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智慧课程 认证学习
基因工程综合实验
第11次开课
开课时间: 2025年06月23日 ~ 2025年11月30日
学时安排: 3
进行至第8周,共23周 已有 326 人参加
立即参加
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课程图谱
课程评价(33)
spContent=精要概述实验原理与方法,系统演示操作流程与要点,深入解读实验结果与现象。课程定位于“整体性、系统性与示范性为一体”,围绕“基因”这一主题,阐述与演示靶基因的获取,基因重组与筛选,在宿主中的表达,以及蛋白纯化等实验过程,让学习者熟悉生命科学研究的过程。课程配套有“十一五”国家级规划教材《基因工程实验指导》;高等学校“十四五”生命科学规划新形态教材《基因工程》。此外,还建有《基因工程》MOOC课程相配合。
精要概述实验原理与方法,系统演示操作流程与要点,深入解读实验结果与现象。课程定位于“整体性、系统性与示范性为一体”,围绕“基因”这一主题,阐述与演示靶基因的获取,基因重组与筛选,在宿主中的表达,以及蛋白纯化等实验过程,让学习者熟悉生命科学研究的过程。课程配套有“十一五”国家级规划教材《基因工程实验指导》;高等学校“十四五”生命科学规划新形态教材《基因工程》。此外,还建有《基因工程》MOOC课程相配合。
—— 课程团队
课程概述

生命是世界上最复杂的物质存在,基因工程的研究已进入定向改造生物性状的时代,在解决粮食、资源、环境、能源的压力,以及营养、医药、健康等方面展示出前所未有的前景。

课程以探究性实验绿色荧光蛋白GFP基因的克隆、重组、筛选、表达以及蛋白纯化为主线,划分为仪器使用、核酸制备、核酸纯化与检测、基因重组、基因表达与蛋白分析等六个章节,包含20多个连续的系列实验。鼓励大家参与实验的设计,熟悉科研的手段,感受科研的魅力。并要求学员加强实践、勤于思考、勇于探索,提升发现问题、分析问题与解决问题的能力。

课程的第1章为3学时,其余5章每章为9学时。

授课目标

1、巩固所学的理论知识,加深对基因工程的全面了解;

2、学习掌握实验原理与技术,培养实验设计、操作技能、综合能力;

3、感受科研的过程,提升发现问题、分析问题与解决问题的能力;

4、拓展视野,提高学习兴趣,贴近科研实际。

课程大纲
导论
课时目标:1)教材建设、MOOC建设、实验体系建设;2)移液器、离心机的使用;3)凝胶成像仪、微波炉、超净台的使用。4)实验流程、实验准备与注意事项。
1.1课程概述
1.2器具使用(1)
1.3器具使用(2)
1.4实验框架
核酸制备
课时目标:1)材料准备、细胞裂解、过柱纯化的基因组DNA提取;2)模板获取、PCR反应体系、程序设定与运行的靶基因扩增;3)RNA的提取;4)反转录合成cDNA;5)DNA分离、过柱纯化的质粒DNA提取。
2.1基因组DNA提取
2.2 PCR扩增靶基因
2.3 RNA提取
2.4 反转录合成cDNA
2.5质粒DNA提取(1)
2.6质粒DNA提取(2)
核酸纯化与检测
课时目标:1)紫外分析、琼脂糖凝胶电泳的DNA分析;2)制备变性凝胶、准备RNA样品、上样电泳的RNA变性电泳;3)经典纯化、过柱纯化;4)DNA切胶分离、过柱纯化;5)实时荧光定量PCR。
3.1 DNA检测
3.2 RNA变性电泳
3.3 DNA纯化(1)
3.4 DNA纯化(2)
3.5 DNA切胶分离
3.6 实时荧光定量PCR
基因重组
课时目标:1)质粒与PCR产物酶切、电泳确认;2)DNA纯化、连接;3)平板制备、感受态细胞制备、转化;4)平板筛选、菌液PCR、质粒提取与酶切、测序确认等阳性克隆常规筛选。
4.1 DNA酶切
4.2 DNA连接
4.3导入大肠杆菌(1)
4.4导入大肠杆菌(2)
4.5阳性克隆常规筛选(1)
4.6阳性克隆常规筛选(2)
基因表达
课时目标:1)平板抗生素筛选、荧光或绿色菌落的GFP克隆筛选;2)诱导表达(IPTG、时间、温度);3)大量诱导、细胞破碎;4)柱子处理、过亲和柱、柱子封存的蛋白纯化。
5.1 GFP克隆筛选
5.2诱导表达
5.3细胞破碎
5.4蛋白亲和纯化(1)
5.5蛋白亲和纯化(2)
蛋白分析
课时目标:1)紫外吸收法、BCA法的蛋白定量;2)蛋白样品处理、制备聚丙烯酰胺凝胶、蛋白电泳、染色与脱色的SDS-PAGE分析;3)蛋白电泳与转膜、封闭与杂交、曝光的Western杂交。
6.1 蛋白定量(1)
6.2 蛋白定量(2)
6.3 SDS-PAGE分析(1)
6.4 SDS-PAGE分析(2)
6.5 SDS-PAGE分析(3)
6.6 Western杂交(1)
6.7 Western杂交(2)
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预备知识

建议先修课程:《生物化学》、《基因工程》。

参考资料

1、朱旭芬主编《基因工程实验指导》(4版) 高等教育出版社 2025.7(MOOC配套教材、国家级一流本科课程配套教材、绿色生物制造新兴领域“十四五”高等教育教材)


2、朱旭芬主编《基因工程实验指导》(3版) 高等教育出版社 2016.4(“十一五”国家级规划教材、生物技术和生物工程系列iCourse·教材与新形态教材)


3、朱旭芬主编.《基因工程》(2版) 高等教育出版社 2021.10(高等学校“十四五”生命科学规划新形态教材、浙江省普通高校“十三五”新形态教材)


4、朱旭芬、严庆丰、霍颖异.《基因工程》MOOC在线课程

(https://www.icourse163.org/course/ZJU-1206624834)


5、国家虚拟仿真实验(https://www.ilab-x.com/details/v5?id=4747&isView=true):吴敏等《模式植物拟南芥CRISPR/Cas9基因编辑虚拟仿真实验》

浙江大学
2 位授课老师
朱旭芬

朱旭芬

教授

霍颖异

霍颖异

高级实验师

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