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食品分子生物学
第8次开课
开课时间: 2025年02月17日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 3
进行至第12周,共20周 已有 182 人参加
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课程评价(11)
spContent=分子生物学是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域,也是未来食品科学发展所不可或缺的基础应用学科之一,在食品加工、食品检测、食品营养与健康领域扮演着越来越重要的角色,是未来食品学子科研、工作中所必备的知识支撑。“食品分子生物学”课程就是以分子生物学基础理论以及研究技术应用为教学内容的一门课程,主要面向食品科学与工程、食品质量与安全、食品营养与健康等专业,以及其他对分子生物学感兴趣的学生进行授课。课程内容以中心法则为主线展开,包括绪论、核酸的功能结构、DNA复制、转录、蛋白质翻译、原核基因表达调控、真核基因表达调控和基因工程,共八章教学内容。课程的教学目标主要有两个方面:1. 帮助大家建立分子生物学基本理论框架,在未来的工作和学习过程中,对生命现象保持好奇;2. 培养大家对于相关问题,有从分子水平上去认识、思考和研究的意识,了解分子相关技术的应用路径。
分子生物学是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域,也是未来食品科学发展所不可或缺的基础应用学科之一,在食品加工、食品检测、食品营养与健康领域扮演着越来越重要的角色,是未来食品学子科研、工作中所必备的知识支撑。“食品分子生物学”课程就是以分子生物学基础理论以及研究技术应用为教学内容的一门课程,主要面向食品科学与工程、食品质量与安全、食品营养与健康等专业,以及其他对分子生物学感兴趣的学生进行授课。课程内容以中心法则为主线展开,包括绪论、核酸的功能结构、DNA复制、转录、蛋白质翻译、原核基因表达调控、真核基因表达调控和基因工程,共八章教学内容。课程的教学目标主要有两个方面:1. 帮助大家建立分子生物学基本理论框架,在未来的工作和学习过程中,对生命现象保持好奇;2. 培养大家对于相关问题,有从分子水平上去认识、思考和研究的意识,了解分子相关技术的应用路径。
—— 课程团队
课程概述

为什么要学习这门课?

   1953年DNA双螺旋结构的解析标志着“分子生物学”这一新兴学科的诞生,在不到一百年的时间,分子生物学取得了突飞猛进的发展,与其它学科广泛交叉渗透,并迅速成为各个学科的前沿领域。与此同时,随着科学技术的进步,生命科学在人类的自我认知和发展过程中扮演着越来越重要的角色,而分子生物学也逐渐渗透到食品科学、医药、农业等相关学科,也成为未来人才知识版图中不可或缺的一块拼图。随着新冠疫情的爆发,更加催生了分子生物学在医药行业、检测分析行业的应用推广,而也推进了普通大众对病毒、疫苗、核酸检测、PCR、分子探针等分子生物学相关概念和知识的理解。作为新时代的高校学子,相信分子生物学相关基础知识早已跨越了学科的界限,成为通识类知识的重要组成部分。因此从这个角度而言,每个人都需要将自己知识版图中的分子生物学知识补齐,这也是这门课程学习必要性的重要原因。

 

这门课的主题是关于什么?  

 通过本课程的教学主要侧重使学生掌握分子生物学的基础理论、基本知识和分子生物学实验的基本技能,使学生胜任未来相关的科学研究工作。与此同时,培养学生在分子水平上研究生命现象和生物学规律的意识,掌握核酸的结构与功能;掌握DNA的复制与损伤修复、基因表达(在转录、翻译水平)的基本原理、基因表达调控的基本模式;掌握基因克隆的基本原理;掌握分子生物学的核酸提取技术、PCR技术、凝胶电泳技术等基本实验技术;同时基于授课团队的专业特点,使学生了解分子生物学在食品工业中的应用及其重要意义。

 

学习这门课可以获得什么?

 课程教学能够帮助学生建立分子生物学基础理论框架,从分子的角度,掌握遗传信息传递的基本规律和分子机制,理解基因表达调控的基本模式,以及相关分子生物学知识及技术在基因工程及食品领域的应用路径和作用原理(知识目标);能够帮助学生掌握核酸提取、PCR、凝胶电泳等基本实验技术,以及文献检索、试验方案设计等基本技能,具备从分子角度思考和解决食品科学领域相关问题,胜任未来食品相关科学研究工作(能力目标);同时在教学中,能够提升学生创新能力、科学研究能力、终身学习能力、交流沟通能力、团队协作以及社会责任感(素质目标)。

 

 

这门课有什么特色和亮点。

 本课程的特色主要集中在以下几个方面:(1)课程知识建构逻辑清晰,理论实践结合紧密:根据学校本科生培养目标和食品专业学科发展要求,经过十余年课程建设,使课程教学内容不断优化,构建了清晰的知识逻辑脉络,即以从分子角度出发,以中心法则为主线,结合基因表达调控及基因工程应用的理论与应用结合的课程知识体系,侧重帮助学生建立分子生物学基础理论框架。与此同时,课程包含理论教学和课程实验两部分,突出理论与实践的结合,将分子生物学理论知识,在“目标基因异源表达”一套完整的基因工程技术应用课程实验中得到实践,与此同时,分子生物学在学院相关食源性致病菌的分子鉴定、食品生产工程菌株构建、食品功能因子分子作用机制等方面的研究中也扮演了重要的角色,课程学习也为学生相关科研工作奠定了知识和技能基础。(2)课程在学科课程体系中作用突出:分子生物学基础上承普通化学、有机化学、生物化学和细胞生物学等通识课程,下启食品营养学、 食品分析与检验、食品毒理学、食品免疫学等专业课程,在学科课程体系中扮演了承上启下的重要作用。(3)课程团队架构合理,创新性强:本课程团队由1名教授和3名副教授组成,平均年龄35岁,均为一线教师,具有博士学位,并从事分子生物学相关研究,研究内容涉及分子生物学技术开发、多糖健康效应分子机制、生物工程技术应用、微生物等。团队知识架构合理,能够有效将教学与科研项结合,同时团队富有活力,在课程改革、信息技术应用、线上课程构建等方面,具有很强的创新力。(4)教学模式先进:一方面课程团队勇于实践,将“五行教学模式”、“BOPPPS教学法”等教学理论应用于实际教学中,并以学生为中心,通过研讨式教学、专题报告教学等形式,增强教学效果。

