基因工程原理
基因工程原理
1000+ 人选课
更新日期:2025/07/03
开课平台智慧树
开课高校上海大学
开课教师文铁桥王娇龚一富吴春霞查笑君
学科专业理学生物科学类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
基因工程技术是现代生物技术的核心技术,以分子遗传学、生物化学、微生物学、细胞生物学等学科为基础,加以工程学的背景概念,通过缜密的设计和精确的实验操作以达到人为设想的工程目的。本课程主要为本科生讲述基因工程技术中的基础知识和主要技术原理,另外还介绍了当前技术发展前沿的尖端技术。 通过本课程的学习,学生将掌握基因工程的基本原理和方法,内容涉及基因工程的各类工具酶及载体、基因筛选技术、基因功能研究技术、基因编辑技术等等,以拓宽学生生命科学的知识面,为日后熟练使用各类基因工程技术以服务于科学研究和生产实践打下坚实的基础。此外,本课程还将通过小组合作完成课程项目并进行小组展示以达到理论与实践相结合的教学目的,并以此培养学生们创新的科学精神、严谨诚信的科学态度和集思广益的团队精神。 本课程通过线上与线下的结合、科研与教学的结合、校内与校外的结合、信息技术与课堂教学内容的结合,探索和践行了随着科学发展与进步,在知识信息量剧增背景下建立大学生能力培养新机制,构成了培养学生创新能力、科学思维能力和挑战力的教学特色。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
绪论
登录后可预览视频
前言
文铁桥
基因工程的诞生
王娇
基因克隆基本流程
王娇
基因工程基本技术原理
核酸的提取与鉴定
基因组DNA的提取
龚一富
RNA和质粒DNA的提取
龚一富
核酸的鉴定和含量测定
龚一富
PCR技术
PCR技术的基本原理
龚一富
PCR 反应体系
龚一富
PCR衍生技术1
龚一富
PCR衍生技术2
龚一富
分子杂交技术
龚一富
基因工程工具酶
限制性核酸内切酶
限制与修饰
吴春霞
限制性核酸内切酶的命名
吴春霞
限制性核酸内切酶的类型及特点
吴春霞
限制性核酸内切酶产生的末端
吴春霞
影响限制性内切酶活性的因素
吴春霞
DNA聚合酶
吴春霞
DNA连接酶
吴春霞
核酸修饰酶
吴春霞
甲基化酶
吴春霞
基因工程载体与表达系统
载体的共性
查笑君
质粒载体
查笑君
a-互补
查笑君
噬菌体载体
查笑君
植物表达载体
查笑君
目的基因分离与鉴定
基因工程原理
查笑君
PCR 法
查笑君
文库筛选法
查笑君
酵母双杂交法
查笑君
其他的筛选方法
查笑君
基因功能研究技术
基因芯片和转录组测序
王娇
蛋白质芯片
王娇
酵母双杂交
王娇
免疫共沉淀
王娇
RNAi技术
王娇
Micro-RNA
王娇
Crispr-cas9系统
王娇
光遗传
王娇
动植物基因工程
转基因植物
植物基因工程常用方法
吴春霞
转基因植物筛选与鉴定
吴春霞
转基因植物应用
吴春霞
转基因动物
基因打靶
王娇
Cre-loxp系统
王娇
UAS-GAL4系统
王娇
Tet on & Tet off
王娇
转基因动物的筛选与鉴定
王娇
基因信息分析技术
常用生物分子数据库
龚一富
软件分析应用
blast
龚一富
VectorNTI软件的安装及使用
龚一富
用Vector软件进行序列比对
龚一富
进化树的构建
龚一富
primer引物设计
龚一富
  • 第一章绪论

    基因是存在于DNA上的核苷酸序列,具有特定的结构、功能以及遗传特征。从基因到基因工程的一个多世纪的研究结果,充分展现了人类从认识自然到改造自然的过程。基因工程技术在造福于人类的同时,也给人类无限遐想的空间,基因工程的迅猛发展将人类带入实现梦幻的年代。

