普通生物學(大連理工大學建設的慕課)

普通生物學是大連理工大學建設的慕課、遼寧省省級一流本科課程，於2018年12月27日在中國大學MOOC首次開課，於2019年9月23日在學堂線上首次開課，授課教師為高曉蓉、夏秀英、韓璐璐、楊君、馬麗媛等。截至2022年1月，據中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課4次；據學堂線上官網顯示，該課程已開課5次。

該課程共11章，包括生命與生命科學、生命的化學組成、細胞、能量與代謝、遺傳的分子基礎、發育、進化、植物學、動物學、人類健康與重大疾病預防、現代生物技術。

基本介紹

• 中文名：普通生物學
• 類別：慕課、遼寧省省級一流本科課程
• 建設院校：大連理工大學
• 授課平台：中國大學MOOC、學堂線上
• 首開時間：2018年12月27日（中國大學MOOC）、2019年9月23日（學堂線上）
• 授課教師：高曉蓉、夏秀英、韓璐璐、楊君、馬麗媛等

課程性質

課程背景

在高科技快速發展的21世紀，人類面對生命的認知其實非常有限。2020年的新冠疫情再一次掀起了全民渴望了解生命發展規律及使用現代生物科技產品的新浪潮。

隨著生命科學的迅猛發展，現代生命科學的認知成果不斷豐富和挑戰著傳統理論的深度，學科範圍不斷延展，因此，單一學科已無法解決生命科學難題。21世紀，多學科交叉融合利於揭示生命活動規律及推動生物技術變革。

課程定位

普通生物學課程是生物基礎知識與前沿進展相結合、工程理論與實驗技術相融合、生命科學與眾學科相交叉的綜合性課程。該課程既是理、工科學生的專業基礎課程，也是非生物專業學生進行學科交叉創新的知識平台，又是生命素質教育課程。

該課程旨在構建基於基於多學科交叉的普通生物學課程體系，追求深入全面地詮釋現代生命科學內涵，對專業知識的廣度和深度進行延展，為滿足生物專業學生向本專業領域深入學習、非生物專業學生尋找與所學專業契合點提供前沿性、高階性的知識儲備。

課程簡介

該課程以基本的生命特徵為主線，將現代生命科學研究和生物技術發展對社會和經濟發展產生的巨大影響和作用為視點，著重介紹生命的基本規律、生物多樣性與發展演化、人類自身的生命活動，以及現代生物技術的內涵與發展。課程教學內容主要包括：細胞學基礎知識，多細胞生物體的發育與功能，生物的遺傳與進化，人類重大疾病預防及現代生物工程技術等，幾乎涵蓋了生命科學的各個學科領域。研究對象從病毒、單細胞原核生物、低等的真核生物，到多細胞的高等植物和動物，直至人類。從分子、細胞、組織、器官和個體水平的不同層面認識和了解生命的基本特徵。

課程大綱

中國大學MOOC課程大綱

01 生命與生命科學 1.1 什麼是生命 1.2 生命科學的內涵 02 生命的化學組成 2.1 化學鍵和碳骨架 2.2 水與生命 2.3 糖類分子 2.4 蛋白質結構與功能 2.5 核酸和脂類 03 細胞 3.1 細胞的基本特徵 3.2 細胞生物學的研究方法 3.3 細胞質膜 3.4 物質的跨膜運輸 3.5 細胞骨架 3.6 細胞信號轉導 3.7 細胞分裂與細胞周期 3.8 細胞凋亡 04 能量與物質代謝 4.1 細胞的能量通貨ATP 4.2 ATP的合成 4.3 生物催化劑-酶 4.4 酶促反應調節機制 4.5 電子傳遞與磷酸化 4.6 細胞呼吸 4.7 光合作用 05 遺傳及其分子基礎 5.1 認識基因 5.2 中心法則 5.3 DNA聚合酶的作用 5.4 基因表達調控 5.5 乳糖操縱子 5.6 基因突變 5.7 人類基因組計畫 06 發育 6.1 胚胎的早期發育 6.2 發育的細胞生物學機制 6.3 果蠅軀體輪廓的早期發育 6.4 四肢（附節）的發育 6.5 幾種研究發育生物學的模式生物 6.6 幹細胞和動物克隆 07 進化