 

授课目标

 通过本课程的学习,能够帮助学生建立分子生物学基础理论框架,从分子的角度,掌握遗传信息传递的基本规律和分子机制,理解基因表达调控的基本模式,以及相关分子生物学知识及技术在基因工程及食品领域的应用路径和作用原理(知识目标);能够掌握核酸提取、PCR、凝胶电泳等基本实验技术,以及文献检索、试验方案设计等基本技能,具备从分子角度思考和解决食品科学领域相关问题,胜任未来食品相关科学研究工作(能力目标);同时在教学中,提升学生创新能力、科学研究能力、终身学习能力、交流沟通能力、团队协作以及社会责任感(素质目标)。

课程大纲
第一章 绪论
课时目标:掌握分子生物学的含义、发展、主要研究内容及与食品科学间的关系。
1.1 绪论
第一章 单元测验
核酸的结构与功能
课时目标:熟悉核酸的分子结构、化学组成; 掌握DNA的一、二级等结构及DNA的变性与复性; 掌握染色体的包装方式。
2.1 核酸的分子结构及分子特性
2.2 染色体及其组装
第二章 单元测验
DNA的复制
课时目标:熟悉DNA复制机理及过程;了解DNA损伤的原因与修复机制。
3.1 DNA复制机理概述
3.2 DNA复制组件及复制过程(上)
3.3 DNA复制组件及复制过程(下)
第三章 单元测验
转录
课时目标:熟悉原核生物的转录;熟悉真核生物的转录。
4.1 转录概述
4.2 原核生物转录过程
4.3 原核生物转录后加工
4.4 真核生物转录过程
4.5 真核生物转录后加工
第四章 单元测验
翻译
课时目标:熟悉遗传密码、tRNA、rRNA和核糖体的概念、结构及功能;掌握氨基酸的激活与转运、原核生物的蛋白质合成;了解真核生物蛋白质的生物合成。
5.1 密码子及翻译组件
5.2 原核生物蛋白翻译过程
5.3 真核生物蛋白翻译过程
第五章 单元测试
基因表达调控
课时目标:掌握原核生物基因表达调控;了解真核生物表达调控层次。
6.1 乳糖操纵子
6.2 色氨酸操纵子
6.3 真核生物基因表达调控概述
6.4 RNA干扰
第六章 单元测试
基因工程
课时目标:熟悉基因工程的基本过程; 掌握基因工程常用的DNA载体、酶等;了解基因工程的的应用。
7.1 基因工程概述
7.2 PCR技术
第七章 单元测验(第七章 基因工程)
食品分子生物学实验
课时目标:掌握分子生物学相关技术在基因工程中应用的基本原理,操作过程,注意事项等。
8.1 大肠杆菌(E.coli)感受态细胞的制备及转化
8.2 质粒DNA的提取与检测
8.3 PCR技术扩增目的基因
8.4 琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物
第八章 单元测验
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预备知识

建议先修课程:普通化学、有机化学、生物化学、微生物学、细胞生物学、遗传学;

选修同学具备一定的生物化学、细胞生物学、微生物学相关知识。

参考资料

推荐教材:

《食品分子生物学》(农业农村部“十三五”规划教材).吕欣主编.中国农业出版社.2022

参考书目:

《分子生物学(第5版)》.(美)WeaverR.F.. 郑用琏等译. 科学出版社. 2013

《基因的分子生物学(第7版))》.(美)沃森等编著,杨焕明等译. 科学出版社. 2015

Lewin基因X. Jocelyn E.Krebs, Elliott S.Goldstein, Stephen T.Kilpatrick.,江松敏 . 科学出版社.2013

分子克隆实验指南(第三版)》(上下).〔美〕J.萨姆布鲁克等著,黄培堂等译. 科学出版社. 2008

《精编分子生物学实验指南(第五版)》.(美)奥斯伯等主编,金由辛等译校. 科学出版社.2008

PCR理论与技术(第二版). 王廷华等主编. 科学出版社.2009

PCR技术实验指南(原著第二版). C.W.Dieffenbach, Gabriela S. Dveksler . 种康,瞿礼嘉主译. 化学工业出版社. 2006


常见问题

Q : 是什么学生可以学习分子生物学?

A : 对分子生物学感兴趣的学生、大众,均可以选择本课程学习。与此同时,由于授课团队为西北农林科技大学,食品科学与工程学院,因此教学内容会涉及食品相关研究内容。

Q : 教学的侧重点是什么?

A : 本课程侧重分子生物学基础理论知识以及实验技能的教学,培养学习者从分子层面了解、认知、思考、研究生命现象的意识。

西北农林科技大学
2 位授课老师
吕欣

吕欣

教授

王欣

王欣

副教授

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