基因工程与生物安全
《基因工程与生物安全》教学大纲
所属学院：国际教育学院课程编号：
课程名称：基因工程与生物安全学时/学分：60/4
先修课程：分子生物学、细胞生物学适用专业：生物技术专业一、概述
（一）课程性质
基因工程（也称遗传工程）是生物技术的核心内容，它是从DNA 水平改造物种性状的一门科学。由于该领域的科研、教学及应用开发陆续普及，不少高校设立了生物技术专业。
（二）课程基本理念与设计思路
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、真核生物基因分离与鉴定的基本原理和方法、体外重组技术以及动、植物基因工程的操作方法等，为他们以后从事研究工作打下良好的基础
二、课程目标（一）总目标
《基因工程》课程正是在这种形势下开设的，讲授内容力求涵盖当前的研究进展，同时结合讲课教师自己的科研工作，比较系统地向本科三年级学生介绍基因工程的原理和技术。《基因工程》课程教学的主要目的包括：
1. 掌握基因工程研究体系的基本原理。2. 感性认识基因工程操作的技术方法。
3. 了解基因工程研究方向的热点问题和发展趋势。
（二）分目标
1、知识和技能目标
（1）掌握基因工程的含义和基因工程诞生的理论基础与技术突破。了解基因工程的发展和在社会生产中的应用。（2）了解DNA 连接酶和修饰酶在基因操作中的用途（3）理解、掌握土壤的四大肥力因素；
（4）掌握土壤、植物的氮、磷、钾元素营养及氮、磷、钾化学肥料；（5）掌握土壤与植物的中微量元素营养及中微量元素肥料；（6）掌握无机肥料与有机肥料的主要类型、性质及其施用特点；2、能力目标
（1）能准确地判断出土壤的质地类型。
1
（2）能辨别出土壤耕性的好坏。（3）能对不同质地的土壤进行改良。
（4）能根据土壤水分运动状况来指导农业生产实践。（5）能根据植物的形态特征判断出植物的缺素情况。（6）能够对常用化肥进行合理的施用。3、情感态度目标
（1）能够认识到土壤肥料在植物生产和环境中的重要性。（2）能够认识到土壤肥料在农业生产实践中的指导意义。
（3）具有不断探索土壤肥料在农业生产中的新发展、新趋势的主动性。
（4）具有将生产技术服务于社会的意识，有可持续发展的意识，在学习中培养责任
心和责任感。
三、课程内容与要求
章节或单元
序号
教学内容
应达到的知识、能力、态度目标要求
理解基因工程的概念、
理论依据、技术基础、基本技术路线
教学建议重点
难点
学时2
基因工程概述1
绪论2
基因工程研究进展
3
基因工程的意义与发展前景
能深刻认识并理解基因工程的诞生与发展了解基因工程研究方向的热点问题和发展趋势。
理解限制性核酸内
切酶的类型，命名，以及II 型限制性核酸内切酶的基本特性、反应条件。了解影响限制性核酸内切酶活性的因素
√
√√8
1
1、限制性核酸内切酶
1. 基因工程的
工具酶
2
DNA 连接酶
345
2. 基因
1
DNA 聚合酶DNA 修饰酶
掌握DNA 连接酶的概念、机理、类型、连接反应体系及影响连接反应的因素
理解并掌握DNA 聚合酶类型和特点
DNA 修饰酶的性质和用途
理解碱性磷酸酶的性质和用途
掌握质粒载体特点、构建原理及类型。
√√
√√
碱性磷酸酶
质粒载体
√√
√√
22
2.
