《分子生物学实验》课程教学大纲 TechnologyExperimentofMolecularBiology 课程类别 专业核心课程 课程编号 1020116B 微生物学、动物学、植物 适用专业 生物科学 先修课程 学、分子生物学 总学时 32 学 分 1 讲授 o 实践 o 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是生物科学专业中的专业核心课程，课程以理论课教学为基础，使学生掌握分子 生物学实验基本原理及操作技能，培养学生观察、思考、分析问题和解决问题的能力，以及 实事求是、严肃认真的科学态度。课程教学大纲以习近平教育思想为指导，立足应用性和地 方性，以生物科学与技术系2021年人才培养方案为依据，是学生今后从事生物基础教育与 中学生物教学研究工作的必要培养环节。 （二）课程任务 通过本课程的实验（思政）教学使学生具备以下知识和能力： 1.了解和掌握分子生物学实验的基本原理和操作方法，熟练使用分子生物学实验常用 仪器设备，学会植物基因组DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳检测、PCR目的基因扩增及质粒DNA 的提取等实验操作技能。 2.能够正确观察、记录、分析和总结实验现象，规范撰写实验报告，运用分子生物学 实验的相关知识解决实际问题，培养学生具有实事求是、严肃认真的科学态度，及独立发现、 分析和解决问题的能力。 3.通过小组进行资料查询、实验设计和数据分析，培养学生团队意识与合作精神，提 高学生交流沟通、合作创新的能力。 4.通过实验教学，使学生具备良好的政治素质、道德情操和教师职业道德与作风，增
《分子生物学实验》课程教学大纲 TechnologyExperiment of Molecular Biology 课程类别 专业核心课程 课程编号 1020116B 适用专业 生物科学 先修课程 微生物学、动物学、植物 学、分子生物学 总 学 时 32 学 分 1 讲 授 0 实 践 0 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是生物科学专业中的专业核心课程，课程以理论课教学为基础，使学生掌握分子 生物学实验基本原理及操作技能，培养学生观察、思考、分析问题和解决问题的能力，以及 实事求是、严肃认真的科学态度。课程教学大纲以习近平教育思想为指导，立足应用性和地 方性，以生物科学与技术系 2021 年人才培养方案为依据，是学生今后从事生物基础教育与 中学生物教学研究工作的必要培养环节。 （二）课程任务 通过本课程的实验（思政）教学使学生具备以下知识和能力： 1. 了解和掌握分子生物学实验的基本原理和操作方法，熟练使用分子生物学实验常用 仪器设备，学会植物基因组 DNA 的提取、琼脂糖凝胶电泳检测、PCR 目的基因扩增及质粒 DNA 的提取等实验操作技能。 2. 能够正确观察、记录、分析和总结实验现象，规范撰写实验报告，运用分子生物学 实验的相关知识解决实际问题，培养学生具有实事求是、严肃认真的科学态度，及独立发现、 分析和解决问题的能力。 3. 通过小组进行资料查询、实验设计和数据分析，培养学生团队意识与合作精神，提 高学生交流沟通、合作创新的能力。 4. 通过实验教学，使学生具备良好的政治素质、 道德情操和教师职业道德与作风，增
强学生的担当意识和社会责任感。 二、课程目标 课程目标1：通过分子生物学实验教学，使学生掌握分子生物学研究的基本原理、方法、 操作技能及应用，并能综合运用分子生物学实验方法科学解决生活实践中的实际问题，服务 社会。（支撑毕业要求指标点3.1） 课程目标2：通过分子生物学实验教学，训练学生的科学探究和实践能力，使学生具备 实事求是的实验态度和严谨规范的实验操作技能，能够主动思考关注分子生物学发展的前沿 问题。（支撑毕业要求指标点3.2） 课程目标3：通过综合性设计性实验，培养学生科学的逻辑思维和创新精神，能够对实 验中存在的问题进行反思，具备分子生物学领域教学与研究的创新能力。（支撑毕业要求指 标点7.2） 课程目标4：通过分子生物学实验中的分组与讨论，使学生具备团队合作意识和良好的 团队协作精神，为从事生命科学的教学和研究工作打下牢固的基础。