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1、甘肃农业大学 现代生物技术概论 课程教案课程名称现代生物技术概论课程代码010269学分4总学时64讲课学时48实验学时16课程性质基础课（ ） 专业基础课（） 专业课（ ） 必修课（ ） 选修课（ ）任课教师张金文职称教授授课时间每学年第一学期9月11月授课对象农学本科专业教 学目的与要 求现代生物技术是70年代未80年代初以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心发展起来的一门新兴学科。现已成为解决人类面临的人口、资源、能源、食物和环境等五大危机的主要途径之一。现代生物技术被世界各国视为一种高新技术，成为21世纪高技术革命的核心内容。本课程的教学目的是使学生了解如下内容： 基因工程、细胞
2、工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等生物技术的基本原理和基本方法； 生物技术在农业、食品、人类健康、能源、环境等领域的应用； 国内外生物技术各领域发展的现状、发展方向及其对社会各方面的深刻影响。课程讲授的重点是现代生物技术的基本概念、术语、基础理论和基本技术，以及在科技教育、科学研究和生产领域中的应用，使学生全面掌握现代生物技术的基本知识和基本技术，并与相关学科有机衔接，使其融会贯通，进一步系统化而形成完整的知识和技术体系。教 学基 本要 求学习本门课程的学生应具备植物学（或生物学）、有机化学、生物化学和遗传学的基本知识，采用听课和自学先结合的方式对课程进行系统的学习。本门课程的授课以课堂讲授
3、为主、多媒体教学和互动式讨论等教学方法为主，在一些章节的教学中穿插多媒体教学方式，增加学生对所学内容的感性认识。教 材使用教材：程备久. 现代生物技术概论. 北京: 中国农业出版社, 2003.主要参考资料1. 刘莹 主编. 生物技术概论. 沈阳: 辽宁大学出版社，20062. 宋思扬, 楼士林. 生物技术概论(第二版). 北京: 科学出版社，20033. 瞿礼嘉, 顾红雅. 现代生物技术. 北京: 高等教育出版社, 20044. 莽克强, 陈受宜, 李季伦. 农业生物工程. 北京: 化学工业出版社，2004.5. 吴乃虎. 基因工程原理(上/下册). 北京: 科学出版社，1997, 2000
4、.系（教研室）或导师审阅意见主任（导师）签字： 年 月 日教学内容与学时分配 教学时数教学内容讲课实验小计备 注第一章 现代生物技术总论2第二章 基因工程87第三章 细胞工程82第四章 发酵工程6第五章 酶工程42第六章 蛋白质工程43第七章 生物技术与农业62第八章 生物技术与食品4第九章 生物技术与环境4第十章 生物技术与能源2第十一章 生物技术与人类健康4第十二章 生物技术发明创新保护与生物安全性2教 学 进 程节次授课内容（章节）学时1第一章 生物技术总论第一节 生物技术的概念第二节 生物技术发展简史第三节 生物技术对经济社会发展的影响22第二章 基因工程第一节 基因工程概述第二节 核
5、酸的结构和功能23第三节 基因工程工具酶第四节 基因克隆载体24第五节 目的基因的克隆第六节 目的基因导入受体细胞25第七节 重组克隆的筛选与鉴定第八节 基因工程进展26第三章 细胞工程第一节 细胞工程的基本知识和基本技术27第一节 细胞工程的基本知识和基本技术28第二节 植物细胞工程29第三节 动物细胞工程第四节 微生物细胞工程210第四节 发酵工程 第一节 发酵工程基本知识211第二节 发酵过程的工艺控制第三节 发酵设备与发酵类型212第四节 发酵产物的加工第五节 典型产品的发酵生产213第五节 酶工程第一节 酶的发酵生产第二节 第二节 酶的分离纯化214第三节 酶分子的改造第四节 酶和细
6、胞的固定化第五节 酶反应器215第六章 蛋白质工程第一节 蛋白质的结构基础第二节 蛋白质工程的研究方法216第三节 蛋白质工程应用实例第四节 蛋白质组学217第七章 生物技术与农业第一节 生物技术与种植业218第一节 生物技术与种植业219第二节 生物技术与养殖业220第八章 生物技术与食品第一节 生物技术与食品加工221第一节 生物技术与食品加工第二节 生物技术与食品检验222第九章 生物技术与环境第一节 不同类型污染物的生物处理技术223第一节 不同类型污染物的生物处理技术第二节 生物技术与环境污染监测224第十章 生物技术与能源第一节 生物技术与能源开采第二节 生物技术与能源生产225第
