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教学大纲

基因工程实验 教学大纲

发布时间:2020-05-09 来源: 点击数:

《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

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

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

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。

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