环境分子生物学
课程编码：280216083001M3005
英文名称：Environmental Molecular Biology
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：刘寅等
教学目的要求
本课程是环境科学与工程专业的学科基础课，也可以作为生物学、生态学、农学、水产、畜牧及林学等相关专业研究生的选修课。本课程共40个学时，2个学分，课堂开卷考试，以课堂讲授、讨论和实验课为主，有教学条件时做计算机演示课。通过本课程的学习，使学生了解分子生物学的基本实验技术和其相关的基本原理，掌握目前在环境科学、环境工程和生态学等方面的的应用，了解国内外将分子生物学技术应用于环境科学的最新进展和方法，为研究废水处理、土壤修复和环境监测等领域的污染物降解、迁移和其相关生物活动规律打下理论和实验基础。
预修课程
环境微生物学、生物化学等相关大学课程。
大纲内容
第一章 绪论（3学时） 3学时 苏高星
第1节 介绍分子生物学的含义和基本概念
第2节 分子生物学在环境科学中的地位
第3节 分子生物学在环境科学领域的现状以及国内外研究进展、热点、难点及发展方向
第二章 DNA基础及环境样品DNA提取技术（3学时） 3学时 苏高星
第1节 DNA的基本概念和实验检测技术
第2节 如何提取环境样品中的DNA
第3节 土壤DNA样品的提取实验实例
第三章 RNA基础及环境样品 RNA提取技术（3学时） 3学时 苏高星
第1节 RNA的基本概念和实验检测技术
第2节 如何获得环境样品中的RNA
第3节 活性污泥样品提取RNA实例
第四章 PCR原理及在环境科学中应用 （3学时） 3学时 苏高星
第1节 DNA复制原理
第2节 PCR技术在环境科学的应用实例
第3节 不同PCR技术简介
第五章 生物信息学基础—生物信息学概况和序列比对 （3学时） 3学时 苏高星
第1节 生物信息学和信息检索
第2节 常用生物信息学工具分类
第3节 序列比对的原理和工具、操作实践
第六章 生物信息学基础—PCR引物设计和基因组分析 （3学时） 3学时 苏高星
第1节 PCR引物的设计原理
第2节 基因组分析原理
第3节 PCR引物设计操作实践
第七章 生物信息学基础—微生物物种鉴定与进化树构建 （3学时） 3学时 苏高星
第1节 微生物物种的分子鉴定
第2节 系统发育树的原理
第3节 构建16S rDNA进化树的操作实践
第八章 环境合成生物学理论（3学时） 3学时 刘寅
第1节 合成生物学的发展
第2节 合成生物学的研究方法
第3节 合成生物学在环境科学中的应用
第九章 环境微生物监测—全细胞生物传感器（3学时） 3学时 刘寅
第1节 微生物全细胞传感器基本元件
第2节 微生物全细胞传感器的影响因素及改进策略
第3节 微生物全细胞传感器在环境领域中的应用
第十章 基于合成微生物菌群、基因工程技术的环境治理及微生物细胞合成工厂（3学时） 3学时 刘寅
第1节 基因工程微生物在环境污染修复中的应用
第2节 合成微生物菌群在环境治理中的应用
第3节 微生物细胞工厂合成生物学改造策略
第十一章 分子生物学方法在环境微生物生态学中的应用 （3学时） 3学时 刘寅
第1节 微生物驱动的基本元素循环
第2节 传统、现代微生物分子检测技术
第3节 现代微生物分子检测技术在环境微生物领域的应用
第十二章 环境分子生物学基本实验技术 （3学时） 3学时 苏高星
第1节 环境分子生物学上游实验
第2节 基因运载工具
第3节 DNA分子的体外切割与连接、载体的转化
第十三章 分子杂交原理及其在环境科学中的应用（3学时） 3学时 苏高星
第1节 DNA重组原理
第2节 FISH法在分析环境样品微生物群落结构中的应用
第3节 DNA芯片技术在环境微生物样品分析中的应用
第十四章 开卷考试（1学时） 1学时 苏高星
第1节 开卷考试
参考书
课程教师信息
苏高星，国科大杭州高等研究院副教授，主要从事环境生物传感分析
刘寅，国科大杭州高等研究院副研究院，主要从事环境毒理学研究