《生物技术概论》（植物）教学大纲课程名称：生物技术概论面向专业：全校本科专业理论学时：36学时实践学时：0课程代号：RX035007 大纲执笔人：刘学春等总学分：2.0学分大纲审定人：郑成超一、教学目的、性质、地位和任务生物技术内容多，综合性强，与其它学科交叉性大，是一门理论与实践并重的应用性课程，是生物类等本科专业人才培养不可缺少的，具有其它课程无法代替的作用。

课程适应了现代生命科学和生物技术飞速发展及其在工农业生产、临床医学、环境科学、新材料、新能源等领域日益深入发展的要求。

二、教学的基本要求全面讲授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。

三、大纲改革说明1、总体设想生物技术概论是面向21世纪现代生物科技与生产飞速发展而开设的应用性课程，科学系统地讲授了现代生物技术方面的最新基本理论和基本技术，对课程体系建设实施整体优化、完善和发展，不断吸收新的内容，使其适应现代农业及生物技术高级专业人才培养的需要。

采取多种形式和手段，强化理论教学，调动和挖掘教与学各方面的潜能；培养和强化学生的主动参与意识和锐意创新意识，充分发挥师生的主观能动性，全面提高教学质量和水平。

2、学时数的改革现代生物技术内容繁杂且与其它学科多交叉，学时数的分配主要依据高效、精讲、博采的原则，最大限度地提高课堂理论教学的效益，充分利用学时，系统讲解基本知识与技术重点、难点及关键环节精解细讲相结合，广泛地采收最新的知识信息，为课堂教学输入新鲜血液。

为达到预期教学目的，生物技术概论必需的最低学时数为36。

3、理论教学内容的改革生物技术概论课程理论教学内容的改革要以更新教育观念、转变教育思想为先导，贯彻新的厚基础、宽口径、高素质、强能力、广适应人才培养方针，全面适应21世纪现代生物科技生产发展的需要，做到目的明确，体系完整、重点突出。

教学内容要不断更新，应精选经典教学内容，删去陈旧落后的内容，不断充实反映科学技术和社会发展的最新成果和思维动向，注意多学科间知识的交叉与渗透，加强与其它相关学科的有机联系而又避免重复。

四、教学大纲及学时分配1 生物技术总论（3学时）1.1 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。

1.2 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。

1.3 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。

重点与难点：生物技术的概念思考题：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以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？建议教学方法：精讲基本概念，阐述生物技术的发展历史及应用前景。

2 基因工程（6学时）2.1 DNA重组技术DNA；限制性内切核酸酶和DNA片段化；特异性DNA片段的PCR扩增；DNA片段的化学合成；DNA片段的连接重组。

2.2 基因克隆载体质粒克隆载体；病毒（噬菌体）克隆载体；染色体定位整合载体；人工染色体克隆载体；几种特殊用途的克隆载体。

2.3 目的基因目的基因的来源；获得目的基因的途径2.4 重组DNA导入受体细胞受体细胞；重组DNA导入受体细胞的途径；克隆子的筛选。

2.5 重组子的鉴定根据重组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。

2.6 基因工程的应用重点与难点：基因工程的概念；DNA重组原理与技术。

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λ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。

建议教学方法：精讲基本概念与技术；注重技术的应用。

3 细胞工程（6学时）3.1细胞工程的基础知识与基本技术细胞工程的基础知识；细胞工程的基本操作技术。

3.2 植物细胞工程植物组织培养；植物细胞培养和次生代谢物的生产；植物细胞原生质体制备与融合；单倍体植物的诱发与利用；人工种子的研制。

3.3 动物细胞工程细胞组织培养；动物细胞融合；淋巴细胞杂交瘤产生单克隆抗体技术；细胞核移植与动物克隆；染色体转移；干细胞研究。

3.4 微生物细胞工程原核细胞的原生质体融合；真菌的原生质体融合。

重点与难点：细胞工程的基本概念、原理。

思考题：1、如何从一片嫩叶经组织培养培育出众多的完整植株？2、如何从植物细胞培养中获得较高的次生代谢物产量？3、单倍体植株形单体弱，为什么还有不少科学家热衷于诱发产生单倍体植株？4、什么叫植物原生质体？如何进行植物原生质体的融合？5、人工种子包括哪几部分？如何制备人工种子？6、如何获得能在体外大量生长、分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞克隆？7、如何用体细胞克隆出一只哺乳动物？克隆动物有什么积极意义？8、开展干细胞研究对人类有何积极的意义？9、有什么方法可以分别去除革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌和真菌的细胞壁？建议教学方法：精讲细胞工程的基本概念和原理，详细介绍操作技术。

4 发酵工程（3学时）4.1 发酵工程概况发酵类型；发酵技术的特点；发酵技术的应用。

4.2 微生物发酵过程发酵工业中的常用微生物；培养基；发酵的一般过程。

4.3 液体深层发酵发酵的操作方式；发酵工艺控制；发酵设备；下游加工过程。

4.4 固体发酵4.5 典型产品的发酵生产抗生素发酵生产；氨基酸发酵生产；维生素发酵生产重点难点：发酵工程的基本概念及原理思考题：1、微生物发酵产物有哪几种类型？2、发酵培养基由哪些成分组成？3、比较分批发酵、连续发酵和补料分批发酵的优缺点。