  • 1.1前言

    前言

  • 1.2基因工程的诞生

    基因工程的诞生

  • 1.3基因克隆基本流程

    基因克隆基本流程

  • 第二章基因工程基本技术原理

    基因工程是一门实践性与实验性并进的学科。本章重点介绍基因工程基本技术原理和实技能,并将基因工程基本理论和实验技能应用在科研工作中,对基因工程操作过程中经常出现的问题进行了分析。培养学生综合应用基因工程理论知识和实验技能的能力 。

  • 2.1核酸的提取与鉴定

    提取高质量的DNA、RNA和质粒是顺利进行基因工程研究的前提和基础。本节重点介绍DNA、RNA和质粒提取的原理、方法和步骤,并介绍了提取核酸的鉴定和含量测定方法,分析了影响核酸提取成功的因素。

  • 2.2PCR技术

    PCR技术已成为分子生物学和基因工程研究中强有力的工具之一,随着科学的进步,不断衍生了新的PCR技术。本节重点介绍了PCR技术的基本原理、PCR反应体系和反应条件,并对目前比较热门的PCR衍生技术基本原理和应用进行了介绍。

  • 2.3分子杂交技术

    分子杂交技术广泛应用于基因工程中基因的筛选与鉴定中。本章重点介绍了Southern杂交、Northern杂交、Western杂交、菌落原位杂交和荧光原位杂交技术的基本原理、步骤和应用。

  • 第三章基因工程工具酶

    各种核酸酶类是基因工程中的重要工具。 基因工程实验操作主要是在核酸分子之间进行的,由一系列的酶类催化完成,其中限制性核酸内切酶和DNA连接酶是完成DNA分子重组的主要酶。此外,还有DNA聚合酶、碱性磷酸酶、末端核苷酸转移酶等核酸修饰酶类。所有这些酶类作为DNA操作的工具,为人们进行重组DNA创造了条件。 本章旨在着重讨论限制性核酸内切酶、聚合酶和连接酶在重组DNA分子中的作用,同时简要讨论其他一些核酸酶类。

  • 3.1限制性核酸内切酶

    限制性核酸内切酶

  • 3.2DNA聚合酶

    DNA聚合酶

  • 3.3DNA连接酶

    DNA连接酶

  • 3.4核酸修饰酶

    核酸修饰酶

  • 3.5甲基化酶

    甲基化酶

  • 第四章基因工程载体与表达系统

    本章主要介绍了基因工程中常用克隆载体如质粒载体、噬菌体载体、噬菌粒载体、病毒载体和人工染色体的特性与功能,并以常用的原核表达系统和真核表达系统为例,介绍了基因工程中的蛋白表达系统。

  • 4.1载体的共性

    载体的共性

  • 4.2质粒载体

    质粒载体

  • 4.3a-互补

    a-互补

  • 4.4噬菌体载体

    噬菌体载体

  • 4.5植物表达载体

    植物表达载体

  • 第五章目的基因分离与鉴定

    对基因功能的研究,首先需要获取基因或基因片段,即目的基因(target gene)。从体内或体外分离目的基因是进行基因操作的最为关键的步骤之一。随着分子生物学研究的发展,基因工程操作中的目的基因范围也变得越来越广泛,既包括包含完整开放阅读框或部分编码序列的DNA或cDNA,也包括启动子、增强子或其他基因调控序列的DNA片段。 本章主要介绍基因文库的构建、目的基因的分离,对图位克隆、转座子标签法、电子克隆等方法也进行了较为详细的介绍,提供了获取基因的基本思路与技术方法。

