现代生物技术概论
现代生物技术概论课程教学大纲
《现代生物技术概论》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：220266课程名称：生物技术概论英文名称：Introduce to Biotechnology课程类别：专业必修课学时：36学分：2适用对象: 农学和生物技术专业学生考核方式：（考试，课程论文，平时成绩各占70％，20％，10％）先修课程：植物学、生物学、生物化学、分子生物学、普通遗传学、分子遗传学二、课程简介“生物技术概论”是农科类的专业选修课，先修课程主要有“英语、专业英语、植物学、生物学、生物化学、分子生物学、普通遗传学、分子遗传学”等。
本学科综合上述学科的理论基础、方法和技术，通过讲述“现代事物技术的概念和发展简史”、“生物工程各项技术”、“基因克隆、转化、调空及其表达”、以及在“农业、环境、健康和能源”方面的应用，旨在使学生通过本课程的学习了解现代事物技术的基础知识和国内外生物技术各领域发展的来龙去脉、研究现状、发展方向和在国民经济中的应用，为今后开展生物技术相关研究和学习提供基础。
三、课程性质与教学目的当今世界，各国综合国力竞争，实际上是现代科学技术的竞争，现代生物技术被世界各国视为一种高新技术。
生物技术在解决人类所面临的诸如食品短缺、健康问题、环境问题及资源问题具有重要意义，对国计民生将产生重大的影响，尤其是随着人类基因组计划的实施，生物技术在农业上的应用正不断发展，因此让高等院校学生了解现代事物技术的基础知识和国内外生物技术各领域发展的来龙去脉、研究现状、发展方向和相应对策，对拓展知识面、提高现代科技素质具有重要意义四、教学内容及要求第一章绪论（一）目的与要求1．概要了解生物技术的含义、特点以及生物技术的发展史。
2．了解生物技术的各项技术及其相互关系3．认识生物技术的应用领域及其对人类社会发展的影响。
（二）教学内容第一节现代生物技术的概念1.主要内容：生物技术概念、基本内容、所设计的学科。
2.基本概念和知识点：生物技术、基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程。
《现代生物技术概论》教案
《现代生物技术概论》教案一、教学目标1. 让学生了解现代生物技术的概念、范围和应用领域。
2. 使学生掌握生物技术的基本原理和技术方法。
3. 培养学生对生物技术的兴趣和好奇心，提高其科学素养。
二、教学内容1. 现代生物技术的定义和范围2. 生物技术的基本原理3. 生物技术的应用领域4. 生物技术的伦理和法律问题5. 我国生物技术的发展现状和趋势三、教学方法1. 讲授法：讲解现代生物技术的基本概念、原理和应用。
2. 案例分析法：分析具体的生物技术应用案例，让学生更好地理解生物技术的作用。
3. 小组讨论法：引导学生探讨生物技术的伦理和法律问题，培养其批判性思维。
4. 视频教学法：播放有关生物技术的视频资料，增加学生的直观感受。
四、教学准备1. 教材或教学资源：《现代生物技术概论》相关教材或资料。
2. 课件：制作课件，包括图片、图表、视频等资料。
3. 教学设备：投影仪、电脑、音响等。
五、教学过程1. 导入：通过播放一段关于生物技术的短片，引发学生的兴趣，简要介绍本节课的内容。
2. 讲解：详细讲解现代生物技术的定义、范围和基本原理，结合具体案例进行分析。
3. 讨论：组织学生分组讨论生物技术的伦理和法律问题，引导学生思考。
4. 总结：总结本节课的主要内容，强调生物技术的应用领域和我国的发展现状。
5. 作业：布置相关的思考题或练习题，巩固所学知识。
6. 课后拓展：推荐学生阅读相关的书籍或资料，了解生物技术的最新发展动态。
六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对生物技术基本概念的理解程度。
2. 小组讨论：观察学生在讨论中的表现，评估其批判性思维和团队协作能力。
3. 作业批改：检查学生作业完成情况，评估其对课堂所学知识的掌握。
4. 期末考试：设置相关的考试题目，全面评估学生对生物技术知识的掌握。
七、教学反思1. 反思教学内容：根据学生的反馈和教学效果，调整教学内容，确保教学质量。
2. 反思教学方法：根据学生的参与度和学习效果，优化教学方法，提高教学效果。
《现代生物技术概论》课程教学大纲.docx
