(完整版)生物工程概论教学大纲

《生物工程概论》教学大纲

课程名称：生物工程概论

英文名称：Introduction to Bioengineering

课程编码：

学分：2

总学时：36

理论学时：36 学时

实验学时：0 学时

适用专业：非生物类本科专业

执笔人：

审核人:

一、课程的性质、地位与任务生物工程概论是生物类院校一些非生物学专业的必修课程之一。

20 世纪以来生命科学的研究迅速发展，从而推动了农业、林业、工业、医药卫生等多个领域的发展。本课程介绍各项生物工程技术的基本原理和基本知识，使非生物专业的学生能够了解生物工程的基本知识框架，促进其他学科的学生对生命科学的关注，为他们了解生物工程相关的基础知识提供平台，对促进学科交叉、拓宽学生知识面，提高学生的高科技意识和创新思维方式，增强学生适应社会能力及择业机遇，都有着重要的现实意义。

二、教学目的与要求本课程为全校非生物专业学生的必修课。通过本课程的学习，了解生物技术和生物工程的概念、研究对象、研究内容及与日常生产、生活的关系。掌握五大生物工程技术的原理与方法，

并对生物工程的学科发展情况有初步的认识。

三、教学学时分配表

第一章 绪论 本章教学目的和要求： 通过本章的教学，让学生了解生物工程的概念、学科发展情况的基本内容，激发学生的学 习兴趣，了解本学科学习的大致内容。

重点： 1. 生物技术的概念； 2. 生物技术的种类及其相互关系； 3. 传统生物技术与现代生 物技术的区别。

难点：生物技术的概念及其包含的内容 教学目的和要求：

学习基因工程的概念、主要步骤和相关的分子生物学基础知识（基因工程诞生的三大理论 和三大技术） 。了解常用工具酶的催化反应机制及主要用途，三种常用基因克隆载体（质粒、λ 噬菌体和粘粒）的一般生物学特性、结构及其应用，目的基因的制备方法，重组体的构建及导 入受体细胞的方法，重组子的筛选与鉴定方法。通过学习为进一步掌握生物技术相关知识和从 事基因工程工作打下基础，并对基因工程的发展动态有初步的了解。

重点：基因工程的主要操作步骤，主要工具酶的催化机理和用途，三类常用载体的特点和 主要用途，目的基因克隆的主要方法，重组 DNA 的导入受体细胞的途径，重组克隆的筛选与鉴 定方法。

难点：目的基因的克隆策略，基因表达载体构建的策略和方法，重组克隆筛选鉴定方法。 教学内容：

、 DNA 的化学组成和分子结构

2 学时） 教学内容：

第一节 生物工程与生物技术的含义 第二节 生物技术的产生

一、传统生物技术 二、近代生物技术 三、现代生物技术

第三节 生物工程的基本内容

一、基因工程

二、细胞工程 三、酶工程 四、发酵工程 五、蛋白质工程

六、五大生物工程技术之间的联系 第

四节 生物技术涉及的学科及其技术 第

五节 现代生物技术的应用与产业化

一、 生物技术在各个领域的应用

二、应用生物技术的产业化及其基本特

征 第六节 现代生物技术的发展现状 0.25

学时 0.25 学时 0.5 学时 0.25 学时 0.25 学时 0.25 学时

第七节 现代生物技术对于人类生活、社会生存的重要影响 第二章 基因工程 第一节 基因工程的概念 第二节 DNA 的结构与功0.5

0.5

学时 学时 0.25 学时 4 学

、基因的分子结构 三、基因的功能

第三节 基因工程的施工步骤 0.5 第四节 目的基因的分离和合成 0.5

了解发酵工业微生物资源、生产菌种的选育；生物工程菌发酵培养基组成及配制方法；初 步掌握发酵的类型、发酵的一般过程及工艺控制；认识常用发酵设备以及发酵产物的分离、提 取和精制过程；简要了解典型产品的发酵工艺。

