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教学大纲

来源:浙江大学生物学国家级实验教学示范中心

时间:2023-04-10 02:47:32

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理论课程

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

1

绪论:

生物化学的概念;生物化学的研究范畴及与其它学科的关系;生物化学的发展历史和前景;生命系统的基本特征;细胞是生命的基本单位;细胞的化学组成及分子组成层次;生物分子的结构特点;生物分子中的强键和弱键;缓冲作用。

第1章   蛋白质化学

蛋白质的发现和功能;蛋白质的大小和元素组成;蛋白质的基本组成单位

1.课程思政融入点:尊重、敬畏生命

2.实施方法:生物的起源,生命体的基本特征

线下

 

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2

第一章 蛋白质化学

蛋白质氨基酸的重要性质;光吸收特性;两性解离和等电点; 主要的化学反应;Edman 反应;Sanger 反应。

肽:肽的概念和结构;肽键;肽的命名和书写;肽的性质;天然多肽的存在及意义;谷胱甘肽的结构及功能。

蛋白质的结构:蛋白质一级结构的概念及连接键。蛋白质的空间结构;构型和构象的概念;肽单位;肽平面;二面角。蛋白质的二级结构;α-螺旋;β-折叠;β-转角;维持二级结构的作用力。超二级结构;结构域。蛋白质三级结构的概念;特点;维持蛋白质三级结构的作用力;肌红蛋白的结构。蛋白质四级结构的概念;特点;血红蛋白的结构。

1.课程思政融入点:道德修养,职业素养

2.实施方法:三聚氰胺奶粉

线下

课本章节内容后习题

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3

第一章 蛋白质化学

蛋白质一级结构与高级结构的关系。蛋白质结构与功能的关系:蛋白质的常用分离技术:色谱法;分子筛;离子交换;亲和层析。电泳;SDS-PAGE;等电聚焦;双相电泳

第二章 酶

酶的一般性质:酶的概念;酶催化作用的特点;酶的化学组成及辅助因子。酶的组成分类;单纯酶;结合酶。单体酶;寡聚酶;多酶复合体。酶的命名和分类:习惯命名法;酶的系统分类法及系统分类编号;酶的系统命名法特点;六大类酶的特征和实例。

1.课程思政融入点:家国情怀

2.实施方法:我国科学家在测定牛胰岛素一级结构上的杰出贡献

线下

 

3

4

第二章 酶

酶的活力测定:酶活力;酶促反应初速度;酶的活力单位;酶的比活力。酶的活性中心:概念;特点。酶促反应动力学:底物浓度对酶反应速度的影响;中间络合物学说;米氏方程;Km 的求法;意义。温度、pH、酶浓度对酶反应速度的影响。抑制剂对酶反应速度的影响;不可逆抑制作用;可逆抑制作用;竞争性、非竞争性、反竞争性抑制作用的概念、特点及动力学特征;有机磷农药和磺胺药的作用机理。激活剂对酶反应速度的影响。

1.课程思政融入点:学以致用

2.实施方法:举例说明酶学在疾病治疗、诊断上的应用

线下

课本章节内容后习题

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5

第二章 酶

酶的作用机理:酶作用专一性的概念、分类;酶作用专一性的机理;诱导契合学说;三点附着学说。酶作用高效性的机理;酶降低反应活化能的六因素。胰凝乳蛋白酶的催化机理。

酶活性的调节:酶活力的调节方式;酶原的激活;酶的别构效应;酶的共价修饰;同工酶。

 

线下

 

3

6

第二章 酶

酶的辅助因子:TPPFMNFAD);NADNADP);CoA;生物素;磷酸吡哆醛;四氢叶酸;硫辛酸的中文名称、缩写、功能部位及功能以及与维生素的关系。

第三章 核酸化学

核酸的发现和功能;核酸的种类和分布;核酸的化学组成;碱基;核苷;核苷酸。

核酸的结构:核苷酸间的连接方式;3’5’-磷酸二酯键;寡核苷酸链的命名和书写。DNA 的一级结构;Cargaff 规则;DNA 的二级结构;DNA 双螺旋结构的要点;碱基配对的规律; DNA 二级结构的稳定力。DNA 的三级结构;超螺旋结构;核小体结构。RNA 的一级结构;mRNAtRNArRNA 的一级结构及特点。RNA 的二级结构;茎环结构;mRNAtRNArRNA 的二级结构及特点。RNA 的三级结构;tRNA 的倒L 型结构。

  1.课程思政融入点:科学研究过程中的竞争与合作

2.实施方法:DNA双螺旋结构的发现史

线下

课本章节内容后习题

 