现代生物技术概论》课程教学大纲一、基本信息课程编号： Z033144 课程名称：现代生物技术概论英文名称：课程性质：选修课总学时： 36 学分： 2 适用对象：生物科学专业本科二年级先修课程： *二、编写说明（一）课程的性质本课程是高校生物科学专业的专业选修课。
（二）课程教学目标和基本要求本课程的目标任务是：使学生熟悉生物技术的基本原理、技术和方法，了解生物技术在农业、食品、人类健康、能源及环境诸方面的作用和成果，认识生物技术对人类社会生活产生的深刻影响，进一步了解国内外生物技术发明创新保护与生物安全性政策。
本课程教学将采用理论教学相结合的方式进行。
（三）课程的重点和难点本课程的讲授为1 个学期，分为《生物技术总论》、《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》、《酶工程》、《蛋白质工程》、《生物技术与农业》、《生物技术与食品》、《生物技术与人类健康》、《生物技术与能源》、《生物技术与环境》和《生物技术发明创新保护与生物安全性》部分。
本课程重点是了解现代生物技术的基本概念、术语、基础理论和基本技术，以及在科技教育、科学研究和生产领域中的应用，使学生全面掌握现代生物技术的基本知识和基本技术，并与相关学科有机衔接，使其融会贯通，进一步系统化而形成完整的知识和技术体系；难点是基因工程、蛋白质工程和酶工程的相关理论基础和技术手段。
《现代生物技术概论》的重点章节是第二章、第三章、第四章、第五章、第六章。
难点章节是第二章、第三章、第五章、第六章。
（四）课程教学方法与手段《现代生物技术概论》专业选修课教学以理论教学法为主，结合多媒体等教学辅助手段，加强学生理解和记忆课程内容。
在加强基础知识的同时，采用课堂PPT的教学方法。
在课堂讲授过程中，适时提出一些问题与学生开展讨论，调动学生学习的积极性，以培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。
为了促进学生对课程内容的学习，可根据讲授内容安排习题课，巩固课堂所学知识。
（五）实践环节本课程为通识课，暂无实践环节（六）教学时数分配表现代生物技术概论》教学时数分配表（七）本课程与其它课程的联系本课程是生物科学专业本科二年级学生的专业选修课，通过对这门课程的学习，旨在培养学生对生物技术相关领域的认识和兴趣，为后续专业课程学习提供导向性。
现代生物技术概述
现代生物技术概述现代生物技术是指以生物学为基础，运用分子生物学、细胞生物学、遗传学等多种技术手段，对生物体的基因、细胞、组织和代谢进行研究和应用的科学技术领域。
它涉及基因工程、生物制药、农业生物技术、环境生物技术等众多领域，正在深刻地改变着我们的生活和社会。
一、基因工程基因工程是现代生物技术的核心领域之一。
通过基因工程技术，科学家们可以精确地改变生物体的基因组成，实现对生物体性状的精准控制。
基因工程的应用范围非常广泛，包括疾病基因治疗、转基因作物的育种改良、工业微生物的高效生产等。
在疾病基因治疗方面，基因工程技术被广泛应用于基因突变导致的遗传性疾病的治疗。
通过将正常的基因导入患者体内，并使其表达，可以纠正患者基因突变引起的病理变化，实现治疗效果。
转基因作物是指通过基因工程技术，向作物中引入外源基因，使其具有某种特定的性状，如抗虫、抗病、耐旱等。
转基因作物的广泛种植，不仅可以提高农作物的产量和质量，还可以减少农药的使用，对保护环境和人类健康具有积极意义。
二、生物制药生物制药是利用生物技术生产制造药物的一种方法。
相比传统的化学合成药物，生物制药具有更高的安全性和有效性。
生物制药的主要特点是利用生物体（常用的是细胞培养）表达和生产目标蛋白，如重组蛋白、抗体、酶等。
生物制药技术的发展在人类健康领域具有重要的意义。
通过生物制药技术，我们可以大规模生产治疗癌症、糖尿病、艾滋病等重大疾病的药物，满足临床需求。
与传统化学合成药物相比，生物制药具有药物靶向性强、作用时间长、副作用小等优势。
三、农业生物技术农业生物技术是利用现代生物技术手段，改良农作物和畜禽的遗传特性，提高农作物和畜禽的产量和品质。
通过农业生物技术，可以培育出抗虫害、抗病害、耐逆性强的优良品种，提高农作物的抗逆能力和生产能力。
农业生物技术的应用广泛，包括转基因作物的育种改良、无性系育种、胚胎移植等。
通过转基因技术，科学家们可以向作物中导入外源基因，使其具备特定的性状，如耐草甘膦、抗病毒等，从而提高作物的产量和抗性。
现代生物技术概论1
现代生物技术概论1
现代生物技术是指以生物学为基础，运用化学、物理学、细胞
学等多学科知识，研究和利用生物体内生物分子、细胞和生命过程，从而创造生产、保护环境、防治疾病等方面的新技术和新产业。