（支撑毕业要求指标点 8.1） 三、课程目标与毕业要求指标点对应关系 课程目标 毕业要求 毕业要求指标点 3.1[学科基础]具有系统扎实的生物科学理论基础知识及基本技 课程目标1 学科素养（H） 能，熟悉生物专业知识体系和架构，能综合运用生物学科知识和技 能解释生命现象，科学地解决生活实际问题，服务社会。 3.2[知识整合]关注生物学科发展前沿，掌握生物学科的思维和方 课程目标2 学科素养（H） 法，了解生物科学与数学，化学，物理等学科之间的关联，具有环境 保护与生态优先意识。 7.2[反思创新]系统进行批判性思维方法和反思技能的训练，学会 独立思考，掌握基本的反思方法与技能，创新性地解决专业学习及 课程目标3 学会反思（M） 中学生物教育教学等过程中出现的相关问题，具有积极的教学反思 体验。 8.1[团队协作]理解学习共同体在中学生物教育教学工作中的重 课程目标4 沟通合作（M） 要作用，明白团队至上、互敬互助的道理，具备团队合作意识，掌 握团队协作的相关知识与技能，具有良好的团队协作精神。 四、课程目标与实践内容和实践方法对应关系 支撑 序号 实践方法 学时 类型 要求 课程目标 实践项目名称 分子生物学实验常用 」讲授法、讨论法、演示 课程目标1、2、 2 验证性 必做 法 3、4 仪器的认识与使用 1
强学生的担当意识和社会责任感。 二、课程目标 课程目标 1：通过分子生物学实验教学，使学生掌握分子生物学研究的基本原理、方法、 操作技能及应用，并能综合运用分子生物学实验方法科学解决生活实践中的实际问题，服务 社会。（支撑毕业要求指标点 3.1） 课程目标 2：通过分子生物学实验教学，训练学生的科学探究和实践能力，使学生具备 实事求是的实验态度和严谨规范的实验操作技能，能够主动思考关注分子生物学发展的前沿 问题。（支撑毕业要求指标点 3.2） 课程目标 3：通过综合性设计性实验，培养学生科学的逻辑思维和创新精神，能够对实 验中存在的问题进行反思，具备分子生物学领域教学与研究的创新能力。（支撑毕业要求指 标点 7.2） 课程目标 4：通过分子生物学实验中的分组与讨论，使学生具备团队合作意识和良好的 团队协作精神，为从事生命科学的教学和研究工作打下牢固的基础。（支撑毕业要求指标点 8.1） 三、课程目标与毕业要求指标点对应关系 课程目标 毕业要求 毕业要求指标点 课程目标 1 学科素养（H） 3.1 [学科基础] 具有系统扎实的生物科学理论基础知识及基本技 能，熟悉生物专业知识体系和架构，能综合运用生物学科知识和技 能解释生命现象，科学地解决生活实际问题，服务社会。 课程目标 2 学科素养（H） 3.2 [知识整合] 关注生物学科发展前沿，掌握生物学科的思维和方 法，了解生物科学与数学,化学,物理等学科之间的关联，具有环境 保护与生态优先意识。 课程目标 3 学会反思（M） 7.2[反思创新] 系统进行批判性思维方法和反思技能的训练，学会 独立思考，掌握基本的反思方法与技能，创新性地解决专业学习及 中学生物教育教学等过程中出现的相关问题，具有积极的教学反思 体验。 课程目标 4 沟通合作（M） 8.1 [团队协作] 理解学习共同体在中学生物教育教学工作中的重 要作用，明白团队至上、互敬互助的道理，具备团队合作意识，掌 握团队协作的相关知识与技能，具有良好的团队协作精神。 四、课程目标与实践内容和实践方法对应关系 序号 实践项目名称 实践方法 学时 类型 要求 支撑 课程目标 1 分子生物学实验常用 仪器的认识与使用 讲授法、讨论法、演示 法 2 验证性 必做 课程目标 1、2、 3、4
分子生物学实验常用 讲授法、讨论法、演示 课程目标1、2、 验证性 必做 2 2 溶液的配制 法 3、4 植物基因组DNA的提 讲授法、讨论法、演示 课程目标1、2、 3 验证性 选做 3、4 4 取 法 动物基因组DNA的提 讲授法、讨论法、演示 课程目标1、2、 4 4 验证性 选做 法 3、4 讲授法、讨论法、演示 取 课程目标1、2、 质粒DNA的提取 4 验证性 必做 法 3、4 讲授法、讨论法、演示 5 植物内参基因的PCR 课程目标1、2、 综合性 必做 4 6 扩增及电泳检测 法 3、4 讲授法、讨论法、演示 课程目标1、2、 琼脂糖凝胶电泳 4 验证性 必做 法 7 3、4 小麦麦谷蛋白聚丙烯 讲授法、讨论法、演示 课程目标1、2√ 综合性 必做 12 8 法 3、4 合计 酰胺凝胶电泳检测 32 实验1.