7.1 前生命的化學時代 7.2 原始生命體系形成 7.3 細胞的起源與進化 7.4 綠色植物界的進化 7.5 動物的進化與多樣性 7.6 人類的起源與進化 7.7 種群的遺傳與進化 7.8 行為的遺傳與進化 08 植物的結構與生理 8.1 植物的基本類群及特徵 8.2 植物器官與組織 8.3 植物根與莖的初生生長及初生結構 8.4 根與莖的次生生長及次生結構 8.5 植物對水分的吸收與運輸 8.6 植物對礦質營養的吸收與運輸 8.7 植物的繁殖 8.8 種子與果實的形成 8.9 植物激素對生長發育的調控 8.10 環境因子對生長發育的調控 09 動物的結構與生理 9.1 結構對功能的適應性 9.2 動物的組織器官和系統的概述 9.3 消化系統 9.4 呼吸系統 9.5 血液循環系統 9.6 內分泌系統 9.7 神經系統 9.8 排泄、生殖系統與胚胎髮育 10 人類健康與重大疾病預防 10.1 人體免疫系統概述 10.2 固有性免疫 10.3 適應性免疫-T細胞應答 10.4 適應性免疫-B細胞應答 10.5 抗原 10.6 重大疾病基礎知識 11 現代生物技術 11.1 現代生物技術概述 11.2 基因工程 11.3 蛋白質工程 11.4 細胞工程 11.5 發酵工程 11.6 現代生物技術套用

（註：課程大綱排版從左到右列）

學堂線上課程大綱

1 第一章 生命與生命科學 1.1 什麼是生命 1.2 生命科學的內涵 2 第二章 生命的化學組成 2.1 化學鍵和碳骨架 2.2 水與生命 2.3 糖類分子 2.4 蛋白質結構與功能 2.5 核酸和脂類 3 第三章 細胞 3.1 細胞的基本特徵 3.2 細胞生物學的研究方法 3.3 細胞質膜 3.4 物質的跨膜運輸 3.5 細胞骨架 3.6 細胞信號傳導 3.7 細胞分裂與細胞周期 3.8 細胞凋亡 4 第四章 能量與代謝 4.1 細胞的能量通貨ATP 4.2 ATP的合成 4.3 生物催化劑-酶 4.4 酶促反應調節機制 4.5 電子傳遞與磷酸化 4.6 細胞呼吸 4.7 光合作用 5 第五章 遺傳及其分子基礎 5.1 認識基因 5.2 中心法則 5.3 DNA聚合酶的作用機制 5.4 基因表達調控 5.5 乳糖操縱子 5.6 基因突變 5.7 人類基因組計畫 6 第六章 發育 6.1 胚胎的早期發育 6.2 發育的細胞生物學機制 6.3 果蠅軀體輪廓的早期發育 6.4 四肢（附節）的發育 6.5 幾種研究發育生物學的模式生物 6.6 幹細胞和動物克隆 7 第七章 進化

7.1 前生命的化學時代 7.2 生命原始體系的形成 7.3 細胞的起源與進化 7.4 綠色植物界的進化 7.5 動物的進化與多樣性 7.6 人類的起源與進化 7.7 種群的遺傳與進化 7.8 行為的遺傳與進化 8 第八章 植物的結構與生理 8.1 植物的基本類群及特徵 8.2 植物器官與組織 8.3 植物根與莖的初生生長及初生結構 8.4 根與莖的次生生長及次生結構 8.5 植物對水分的吸收及運輸 8.6 植物對礦質營養的吸收及運輸 8.7 植物的繁殖 8.8 種子與果實的形成 8.9 植物激素對生長發育的調控 8.10 環境因子對生長發育的調控 9 第九章 動物的結構與生理 9.1 結構對功能的適應性 9.2 動物組織器官與系統的概述 9.3 消化系統 9.4 呼吸系統 9.5 血液循環系統 9.6 內分泌系統 9.7 神經系統 9.8 排泄、生殖系統與胚胎髮育 10 第十章 人類健康與重大疾病 10.1 人體免疫系統概述 10.2 固有性免疫 10.3 適應性免疫-T細胞應答 10.4 適應性免疫-B細胞應答 10.5 抗原 10.6 重大疾病基礎知識 11 第十一章 現代生物技術 11.1 現代生物技術概述 11.2 基因工程 11.3 蛋白質工程 11.4 細胞工程 11.5 發酵工程 11.6 現代生物技術套用

