生物化学实验I(343002)教学大纲.doc
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1、生物化学生物化学实验实验 I( (343002)教学大)教学大纲纲01教学教学单单位名称:位名称:生命科学学院 02 实验实验中心名称:中心名称:吉林大学国家级生物实验教学示范中心 03 课课程名称:程名称:生物化学实验 I 04 课课程代程代码码: :343002 05 课课程程类别类别: :学科基础课程 06 课课程性程性质质: :必修 07 课课程学程学时时: :64 08 课课程学分:程学分:2 09面向面向专业专业: :生物科学、生物技术、药物制剂、制药工程、理科实验班 10 实验课实验课程的教学任程的教学任务务、要求和教学目的、要求和教学目的 10.1 教学任教学任务务: 生物化学
2、是研究生命的化学,是生物学科的重要专业基础课,生物化学实验 在整个生物化学教学中占有十分重要的地位。通过实验课程教学,使学生了解和 掌握生物化学实验的基本方法和技术,了解生物大分子(蛋白质、糖、核酸等)的 分离、制备、纯化、分析和鉴定等技术,具备初步的知识应用和科学研究能力。 10.2 教学要求教学要求: 从培养学生综合实验技能的角度考虑,将本实验设定成综合性大实验,因此 涉及的学科知识比较广泛,如:蛋白质技术,酶工程技术,生物物理技术等;所需 实验仪器比较复杂,如:需要蛋白电泳仪,层析柱,紫外检测仪,超声破碎仪,离 心机等;实验时间较长,处理因素多,因此课前充分的准备工作是实验顺利进行 和获
3、得真实实验结果的重要保证。这就要求学生在课前必须按照实验预习要求 认真预习和准备,实验过程中认真掌握所需仪器的使用、所需实验技术的操作原 理和方法。在实验过程当中应遵守实验室规章制度,有序进行实验,严格按照规 定程序操作,全面观察,准确如实记录实验数据。实验结束后,做好善后工作,清 洁整理实验器具并清点归还,经指导教师检查无误后方可离开实验室。实验后应 及时整理实验记录和数据,按要求认真独立完成实验报告,并按时提交。 10.3 教学目的:教学目的: 生物化学实验技术作为生命科学研究的主要方法和技术,为其它学科的学 习打下坚实基础,同时在生命科学研究和生产实践方面也有较大的应用价值。为 了更好地
4、培养学生的实验操作技能和创新能力,近年来,加大了综合型实验的比 例,减少了一般型(验证型)实验,按常规生化仪器的使用、生物活性物质的测定、 生物大分子分离制备技术、层析技术、电泳技术、分光光度技术和生化分析技术 等几大系列进行优化和整合,开出实验包含了组织制备、离心、层析、电泳和分 光光度法等基本生化技术,涉及内容包括氨基酸、蛋白质、核酸、酶、定量分析及 分离提纯。优化后的实验更具有针对性和实用性,更注重学生基本实验技能的训 练,强化综合能力的培养。通过生物化学实验,使学生熟练掌握所需仪器的使用、 所需实验技术的操作原理和方法,锻炼学生的动手能力和分析问题解决问题的 能力,培养学生合作精神,有
5、利于对学生实践能力、综合素质和创新能力的培养。11学生学生应应掌握的掌握的实验实验技技术术及及实验实验能力能力 通过本课程的学习,使学生进一步了解生物化学实验的基本原理,掌握生物化学实验的基本技能和方法,使学生熟练掌握掌握酶的分离、制备、纯化、分析 鉴定方法;通过蛋白质的提取、含量测定及氨基酸组成分析,掌握蛋白质分级、透 析等技术;掌握Folin酚法测蛋白浓度和柱层析(离子交换层析和分子筛层析) 法纯化蛋白质等技术;掌握蛋白电泳技术;学会相关仪器设备的操作,培养学生 动手能力和科学的思维能力,提高学生的创新意识、合作精神和解决实际问题的 能力。培养学生学会正确地观察实验现象、记录实验结果、分析
6、实验数据、撰写 实验报告的能力。在提高学生动手能力的同时,培养学生具有初步解决问题的能 力。 12开开设实验项设实验项目目 啤酒酵母蔗糖酶的提取、分离纯化、性质鉴定及反应动力学项目,主要实验 内容包括啤酒酵母蔗糖酶的提取及分离纯化,考马斯亮蓝法测定蛋白浓度,紫外 分光光度法测定蛋白浓度,蔗糖酶活力测定,SDS-PAGE 电泳法测定蔗糖酶纯度 和相对分子质量,用正交试验法测定几种因素对蔗糖酶活性的影响,蔗糖酶米氏 常数 Km、最大反应速度 Vmax和抑制剂常数 Ki的测定,测定并计算不同底物浓度 时的反应速率,反应速率对底物浓度作图,再用 1/V 对 1/S 作图,计算出 Km。 亲和层析法纯化