生物技术是人类在现代科学技术和经济发展压力下迫切需要的
重要技术之一，其应用领域越来越广泛，包括医学、农业、环保、生态保护等。
生物技术已经成为了世界各国热门的科技发展方向，在全球范围内有着广泛的应用和推广。
在医学领域，生物技术的应用开创了“精准医疗”的新时代，通
过对人体基因、蛋白质、细胞等多个方面的研究，对复杂疾病的
预留、诊断、治疗、康复等方面都有着重要的贡献。
生物技术的
发展，将会推动众多疾病的根本治疗，为人们带来更健康的生活。
在农业领域，生物技术也为解决全球人口增加和农产品供给不
足等问题提供了新的途径。
通过基因工程、组织培养和种苗改良
等技术手段，使植物更加耐病、耐旱、耐寒、抗虫等，提高了农
作物产量和品质，帮助农民解决了很多实际问题。
在环境保护领域，生物技术的应用有助于处理废水、污泥和垃
圾等垃圾问题，达到减少环境污染，保护地球可持续发展的目的。
总之，在人类社会发展进程中，生物技术是一项极为重要的科技，可以带给我们许多新的治疗方法、农作产品以及环保措施等。
我们应该以开发为导向，推动生物技术的创新与发展，在未来的
日子里，迎接更广泛、更深入、更实效的生物技术的应用与发展。
《现代生物技术概论》教案
《现代生物技术概论》教案一、教学目标1. 了解现代生物技术的基本概念、发展历程和应用领域。
2. 掌握生物技术的基本原理和技术方法。
3. 了解我国生物技术的现状和发展趋势。
4. 培养学生的科学素养，提高创新能力和实践能力。
二、教学内容1. 生物技术的定义与发展历程2. 基因工程的基本原理与技术方法3. 细胞工程的应用领域与技术方法4. 蛋白质工程的研究意义与技术方法5. 生物信息学的基本概念与研究内容三、教学方法1. 讲授法：讲解生物技术的基本概念、原理和方法。
2. 案例分析法：分析典型生物技术应用案例，加深学生对知识的理解。
3. 讨论法：组织学生讨论生物技术的发展趋势和伦理问题。
4. 实践操作法：引导学生参与生物技术实验，提高实践能力。
四、教学资源1. 教材：《现代生物技术概论》2. 课件：生物技术相关图片、视频和动画3. 实验材料：生物技术实验所需试剂、仪器和设备4. 网络资源：生物技术相关网站、论文和新闻报道五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现和作业完成情况。
2. 考试成绩：考察学生对生物技术知识的掌握程度。
3. 实践操作评价：评价学生在生物技术实验中的操作技能和创新能力。
4. 小组讨论评价：评价学生在讨论中的参与程度和见解。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，每课时45分钟。
2. 课程安排：第1-4课时：生物技术的定义与发展历程第5-8课时：基因工程的基本原理与技术方法第9-12课时：细胞工程的应用领域与技术方法第13-16课时：蛋白质工程的研究意义与技术方法第17-20课时：生物信息学的基本概念与研究内容第21-24课时：生物技术在农业、医药、环保等领域的应用第25-28课时：我国生物技术的现状和发展趋势第29-32课时：生物技术伦理问题及其对策七、教学重点与难点1. 教学重点：生物技术的定义、发展历程和应用领域基因工程、细胞工程、蛋白质工程和生物信息学的基本原理与技术方我国生物技术的现状和发展趋势2. 教学难点：生物技术的基本原理及其在实际应用中的操作方法生物技术伦理问题的分析和解决对策八、教学过程1. 导入：通过展示生物技术在生活中的应用实例，引发学生对生物技术的兴趣。
《现代生物技术概述》课件
基因工程的应用
医学领域
基因工程在医学领域的应用包括基因治疗、疾病诊断、药 物研发等。例如，利用基因工程技术治疗遗传性疾病和癌 症。
工业领域
基因工程在工业领域的应用包括生物制药、生物能源、生 物材料等。例如，利用基因工程技术生产疫苗和蛋白质药 物。
农业领域
基因工程在农业领域的应用包括作物改良、抗虫抗病、高 产优质等。例如，利用基因工程技术培育抗虫抗病的转基 因作物。
1980年代以后，随着基因组学 、蛋白质组学等研究的深入， 现代生物技术进入快速发展阶 段。
当前现状
目前，现代生物技术已经广泛 应用于农业、工业、医学等领 域，成为推动人类社会发展的
重要力量。
现代生物技术的应用领域
农业领域
利用现代生物技术培育抗逆、抗病、 抗虫的转基因作物，提高农作物的产 量和品质。
基因工程的基本技术
01
02
03