（註：課程大綱排版從左到右列）

開課信息

中國大學MOOC開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	參與人數
第1次開課	2018年12月27日-2019年3月1日	高曉蓉、徐麗	2199
第2次開課	2019年3月18日-2019年6月18日	高曉蓉、楊君、欒雨時、任軍	3838
第3次開課	2020年3月1日-2020年7月10日	高曉蓉、欒雨時、楊君、任軍、夏秀英、韓璐璐	5701
第4次開課	2021年3月1日-2021年6月10日	高曉蓉、夏秀英、韓璐璐、楊君、馬麗媛	1545
該課程1-4次開課學時安排均為3-5小時每周

學堂線上開課信息

開課學期	開課時間	教學時長	學習投入
2019秋	2019-09-23至2020-01-12	-	-
2020春	2020-02-17至2020-07-31	12周	1章/周
2020秋	2020-09-01至2020-12-31
2021春	2021-01-04至2021-07-25	-	-
2021秋	2021-08-09至2022-01-16	12周	1章/周
該課程每學期開課授課教師均為高曉蓉、楊君、任軍，章節數均為148小節，已報名1859人

課程特色

該課程線上上利用討論板塊實時引入現代生命學科交叉的前沿成果，將《科學》（Science）和《自然》（Nature）等頂級科研期刊發表的相關研究論文、諾貝爾獎獲獎成果引入討論，同時舉例現代生物學研究與數學建模、生物信息、顯微觀察、圖像處理、材料仿生等學科融合的案例，使課程內容貼近學科交叉引領的生命科學前沿。

教學計畫

章節標題	教學內容
生命與生命科學	從生物學意義上，對生命和非生命作出科學的區分。 認識生命的基本特徵、規律，掌握生命科學的內涵。
生命的化學組成	透過微觀世界了解構成細胞和生物體的原子、分子、功能基團及生物大分子的結構特徵，為進一步認識細胞和生物體奠定基礎。 掌握α-螺旋、氧化、還原、碳骨架、功能基團、水解反應、蛋白質變性等概念。
細胞	細胞是完整生命的最簡單的物質集合形式，不同的細胞或細胞群往往執行不同的功能。 重點掌握多細胞生物體中，各種分化的細胞如何密切合作，共同完成一系列複雜生命活動的微觀機制。 掌握重要細胞器如線粒體、細胞骨架等結構功能。 掌握被動運輸/主動運輸、離子泵、同源染色體、細胞周期檢測點等概念。 了解現代細胞生物學研究技術，如流式細胞術等。
能量與物質代謝	各種生命活動，如運動、進食及食物消化、肌肉收縮、生殖、發育都需要消耗能量。 能量是物質運動的量化轉換。 掌握生命體內的能量是何種形式，重點掌握能量如何產生和消耗的過程和受調控機制。
遺傳及其分子基礎	遺傳物質是控制生命規律的內在本質，了解基因，明確和重點掌握各種生命體中的基因表達調控機制和規律，為遺傳物質的改造，尤其是了解人類基因組信息挖掘和套用的必要性。
發育	生長與發育是生命的基本特徵之一。 了解和掌握胚胎早期發育、細胞分化、軀體輪廓和肢體發育等分子機制，深入理解和掌握生命發育的基本規律。
進化	生命從何而來是困擾人類幾百年來的一個懸而未決的問題，在達爾文的物種起源及其它進化生物學理論的啟發下，認識原始生命體系，了解動、植物，尤其是人類的起源與進化問題，了解和探討物種的行為遺傳與進化。
植物的結構與生理	植物比動物更早地出現於陸地上，沒有植物，動物不可能在陸地上生存。 植物的光合作用是整個生態系統的“肺”，植物還直接或間接“哺養”其它各級“消費者”。 掌握植物適應於陸地生活的器官與組織形態結構。 了解生長發育過程的營養物質吸收代謝、繁殖生理過程。
動物的結構與生理	為適應自然選擇，動物的多樣性決定了各種動物的結構與功能千差萬別。 掌握動物體基本結構與功能相適應的關係，了解人體重要器官的生理作用。
人類健康與重大疾病	環境中誘發或者入侵破壞人體內的細胞與組織結構的因素可能導致器官或系統失去正常的功能，從而產生疾病。 在生物的長期進化中，哺乳動物特別是人體對病原體的侵害形成了特殊的防禦機制，這對於防禦微生物感染、對抗機體損傷以及維護機體自身穩定具有重要的作用。 重點掌握人體的防禦機制以及對常見的幾種重大疾病的預防策略。
現代生物技術	生物技術的應運而生正引領著一場新的技術革命，是現代社會發展最重要的推動力之一。 了解工程與技術的不同內涵，掌握現代生物工程技術核心是基因工程，掌握以此為基礎的其它幾大生物工程技術原理。

