8.4 转基因植物慕课视频播放-现代生物学导论-MOOC慕课视频教程-柠檬大学

转基因植物是什么呢

转基因植物是指植物本身的DNA被改变，被插入来自其他物种的基因

这么做的目的是给植物增加一些自然情况下不会出现的性状

转基因植物的研究主要用于

改进植物的品种，比如抗除草剂、抗病虫害

也有研究基因在植物个体发育中，以及正常生理代谢过程中的功能

产生转基因植物有多种方法，我们这里介绍两种

第一个是基因枪转化，即把编码基因蘸涂在金属微粒上

把其当做子弹，直接送入完整的植物组织或者细胞中

这一加速设备称为基因枪

进入到植物细胞后，编码基因从金属粒上解脱下来，整合到宿主基因组中

这样，随着细胞分裂，子细胞中也有了重组DNA

第二种方法是农杆菌的介导

农杆菌是生活在植物根的表面

依靠由根组织渗透出来的营养物质生存的一类细菌

这类细菌普遍存在于土壤中

农杆菌能在自然条件下感染多种植物或者一些植物的受伤部位

并诱导产生肿瘤

农杆菌的 Ti质粒有一段 T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后

可将T-DNA插入到植物基因组中

因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系

被誉为“自然界最小的遗传工程师”

我们可以通过将目的基因插入到经过改造的T-DNA区

借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移和整合

然后通过细胞和组织培养技术，得到转基因植物

近些年，由于CRISPR技术的应用，使基因工程进入了一个新的篇章

传统的转基因技术在引入外源基因时

把外源基因定位到准确位点有很大难度

2012年，科学家发明了革命性地改变植物基因序列分析和操作方式的新工具

与以往基因修改工具不同的是

这种名为CRISPR-Cas的新工具十分有针对性

科学家可利用它精准地定位单个基因，将其打开或关闭

移除基因或用不同基因来替换

CRISPR是“规律成簇的间隔短回文重复”英文首字母简写

是细菌用以保护自身免受致命病毒和噬菌体伤害的手段

现在，CRISPR/Cas系统已经在多种模式生物中成功地运用

特定位点上的DNA双链断裂需要两个关键的元素

第一个是自动跟踪装置，就是向导RNA

第二个是核酸内切酶，即Cas蛋白，导致双链的断裂

目前发现的最有效的Cas蛋白质是Cas9

在细胞中，Cas9为DNA分子准备好化学交互环境

然后促使RNA找到选中的DNA片段

RNA找到相应片段后引导Cas9进入DNA解开其双螺旋

根据科学家的化学指令使这部分失去或增强工作能力，或者切除所选的基因

然后细胞的修复功能又使DNA的双螺旋结构恢复

这一过程可轻易修改植物DNA而不改变其本质

2014年，来自中科院遗传与发育研究所的研究人员利用CRISPR/Cas系统

分步实现水稻基因组编辑的一种实验方案

他们使用这种技术产生一个抵抗、由于真菌导致的白粉病的水稻植株

这个植株缺少编码一种蛋白的基因，这类蛋白会抑制植株对白粉病的抗性

现代生物学导论课程列表：

第一讲绪论

-1.1 生物学的基本主题

--1.1 生物学的基本主题

-1.2 科学方法

--1.2 科学方法

-1.3 如何正确地评价科学结果

--1.3 如何正确地评价科学结果

-1.4 施一公老师和不同院系本科生座谈（上）

--1.4 施一公老师和不同院系本科生座谈(上)

