分子生物学实验技术教学大纲

分子生物学实验技术教学大纲课程名称：分子生物学实验技术课程编码： 04310107英文名称：Molecularbiologyexperiment学时：36学分：1.5适用专业：生物技术、生物工程课程类别：必修课程性质：专业基础课先修课程：《无机及分析化学》、《普通生物学》、《细胞生物学》、《生物化学》等教材：分子生物学实验技术自编讲义一、制定本大纲的依据本实验课程是专为食品科学与生物工程学院生物技术专业开设的一门专业实验技术课，本实验课在本专业人才培养中起着及其重要的地位和作用，它是培养学生今后从事教学科研及技术开发工作最重要的教学实验环节之一，本课程具有知识面宽、实验性强、精密仪器使用多之特点，其目的是使本科生在参加工作和进入攻读硕士之前，对已学课程尤其是现代实验技术手段从理论上有更深的理解，对染色体DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、质粒DNA的提取和酶切、PCR基因扩增、大肠杆菌感受态细胞的制备及转化和DNA重组等方面以及大型精密仪器的操作使用有进一步了解和掌握，提高学生的动手能力，为其今后从事教学、科研工作打下坚实的理论基础和实际操作能力。针对学生的培养方向，本课程以培养学生掌握生物技术与分子生物学研究的基础实验技能为主要目标，力图最大限度地利用我校现有的实验条件，使学生通过本课程的学习和实践，接触和掌握从事生物技术研究所必要的实验手段。通过有限的实验室实践，涵盖分子生物学各个方面的实验内容，以点带面，突出重点，促进学生对分子生物学课程学习内容的理解和掌握。二、本实验课程的具体安排实验项目的设置及学时分配序号实验项目名称内容简介（50字左右）实验学时实验要求实验类型实验类别每组人数实验一植物染色体DNA的提取和纯度鉴定提取染色体DNA，进行纯度测定6必修综合专业45 实验二质粒DNA的提取、酶切碱裂解法提取质粒，并用限制性内切酶酶解DNA，进行琼脂糖电泳6必修综合专业4实验三琼脂糖凝胶电泳检测DNA琼脂糖凝胶电泳分离不同DNA样品6必修综合专业4实验四大肠杆菌感受态细胞的制备及转化制备大肠杆菌感受态细胞，转化观察6必修综合专业4实验五PCR基因扩增利用PCR技术扩增基因，并用电泳检测扩增结果。6必修综合专业4实验六DNA重组制备质粒DNA，进行DNA重组，制备感受态细胞，鉴定重组子。6必修综合专业4三、本实验课在该课程体系中的地位与作用《分子生物学》是新兴的学科，无论对基础理论研究，还是生产实践都将产生巨大的影响。《分子生物学实验技术》是这门学科的重要基础，是一门实践性很强的实验课程。掌握和应用分子生物学实验技能，是学好这一课程的必要条件。该课程不仅是《分子生物学》教学重要的组成部分，而且在培养学生分析和解决问题的能力，严谨的科学态度和独立工作的能力方面，有着不可替代的作用。四、学生应达到的实验能力与标准《分子生物学实验技术》课程的设立为系统培养学生在分子生物学领域基本技术和技能，通过学生的独立实验设计和实践，培养学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的能力。本课程实验技术原理采取以学生自习为主，课堂进行提要式的提示讲解和必要的答疑的方式，使学生掌握实验方法的基本原理和应用范围。本课程强调实验技能训练的重要性，主要课时安排学生实验，以便尽量提高学时利用率。为了节省基础设施投资，提高仪器利用率，本课程采取开放式集中实验的方式，要求学生在实施实验之前，必须做好预习准备，拟好实验方案，经任课教师认可后，方可进入实验室做实验。课堂讲授与实验课的比例为１：10。在课程成绩评定上，强调平时和考试并重，基础理论和实验技能相结合的综合评定方式。五、讲授实验的基本理论与实验技术知识：实验一：植物染色体DNA的提取和纯度鉴定基本内容：采用SDS裂解细胞膜，使脱氧核糖核蛋白复合物（DNP）解聚，并用苯酚抽提法去除蛋白，从而提取染色体DNA。并对其纯度进行鉴定基本要求：掌握提取真核细胞染色体DNA的一种基本方法，5 学习使用紫外线分光法评估DNA的含量和纯度基本仪器设备：台式高速离心机、塑料离心管、Unico紫外可见分光光度计基本耗材：丙酮、乙醚、95%乙醇、10%次氯酸钠、抽提液（2MNaCl---1mMEDTA）、10%SDS液、氯仿—异戊醇、70%乙醇、TE缓冲液、SS苯酚实验二、质粒DNA的提取、酶切基本内容：培养细菌，利用碱裂解法提取质粒，并用限制性内切酶酶解DNA，进行琼脂糖电泳。