶 I； 3、大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 大片段（Klenow 酶）； 4、T4 DNA 聚合酶（T4 DNA polymerase）； 5、T7 DNA 聚合酶（T7 DNA polymerase）及测序酶； 6、Taq DNA 聚合酶（Taq DNA polymerase）； 7、Amv 反转录酶（Amv reverse transcriptase）。 第五节 DNA 甲基化酶 1、生物体内 DNA 的甲基化现象； 2、DNA 甲基化酶的种类：dam 甲基化酶、dcm 甲基化酶； 3、限制修饰系统 I、II、III 型中的甲基化酶； 4、I 型甲基化酶对限制酶活性的影响； 5、甲基化酶的用途； 6、DNA 甲基化研究的实例。 第六节 DNA 及 RNA 的修饰酶 1、末端转移酶； 2、T4 多聚核苷酸激酶； 3、碱性磷酸酶； 4、拓扑异构酶。 第七节 核酸酶 1、核酸外切酶（Exonucleases）； 2、S1 核酸酶； 3、Bal 31 核酸酶； 4、核糖核酸酶（RNase A or T）；
5、脱氧核糖核酸酶(DNase I)。 第三章基因工程载体 (一)教学目的与要求 了解常用的选择标记基因，质粒DNA的电泳特征，常用质粒载体的大小、抗性标记及用途：掌握 质粒的概念，质粒DNA的提取方法，大肠杆菌感受态细胞的制备及转化方法，双元载体系统中植物 表达载体构建的方法，农杆菌感受态细胞的制备及转化方法。 (二)教学的重点与难点分析 重点：质粒的概念，常用的选择标记基因，质粒DNA的电泳特征，常用质粒载体的大小、抗性 标记及用途，质粒DNA的提取方法，大肠杆菌感受态细胞的制备及转化方法，双元载体系统中植物 表达载体构建的方法，农杆菌感受态细胞的制备及转化方法。 难点：质粒的复制、不相溶性，质粒载体的图谱及多克隆位点(MCS)的应用，根癌农杆菌T1 质粒的结构，T-DNA质粒的改造的策略，病毒载体系统的选择策略，病毒载体系统在植物基因工程中 的应用。 (三)教学内容 第一节质粒载体 1、质粒的概念和基本特性 2、常用的质粒载体 1)pSC101和ColE1: 2)pBR322: 3)pUC18和pUC19: 4)pUC118和pUC119: 5)pBluescript M13+pBluescript M13-: 6)pSP64和pSP65: 7)pGEM-3Z、pUCm-T。 3、质粒DNA的提取 1)质粒DNA的小量制备（碱裂解法）： 2)质粒DNA的大量制备（碱裂解法）。 4、大肠杆菌感受态细胞的制备及转化 1)氯化钙法： 2)电转化法。 第二节表达载体 1、质粒表达载体 1)Ti质粒载体： 2)Ri质粒载体系统。 2、病毒载体 1)病毒载体系统的基本条件： 2)病毒载体系统的选择策略： 3)病毒载体与质粒载体的比较及应用潜力
5、脱氧核糖核酸酶（DNase I）。 第三章 基因工程载体 （一）教学目的与要求 了解常用的选择标记基因，质粒 DNA 的电泳特征，常用质粒载体的大小、抗性标记及用途；掌握 质粒的概念，质粒 DNA 的提取方法，大肠杆菌感受态细胞的制备及转化方法，双元载体系统中植物 表达载体构建的方法，农杆菌感受态细胞的制备及转化方法。。 （二）教学的重点与难点分析 重点：质粒的概念，常用的选择标记基因，质粒 DNA 的电泳特征，常用质粒载体的大小、抗性 标记及用途，质粒 DNA 的提取方法，大肠杆菌感受态细胞的制备及转化方法，双元载体系统中植物 表达载体构建的方法，农杆菌感受态细胞的制备及转化方法。 