7、十一章 生物技术与人类健康第一节 生物技术与疾病诊断第二节 生物技术与疫苗226第三节 生物技术与制药第四节 生物技术与生物疗法227第十二章 生物技术发明创新保护与生物安全性第一节 生物技术发明创新的保护第二节 生物技术的安全性及其影响2合 计54章 节第一章 生物技术总论（ 2学时）教学目的与要求概要了解生物技术的含义、特点及其发展简史。了解现代生物技术的各项技术及其相互关系。认识生物技术的应用领域及其对人类发展的影响。教学内容第一节 生物技术的含义 生物技术的定义；生物技术的种类及其相互关系；生物技术涉及的学科。（1学时） 第二节 生物技术发展简史 传统生物技术的产生；现代生物技术的发展
8、。 （0.5学时）。第三节 生物技术对经济社会发展的影响 改善农业生产、解决食品短缺；提高生命质量、延长人类寿命；解决能源危机、治理环境污染；制造工业原料、生产贵重金属；生物技术的安全及其对伦理、道德、法律的影响。（0.5学时）重点、难点分析重 点：1. 生物技术的概念；2. 生物技术的种类及其相互关系；3. 传统生物技术与现代生物技术的区别。难 点：生物技术的概念及其包含的内容教学设计调控对策教学方法：采用归纳总结的方法，精讲基本概念，阐述生物技术的发展历史及应用前景。思 考 题：1. 现代生物技术的特征是什么？2. 什么是生物技术，它包括哪些基本内容？它对人类社会将产生怎样的影响？3. 生
9、物技术是一门综合性的学科，与其他学科有什么关系？4. 简要说明生物技术的发展史及现代生物技术与传统生物技术的关系？5. 生物技术的应用包括哪些领域？课后补遗章 节第二章 基因工程（ 8学时）教学目的与要求学习基因工程的概念、主要步骤和相关的分子生物学基础知识（基因工程诞生的三大理论和三大技术）。了解常用工具酶的催化反应机制及主要用途，三种常用基因克隆载体（质粒、噬菌体和粘粒）的一般生物学特性、结构及其应用，目的基因的制备方法，重组体的构建及导入受体细胞的方法，重组子的筛选与鉴定方法。通过学习为进一步掌握生物技术相关知识和从事基因工程工作打下基础，并对基因工程的发展动态有初步的了解。教学内容第一
10、节 基因工程概述 基因工程概念，理论依据，主要操作步骤。（1学时）第二节 核酸的结构和功能 DNA、RNA的结构特点和功能；基因的结构元件、中心法则；DNA和RNA的提取、纯化和电泳鉴定方法。（1学时）第三节 基因工程工具酶 限制性内切酶的反应机制及用途；DNA连接酶的催化机理和用途；核酸聚合酶的催化机理和用途；常用修饰酶的作用机制和用途。（1学时）第四节 基因克隆载体 基因克隆载体的概念，质粒载体的特性和作为载体应具备的条件（举例）；噬菌体的特性、噬菌体载体的类型和包装限制；柯斯质粒载体的特性和用途；克隆载体和表达载体的区别。（1.5学时）第五节 目的基因的克隆 目的基因的来源（基因文库和c
11、DNA文库）；获得目的基因的途径和主要方法，PCR反应的原理、反应体系和条件。（1.5学时）第六节 目的基因导入受体细胞 受体细胞；重组DNA导入受体细胞的途径。（0.5学时）第七节 重组克隆的筛选与鉴定 根据重组DNA分子特征鉴定重组子；根据目的基因转录产物(mRNA)鉴定重组子； 根据目的基因翻译产物（蛋白质、酶、多肽）鉴定重组子。（1学时）第八节 基因工程进展 基因工程载体开发进展；转基因方法的研究进展；基因工程应用领域。（0.5学时）重点、难点分析重 点： 基因工程的主要操作步骤，主要工具酶的催化机理和用途，3类常用载体的特点和主要用途，目的基因克隆的主要方法，重组DNA的导入受体细胞
12、的途径，重组克隆的筛选与鉴定方法。难 点： 目的基因的克隆策略，基因表达载体构建的策略和方法，重组克隆筛选鉴定方法。教学设计调控对策教学方法：精讲基本概念与技术；注重技术的应用。以课堂讲授为主，结合多媒体教学方式。核酸结构核功能、基因工程工具酶、基因克隆载体、遗传转化核重组克隆的筛选鉴定采用多媒体教学方法增加对学生的感性认识。思 考 题：1. 基因工程研究的理论依据是什么？2. 简述基因工程研究的基本技术路线。3. 简述限制性内切核酸酶和DNA连接酶的作用机制。4. 在什么情况下最好使用质粒载体或噬菌体载体或cosmid载体？5. 简述定位整合克隆载体的应用价值。6. 简述各种特殊用途克隆载体的特点。7. 从cDNA文库和基因组文库中获得的目的基因有什么不同？8. 如何采用PCR技术从生物材料中分离出目的基因？9. 什么样的细胞可用作受体细胞？10. 阐述外源基因转入受体细胞的各种途径。11. 筛选克隆子有哪些方法？12. 阐述基因工程的科学意义和应用价值。 课后补遗章 节第三章 细胞工程（ 8学时）教学目的与要求了解制备植物细胞及微生物细