7、胰蛋白酶,主要实验内容为从猪胰脏的粗提液中分离纯化 胰蛋白酶。采用鸡卵类黏蛋白作为配基合成亲和吸附剂,从猪胰脏的粗提液中, 通过亲和层析直接获得纯度很高的猪胰蛋白酶。 酶谱分析技术分析纤维素酶项目。酶谱技术是把纤维素酶的底物与丙烯酰 胺共凝聚,经过 SDS-PAGE 电泳或者非变性 PAGE 电泳后,将凝胶放于酶作用 的缓冲液之中,通过酶对凝胶中底物的催化反应,从而检测出样品中的酶的催化 作用,酶系、同工酶的分布、相对分子质量、亚基的数量等技术指标。 大豆蛋白的提取与含量测定项目,主要实验内容为对大豆粉进行水、碱两步 提取;分别采用 Folin-酚法、微量凯氏定氮法、双缩脲法测定两步提取液提取
8、的蛋 白浓度;双向纸层析法分析大豆蛋白的氨基酸组成。 DNS-Cl 法测定蛋白质及肽的 N 末端氨基酸项目,主要实验内容为水解氨基 酸,采用荧光试剂二甲氨基萘磺酰氯(DNSCl) 在碱性条件下与氨基酸(肽或蛋 白质)的氨基结合成带有荧光的 DNS氨基酸(DNS肽或 DNS蛋白质),DNS 肽或 DNS蛋白质进行测定。采用聚酰胺薄膜层析法进行分离和鉴定后,进行 定性及定量测定,识别蛋白质的自由 N 末端氨基酸。 细胞色素 C 的制备及测定项目,主要实验内容为以新鲜猪心为原料,经过酸 溶液抽取,人造沸石吸附及三氯乙酸沉淀得到细胞色素 C 粗品,然后再用离子交 换层析法将粗品纯化。采用分光光度法测定
9、细胞色素 C 含量,用测压法测定其生 物活性。 设计实验项目,包括活性多肽分离提取及鉴定、蛋白质类分离提取及鉴定、 多糖类分离提取及鉴定、脂类分离提取及鉴定。 氯化钠的称量和乙醇的移取项目,主要内容为学习并了解称量和微量移液 技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,掌握固体称量与液体量取的要 点和方法。 发酵液的离心分离项目,主要内容为学习并了解离心技术的基本原理,掌握 相关仪器设备的使用方法,学会液体离心的注意事项和操作方法。 铬酸钾溶液吸光度的测定项目,主要内容为学习并了解光谱技术(Uvmini- 1240 紫外可见分光光度计)的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,学会测定样品吸光度
10、的操作方法。 DEAE52 纤维素离子交换柱的制备项目,主要内容为学习并了解离子交换层 析技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,掌握如何制备 DEAE52 纤维 素离子交换柱。 G75 葡聚糖凝胶柱的制备项目,主要内容为学习并了解凝胶过滤层析技术 的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,掌握如何制备 G75 葡聚糖凝胶柱。 SDS-聚丙烯酰胺凝胶的制备项目,主要内容为学习并了解 SDS-聚丙烯酰胺 凝胶电泳技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,学会制备 SDS-聚丙 烯酰胺凝胶。 常用试剂及溶液(缓冲液)的配制项目,主要内容为学习并了解常用试剂及 溶液(缓冲液)的配制方法,能够熟练
11、配置各种试剂。 电泳凝胶的条带分析项目,主要内容为学习并了解凝胶成像技术的基本原 理,掌握相关仪器设备的使用方法,学会对电泳凝胶进行分析。 测定未知铬酸钾溶液的溶度项目,主要内容为学习并掌握标准曲线制作技 术,掌握未知浓度样品的测定方法。 采用高效液相法测定中药中有效成分的含量项目,主要内容为学习并了解 高效液相色谱技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,学会测定中药有 效成分含量的方法。 采用气相色谱法测定中药活性成分的含量项目,主要内容为学习并了解气 相色谱技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,学会测定中药活性成分 含量的方法。 采用红外光谱分析化合物的组成结构项目,主要内容为学
12、习并了解红外光 谱技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,掌握通过红外谱图分析化合 物的结构。开开设实验项设实验项目一目一览览表表 实验项实验项目目编编 号号实验项实验项目名称目名称实验实验 类类型型实验实验 性性质质实验实验学学时时每每组组 人数人数首次开首次开 出年月出年月34300201啤酒酵母蔗糖酶的提取、 分离纯化、性质鉴定及 反应动力学综合性必做51220060334300202亲和层析法纯化胰蛋白 酶综合性选做8219990334300203酶谱分析技术分析纤维 素酶综合性选做8 220030334300204大豆蛋白的提取与含量 测定综合性选做8 2201003343002