难点：质粒的复制、不相溶性，质粒载体的图谱及多克隆位点（MCS）的应用，根癌农杆菌 Ti 质粒的结构，T-DNA 质粒的改造的策略，病毒载体系统的选择策略，病毒载体系统在植物基因工程中 的应用。 （三）教学内容 第一节 质粒载体 1、质粒的概念和基本特性 2、常用的质粒载体 1）pSC101 和 ColE1； 2）pBR322； 3）pUC18 和 pUC19； 4）pUC118 和 pUC119； 5）pBluescript M13+和 pBluescript M13-； 6）pSP64 和 pSP65； 7）pGEM-3Z、pUCm-T。 3、质粒 DNA 的提取 1）质粒 DNA 的小量制备（碱裂解法）； 2）质粒 DNA 的大量制备（碱裂解法）。 4、大肠杆菌感受态细胞的制备及转化 1）氯化钙法； 2）电转化法。 第二节 表达载体 1、质粒表达载体 1）Ti 质粒载体； 2）Ri 质粒载体系统。 2、病毒载体 1）病毒载体系统的基本条件； 2）病毒载体系统的选择策略； 3）病毒载体与质粒载体的比较及应用潜力
3、农杆菌感受态细胞的制备及转化 1)冻融法： 2)电激法。 第四章植物基因工程的目的基因 (一)教学目的与要求 了解Bt基因、凝集素基因的抗虫机理及应用，CP基因、病毒复制酶基因、病毒卫星RNA、杀菌 肽基因、几丁质酶基因与B-1,3-葡聚糖酶基因及其在抗病基因工程中的应用，耐除草剂基因及其应 用，抗旱耐盐基因及其应用，控制果实成熟期的基因及其应用，改良淀粉品质的基因及其应用，ADPG 焦磷酸酶基因的作用机理及应用，控制植物花色基因的应用。 (二)教学的重点与难点分析 重点：Bt基因、凝集素基因的抗虫机理及应用，CP基因、病毒复制酶基因、病毒卫星RNA、杀 菌肽基因、几丁质酶基因与B-1,3-葡聚糖酶基因及其在抗病基因工程中的应用，耐除草剂基因及其 应用，抗旱耐盐基因及其应用，控制果实成熟期的基因及其应用，改良淀粉品质的基因及其应用， ADPG焦磷酸酶基因的作用机理及应用，控制植物花色基因的应用。 难点：抗虫基因的互作、协同与多抗虫基因工程，各种抗病基因的抗病机理，有关抗非生物胁 迫基因的抗性机理、改良作物品质基因的作用机理及其生理生化基础，控制植物花色基因的作用机 理及其生理生化基础。 (三)教学内容 第一节抗虫基因 1、微生物源的抗虫基因(Bt基因)： 2、植物源的抗虫基因：蛋白酶抑制剂基因、-淀粉酶抑制剂基因、凝集素基因。 第二节抗病基因 1、抗病毒基因：CP基因及其应用、病毒复制酶基因及其应用、病毒卫星RNA的利用、核糖 体失活蛋白基因及其应用： 2、抗细菌基因：病原菌本身的抗性基因、杀菌肽基因及其应用、溶菌酶基因及其应用： 3、抗真菌性病害基因及其应用：几丁质酶基因与b-1,3-葡聚糖酶基因、植物抗毒素基因及 其应用、RIP基因及其应用。 第三节抗非生物胁迫的基因 1、耐除草剂基因及其应用： 2、抗冻蛋白基因及其应用： 3、脯氨酸合成酶基因及其应用： 4、甜菜碱合成酶基因： 5、调渗蛋白基因。 第四节改良作物品质的基因 1、控制果实成熟期的基因及其应用： 2、谷物种子贮藏蛋白基因及其应用： 3、改良脂肪酸组成的基因工程。 第五节提高作物产量的基因