工程的载体
234
噬菌体载体病毒载体
了解噬菌体载体特点、构建原理及类型。
掌握病毒载体的特点、构建原理类型及用途。
2
√
√
22
√
2
其他载体
1
核酸的提取与纯化
3. 基因
工程的常规技术
2
核酸的检测与保存
真核细胞中使用的载体、人工染色体等熟练掌握各种组织、细胞DNA 及RNA 提取的技术原理与方法
掌握DNA 的凝胶电
泳的技术原理
√2
3
核酸的分子杂交
掌握核酸的分子杂交的
技术原理
√√
√
2
4聚合酶链式反应
1
4. 基因文库的构建与目的基因的获得
真核基因组DNA 文库构建
能深刻认识并理解PCR 的扩增原理，引物设计原则及反应技术类型
掌握1. 基因组文库
2. 用于克隆的DNA 片段的制备
3. 连接、包装和文库的扩增
掌握1. cDNA 克隆片段的获得、操作流程2. cDNA 文库的扩增及保存
了解目的基因获得的方法
掌握在体外外源DNA 连接的方式和原理。掌握转化、转导、转染、
√√2
√2
2cDNA 文库构建
31
5.DNA 体外重组与基因转移
目的基因的获得
载体DNA 与外源DNA 的连接
√√√
22
2
重组DNA 导入受体细胞
结合转移各种重组DNA 导入宿主的方式以及感受态菌的制备原理
掌握常用的抗菌素抗性筛选、酶切筛选、酶联免疫吸附测定（ELISA ）、免疫印迹（Western blotting ）法的原理。了解转译筛选法和真核生物的报道基因筛选法。
1
6. 重组体的选
择和鉴定
遗传学检测法核酸分子杂交检测法物理检测法免疫化学检测法
核酸序列分析及其他方法
外源基因在原核细胞中的表达
2
√√√√
√√
2
√
2
2345
7. 外源基因的
1
掌握原核生物表达系统
√
3
表达
的结构和工作原理。
21
8. 基因工程的
应用
外源基因在真核细胞中的表达基因工程药物转基因植物动物基因工程
分子标记及基因芯片技术基因工程实验室安全性基本要求
基因工程产品的释放规则及要求
现代生物技术专利
了解外源基因在真核生物中的表达方法。
掌握基因工程在药物、医疗上的应用及基因芯片的原理和应用，了解转基因动植物的应用。
√√22
234123
√√
√
2
9．基因工程规
则和专利
了解基因工程安全性的基本要求及专利申请要求
了解转基因植物安全
1
转基因植物的生物安全
性检测和安全管理。
掌握转基因动物的研究与产品的安全性评估；产品的开发监控的内容；
2
理解基因动物产品的产业化管理；了解转基因动物的制作方法，转基因动物
10．生物安全
的研究与产品的展望。
掌握转基因食品安全性评
3
价的原则；了解转基因食品及其的安全性问题。
掌握在基因工程工程中，
医药产品的安全性问题及评价；了解医药生物技术的国内外研究进展，以及医药生物技术产品潜在危险的预防措施。
4
实训一土壤样品的采集与制备
了解耕层土壤混合样品采集应遵循的原则；掌握采集与制备的方法
3
4.
实训二土壤含水量的测定
实训三土壤质地的测定
实训四化学肥料的定性鉴定
掌握测定土壤含水量的原理和方法，能比较准确地测定土壤的含水量
掌握测定土壤质地的两种基本方法（比重计法和手测法）
增强对常见化肥一般理化性质的感性认识，掌握常用化肥的定性鉴定方法
3
3
3
四、实施建议（一）教学建议
本课程宜采用理论教学与实验实训教学相结合，理论教学与课外习题和答疑相结合的教学方法。采用启发式和师生互动的教学方式，激发学生的创新思维与对本学科的兴趣；增加学生的讨论，重点围绕课程中的难点及学术前沿，增加学生对本课程学习的主动性。
（二）考核评价建议
成绩考核应以笔试闭卷为主，结合平时实验实训及作业成绩进行综合评定。
（三）课程资源的开发与利用
《土壤肥料学》课程的教学最好应用多媒体的教学形式，充分利用网络平台。
（四）教材编写建议
根据本课程标准对现有的教材进行修订、改编，也可以编写适合本地区或本学校的补充教材。
五、参考书
1、郑宝仁等，《土壤与肥料》北京大学出版社2007. 2、宋志伟，3、沈其荣，
《土壤肥料》
高等教育出版社
《土壤肥料学能通论》高等教育出版社
编写人：杜俊卿
审核人：
编写日期：2009年6月2日
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