基因克隆技术
通过特定的酶切和连接技 术，将外源DNA片段插入 到载体DNA中，实现 DNA片段的复制和表达。
基因表达技术
通过调控基因的表达，实 现生物体的特定性状改变 。包括转录调控和翻译调 控等手段。
基因编辑技术
利用特定的酶（如 CRISPR-Cas9系统）对生 物体的基因进行精确的编 辑和改造。
工业领域
利用现代生物技术生产各种酶、有机 酸、生物材料等工业产品，以及进行 废水处理、环境保护等。
医学领域
利用现代生物技术进行基因治疗、免 疫治疗、细胞治疗等医学研究和实践 ，提高人类健康水平。
其他领域
现代生物技术在食品、化工、能源等 领域也有广泛的应用前景。
02
CHAPTER
基因工程
基因工程简介
现代生物技术概论复习题
现代生物技术概论复习题一、名词解释1、生物技术：也称生物工程，是人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理，按照预先的设计，改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。
2、基因组DNA文库：将某一种基因DNA用适当的限制酶切断后，与载体DNA重组，再全部转化宿主细胞，得到含全部基因组DNA的种群，称为基因组DNA文库。
3、选择标记基因：是指该基因的表达产物对选择剂产生抗性，致使转化细胞不受选择剂影响，能正常生长、发育、分化，从而把转化体选择出来的一类基因。
4、基因和基因组 DNA分子中具有特定生物学功能的片段称为基因（gene）。
一个生物体的全部DNA序列称为基因组（genome）5、载体：把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术，送进受体细胞中去进行繁殖或表达的工具称为载体。
6、cDNA文库：即由mRNA经过反转录成cDNA,然后来构建文库，构建的文库不包含内含子。
7、转化:外源DNA导入宿主细胞的过程称之为转化。
8、重叠基因：一个基因序列中，含有另一基因的部分或全部序列。
9、基因组文库：把某种生物基因组的全部遗传信息通过载体贮存在一个受体菌克隆子群体中，这个群体即为这种生物的基因组文库。
10、细胞工程：以生物细胞、组织或器官为研究对象，运用工程学原理，按照预定目标，改变生物性状,生产生物产品，为人类生产或生活服务的科学。
11、外植体：指用于离体培养的活的植物组织、器官等材料。
12、愈伤组织：在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞，多在外植体切面上产生。
13、体细胞杂交：（原生质体融合）指在人工控制条件下不经过有性过程，两种体细胞原生质体相互融合产生杂种的方法。
14、悬浮培养：是将植物游离细胞或细小的细胞团，在液体培养基中进行培养的方法。
15、原生质体：指除去细胞壁的细胞或是说一个被质膜所包围的裸露细胞。
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一 传统生物技术的产生
古代酿酒、制酱、醋……接种疫苗等技术
古代生物技 术——与人类 文明同步
Karl Ereky于1917年提出“生物技术”
20世纪40年代 抗生素工业化生产 50年代 氨基酸发酵工业 60年代 酶制剂工业
近代生物 技术—— 20世纪 （20~60 年代）
古代生物技术特点：
以制酒、食品加工、农业、畜牧业为主的作坊式的生物技术
转基因食品的安全性问题； 动物体细胞克隆技术对社会伦理、道 德的影响； 个人的基因组序列是否成为隐私； ……
复习思考题
• 什么是生物技术，它包括哪些基本的内容？它对 人类社会将产生怎么样的影响？
• 为什么说生物技术是一门综合性的学科，它与其 他学科有什么关系？
• 简要说明生物技术的发展史以及现代生物技术与 传统生物技术的关系。
四 解决能源危机，治理环境污染
1、解决能源危机 化石能源 生物能源
提高石油的开采率 2、环境保护
微生物降解环境污染物
五 制造工业原料，生产贵重金属
1 制造工业原料 利用发酵技术来生产食品工业原料、化学 工业原料；
2 生产贵重金属 主要利用细菌的浸矿技术提炼贫矿、
尾矿和废矿中的稀有金属和贵重金属
六 生物技术的安全及其对伦理、道德、法律的影响
现代生物技术特
点：
以基因为源头，基 因工程和基因组工程 为主导技术，与其他 高技术相互交叉、渗 透并将对社会和经济 产生深远的影响，可 能改变未来经济和人 类生活的一项关键技 术.