-1.5 施一公老师和不同院系本科生座谈（下）

--1.5 施一公老师和不同院系本科生座谈（下）

-第一周的思考题

第二讲生命的化学基础

-课前小短片

-2.1 元素和化学键

-2.2 水和生命

-2.3 碳和生命的分子多样性

-2.4 大生物分子

-2.5 营养以及身体健康

-第二讲小测验--作业

第三讲细胞的基本知识

-课前小短片

-3.1 细胞的结构和功能

-3.2 细胞膜和跨膜运输

-3.3 细胞间交流

-3.4 细胞分裂和细胞周期

-3.5 癌症与细胞分裂

-第三讲小测验--作业

第四讲能量和代谢

-课前小短片

-4.1 热动力学和代谢

-4.2 自由能和代谢

-4.3 ATP的工作原理

-4.4 活化能和酶

-4.5 酶的反应特性和酶的调控

-4.6 细胞呼吸

-4.7 光合作用

-第四讲小测验--作业

第五讲遗传学基本知识

-课前小短片

-5.1 减数分裂和生命周期

-5.2 孟德尔遗传学

-5.3 孟德尔遗传学的延伸

-5.4 基因连锁和染色体互换

-5.5 伴性遗传

-5.6 非孟德尔遗传

-5.7 人类遗传学疾病及诊断

-第五讲小测验--作业

第六讲遗传的分子基础

-课前小短片

-6.1 DNA是遗传物质

-6.2 DNA结构和染色体结构

-6.3 DNA的复制

-6.4 DNA的突变、损伤和修复

-6.5 DNA重组

-第六讲遗传的分子基础--第六讲小测验

第七讲基因的表达和调控

-课前小短片

-7.1 基因表达综述

-7.2 基因表达的具体步骤

-7.3 突变和表型

-7.4 基因表达调控的特点

-7.5 原核生物的基因表达调控

-7.6 真核生物的基因表达调控

-7.7 表观遗传

-第七节小测验--作业

第八讲重组DNA

-课前小短片

--课前小短片

-8.1 重组DNA

--8.1 重组DNA

-8.2 电泳技术、PCR和DNA测序

--8.2 电泳技术、PCR和DNA测序

-8.3 转基因动物、克隆动物和干细胞研究

--8.3 转基因动物、克隆动物和干细胞研究

-8.4 转基因植物

-8.5 DNA技术的应用

-8.6 生物的信息时代

-8.7 新药研发的基本过程

-第八章小测验--作业

第九讲生物演化的介绍

-课前小短片

--课前小短片

-9.1 演化理论的介绍

--9.1 演化理论的介绍

-9.2 演化的证据

--9.2 演化的证据

-9.3 Hardy-Weinberg定律

--9.3 Hardy-Weinberg定律

-9.4 改变种群中等位基因频率的机制

-9.5 自然选择

-9.6 物种的形成

-9.7 地球上生命的历史

-第九章小测验--作业

第十讲动物和植物的结构和功能

-课前小短片

-10.1 动物的结构与功能

-10.2 反馈调节

-10.3 植物的结构和生长

-10.4 植物的营养和运输

-第十讲小测验--作业

第十一讲免疫系统

-课前小短片

-11.1 病原体

-11.2 免疫系统介绍

-11.3 先天性免疫

-11.4 适应性免疫中的受体识别

-11.5 体液免疫和细胞免疫

-11.6 免疫系统疾病

-11.7 免疫知识的应用

-第十一讲免疫系统--第十一讲小测验

第十二讲神经系统

-12.1 神经元的结构和功能

-12.2 静息电位和动作电位

-12.3 突触传导和神经递质

-12.4 神经系统的组成

-12.5 脑的结构和功能

-12.6 神经系统疾病

-第十二章小测验--作业

第十三讲生殖和发育

-13.1 激素的介绍

--13.1 激素的介绍

-13.2 内分泌系统

--13.2 内分泌系统

-13.3 动物的生殖---配子的形成

--13.3 动物的生殖---配子的形成

-13.4 动物的生殖---激素调节动物生殖

--13.4 动物的生殖---激素调节动物生殖

-13.5 动物的生殖---胚胎在子宫中的发育

--13.5 动物的生殖---胚胎在子宫中的发育

-13.6 动物发育(1)

-13.7 动物发育(2)

-13.8 动物发育(3)

-第十三讲小测验--作业

第十四讲生态学

-14.1 生态学的基本内容

-14.2 种群生态学

-14.3 种群间的相互作用

-14.4 生态系统

-14.5 生态系统中的物质循环

-14.6 生物多样性和物种

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