生化与分子生物学----生物化学

周学时

   2

总学时

72

 学分

  2

教学对象（本课程适合的专业和年级）：

   生命科学学院生物科学专业、生物技术专业本科生的必修课。本课程在第二学年的第一学期开设，要求学生在学完普通生物学、无机及分析化学、有机化学等课程的理论课和实验课之后，在学习生物化学理论课的同时，学习该课程。

预备知识：

生物化学实验课属必修的专业基础课（B类），实验学生应已修完大学本科高等数学、无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、物理学等基础理论课和相应的实验课，系统学习了普通生物学或普通动物学、植物学，学习了或与本课程同时学习遗传学、生物化学、微生物学和细胞生物学理论课。

课程在教学计划中的地位作用：

生命科学以惊人的速度迅猛发展，生物化学发展最为活跃，在整个生命科学，现代生物技术以及工业、农业、医药卫生和环境科学等各个领域，都以生物化学理论和实验技术作为其重要的基础。

生物化学实验是生物学实验技术的重要组成部分，生物学实验课是对生命科学及相关专业的学生进行专业基本技能技巧、良好的科研素质和创新能力培训的重要教学环节。

    本课程为综合性实验，应用离心、滴定、比色、层析、电泳等各种生物化学实验技术对蛋白质、核酸、维生素、酶、等进行制备、分离、分析、检测、极其代谢产物的鉴定等等。本综合实验使学生能在有限的学时中掌握更多的生化实验技术手段，学生也可根据情况自行设计实验、自由安排时间进行实验，每次实验结束后，写出书面报告，并进行交流。

课程的基本要求：

1.    掌握有关理论知识，巩固课堂所学知识，加深感性认识，丰富所学内容。

2.    学会正确使用有关的生化仪器，特别是生化先进仪器设备的使用以及操作过程和注意事项，进一步培养学生的基本操作技能。

3.    培养严格的科学学风和科学素养以及分析问题、解决问题的能力。

4.    培养学生学习兴趣，重视实验、探索进取、吃苦耐劳、团队合作精神。

5.    通过书写实验报告，培养学生科技写作能力，为将来写科学论文打下良好基础。

总之，在加强基础、培养能力、提高素质方面有较大收获。

为达到此目的，要求教师认真负责，从严教学，不断提高教学水平，教书育人，每周坚持进行教学研讨和集体备课，总结经验，发现问题及时解决。对学生进行严格的实验讲评制度，进行严格的考核。

课程内容及学时分配：

实验项目一 、离子交换层析分离氨基酸  

（综合实验）               6学时

实验内容：各种物质的柱层析分离是生物化学研究工作中广泛使用的技术之一，其类型很多，离子交换层析是其中一种。分离氨基酸之类的小分子，离子交换树脂是理想的好方法。在pH6.0，天冬氨酸（或谷氨酸）带负电荷，而精氨酸（或组氨酸）带正电荷因而可通过阳离子交换柱快速分离之。改变缓冲液的pH值，可以把结合着的离子洗脱下来，也可以用增加缓冲液离子强度的方法洗脱。此时，溶液中高浓度的离子和结合着的离子竞争交换剂上的带电基团，把结合着的离子置换下来。通过实验课的学习，学生可掌握柱层析的原理以及基本操作技术并掌握了部分收集器的使用方法等。

实验技术：1、掌握柱层析分离物质的技术、学习离子交换树脂的性质、类型及其在分离制备氨基酸中的应用。

2、掌握离子交换树脂的装柱方法。

3、学会分步收集器的使用方法。

主要仪器：恒流泵、分布收集器、柱层柱。

 实验项目二、氨基酸和蛋白质的颜色反应    4学时

实验内容：1、学习氨基酸和蛋白质显色反应的基本原理。

2、掌握几种鉴定氨基酸和蛋白质的方法并对实验二的产物进行鉴定和分析。

实验技术：氨基酸和蛋白质的鉴定和分析。

主要仪器：722分光光度计

实验项目三、转氨基作用 

（综合实验）                8学时

实验内容：学习转氨酶在代谢中以及在临床诊断中的重要性；掌握转氨酶测定的原理和方法。将肝匀浆和谷氨酸、丙酮酸混合，然后在水浴中保温用层析法检查所生成的丙氨酸可观察到氨基移换作用。通过实验课的学习，掌握转氨酶测定的原理和方法、学习纸层析技术的操作方法。