3、 农杆菌感受态细胞的制备及转化 1）冻融法； 2）电激法。 第四章 植物基因工程的目的基因 （一）教学目的与要求 了解 Bt 基因、凝集素基因的抗虫机理及应用，CP 基因、病毒复制酶基因、病毒卫星 RNA、杀菌 肽基因、几丁质酶基因与β-1,3-葡聚糖酶基因及其在抗病基因工程中的应用，耐除草剂基因及其应 用，抗旱耐盐基因及其应用，控制果实成熟期的基因及其应用，改良淀粉品质的基因及其应用，ADPG 焦磷酸酶基因的作用机理及应用，控制植物花色基因的应用。 （二）教学的重点与难点分析 重点：Bt 基因、凝集素基因的抗虫机理及应用，CP 基因、病毒复制酶基因、病毒卫星 RNA、杀 菌肽基因、几丁质酶基因与β-1,3-葡聚糖酶基因及其在抗病基因工程中的应用，耐除草剂基因及其 应用，抗旱耐盐基因及其应用，控制果实成熟期的基因及其应用，改良淀粉品质的基因及其应用， ADPG 焦磷酸酶基因的作用机理及应用，控制植物花色基因的应用。 难点：抗虫基因的互作、协同与多抗虫基因工程，各种抗病基因的抗病机理，有关抗非生物胁 迫基因的抗性机理、改良作物品质基因的作用机理及其生理生化基础，控制植物花色基因的作用机 理及其生理生化基础。 （三）教学内容 第一节 抗虫基因 1、微生物源的抗虫基因（Bt 基因）； 2、植物源的抗虫基因：蛋白酶抑制剂基因、a-淀粉酶抑制剂基因、凝集素基因。 第二节 抗病基因 1、抗病毒基因：CP 基因及其应用、病毒复制酶基因及其应用、病毒卫星 RNA 的利用、核糖 体失活蛋白基因及其应用； 2、抗细菌基因：病原菌本身的抗性基因、杀菌肽基因及其应用、溶菌酶基因及其应用； 3、抗真菌性病害基因及其应用：几丁质酶基因与 b-1,3-葡聚糖酶基因、植物抗毒素基因及 其应用、RIP 基因及其应用。 第三节 抗非生物胁迫的基因 1、耐除草剂基因及其应用； 2、抗冻蛋白基因及其应用； 3、脯氨酸合成酶基因及其应用； 4、甜菜碱合成酶基因； 5、调渗蛋白基因。 第四节 改良作物品质的基因 1、控制果实成熟期的基因及其应用； 2、谷物种子贮藏蛋白基因及其应用； 3、改良脂肪酸组成的基因工程。 第五节 提高作物产量的基因
1、磷酸蔗糖合成酶基因的应用： 2、ADPG焦磷酸酶基因的应用。 第六节改良植物其它性状的基因 1、ipt基因及其应用： 2、控制植物花色的基因等。 第五章目的基因的分离 (一)教学目的与要求 掌握应用基因文库技术、功能蛋白组技术、mRNA差异显示法、同源序列法、基因组扣除杂交法 进行基因克隆的原理与方法。 (二)教学的重点与难点分析 重点：应用基因文库技术、功能蛋白组技术、mRWA差异显示法、同源序列法、基因组扣除杂交 法进行基因克隆的原理与方法。 难点：基因组DNA文库的构建方法，CDNA文库的构建方法，用功能蛋白组，图位克隆法、转座 子法、T-DNA标签法、酵母双杂交系统法进行基因克隆的原理和方法。 (三)教学内容 第一节基因克隆的目的与意义 第二节基因克隆的方法 1、基因文库技术：基因组文库、cDNA文库、YAC文库、BAC文库、TAC文库： 2、功能蛋白组技术： 3、图位克隆法： 4、mRNA差异显示法： 5、转座子： 6、T-DNA标签法： 7、同源序列法： 8、功能互补法： 9、基因组扣除杂交法： 10、酵母双杂交系统。 第六章目的基因的转化 (一)教学目的与要求 掌握植物基因转化受体系统的建立程序，根癌农杆菌Tⅰ质粒介导的基因转化方法，基因枪法转 基因的原理、特点与方法。 (二)教学的重点与难点分析 重点：植物基因转化受体系统的建立程序，根癌农杆菌T1质粒介导的基因转化方法，基因枪法 转基因的原理、特点与方法。 难点：直接分化再生系统、原生质体再生系统、高频再生系统的建立，最佳培养基确立的原则， 根癌农杆菌T1质粒介导的基因转化的分子机理，植物病毒载体介导的基因转化、花粉管通道法转基 因的原理。 (三)教学内容
