《生物化学实验甲》课程简介和教学大纲

 

课程代码： 071B0021              

课程中文名称：生物化学实验甲

课程英文名称：Biochemistry Experiment（A）

课程类别：专业基础课程

学分：2                      周学时：4+

面向对象：理学类、农学类、医学类、工学类相关专业二年级本科生

预修课程要求：基础化学；有机化学；普通生物学；生物化学

 

一、课程介绍（100-150字）

（一）中文简介

本课程为浙江大学大类专业基础课程，利用生物化学实验MOOC课程辅助生物化学实验线下课程展开线上线下混合式教学。主要介绍并实践生物化学的基本理论及实验技术和方法。本课程设置内容包括: 一、蔗糖酶提取及性质鉴定基础系列实验，共安排七次实验和一次总结报告，学习掌握生物活性物质蛋白质（酶）的提取、分离纯化、检测、鉴定等基本实验原理、方法和技术。二、自主实验设计与实践，是基于蔗糖酶基础系列实验上的拓展实践，由立题指导、课题小组设计实验内容、开题报告、实验实践和完成课题小论文、结题报告等教学环节组成，要求在4－5周时间内由课题小组独立完成包括实验准备在内的所有自主设计课题的实验内容。

（二）英文简介

This course is a basic professional course, mainly introducing and practicing the basic theory, experimental techniques and methods of Biochemistry. The course is designed to include two parts of experiments：1. Series experiments on the extraction and characterization of sucrose, including 7 experiments and 1 summary report, to study experimental principles, methods and techniques of extraction, separation, detection and identification of biological active protein (enzyme). 2. Self-designed experiments practice, which is the expansion practice of series experiments on sucrose, formed by the topic guidance, the group design, the opening report, the experiment practice, the project paper and final report and other teaching components. It is required to finish in 4-5 weeks by the group, independently completed the self-designed subjects including experimental preparation.

 

二、教学目标

(一)学习目标

本课程包括“基础综合系列实验”和“自主设计实验与实践”两部分内容。 学生通过基础综合系列实验的学习，能较系统地掌握生物化学实验中有关蛋白质（酶）的提取纯化与各类性质鉴定的实验思路、实验基本原理和方法，同时掌握各种常见生物化学实验仪器的使用规范，具备一定的实验操作技能，培养良好的实验素质。通过自主设计实验课题与实践训练，学习探索研究的基本思路和方法，激发学生对实验实践的兴趣和自信心，实践中培养发现问题和解决问题的能力，并进一步提升实验操作技能。通过专题交流和总结讨论，加强实验技能及实验基本思路的掌握，提高学生文献检索和综合分析问题的能力。

（二）育人目标

提炼生物化学实验知识体系中所蕴含的思政价值和精神内涵，适当增加课程中有关前沿技术及技术应用的内容，提升时代性和开放性。把生物化学实验教学与科学精神的培养结合起来，在实验中培养学生科学、严谨、耐心、开放的实验态度和素养；通过自主实验实践，提高学生设计实验、发现问题、综合性分析和解决问题的能力。实验过程注重科学思维的锻炼，培养学生探索未知、追求真理、不怕挫折、勇攀科学高峰的责任感和科学精神，努力促进学生在自主学习、健康成长、责任担当、实践创新等方面得到全面发展，并激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

（三）可测量结果

1、掌握蔗糖酶的提取、初步分离纯化的基本原理、实验方法和技术；会使用高速离心机；

2、掌握离子交换层析分离蛋白质（蔗糖酶）的基本原理、方法和技术，蔗糖酶活性检测的基本原理和方法。

3、掌握Folin-酚法测定蛋白质含量的原理和方法；分光光度法制作标准曲线，准确测定未知样品的蛋白质含量；掌握分光光度计的使用方法。

4、掌握酶活力测定的基本原理和方法；能进行蔗糖酶活力和比活力的计算以及有关统计分析。

5、掌握SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE)的基本原理和操作方法；能够通过SDS－PAGE图谱分析蔗糖酶分离纯化产物（4个样品）的纯化效果；测算在SDS－PAGE图谱中的某一蛋白质相对分子质量(Mr)。

