《基因工程實驗》課程教學(xué)大綱

第頁《基因工程實驗》課程教學(xué)大綱課程簡介課程中文名基因工程實驗課程英文名ExperimentofGeneEngineering課程代碼133Y07B課程學(xué)分2總學(xué)時數(shù)68課程類別□通識課程□學(xué)科基礎(chǔ)課□專業(yè)課實驗實踐課□其他課程性質(zhì)?必修□選修□其他課程形態(tài)□線上線下□線上線下混合□其他考核方式□閉卷□開卷□一頁開卷□面試□口試□答辯□論文報告□大型作業(yè)□課程作品□其他開課學(xué)院海洋學(xué)院開課基層教學(xué)組織生物技術(shù)系面向?qū)I(yè)生物技術(shù)開課學(xué)期2.2學(xué)期課程負責(zé)人審核人先修課程“生物化學(xué)”“分子生物學(xué)”“基因工程原理”后續(xù)課程無課程網(wǎng)址/mycourse/teachercourse?moocId=90599714&clazzid=25784498&edit=true&v=0&cpi=0課程簡介（中文）基因工程實驗是生物技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對分子生物學(xué)、基因工程和生物信息學(xué)技術(shù)基本理論內(nèi)容的理解，從而掌握分子生物學(xué)與基因工程實驗技術(shù)的基本實驗方法和技能。本課程的實驗內(nèi)容是分子生物學(xué)、基因工程和生物信息學(xué)理論教學(xué)內(nèi)容的實踐。通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生能較系統(tǒng)地掌握基因工程和生物信息學(xué)的基本知識、原理和方法，具備獨立開展基因工程實驗，利用生物信息學(xué)軟件分析數(shù)據(jù)的能力。（英文）課程目標基因工程實驗是生物技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對分子生物學(xué)、基因工程和生物信息學(xué)技術(shù)基本理論內(nèi)容的理解，從而掌握分子生物學(xué)與基因工程實驗技術(shù)的基本實驗方法和技能。本課程的實驗內(nèi)容是分子生物學(xué)、基因工程和生物信息學(xué)理論教學(xué)內(nèi)容的實踐。通過掌握分子生物學(xué)、基因工程和生物信息學(xué)實驗基本原理、基本知識和基本實驗技能，能將基因工程實驗技能和生物信息學(xué)工具應(yīng)用于科學(xué)研究中。通過大型實驗，養(yǎng)成良好的創(chuàng)造性思維習(xí)慣，能綜合應(yīng)用基因工程和生物信息學(xué)知識和工具軟件設(shè)計基因工程原核表達載體和真核雙元表達載體的構(gòu)建。掌握扎實的基因工程實驗儀器原理和實驗方法，培養(yǎng)對基因工程儀器和試劑盒開發(fā)的思維和邏輯。能運用專業(yè)基礎(chǔ)知識對實驗結(jié)果進行分析和解釋，并通過各種生物學(xué)等計算機相關(guān)處理方法進行信息綜合得到合理有效的結(jié)論。同時，通過了解基因工程前沿研究，讓學(xué)生樹立艱苦奮斗精神和務(wù)實作風(fēng)。始終保持昂揚的斗志和堅韌不拔的作風(fēng)，堅定不移地朝著既定的奮斗目標前進。培養(yǎng)學(xué)生良好的心理素質(zhì)。能正確評價自我，胸襟開闊、豁達大度、積極樂觀；培養(yǎng)堅韌不拔的毅力，增強自信心，以良好的心理素質(zhì)去迎接挑戰(zhàn)。表1課程目標序號具體課程目標課程目標1學(xué)生樹立艱苦奮斗精神和務(wù)實作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生良好的心理素質(zhì)，能正確評價自我，培養(yǎng)堅韌不拔的毅力，增強自信心。課程目標2掌握分子生物學(xué)、基因工程和生物信息學(xué)實驗基本原理、基本知識和基本實驗技能，能將基因工程實驗技能和生物信息學(xué)工具應(yīng)用于科學(xué)研究中。課程目標3掌握扎實的基因工程實驗儀器原理和實驗方法，培養(yǎng)對基因工程儀器和試劑盒開發(fā)的思維和邏輯。課程目標4能運用專業(yè)基礎(chǔ)知識對實驗結(jié)果進行分析和解釋，并通過各種生物學(xué)等計算機相關(guān)處理方法進行信息綜合得到合理有效的結(jié)論。