1、磷酸蔗糖合成酶基因的应用； 2、ADPG 焦磷酸酶基因的应用。 第六节 改良植物其它性状的基因 1、ipt 基因及其应用； 2、控制植物花色的基因等。 第五章 目的基因的分离 （一）教学目的与要求 掌握应用基因文库技术、功能蛋白组技术、mRNA 差异显示法、同源序列法、基因组扣除杂交法 进行基因克隆的原理与方法。 （二）教学的重点与难点分析 重点：应用基因文库技术、功能蛋白组技术、mRNA 差异显示法、同源序列法、基因组扣除杂交 法进行基因克隆的原理与方法。 难点：基因组 DNA 文库的构建方法，cDNA 文库的构建方法，用功能蛋白组，图位克隆法、转座 子法、T-DNA 标签法、酵母双杂交系统法进行基因克隆的原理和方法。 （三）教学内容 第一节 基因克隆的目的与意义 第二节 基因克隆的方法 1、基因文库技术：基因组文库、cDNA 文库、YAC 文库、BAC 文库、TAC 文库； 2、功能蛋白组技术； 3、图位克隆法； 4、mRNA 差异显示法； 5、转座子； 6、T-DNA 标签法； 7、同源序列法； 8、功能互补法； 9、基因组扣除杂交法； 10、酵母双杂交系统。 第六章 目的基因的转化 （一）教学目的与要求 掌握植物基因转化受体系统的建立程序，根癌农杆菌 Ti 质粒介导的基因转化方法，基因枪法转 基因的原理、特点与方法。 （二）教学的重点与难点分析 重点：植物基因转化受体系统的建立程序，根癌农杆菌 Ti 质粒介导的基因转化方法，基因枪法 转基因的原理、特点与方法。 难点：直接分化再生系统、原生质体再生系统、高频再生系统的建立，最佳培养基确立的原则， 根癌农杆菌 Ti 质粒介导的基因转化的分子机理，植物病毒载体介导的基因转化、花粉管通道法转基 因的原理。 （三）教学内容
第一节植物基因转化受体系统 1、植物基因转化受体系统的条件：高效稳定的再生能力、较高的遗传稳定性、具有稳定的 外植体来源、对选择性抗生素敏感、对农杆菌侵染有敏感性： 2、植物基因转化受体系统的类型及其特性：愈伤组织再生系统、直接分化再生系统、原生 质体再生系统、胚状体再生系统、生殖细胞受体系统： 3、植物基因转化受体系统的建立程序：高频再生系统的建立、最佳培养基的确立、抗生素 敏感性试验、农杆菌的敏感性试验及菌种的选择。 第二节农杆菌介导法 1、根癌农杆菌Ti质粒介导的基因转化：根癌农杆菌的生物学特性、常用的农杆菌菌株、 根癌农杆菌Ti质粒介导的基因转化的分子机理、T-DNA转移的影响因素、转化细胞的选择培养： 2、发根农杆菌Ri质粒介导的基因转化。 第三节基因枪法 1、基因枪法的基本原理： 2、基因枪法的分类： 3、基因枪法的步骤。 第四节其它转化方法 1、植物病毒载体介导的基因转化： 2、PEG介导的基因转化： 3、显微注射法： 4、花粉管通道法： 5、超声波法： 6、脂质体介导法。 第七章转基因植物的检测与鉴定 (一)教学目的与要求 掌握PCR检测技术，B-葡萄糖苷酸酶基因、绿色荧光蛋白基因、新霉素磷酸转移酶II基因及其 应用，分子杂交的概念，Southern杂交、Northern杂交和Western杂交的程序，表达蛋白的含量测 定方法。 (二)教学重点与难点分析 重点：PC检测技术，B-葡萄糖苷酸酶基因及应用，绿色荧光蛋白基因及应用，新霉素磷酸转 移酶II基因及应用：分子杂交的概念，Southern杂交、Northern杂交和Western杂交的实验步骤， 表达蛋白的含量测定方法。 难点：PCR引物与反应体系的设计，反向PCR(IPCR),反转录PCR(RT-PCR),核酸杂交的原理、 探针制备，Western杂交的原理与技术，生物芯片技术。 (三)教学内容 第一节PCR检测 1、概述： 2、PCR检测技术：引物设计及合成、模板DNA的制备、反应体系、反应条件、扩增产物的 检测：
