【微生物所】清大紫育青少年研究性学习夏令营

来源：查字典夏令营网发布时间：2020-06-19

【微生物所】清大紫育青少年研究性学习夏令营1

国家十三五规划明确指出要全面加强面向青少年的科技教育，以增强科学兴趣、创新意识和学习实践能力为主，完善基础教育阶段的科学教育，拓展青少年科技教育渠道,鼓励青少年广泛参加科技活动。《国务院关于印发生物产业发展规划的通知》指出“鼓励企业与科研机构、高校联合建立生物技术人才培养基地”，充分发挥高等院校的作用“加大生物技术人才培养力度”。在国家大力推动科技发展与创新的同时，将大数据与生物学相结合推动科技成果转化的作用也不容忽视。

教育部在《全日制普通高级中学课程计划(试验修订稿）》中指出“综合实践活动是国家规定的必修课，包括研究性学习、劳动技术教育、社区服务、社会实践四部分内容。”

新高考改革的进程下，已有多所高校在自主选拔的招生简章中明确表示选拔“积极参加创新性研究工作或研究性学习并取得一定成果的优秀高中毕业生”，“研究性学习”能力及相关的证明成果已成为自主选拔、综合评价等招生方式中一项重要的依据，且在新高考改革中也更具优势。

清大紫育青少年研究性学习营将为学生提供进入中国科学院国家重点实验室的宝贵机会，优秀学子们可以在国家科技攻关、国际前沿的科研实验室内，近距离接触到国家杰出的科学家及先进的科研环境，并在专家指导下进行探究性课题研究，接受前沿的科学技术普及知识和专业的科研思维训练。这次体验及所获证明与奖项证书也将在未来的学习生活，甚至高考与自主选拔中体现价值，助力学生进入理想高校。

学生将了解生命科学的历史沿革背景；微生物（肠道微生物、极端微生物、发酵微生物等）在各个行业的应用情况；了解当代生物技术前沿的成果以及如何应用在各个传统行业之中；聆听专家深度剖析、通俗讲解微生物的大产业趋势以及未来，极大丰富自身知识、阅历，提升综合素质。在众多高校的自主选拔招生简章中提到的 “全国青少年科技创新大赛”和“明天小小科学家”活动中，微生物学是非常重要的主题之一。

一、组织单位

主办单位：清大紫育（北京）教育科技股份有限公司

清大紫育（北京）教育科技股份有限公司，是一家专注于中学创新人才培养，助力大学创新人才选拔，为学生提供自主招生、新高考的升学规划与服务的高科技教育企业。其前身是紫光教育基础教育事业部。经过10多年的发展，已经成为国内从事名校升学规划与服务的特色品牌。

承办单位：中科领创（北京）文化科技有限公司

中科领创（北京）文化科技有限公司是中国科学院行政管理局科学文化传播板块中重要执行机构之一，依托中国科学院丰富的科技资源，以服务科技文化、教育发展、资源利用为目标，以落实国家加强青少年素质教育的号召，培养青少年科学探索意识、激发自我学习兴趣、提升创新精神、提高科学素养为己任，公司整合中国科学院相关研究所、科普场馆、野外台站、科普专家等资源，结合自身现有的教育、研学各相关部门合作关系努力打造科学实践教育品牌，实现科学知识创新运用的理想，践行中国科学院科普推广的理念。

协办单位：中国科学院微生物研究所

中国科学院微生物研究所研究方向为微生物资源的收集、评估和生物学基础研究；微生物生物活性物质的代谢调控；微生物的生物催化与转化研究及其应用。实验室近5年共承担国家任务89项，包括国家重点基础研究发展规划（973）项目3项，973课题16项，国家863计划课题17项，国际合作项目6项，国家自然科学基金重点项目6项，国家杰出青年基金项目2项，国家自然科学基金面上项目36项，中国科学院知识创新工程方向性项目33项，基金委创新研究群体项目1项。