7

第三章 核酸化学

核酸的理化性质:紫外吸收特性;增色效应;减色效应。核酸变性的概念、因素、特征; DNA Tm 值的概念;影响 Tm 值的因素;核酸的复性;分子杂交。核酸的水解;核酸的酶促水解;限制性核酸内切酶的概念

第四章 生物膜

生物膜的概念;特点;流动镶嵌模型;生物膜的组成与结构。物质的跨膜转运;大分子物质的跨膜转运;小分子物质的跨膜转运;被动转运的特点、主动转运的种类及特点。

第五章 代谢总论

代谢:代谢反应、代谢途径、中间代谢的概念;代谢的分类;代谢的特点;代谢的调节方式;前馈激活作用和反馈抑制作用。

生物能力学原理:自由能的概念;自由能的变化及应用;氧化还原反应中自由能变化的计算公式。细胞中能量代谢的总过程;高能键;高能化合物;ATP 的水解;ATP 循环。

 

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线下

 

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第六章 生物氧化

生物氧化的概念;生物氧化与体外氧化的比较;生物氧化的类型。

线粒体氧化体系(呼吸链氧化体系):呼吸链的概念;成员;呼吸链的组织结构及电子传递顺序;NADH+H+ FADH2 进入呼吸链的部位。

氧化磷酸化:氧化磷酸化的概念;氧化磷酸化的偶联部位;P/O 比;氧化磷酸化的偶联机制(化学渗透学说);ATP 合成酶系统的结构及功能;1 对电子经呼吸链传递到氧可产生的 ATP 分子数。

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线下

课本章节内容后习题

3

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第六章 生物氧化

影响氧化磷酸化的因素;呼吸链抑制剂;解偶联剂(24-二硝基苯酚);磷酸化抑制剂(寡酶素)。

第七章 糖代谢

糖代谢的分类;糖代谢的功能。

糖的分解代谢:糖的无氧分解;过程、特点、能量计算、生物学意义 。糖的有氧分解; 过程、特点、能量计算、生物学意义;糖有氧分解与无氧分解之间的联系和区别;

  1.课程思政融入点:家国情怀

2.实施方法:糖代谢:乙醇发酵,中国传统酿酒工艺

线下

 

3

10

第七章 糖代谢

草酰乙酸的回补。乙醛酸循环;过程、特点、生物学意义。磷酸戊糖途径;过程、特点、生物学意义。

糖的合成代谢与糖代谢的调节:糖异生途径;过程、特点、生物学意义。葡萄糖的分解和合成代谢的协调控制。糖原的分解与合成;大致过程;关键酶;特点;糖原分解与合成代谢的协调控制

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线下

课本章节内容后习题

3

11

第八章 脂代谢

脂的概念;功能;重要的脂类;三酰甘油;磷脂。

三酰甘油的分解代谢:脂肪的酶促水解;甘油的降解。脂肪酸的降解;脂肪酸的 β-氧化途径;β-氧化前的准备;脂肪酸 β-氧化途径的过程、特点、能量计算、生物学意义。奇数碳脂肪酸的降解;不饱和脂肪酸的降解。 酮体的概念、代谢特点。

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线下

 

3

12

第八章 脂代谢

三酰甘油的合成代谢:三酰甘油合成的原料;α-磷酸甘油的合成。饱和脂肪酸(C16) 的从头合成途径;合成前的准备;过程、特点;乙酰辅酶 A 羧化酶的结构、特点;哺乳动物脂肪酸合酶的结构、特点;饱和脂肪酸(C16)的从头合成过程、特点。脂肪酸 β-氧化途径与脂肪酸从头合成途径的比较。脂肪酸碳链的延长;不饱和脂肪酸的合成;三酰甘油的合成。

第九章 氨基酸代谢

蛋白质的降解;氨基酸代谢的重要性。

氨基酸的分解代谢:氨基酸的脱氨作用;氨基酸的氧化脱氨作用(L-谷氨酸脱氢酶催化的反应);过程、特点、意义。转氨作用;转氨酶的特点;转氨作用的过程、特点、意义。联合脱氨作用的过程、特点、意义。氨基酸脱氨产物的去路;氨的去路;尿素的合成;尿素循环途径的过程、特点、意义

 

 

 

 

 

1.课程思政融入点:了解生命机制、尊重科学,健康生活

2.实施方法:从体内三大能量物质代谢出发,如何科学地进行减脂减重

线下

课本章节内容后习题

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13

第九章 氨基酸代谢

氨基酸与一碳单位代谢:C1 单位; C1 单位的载体;提供 C1 单位的氨基酸;C1 单位代谢的生物学意义。

氨基酸的合成代谢:必需氨基酸和非必需氨基酸的概念;非必需氨基酸的合成;必需氨基酸的合成;芳香族氨基酸合成的原料;莽草酸途径简介。

第十章 核酸代谢

核苷酸的代谢

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线下

 