基本要求：通过本部分实验学习和掌握碱裂解法提取质粒。学习运用琼脂糖电泳检测DNA的方法和技术，初步了解限制性内切酶酶解DNA的方法。基本仪器设备：恒温培养箱、恒温摇床、台式离心机、高压灭菌锅、琼脂糖凝胶电泳系统、紫外透射反射仪基本耗材：葡萄糖、三羟甲基氨基甲烷（Tris）、乙二胺四乙酸、氢氧化钠、乙酸钾、冰乙酸、氯仿、乙醇、SDS、胰RNA酶、氨苄青霉素、蔗糖、溴酚蓝、酚、8-羟基喹啉、β巯基乙醇、盐酸、含质粒的大肠杆菌、EcoRI酶、溴化乙锭、DNAmarker、硼酸、HindⅢ酶实验三：琼脂糖凝胶电泳检测DNA基本内容：DNA分子在琼脂糖凝胶中电泳时有电荷效应和分子筛效应。根据不同相对分子质量的DNA片段电泳速度不一样的原理，采用琼脂糖凝胶电泳分离DNA样品。基本要求：通过本实验学习琼脂糖凝胶电泳检测DNA的方法。基本仪器设备：琼脂糖凝胶电泳系统、凝胶成像系统基本耗材：三羟甲基氨基甲烷（Tris）、硼酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、溴酚蓝、蔗糖、琼脂糖、溴化乙锭、DNAmarker、检测样品、5×TBE、凝胶加样缓冲液实验四：大肠杆菌感受态细胞的制备及转化基本内容：细菌处于0℃，CaCl2低渗溶液中，菌细胞膨胀成球形。转化混合物中的DNA形成抗DNA酶的羟基-钙磷酸复合物粘附于细胞表面，经42℃短时间热击处理，促进细胞吸收DNA复合物。将细菌放置在非选择性培养基中保温一段时间，促使在转化过程中获得的新的表型（如Ampr等）得到表达，然后将此细菌培养物涂在含有氨苄青霉素的选择性培养基上培养，观察细菌生长情况。本实验从制备感受态细胞到转化一天可做完，第二天早晨观察结果。基本要求：通过本实验，掌握大肠杆菌感受态细胞的制备及转化的方法及技术。基本仪器设备：超净工作台、低温离心机、恒温摇床、恒温箱、恒温水浴器基本耗材：氯化钙、胰蛋白胨、酵母提取液、氯化钠、氨苄青霉素、大肠杆菌DH5α5 、pUC19质粒、Eppendorf管、吸头、小指管、试管、培养皿、锥形瓶等实验五：PCR基因扩增基本内容：利用PCR技术扩增基因，并用电泳检测扩增结果。基本要求：通过本实验学习PCR反应的基本原理与实验技术。基本仪器设备：PCR热循环仪、琼脂糖凝胶电泳系统、凝胶成像系统基本耗材：DNA模板、4种dNTP、引物1、引物2、Taq酶、琼脂糖、DNA相对分子质量标准物、10×缓冲液（500mmol/lKCl、100mmol/lTris·HCl、15mmol/lMgCl2、0.1%明胶）、吸头、小指管实验六：DNA重组基本内容：制备质粒DNA，进行DNA重组，制备感受态细胞，鉴定重组子。基本要求：通过本实验学会重组DNA连接以及鉴定重组子的方法。基本仪器设备：恒温摇床、恒温水浴器、恒温培养箱、台式离心机、低温离心机基本耗材：胰蛋白胨、酵母提取物、氯化钠、氨苄青霉素、氯化钙、二甲基甲酰胺、EcoRI酶、T4DNA连接酶、DH5α、λDNA、pUC19质粒、培养皿、接种针、玻璃涂棒、试管、酒精灯、镊子、牙签等、3mol/lKAc（pH5.2）、X-gal、IPTG六、实验的考核与成绩评定：考核内容：六大实验的完成情况，实验报告，学生的动手能力和平时实验考察。考核方式：1.通过学生的平时成绩进行考核。平时成绩包括实验态度、实验室常识、实验技能的掌握和实验报告等方面，占60%成绩。    2.考核学生的独立实验设计和实践过程，注重学生的创新性思维及独立分析问题解决问题能力的提高，笔试占40%成绩。考核要求：要求学生熟练掌握各实验技能和理论知识，提高其动手能力和独立思考分子生物学问题的能力。七、主要参考书1　《分子生物学实验指导》，高等教育出版社，魏群，第一版，１９９９2《生物化学与分子生物学实验技术》，高等教育出版社，杨安钢等，第一版，２００１3《分子生物学实验技术》，北京大学出版社，郝福英，1998年4《分子克隆实验指南》第二版，科学出版社，萨母布鲁克（Sambrook,J.）著，黄培堂等译，20025 5《现代分子生物学实验技术》，中国协和医科大学出版社，卢圣栋主编，第二版，19996CurrentprotocolsinmolecularBiology，AusudelFM,etal.，WileyInterscience,1988　制定人：李静审定：刘常金批准：2006年12月5