《分子生物学实验》教学大纲

一、基本信息

二、课程描述

分子生物学实验课是一门重要的实验性基础学科。其主要任务是使学生获得分子生物学的基本理论和技术，以及在生命科学各领域中的应用。实验课是完成本课程教学的重要环节，其目的是使学生掌握分子生物学基本实验设计、实验方法、实验结果分析等，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。学会正确的科研思维方法，养成严谨的科学作风，把同学们所学得的分子生物学理论知识和实验内容相结合的重要手段。

本课程每个实验都要求学生动手进行实际操作。要求学生掌握基础的分子生物学实验技术，提高学生在分子生物学技术方面的动手能力，为专业课程的学习及参加科研实践打下基础。

三、教学目标

通过本课程的理论教学和相关实验训练，使学生具备如下能力：

1.掌握电泳、层析、分光光度、离心等基本的生物化学与分子生物学技术。

2.掌握蛋白质、核酸、酶类的提取和测定。

3.掌握DNA提取、转染、PCR、核酸杂交等重组DNA生物学技术和方法。

四、课程目标对毕业要求的支撑

五、教学内容

（支撑课程目标1）

实验一：分子生物学实验室安全规范和实验准备（ 3课时） （支撑课程目标1）

重点内容：通过实验掌握分子生物学实验室安全规范和基本操作要求、进行必要的实验前准           备。要求了解分子生物学试剂的配制和器皿的清洗消毒方法。

教学内容： 1. 分子生物学实验室安全规范培训。

       2．玻璃器皿的清洗和试剂配制及灭菌。

实验仪器 ： 电子天平、磁力搅拌器、高压灭菌锅、烘箱、电冰箱、超净工作台等。

实验二：基因组DNA的制备（ 4课时）（支撑课程目标2）

重点内容：通过实验，要求了解分子生物学试剂的配置方法，掌握生物基因组DNA提取的方        法。

教学内容：1. 基因组DNA 提取方法的介绍。

          2．植物基因组DNA 提取。

实验仪器：通风厨、制冰机、细胞匀浆器、台式离心机（1.5ml离心管）、大容量（10ml离心           管）台式冷冻离心机、恒温水浴锅或恒温金属浴、电子天平、高压灭菌锅等。

