首页 | 学科概况 | 师资队伍 | 科研信息 | 研究平台 | 教学信息 | 课程资源 | 网络教学 | 学术动态 | 学科特色 

 
当前位置: 首页>>课程资源>>课程标准>>正文
 
 
《生物化学与分子生物学实验》课程标准-生物技术
2014-05-26 09:35   发布范围:公开

《生物化学与分子生物学实验》课程标准

 

第一部分  课程概述

 

一、课程名称

中文名称:《生物化学与分子生物学实验》

英文名称:《Experimental Techniques of Biochemistry and Molecular Biology》

二、学时与适用对象

课程总计32学时,其中理论课3学时,实验课27学时,考试2学时。本标准适用于四年制生物技术专业。

三、课程性质地位

《生物化学与分子生物学实验》是为医学相关各类专业开设的一门必修的专业基础实验课程。针对生物技术专业的培养目标所需要的基本技能,本课程涵盖生物化学与分子生物学两门理论课程的基本技能要求,并可与其他基础医学实验和专业综合实验环节相配合和衔接。本课程的任务是使学员掌握常规的生物化学与分子生物学实验的基本原理和方法,并通过开展综合性实验培养学员的实际操作和分析解决问题的能力,以及勇于挑战、敢于质疑、开拓创新的精神。在学习实验设计思路、进行实验操作、完成实验报告等过程中,培养学员的科研思维方法、操作能力和观察归纳能力,使学员更好地掌握和应用相关的生物化学与分子生物学理论。

本课程的前期预修课程为《医用有机化学》、《基础医学概论》、《生物化学》、《分子生物学》等,主修完本课程后,学员将进一步学习《医学微生物学》、《医学免疫学》、《医学遗传学》等后续医学基础课程。

四、课程基本理念

本课程标准以生物化学与分子生物学基本技术为基础,依据我们多年的实验课教学经验而制定。

1、准确把握《生物化学与分子生物学实验》在我校人才培养方案中的地位和作用,以生物化学与分子生物学技术的基本原理和操作技能为主要学习内容。

2、坚持以学员为主体,教员为主导的教学理念。在整个教学过程中注重培养学员的观察能力、分析能力、动手能力,强化学员的操作技能。

3、强调综合与应用,在教学内容设置上,以蛋白质分析和基因操作等综合性实验为主;侧重介绍该实验要解决的基本问题,主要应用范围,以及与相关学科领域的交叉联系。

4、突出启发式教学和讨论式教学等先进的教学方法,综合运用视频、动画、电子幻灯等多种现代化教学手段,调动学员的积极性,促进学员对教学内容的理解及实验操作技能的掌握。

五、课程设计思路

本课程在总结课程承担学科近30年生物化学与分子生物学实验课程改革以及本课程独立授课经验的基础上形成本课程设计思路。

1、框架设计与内容安排

《生物化学与分子生物学实验》课程包括技术原理和实验操作两部分。在实验操作之前,安排3个学时的理论课,介绍分光光度技术﹑色谱技术电泳技术的原理及其在生物化学与分子生物学中的应用。实验操作部分则以生物大分子分离纯化、定性定量原理及用途为主要学习内容,围绕蛋白质分析和基因操作两个综合专题,相应开展了9个生物化学与分子生物学常规实验。

2、教学实施

实验设计突出系统、综合、实用、可行的特点,使学员在理解实验原理的基础上,充分掌握相关实验技术的操作和运用。部分实验内容通过相关视频资源和教员示范操作来进行。对学有余力的学员,鼓励他们积极深入教研室参与课外科研项目,在巩固实验课所学操作技术的基础上,进一步培养他们的科研能力。

3、课程评价

课程考核作为该课程评价的主要方法。考试采用开卷、笔试的方式进行。

六、课程学习策略与建议

1、加强自学能力。理论知识和操作步骤的预习对于保证课堂操作的顺利进行十分必要。因此学员通过课前细读教材,提出疑问,并带着疑问进行实验操作,不仅有助于学习兴趣的培养,还能够加深对相关知识的理解,从而有助于问题的及时解决。此外,学员课后及时复习还可以达到举一反三、触类旁通的效果。

