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合成生物学基本技术
第5次开课
开课时间: 2025年01月13日 ~ 2025年11月30日
学时安排: 1-4小时每周
进行至第29周,共46周 已有 78 人参加
立即参加
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》是一门基于国际遗传基因工程大赛(简称iGEM)项目的生物学、工程、数学、技术整合课程,课程内容涉及iGEM项目介绍、实验室安全教育、实验室仪器培训、合成生物学基本实验技术、建模基础知识及软件使用、网页制作、Huaman Practices研究方法等模块。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》是一门基于国际遗传基因工程大赛(简称iGEM)项目的生物学、工程、数学、技术整合课程,课程内容涉及iGEM项目介绍、实验室安全教育、实验室仪器培训、合成生物学基本实验技术、建模基础知识及软件使用、网页制作、Huaman Practices研究方法等模块。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iGEM竞赛的培训课程。

课程团队建设有微生物学、分子生物学和生物化学优质实验课程以及长期积累的丰富的教学经验,具备7年的iGEM竞赛指导经验,课程内容涉及iGEM项目介绍、实验室安全教育、实验室仪器培训、合成生物学基本实验技术、建模基础知识及软件使用、网页制作、Huaman Practices研究方法等模块。

iGEM项目介绍由2024届iGEM项目骨干指导培训,后续部分由指导教师和项目骨干共同指导。通过培训学习,学生可掌握合成生物学基本方法和技能,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.了解合成生物学基本知识和方法

2.了解iGEM竞赛四大模块

3.学习掌握生物学基本实验技能和方法

4.培养学生运用多学科知识发现问题、分析问题、解决问题能力

成绩 要求

无课程认证证书,需要注意的有3点:(1)在进实验室之前需要完成实验室安全教育并完全答对相关题目后才具备进实验室资格;(2)只有完成设备培训并完全答对相关题目后才具有设备使用资格;(3)最后成绩参考项目贡献度。

课程大纲

第一讲 合成生物学文献分享

1. 合成生物学文献分享

2. 题目库

第二讲 iGEM项目培训

1. 合成生物学与iGEM

2. PCR技术、通路构建与Snapgene的使用

3.FDU&BNUZH优秀项目分享

4.优秀项目介绍

5.头脑风暴初步展示

第三讲 2023-2024届iGEM头脑风暴

头脑风暴参考资料——国家重点研发计划

头脑风暴参考资料——”十四五“国家重点研发计划

第一次头脑风暴

第二次头脑风暴

2024头脑风暴项目书

2024头脑风暴组会视频

第四讲 微生物实验室安全与防护

1. 微生物实验室安全与防护

2. 学习材料

第五讲 微生物培养基的配制

1. 微生物培养基的设计

2. 微生物培养基的配制

3. 高压蒸汽灭菌器的使用

4. 天平的使用

第六讲 微生物无菌操作技术

1. 微生物无菌操作技术

2. 超净工作台和显微镜的使用

第七讲 利用16S rDNA序列鉴定细菌

1. 利用16S rDNA序列鉴定细菌(原理讲解)

2. 利用试剂盒提取细菌基因组DNA(操作示范)

3. DNA的琼脂糖凝胶电泳检测(操作示范)

4. PCR扩增16S rDNA序列(操作示范)

第八讲 大肠杆菌感受态细胞的制备和转化

1. 大肠杆菌感受态细胞的制备和转化

2. 分光光度计的使用(操作示范)

第九讲 碱性磷酸酶AKP的原核表达

1. 外源基因的诱导表达(理论降解)

2. 碱性磷酸酶的表达(操作示范)

第十讲 碱性磷酸酶AKP的提取纯化

1. 蛋白纯化原理(原理讲解)

2. 细胞破碎(操作示范)

3. 离子交换层析(操作示范)

4. 盐析(操作示范)

5. 分子筛层析(操作示范)

6. 蛋白浓缩(操作示范)

第十一讲 SDS-PAGE和Western Blot分析蛋白纯化效果

1. SDS-PAGE 原理(原理讲解)

2. SDS-PAGE电泳(操作示范)

3. Western Blot原理(原理讲解)

4. Western Blot技术(操作示范)

第十二讲 三亲结合法转化蓝细菌

1. 蓝细菌的培养(原理讲解)

2. 三亲结合法转化蓝细菌(原理讲解)

3. 三亲结合法转化蓝细菌(操作示范)

第十三讲 丝状真菌原生质体转化方法

1. 丝状真菌原生质体转化方法(原理讲解)

2. 丝状真菌原生质体转化方法(操作示范)

第十四讲 丝状真菌基因组DNA的提取

1. 丝状真菌基因组DNA的提取(原理讲解)

2. 丝状真菌基因组DNA的提取(操作示范)

第十五讲 酿酒酵母遗传转化

1. 酿酒酵母电击转化(原理讲解)

2. 酿酒酵母电击转化(操作示范)

3. 真核微生物CRISPR-Cas9基因编辑系统(原理讲解)

第十六讲 新型隐球酵母小RNA的提取

1. 新型隐球酵母小RNA的提取(原理讲解)

2. TRIzol法提取总RNA(操作示范)

3. 聚丙烯酰胺凝胶电泳(操作示范)

第十七讲 暑期培训

17.1 序列检索及比对

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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。

参考资料
  1. 郝晓冉主编,《微生物学实验数字课程》,高等教育出版社,2020(https://icc.hep.com.cn/bnu/wswxsy)
  2. (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
  3. Joanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton eds. Prescott's Microbiology, 9th edition, McGraw-Hill Education, 2014
  4. 北京师范大学生命科学学院虚拟仿真实验资源平台
  5. (syjx.cls.bnu.edu.cn/shared_platform/resources/)
  6. 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.
  7. 尹燕霞主编,《分子生物学实验数字课程》,高等教育出版社,2019,(https://icc.hep.com.cn/loadShowHome.action?courseInfoId=5000002406)
  8. 杨冬主讲,《生物化学实验》,中国大学MOOC,https://www.icourse163.org/course/BNU-1207434802
北京师范大学
2 位授课老师
郝晓冉

郝晓冉

高级实验师

朱旭东

朱旭东

教授

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