6、初步掌握正交试验设计法的使用。运用正交法测定底物浓度、酶浓度、温度和pH值这四种因素对酶活力的影响及分析。

7、掌握酶促反应动力学测定方法。能够通过实验数据计算获得Km值和Vmax，并能通过实验及数据图表分析竞争性抑制剂及变性剂对酶促反应速度的影响。

8、初步掌握活性电泳的思路和方法，掌握电泳法检测同工酶的基本原理和方法。

9、有初步设计实验课题的能力，包括申请书的填写等。在完成课题实验的过程，对于碰到的问题能通过各种途径和方法去解决，具有一定的分析问题和解决问题的能力，及总结实验课题的能力。

 

三、课程要求

（一）授课方式与要求

1、基础综合系列实验：教师结合实验原理和方法，重点讲授实验操作步骤以及实验操作要点和注意事项等；学生在实验过程中，教师要全程关注同学的实验过程和指导实验操作，及时解决学生在实验中出现的问题，解答学生提出的问题。

2、自主设计实验与实践：教师要在立题指导、（课题小组设计实验内容）、开题报告、做设计实验内容和结题报告（完成课题小论文）等各教学环节中，要做好具体的自主设计实验的立题指导及学生所设计课题的可行性分析和修改；在学生进行课题实验的过程中，放手让学生自主实验的同时，要做好实验指导，及时解决实验中的问题；完成课题后，在结题报告上做相关的点评。

(二) 考试评分与建议

本课程总成绩分配为：“基础性综合系列实验”占50％（含实验规范、主动参与、实验报告），“自主设计实验与实践”占50％（含实验规范、主动参与、实验论文）。

 

四、教学安排

 