分子生物学实验常用仪器的认识与使用 实验目的：认识分子生物学实验常用仪器并学习仪器的正确使用方法及注意事项。 实验原理：仪器的规格、用途和操作事项。 实验仪器：离心机，微量移液器，恒温水浴锅，电泳仪，凝胶成像仪，PCR仪等。 实验安排：教师课前发布仪器使用实验内容的视频并要求学生观看后完成实验报告预习 部分，课上讲授各类仪器的用途，使用方法及注意事项，并示范仪器的操作。学生课上练习 各类仪器的使用并完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室。 实验报告要求：内容包括实验题目、目的、仪器名称、仪器使用方法和注意事项：并完 成思考题。 实验2.分子生物学实验常用溶液的配制 实验目的：学习分子生物学常用溶液的配制和保存方法。 实验原理：溶液的相似相容原理。 实验仪器：高压蒸汽灭菌锅，电子天平，磁力搅拌器，微量移液器等。 实验安排：教师课前发布溶液配制实验内容，并要求学生观看后完成实验报告预习部分， 课上讲授实验中涉及的药品的特点、配制方法和注意事项：学生分组进行溶液配制，教师随 时指导：学生完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室
实验 1. 分子生物学实验常用仪器的认识与使用 实验目的：认识分子生物学实验常用仪器并学习仪器的正确使用方法及注意事项。 实验原理：仪器的规格、用途和操作事项。 实验仪器：离心机，微量移液器，恒温水浴锅，电泳仪，凝胶成像仪，PCR 仪等。 实验安排：教师课前发布仪器使用实验内容的视频并要求学生观看后完成实验报告预习 部分，课上讲授各类仪器的用途，使用方法及注意事项，并示范仪器的操作。学生课上练习 各类仪器的使用并完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室。 实验报告要求：内容包括实验题目、目的、仪器名称、仪器使用方法和注意事项；并完 成思考题。 实验 2. 分子生物学实验常用溶液的配制 实验目的：学习分子生物学常用溶液的配制和保存方法。 实验原理：溶液的相似相容原理。 实验仪器：高压蒸汽灭菌锅，电子天平，磁力搅拌器，微量移液器等。 实验安排：教师课前发布溶液配制实验内容，并要求学生观看后完成实验报告预习部分， 课上讲授实验中涉及的药品的特点、配制方法和注意事项；学生分组进行溶液配制，教师随 时指导；学生完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室。 2 分子生物学实验常用 溶液的配制 讲授法、讨论法、演示 法 2 验证性 必做 课程目标 1、2、 3、4 3 植物基因组 DNA 的提 取 讲授法、讨论法、演示 法 4 验证性 选做 课程目标 1、2、 3、4 4 动物基因组 DNA 的提 取 讲授法、讨论法、演示 法 4 验证性 选做 课程目标 1、2、 3、4 5 质粒 DNA 的提取 讲授法、讨论法、演示 法 4 验证性 必做 课程目标 1、2、 3、4 6 植物内参基因的 PCR 扩增及电泳检测 讲授法、讨论法、演示 法 4 综合性 必做 课程目标 1、2、 3、4 7 琼脂糖凝胶电泳 讲授法、讨论法、演示 法 4 验证性 必做 课程目标 1、2、 3、4 8 小麦麦谷蛋白聚丙烯 酰胺凝胶电泳检测 讲授法、讨论法、演示 法 12 综合性 必做 课程目标 1、2、 3、4 合计 32
实验报告要求：预习内容包括实验题目、目的、材料及器皿、方法和步骤、注意事项： 结果写出小组配制溶液的过程并完成思考题。 实验3.植物基因组DNA的提取 实验目的：学习植物基因组DNA的提取方法和实验技术。 实验原理：利用液氮对植物组织进行研磨，从而破碎细胞。细胞提取液中含有SDS， 能溶解细胞膜和核膜蛋白，破坏细胞膜，使DNA游离出来，核蛋白解聚，且变性沉淀下来。 EDTA则抑制细胞中Dnase的活性：再用酚和氯仿抽提的方法去除蛋白质，得到的DNA溶 液经异内醇沉淀。 实验仪器：离心机、恒温水浴锅、微量移液器等。 实验安排：教师课前发布植物基因组DNA的提取实验内容的视频并要求学生观看后完 成实验报告预习部分，课上教师讲授实验原理、操作步骤及注意事项等；学生分组在老师的 示范指导下进行操作，得出结果后完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室。 