2、培养观察能力。观察是实验科学获得感性认识的源泉,也是获取第一手资料最重要的来源,因此通过细致观察,才能正确分析实验结果,提高学习质量和学习效率。

3、提高实验技能。实验操作是科学研究的基本方法。因此,只有提高动手操作能力,才能感悟科学研究的兴趣。学员在使用实验器材的过程中,应当遵守操作规则,并做必要的记录。在实验操作过程中做到手、眼、脑并用,从而保障实验操作的顺利实施。

4、锻炼思维能力。学员在学习过程中积极思考,充分运用比较和分析的方法,对实验结果做出科学的判断,能够加深对本课程相关概念和理论的理解。

 

第二部分  课程目标

 

一、总体目标

通过本课程的学习,能够概括蛋白质和核酸分析常规实验的原理,能够熟练地进行相关操作,加深对生物化学与分子生物学基本理论和基本概念的理解,培养严谨、求实的科学态度。

二、分类目标

(一)知识与技能目标

  1、基本理论知识

能够说出分光光度法、色谱技术、电泳和离心等常用技术的基本原理及其在生物化学与分子生物学领域的应用;能够说出蛋白质分离、初步纯化、定量与分析的基本原理和流程;能够阐述核酸提取和纯化及基因操作的基本原理。

  2.基本技能

(1)能够运用色谱等技术完成蛋白质的常规分离纯化实验。

(2)能够运用分光光度技术测定蛋白质含量。

(3)能够完成酶比活性测定和Km值计算。

(4)能够完成常规组织基因组DNA和细菌质粒DNA的分离提取、酶切和电泳分析。

(5)能够运用PCR技术扩增特定DNA片段。

(二)过程与方法目标

1、能够更加深刻地理解生物化学和分子生物学的基本原理,以及它们在医学研究中的基础地位,培养应用生物化学与分子生物学的理论分析问题、解决问题的能力。

2、能够初步经历和体验科学研究的基本过程;学员在完成实验操作后,根据所学知识分析实验结果并撰写实验报告,能够感受科学研究和实验数据的严谨性。

3、 通过课外科研活动,开拓视野、积极创新,培养学员运用所学技术方法进行科研课题设计的能力。

(三)情感态度与价值观目标

1、 通过本课程的学习,形成实事求是的科学态度,培养积极探索的科学精神,以及坚持客观事实、不迷信权威、敢于质疑的科学品质。

2、 通过本课程学习和课外科研树立创新意识,提高创新思维能力。

3、在实验教学的组织实施中,通过感受共同学习、共同交流、分工合作的学习氛围和团队精神。

 

第三部分  内容标准

 

一、教学内容与课时分配

篇、章

教学内容

学时分配建议

理论

实验

小计

第一篇

理论课

3

 

3

第二篇

蛋白质的基本性质

 

3

3

第三篇

血清蛋白分离纯化及含量的测定

 

6

6

第四篇

碱性磷酸酶的分离纯化与比活性及Km值的测定

 

6

6

第五篇

组织中基因组DNA和细菌质粒DNA的分离提取、酶切鉴定及PCR扩增反应

 

12

12

 

考试

2

 

2

合计

5

27

32

 

二、内容要点与基本要求

 

(一)理论课

 

基本要求:能够概述分光光度技术的基本原理和在生物学中的应用;能够阐述色谱技术的分类、原理并举例说明其应用;能够说出电泳技术的基本原理,分类及其应用范围。

重点:分光光度技术、色谱技术和电泳技术的原理与应用

主要内容

目标要求

参考教学方法与手段

第一节 生物化学与分子生物学实验概述

 

主要教学方法:讲授法

主要教学手段:电子幻灯、板书

一、课程的意义

能够说出本课程在生命科学发展中的作用

二、课程设置

能够明确本课程的学习内容

第二节 分光光度技术

 

主要教学方法:讲授法。

主要教学手段:电子幻灯、视频、板书

一、基本原理

能够阐述

二、仪器设备

能够说出仪器的主要部件的作用

三、生物学应用

能够概述在生物学中的应用范围

第三节  色谱技术

主要教学方法:讲授法。

主要教学手段:电子幻灯、动画、视频。

 