（註：表格內容參考資料）

教學目標

通過該課程的學習，引導學生從多學科融合的角度思考問題，培養創新思想和高階思維。

通過該課程的學習，為學習者普及現代生命科學知識，提高自身的生命科學素養。為生物學科的專業學生繼續學習專業課程打下良好基礎；為非生物學專業學生增加“厚通識、寬視野、多交叉”的人生底色，為中國“一流創新型人才”培養目標服務。

通過該課程的學習，使學生提高對現代生命科學與技術的內涵、進展及其推動經濟和社會發展重要作用的認識，引導和提高學生對學科交叉、滲透、融合的理解，激發探索和創新的激情，促進知識遷移；幫助學生樹立正確的自然觀、世界觀和價值觀，增強對自身生命的熱愛與社會責任感，提高綜合素質。

學習預備

預備知識

學習者需具備一定的高中生物學基本知識。

學習資料

書名	作者	出版社	出版年份
《基礎生命科學（第2版）》	吳慶余	高等教育出版社	2006
《基礎生命科學學習指導與習題（第2版）》	李菡、吳慶余		2008
《陳閱增普通生物學（第4版）》	吳相鈺、陳守良、葛明德		2013
《現代生物學基礎（第2版）》	靳德明		2009
Biology, 9th	Mason and Losos	McGrawHill	2011

（註：表格內容參考資料）

所獲榮譽

2021年1月4日，該課程被遼寧省教育廳認定為2020年“遼寧省省級一流本科課程（線上一流課程）”。

教師簡介

高曉蓉，女，博士，大連理工大學生物工程學院副教授、碩士生導師。主要從事農作物分子育種，及持久性有機污染物土壤的生物修復技術開發與套用。

夏秀英，女，博士，大連理工大學生物工程學院副教授、碩士生導師。

韓璐璐，女，博士，大連理工大學生物工程學院副教授、博士生導師、碩士生導師，研究方向為生物材料表界面的構建。

楊君，女，博士，大連理工大學生物工程學院黨委書記、教授、博士生導師、碩士生導師，主要從事靶標酶的結構與功能研究、藥物遞送與控釋技術、綠色抗菌保鮮劑研發等研究工作。

馬麗媛，女，河北唐山人，博士，中國地質大學（武漢）環境學院副教授、碩士生導師，從事微生物介導的元素地球化學循環、微生物功能組學及微生物生態學研究。

任軍，男，博士，大連理工大學生物工程學院副教授、碩士生導師。

欒雨時，男，博士，大連理工大學生物工程學院教授、博士生導師、碩士生導師，從事植物分子生物學、基因工程領域的研究工作。

徐麗，女，博士，大連理工大學生物工程學院副教授、碩士生導師，研究方向：疾病發生髮展機理。