重点：生产菌种的选育方法，培养基的种类、组成和配制，发酵的过程和工艺控制，发酵 产物

学时 学时

一、反向转录法 二、从细胞基因组中直接分离 三、用 PCR 技术从基因组中扩增出目的基因 第五节 基因工程工具酶 一、限制性内切酶

二、连接酶 三、其它基因工程工具酶 第六节 基因克隆载体 一、质粒克隆载体 二、病毒克隆载体 三、人工染色体克隆载体 第七节 目的基因导入受体细胞 一、受体细胞 二、重组 DNA 导入受体细胞途径 第八节 基因工程的发展趋势 第三章 细胞工程 教学目的与要求：

0.5

0.5

学时

学时

0.5

学时

0.5

学时

（4 学时）

了解制备植物细胞及微生物细胞的原生质体制备和融合的基本方法；学习如何进行植物和 动物细胞及组织的培养方法；掌握单倍体植物的诱导及人工种子制备的基本方法；认识利用动 物体细胞克隆哺乳动物的基本方法及意义。

重点：细胞工程的基本概念，基本原理，基本操作技术，植物细胞原生质体制备与融合， 单倍体植物的诱导与利用，核移植与动物克隆、干细胞工程

等。

难点：植物细胞工程和动物细胞工程的基本操作技术。 教学内容： 第一节 基本概念

一、细胞基本知识 二、细胞工程的概念、地位和作用 第二节 植物细胞工程 一、植物细胞的全能性 二、植物组织培养程序 三、细胞培养 四、原生质体制备、培养与融合 五、单倍体 第三节 动物细胞工程 一、动物细胞培养 二、昆虫细胞培养 三、动物细胞融合 四、核移植与动物克隆 五、干细胞工程 六、组织工程 第四章 发酵工程 教学目的与要求：

学时

学时

1.5

学时

4 学时）

的加工。

难点：生产菌种的选育方法，工艺控制以及发酵产物的加工方法理解。 教学内容： 了解酶的基础知识和酶工程的概念；学习酶发酵生产的菌种选育、酶发酵生产工艺、酶的 分离提纯技术、酶的固定化技术、酶的修饰改造、酶反应器和生物传感器的原理及应用等。

重点：酶工程、基因工程菌（细胞）的构建、酶分子的改造和酶固定化技术的基本概念及 原理。

初步了解蛋白质工程的概念、蛋白质结构、蛋白质分子设计和蛋白质修饰和表达等的基本 原理；了解如何利用蛋白质工程技术和其他相关技术获得根据符合人类需求且比天然蛋白质更 优良的蛋白质。

重点：蛋白质的高级结构；蛋白质结构与功能的关系；蛋白质的研究策略；蛋白质设计技 术与方法；改变蛋白质结构的方法。

第一节 发酵工程概述 一、发酵与发酵工程 二、发酵工程的发展回顾 第二节 发酵工业的产业过程和设备 一、原料预处理 二、发酵培养基的种类、组成及配制 三、发酵生产中的微生物种类及灭菌技术 四、无菌空气的制备 五、菌种种子的扩大培养 六、发酵过程的设备 七、发酵过程的操作方式 八、发酵产品的分离和纯化 第三节 我国发酵工业的现状与展望 一、我国发酵工业的现状 二、我国发酵工业的展望 第五章 酶工程 教学目的与要求：

1

（4 学时）

学时

学时

学时

难点：基因工程菌（细胞）的构建和酶固定化技术。 教学内容：

第一节 酶工程的概念

一、酶催化的特点

二、酶工程的六大板块 第二节 酶的生产

一、获得生物催化剂的途径

二、酶的发酵生产

三、酶的分离纯化 第三节 工程酶 一、工程酶的概念

二、固定化酶 （ 性质、指标 ）

三、修饰酶

四、人工酶 第四节 酶反应器 一、酶反应器的基本类型 二、酶反应器的选择

三、酶反应器的操作 第五节 酶的应用及酶工程研究新领域

一、酶的应用概述

二、酶工程研究的新领域 第六章 蛋白质工程 教学目的与要求： 0.5 学时 1 学时 1 学时 1

学时 0.5 学时

（4 学时）