一、分类

能够说出色谱的类型

二、基本原理

能够概括离子交换色谱、凝胶色谱及亲和色谱的工作原理

三、生物学应用

能够举例说明

第四节  电泳技术

主要教学方法:讲授法。

主要教学手段:电子幻灯、动画、视频。

具体实施:主要讲解琼脂糖凝胶电泳及聚丙烯酰胺凝胶电泳的原理,举例说明在分子生物学中的应用

一、基本概念及工作原理

能够解释基本工作原理

二、分类

能够说出不同的电泳类型

三、琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳

能够阐述主要原理及在分子生物学中的主要应用

四、电泳技术在生物学和医学中的应用

能够举例说明

 

(二)实验课

 

基本要求:蛋白质分析方面,通过血清蛋白、碱性磷酸酶等实例,能够运用色谱等技术完成蛋白质的常规分离纯化实验,能够运用分光光度技术测定蛋白质含量,能够完成酶比活性测定,计算Km值;核酸分析方面,能够完成常规组织基因组DNA和细菌质粒DNA的分离提取、酶切和电泳分析,能够运用PCR技术扩增特定DNA片段。

 

实  验  内  容

学时

要求

实验类型

分组要求

必做

选做

演示

验证

综合

设计

自主

1

蛋白质的变性、凝固及沉淀反应

3

 

 

 

 

 

1人/组

2

血清白蛋白和г—球蛋白分离、纯化及含量的测定

6

 

 

 

 

 

2人/组

3

碱性磷酸酶的分离、纯化与比活性及Km值的测定

6

 

 

 

 

 

1人/组

4

组织中基因组DNA和细菌质粒DNA的分离提取、酶切鉴定及PCR扩增反应

12

 

 

 

 

 

1人/组

 

27

27

0

0

3

24

0

0

 

 

具体要求:

实验一 蛋白质的变性凝固及沉淀反应:能够说出蛋白质变性、凝固反应的原理及实验方法;能够运用蛋白质常用的分离方法;能够说出蛋白质沉淀反应的原理及实验方法;能够运用盐析法及重金属沉淀法。

实验二 蛋白质含量的测定:能够说出紫外吸收法的实验原理及优缺点;能够说出劳里法的实验原理及优缺点;能够运用劳里法进行蛋白质定量;能够说出染料法的实验原理及优缺点。

实验三 脲酶Km值的测定:能够说出脲酶Km值测定的原理及方法;能够测量脲酶Km值。

实验四 碱性磷酸酶的分离、纯化与比活性鉴定:能够说出碱性磷酸酶分离及纯化的方法;能够分离、纯化碱性磷酸酶并保持酶的活性能够说出酶活性测定的原理和方法;能够测定碱性磷酸酶的活性;能够说出蛋白质浓度检测的原理;能够测定蛋白质的浓度。

实验五 血清白蛋白和γ-球蛋白的分离、纯化及鉴定:能够说出蛋白质纯化的常用技术方法;能够用盐析、层析的方法分离纯化蛋白质;能够说出醋酸纤维素薄膜电泳的原理;能够用醋酸纤维素薄膜电泳技术鉴定蛋白质。

实验六 组织DNARNA的分离和提纯:能够说出组织DNA分离提纯的原理及方法;能够抽提制备DNA;能够说出组织RNA分离提纯的原理及方法;能够抽提制备RNA。

实验七 质粒DNA的提取及酶切:能够说出质粒DNA提取的原理与方法;能够运用碱裂解法

(二)实验课

基本要求:蛋白质分析方面,通过血清蛋白、碱性磷酸酶等实例,能够运用色谱等技术完成蛋白质的常规分离纯化实验,能够运用分光光度技术测定蛋白质含量,能够完成酶比活性测定,计算Km值;核酸分析方面,能够完成常规组织基因组DNA和细菌质粒DNA的分离提取、酶切和电泳分析,能够运用PCR技术扩增特定DNA片段。

