实验教学
【课程名称】分子生物学实验 |
【课程类别】必修课 |
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【课程英文名称】The Experiment of Molecular Biology |
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【课程号】0850029 |
【适用专业】生物科学(师范) |
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【学分数】1 |
【适用年级】£大一 þ大二 £大三 □大四 |
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【学时数】36 |
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【先修课】 |
植物学、动物学、生物化学、生物化学实验 |
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【课程负责人】 |
夏海滨 |
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【教学团队教师】 |
俞嘉宁,田英芳,杨章民,李发荣,崔浪军,叶海燕, 李佳,张磊,解源,肖光辉,高平,董小明,杨璐婷 |
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【编写日期】 |
2021年 6 月 18 日 |
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【大纲执笔人】 |
【大纲审阅人】 |
一、课程目标(必备项,从知识、能力/思维与技能、情感态度价值观/课程思政等方面列出,同时也请明确课程目标对该专业人才培养目标及毕业要求的支撑关系)
1. 分子生物学实验技术专业课实验是配合分子生物学理论教学而设置的一门基础课程。实验开设于本科二年级第二学期,学生在进行分子生物学的课程学习同时,进行分子克隆的实验操作。主要实验设置为DNA, RNA的分离纯化技术及分子克隆综合大实验技术。分子克隆综合大实验可使学生更好地将分子生物学理论和实验技术相结合,掌握分子生物学基本实验技能和综合实验能力。通过课程的学习,培养学生分子生物学实验的综合能力,力求使学生更好地掌握分子生物学实验原理,培训实验技能及操作方法,学生能够对分子生物学的基本理论和概念有更加深刻的认识,激发学生对探索分子生物学规律的浓厚兴趣。(支撑毕业要求2,3)
2. 锻炼学生思考问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生的分子生物学综合分析能力,提高学生的创新思维和实际动手能力。(支撑毕业要求3,4)
3实验中,采用以学生自我训练为主的教学模式,要求学生通过实验,掌握文献检索、实验设计、实验开展、数据处理、结果总结、论文撰写的方法。培养学生的科学探究能力,事实求是的科学态度,严谨的工作作风,相互协作的团队精神,勇于开拓的创新意识。(支撑毕业要求3,6,8)
4.使学生具备获取相关专业信息的能力,综合利用不同学习资源,通过多种媒体搜集遗传学资料和信息,并进行评价、鉴别、选择、加工处理并与他人分享,为学生的终生学习和职业发展奠定基础。(支撑毕业要求3,4,8)
5.培养学生高层次的认知能力,初步形成科学家的思维方式和思维习惯,发展学生比较、判断、推理、分析和综合等思维能力,形成批判性思维和创造性思维的品质。(支撑毕业要求7,8)
课程目标内容 | 支撑的毕业要求指标点 |
支撑度 (L/M/H) |
1 |
具有人文底蕴和科学精神 |
H |
1,2,3,4 |
系统掌握生物学专业的基本知识、基本原理和基本技能,熟悉本学科的发展前沿,具有科学合理的知识结构; 能够综合运用本学科的知识解决学习、工作中遇到的问题 |
H |
2,4 |
能够以学习者为竞彩平台 ,创设适合的学习环境,指导学习过程,进行学习评价,掌握中外文资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法以及用信息技术优化生物学课堂教学的方法技能; |
H |
3 |
能够在教育实践中将生物学知识学习、能力发展与品德养成相结合,在潜移默化中培养学生的良好品格 |
H |
5 |
运用批判性思维方法,养成从学生学习、课程教学、学科理解等角度反思分析问题的习惯; |
H |
3,4, 5 |
理解学习共同体的作用,具有团队协作精神;了解课堂观察的方法,提升教学研究能力; 善于和校内外的同行展开交流与合作,互助提高 |
H |
二、教学内容和学时分配(明确各章节教学内容、教学重难点和学时分配,明确教学内容与课程目标的对应关系;重难点请以※标注。混合式教学课程还需明确线上/线下教学内容和学时分配。)