实验报告要求：预习内容包括实验题目、目的、原理、材料及器Ⅲ、方法和步骤、注意 事项；记录实验现象、分析结果并完成思考题。 实验4.动物基因组DNA的提取 实验目的：学习动物基因组DNA的提取方法和实验技术。 实验原理：蛋白酶K的溶液中消化分解蛋白质，将DNA从细胞中析出并与蛋白质、脂 类和糖类等分离，再用饱和氯化钠溶液代替有机溶剂沉淀蛋白质，获得DNA。 实验仪器：低温离心机、高压灭菌锅、恒温水浴锅、微量移液器等。 实验安排：教师课前发布动物基因组DNA的提取实验内容的视频并要求学生观看后完 成实验报告预习部分，课上教师讲授实验原理、操作步骤及注意事项等；学生分组在老师的 示范指导下进行操作，得出结果后完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室。 实验报告要求：预习内容包括实验题目、目的、原理、材料及器皿、方法和步骤、注意 事项；记录实验现象、分析结果并完成思考题。 实验5.质粒DNA的提取 实验目的：学习并掌握碱裂解法提取大肠杆菌质粒DNA的技术方法。 实验原理：碱裂解法提取质粒DNA是根据共价闭合环状质粒DNA和线性染色体DNA 在拓扑学上的差异来分离质粒DNA。在pH值介于12.0-12.5这个狭窄的范围内，线性的DNA
实验报告要求：预习内容包括实验题目、目的、材料及器皿、方法和步骤、注意事项； 结果写出小组配制溶液的过程并完成思考题。 实验 3. 植物基因组 DNA 的提取 实验目的：学习植物基因组 DNA 的提取方法和实验技术。 实验原理：利用液氮对植物组织进行研磨，从而破碎细胞。细胞提取液中含有 SDS， 能溶解细胞膜和核膜蛋白，破坏细胞膜，使 DNA 游离出来，核蛋白解聚，且变性沉淀下来。 EDTA 则抑制细胞中 Dnase 的活性；再用酚和氯仿抽提的方法去除蛋白质，得到的 DNA 溶 液经异丙醇沉淀。 实验仪器：离心机、恒温水浴锅、微量移液器等。 实验安排：教师课前发布植物基因组 DNA 的提取实验内容的视频并要求学生观看后完 成实验报告预习部分，课上教师讲授实验原理、操作步骤及注意事项等；学生分组在老师的 示范指导下进行操作，得出结果后完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室。 实验报告要求：预习内容包括实验题目、目的、原理、材料及器皿、方法和步骤、注意 事项；记录实验现象、分析结果并完成思考题。 实验 4. 动物基因组 DNA 的提取 实验目的：学习动物基因组 DNA 的提取方法和实验技术。 实验原理：蛋白酶 K 的溶液中消化分解蛋白质，将 DNA 从细胞中析出并与蛋白质、脂 类和糖类等分离，再用饱和氯化钠溶液代替有机溶剂沉淀蛋白质，获得 DNA 。 实验仪器：低温离心机、高压灭菌锅、恒温水浴锅、微量移液器等。 实验安排：教师课前发布动物基因组 DNA 的提取实验内容的视频并要求学生观看后完 成实验报告预习部分，课上教师讲授实验原理、操作步骤及注意事项等；学生分组在老师的 示范指导下进行操作，得出结果后完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室。 实验报告要求：预习内容包括实验题目、目的、原理、材料及器皿、方法和步骤、注意 事项；记录实验现象、分析结果并完成思考题。 实验 5. 质粒 DNA 的提取 实验目的：学习并掌握碱裂解法提取大肠杆菌质粒 DNA 的技术方法。 实验原理：碱裂解法提取质粒 DNA 是根据共价闭合环状质粒 DNA 和线性染色体 DNA 在拓扑学上的差异来分离质粒 DNA。在 pH 值介于 12.0-12.5 这个狭窄的范围内，线性的 DNA
