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关键词： 转基因作物   经济收益   环境风险   健康风险   监管  

摘要： 自转基因作物商业化种植以来,关于转基因作物的争论也一直是学界和社会公众关注的焦点。采用大量数据和文献资料对一直以来争论较为激烈的转基因作物收益不确定性、环境风险和健康风险等问题进行讨论,以期对转基因作物有较为客观深刻的认识;同时分析美国和欧盟对转基因作物和转基因产品的安全监管,为我国转基因作物和产品监管提供借鉴和启示。

关键词： 翻转课堂   建构主义   知识同化   生物技术  

摘要： 本研究选择了甘肃省天水师范学院生物科学专业的必修课程——微生物学中的“遗传育种”与“基因工程”两个章节开展了翻转课堂的设计和实施。翻转课堂选择复旦大学“改变生活的生物技术”数字课程作为内容支撑。该教学研究的对象为微生物学课程的两个平行班,一个班级实施翻转课堂教学,另一个班级采用传统的课堂教学模式。结果显示,以意义建构为基础的翻转课堂中,针对“遗传育种”和“基因工程”的新知识、新概念、新实践,学生获得了有意义的建构,成绩分布范围窄,4个月后再进行测试,学生成绩分布的主峰发生较少偏移。但是在传统课堂教学模式中,学生对知识的接收度个体差异大,成绩分布较宽泛,4个月后再进行测试,学生成绩分布上表现为主峰的偏移。该结果可说明,学生在利用数字资源学习的过程中,对新知识、新信息能够主动选择、加工和处理,是新信息的加工者,在自身已有的知识结构中,能建构出新的意义。

关键词： 翻转课堂   基因工程   教学模式  

摘要： 作为药科大学开设的“基因工程”课程,应该侧重于理论与实践的结合。前期已成功开展了基因工程实验教学改革,取得了较好的教学成果,并发表了数篇教学改革论文。为进一步提高“基因工程”理论课程的教学质量和教学效率,基于翻转课堂教学模式开展教学改革,充分利用校内教学资源库和公共网络课程平台的教学资源,在教学方法和教学手段等方面进行设计,探究翻转课堂教学模式相对于传统授课模式在课程教学过程中的优势。根据教学效果评价结果,分析存在的问题并提出完善方案。

关键词： 生物医药   产业园建设   产业发展  

摘要： 生物医药产业关系国计民生,是保障百姓身体健康、创造高品质生活的现实需要,已经成为国家重点发展的战略性新兴产业。在发展生物医药产业进程中,建好专业化产业园至关重要。对此,本文对江北区生物医药产业园发展状况进行调查和剖析,发现存在的问题,从扩大产业规模、完善产业链条、加快创新研发、加强融资服务等方面提出对策及措施,为促进江北区特色生物医药产业园发展提供参考。

关键词： 基因工程   符号编排   大小写   正斜体  

摘要： 针对基因工程中涉及的基因及其供体与受体、工具酶、载体等符号的大小写和正斜体编排进行分析,认为作为基因的供体与受体:病毒各级分类单位均应编排成斜体,暂定种编排成正体,种名中的专有名词大写;亚属名编排成斜体,首字母大写,等级指定词用正体;品种加词放在单引号内,每个词都用正体,首字母大写。基因符号的所有组成部分均编排成斜体,根据基因的物种来源判断基因符号的大小写。T4、T7等DNA连接酶,T4、T7编排成正体,4、7平排;Taq DNA聚合酶中的"Taq"编排成斜体。质粒载体上的基因符号编排成小写;质粒的命名可加上相应的缺失基因或外源基因,将基因符号编排成斜体。以上结论希望能为规范基因工程文稿的编排提供参考。