实验三：基因组DNA的及定性定量检测和电泳分析（ 2课时）（支撑课程目标2）

重点内容：通过实验，要求掌握琼脂糖凝胶电泳检测总DNA的大小，了解紫外分光光度计检        测DNA 浓度和纯度的原理和技术

教学内容：1.电泳基本知识介绍。

          2.琼脂糖凝胶的制备。

          3.电泳检测总DNA。

          4. 利用紫外分光光度计检测DNA的浓度和纯度DNA的定性定量分析。

实验仪器：台式离心机、高压灭菌锅、核酸水平电泳系统、紫外透射仪或凝胶成像系统、致           癌物EB操作和处理安全室等。

实验四：核酸印迹杂交（5课时） （支撑课程目标2）

重点内容：掌握Southern杂交的方法，了解Southern杂交技术的原理，熟悉Southern杂技的           技术应用。

教学内容：1. 基因组DNA的酶切，凝聚电泳分离各酶切片段，然后使DNA原位变性。

          2．将DNA片段转移到固相支持物上。

          3. 通过显影检测目的DNA所在的位置。

实验仪器：旋涡混合器，微量移液取样器，移液器吸头，制冰机、印迹转移装置、紫外交联           仪或真空恒温干燥仪、杂交炉、脱色摇床、暗室等。

实验五：细胞质RNA的制备（4课时）（支撑课程目标2）

重点内容：掌握组织中提取RNA的方法。

教学内容：1. 组织细胞质RNA提取方法的介绍

          2．组织细胞质RNA提取

实验仪器：通风厨、台式离心机、恒温水浴锅或恒温金属浴、电子天平、高压灭菌锅等

实验六：细胞质RNA的电泳分析（2课时）（支撑课程目标2）

重点内容：掌握RNA的电泳检测方法。

教学内容：1. RNA电泳的技术原理和注意事项

          2. RNA电泳检测和结果分析

实验仪器：凝胶成像仪、RNA专用电泳仪、RNA提取器皿的DEPC处理缸等。

实验七：目的基因的PCR扩增及电泳检测（4课时）（支撑课程目标2）

重点内容：要求掌握PCR 反应的基本原理和实验技术。

教学内容：1. PCR 原理和多种PCR 方法及其应用介绍

          2.引物设计

          3.利用PCR 技术扩增一段已知的基因片段

          4.电泳检测PCR 产物

实验仪器：PCR 扩增仪、琼脂糖凝胶电泳系统、核酸凝胶成像仪、Eppendorf管、冷冻离心        机、PCR管微量台式离心机等。

实验八：质粒DNA的提取、纯化和电泳鉴定  （4课时）（支撑课程目标3）

重点内容：掌握碱变性抽提质粒DNA的基本原理；熟悉抽提质粒DNA中所用各种试剂的成分            及其作用。

教学内容：1．碱变性抽提质粒DNA的基本原理和实验中所用各种试剂的成分及其作用。

          2．质粒抽提的实验操作。

实验仪器：恒温培养箱、台式冷冻高速离心机、振荡器、通风柜、超净工作台、移液器、高           压灭菌锅等。

实验九： DNA的限制性酶切和电泳鉴定（ 3课时）（支撑课程目标3）

重点内容：掌握DNA的酶切技术。认识了解如何根据目的基因合理选择载体与限制性内切酶。     掌握微量移液器、台式高速离心机、电泳仪、紫外检测仪等仪器设备的正确使用

教学内容：1．限制性内切酶切割DNA的基本原理，酶试剂的重要组分及其作用。

          2．限制性内切酶切割DNA的实验操作。

          3．电泳鉴定。

实验仪器： 微量移液器、恒温水浴箱或恒温金属浴、电泳仪、电泳槽、紫外检测灯。

实验十： 凝胶电泳法进行DNA片段的分离回收（3课时）（支撑课程目标3）

重点内容：掌握从琼脂糖凝胶中回收和纯化DNA片段的方法。

教学内容：1．在紫外灯下切割回收目的DNA片段；

      2．纯化回收的DNA片段并进行紫外检测。

实验仪器：电泳仪、电泳槽、手提式紫外灯、恒温水浴锅、微量移液器、台式高速离心机、           紫外检测仪。

实验十一：DNA片段的体外连接（3课时）（支撑课程目标3）

重点内容：掌握载体与目的基因连接的方法。连接酶的成分及其作用，碱性磷酸酶的作用。

教学内容：1．T4 DNA连接酶的成分和作用，碱性磷酸酶的作用。

      2．载体与目的基因的连接。

实验仪器：低温恒温水浴锅或恒温金属浴（16°C）、微量移液器、台式高速离心机、电泳仪、         电泳槽、紫外检测仪。

实验十二： 感受态细胞的制备和质粒DNA的转化（4课时）（支撑课程目标3）

重点内容：CaCl2法制备大肠杆菌感受态细胞的原理，制备方法。

教学内容：准备培养基；接种培养；感受态细胞制备；转化；观察计数

实验仪器： 旋涡混合器，微量移液取样器，移液器吸头，双面微量离心管架，台式冷冻离        心机，制冰机，恒温摇床，核酸蛋白分析仪，超净工作台，恒温培养箱，摇菌          试管，三角烧瓶，接种环等。

实验十三：重组大肠杆菌的鉴定（3学时）（支撑课程目标3）

重点内容：基因工程大肠杆菌的鉴定原理和操作技术。

教学内容：1．重组菌落鉴定的原理。

2． 菌落PCR鉴定或者直接观察（如绿色荧光蛋白）。

实验仪器： 旋涡混合器，微量移液取样器，移液器吸头，离心管，台式冷冻离心机，制冰        机，核酸蛋白分析仪，PCR仪，电泳设备，显微镜等。

六、教学安排

该课程每周3学时，15周，45学时为实验教学时间。

建议教学进度如下：

七、教学方法与手段

教师在课堂上讲解和示范，巡视和个别辅导，学生通过认真观摩和反复训练，养成严格的科学工作作风。将传统教学与现代化的教学手段相结合，课堂理论教学以多媒体课件为主，黑板板书为辅。通过规范化的基本操作演示课件和基础性实验教学课件，规范了分子生物学实验基本操作。在教学过程中注重能力的培养，以实际应用系统为例，提高理论教学实用性，提高学生分析和解决实际问题的能力。

八、考核方式及成绩评定

    考核方式： 期末理论考试闭卷，实验操作考，平时作业、出勤、课堂情况。

    成绩评定标准：总成绩（百分制）＝平时成绩×30％＋实验操作考×30％＋期末考试成绩×40％。

九、教材及主要参考书