分子生物学实验 教学大纲

分子生物学实验

Molecular Biology Experiments

【课程编号】0218001017 【课程类别】 专业方向课

【学分数】 3学分 【适用专业】 生物科学、生物技术

【学时数】 126学时

一、教学目标

本课程是在分子生物学及基因工程等理论课的基础上，开设的一门综合性兼设计性实验课程。该的教学内容主要突出实验技术的基础性和实用性，把目前最基本的分子生物学实验技术融入具体的系列实验中形成综合与设计性大实验。一方面让每个同学通过实际操作来达到更好地训练学生们的实验技术技能的目的；另一方面让学生全面地掌握基因工程的实验技术与方法、实验的设计原理、结果分析方法和分子生物学的基本原理，进一步培养学生的独立分析问题、解决问题的能力并学会如何利用实验手段实现科学研究的基本思维和目的，提高学生从事科学研究的综合素质。

二、教学内容和学时分配

1. 实验总论 5学时

主要内容：实验规范训练、分子生物学基本实验技术简介和实验准备（清理仪器、试

剂配置、培养基的配置与灭菌）

教学要求：了解分子生物学实验课的目的与要求、设计思路、评分标准及仪器操作规范；掌握试剂与培养基的配置、灭菌方法与操作技能；掌握实验室常规仪器设备的操作和使用方法。

重点、难点：学习试剂的配置、仪器操作规范。

2. 质粒DNA的提取及其定性定量分析 7学时

主要内容：质粒DNA的提取、定性定量分析、琼脂糖凝胶电泳

教学要求：理解碱裂解法质粒提取过程中各种纯化步骤的设计思想；掌握质粒DNA的提取与定性定量分析、琼脂糖凝胶电泳等基本实验技术方法的基本原理与操作技能。

重点、难点：碱裂解法提取质粒DNA的方法、

其它教学环节：实验中穿插安排专题讲座、小组讨论与集体讨论。

3. PCR基因扩增及产物的回收 7学时

主要内容： PCR基因扩增及其扩增产物产物的检测与回收

教学要求：了解PCR原理、实验方法、引物设计以及PCR体系设计的原则与注意事项、掌握PCR基因扩增及扩增产物回收等基本实验技术方法的基本原理与操作技能。

重点、难点：PCR扩增的引物和反应体系的设计

其它教学环节：实验中穿插安排专题讲座、小组讨论与集体讨论。

4. DNA重组 26学时

主要内容： DNA重组（酶切、连接、转化与筛选）

教学要求：了解原核基因克隆与筛选的全过程与实验设计策略、载体的基本结构、基因工程酶（限制性内切酶、连接酶、Taq酶）的各种特性、DNA重组以及重组子筛选与鉴定的相关技术；理解DNA重组时设计酶切与连接方案的一般规律、重组DNA导入受体细胞方法以及目的重组子的筛选与鉴定方法、影响DNA重组效率的因素；掌握核酸的限制性酶切与连接、大肠杆菌感受态细胞的制备与无菌操作以及转化的具体方法和操作技巧，重组子克隆的蓝白斑筛选、大小比较及限制性酶切分析的鉴定方法。

重点、难点：重组DNA的限制性酶切，大肠杆菌感受态细胞的制备与无菌操作以及转化的具体方法和操作技巧，重组子克隆的蓝白斑筛选、大小比较及限制性酶切分析的鉴定方法。

其它教学环节：实验中穿插安排专题讲座、小组讨论与集体讨论。

5. 重组基因的原核表达及表达蛋白的检测 16学时

主要内容：目的基因的原核表达、最佳诱导时间和蛋白收获时间的确定；表达产物的活性分析；SDS-PAGE检测表达产物；免疫印迹

教学要求： 了解外源基因在原核细胞中表达的特点与方法、如何在蛋白水平上进一步鉴定目的重组子克隆；理解外源基因在原核细胞中诱导表达的基本原理、影响蛋白表达效果的因素、SDS-PAGE、免疫印迹和酶活性测定的基本原理；掌握外源基因在大肠杆菌中诱导表达、SDS-PAGE、免疫印迹和酶活性测定等的基本实验技术与操作技能。

重点、难点： SDS-PAGE、免疫印迹

其它教学环节：实验中穿插安排专题讲座、小组讨论与集体讨论。

6. 基因组DNA的分离和Southern杂交 16学时

主要内容：小鼠基因组DNA的分离与鉴定；基因组DNA的酶切、电泳与转膜；Southern杂交与检测

教学要求： 了解基因组DNA提取过程中各种纯化步骤的设计思想、影响Southern杂交与检测效果的因素； 理解基因组DNA和质粒DNA分离提取方法和设计思想的差异、Southern杂交与检测的基本原理；掌握基因组DNA的分离与鉴定和Southern杂交与检测的基本实验技术与操作技能。

重点、难点： 基因组DNA的分离、Southern杂交与检测中基因组DNA的限制性酶切、转膜、杂交、洗膜和显色反应。

其它教学环节：实验中穿插安排专题讲座、小组讨论与集体讨论。

7. 植物总RNA的提取及RT-PCR 14学时

主要内容：植物总RNA的提取；电泳检测与紫外定量测定植物总RNA；RT-PCR扩增植物看家蛋白（β-管蛋白）；电泳检测扩增产物

教学要求：了解基因组RNA提取过程中各种纯化步骤的设计思想、影响RT-PCR扩增目标基因的因素；理解基因组DNA、质粒DNA和总RNA分离提取方法和设计思想的差异、RT-PCR扩增目标基因的基本原理；掌握基总RNA的分离提取及其定性与定量分析和RT-PCR扩增目标基因的基本实验技术与操作技能。

重点、难点： 总RNA的分离提取、RT-PCR扩增目标基因时如何设计阳性对照、阴性对照和实验样品组实验体系。

其它教学环节：实验中穿插安排专题讲座、小组讨论与集体讨论。

8. 学生实验设计及其实施 35学时

根据已经学过的分子生物学知识，自己查找文献、设计实验克隆表达检测某个基因。

重点、难点：自己设计实验

注：其中有一些实验内容穿插进行。

三、教材与学习资源

教材：魏群主编，《分子生物学实验指导》（第二版），高等教育出版社，2007年。

主要参考书：

吴乃虎编著，《基因工程原理》，第二版，科学出版社，2001年。

黄培堂等译，《分子克隆实验指南》，第三版，科学出版社，2002年。

梁国栋主编，《最新分子生物学实验技术》，科学出版社，2001年。

教学资源：北京师范大学分子生物学实验Black Board 教学网络平台。

四、先修课要求及教学策略与方法建议

先修课要求：普通化学及实验； 有机化学及实验；微生物学。

教学策略与方法建议：本课程采用传统的实验教学方法，结合多媒体、讲座、小组讨论与集体讨论、实验设计、网络教学、教学录像、分子生物学小知识和小技巧介绍等多种教学手段，帮助学生通过本课程的学习全面地掌握分子生物学的基本实验方法与技能以及实验设计的思路，以提高学生从事科学研究的综合素质。

五、考核方式

本课程成绩由实验态度与习惯10%、实验技能30%、实验报告40%和实验设计方案10%和实验总结及体会10%组成，重点考察学生对分子生物学实验基本理论和实验技能的理解、掌握及其灵活应用的能力。