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SPOC学校专有课程
合成生物学基本技术
第1次开课
开课时间: 2020年03月10日 ~ 2020年10月31日
学时安排: 3~5小时每周
当前开课已结束 已有 35 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=合成生物学是二十一世纪的新兴分支学科,融合生物学、化学、工程学、计算机等多个学科。《合成生物学基本技术》从生物学角度出发,内容涵盖常用的分子生物学和遗传学基本实验技术。欢迎对合成生物学具有浓厚兴趣与强烈好奇心的朋友们加入我们的课程一起学习,让我们一起探讨,共同成长!
合成生物学是二十一世纪的新兴分支学科,融合生物学、化学、工程学、计算机等多个学科。《合成生物学基本技术》从生物学角度出发,内容涵盖常用的分子生物学和遗传学基本实验技术。欢迎对合成生物学具有浓厚兴趣与强烈好奇心的朋友们加入我们的课程一起学习,让我们一起探讨,共同成长!
—— 课程团队
课程概述

合成生物学是二十一世纪新兴的生物科学分支学科,融合了生物学、化学、工程学、计算机科学等多个学科。通过重设计现有的天然的生物系统,或是设计和构建人工生物组件和系统来创造全新的生物体系。

国际基因工程机器大赛(International Genetically Engineered Machine competition,简称iGEM)是合成生物学领域的国际顶级大学生科技赛事,期望通过竞赛的形式,回答合成生物学中的核心问题——能否在活细胞中使用可互换的标准化组件构建简单的生物系统,并且加以操纵。本课程是一门针对合成生物学或者iGEM参赛团队基本实验技术培训课程。

课程团队在学院微生物学、分子生物学和生物化学优质实验课程及其长期教学积累基础上,围绕大肠杆菌、酵母、丝状真菌的遗传改造、蛋白表达、提取和纯化等主题组织教学内容,并通过原理讲解、操作示范和虚拟仿真三种形式加以呈现。教师讲解部分从社会现实问题出发,结合最新研究进展,介绍实验背景,在实验原理方面,着重培养学生的实验设计和技术应用能力;实验操作部分以微距近景的方式呈现完整实验流程,使学生进一步理解实验设计和掌握操作细节;虚拟仿真项目让学生通过游戏闯关的方式掌握实验操作技术,解决学生无法通过在线视频进行实验操作的问题,提升在线实验教学效果。

通过学习,可掌握合成生物学基本实验操作技能,培养学生科研规范和科学素养,提高学生发现问题和解决问题的能力。

 

授课目标

1.建立无菌操作概念,掌握微生物无菌操作技术;

2.了解大肠杆菌、酵母菌和丝状真菌遗传改造基本操作技术;

3.掌握蛋白表达、提取、纯化、检测的基本实验步骤;

