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26考研数学通关实战
合成生物学
第6次开课
开课时间: 2024年03月01日 ~ 2024年07月01日
学时安排: 3-5小时每周
当前开课已结束 已有 937 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
课程详情
课程评价(64)
spContent=1993年,科幻冒险电影《侏罗纪公园》(Jurassic Park)获得多项奥斯卡大奖,导演史蒂文在影片中描述了科学家们,利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液,以及其他古生物化石中的DNA分子,培育出恐龙的胚胎,栩栩如生的复原了已经灭绝6500万年的史前巨兽,这就是“电影版本”的合成生物学。
1993年,科幻冒险电影《侏罗纪公园》(Jurassic Park)获得多项奥斯卡大奖,导演史蒂文在影片中描述了科学家们,利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液,以及其他古生物化石中的DNA分子,培育出恐龙的胚胎,栩栩如生的复原了已经灭绝6500万年的史前巨兽,这就是“电影版本”的合成生物学。
—— 课程团队
课程概述

        合成生物学是一门新兴的交叉学科,包含生物学、工程学、数学、计算机、物理和化学等。其所涵盖的科学知识、科学技术都是现代科学发展的前沿。通过这门课程的学习,学生可以广泛涉猎不同学科领域的交叉、融合,拓宽知识面,提高综合素养,还可以培养学生的创新精神、创新意识和创业能力。

       合成生物学是将生物系统的合成和遗传线路的连接工程化,与集成电路的制造方法一样,先设计、再制造、再设计。其最终目的是要通过这种理性设计和再设计的过程,获得人们所需要的生物功能,并通过实验得以实现,从而推动疾病诊断、药物治疗、基因编码及生命起源等方面的研究。其主要内容包括生物基因元件的模块化与标准化原理,基因元件的组装和表征,合成生物学的经典人工基因线路,基因组合成与编辑技术等。

授课目标

知识目标: 1.本课程要求学生掌握生物基因元件的模块化与标准化原理,基因元件的组装和表征,合成生物学的经典人工基因线路,基因与基因组的合成与编辑技术。2.熟悉人造生命系统的安全控制与伦理规范,并在实践中严格遵守。3.了解合成生物学在工业、农业、能源和医疗健康领域的应用。4.学习国际基因工程机器大赛(iGEM)的优秀项目,开阔学术视野。

 

能力目标:培养学生综合运用多学科知识分析和解决问题的能力;培养学生解决问题的创新精神、创新意识和创业能力。

 

素质目标:培养学生良好的生物安全控制意识和控制能力、具备高尚的职业道德和伦理规范。

 

课程大纲
合成生物学课程介绍
1.1 合成生物学的课程介绍
1.2 合成生物学的概念
1.3 合成生物学的研究内容
1.4 合成生物学的特点
1.5 合成生物学的发展历史
1.6 合成生物学的应用及前景
1.7 合成生物学之伦理与生物安全
标准化的生物合成系统
2.1 合成生物学的工程化本质
2.2 合成生物学的工具箱
2.3 合成生物系统的层次
2.4 合成生物学系统的基本元件
2.5 标准生物元件与元件库
2.6 标准生物元件的组装
2.7 合成生物系统的标准化测量
合成生物系统的逻辑结构
3.1 模块的串联和并联
3.2 单输入和多输入
3.3 前馈
3.4 反馈
3.5 逻辑门
基础遗传线路的设计
4.1 转录水平的基因表达调控开关
4.2 翻译水平的基因表达调控开关
4.3 基因振荡器
4.4 细胞群体感应系统
4.5 脉冲发生器
4.6 细胞群体图案系统
4.7 边界检测器
4.8 工程化的支架蛋白
合成生物学常用实验技术
5.1 生物砖的组装-同尾酶法
5.2 生物砖的组装-重叠延伸PCR法
5.3 重叠延伸PCR克隆
5.4 Gibson组装方法
5.5 标准元件库的构建和表征
5.6 沉默内源性基因的人工小RNA的筛选
生物合成通路的构建与组装
6.1 同源重组法构建工程化的生物合成通路
6.2 多功能基因组装平台ePathBrick
6.3 SLIC与Cre-LoxP结合法组装生物合成通路
6.4 金门克隆法组装DNA
6.5 在大肠杆菌基因组中构建基因回路
优秀iGEM项目介绍
7.1 炎症性肠病新疗法-1
7.2 炎症性肠病新疗法-2
7.3 3D生物打印技术-1
7.4 3D生物打印技术-2
7.5 3D生物打印技术-3
展开全部
预备知识

生物化学、分子生物学、工程学、数学、化学等。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

1.《合成生物学导论》,宋凯编著,2010,科学出版社.

2.《Synthetic Biology, A Primer》, Revised Edition, Baldwin, Bayer, et al. 2015,Imperial College Press.

3.《BioBuilder: Synthetic Biology in the Lab 》, Natalie Kuldell, et al. 2015, O'Reilly.

4.《Synthetic Biology, Springer Protocol》, Karen M. Polizzi, Cleo Kontoravdi, 2013, Humana Press.

5.《系统生物学导论:生物回路的设计原理》,Uri Alon著,王翼飞等译. 2009,化学工业出版社.

6.  iGEM网站:https://igem.org/Main_Page

 

常见问题

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山东大学
3 位授课老师
任桂杰

任桂杰

副教授

朱德裕

朱德裕

副教授

田克立

田克立

副教授

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