生物化学周丛照李卫芳2008 - 图文

§9.1突变的定义与种类：突变与适应环境，突变与基因多态性 §9.2突变的发生与修复 §9.3突变的筛选 4-2-3 课程的重点、难点及解决办法 生物化学课程的重点是讲解组成生命体的重要生物大分子(蛋白质、核酸、酶、碳水化合物和脂)的结构与功能，以及这些生物分子在细胞内的代谢转变和调控机制。 难点是生物大分子三维结构的理解和生物大分子的代谢及代谢调控。 解决办法：为了使学生透彻地理解生物大分子，老师在课堂上详细讲解一些典型蛋白质（如血红蛋白，肌红蛋白），酶（胰凝乳蛋白酶）以及核酸等的结构，并将结构与功能相联系，课后布置一些网上习题，使学生能从三维结构的视角理解生物大分子的生理功能；再如一些代谢网络，可以介绍一些KEGG等相关代谢网站，使学生充分意识到机体中的代谢途径不是一个个孤立的，而是环环相扣，彼此紧密相关，并受到精细调控的。课堂中随时穿插介绍一些具体的代谢缺失而引起的相关疾病，采用的治疗策略等，使学生掌握用生物化学的知识分析各种生理机能。 4-2-4 实验（践）课教学内容 4-2-4-1课程设计的思想、效果以及课程目标 实践教学活动的设计思想与效果 20世纪，生命科学日新月异，取得了质的飞跃，而21世纪，生命科学将会有更大的突破，生物科学将会对人类社会和经济的发展做出更大的贡献，因而由生物技术为基础和核心的生物经济将是未来代替信息产业的新兴经济形态。如何适应飞速发展的生物科学与生物技术的人才培养需要，培养既扎实掌握生命科学的基础理论知识和实验技能，又能适应生命科学的科研、教学、研发和应用的创新性人才，适应社会的需求，成为生命科学人才培养基

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础理论教学和实验教学体系改革的关键。在此理念指导下，中科大生命科学学院将生物化学实验课程实施了铺展、延伸，除开设 “普通生物化学实验”、“高级生物化学与分子生物学实验－葡萄糖异构酶GI的克隆、分离纯化和酶活鉴定” ，还增加了及“系统生物学实验”和“生物技术制药实验－重组人干扰素酵母菌的中试生产实验”一系列课程。 课程目标： “普通生物化学实验”旨在培养学生最基本的生化与分子生物学的实验方法与技能，使学生掌握生物化学的基本操作技术和常用仪器的使用；巩固和验证生物化学的基本知识和基本理论；培养学生分析和解决实验问题的能力。 “高级生物化学与分子生物学实验”为一综合性的实验课, 教授学生运用一系列的方法完成一个综合实验项目（葡萄糖异构酶GI从克隆、分离纯化，再到酶活鉴定），让学生初步了解现代分子生物化学的研究思路与各种技术的灵活运用，以及如何对特定实验结果进行科学的分析，培养学生在实践环境中的创新能力，激发大家对科学研究的兴趣。 “系统生物学实验”是以微生物的基因调控网络为实验对象，训练学生对生物网络进行数学建模和计算机仿真的基本技能；通过实验课程学习基因调控网络的构建并结合数学模型进行定量分析；尝试设计基于数学模型的特定动力学特性或编程能力的基因表达网络并通过实验进行验证。 生物医药领域作为生物技术发展和应用的带头行业，近年来取得了突飞猛进的发展，不仅为人类健康起了重要的作用，也为社会和经济发展创造了机遇。我们开设的“生物技术制药实验”是以生命科学院“生物工程GMP中试基地”为实验场地，按照国家药品生产质量管理规范（GMP）的要求和实验条件，实验操作原核细胞表达产品的中试实验工艺流程。同时结合实验操作、课堂教学及现场演示，完整的介绍生物技术药物的中试生产过程和相关国家药品生产质量管理规范。 26

这四组实验课的设置将技能训练、解决实践问题能力及创新能力的培养很好的结合在一起，为他们今后的毕业实习和科学研究打下了基础。教学方法和考试形式灵活、实用，深受同学们欢迎。 4-2-4-2课程内容（详细列出实验或实践项目名称和学时） 基础生物化学实验内容（共80学时） 实验一 蛋白质的定量测定（8学时） 实验二 用正交法测定几种因素对酶活力的影响（8学时） 实验三 葡聚糖凝胶柱层析纯化蛋白质 （8学时） 实验四 SDS-聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳测定蛋白质分子量（8学时） 实验五 植物叶片过氧化物同工酶的聚丙烯酰胺凝胶电泳分析（8学时） 实验六 抗体效价的酶联免疫吸附测定（8学时） 实验七 酸性磷酸酯酶动力学性质分析（8学时） 实验八 质粒 DNA的提取及电泳分析（8学时） 实验九 聚合酶链反应Polymerase Chain Reaction (PCR) （8学时） 实验十 双向电泳实验 （8学时） 高级生物化学与分子生物学实验－葡萄糖异构酶GI的克隆、分离纯化和酶活鉴定（共80学时） 1) 大肠杆菌质粒DNA的分离及纯化（8学时） 采用碱变性法小量抽提大肠杆菌质粒DNA。 2) 核酸的琼脂糖凝胶电泳及质粒DNA的酶切反应(8学时) 琼脂糖凝胶电泳, 凝胶成像仪观察拍照，检测DNA样品的纯度、浓度、大小和构型。 将 27

DNA样品用限制型内切酶EcoR I和Hind Ⅲ进行双酶切。 3) DNA样品的回收及连接(8学时) 利用凝胶回收试剂盒从凝胶中回收目的DNA片段，并与特定的载体片段进行连接反应。 4) 感受态细胞的制备及转化(8学时) 利用氯化钙法制备大肠杆菌感受态细胞，并转化连接反应产物 。 5) 重组质粒的PCR鉴定（8学时） 采用PCR进行扩增，从而快速鉴定阳性克隆。 6) 葡萄糖异构酶在E. coli中的克隆表达(8学时) 接种含GI质粒的K38菌种至LB培养液(含Amp和Kan)中，30℃培养，收集菌体, 用细胞破碎仪破碎细胞，离心，收获粗酶液。 7) 葡萄糖异构酶的分离纯化(8学时) 利用Sephadex G-50小柱进行样品脱盐；利用DEAE-Sepharose FF 离子交换柱层析进行样品分离。 8) 葡萄糖异构酶的性质鉴定(8学时) GI最适温度、最适pH和热稳定性的测定 。 9) 葡萄糖异构酶的酶动力学性质（8学时） 配制不同浓度的木糖底物－缓冲液混合溶液测定酶活,用双倒数法求出酶的表观Km和Vmax；根据Kcat≈K3≈Vmax/[E]，求Kcat值。 10) 葡萄糖异构酶的分子量和等电点的测定(8学时) 分别用SDS-PAGE、IEF-PAGE测定GI的分子量和等电点. 系统生物学实验（共计36学时） 28