基本介紹
- 中文名：現代生物學導論
- 類別：慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程
- 建設院校：清華大學
- 授課平台：學堂線上
- 首開時間：2019年9月9日（2019秋）
- 授課教師：楊揚
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課程性質
- 課程背景
生物學是一門快速發展的學科，不僅僅體現在越來越多的生物學現象被發現和理解，也體現在新的生物學技術套用和學科交叉上，同時其也是一門實驗科學。
課程簡介
該課程首先按照層層遞進的框架結構，解釋生物學的基本理論：在分子和細胞水平上，學習細胞的結構、生長、分裂和細胞通訊；在個體水平上，學習遺傳和發育原理；在種群水平上，將了解生物演化，即整個種群在世代間的漸變，通過自然選擇最終導致了今天所見到的多種生物；在生物群落和生態系統的水平上，將學習生態學，研究生物體之間以及生物與環境之間如何相互作用。該課程還將具體探討演化的產物——生物體，著重討論其結構與功能，這是大部分學生較感興趣也是較為重要的部分。
課程大綱
1 第一講 緒論 1.1 生物學的基本主題 1.2 科學方法 1.3 如何正確地評價科學結果 1.4 施一公老師和不同院系本科生座談（上） 1.5 施一公老師和不同院系本科生座談（下） 2 第二講 生命的化學基礎 課前小短片 2.1 元素和化學鍵 2.2 水和生命 2.3 碳和生命的分子多樣性 2.4 大生物分子 2.5 營養以及身體健康 3 第三講 細胞的基本知識 課前小短片 3.1 細胞的結構和功能 3.2 細胞膜和跨膜運輸 3.3 細胞間交流 3.4 細胞分裂和細胞周期 3.5 癌症與細胞分裂 4 第四講 能量和代謝 課前小短片 4.1 熱動力學和代謝 4.2 自由能和代謝 4.3 ATP的工作原理 4.4 活化能和酶 4.5 酶的反應特性和酶的調控 4.6 細胞呼吸 4.7 光合作用 5 第五講 遺傳學基本知識 課前小短片 5.1 減數分裂和生命周期 5.2 孟德爾遺傳學 5.3 孟德爾遺傳學的延伸 5.4 基因連鎖和染色體互換 5.5 伴性遺傳 5.6 非孟德爾遺傳 5.7 人類遺傳學疾病及診斷 6 第六講 遺傳的分子基礎 課前小短片 6.1 DNA是遺傳物質 6.2 DNA結構和染色體結構 6.3 DNA的複製 6.4 DNA的突變、損傷和修復 6.5 DNA重組 7 第七講 基因的表達和調控 課前小短片 7.1 基因表達綜述 7.2 基因表達的具體步驟 7.3 突變和表型 7.4 基因表達調控的特點 7.5 原核生物的基因表達調控 7.6 真核生物的基因表達調控 7.7 表觀遺傳 8 第八講 重組DNA 課前小短片 | 8.1 重組DNA 8.2 電泳技術、PCR和DNA測序 8.3 轉基因動物、克隆動物和幹細胞研究 8.4 轉基因植物 8.5 DNA技術的套用 8.6 生物的資訊時代 8.7 新藥研發的基本過程 9 第九講 生物演化的介紹 課前小短片 9.1 演化理論的介紹 9.2 演化的證據 9.3 Hardy-Weinberg定律 9.4 改變種群中等位基因頻率的機制 9.5 自然選擇 9.6 物種的形成 9.7 地球上生命的歷史 10 第十講 動物和植物的結構和功能 課前小短片 10.1 動物的結構與功能 10.2 反饋調節 10.3 植物的結構和生長 10.4 植物的營養和運輸 11 第十一講 免疫系統 課前小短片 11.1 病原體 11.2 免疫系統介紹 11.3 先天性免疫 11.4 適應性免疫中的受體識別 11.5 體液免疫和細胞免疫 11.6 免疫系統疾病 11.7 免疫知識的套用 12 第十二講 神經系統 12.1 神經元的結構和功能 12.2 靜息電位和動作電位 12.3 突觸傳導和神經遞質 12.4 神經系統的組成 12.5 腦的結構和功能 12.6 神經系統疾病 13 第十三講 生殖和發育 13.1 激素的介紹 13.2 內分泌系統 13.3 動物的生殖——配子的形成 13.4 動物的生殖——激素調節動物生殖 13.5 動物的生殖——胚胎在子宮中的發育 13.6 動物發育（1） 13.7 動物發育（2） 13.8 動物發育（3） 14 第十四講 生態學 14.1 生態學的基本內容 14.2 種群生態學 14.3 種群間的相互作用 14.4 生態系統 14.5 生態系統中的物質循環 14.6 生物多樣性和物種 15 期末考試 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
開課信息
開課學期 | 開課時間 | 章節數 |
|---|---|---|
2019秋 | 2019-09-09至2020-01-12 | 125小節 |
2020春 | 2020-02-17至2020-07-31 | |
2020秋 | 2020-09-01至2020-12-31 | |
2021春 | 2021-01-04至2021-07-25 | 124小節 |
2021秋 | 2021-08-09至2022-01-16 | |
授課教師均為楊揚，已報名48285人，2021秋學期教學時長12周、學習投入1章/周 | ||
課程特色
該門課程注重講述包括基因治療、幹細胞研究、重組DNA、生物晶片等現代生物學前沿方面的新進展。而且，將會討論生物學和物理、化學、數學、計算機、心理學等學科的交叉套用，介紹一些經典的、有趣的、甚至是有爭議的生物學實驗及其設計。該門課程的課堂教學通俗易懂，巨觀與微觀緊密聯繫，基礎與套用相結合。
教學目標
希望學習者在學習的同時培養批判性的思維，幫助其加深對生命科學基本概念和原理的理解，引導其樹立正確的科學態度。
學習預備
- 預備知識
學習者需具備中學生物學基礎。
所獲榮譽
2020年11月24日，該課程被中華人民共和國教育部認定為首批“國家級一流本科課程”。
教師簡介
楊揚，美國聖約翰大學生物系博士、美國紐約州立大學石溪分校博士後、美國愛因斯坦醫學院博士後，清華大學生命科學學院副教授。教授現代生物學導論、現代生物學導論（英文）、生命科學簡史、生物學發展的社會意義等課程。