課程目標與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系表2課程目標與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1：過硬的思想政治素質(zhì)和深厚的人文情懷：有正確的世界觀、人生觀、價值觀，善于用馬克思主義的立場、觀點和方法來認識問題、解決問題；有正確的歷史觀、民族觀、國家觀和文化觀，堅持道路自信、理論自信、制度自信和文化自信，全面發(fā)展成為社會主義的合格公民。1-3艱苦奮斗精神和務(wù)實作風(fēng)。始終保持昂揚的斗志和堅韌不拔的作風(fēng)，堅定不移地朝著既定的奮斗目標前進。1畢業(yè)要求2：健康的身心：不僅有健康強壯的體魄，而且具備比較正確的認知、良好的情緒情感、堅強的意志品質(zhì)與健康的個性心理。2-2良好的心理素質(zhì)。加強心性修養(yǎng)，提高心理素質(zhì)，能正確評價自我，胸襟開闊、豁達大度、積極樂觀；要正確對待挫折，克服期望值過高的心理，培養(yǎng)堅韌不拔的毅力；要克服自卑感，增強自信心，培養(yǎng)心理調(diào)試能力，以良好的心理素質(zhì)去迎接挑戰(zhàn)。2,3,4畢業(yè)要求4：專業(yè)知識：能夠應(yīng)用生物技術(shù)專業(yè)的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析生物學(xué)中復(fù)雜現(xiàn)象和問題的原因，并獲得有效結(jié)論4-3能認識到解決實際問題有多種方案可選擇，會通過文獻研究尋求可替代的解決方案2,3,4畢業(yè)要求5：掌握并靈活運用生物學(xué)相關(guān)技術(shù)。針對生物學(xué)問題，能夠利用科學(xué)原理和科學(xué)方法，設(shè)計實驗、綜合分析，并得到合理有效的結(jié)論5-3能夠根據(jù)實驗方案，安全地開展實驗，正確地采集實驗數(shù)據(jù)；2,3,4畢業(yè)要求5：掌握并靈活運用生物學(xué)相關(guān)技術(shù)。針對生物學(xué)問題，能夠利用科學(xué)原理和科學(xué)方法，設(shè)計實驗、綜合分析，并得到合理有效的結(jié)論5-4能運用專業(yè)基礎(chǔ)知識對實驗結(jié)果進行分析和解釋，并通過各種生物學(xué)等計算機相關(guān)處理方法進行信息綜合得到合理有效的結(jié)論。2,3,4畢業(yè)要求9：個人和團隊。能夠理解團隊合作的意義，能夠在團隊中根據(jù)角色要求（團隊成員或負責(zé)人）發(fā)揮相應(yīng)的作用，并與團隊成員有效溝通，協(xié)調(diào)工作。9-1能與其他專業(yè)的成員有效溝通，合作共事，能夠?qū)ι锛夹g(shù)專業(yè)問題進行科學(xué)分析，能權(quán)衡利弊，并做出合理決策。2,3,4課程目標與教學(xué)內(nèi)容和方法的對應(yīng)關(guān)系1.每個實驗項目的學(xué)時數(shù)和類型如表3所示：表3實驗及學(xué)時分配序號實驗名稱學(xué)時數(shù)項目類別項目類型要求每組人數(shù)理論學(xué)時實驗學(xué)時課外學(xué)時1植物總DNA的提取與檢測8專業(yè)綜合必做42目的基因的PCR擴增與檢測6專業(yè)綜合必做43重組DNA轉(zhuǎn)化大腸桿菌10專業(yè)綜合必做44重組菌篩選與鑒定8專業(yè)綜合必做45質(zhì)粒抽提及酶切檢測8專業(yè)綜合必做46核酸序列查找和分析4專業(yè)設(shè)計研究必做17DNAMAN軟件的使用4專業(yè)設(shè)計研究必做18VectorNTI軟件的安裝使用及核酸蛋白質(zhì)序列多重比對使用8專業(yè)設(shè)計研究必做19蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析及WLViewerLite軟件的使用4專業(yè)設(shè)計研究必做110系統(tǒng)進化樹分析4專業(yè)設(shè)計研究必做111引物設(shè)計軟件PrimerPremier的安裝及使用4專業(yè)設(shè)計研究必做1合計68填表說明：（1）“實驗類別”項請?zhí)顚懀孩倩A(chǔ)；②專業(yè)；③專業(yè)基礎(chǔ)；（2）“實驗類型”項請?zhí)顚懀孩衮炞C性；②綜合性；③設(shè)計研究；④其他；（3）“要求”項請?zhí)顚懀孩俦刈?；②選做；2.