周次	授课章次与主要内容	课程思政融入点与实施方法	教学方式 （线上、线下、线上线下混合）	课外学习与作业要求	教学时数
第1次	安全第一课 1） 实验室安全规范 2） 药品、仪器、水电等安全 3） 安全设施及应急用品 绪论（课程介绍） 1）实验内容及安排、系列实验思路及技术路线 2）本课程的学习方法和学习要求 3）专题文献查阅任务布置 实验一蔗糖酶的提取 1）用研磨的方法，将酵母细胞破碎，提取蔗糖酶； 2）采用选择性变性（加热）和有机溶剂（乙醇）沉淀等方法对蔗糖酶进行初步的提纯	1.课程思政融入点：生物安全意识、科学思维、科学应用 2.实施方法 案例①：生化实验中可能会遇到的安全问题、如何面对和解决； 案例②：系列实验开展的基本思路 案例③：蛋白质分离纯化在实际生活中的应用	线上+线下	1.查阅蔗糖酶研究背景。 2.查阅蛋白质纯化策略和方法。 3.整理书写实验报告	5
第2次	实验二、离子交换柱层析分离纯化蔗糖酶 1）用阴离子交换剂及盐浓度线性梯度洗脱法分离纯化蔗糖酶 2）用3.5－二硝基水杨酸法初步判定各收集样品管中还原糖含量的多少，确定并收集蔗糖酶纯化样品。	1.课程思政融入点：科学思维、科学素养、合作精神 2.实施方法 案例①：用样品活性检测来明确样品收集管的位置等 案例②：实验习惯与规范	线上+线下	1.     预习查阅正交法试验 2.     整理书写实验报告	6
第3次	实验三、用正交法测定几种因素对蔗糖酶活性的影响； 自主设计实验与实践——立题指导	1.课程思政融入点：科学实验设计、探究精神培育 2.实施方法 案例①：正交法设计实验的科学依据；案例②：自主实验设计选题及需关注的问题	线上+线下	1.     预习蛋白质浓度测定及蔗糖酶活力测定原理 2.     整理书写实验报告	5
第4次	实验四、蔗糖酶蛋白含量测定、蔗糖酶活力测定及分离纯化效果的评价 1）用Folin-酚法测定蔗糖酶样品I-IV蛋白含量 2）用3.5－二硝基水杨酸法测定还原糖含量的方法测定蔗糖酶样品I-IV活力 3）通过测算蔗糖酶含量、酶活力和比活力的大小，分析评价蔗糖酶分离纯化的效果	1.课程思政融入点：科学素养、科学思维、科学发展 2.实施方法 案例①：定量实验需关注的问题； 案例②： 蛋白质含量测定技术发展 案例③：综合分析评估前三次实验结果	线上+线下	1.预习SDS-PAGE电泳 2. 整合四次实验，整理书写实验报告	6
第5次	实验五蔗糖酶分离纯化产物I-IV的SDS－PAGE检测 1）配制SDS-PAGE胶及样品处理、加样、电泳、 剥胶、固定和染色脱色等 2）分析蔗糖酶分离纯化产物I-IV的SDS－PAGE图谱 3）通过SDS－PAGE图谱会测算蛋白质相对分子质量	1.课程思政融入点：生物安全、挫折教育、科学发展 2.实施方法 案例①：液态丙烯酰胺具有神经毒性，实验中如何预防； 案例②：配胶失败，重新配制直至成功；分析电泳结果不佳原因，考虑改进方法 案例③：蛋白质电泳技术发展	线上+线下	1.预习酶促反应动力学 2.整理书写实验报告	6
第6次	· 实验六 蔗糖酶酶促反应动力学测定· 1）求出蔗糖作为底物时蔗糖酶的Km值与Vmax； 2）了解尿素对酶促反应速度的影响； 3）熟悉酶促动力学数据处理方法。	1.课程思政融入点：科学思维 2.实施方法 案例①：动态观去理解酶促反应动力学 案例②：实验数据的可靠性分析	线上+线下	1.预习蔗糖酶活性染色与活性酶谱鉴定 2. 整理书写实验报告	5
第7次	实验七 蔗糖酶活性染色与活性酶谱鉴定 1）聚丙烯酰胺活性胶配置及电泳 2)活性胶的蔗糖酶活性染色 3)分析比较SDS-PAGE和活性染色图谱	1.课程思政融入点：科学思维、科学应用 2.实施方法 案例①：理解分析活性电泳与SDS-PAGE的差异； 案例②：理解分析蔗糖酶活性酶谱图 案例③：活性酶谱的应用	线上+线下	1.准备自主实验开题材料 2.整理并整体书写蔗糖酶系列实验报告	6
第8次	自主实验设计与实践 —— 开题报告	1.课程思政融入点：科学思维、创新性 2.实施方法 案例：分析各组开题内容的必要性、科学性、逻辑性和创新性。	线上+线下	准备系列综合实验小结材料	2
第9次	蔗糖酶系列实验总结汇报	1.课程思政融入点：科学思维、科学态度、不怕挫折 2.实施方法案例：案例①提问分析各组总结汇报的科学性、逻辑性和数据分析的合理性等，提问分析系列实验的前后关联、考查学生综合分析问题的能力； 交流实验收获。	线上+线下	自主实验准备	2
第10-13次	自主实验实践	1.课程思政融入点：科学思维、发现问题、解决问题的能力，不怕困难、用于攀登的精神，团队合作精神 2.实施方法案例：跟进各小组自主实验进程，激发学生自主发现问题，并解决问题	线下	1.查阅自主实验相关资料 2.书写自主实验论文	19
第14次课	自主设计实验与实践——结题报告 1、汇报自主设计实验课题完成情况； 2、递交自主设计实验课题小论文。	1.课程思政融入点：科学思维、创新能力 2.实施方法案例：提问各小组自主实验的实施情况，提问激发进一步实验设想。	线下	修改自主实验论文并递交论文	2

 

 

五、参考教材及相关资料

史锋：《生物化学实验》浙江大学出版社  2002年

余瑞元等：《生物化学实验原理和方法》北京大学出版社  2005年

赵永芳： 《生物化学技术原理及应用》（第三版）科学出版社 2002年

郭尧君：《蛋白质电泳技术》科学出版社 1999年

吴冠芸：《生物化学与分子生物学实验常用数据手册》科学出版社 1999年

 

六、课程教学网站

 “浙江大学生物实验教学中心网” http://www.zjubiolab.zju.edu.cn