《基因工程实验》课程教学大纲
课程编码: |
011211 |
课程名称: |
基因工程实验 |
学分: |
1.5 |
总学时: |
48 |
理论学时 |
0 |
实验学时 |
48 |
课程类别: |
专业方向教育平台课 |
课程性质: |
必修课 |
适用层次: |
汉族本科 |
开课学期: |
第 6 学期 |
适用专业: |
生物技术 |
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先修课程:生物化学、分子生物学、基因工程后续课程:科研训练、毕业论文
一、课程性质、地位和任务
《基因工程实验》是为高等综合院校、农业院校生物技术、生物科学等本科专业开设的重要的专业课。该门课程在基因工程理论指导下,学生自己动手,在实验中巩固认识基因在DNA水平的提取、重组及转化操作,在RNA及蛋白质水平的检测及验证,同时验证基因工程理论,学习DNA、RNA及蛋白质的分离、分析及转基因技术。
二、教学目标及要求
本课程是生物技术本科专业的专业技术课程,也是生物工程的核心技术课程。通过学习本课程,使学生掌握分子克隆的基本原理和基本技术,并能够独立设计一些综合性的实验方案、熟练掌握和应用基本实验技术和方法,对实验结果能进行延展性分析和讨论,并能正确地应用这些知识解决问题。
三、实验内容及安排
序号 |
项目 名称 |
实验目的与内容 |
学 时 |
实验 性质 |
实践 类型 |
主要仪 器设备 |
1 |
DNA的PCR 扩增及琼脂糖凝胶电泳检测 |
目的:掌握DNA的PCR扩增原理;PCR仪、移液器的使用方法;熟悉PCR反应中各种组分的含量及作用;琼脂糖凝胶电泳分离核酸的原理; 内容:以含有目的基因片段的质粒为模板, 用PCR仪进行体外扩增,并用琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物。 |
5 |
必修 |
设计型 |
PCR仪,移液器,离心机,水平电泳仪 |
2 |
DNA重组及转化 |
目的:掌握DNA重组的原理;CaCl2法制备大肠杆菌感受态细胞的原理及方法;重组子的筛选原理; 内容:利用T-A克隆进行DNA重组,制备大肠杆菌感受态细胞的,用冻融法将重组基因转化大肠杆菌感受态细胞,转化子的筛选及 实验记录; |
5 |
必修 |
基础 |
离 心机, 制冰机, 摇床, 超净工作台, 移液器 |
3 |
重组质粒的提取 |
目的:掌握碱裂解法提取质粒的原理及方法; 内容:制备碱裂解法提取质粒的试剂;挑取 阳性转化子进行增菌培养;用碱裂解法提取质粒;用并用琼脂糖凝胶电泳检测质粒。 |
4 |
必修 |
基础 |
高速冷冻离心 机,移 液器, 水平电泳仪 |
4 |
限制性内切酶酶切鉴定重组质粒 |
目的:掌握酶切条件,熟悉限制性内切酶的酶切原理;学习甘油管和穿刺管的制作与保存。 内容:用相应的限制性内切酶对重组质粒进行酶切;用琼脂糖凝胶电泳检测重组质粒的酶切鉴定结果;将阳性重组子保存成甘油管 (-70℃)和穿刺管(4℃); |
2 |
必修 |
基础 |
离 心机, 恒温水浴锅, 移液器, 水平电泳仪 |
5 |
原核表达载体的构建、原核表达及原核表达 蛋 白 的SDS-PAGE检 测鉴定 |
目的:1掌握原核表达载体选择及构建的理论基础; 2掌握IPTG诱导蛋白表达的原理及方法; 3掌握SDS-PAGE(聚丙烯酰胺凝胶电泳)检测蛋白的原理及方法; 内容: 1提取原核表达载体的质粒并用相应的限制性内切酶进行消化; 2用琼脂糖凝胶电泳分离酶切产物,回收载体片断; 3用相应的限制性内切酶消化重组质粒,并回收目的基因; 4将目的基因和载体片断在T4连接酶的作用下进行连接,将连接产物转化大肠杆菌感受态细胞,筛选阳性重组子; 5提取阳性重组质粒,并转化大肠杆菌感受态细胞,在IPTG诱导下使其原核表达; 6配置聚丙烯酰胺凝胶电泳所用的浓缩胶、分离胶试剂和上样缓冲液; 7学习垂直板电泳槽的使用方法; 8用SDS-PAGE分离原核表达蛋白; 9学习对聚丙烯酰胺凝胶的染色和脱色方法; 10用凝胶成像系统检测原核表达结果,做 实验纪录; |
12 |
必修 |
综合型 |
离 心机, 摇床, 超净工作台, 超声破碎仪, 垂直板电泳槽, 微量注射器,移液器 |
6 |
植 物 基 因 组 DNA的提取 |
目的:掌握改良的CTAB法提取植物DNA 的原理和方法; 内容:1.配置CTAB法提取植物DNA的提取液; 2.选取植物叶片提取其基因组DNA; 3.将提取物用琼脂糖凝胶电泳进行分离; 4.用凝胶成像系统检测提取结果并作记 录; |
6 |
必修 |
设计型 |
高速冷冻离心机, 制冰机,移 液器, 水平电泳仪 |
7 |
基 因 叶 器 官 |
目的:1.掌握Trizol法提取模式植物(如拟 |
12 |
必修 |
设计 |
高速冷 |
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RNA的提取及反转录 |
南芥)总RNA的方法; 2.掌握异硫氰酸胍法提取组分复杂植物总RNA的方法; 内容:1.用DEPC水处理离心管、枪头, 实验准备; 2.用Trizol法提取模式植物(如拟南芥)总 RNA; 3.配置异硫氰酸胍法提取植物总RNA所需的试剂; 4.RNA提取; 5.琼脂糖凝胶电泳检测所提取的RNA质量 6.反转录,并通过RT-PCR或qRT-PCR检测植物内参基因及目的基因的表达量。 |
; |
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型 |
冻离心机, 制冰机,移 液器, 水平电泳仪 |
8 |
利用农杆菌介导法进行基因转基因 |
目的:1. 掌握农杆菌介导法转化植物的原理和方法; 2.了解植物转基因时外植体的选择;内容:1.植物无菌苗的培养; 2.农杆菌侵染外植体及其共培养; 3.拟南芥花絮侵染法转基因及其培养; |
2 |
选修 |
演示型 |
超净工作台 |
四、作业、练习和安排与要求
每次做实验之前要求学生预习,做实验过程中要求学生做试验记录,做完之后要求学生按公开发表论文(塔里木大学学报)的格式书写实验报告。
五、教材与教学参考书
1.建议教材:
《现代分子生物学实验指导》,王彦芹等.西安交通大学出版社,第一版,2016年.
六、考核
本课程的考核方式为:实验操作30%,创新性20%,实验报告50%。
撰稿人:王彦芹审稿人:杨宇