课程概述

  基因决定生物体的一切性状和生命过程,利用基因、改变基因、创造基因一直是人们改造自然、服务人类自身的梦想。基因工程通过DNA重组操作,人为地在体外对生物体的基因进行剪切、修饰、改变和转移,实现基因克隆、基因转移、基因编辑和基因治疗的目的。因此基因工程包含了现代转基因技术,是生物技术的核心,引领着生物技术发展的方向。《基因工程》课程也成为生命科学、生物工程和生物技术专业本科生必修的专业核心课程。

 

  《基因工程》在线开放课程以转基因技术的操作流程和应用为主线,介绍了什么是基因工程和转基因技术,基因工程的发展与应用,基因工程操作的工具酶和载体两大工具,目的基因获取的多种方法,外源基因的表达与转基因的鉴定和检测,转基因植物,转基因动物,基因的“转出”即敲除,基因治疗以及转基因安全性及其监管,尤其增加了近几年DNA高通量测序、基因敲除、基因编辑和免疫治疗等方向的最新研究进展,希望帮助学员们对基因工程和转基因技术的原理、现状和应用有一个科学客观的认识和了解。


  本课程还增加了一个虚拟实验,同学们在线上可以体验并掌握“可视化显微注射制备转基因斑马鱼的虚拟实验”,不仅全面学习理论知识,还能自己动手制备一条发荧光的转基因斑马鱼,这也是本课程一个别具一格的特色和亮点。

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。


预备知识

至少需要高中生物学的基础,最好学习过遗传学、分子生物学、生物化学和细胞生物学的课程。

授课大纲

第一章 转基因是什么?

1.3 转基因技术的诞生与发展

1.4 如何制备转基因?

1.1 什么是转基因?

1.2 其实你对转基因并不陌生

第一章 转基因是什么 章测题

第二章 转基因操作的“工具箱”

2.1 限制性核酸内切酶--切割基因的魔术剪

2.2 限制性核酸内切酶使用秘笈

2.3 DNA连接酶--连接基因的缝合针

2.4 DNA聚合酶--修饰基因的雕刻刀

2.5 DNA聚合酶有多少?

2.6 碱性磷酸酶的妙用

第二章 转基因操作的工具箱 章测题

第三章 基因转移的“运载车”

3.1 转基因需要“运载车”吗?

3.2 轻装上阵的自行车--质粒

3.3 小巧灵活的Smart--病毒

3.4 负重前行的大卡车--人工染色体

第三章 基因转移的运载车 章测题

第四章 目的基因从哪来?

4.1 基因组文库的构建

4.2 PCR--获取目的基因的快车道

4.3 荧光定量PCR--让光检测基因的表达量

4.4 多重PCR--制作你的基因身份证

4.5 反向PCR--检测转基因的落脚点

4.6 反转录--真核基因的复印机

4.7 定点突变--目的基因的改造器

第四章 目的基因从哪来 章测题

第五章 转基因的表达

5.1 基因诱导表达系统

5.2 基因T7表达系统

5.3 基因融合表达系统

第五章 转基因的表达 章测题

第六章 转基因的检测

6.1 打开基因标记的指示灯

6.2 酶切电泳检测阳性转化子

6.3 Southern blot--灰姑娘与水晶鞋

6.4 Northern blot--容易受伤的灰姑娘

6.5 Western blot--寻觅灰姑娘的小王子

6.6 读懂DNA序列密码

6.7 开启基因检测快车道

6.8 高通量测序走四方

第六章 转基因的检测 章测题

第七章 转基因植物

7.1 转基因植物有多少?

7.2 如何将基因转入植物细胞?

7.3 杂草死了,是转基因植物惹的祸吗?

7.4 抗虫转基因玉米吃不吃得?

7.5 蓝玫瑰,转基因创造色彩斑斓

第七章 转基因植物章测题

第八章 转基因动物

8.1 转基因动物概述(上)

8.2 转基因动物概述(下)

8.3 从克隆羊到克隆猴

8.4 iPS细胞诞生记

8.5 动物生物反应器

8.6 转基因斑马鱼制备虚拟仿真实验

第八章 转基因动物 章测题

第九章 基因的“转出”

9.1 完全基因敲除--从“大力水手”的故事说开去

9.2 条件基因敲除--我爱吃菠菜,所以我身强力又壮

9.3 TALEN打靶--如来神掌

9.4 CRISPR打靶--上古神器

9.5 RNA干扰--小李飞刀

第九章 基因的“转出”章测题

第十章 基因治疗

10.1 基因治疗概述

10.2 基因治疗的发展历程(上)

10.3 基因治疗的发展历程(下)

10.4 基因治疗的载体(上)

10.5 基因治疗的载体(下)

10.6 肿瘤的基因治疗

10.7 CAR-T免疫治疗--滚蛋吧,肿瘤君!

10.8 艾滋病的基因治疗

第十章 基因治疗 章测题

第十一章 转基因技术的应用

11.1 基因工程在工业领域的应用

11.2 基因工程在农业领域的应用

11.3 基因工程在医药领域的应用

11.4 基因工程在功能基因组学研究中的应用

11.5 凝胶迁移率阻滞

11.6 染色质免疫沉淀

11.7 酵母双杂交

11.8 免疫共沉淀

第十一章 转基因的应用 章测题

第十二章 转基因的监管

12.1 转基因的安全性

12.2 转基因安全评价程序

12.3 转基因安全的监管

第十二章 转基因的监管 章测题

参考资料
  1. 袁婺洲编著,《基因工程》第二版,北京,化学工业出版社,2019年(教材)
  2. 邢万金编著,《基因工程--从基础研究到技术原理》。高等教育出版社,2018年
  3. 张惠展,欧阳立明,叶江编著,《基因工程》,第3版。高等教育出版社,2015年
  4. 孙明主编,《基因工程》。第二版,高等教育出版社,2013
  5. 徐晋麟、陈淳、徐沁编著,《基因工程原理》。第二版,科学出版社,2015年
  6. 杨焕明编著,《基因组学》。科学出版社,2016年
  7. 王立铭著,《上帝的手术刀--基因编辑简史》。浙江人民出版社,2017年
  8. 朱水芳主编,《转基因产品》。中国农业科学技术出版社,2017年
  9. 国家农业生命科学技术科普基地编,《转基因作物与我们的生活》。科学出版社,2011年
  10. 农业部农业转基因生物安全管理办公室编,《农业转基因科普知识--食品安全篇》。中国农业出版社,2016年
  11. 沈孝宙编,《转基因之争》。化学工业出版社,2008年
  12. 曾北危主编,《转基因生物安全》。化学工业出版社,2004年