1. 基因的扩增与检测(3学时)
【实验名称】:GFP基因的PCR扩增DNA+琼脂糖电泳检测
【支撑的课程目标】:
1)了解琼脂糖凝胶电泳检测DNA与PCR的基本原理。
2)掌握分子生物学操作技术操作和PCR仪的使用。
【教学内容】:
1)PCR与琼脂糖凝胶电泳的基本原理与操作。
2)PCR引物的设计。
【教学方式】:
教师讲授PCR与琼脂糖凝胶电泳的相关理论,说明实验目的、原理及其实验要求,简单说明实验内容和操作中应当注意的问题。由学生独立完成实验操作和结果记录的过程。教师跟踪整个实验进程,解决学生实验中提出的问题,指正学生操作中的失误,确保实验顺利有序进行。
[预习要求]:
熟悉细胞内DNA复制的原理,掌握DNA复制的相关理论。
2. 目的基因的回收纯化(3学时)
【实验名称】:PCR扩增GFP基因的切胶纯化
【支撑的课程目标】:
1)学习并了解琼脂糖凝胶中的DNA回收纯化的基本原理。
2)练习并掌握琼脂糖凝胶中的DNA回收纯化的实验技术。
【教学内容】:
琼脂糖凝胶回收试剂盒工作的基本原理与操作
【教学方式】:
教师讲授实验目的、原理及其实验要求,简单说明实验内容和操作中应当注意的问题。由学生独立完成实验和结果记录的过程。教师跟踪整个实验进程,解决学生实验中提出的问题,指正学生操作中的失误,确保实验顺利有序进行。
【预习要求】:
熟悉DNA分子的物理与化学特性。
3. 大肠杆菌的培养(3学时)
【实验名称】:大肠杆菌的培养
【支撑的课程目标】:
1) 掌握大肠杆菌的接种与培养技术。
2) 熟悉大肠杆菌培养基的配制。
【教学内容】:
大肠杆菌的单克隆挑取与扩大培养。
【教学方式】:
教师讲授并说明实验目的、原理及其实验要求,简单说明实验内容和操作中应当注意的问题。教师跟踪整个实验进程,解决学生实验中提出的问题,指正学生操作中的失误,确保实验顺利有序进行。
【预习要求】:
了解细菌繁殖的基本知识
4. 质粒DNA 的提取(3学时)
【实验名称】:质粒DNA的提取与电泳检测
【支撑的课程目标】:
1)学习并了解质粒DNA提取的原理
2)练习并掌握质粒DNA提取的方法
【教学内容】:
质粒DNA提取的原理,方法及实验操作。
【教学方式】:
教师讲授实验目的、原理及其实验要求,简单说明实验内容和操作中应当注意的问题。教师指导并跟踪整个实验进程,解决学生实验中提出的问题,指正学生操作中的失误,确保实验顺利有序进行。
【预习要求】:
了解质粒DNA与染色体DNA的异同。
5、质粒DNA的酶切(3学时)
【实验名称】:质粒DNA的酶切与电泳检测
【支撑的课程目标】:
1)了解DNA限制性内切酶的使用和选取方法
1)学习并掌握DNA酶切这一分子生物学常用技术
【教学内容】:
1)DNA限制性内切酶的酶切位点与使用方法。
2)使用DNA限制性内切酶切割DNA的实验操作。
3)酶切产物的鉴定。
【教学方式】:
教师讲授实验目的、原理及其实验要求,简单说明实验内容和操作中应当注意的问题。教师指导并跟踪整个实验进程,解决学生实验中提出的问题,指正学生操作中的失误,确保实验顺利有序进行。
【预习要求】:
DNA分子的物理化学性质与核酸酶的工作原理。
6、 DNA重组:目的基因与质粒的连接(3学时)
【实验名称】:质粒DNA与GFP基因的连接与电泳检测
【支撑的课程目标】:
学习外DNA重组的原理和方法,掌握T-A克隆重组技术,能够利用T-A克隆重组技术构建重组子。
【教学内容】:
1)DNA重组的原理与方法。
2)T-A克隆重组技术的原理与实验操作。
【教学方式】:
教师主要讲授实验目的、原理及其实验要求。教师跟踪整个实验进程,要求学生在一段时间内安排好实验进程,如实记录实验中出现的现象和问题,并做出自己的分析和判断。
【预习要求】:
熟悉DNA重组的概念。
7、感受态细胞的制备(3学时)
【实验名称】:大肠杆菌感受态细胞的制备
【支撑的课程目标】:
学习并掌握感受态细胞的制备方法,能够完成大肠杆菌感受态细胞的制备。
【教学内容】:
1)大肠杆菌感受态细胞的概念,制备方法与应用
2)制备大肠杆菌感受态细胞的实验操作
【教学方式】:
教师主要讲授实验目的、原理及其实验要求。教师跟踪整个实验进程,要求学生在一段时间内安排好实验进程,如实记录实验中出现的现象和问题,并做出自己的分析和判断。
【预习要求】:
大肠杆菌的繁殖及其培养的原理与操作。
8、外源基因的转化(3学时)
【实验名称】:携带GFP基因重组子的转化
【支撑的课程目标】:
学习并掌握基因转化的原理和方法,会利用热激法进行DNA分子的转化。
【教学内容】:
1) DNA分子转化的原理
2) 热激法转化DNA重组子的操作
【教学方式】:
教师主要讲授实验目的、原理及其实验要求。教师跟踪整个实验进程,要求学生在一段时间内安排好实验进程,如实记录实验中出现的现象和问题,并做出自己的分析和判断。
【预习要求】:
熟悉DNA重组,感受态细胞制备。
9、转化大肠杆菌的倒板培养(3学时)