4.培养学生实验设计和创新能力。



成绩 要求

总成绩在60分-84分的可申请合格证书。

总成绩在85分以上(含85分),可申请优秀证书。

证书的形式是纸质版认证证书,您可以在课程结束后根据需要进行申请,认证证书的收费标准为100元/份。

课程大纲
微生物培养基的配制
1.1 微生物培养基的设计(原理讲解)
1.2 微生物培养基的配制(原理讲解)
1.3 牛肉膏蛋白胨培养基的配制和分装(操作示范)
1.4 斜面的制备(操作示范)
1.5 PDA培养基的配制和分装(操作示范)
1.6 高压蒸汽灭菌器的使用(操作示范)
1.7 电子天平的结构(虚拟仿真)
1.8 电子天平的使用(虚拟仿真)
1.9 高压蒸汽灭菌器的结构(虚拟仿真)
1.10 高压蒸汽灭菌器的使用(虚拟仿真)
微生物无菌操作技术
2.1 微生物无菌操作技术(原理讲解)
2.2 常用实验耗材的包装(操作示范)
2.3 酒精棉球酒精灯的准备(操作示范)
2.4 无菌平板的制备(操作示范)
2.5 微生物接种技术(操作示范)
2.6 微生物接种技术(虚拟仿真)
2.7 超净工作台的结构(虚拟仿真)
2.8 显微镜的使用(操作示范)
利用16S rDNA序列鉴定细菌
3.1 利用16S rDNA序列鉴定细菌(原理讲解)
3.2 利用试剂盒提取细菌基因组DNA(操作示范)
3.3 DNA的琼脂糖凝胶电泳检测(操作示范)
3.4 PCR扩增16S rDNA序列(操作示范)
大肠杆菌感受态细胞的制备和转化
4.1 大肠杆菌感受态细胞的制备和转化(原理讲解)
4.2 分光光度计的使用(操作示范)
4.3 细胞扩大培养(操作示范)
4.4 大肠杆菌感受态细胞的制备(操作示范)
4.5 转化(操作示范)
4.6 菌落培养和平板筛选(操作示范)
碱性磷酸酶APK的原核表达
5.1 外源基因的诱导表达(原理讲解)
5.2 碱性磷酸酶的表达(操作示范)
碱性磷酸酶APK的提取纯化
6.1 APK的分离纯化(原理讲解)
6.2 细胞破碎(操作示范)
6.3 离子交换层析(操作示范)
6.4 盐析(操作示范)
6.5 分子筛层析分离APK(操作示范)
6.6 APK的浓缩(操作示范)
SDS-PAGE和Western Blot分析蛋白纯化效果
7.1 SDS-PAGE原理(原理讲解)
7.2 SDS-PAGE电泳(操作示范)
7.3 Western Blot技术原理(原理讲解)
7.4 Western Blot技术:转膜及检测(操作示范)
三亲接合法转化蓝细菌
8.1 蓝细菌的培养(原理讲解)
8.2 三亲接合法转化蓝细菌(原理讲解)
8.3 运载质粒菌和接合辅助菌的准备(操作示范)
8.4 蓝藻的准备(操作示范)
8.5 藻菌混合、涂平板及筛选(操作示范)
酿酒酵母电击转化
9.1 酿酒酵母电击转化(原理讲解)
9.2 酿酒酵母感受态的制备(操作示范)
9.3 酿酒酵母电击转化(操作示范)
9.4 电极杯的清洗(操作示范)
9.5 菌落PCR(操作示范)
新型隐球酵母小RNA的提取
10.1 新型隐球酵母小RNA的提取(原理讲解)
10.2 Trizol法提取总RNA(操作示范)
10.3 聚丙烯酰胺凝胶电泳(操作示范)
丝状真菌原生质体转化方法
11.1 孢子悬液的制备(操作示范)
11.2 原生质体的制备(操作示范)
11.3 PEG介导的原生质体的转化(操作示范)
丝状真菌基因组DNA的提取
12.1 真空抽滤(操作示范)
12.2 冷冻干燥机的使用(操作示范)
12.3 液氮研磨菌丝(操作示范)
12.4 丝状真菌基因组DNA的提取(操作示范一)
12.5 丝状真菌基因组DNA的提取(操作示范二)
12.6 丝状真菌基因组DNA的提取(操作示范三)
展开全部
预备知识

1.生物学相关专业的大学生;

2.具有高中生物等相应的知识的非专业学生;

3.拟开展科研创新训练的大学高年级学生;

4.拟开展创新创业和有意愿学习的其他人士。

 

参考资料
  1. 黄秀梨,辛明秀主编,《微生物学实验指导》(第3版),高等教育出版社,2019.

  2. 黄秀梨,辛明秀主编,《微生物学》(第4版),高等教育出版社,2019.

  3. 沈萍,陈向东主编,《微生物学》(第8版),高等教育出版社,2016.

  4. 沈萍,陈向东主编,《微生物学实验》(第4版),高等教育出版社,2007.

  5. (美)J.萨姆布鲁克(Joseph Sambrook),(美)D.W.拉塞尔(David W. Russell)著,《分子克隆实验指南》(第3版),科学出版社,2008.

  6. Joanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton eds. Prescott's Microbiology, 9th edition, McGraw-Hill Education, 2014.

  7. 北京师范大学生命科学学院虚拟仿真实验资源平台

    (syjx.cls.bnu.edu.cn/shared_platform/resources/).

  8. 邢来君,李明春,魏东盛主编,《普通真菌学》(第2版),高等教育出版社,2010.

  9. 魏群主编,《基础生物化学实验》(第3版),高等教育出版社,2009.

  10. 魏群主编,《生物化学与分子生物学综合大实验》,化学工业出版社,2007.

  11. 魏群主编,《生物工程技术实验指导》,高等教育出版社,2002.

  12. 赵亚华主编,《生物化学与分子生物学实验技术教程》,高等教育出版社,2005.


源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

北京师范大学
3 位授课老师
郝晓冉

郝晓冉

高级实验师

杨冬

杨冬

副教授

朱旭东

朱旭东

教授

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