第一节 植物基因转化受体系统 1、植物基因转化受体系统的条件：高效稳定的再生能力、较高的遗传稳定性、具有稳定的 外植体来源、对选择性抗生素敏感、对农杆菌侵染有敏感性； 2、植物基因转化受体系统的类型及其特性：愈伤组织再生系统、直接分化再生系统、原生 质体再生系统、胚状体再生系统、生殖细胞受体系统； 3、植物基因转化受体系统的建立程序：高频再生系统的建立、最佳培养基的确立、抗生素 敏感性试验、农杆菌的敏感性试验及菌种的选择。 第二节 农杆菌介导法 1、根癌农杆菌 Ti 质粒介导的基因转化：根癌农杆菌的生物学特性、常用的农杆菌菌株、 根癌农杆菌 Ti 质粒介导的基因转化的分子机理、T-DNA 转移的影响因素、转化细胞的选择培养； 2、发根农杆菌 Ri 质粒介导的基因转化。 第三节 基因枪法 1、基因枪法的基本原理； 2、基因枪法的分类； 3、基因枪法的步骤。 第四节 其它转化方法 1、植物病毒载体介导的基因转化； 2、PEG 介导的基因转化； 3、显微注射法； 4、花粉管通道法； 5、超声波法； 6、脂质体介导法。 第七章 转基因植物的检测与鉴定 （一）教学目的与要求 掌握 PCR 检测技术，β-葡萄糖苷酸酶基因、绿色荧光蛋白基因、新霉素磷酸转移酶 II 基因及其 应用，分子杂交的概念，Southern 杂交、Northern 杂交和 Western 杂交的程序，表达蛋白的含量测 定方法。 （二）教学重点与难点分析 重点：PCR 检测技术，β-葡萄糖苷酸酶基因及应用，绿色荧光蛋白基因及应用，新霉素磷酸转 移酶 II 基因及应用；分子杂交的概念，Southern 杂交、Northern 杂交和 Western 杂交的实验步骤， 表达蛋白的含量测定方法。 难点：PCR 引物与反应体系的设计，反向 PCR（IPCR），反转录 PCR（RT-PCR），核酸杂交的原理、 探针制备，Western 杂交的原理与技术，生物芯片技术。 （三）教学内容 第一节 PCR 检测 1、概述； 2、PCR 检测技术：引物设计及合成、模板 DNA 的制备、反应体系、反应条件、扩增产物的 检测；
3、反向PCR(IPCR): 4、反转录PCR(RT-PCR)。 第二节报告基因的表达检测 1、概述： 2、常用的报告基因：B一葡萄糖苷酸酶基因、绿色荧光蛋白基因、氯霉素乙酰转移酶基因、 冠瘿碱合成酶基因、新霉素磷酸转移酶II基因、荧光素酶基因、草丁膦乙酰转移酶基因。 第三节Southern杂交鉴定 1、Southern杂交概述： 2、Southern杂交的实验步骤：植物基因组DNA的提取、探针的制备、植物DNA的限制性酶 切、酶切DNA的电泳分离、DNA变性、印迹、杂交、杂交信号的检出： 3、PCR-Southern杂交： 4、Southern斑点杂交。 第四节Northern杂交鉴定 I、Northern杂交概述： 2、Northern杂交的程序：植物RNA的提取、探针制备、RNA电泳、转膜、杂交和检测。 第五节外源基因表达蛋白的检测 1、酶联免疫吸附法(enzyme--linked immuno sorbent assay,ELISA): 2、Western杂交： 3、表达蛋白的含量测定。 第六节分子标记及生物芯片技术检测 1、分子标记技术检测： 2、生物芯片技术检测。 第八章转基因生物的安全性评价 (一)教学目的与要求 了解转基因植物食品安全性评价的基本原则，转基因食品安全性评价的主要内容，转基因植物 生态环境的安全性评价基本原则、中国对转基因植物的安全性评价管理办法。 (二)教学重点与难点分析 重点：转基因植物食品安全性评价的基本原则，转基因食品安全性评价的主要内容，转基因植 物生态环境的安全性评价基本原则、中国对转基因植物的安全性评价管理办法。 难点：转基因生物的安全控制措施。 (三)教学内容 第一节生物安全性评价概述 1、转基因生物安全性评价的由来： 2、生物安全性评价： 3、转基因植物的安全性评价： 4、生物安全控制措施。 第二节转基因植物食品的安全性评价 1、转基因植物食品的安全性：
