《微生物代谢工程实验》教学大纲

一、基本信息

二、课程描述

微生物代谢工程是应用重组DNA技术和应用分析与生物学相关的遗传学手段来进行有精确目标的基因操作，以改变微生物原有的调节系统，通过有目的地对细胞代谢进行修饰以改变细胞某些方面的代谢活性的整套工作，从而达到实现目的代谢活性的提高这一预期目标的一个崭新领域。微生物代谢工程实验是生物工程专业继生物化学、微生物学、分子生物学后，与微生物代谢调控学、生物信息学、生物制药工艺学、细胞工程概论、免疫学等课程平行的一门重要必修课。 该实验课程实践性、技术性很强，综合运用生物工程上、下游技术的理论基础，以开发微生物资源为目的，充分展现现代分子生物学、细胞免疫学等新技术、新方法在工业微生物菌种选育中的应用，并以开发新药物、新种质资源为目标，为生物工程产业技术和新产品开发提供最直接的人才培养模式。

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、了解工业微生物资源的种类及特点，培养学生正确记录实验数据和现象、正确处理实验数据和分析实验结果的能力。

2、系统地掌握微生物代谢工程育种的的操作技能，掌握实验的设计原理、主要步骤、注意事项等，培养学生从事生物工程相关科研与生产的基本实验技能。

四、课程目标对毕业要求的支撑

五、教学内容

第1章  微生物菌种的采集、分离及纯化培养                （支撑课程目标1、2）

    重点内容： 选择性鉴别性分离纯化单菌落。

    难点内容：如何设计选择性鉴别性培养基

教学内容：通过实验，要求掌握工业细菌样品的分离、纯化，及设计选择性培养基的方法。熟悉样品的采集，预处理，标识标签、分离纯化及形态鉴定等过程。了解工业微生物菌种的来源方式。

第2章  基于16S rRNA序列分析的细菌分类鉴定               （支撑课程目标1、2）

    重点内容： 细菌分类鉴定的方法

    难点内容：掌握进化树构建方法。

教学内容：学习与掌握基于细菌的16S rDNA序列扩增测序、进化树构建的细菌分子分类鉴定的方法。

第3章  诱变育种及琼脂块法筛选产量突变株                （支撑课程目标1、2）

    重点内容： 诱变育种的一般操作过程及注意事项

    难点内容： 如何高效去除亲本筛选获得正突变株

教学内容：学习和掌握紫外诱变育种的方法及测定诱变剂最适剂量的方法；掌握琼脂块法筛选突变株的方法。

第4章   工业菌种保藏实验                            （支撑课程目标1、2）

    重点内容： 孢子悬浮液的制备及冻干过程

    难点内容： 如何保证真空度及防止表型延迟现象

教学内容：掌握工业菌种保藏原理；掌握菌种冻干保藏的方法。

第5章  高产谷胱甘肽酵母菌种的筛选与GSH测定方法          （支撑课程目标1、2）

    重点内容： 高产谷胱甘肽酵母菌的一般筛选方法

    难点内容： 还原型谷胱甘肽的定量测定方法。

教学内容：掌握高产谷胱甘肽酵母菌的一般筛选方法；掌握酵母菌种谷胱甘肽的测定方法及其实用性。

第6章  微生物基因（GFP）定点突变分子育种实验            （支撑课程目标1、2）

    重点内容：基因定点突变的原理

    难点内容：细菌进行基因突变的方法，理解基因突变在微生物代谢工程中的应用及构建工程菌的基本步骤。

教学内容：了解基因定点突变在基因功能研究和微生物育种中的应用；掌握微生物基因定点突变的原理和操作方法。

第7章  微生物分子免疫学实验-斑点免疫渗滤分析             （支撑课程目标1、2）

    重点内容：

    难点内容：

教学内容：了解免疫快速检测的基本方法和原理；掌握免疫检测的基本方法。

六、教学安排

该课程每周2学时，16周，32学时为课堂授课教学时间，0学时为课内实验教学时间。实验实践单独设课。

建议教学进度如下：

七、课内实验内容、要求及学时

    如果有课内实验，请填写下表；如果没有，则删除下表，并用文字适当说明。

八、教学方法与手段

1、每次实验要求学生写预习实验报告，教师在课前检查预习实验报告，并根据学生的预习情况提出针对性问题。实验过程的数据记录和结果分析应记录在预习实验报告上，在实验结束后作为完整的实验报告上交。

2、实验老师按教学指导书准备每个实验，实验开始时向学生简述实验原理及操作要点后，由学生自己动手完成实验过程，切实地培养学生的专业操作技能。

3．教师跟踪整个实验过程。在实验过程中对出现的实验现象进行必要的解释，对学生的操作进行规范与指导，培养学生观察问题及解决问题的能力。

4．一般实验以4人为一组，独立完成实验报告。

九、考核方式及成绩评定

    考核方式：理论笔试，考试时间2小时。

    成绩评定标准：主要考查内容包括出勤、预习、实验态度、操作技能、卫生、实验报告等，其中操作技能占主要部分。成绩评定为百分制,各部分在总成绩中所占百分比分别为：

实验报告成绩20%；实验操作成绩40%；期末考试成绩40%。

十、教材及主要参考书