二、活动宗旨

在国家重点实验室专家教授的指导下近距离接受科学普及和科学素质训练

三、报名条件

A：全国高中生；

B：成绩优异并具有科学研究潜质的学生；

C：参加过全国性创新类、科技类、学科类竞赛获奖学生优先；

注：必须满足A项条件以及BC中的任意条件；

四、活动优势

Ÿ中科院“百人计划”教授莅临指导

Ÿ多位生物学界重磅研究专家传道授业

Ÿ雄厚师资教学综合提升学生研学能力

Ÿ一流设备平台学生亲自操作科研实验

Ÿ微生物学与大数据学科交叉融合研究

Ÿ先进观测设备帮助学生溯源生物奥秘

Ÿ立足课本基础紧追学科领域前沿知识

Ÿ引导学生走出课堂结合现状付诸实践

Ÿ探索自我兴趣明确未来学业生涯规划

Ÿ启蒙理性求真精神养成创新思维习惯

Ÿ补充新高考及自主选拔备考知识学习

Ÿ中科院盖章证书将助力自主选拔初审

五、雄厚师资

白教授：中国科学院研究员、博士生导师、中国科学院“百人计划”、国家杰出青年基金获得者，中国微生物学会真菌专业委员会副主任委员，中国真菌学会常务理事、秘书长，国际酵母菌委员会委员。主要从事酵母菌系统发育、物种分化与形成机制；酿酒酵母群体遗传及生产性能的遗传基础与改造；酿酒酵母在白酒工业中的作用及白酒工艺标准化。先后在国际期刊Studies in Mycology, Nature Communications, Current Biology，Molecular Ecology等发表过多篇高水平论文。

王教授：中国科学院研究员、博士生导师、中国科学院青年创新促进会会员、2017年入选中组部“千人计划”（青年项目）。主要进行生物数据的深度挖掘和分析工作，工作中利用统计学和生物信息学结合的方法，在一系列的微生物组数据，宿主基因组数据，以及正在源源不断产生的多组学数据中发现生物学规律并研究其意义。涉及分子进化，数量遗传学，疾病的遗传学因素和环境因素，微生物生态和功能分析等。先后在国际期刊Science, Nature Genetics, Cell Host Microbes, Nature Communications, PNAS等发表过多篇高水平肠道微生物论文。

王教授：中国科学院研究员、硕士生导师、中国科学院青年创新促进会会员。主要进行酵母菌的系统发育、有性型发育的机制研究。承担过多个基金委面上项目，先后在国际期刊Studies in Mycology, Molecular Ecology, Scientific Reports等发表过多篇高水平研究性论文。

刘教授：中国科学院副研究员、中国科学院青年创新促进会会员。主要进行银耳的分化，子实体分离，以及系统性分类相关的研究。先后在国际期刊Studies in Mycology等专业期刊上发表过多篇高水平研究性论文。

蒋博士：中国科学院微生物研究所助理研究员、博士。也是目前中国最年轻的地衣学专家，主要进行地衣物种多样性与系统进化及地衣化学等物种资源方面的研究，在国际真菌学期刊发表过多篇研究论文。目前正在主持的项目有国家自然科学基金应急管理项目《中国地衣志座囊菌纲》的编研以及国家自然科学基金青年基金项目等。

段博士：中国科学院助理研究员、博士。主要进行酿酒酵母的群体遗传与适应性进化的研究，先后在国际性期刊Nature Communications和Current Biology发表过2篇研究性论文。

六、课程介绍

专项营一：探索肠道微生物对人体健康的影响

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课程背景：

肠道微生物是指定植在我们肠道内的微生物群落。肠道是人体与外界接触面积最大的器官，寄居在我们肠道的微生物数量有1014之多，约为我们身体细胞数量的5-10倍，已知它们的基因总数超过330万个，是人体基因数量的150倍左右。所以人体是一个由人的细胞和所有共生微生物的细胞构成的超级生物体！肠道微生物如双歧杆菌、乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必须的维生素，还能利用降解蛋白质残基合成必要的氨基酸，参与糖类及蛋白质的代谢，它们同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。这些营养物质对人类的健康有着重要的作用。如人类的胖瘦、糖尿病、肠炎、肠癌、免疫疾病、神经发育、衰老等都与肠道微生物有关。

继美国和欧盟都陆续启动了微生物组相关的研究项目，2017年，中国科学院微生物研究所参与组织了“中国微生物组计划”项目，聚焦“人体健康和环境”微生物组，开发相应的微生物组学新方法和新技术。通过研究其结构与功能、群体间的竞争与合作，微生物组与人体等宿主和环境相互作用、及与宿主的寄生共生健康发育等关系，发现微生物与人类和环境共同演化的科学规律。

虽然肠道微生物对我们产生不可或缺的巨大影响，但是它对人体健康的影响作用也是可以调节的。合理的饮食、良好的卫生条件、适当的运动，最重要的是愉快的心情都是我们与这些肠道微生物共处之道。进入中国专业的肠道微生物相关实验室，在知名专家的指导下，通过学习微生物组的大数据的收集、存储、挖掘和开发功能，来理解小小肠道微生物的大作为。