每個設(shè)計項目的教學(xué)內(nèi)容、對課程目標的支撐關(guān)系、教學(xué)方法如表4所示：表4課程目標與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的對應(yīng)關(guān)系序號項目名稱教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法課程目標1植物總DNA的提取與檢測掌握DNA提取方法；掌握電泳技術(shù)；掌握DNA質(zhì)量的檢測方法實驗指導(dǎo)，理論講授2,3,42目的基因的PCR擴增與檢測掌握PCR反應(yīng)體系的添加及反應(yīng)條件的設(shè)置，掌握PCR產(chǎn)物的檢測方法。思政融入點1：PCR操作需要細心，通過實驗培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和精益求精的工匠精神。實驗指導(dǎo)，理論講授2,3,43重組DNA轉(zhuǎn)化大腸桿菌掌握載體構(gòu)建原理，掌握PCR產(chǎn)物的回收方法，掌握連接技術(shù)，掌握轉(zhuǎn)化大腸桿菌的方法。實驗指導(dǎo)，理論講授1,2,3,44重組菌篩選與鑒定掌握重組DNA的篩選方法，掌握重組DNA的PCR鑒定方法。思政融合點2：通過基因克隆大實驗，引導(dǎo)學(xué)生理解基因克隆的意義，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，提高學(xué)生科研創(chuàng)新能力，樹立投身科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的遠大理想。實驗指導(dǎo)，理論講授1,2,3,45質(zhì)粒抽提及酶切檢測掌握質(zhì)粒的抽提方法，掌握質(zhì)粒的電泳檢測方法。掌握質(zhì)粒酶切或DNA酶切方法實驗指導(dǎo)，理論講授2,3,46核酸序列查找和分析掌握NCBI網(wǎng)站查找核苷酸和蛋白質(zhì)序列的方法；掌握ORF分析、許可列比對等方法。思政融合點3：通過生物信息核苷酸數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫等知識，讓學(xué)生了解生物信息學(xué)發(fā)展十分迅速，增加大家對科研的向往，激發(fā)大家的科研熱情和信心。理論講授，上機，交流討論，課后練習(xí)，案例教學(xué)2,3,47DNAMAN軟件的使用熟練使用DNAMAN軟件進行基因的氨基酸序列排列理論講授，上機，交流討論，課后練習(xí)，案例教學(xué)2,3,48VectorNTI軟件的安裝使用及核酸蛋白質(zhì)序列多重比對使用掌握VectorNTI軟件的安裝、文件的建立，掌握使用VectorNTI軟件進行核酸蛋白質(zhì)序列多重比對理論講授，上機，交流討論，課后練習(xí)，案例教學(xué)2,3,49蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析及WLViewerLite軟件的使用掌握蛋白質(zhì)一級、二級及三維空間結(jié)構(gòu)的預(yù)測，掌握應(yīng)用WLViewerLite軟件對蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)進行美化和標記理論講授，上機，交流討論，課后練習(xí)，案例教學(xué)2,3,410系統(tǒng)進化樹分析掌握用軟件Mega軟件進行系統(tǒng)進化樹的分析理論講授，上機，交流討論，課后練習(xí)，案例教學(xué)2,3,411引物設(shè)計軟件PrimerPremier的安裝及使用掌握PrimerPremier的安裝及探針、RACE技術(shù)引物的設(shè)計理論講授，上機，交流討論，課后練習(xí)，案例教學(xué)2,3,4“教學(xué)方法”包括：案例教學(xué)、實驗指導(dǎo)、查閱文獻、閱讀報告、小組研討、理論講授、自學(xué)、視頻學(xué)習(xí)等課程學(xué)生成績評定方法1.課程考核與成績評定方法本課程為考查課，學(xué)生成績采用百分制評定，由平時成績和實驗成績兩部分構(gòu)成，平時成績占50%，實驗成績占50%。平時成績至少包含2項考核項目，總占比50%；平時成績的考核項目包括但不僅限于課程思政實踐（占5%）、實驗規(guī)范與態(tài)度、研討報告、課堂表現(xiàn)、實驗操作等等（項目可根據(jù)課程自定）。