一、课程基本属性
表1 课程基本属性
实验课程编码：
1101420
实验课程中文名称：
基因工程实验
实验课程英文名称：
Genetic Engineering Experiments
实验课程类别：
专业教育核心课程
实验课程性质：
总学时/学分：
32学时/2学分
实验学时/学分：
开课单位：
生命科学学院
开设学期：
5
适用专业及类型：
生物科学专业（蒙汉双语）
先修课程：
分子生物学、基因工程
主撰人：
郭慧琴
主审人：
尹俊
制定时间：
2017年7月 7 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《基因工程实验》是实践性很强的一门实验课程，通过该课程的学习，让学生系统地学习、完成基因组DNA 提取、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、PCR技术扩增目的DNA、重组DNA分子的构建和转化及重组子的筛选与鉴定等相关的实验操作，掌握一些基本的基因操作技术，熟悉常用仪器设备的使用。该课程是生物工程专业和制药专业《基因工程》教学重要的组成部分，采用传统的实验教学方法，结合多媒体、网络资源、讲座与讨论、视频录像等多种手段，通过讲解实验目的、原理、方法、教师演示、学生操作、课堂总结及实验报告培养学生在分子生物学领域基本技术和技能，在可能的情况下让学生自行设计和准备实验，锻炼学生分子生物学的科研思路，培养其动手能力、科研能力和科学、严谨、实事求是的学风，培养学生利用基因操作基本技术手段分析问题、解决问题的能力。
（二）教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解常用的基因工程基本技术、方法、原理及在相关领域的应用。
——熟悉基因工程实验操作的相关仪器、设备的使用和操作方法。
——掌握和应用基因工程实验基本技能，学会实验结果、数据的分析和处理。
三、实验项目与学时分配
表2 实验项目与学时分配表
序号
实验项目名称
学时分配
实验类别
实验类型
每组人数
要求
1
基因工程实验基本操作规范及药品的配置和准备
2
专业教育
演示性
4
必做
PCR扩增目的基因及琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物
8
综合性
3
目的基因和克隆载体的重组连接
6
重组DNA分子的转化
重组子的筛选与鉴定
重组质粒的提取
合计
32
四、实验实习实训等教学环节
（一）实验条件
表3 实验主要设备和台件数
实验项目
设备名称
每组应配台件数
备注
基因工程实验基本操作规范和注意事项、微量移液器的正确使用。
微量移液器
微量移液器1套/组
1套4支规格如下：
0.5-10μL
10-50μL
20-200μL
100-1000μL
1) 微量移液器
2) PCR热循环仪
3) 微量离心机
4) 台式微量离心机；
5) 制冰机
6) 水平式琼脂糖凝胶电泳仪及配套电泳槽和制备凝胶模具）
7) 台式离心机
8) 凝胶成像仪及配套电脑
1) 微量移液器1套/组
2) PCR热循环仪1台/班
3) 微量离心机1台/组
4) 台式微量离心机1台/2-4组
5) 制冰机1台/班
6) 水平式琼脂糖凝胶电泳仪及配套电泳槽和制备凝胶模具）1套/3组
7) 台式离心机1台/组
8) 凝胶成像仪及配套电脑1套/班；
1) 微量离心机（200μLPCR离心管）
2) 台式离心机（1.5ml离心管）
4) 超净工作台
4) 超净工作台1台/2-4组
微量离心机（200μLPCR离心管）
2) 恒温水浴锅
3) 恒温培养箱
4) 冷冻离心机
6) 超净工作台
7) 恒温水浴锅；
3) 恒温培养箱1台/班
4) 冷冻离心机1台/2-4组
6) 超净工作台1台/2-4组