实  验  内  容

学时

要求

实验类型

分组要求

必做

选做

演示

验证

综合

设计

自主

1

蛋白质的变性、凝固及沉淀反应

3

 

 

 

 

 

1人/组

2

血清白蛋白和г—球蛋白分离、纯化及含量的测定

6

 

 

 

 

 

2人/组

3

碱性磷酸酶的分离、纯化与比活性及Km值的测定

6

 

 

 

 

 

1人/组

4

组织中基因组DNA和细菌质粒DNA的分离提取、酶切鉴定及PCR扩增反应

12

 

 

 

 

 

1人/组

 

27

27

0

0

3

24

0

0

 

 

具体要求:

实验一 蛋白质的变性凝固及沉淀反应:能够说出蛋白质变性、凝固反应的原理及实验方法;能够运用蛋白质常用的分离方法;能够说出蛋白质沉淀反应的原理及实验方法;能够运用盐析法及重金属沉淀法。

实验二 蛋白质含量的测定:能够说出紫外吸收法的实验原理及优缺点;能够说出劳里法的实验原理及优缺点;能够运用劳里法进行蛋白质定量;能够说出染料法的实验原理及优缺点。

实验三 脲酶Km值的测定:能够说出脲酶Km值测定的原理及方法;能够测量脲酶Km值。

实验四 碱性磷酸酶的分离、纯化与比活性鉴定:能够说出碱性磷酸酶分离及纯化的方法;能够分离、纯化碱性磷酸酶并保持酶的活性;能够说出酶活性测定的原理和方法;能够测定碱性磷酸酶的活性;能够说出蛋白质浓度检测的原理;能够测定蛋白质的浓度。

实验五 血清白蛋白和γ-球蛋白的分离、纯化及鉴定:能够说出蛋白质纯化的常用技术方法;能够用盐析、层析的方法分离纯化蛋白质;能够说出醋酸纤维素薄膜电泳的原理;能够用醋酸纤维素薄膜电泳技术鉴定蛋白质。

实验六 组织DNARNA的分离和提纯:能够说出组织DNA分离提纯的原理及方法;能够抽提制备DNA;能够说出组织RNA分离提纯的原理及方法;能够抽提制备RNA。

实验七 质粒DNA的提取及酶切:能够说出质粒DNA提取的原理与方法;能够运用碱裂解法抽提质粒能够说出限制性内切酶的酶切原理与方法;能够运用限制性内切酶消化DNA。

实验八 质粒的电泳鉴定:能够说出琼脂糖凝胶电泳的原理和实验操作方法;能够运用电泳技术分离鉴定质粒DNA。

实验九 聚合酶链式反应(PCR):能够说出PCR技术的原理、实验操作方法与应用;能够应用PCR技术扩增目的基因。

 

第四部分  实施建议

 

一、课程教学实施建议

(一)教学组织

课程教学由教研(科)室主任负总责,教学组长负责具体的组织与实施。基本流程包括:① 成立教学组,② 进行预实验,③ 集体备课,④ 课程教学,⑤ 辅导答疑,⑥ 课程考核,⑦总结反馈。

(二)教学方法

本门实验教学中应注意理论与实践的结合,实验中适当安排指导性的自习,加强课前、课后的答疑辅导,注意学员动手操作能力的培养,巩固生物化学与分子生物学理论知识。

1、开展实验操作前的预习

建议学员在实验课前对实验原理和实验操作步骤进行充分预习,强调以提出问题为切入点,使学员在实验操作中能够加深对基本理论的理解,并能够运用基本理论来分析问题、解决问题。这些章节包括蛋白质与核酸的基本性质,分离纯化等理论相关的内容。

2、倡导实验课的集体讨论

实验课实施过程中,组织学员分小组进行讨论。针对学员实验过程中出现的问题,在教员指导下通过课堂讨论和互相提问等方式启发学员分析、讨论有关实验问题,强化学员对理论知识和实验操作的理解和掌握。