實驗成績至少包含2項考核項目，總占比50%；實驗成績的考核項目包括但不僅限于部件實驗驗收、整機實驗驗收、小組答辯、實驗考試等等；實驗報告成績占比不低于30%?；蚬こ虒嶒炇且粋€完整的大實驗，實驗報告可以采用論文的形式，包括前沿、材料與方法、結(jié)果分析、討論等四部分。生物信息學(xué)分析部分也可采用論文形式撰寫分析結(jié)果。各部分的具體評價環(huán)節(jié)、關(guān)聯(lián)課程目標、評價依據(jù)及方法和在總成績中的占比，如表5所示。表5課程考核與成績評定方法成績構(gòu)成考核項目考核關(guān)聯(lián)的課程目標考核依據(jù)與方法占總評成績的比重平時成績課程思政實踐1通過課堂展示、課堂小組討論、課后單元測試等多種形式，考查學(xué)生對基因工程技術(shù)、生物信息學(xué)技術(shù)的了解情況以及核心價值觀狀況5%出勤情況根據(jù)出勤情況考核；占比10%45%實驗操作2,3,4根據(jù)實驗操作、課堂表現(xiàn)和實驗結(jié)果，考核評分；占比10%實驗作業(yè)2,3,4在課程網(wǎng)站提交生物信息學(xué)作業(yè)，占比25%實驗成績實驗報告2,3,4根據(jù)報告的規(guī)范性、各部分內(nèi)容質(zhì)量，批閱評分；占比40%50%生信論文2,3,4,根據(jù)生物信息學(xué)分析形成一篇論文，對論文中分析結(jié)果進行評分，占比10%總評成績1,2,3,4=平時成績*50%+實驗成績*50%100%2.各個考核項目的詳細評分標準表6實驗評分標準實驗準備實驗操作實驗報告折算分值有預(yù)習(xí)報告（含簡單書寫或打印），并有疑惑問題者。能按要求完成實驗內(nèi)容，實驗結(jié)果正確，在基本要求的實驗內(nèi)容外還有一定的創(chuàng)意者；或者實驗過程中能夠進行故障分析與排除，研究并解決復(fù)雜工程問題。報告內(nèi)容完整，獨立或合作完成全部實驗要求。書寫端正并有完整清晰的實驗過程與結(jié)果，沒有抄襲；對實驗過程中存在問題有詳細透徹的分析。對實驗過程中存在問題有詳細透徹的分析。（95-100分）/次有預(yù)習(xí)報告（含簡單書寫或打印），對實驗過程清晰者。能按要求完成實驗內(nèi)容，實驗結(jié)果正確；或者實驗過程中能夠進行故障分析與排除。報告內(nèi)容完整，獨立或合作完成全部實驗要求。書寫端正并有完整清晰的實驗過程與結(jié)果，沒有抄襲。對實驗過程中存在問題有較詳細透徹的分析。（85-95分）/次無預(yù)習(xí)報告，對實驗內(nèi)容和本次實驗要達到的目的不清晰者。按要求完成了實驗內(nèi)容，實驗結(jié)果正確。報告內(nèi)容完整，獨立或合作完成全部實驗要求。書寫端正，有較完整的實驗過程與結(jié)果，沒有抄襲。對實驗過程中存在問題有一定的分析。（80-85分）/次無預(yù)習(xí)報告，對實驗內(nèi)容和本次實驗要達到的目的不清晰者。按要求雖完成了實驗內(nèi)容，但在老師或同學(xué)的指導(dǎo)下完成，實驗結(jié)果正確。報告內(nèi)容完整，間接完成實驗要求。對實驗過程中存在問題分析太簡單。（75-80分）/次沒有預(yù)習(xí)。未能按要求完成實驗；或在在老師或同學(xué)的幫助下完成實驗內(nèi)容。報告內(nèi)容不完整，或存在抄襲現(xiàn)象。對實驗過程中存在問題沒有分析。（60-75分）/次沒有預(yù)習(xí)。未能按要求完成實驗。報告內(nèi)容存在抄襲現(xiàn)象，結(jié)果不完整。對實驗過程中存在問題沒有分析。實驗報告未上交。（0-60分）/次總得分：將每次的實驗分求和，除以實驗次數(shù)。按實計算教學(xué)資源表8課程的基本教學(xué)資源資源類型資源教材分子細胞生物學(xué)實驗指導(dǎo)，薛良義，科學(xué)出版社，2012參考書籍或文獻基礎(chǔ)生物信息學(xué)及應(yīng)用，蔣彥，清華大學(xué)出版社，2009課程網(wǎng)址/mycourse/teachercourse?moocId=90599714&clazzid=25784498&edit=true&v=0&cpi=0課程文檔無課程目標達成情況評價在課程結(jié)束后，需要對每一個課程目標（含思政課程目標）進行達成情況進行定性和定量評價，用以實現(xiàn)課程的持續(xù)改進。其中課程目標達成情況的定量評價算法如下：使用教學(xué)活動（如課程思政實踐、課后作業(yè)、課堂討論、互動、閱讀報告、大作業(yè)、實驗操作等等）成績或?qū)嶒瀳蟾娴梅致首鳛樵u價項目，來對某個課程目標進行達成