13、05DNS-Cl 法测定蛋白质 及肽的 N 末端氨基酸综合性选做8 220050334300206细胞色素 C 的制备及 测定综合性选做8 220090334300207设计实验设计性选做2119990334300208氯化钠的称量和乙醇的 移取验证性必做1120120434300209发酵液的离心分离验证性必做1120120434300210铬酸钾溶液吸光度的测 定验证性必做3120120434300211DEAE52 纤维素离子交 换柱的制备验证性选做3220120434300212G75 葡聚糖凝胶柱的制 备验证性选做3220120434300213SDS-聚丙烯酰胺凝胶 的制备验证性选
14、做2220120434300214常用试剂及溶液(缓冲液)的配制验证性选做1120120434300215电泳凝胶的条带分析验证性选做1420120434300216测定未知铬酸钾溶液的 溶度验证性选做1120120434300217采用高效液相法测定中 药中有效成分的含量验证性选做2420120434300218采用气相色谱法测定中 药活性成分的含量验证性选做2420120434300219采用红外光谱分析化合 物的组成结构验证性选做2420120413.实验实验教材或指教材或指导书导书或主要参考或主要参考资资料料 1)滕利荣等,生物学基础实验教程(第三版),科学出版社, 2008 年; 2
15、)滕利荣等,生命科学仪器实用技术教程,科学出版社,2008 年。 3)周俊宜等,分子生物学基本技能与策略,科学出版社,2003 年; 4)王镜岩等,生物化学(第三版),高等教育出版社,2003 年; 5)朱厚础等译,蛋白质纯化与鉴定实验指南,科学出版社 ,1999 年; 6)张龙翔,张庭芳,李令媛,生化实验方法和技术,高等教育出版社,1997 年;7)汪家政,范明,蛋白质技术手册,科学出版社,2000 年。 14考核要求、考核方式及成考核要求、考核方式及成绩评绩评定定标标准准 14.1 考核要求考核要求:以培养学生的科学态度、科学思维和实验操作能力为前提, 注重训练学生的独立动手能力、思考能力
16、,发现问题、分析问题和解决问题的能 力,实验设计能力及创新能力,教师应及时、客观、公正、如实评价每名学生实验 情况及评阅试卷、实验报告和设计实验。 14.2 考核方式考核方式:采取考核与考试相结合的方式综合评定实验成绩,按百分制 方式计分。 14.3 成成绩评绩评定定标标准准:根据生物基础实验教学中心制定的学生实验成绩考评方法进行评定。实验习惯成绩,10%;预习考试成绩,10%;实验操作成绩,40%; 实验报告成绩,20%;设计实验成绩,20%。 15 执执笔人笔人 郑良玉,教授;吕绍武,副教授;王磊,副教授;闫国栋,工程师。 16制定日期制定日期 20131020 17 审审核人核人 滕利荣
17、,教授 18 审审核日期核日期 20131120 19学院学院审审定程序定程序说说明明 2013 年 10 月 10 日接到学校通知后成立生命科学学院实践教学大纲(2013 版)”修订专项工作组并进行前期筹备工作。2013 年 10 月 14 日至 2013 年 10 月 16 日各门课程梯队召开生命科学学院实践教学大纲(2013 版)”修订工作会议, 分配修订任务。2013 年 10 月 21 日前各门课程梯队提交生命科学学院实践教学 大纲(2013 版)修订稿。2013 年 10 月 25 日生命科学学院教学委员会召开第一 次会议审议生命科学学院实践教学大纲(2013 版)修订稿并提出整改
18、意见。 2013 年 10 月 26 日至 10 月 28 日各门课程梯队按照“整改意见”进行整改。2013 年 10 月 30 日生命科学学院教学委员会召开第二次会议审定通过生命科学学院 实践教学大纲(2013 版)。 20学院学院审审定日期定日期 20131130生物化学实验生物化学实验 I(343002)I(343002)项目卡项目卡 1 1No字段名填写内容填写内容1课程名称 生物化学实验I2课程代码3430023实验项目名称啤酒酵母蔗糖酶的提取、分离纯化、性质鉴定及反应动力学4实验项目编号34300201 5网络实验0 6每组人数2 7计划学时数51 8实验性质必做9实验目的学习蛋白