7) 恒温水浴锅1台/班
4) 恒温培养箱
5) 冷冻离心机
7) 恒温摇床
8) 恒温培养箱
3) 微量离心机1台/组；
4) 恒温培养箱1台/班
5) 冷冻离心机1台/班；
6) 超净工作台1台/组
7) 恒温摇床1台/班
8) 恒温培养箱1台/班
2) 台式离心机
3) 恒温摇床
5) 超净工作台
6) 水平式琼脂糖凝胶电泳仪及配套电泳槽和和制备凝胶模具）
7) 凝胶成像仪及配套电脑
2) 台式离心机1台/班
3) 恒温摇床1台/班
4) 冷冻离心机1台/班
5) 超净工作台1台/2-4组
6) 水平式琼脂糖凝胶电泳仪及配套电泳槽和和制备凝胶模具）1套/3组
7) 凝胶成像仪及配套电脑1套/班
（二）实验项目内容及要求
表4 实验内容及要求
实验内容
基本要求
1) 基因工程实验操作的基本规范和注意事项。
2) 认识分子生物学实验基本仪器、学习操作规范；学习微量移液器的正确使用方法。
（1）了解基因工程实验常用的仪器设备。
（2）熟悉基因工程实验注意事项。
（3）掌握微量移液器的正确使用方法。
1) PCR反应体系制备。
2) PCR扩增反应。
3) PCR仪操作。
4) 制备琼脂糖凝胶。
5) 加载DNA样品。
6) 凝胶电泳与结果分析。
（1）了解扩增基因的一般过程。
（2）熟悉PCR仪的使用和设置，引物的设计。（3）掌握PCR扩增的基本原理和技术操作。
1) 连接原理的介绍。
2) 连接反应的制备与连接。
3) 重组DNA的转化大肠杆菌感受态细胞。
4) 转化后大肠杆菌的培养。
（1）了解T-载体的结构及DNA重组连接的原理。
（2）熟悉T4DNA连接酶的作用的原理。
（3）掌握AT克隆原理、连接反应体系的制备、DNA连接条件。
学习CaCl2转化法的原理和操作。
（1）了解CaCl2转化法的原理。
（2）熟悉CaCl2转化法的操作流程。
（3）掌握CaCl2转化法的关键操作。
1) 载体分析：分析克隆载体的结构。
2) 根据抗性基因和LacZ′标记，观察与分析重组菌落和非重组菌落特征。根据蓝白斑筛选选择待鉴定的白色菌落。
3) 菌落PCR筛选。
（1）了解转化子和重组子的结构。
（2）熟悉重组子筛选和鉴定的方法的流程。
（3）掌握抗生素抗性筛选，蓝白斑筛选、菌落PCR鉴定重组子的筛选与鉴定方法。
1) 将实验5筛选到的重组质粒单菌落进行培养。
2) 从培养的大肠杆菌中提取质粒。
（1）了解质粒提取的原理、酶切的原理。
（2）掌握碱裂解法小量提取纯化质粒的方法。
（三）实验报告
实验报告要求：需包含实验题目、实验内容、实验目的、实验原理、实验试剂及耗材、实验仪器、操作步骤、实验结果与分析等。
五、考核办法和成绩评定
（一）考核方式：
考试、考察、实验报告。
考试内容包括实验基本操作和原理，重点考察学生对基因工程实验技术基本原理和实验技能的理解、掌握及其灵活应用的能力。
成绩评定：
实验总评成绩＝实验出勤（10％）+实验态度、卫生、安全（10％）+实验操作（25％）+实验报告（25％）+实验考试（30％）。
六、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材与参考书
1．《基因工程实验指导》，内蒙古农业大学出版社，郭慧琴，2015；
2．《基因工程学实验指导》，高等教育出版社，朱旭芬，2016；
3．《精编分子生物学实验指南》，科学出版社，奥斯伯，2008；
4．《分子克隆实验指南》第三版，科学出版社，萨母布鲁克著，黄培堂等译，2005；
5．《分子生物学实验技术》，北京大学出版社，郝福英，1998年。
（二）相关网络资源
爱课程，中国大学MOOC（http://www.icourses.cn/imooc/）。
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