课程内容：

Ÿ学习肠道微生物的收集方法与实验操作

Ÿ学习肠道微生物的全基因组测序技术

Ÿ学习微生物组数据的存储，分析和挖掘

Ÿ学习通过分析肠道微生物组数据找出影响人体健康的途径

Ÿ学习报告论文撰写，包括开题报告，结题报告，最后参加课题答辩

课程所需基础及适合领域：

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专项营二：从极地地衣中寻找新型抗生素药物

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课程背景：

抗生素是由能够抑制或杀死微生物的一类天然或人工合成的化学物质，用于治疗人类和动物的各种疾病，还大量用作畜牧养殖饲料的添加剂以促进动物生长。在1929 年发现的青霉素，是人类历史上发现的第一种抗生素，挽救了人类的生命，且应用十分广泛。此后微生物一直都是药物先导化合物的重要来源。迄今为止，人们已从微生物中发现超过2万个活性天然产物，其中已用于临床的微生物药物 (抗生素、抗癌及抗病毒药物) 有100余种。我国是抗生素使用大国，临床应用药品中抗生素所占比例巨大。2013年我国的抗生素总使用量约为16.2万吨；与发达国家相比较，中国人均抗生素使用量是欧美发达国家的5-8倍。目前在国内，不管是人类还是动物，使用量最大的抗生素是阿莫西林。由于种类繁多、药物特征各异，临床抗生素合理应用存在较多困难，由此导致细菌耐药性快速增长。因此，新型抗菌药物的研发迫在眉睫。

特殊生境来源的微生物具有特殊的基因型、生理机能和代谢产物，潜藏着极大的科学和应用价值，因而成为世界生物学研究的热点之一。南、北极地区自然环境独特，为了适应低温、干燥、高辐射等严酷环境，极地微生物在选择进化的过程中形成了独特的分子生物学机制和生理生化特征，也形成了在环境适应方面独特的代谢特征。因此极地地区被认为是潜在、重要的微生物资源库，也是产生新型生物活性物质的潜在种源地。近年来，从极端环境地衣中分离的新颖化合物和活性代谢产物的研究越来越多，这提示南、北极地区地衣蕴藏着丰富的活性物质，有待进一步开发利用。学生通过独立实验，从极端微生物地衣中尝试寻找具有潜在利用价值的抗生素，从而学习药物研究的历程。

课程内容:

Ÿ学习地衣型真菌的形态及解剖学观察

Ÿ学习地衣化学活性物质的萃取分离方法

Ÿ学习大肠杆菌，枯草芽孢杆菌以及金黄色葡萄球菌等细菌培养以及特征

Ÿ学习抑菌实验操作，使用中科院微生物所的显微测量仪检测抑菌圈的大小，判断抑菌能力的强弱

Ÿ学习报告论文撰写，包括开题报告，结题报告，最后参加课题答辩

课程所需基础及适合领域：

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专项营三：探讨酿酒酵母的杂种优势

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课程背景：

杂种优势是杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象。例如不同品系、不同品种、甚至不同种属间进行杂交所得到的杂种一代往往比它的双亲表现更强大的生长速率和代谢功能，从而导致器官发达、体型增大、产量提高，或者表现在抗病、抗虫、抗逆力、成活力、生殖力、生存力等的提高。杂交水稻指选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种，进行杂交，生产具有杂种优势的第一代杂交种，用于生产。杂交水稻的问世解决了温饱问题，但是杂交优势的机制还存在许多疑问。酿酒酵母在基础研究，例如在进化生物学、分子生物学、基因组学等都是很好的模型，也在工业领域有很重要的利用价值，如白酒、红酒、葡萄酒、馒头等食品行业。我们利用杂交水稻的相似手段创造酿酒酵母杂交种。

利用酿酒酵母的物种优势，本课题组以酿酒酵母作为模型，探索生物体杂交优势的机理。进而利用酿酒酵母的杂种优势进行指导育种，应用到食品发酵的工业领域。通过和指导老师交流，学生能够独立进行酿酒酵母杂交操作获得杂交菌株，并测试其是否拥有典型的杂种优势特征，包括基因型和表型的检测。

课程内容:

Ÿ学习酿酒酵母杂交的操作和原理

Ÿ学习提取酿酒酵母基因组，获得杂交菌株的基因型

Ÿ学习测试杂交菌株的表型，包括耐高温和耐乙醇特性

Ÿ学习利用统计学分析方法，针对杂交菌株和亲本之间进行比较，筛选出具有杂种优势的菌株

Ÿ学习报告论文撰写，包括开题报告，结题报告，最后参加课题答辩

课程所需基础及适合领域：

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