实验技术：1、学习转氨酶的性质与提取方法。了解测定转氨酶的临床应用。

              2、掌握纸层析分离氨基酸的原理与方法。

主要仪器：离心机、水浴锅、层析缸。

实验项目四、维生素C的测定——2.6二氯酚靛酚法    4学时

实验内容：将松针、苹果、猕猴桃等材料匀浆的提取液，取样用已表顶的2.6-二氯酚靛酚溶液滴定，依达终点时，用去滴定液量计算出样品维生素的含量。通过该实验掌握维生素C的测定原理和操作方法，掌握微量滴定操作技术，并了解松针、菠菜、水果等维生素C的含量情况，巩固和扩大维生素C的生化营养知识。

实验技术：1、学习从生物样品中提取维生素C的一般方法。

2、学习维生素C的生化性质，了解其生物学作用。

3、掌握测定维生素C的基本方法和分析仪器的使用。

主要仪器：离心机、滴定管。

实验项目五、多酚氧化酶的制备和化学性质     

实验项目六、影响多酚氧化酶作用的各种因素   

（综合实验）                   8学时

实验内容：该类酶在日常生活和食品工业、医药保健中有普遍的实际意义。实验包括酶的制备分离，酶对化学性质和作用特性及其对酶作用各种物理、化学因素的影响。使学生学会一种从生物材料制备酶粗提物，并对其进行各种研究的初步方法，同时加深对酶学有关理论知识的理解和感性认识。

实验技术：1、掌握从植物组织中提取酶的一般方法。

          2、学习多酚氧化酶的作用特征及其影响多酚氧化酶作用的因素。

          3、掌握离心机的原理及使用方法、掌握高速组织捣碎机的操作方法。

主要仪器：离心机、高速组织捣碎机。

实验项目七、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定不同分子量的蛋白质

                    （综合实验）              8学时

实验内容：用SDS--聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质的分子量的方法已得到迅速的发展和非常广泛的应用。聚丙烯酰胺凝胶电泳法分离、检测蛋白质混合样品，主要是根据蛋白质组分的分子大小和形状以及所带净电荷多少等因素所造成的电泳迁移率的差别进行分离，本实验使学生掌握SDS—（聚丙烯酰胺凝胶电泳）不连续系统具有较强的浓缩效应，因而它的分辨率比SDS-连续系统电泳要高。

实验技术：1、学习SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的基本原理，掌握此种测定不同分子量的蛋白质法。

         2、学习垂直板电泳技术，掌握制胶方法。

         3、掌握电泳仪的使用方法。

主要仪器：垂直板电泳设备、电泳仪。

实验项目八、鲤鱼性腺DNA的制备   

实验项目九、DNA含量的测定—二苯胺法

             （综合实验）                 8学时

实验内容：将组织放在缓冲液中，用高速捣碎机匀浆，离心得到粗提液，氯仿去蛋白后，乙醇沉淀得DNA粗提物。通过该实验使学生学习一种制备DNA生物活性物质的方法，了解提取一种大分子活性物质需经过去除杂质、纯化并且还要防止生化（酶）、理化等因素可能造成降解、失活等方法的技术特点，。而且通过该实验以及以前做过的实验，了解生物组织在分离制备中一般破碎细胞的方法和原理。