双螺旋结构解开而被变性，尽管在这样的条件下，共价闭环质粒DNA的氢键会被断裂，但 两条互补链彼此相互盘绕，仍会紧密地结合在一起。当加入pH4.8乙酸钾高盐缓冲液恢复 pH至中性时，因为共价闭合环状的质粒DNA的两条互补链仍保持在一起，因此复性迅速 而准确，而线性的染色体DNA的两条互补链彼此已完全分开，复性就不会那么迅速而准确， 它们相互缠绕形成不溶性网状结构，而复性的质粒DNA恢复原来构型，保持可溶性状态。 通过离心，染色体DNA与不稳定的大分子RNA，蛋白质-SDS复合物等一起沉淀下来而被 除去，最后用酚氯仿抽提纯化上清液中的质粒DNA。 实验仪器：离心机、恒温水浴锅、微量移液器、电子天平等。 实验安排：教师课前发布质粒DNA的提取实验内容的视频并要求学生观看后完成实验 报告预习部分，课上教师讲授实验原理、操作步骤及注意事项等；学生分组在老师的示范指 导下进行操作，分析结果并完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室。 实验报告要求：预习内容包括实验题目、目的、原理、材料及器血、方法和步骤、注意 事项：记录实验现象、分析结果并完成思考题。 实验6.植物内参基因的PCR扩增及电泳检测 实验目的：学习PCR基因扩增原理及PCR操作技术。 实验原理：聚合酶链式反应（PolymeraseChainReaction，PCR）是一种体外核酸扩增系 统，其原理类似DNA分子的天然复制过程，是将在待扩增的DNA片段和与其两侧互补的 两个寡聚核苷酸引物，经变性、退火和延伸若干个循环后，DNA扩增2"倍。 实验仪器：PCR仪、电泳仪、电泳槽、微量移液器等。 实验安排：教师课前发布PCR实验内容的视频并要求学生观看后完成实验报告预习部 分，课上教师讲授实验原理、操作步骤及注意事项等；学生分组在老师的示范指导下进行实 验操作，分析结果并完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室。 实验报告要求：预习内容包括实验题目、目的、原理、材料及器血、方法和步骤、注意 事项；分析结果并完成思考题。 实验7.琼脂糖凝胶电泳 实验目的：学习琼脂糖凝胶电泳的技术及方法。 实验原理：DNA分子在琼脂糖凝胶电泳中泳动时有电荷效应和是分离和分子筛效应。 DNA分子在高于其等电点的PH溶液中带负电荷，在电场中向正极移动。不同DNA分子的
双螺旋结构解开而被变性，尽管在这样的条件下，共价闭环质粒 DNA 的氢键会被断裂，但 两条互补链彼此相互盘绕，仍会紧密地结合在一起。当加入 pH4.8 乙酸钾高盐缓冲液恢复 pH 至中性时，因为共价闭合环状的质粒 DNA 的两条互补链仍保持在一起，因此复性迅速 而准确，而线性的染色体 DNA 的两条互补链彼此已完全分开，复性就不会那么迅速而准确， 它们相互缠绕形成不溶性网状结构，而复性的质粒 DNA 恢复原来构型，保持可溶性状态。 通过离心，染色体 DNA 与不稳定的大分子 RNA，蛋白质-SDS 复合物等一起沉淀下来而被 除去，最后用酚氯仿抽提纯化上清液中的质粒 DNA。 实验仪器：离心机、恒温水浴锅、微量移液器、电子天平等。 实验安排：教师课前发布质粒 DNA 的提取实验内容的视频并要求学生观看后完成实验 报告预习部分，课上教师讲授实验原理、操作步骤及注意事项等；学生分组在老师的示范指 导下进行操作，分析结果并完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室。 实验报告要求：预习内容包括实验题目、目的、原理、材料及器皿、方法和步骤、注意 事项；记录实验现象、分析结果并完成思考题。 实验 6. 植物内参基因的 PCR 扩增及电泳检测 实验目的：学习 PCR 基因扩增原理及 PCR 操作技术。 实验原理：聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是一种体外核酸扩增系 统，其原理类似 DNA 分子的天然复制过程，是将在待扩增的 DNA 片段和与其两侧互补的 两个寡聚核苷酸引物，经变性、退火和延伸若干个循环后，DNA 扩增 2n 倍。 实验仪器：PCR 仪、电泳仪、电泳槽、微量移液器等。 实验安排：教师课前发布 PCR 实验内容的视频并要求学生观看后完成实验报告预习部 分，课上教师讲授实验原理、操作步骤及注意事项等；学生分组在老师的示范指导下进行实 验操作，分析结果并完成实验报告单及思考题。 实验场所：分子生物学实验室。 实验报告要求：预习内容包括实验题目、目的、原理、材料及器皿、方法和步骤、注意 事项；分析结果并完成思考题。 实验 7. 琼脂糖凝胶电泳 实验目的：学习琼脂糖凝胶电泳的技术及方法。 实验原理： DNA 分子在琼脂糖凝胶电泳中泳动时有电荷效应和是分离和分子筛效应。 DNA 分子在高于其等电点的 PH 溶液中带负电荷，在电场中向正极移动。不同 DNA 分子的