关键词： Cry1Ac蛋白   Bt799玉米   腭板培养   微团培养   发育毒性  

摘要： 目的通过体外培养大鼠中脑细胞微团和胚胎腭板,研究基因工程玉米Bt799及所表达Cry1Ac蛋白发育毒性。方法实验用大鼠选用Wistar大鼠,购自北京大学医学部实验动物部,年龄9周,体重(200±20)g,常规饲养于SPF级动物房。第一部分:于雌鼠孕13 d提取胚胎中脑细胞,以即刻离心血清替代培养基中胎牛血清,在不同条件下培养中脑细胞5 d,并观察其增殖分化情况。中脑细胞微团培养分八个组进行,分别对应八种不同培养环境。将制备ICS的Wistar大鼠随机分为六组,其中NM组、TM3组、TM1M组、TM3M组、PCB组为前五组大鼠,BP组、BC组、PCA组因大鼠未经直接干预且不影响组间比较,故共同使用第六组大鼠的血清。其中TM3、TM1M、TM3M组使用经Bt799玉米干预3 d、1个月、3个月大鼠的血清,BP组使用添加Cry1Ac蛋白的血清,PCA使用添加双酚A的血清,PCB组使用经双酚A灌胃3 d大鼠的血清,NM组使用经亲本玉米郑58干预3 d大鼠的血清、BC组使用经AIN-93G饲料喂养3 d大鼠的血清。第二部分:于雌鼠孕12.5 d摘取大鼠胚胎腭板,以加入Cry1Ac蛋白(BP组)或全反式视黄酸(RA组)条件旋转培养腭板72 h,根据腭板融合情况计算融合率,判断Cry1Ac蛋白对大鼠胚胎腭板发育的影响。结果第一部分:TM3、TM1M、TM3M、BP组细胞增殖率、分化率与NM组、BC组相比差异均无统计学意义。PCA组和PCB组细胞增殖率和分化率低于NM组、BC组且差异有统计学意义。第二部分:BP组腭板融合率与BC组相比差异无统计学意义。RA组腭板融合率低于BC组,且差异有统计学意义。结论本研究未观察到Bt799玉米及其表达蛋白Cry1Ac的胚胎发育毒性。

关键词： 基因工程   微生物学实验   核心素养  

摘要： 利用热激法将含有红色荧光基因的重组质粒转入大肠杆菌JM109感受态细胞,经筛选获得了转化成功的红色荧光大肠杆菌。学生在目标驱动下设计并完成了转化和筛选实验,将高中生物学教材上的知识应用于实际,将零散的微生物学、基因工程实验操作贯穿于一个完整的大实验中,从而对教材中实验的认识更加直观、清晰,有助于提升学生的生物学核心素养。

关键词： 小鼠胚胎干细胞   自我更新   多能性   机器学习   随机森林  

摘要： 目的基于机器学习的方法整合多组学数据在小鼠胚胎干细胞(mESCs)中鉴定潜在的与干细胞自我更新及多能性相关的基因。方法收集了mESCs的多组学数据,包括转录组、组蛋白修饰、染色质可及性、转录因子及结构蛋白在染色质上的结合等信息,比较了已知的干细胞自我更新及多能性基因与其他基因的信号差异。整合这些多组学数据,基于包含随机森林在内的多种机器学习分类器构建预测模型并进行了5折的交叉验证。输入的样本中2/3作为训练集用于训练模型,剩余的1/3作为测试集用于独立测试来衡量模型的表现。最终通过基因功能注释和细胞活力测定、克隆形成测定及细胞周期分析等细胞功能实验对模型预测的结果进行了验证。结果已知的多能性与自我更新基因在多组学数据中有显著区别于随机基因的特征。使用这些数据的算法中随机森林构建的模型具有最好的表现,交叉验证的曲线下面积(AUC)为0.883±0.018,独立测试的AUC为0.880±0.028。该模型鉴定出了893个潜在的自我更新与多能性相关基因,这些基因在基因功能注释上与已知基因类似,而敲低其中新发现的基因Cct6a会导致mESCs的细胞活性显著降低(P<0.0001),形成细胞克隆的数目显著减少(P<0.01),处于G1期的细胞数量显著增加(P<0.01)而处于S期的细胞数量显著减少(P<0.05)。另外,敲低Cct6a基因的mESCs无法被碱性磷酸酶染色。结论基于多组学数据构建的机器学习模型可以预测潜在的自我更新与多能性相关调控因子且具有较好的效果。通过构建的模型发现了潜在的自我更新与多能性调控基因如Cct6a并进行了实验验证。