3、开设第二课堂

鼓励学有余力的学员参与课外科研活动,注重科研思维、方法、能力和创新意识的培养。学员可根据自己的兴趣选择研究方向,参与初步的科学研究工作,阅读和翻译英语专业文献,并撰写相关的文献综述。
    二、课程考核评价建议

1、本门课程是一门考查课,评价依据是本课程标准规定的课程目标、教学内容和要求。

2、考试时间:开卷考试,2学时。

3、考试方式、分制与解释

(1)理论成绩评价。采用开卷的方式,成绩合格记为通过。

     试题类型及权重:名词解释30~40%、简答题60~70%

(2)实验成绩评价。主要依据平时的实验报告成绩。完成所有的实验,写出真实的实验报告数据,合格者记录为通过。

(3)本实验课综合评价。理论成绩和实验成绩均通过者方可记录为本门课程合格。

三、教材选编的原则和建议

1. 实用性。本课程选用《生物化学与分子生物学实验技术》(高等教育出版社,杨安钢、刘新平、药立波主编),该教材语言通俗、行文流畅、表述重点和难点清晰,利于学员学习、阅读、理解。

2. 系统性。将生物化学与分子生物学研究中常用的实验技术归入理论部分,然后围绕蛋白质和核酸收录了两部分的实验,可实施性强,利于学员学习和理解。

四、课程资源开发与利用的计划和建议

生化教研室已经完成了“生物化学”与“分子生物学”网络课程建设,网络课程的素材库中有重点介绍分子生物学常用实验技术的文本库,在校园网中可供学员自学,是对课堂教学的有益补充。今后应该不断加强网络资源和素材库的更新﹑建设和管理。

五、教学必需的保障条件及建议

1. 生物化学与分子生物学实验室四个,每个实验室有两个大实验台,可满足学员的实验需要。

2.教学仪器设备。主要包括:

 

名称

数量

规格

分组

移液器(大、中、小号)

64套

1套/2组

1人/组

分光光度计

16台

1台/7组

1人/组

长条形水浴锅

8 台

1台/14组

1人/组

离心机(10ml离心管转头)

8台

1台/5组

1人/组

离心机(1.5ml离心管转头)

8台

1台/5组

1人/组

离心机(PCR离心管转头)

4台

1台/30组

1人/组

琼脂糖凝胶电泳装置

8套

1套/17组

1人/组

PCR仪(96孔)

3台

 

1人/组

                  

3.实验耗材保障。主要包括:

名称

数量

规格

分组

玻璃试管(中号)

128套(10支/套)

1套/组

1人/组

可用于水浴的试管架

40个

1套/3组

1人/组

木试管夹

128只

1个/组

1人/组

酒精灯

64个

1个/2组

1人/组

漏斗

64个

1个/2组

1人/组

玻璃匀浆器

128个

1个/组

1人/组

玻棒

128个

1个/组

1人/组

三角烧瓶

256个

2个/组

1人/组

刻度离心管

256个

2个/组

1人/组

层析柱

128个 

2个/组

2人/组

玻璃棒

256个

2个/组

2人/组

层析柱固定架

64个

1个/组

2人/组

凹孔反应板

128个

2个/组

2人/组

10ml量筒

64个

1个/组

2人/组

点滴管

256支

4支/组

2人/组

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第五部分 附录

 

一、课程教材

(一)使用教材

《生物化学与分子生物学实验技术》,杨安钢、刘新平、药立波主编,2008年,高等教育出版社。

(二)参考资料

1. 专业书籍:《医学分子生物学实验技术》第2版,药立波主编,2010年,人民卫生出版社

2. 专业书籍:《生物化学》第7版,查锡良主编,2008年,人民卫生出版社

3. 专业书籍:《医学分子生物学》第3版,药立波主编,2008年,人民卫生出版社

4.网络课程:“生物化学”校园网

“分子生物学”校园网

二、课程标准编写人与审核人

 1、主要编写人

赵晶、李霞、王立锋、路凡、王涛

2、主要审核人

药立波

 

 

 

 

关闭窗口
 

版权所有:第四军医大学生物化学与分子生物学教研室  学校地址:西安市长乐西路169号
邮编:710032
电话:029-84773947 陕ICP备05006911号