【实验名称】:转化大肠杆菌的倒板培养
【支撑的课程目标】:
学习并掌握转化大肠杆菌的倒板培养的操作方法,能够独立进行转化大肠杆菌的倒板培养操作。
【教学内容】:
转化大肠杆菌倒板培养实验操作的方法。
【教学方式】:
教师主要讲授实验目的、原理及其实验要求。教师跟踪整个实验进程,要求学生在一段时间内安排好实验进程,如实记录实验中出现的现象和问题,并做出自己的分析和判断。
【预习要求】:
熟悉大肠杆菌的培养方法。
10、重组大肠杆菌的筛选(3学时)
【实验名称】:重组大肠杆菌的蓝白斑筛选
【支撑的课程目标】:
学习转化大肠杆菌阳性克隆的蓝白斑筛选方法的原理,掌握蓝白斑与抗生素联合双筛法的操作方法。
【教学内容】:
1)转化大肠杆菌蓝白斑筛选法的原理。
2)抗生素与蓝白斑联合双筛法的实验操作方法。
【教学方式】:
教师主要讲授实验目的、原理及其实验要求。教师跟踪整个实验进程,要求学生在一段时间内安排好实验进程,如实记录实验中出现的现象和问题,并做出自己的分析和判断。
【预习要求】:
熟悉大肠杆菌半乳糖代谢的相关知识。
11、转化大肠杆菌的扩大培养(3学时)
【实验名称】:重组大肠杆菌的阳性克隆培养
【支撑的课程目标】:
学习转化大肠杆菌阳性克隆的扩大培养的意义。掌握扩大培养的方法与原理,能独立进行转化大肠杆菌的扩大培养。
【教学内容】:
阳性克隆的挑取方法与扩大培养的实验操作。
【教学方式】:
教师主要讲授实验目的、原理及其实验要求。教师跟踪整个实验进程,要求学生在一段时间内安排好实验进程,如实记录实验中出现的现象和问题,并做出自己的分析和判断。
【预习要求】:
熟悉大肠杆菌的培养方法。
12、重组子的鉴定(3学时)
【实验名称】:重组质粒DNA的检测
【支撑的课程目标】:
学习重组子的鉴定方法,能够使用PCR法与酶切法对重组质粒DNA进行鉴定。
【教学内容】:
1)重组子鉴定的方法与原理。
2)PCR法与酶切法进行重组质粒DNA鉴定的实验操作方法。
【教学方式】:
教师主要讲授实验目的、原理及其实验要求。教师跟踪整个实验进程,要求学生在一段时间内安排好实验进程,如实记录实验中出现的现象和问题,并做出自己的分析和判断。
【预习要求】:
熟悉PCR与酶切的操作方法。
三、教学策略与方法(体现以学生的学为竞彩平台 )
1. 教师讲授并说明实验目的、原理及其实验要求,简单说明实验内容和操作中应当注意的问题。
2. 通过图片、动画与视频等方式详细介绍实验关键知识点。
3. 由学生配合完成具体测定和结果记录的过程。
4. 教师跟踪整个实验进程,解决学生实验中提出的问题,指正学生操作中的失误,确保实验顺利有序进行。
四、课程考核/评价方式(说明本课程的教学评价方式,体现OBE理念,即对课程目标达成度的体现,尤其是要重视过程性评价(混合式教学课程须含线上教学过程评价和线下教学过程评价),清晰说明过程性评价的比例、评价内容与标准、实施方式,能综合考评学生学习本门课程后应获得的各方面素质和能力等)
评价方式 及所占比例 |
评价内容及标准 |
对课程目标的支撑 |
实施方式 |
评价方式1 20% |
实验技能 |
掌握生物化学实验的基本方法和基本技能 |
(1)课堂表现及实验操作(60%);(2)课堂考勤(40%)。 |
评价方式2 60% |
综合分析,学科素养 |
实验思路清晰、对实验结果的分析和理解全面,独立解决实验问题能力强;科研创新能力有提升。 |
实验报告的书写 (1)格式规范(20%):按照科学文献的基本要素要求来评定等级;(2)实验结果(40%):实验结果综合考虑结果的真实性、准确性,以及对结果的准确科学表述;(3)讨论部分(40%):综合考虑对结果的准确理解,结果与原理的联系,以及对实验方法和实验设计的想法和感悟等。 |
评价方式3 20% |
科学协作,口头表达 |
实事求是、严谨求真的科学精神,培养团队协作精神,科研创新能力。 |
分组进行PPT汇报实验结果 (1)对实验结果的评价与反思(60%);(2)对实验相关内容的扩展性探索(40%)。 |
五、教材、参考书目及其他学习资源
1. 选用教材(如果没有教材则填写“无”,如有教材请填写下表)
教材名称 |
ISBN号 |
编者 |
出版社 |
出版时间 |
是否 马工程 教材 |
备注 |
生化与分子生物学实验技术教程(第二版) |
978-7-03-039736-2 |
杨建雄 |
科学出版社 |
2009 |
否 |
数字化教材 |
2. 主要参考书目
[1] 分子克隆实验指南(第二版),(美)萨姆布鲁克,(美)拉塞尔主编,化学工业出版社
[2] 生物化学(第三版),王镜岩、朱圣庚、徐长法主编,高等教育出版社,2007
[3] 转基因技术,Elizabeth J.Cartwright主编,科学出版社出版,2012
3. 其它学习资源(请在此说明可以为学生提供参考书目之外的何种课程学习资源;还有哪些资源将用于本门课程的教学与学习等,如Bb平台资源,其它网络课程等)
中国大学慕课等网络课程。