  • 5.1基因工程原理

    基因工程原理

  • 5.2PCR 法

    PCR法

  • 5.3文库筛选法

    文库筛选法

  • 5.4酵母双杂交法

    酵母双杂交法

  • 5.5其他的筛选方法

    其他的筛选方法

  • 第六章基因功能研究技术

    基因功能研究是人类从认识自然到改造自然的必经阶段。基因功能研究技术主要包括常规分析技术、高通量分析技术以及大分子相互作用分析技术等。研究层面上可分为分子、细胞和整体,目前普遍使用了的是通过基因剔除、突变、相互作用回答基因功能。光遗传操作技术为研究神经基因功能,揭示大脑奥秘提供了强有力的工具。

  • 6.1基因芯片和转录组测序

    基因芯片和转录组测序

  • 6.2蛋白质芯片

    蛋白质芯片

  • 6.3酵母双杂交

    酵母双杂交

  • 6.4免疫共沉淀

    免疫共沉淀

  • 6.5RNAi技术

    RNAi技术

  • 6.6Micro-RNA

    Micro-RNA

  • 6.7Crispr-cas9系统

    Crispr-cas9系统

  • 6.8光遗传

    光遗传

  • 第七章动植物基因工程

    通过基因工程技术可以构建人们所需要的各类基因工程动植物,以满足科学研究、医学、农业的不同需求。有多种动植物转基因的方法,各有优势与不足。为增强基因表达可以使用调控元件,通过理化及分子生物学方法筛选、鉴定转基因动植物,使之应用于各种需求。

  • 7.1转基因植物

    转基因植物

  • 7.2转基因动物

    转基因动物

  • 第八章基因信息分析技术

    生物信息学已经成为生命科学领域中的一颗明珠,对核酸和蛋白质序列的分析也成为生命科学工作者的一项基本技能。本章重点介绍了一些常用的生物数据库和使用方法,介绍了VectorNTI、Mega、Primer软件的基本原理及使用方法。

  • 8.1常用生物分子数据库

    本节重点介绍了NCBI网站的核酸数据库和蛋白质数据库,介绍了NCBI网站的一些功能,介绍了如何通过数据库查找核酸序列和蛋白质序列。

  • 8.2软件分析应用

    本节重点介绍了利用NCBI 网站进行blast分析,学习VectorNTI、Mega、Primer软件的基本原理及使用方法,利用VectorNTI软件进行比对等综合分析,利用Mega软件构建系统进化树,利用Primer软件进行引物设计。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 绪论

    1.1 前言

    1.2 基因工程的诞生

    1.3 基因克隆基本流程

    视频数3
  • 第二章  作业测试
    第二章 基因工程基本技术原理

    2.1 核酸的提取与鉴定

    2.2 PCR技术

    2.3 分子杂交技术

    视频数8
  • 第三章  作业测试
    第三章 基因工程工具酶

    3.1 限制性核酸内切酶

    3.2 DNA聚合酶

    3.3 DNA连接酶

    3.4 核酸修饰酶

    3.5 甲基化酶

    视频数9
  • 第四章  作业测试
    第四章 基因工程载体与表达系统

    4.1 载体的共性

    4.2 质粒载体

    4.3 a-互补

    4.4 噬菌体载体

    4.5 植物表达载体

    视频数5
  • 第五章  作业测试
    第五章 目的基因分离与鉴定

    5.1 基因工程原理

    5.2 PCR 法

    5.3 文库筛选法

    5.4 酵母双杂交法

    5.5 其他的筛选方法

    视频数5
  • 第六章  作业测试
    第六章 基因功能研究技术

    6.1 基因芯片和转录组测序

    6.2 蛋白质芯片

    6.3 酵母双杂交

    6.4 免疫共沉淀

    6.5 RNAi技术

    6.6 Micro-RNA

    6.7 Crispr-cas9系统

    6.8 光遗传

    视频数8
  • 第七章  作业测试
    第七章 动植物基因工程

    7.1 转基因植物

    7.2 转基因动物

    视频数8
  • 第八章  作业测试
    第八章 基因信息分析技术

    8.1 常用生物分子数据库

    8.2 软件分析应用

    视频数6
  • 期末考试