实验技术：1、掌握从动物组织中提取DNA的方法。

          2、学习DNA含量二苯胺法测定的原理与方法。

          3、掌握分光光度计的原理与使用方法

主要仪器：离心机、高速组织捣碎机、722分光光度计。

实验项目十、Sephadex G-75 凝胶色谱法分离不同分子量的蛋白质（综合实验）                             9学时

实验内容：通过实验使学生进一步认识分子筛层析法的原理，掌握总体积、外水体积、内水体积等的计算方法，掌握用凝胶色谱法分离不同分子量大小物质的方法。

实验技术：1、掌握Sephadex G-75 凝胶色谱法的原理。

         2、学习Sephadex G-75 凝胶柱的装柱方法。

         3、复习分光光度计的原理与使用方法；复习分步收集器的使用方法。

主要仪器：恒流泵、分布收集器、柱层柱。

实验项目十一、聚丙烯酰胺凝胶等电聚胶电泳测定不同分子量的蛋白（综合实验）                    9学时

实验内容：本实验以聚丙烯酰胺凝胶为支持介质，以载体两性电解质（pH3.5-10）在凝胶中形成的pH梯度作蛋白质圆盘等电聚焦电泳，测定蛋白质样品的等电点。本实验的分辨率高、重复性好、样品容量大、操作简便、迅速，在生物化学、分类学、分子生物学及临床医学研究等方面，都得到广泛的应用。通过本实验的学习使学生掌握等电聚胶电泳的原理和操作技术，复习电泳仪的使用方法。

实验技术：1、学习聚丙烯酰胺凝胶等电聚胶电泳的基本原理。

 2、学习两性电解质载体的性质。

         3、学会制作凝胶管。

              4、学会绘制PH曲线，计算蛋白质的分子量。

主要仪器：圆盘电泳设备、电泳仪。

开放自选实验：

实验项目十二．胰蛋白酶和胰蛋白酶制剂的制备和活力测定     

                     （24学时）

（自我设计，综合，开放实验，选作，每2-4人一组）

实验项目十三、兔肝脏总RNA制备、定量、鉴定及相关基因的表达进行检测                                          （24学时）

（自我设计，综合，开放实验，选作，每2-4人一组）

本实验课共设置十三个实验项目，实验一至实验十一涵盖十个基础性实验和一个综合实验，共64学时；实验十二至实验十三为选做的自我设计综合实验项目。学生自由选择一个，独立进行实验设计，准备实验试剂和器材，合作进行实验，并写出综合性实验报告，班级交流，教师评价，以调动学习的主动性和积极性，培养学生的独立工作能力以及分析问题、解决问题的能力。对学生生化实验进行综合训练，以达到加强基础，提高素质的目的。

教

材

名称： 自编生物化学学实验指导讲义

作者：生物化学系

出版日期：

出版社：

获奖情况：

使用情况：较好。本实验教材由基础生化教师教研室教师参加编写，南开大学出版社近期出版发行。

主要参考书

1．  生物化学实验原理和方法 李建武等合著      北京大学出版社 

1994年  9月 第一版

2．  生物化学实验指导             北京大学生物系生物化学教研室编

人民教育出版社1979年 7月第一版

3．生物化学实验 复旦大学 上海科学技术出版社       1981年

4．生物化学实验 南京大学 人民教育出版社           1979年

本大纲的特色（在教学内容、方法、手段方面改革的情况）：

   在传授知识、培养能力、提高素质的教学理念指导下，本大纲开

设的实验，包括经典生物化学基础性实验如SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定不同分子量的蛋白质实验，培养学生动手能力的综合性实验如转氨基作用、离子交换层析分离氨基酸、氨基酸和蛋白质的颜色反应，聚丙烯酰胺凝胶等电聚胶电泳测定不同分子量的蛋白质等。

本大纲从提高学生能力和素质角度出发，开设开放自选实验：胰蛋白酶和胰蛋白酶制剂的制备和活力测定和兔肝脏总RNA制备、定量、鉴定及相关基因的表达进行检测。这两个综合实验项目由学生自由选择一个，独立进行实验设计，准备实验试剂和器材，合作进行实验，并写出综合性实验报告，班级交流，教师评价，以调动学习的主动性和积极性，培养学生的独立工作能力以及分析问题、解决问题的能力。对学生生化实验进行综合训练，以达到加强基础，提高素质的目的。

    为了加强学生基础实验的动手能力培养，课程组在教学方法上一改原来因课时数限制，实验前的准备处理由教师完成的方式，通过加班全天开放实验室，千方百计弹性式地安排学生完成完整实验。最大限度地解决目前存在的本科生物化学实验中开设高水平和创新性实验与教学课时严重不够的矛盾。

补充说明：

1.    本大纲所列内容为全院各个专业学生必修的实验课。