19、质和酶的提取、分离纯化的方法,掌握有机溶剂分级沉淀及柱层析技术,掌握紫外分光光度计测定蛋白质含量和酶活力的原理及方法,掌握SDS-PAGE测定蛋白质相对分子量的原理及方法,学习蔗糖酶米氏常数的测定方法。10实验内容提取并纯化啤酒酵母蔗糖酶,测定不同纯化级别的酶的蛋白浓度和酶活力,确定不同因素对酶活力的影响,测定蔗糖酶的纯度和相对分子质量,测定蔗糖酶的Km。11实验原理酵母经自溶(超声)破碎后,经乙醇分级沉淀、透析、离子交换层析、分子筛层析纯化蔗糖酶。考马斯亮蓝法测定蛋白浓度;DNS法测定酶活力和Km;SDS-PAGE测定纯度和相对分子质量;正交试验设计法测定不同因素对酶活力的影响12实验类型1
20、.演示性;2.验证性;3.综合性;4.设计性;5.研究性。13实验者层次本科生14实验仪器设备二维电泳仪1台,秒表40个,电子天平20台,高速冷冻离心机12台,电泳仪20台,小型垂直电泳系统40套(含切胶器2个),紫外分光光度计40台,凝胶成像系统1台,毛细管电泳1台, 六联检测池20套.15实验套数 40 16开出时间200603 17教学单位名称生命科学学院 18教学单位编号111319实验单位名称吉林大学国家级生物实验教学示范中心20实验中心编号11130121实验地名称现代生物学实验室22实验地编号唐敖庆楼C46423一次性材料品 名新鲜啤酒酵母 2 袋,透析袋 0.5 米,大张滤纸
21、2 张,镜头纸 0.4本,3,5-二硝基水杨酸 10g,考马斯亮蓝 5g,丙烯酰胺 50g,甲叉双丙烯酰胺 25g,TEMED 5mL,溴酚兰 1g。24一次性材料85 元25面向专业生物科学、生物技术、药物制剂、制药工程、理科实验班26实验项目卡制 定人郑良玉,吕绍武,王磊,闫国栋。 27实验项目卡审 核人滕利荣生物化学实验生物化学实验 I(343002)I(343002)项目卡项目卡 2 2No字段名填写内容填写内容1课程名称 生物化学实验I2课程代码3430023实验项目名称亲和层析法纯化胰蛋白酶4实验项目编号34300202 5网络实验0 6每组人数2 7计划学时数88实验性质选做9实
22、验目的(1)熟悉亲和层析纯化蛋白质的原理。(2)初步掌握亲和层析法纯化胰蛋白酶的方法步骤。10实验内容从猪胰脏的粗提液中分离纯化胰蛋白酶。11实验原理采用鸡卵类黏蛋白作为配基合成亲和吸附剂,从猪胰脏的粗提液中,通过亲和层析直接获得纯度很高的猪胰蛋白酶。12实验类型1.演示性;2.验证性;3.综合性;4.设计性;5.研究性。13实验者层次本科生14实验仪器设备部分收集器20台,核酸蛋白质检测仪20台,真空冻干机2台,蛋白纯化系统2台,二维电泳仪1台,高速冷冻离心机6台,紫外分光光度计20台,超纯水系统2台,凝胶成像系统1台,毛细管电泳1台 15实验套数20 16开出时间199903 17教学单位
23、名称生命科学学院 18教学单位编号111319实验单位名称吉林大学国家级生物实验教学示范中心20实验中心编号11130121实验地名称现代生物学实验室22实验地编号唐敖庆楼C46423一次性材料品 名新鲜猪胰脏0.5kg,称量纸1米,透析袋1米,大张滤纸2张, Tris50g,鸡卵类黏蛋白1g,纯胰蛋白酶1g,氯化钠50g,环氧氯 甲烷50ml,1,4-二氧六环300mL,24一次性材料58 元25面向专业生物科学、生物技术、药物制剂、制药工程、理科实验班26实验项目卡制 定人郑良玉,吕绍武,王磊,闫国栋。 27实验项目卡审 核人滕利荣生物化学实验生物化学实验 I(343002)I(34300
24、2)项目卡项目卡 3 3No字段名填写内容填写内容1课程名称 生物化学实验I2课程代码3430023实验项目名称酶谱分析技术分析纤维素酶4实验项目编号34300203 5网络实验0 6每组人数2 7计划学时数88实验性质选做9实验目的(1)初步掌握酶谱分析技术的实验原理和基本实验步骤。(2)掌握非变性电泳的原理和操作要点。10实验内容把纤维素酶的底物经丙烯酰胺共凝聚,经过SDS-PAGE电泳或者非变性PAGE电泳后,将凝胶放入含某种纤维素酶的缓冲液之中,通过酶的催化反应,确定相关酶系及同工酶的分布。11实验原理将某种酶的底物经丙烯酰胺共凝聚,经过电泳后,将凝胶放于含该酶的缓冲液之中,通过酶对凝
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