4、下游处理过程分为哪几个步骤？相应的分离方法有哪些？5、简述青霉素的生产工艺。

建议教学方法：精讲发酵工程的概念与原理，展示其产业化的前景。

5 酶工程（3学时）5.1 酶的发酵生产优良产酶菌种的筛选；基因工程菌（细胞）的构建；微生物酶的发酵生产。

5.2 酶的分离纯化酶制剂的制备；酶的纯化与精制；酶的纯度与酶活力；酶制剂的保存。

5.3 酶分子的改造酶分子修饰；酶的蛋白质工程。

5.4 生物催化剂的固定化酶的固定化方法；细胞的固定化方法；固定化酶（细胞）的性质；固定化酶（细胞）的指标。

5.5 酶反应器酶反应器的基本类型；酶反应器的设计原则；酶反应器的性能评价；酶反应器的操作。

5.6 生物传感器生物传感器的原理；生物传感器的分类；生物传感器的发展前景5.7 酶的应用酶应用的领域；酶应用的典型例子。

重点与难点：酶工程、酶固定化技术的基本概念及原理思考题：1、酶有何特性？何谓酶工程？2、为什么要进行酶的修饰，酶的蛋白质工程是如何进行的？3、酶固定化方法有哪些，各有何优缺点？4、如何维持酶反应器恒定的生产力？建议教学方法：精讲酶工程的基本概念及原理；细胞酶的固定化技术。

6 蛋白质工程（3学时）6.1 蛋白质结构基础蛋白质结构基础；蛋白质结构的基本构件；蛋白质分子之间的相互作用；蛋白质结构与功能的关系。

6.2 蛋白南工程的研究方法蛋白质工程的研究策略；蛋白质全新设计；改变现有蛋白质的结构。

6.3 蛋白质工程的应用实例胰蛋白酶；金属硫蛋白；人白细胞介素-2；组织纤溶酶原激活因子；枯草杆菌蛋白酶。

6.4 蛋白质组学重点与难点：蛋白质工程的基本概念、原理思考题：1、简单叙述蛋白质结构的基本组件。

2、简述氨基酸的基本理化性质。

3、简单描述反向生物学的途径。

4、举例说明对现有蛋白质进行改造的主要方法及其应用。

5、什么是蛋白质组学？建议教学方法：精讲蛋白质工程的概念与原理。

7 生物技术与农业（3学时）7.1 生物技术与种植业植物雄性不育及杂种优势利用；植物抗逆性研究；生物农药及生物控制；植物细胞工程的应用；分子育种技术的应用；水稻基因组计划。

7.2 现代生物技术与养殖业动物转基因技术与分子育种；动物繁殖新技术；生物技术在动物饲料工业上的应用；畜禽基因工程疫苗；动物生物反应器；核移植技术及其在养殖业中的应用；胚胎干细胞技术及其在养殖业中的应用。

重点与难点：生物技术在农业上应用的结合点。

思考题：1、现代农业生物技术与传统农业技术相比有何突出优越性？试举例说明。

2、基因工程抗虫棉已大面积应用于生产，同时也造成食棉昆虫的耐受性，如何看待这个问题？并提出解决问题的途径。

3、简述开展水稻基因组计划的意义。

4、动物转基因常用的外源基因导入方法有哪些？各有何优缺点？5、动物胚胎工程的主要技术包括哪些方面？6、生物技术在动物饲料工业上有哪些应用？7、畜禽基因工程疫苗有哪些类型？8、何谓动物生物反应器？其应用前景如何？9、核移植技术将来在动物生产上的应用上哪些主要方面？10、干细胞技术在动物生产上有何应用前景？建议教学方法：重点介绍生物技术与农业科研教学及生产上的结合点。

8 生物技术的应用（7学时）8.1生物技术与食品生产生物技术与食品；生物技术与食品检测；转基因食品的检测；生物技术与未来食品工业。

8.2 生物技术与人类健康生物技术与疫苗；生物技术与疾病诊断；生物技术与生物制药；生物技术与生物疗法；人类基因组计划。

8.3 生物技术与能源微生物技术与石油开采；未来石油的替代物——乙醇；植物“石油”；甲烷与燃料源；未来的新能源。

8.4 生物技术与环境污水处理；大气净化；固体废弃物的生物处理；污染环境的生物修复；环境污染监测与评价的生物技术。

8.5 对生物技术发明创新的保护专利保护；商业秘密；其他保护形式；对生物技术发明实施保护的紧迫性；生物技术保护的负面影响。

8.6 生物技术的安全性及其影响微生物技术；转基因技术与食品；世界转基因作物贸易的安全管理；动物克隆；生物武器；人类基因的研究、应用与影响。

8.7 分子标记技术及其应用限制性片段长度多态性；随机扩增多态性DNA（RAPD）；扩增片段长度多态性（AFLP）；简单序列重复（SSR）标记。

重点与难点：重点讲解生物技术应用的原理及新颖和特点之处。