关键词： CRISPR/Cas9   Sin3组蛋白去乙酰化酶阻遏复合物组分SDS3   胚胎干细胞   拟胚体形成   细胞增殖  

摘要： 胚胎干细胞(ESCs)具有分化为成体各种细胞的能力,其在发育和分化过程中的命运决定受基因表达、表观遗传和胞外信号等多种因素的综合调控。表观遗传调控例如DNA甲基化、组蛋白乙酰化和甲基化,在ESCs的多能性维持以及分化过程中发挥重要作用。Suds3(Sin3 histone deacetylase corepressor complex component SDS3)是Sin3组蛋白去乙酰化酶复合物的重要组分之一,在胚胎发育、细胞增殖、染色体分离等生物过程中发挥重要作用,但Suds3在ESCs中的功能例如对ESCs增殖、多能性维持及分化过程中的影响却少有报道。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,构建了Suds3基因敲除的小鼠胚胎干细胞系,并结合细胞培养、体外拟胚体(embryoid body,EB)形成和体内畸胎瘤形成,CCK-8细胞增殖检测和细胞计数实验对Suds3在ESCs中的功能展开研究。Western印迹结果显示,SUDS3蛋白未表达,成功实现了对Suds3基因的敲除。通过对细胞形态的观察以及实时荧光定量PCR(QRT-PCR)检测多能性基因的表达,发现Suds3的敲除对ESCs多能性的维持无显著影响。拟胚体形成实验发现,拟胚体形成的第4 d和第6 d,Suds3^(-/-)细胞多能性基因表达并未像野生型细胞一样迅速下调反而提高(^(***)P<0.001),中胚层和内胚层基因表达量相比野生型显著降低(^(***)P<0.001),而外胚层基因表达量相比野生型提高(^(***)P<0.001)。CCK-8增殖检测和细胞计数的结果发现,Suds3的敲除使ESCs的增殖能力受到抑制(^(*)P<0.05,^(***)P<0.001)。体内畸胎瘤形成实验和HE染色表明,Suds3敲除抑制了增殖,同时促进外胚层分化,减少了中胚层和内胚层的分化。并且在Suds3^(-/-)细胞中过表达Suds3可以挽救敲除Suds3引起的ESCs表型变化。本研究成功构建了Suds3敲除的胚胎干细胞系,并表明Suds3的敲除对ESCs多能性的维持无显著影响,抑制ESCs的增殖及促进外胚层分化,限制中胚层和内胚层的分化。上述结果为研究组蛋白乙酰化对ESCs分化及早期胚胎发育的影响提供了新的见解和研究模型,为体外定向分化获取功能性细胞及未来的细胞治疗策略提供了技术参考。

关键词： 纳米孔测序   碱基识别   纳米孔信号处理   DNA数据存储  

摘要： 随着高通量测序技术的不断更新,可以在单个分子水平读取核苷酸序列的第三代测序技术迅速发展,纳米孔测序技术是其具有代表性的单分子测序技术,该技术通过检测DNA单链分子穿过纳米孔时引起的跨膜电流信号的变化,实现碱基识别。纳米孔测序仪在便携性、碱基读取速度、测序读段长度等方面较传统的第一代与第二代测序技术都有明显优势。随着纳米孔测序技术的不断发展成熟,与其配套的各种信号处理与生物信息处理工具也迅速涌现,碱基识别和模型仿真是其中两个较为关键的研究方向。首先介绍纳米孔测序基本原理与信号处理流程,探讨其目前面临的挑战,归纳近年来在碱基识别与纳米孔模型仿真两个方面的主要进展与发展趋势,并用实测数据比较了不同碱基识别方法的性能。继而搭建了纳米孔测序集成仿真平台,为信号处理算法的评估提供支撑。进一步,随着全球数据量的爆发式增长,DNA数据存储正成为未来非常有潜力的海量数据存储方式,采用纳米孔测序读出是一种非常有效的方法。总结了纳米孔测序技术在DNA数据存储中的应用进展,分析了其可行性。分析了基于纳米孔测序实现的人工染色体数据存储的快速读出方法,探讨了与实际测序数据结合的纳米孔测序读段仿真在DNA数据存储中的应用,为开发适合DNA数据存储的方案提供参考。