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14

第十一章 核酸的生物合成

遗传信息的储存和流动:中心法则;DNA 复制、DNA 转录、翻译、RNA 复制、逆转录的概念。DNA 的复制:DNA 复制的一般规律;DNA 的半保留复制;DNA 复制的起点与方向;DNA 的半不连续合成。大肠杆菌 DNA 的复制;参与 DNA 复制的酶及蛋白因子;复制准确性的保证;DNA 复制的起始、延伸、终止过程、特点。

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线下

课本章节内容后习题

3

15

第十一章 核酸的生物合成

DNA 的损伤与修复:DNA 的损伤;DNA 的修复系统;紫外光对 DNA 的损伤;DNA 损伤的切除修复机制。RNA 的生物合成:原核生物细胞内的 RNA 聚合酶;启动子;大肠杆菌中 RNA 合成的起始、延伸、终止过程、特点;不对称转录。转录后 RNA 的修饰和加工:断裂基因;内含子;外显子;mRNAtRNArRNA 前体修饰加工为成熟 mRNAtRNArRNA 的一般过程

1.课程思政融入点:科学伦理

2.实施方法:如何看待基因编辑技术中的伦理学问题

线下

 

3

16

第十二章 蛋白质的生物合成

遗传密码:遗传密码的概念、特点;反密码子与摆动效应。

蛋白质的合成机构:mRNAtRNArRNA 的结构特点及在蛋白合成中的作用。大肠杆菌中蛋白质的合成过程:氨基酸的活化;氨酰-tRNA 合成酶的特点。肽链合成的起始;fMet-tRNA 的合成;起始复合物的形成过程、特点;参与的蛋白因子。肽链的延长; 肽链的延长过程、特点;参与的蛋白因子。肽链合成的终止过程、特点;参与的蛋白因子。翻译后的修饰与加工:多肽链合成后加工成有生物功能蛋白质的一般过程;信号肽及蛋白质的投递。

 

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线下

课本章节内容后习题

3

 

实验课程:

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

1

第一次:蔗糖酶的提取

通过酵母中蔗糖酶的缓冲液抽提、加热纯化、乙醇沉淀等提取过程,掌握生物分子纯化的原理和技术。熟悉研钵、天平、离心机、水浴锅的使用。

1.课程思政融入点:实验室安全教育

2.实施方法:帮助学生树立实验室安全意识,规范实验操作

线下

 

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2

第二次:离子交换柱层析法分离纯化蔗糖酶

离子交换层析法分离蔗糖酶的原理和技术。3,5-二硝基水杨酸法测定蔗糖酶活性的原理和技术。掌握装柱、ÄKTATM start 蛋白层析分析仪、蔗糖酶的检出及活性洗脱图谱的绘制。熟悉 ÄKTATM start 蛋白层析分析仪、取液枪的使用。

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线下

 

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3

第三次:蔗糖酶蛋白含量和酶活力的测定

福林-酚法测定蛋白质含量的原理和技术。3,5-二硝基水杨酸法测定蔗糖酶活性的原理和技术。蛋白质标准曲线、葡萄糖标准曲线的制作。样品的稀释及测定。数据的处理及蔗糖酶纯化进程的评价。熟悉分光光度计的使用。

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线下

 

6

4

第四次:SDS-PAGE 法测定蔗糖酶的相对分子质量

SDS-PAGE 法测定蔗糖酶的相对分子质量的原理和技术。制胶槽的安装、胶液的配制、样品的处理、点样、电泳、剥胶、染色及漂洗。电泳图谱的拍照及迁移距离的测量。熟悉胶的制备、电泳仪、摇床、金属加热器的使用。

1.课程思政融入点:实验数据的记录和分析

2.实施方法:实事求是地记录科研数据和现象

线下

 

 

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5

第五次:质粒 DNA 的微量制备、酶切电泳鉴定

碱变性法制备质粒DNA 的原理和方法。通过核酸电泳法检测质粒DNA 质量的原理和方法。熟悉旋涡振荡仪、离心机、取液枪、电泳仪及凝胶成像系统的使用。

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线下

 

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第六次:氨基移换反应及其产物的鉴定

氨基移换反应的原理。纸层析的原理。茚三酮法测定氨基酸的原理。肝脏中谷丙转氨酶的提取,谷丙转氨酶催化的转氨反应的进行,转氨产物的纸层析分离,茚三酮的显色检测。熟悉点样、灯芯的制作、康氏皿及喷雾器的使用

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线下

 

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