3、反向 PCR（IPCR）； 4、反转录 PCR（RT-PCR）。 第二节 报告基因的表达检测 1、概述； 2、常用的报告基因：β-葡萄糖苷酸酶基因、绿色荧光蛋白基因、氯霉素乙酰转移酶基因、 冠瘿碱合成酶基因、新霉素磷酸转移酶 II 基因、荧光素酶基因、草丁膦乙酰转移酶基因。 第三节 Southern 杂交鉴定 1、Southern 杂交概述； 2、Southern 杂交的实验步骤：植物基因组 DNA 的提取、探针的制备、植物 DNA 的限制性酶 切、酶切 DNA 的电泳分离、DNA 变性、印迹、杂交、杂交信号的检出； 3、PCR-Southern 杂交； 4、Southern 斑点杂交。 第四节 Northern 杂交鉴定 1、Northern 杂交概述； 2、Northern 杂交的程序：植物 RNA 的提取、探针制备、RNA 电泳、转膜、杂交和检测。 第五节 外源基因表达蛋白的检测 1、酶联免疫吸附法（enzyme-linked immuno sorbent assay，ELISA）； 2、Western 杂交； 3、表达蛋白的含量测定。 第六节 分子标记及生物芯片技术检测 1、分子标记技术检测； 2、生物芯片技术检测。 第八章 转基因生物的安全性评价 （一）教学目的与要求 了解转基因植物食品安全性评价的基本原则，转基因食品安全性评价的主要内容，转基因植物 生态环境的安全性评价基本原则、中国对转基因植物的安全性评价管理办法。 （二）教学重点与难点分析 重点：转基因植物食品安全性评价的基本原则，转基因食品安全性评价的主要内容，转基因植 物生态环境的安全性评价基本原则、中国对转基因植物的安全性评价管理办法。 难点：转基因生物的安全控制措施。 （三）教学内容 第一节 生物安全性评价概述 1、转基因生物安全性评价的由来； 2、生物安全性评价； 3、转基因植物的安全性评价； 4、生物安全控制措施。 第二节 转基因植物食品的安全性评价 1、转基因植物食品的安全性；
2、转基因植物食品安全性评价的基本原则： 3、转基因食品安全性评价的主要内容。 第三节转基因植物生态环境的安全性评价 1、转基因植物生态环境的安全性问题： 2、转基因植物生态环境的安全性评价基本原则。 第四节转基因植物的安全性评价管理办法 1、转基因植物的安全性评价管理的重要性及范畴： 2、中国对转基因植物的安全性评价管理办法： 3、世界各国对转基因植物的安全性评价管理。 六、大纲说明 (一)教学环节和教学方法 教学环节：先修课程有生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、分子生物学。 教学方法：采用课堂讲授和多媒体课件相结合进行授课。 (二)习题与作业 随堂布置。 (三)本大纲使用范围 本大纲适用于植物生物技术专业。 七、课程考核要求 采用综合考核方式，平时成绩占20%，期中成绩占20%，期末成绩占60%。平时成绩包括平时作 业、课堂提问与讨论等。期中成绩主要根据学生所撰写的课程论文来评定，为防止学生把文献综述 从网上下载或复印别人已发表的同类文章，课程论文要求手写，不能打印。