第三节 生物技术对经济社会发展的影响
一 改善农业生产，解决食品短缺
1.提高农作物产量及其品质
(1)培育抗逆的作物优良品系 如培育抗生物逆境与非生物逆境的农作物（象水稻、 小麦、玉米、番茄、棉花等）（基因工程）
生物学领域之外包括：化学、化工、数学、代化高精尖仪 器：
DNA测序仪、质谱仪、DNA自动合成仪、蛋 白/多肽合成仪、生物反应器、PCR仪、高效 液相色谱仪、凝胶电泳设备、超、高速离心 机。电子显微镜等
生物技术的应用领域广泛
第二节 生物技术发展简史
第一章 生物技术总论
第一节 生物技术的含义
一 生物技术的定义 以现代生命科学为基础，结合先进的 工程技术手段和其它基础学科的科学 原理，按照预先的设计改造生物体或 加工生物原料，为人类生产所需产品 或达到某种目的。
要点:
① 对象 是具遗传特性有生命物质:包括病毒、细菌、植物、动物、 直到人类。
现代生物技术概论
《现代生物技术》课程内容简介
1. 课堂教学主要内容：
以现代生物技术的五大工程体系即基因工程、细胞工程、发 酵工程、酶工程和蛋白质工程为主线，介绍一些重要的基本 概念、基础知识和基本原理。详细介绍生物技术在食品工业 的应用。介绍生物技术安全性及其应对的措施。
2. 实验教学主要内容：
近代生物技术特点：
以抗生素为代表，发酵工程为主要技术的工业化的生物技术
二 现代生物技术的发展
1944年，Avery阐明DNA是主要的遗传物资 1953年，Watson和Crick发现了DNA双螺旋结构 1961年,三联体密码被破译 1972年，Berg首先实现了DNA体外重组技术
始于20世纪70年代
• 生物技术的应用包括哪些领域？ • 举出你身边的生物技术有关的应用实例。 • 理解名词解释。 • 讨论：现代生物技术与人类生活
谢谢
基本的基因工程的操作。
3. 教材及主要参考书：
• 生物技术概论（第四版） 宋思杨 等 科学出版社 • 现代生物技术概论 程备久 中国农业出版社 • 食品生物技术导论 罗云波等 化学工业出版社
4. 本课程的主要教学计划： 第113周----课堂教学 第1416周----实验教学 实验教学地点：第1教学楼312室 第17-18周----考试 成绩评定：平时成绩+考试成绩
1 动物的大量快速无性繁殖 利用动物细胞核的遗传全能性进行体细胞克隆；
2.培育动物的优良品系 利用转基因技术，将优良品质的基因转进动物体内
三 提高生命质量，延长人类寿命
1、开发新药品 利用细菌乃至动植物体来生产蛋白类药物；
2、疾病的预防与诊断 利用基因工程生产重组疫苗、DNA试剂等； 利用细胞工程生产单克隆抗体。 3、基因治疗 4、人类基因组计划
② 生物体系多个不同水平研究: 从大分子(DNA、RNA、蛋白质、 酶)、亚细胞、细胞、组织、器官到整个机体。
③ 应用工程学原理: 经人类思维, 设计方案、定向修饰、加工制作 过程、经过体外环节。
④ 有目的产品: 目的产品有三新特征: 新遗传功能、新遗传性 状、新物种。要有合乎人类所需的工业、农业、医疗和食品 产品。
为人类生产所需产品: 粮食、医药、 食品、化工原料、能源、金属等产 品;
×
第一节 生物技术的含义
达到某种目的: 疾病的预防、诊断 与治疗、食品检验、环境污染的检 测和治理等。
二 生物技术的种类 1 基因工程 2 细胞工程 3 酶工程 4 发酵工程 5 蛋白质工程
三 生物技术涉及的学科
生物学领域：遗传学、分子生物学、细胞生 物学、免疫生物学、微生物学、 生理学、生物化学、生物物理 学等
⑤ 高新技术起重要作用。
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第一节 生物技术的含义
先进的生物工程技术手段：基因 工程、细胞工程、酶工程、发酵 工程和蛋白质工程;
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第一节 生物技术的含义
改造生物体：获得优良品质的动、植 物和微生物品系;
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第一节 生物技术的含义
生物原料: 生物体的某一部分或生 物生长过程所能利用的物质
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第一节 生物技术的含义
(2)植物种苗的工厂化生产
利用植物细胞具全能性的特点，通过微繁殖大量生产试管苗 （细胞工程）
(3)提高粮食品质；
如提高大米的蛋白含量，延长番茄的货架期等
(4)生物固氮，减少化肥使用量； 将固氮基因转移到作物根际微生物体内
(5)生物农药，生产绿色食品。
化学农药
生物农药
（有毒） （ 环保、健康）
二 发展畜牧业生产