期末考试为闭卷考试， 在注重基本理论、基本知识和基本技能“三基”考察的基础上，适当增加综合设计题型，考查学生 分析问题和解决问题的综合能力。 八、课程采用的教材 薛建平，司怀军，田振东.《植物基因工程》，武汉：中国科学技术大学出版社，2008 九、主要教学参考书及材料 1.何光源.《植物基因工程》.北京：清华大学出版社，2007 2.王关林.《植物基因工程》.北京：科学出版社，2002 3.吴乃虎.《基因工程原理》（第二版）.北京：科学出版社，2001 4.龙敏南.《基因工程》.北京：科学出版社，2002 5.何光源.《植物基因工程》.北京：清华大学出版社，2007 6.何光源.《植物基因工程实验手册》·北京：清华大学出版社，2007 7.朱旭芬.《基因工程实验指导》（第二版），北京：高等教育出版社，2010 8.Robert F.Weaver.《Molecular Biology》(second edition).北京：科学出版社，2002 9.Benjamin Lewin,《Gene VIII》,2004 10.Sambrook J et al,Molecular Cloning.Cold Spring Harbor Press,2001
2、转基因植物食品安全性评价的基本原则； 3、转基因食品安全性评价的主要内容。 第三节 转基因植物生态环境的安全性评价 1、转基因植物生态环境的安全性问题； 2、转基因植物生态环境的安全性评价基本原则。 第四节 转基因植物的安全性评价管理办法 1、转基因植物的安全性评价管理的重要性及范畴； 2、中国对转基因植物的安全性评价管理办法； 3、世界各国对转基因植物的安全性评价管理。 六、大纲说明 （一）教学环节和教学方法 教学环节：先修课程有生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、分子生物学。 教学方法：采用课堂讲授和多媒体课件相结合进行授课。 （二）习题与作业 随堂布置。 （三）本大纲使用范围 本大纲适用于植物生物技术专业。 七、课程考核要求 采用综合考核方式，平时成绩占 20%，期中成绩占 20%，期末成绩占 60%。平时成绩包括平时作 业、课堂提问与讨论等。期中成绩主要根据学生所撰写的课程论文来评定，为防止学生把文献综述 从网上下载或复印别人已发表的同类文章，课程论文要求手写，不能打印。期末考试为闭卷考试， 在注重基本理论、基本知识和基本技能“三基”考察的基础上，适当增加综合设计题型，考查学生 分析问题和解决问题的综合能力。 八、课程采用的教材 薛建平，司怀军，田振东. 《植物基因工程》. 武汉：中国科学技术大学出版社，2008 九、主要教学参考书及材料 1． 何光源. 《植物基因工程》.北京：清华大学出版社，2007 2． 王关林. 《植物基因工程》. 北京：科学出版社，2002 3． 吴乃虎.《基因工程原理》（第二版）.北京：科学出版社，2001 4． 龙敏南.《基因工程》.北京：科学出版社，2002 5． 何光源.《植物基因工程》.北京：清华大学出版社，2007 6． 何光源.《植物基因工程实验手册》.北京：清华大学出版社，2007 7． 朱旭芬.《基因工程实验指导》（第二版）.北京：高等教育出版社，2010 8． Robert F. Weaver. 《Molecular Biology》 (second edition). 北京：科学出版社，2002 9． Benjamin Lewin,《Gene VIII》，2004 10．Sambrook J et al，Molecular Cloning. Cold Spring Harbor Press，2001