生化實驗技術課程 學習指南

生化實驗技術課程學習指南1．課程內容：生命科學作為二十一世紀發(fā)展最為迅速的學科之一，生物化學技術則是其任何研究進展的技術支撐，是現(xiàn)代生物技術的重要組成部分。生化實驗手段不僅推動了本學科的進展，而且被生物其他學科利用，促進了各學科的共同發(fā)展。生化實驗技術的學習已經成為理解近代生命科學的重要基礎之一。本課程學習分基礎實驗與綜合設計兩個漸進式技能訓練模塊進行，其中基礎實驗內容主要學習生物化學的基本實驗技術，包括驗證與分析生化物質的6大主要類型（蛋白質、酶、DNA、糖、脂類、維生素等）和生化代謝過程的基本技術方法。內容涉及生化物質的定性、定量分析測定、電泳鑒定和代謝檢測等，即課內完成8個實驗項目的操作訓練；同時鼓勵學生自行設計實驗內容，達到教學訓練目標。表1基礎實驗模塊教學內容及技能點教學模塊教學內容/實驗項目學時知識點和技能點課外拓展基礎實驗總論實驗教學實施模式和要求介紹1介紹課程體系、課程內容概況、課程實施方式、實驗要求及實驗安全、網(wǎng)絡教學平臺的使用和流程等性質分析實驗1蛋白質的等電點測定和沉淀反應3緩沖液配制、蛋白離心、分離沉淀技術、蛋白質性質生物樣品中蛋白質分離、沉淀技術應用及分析實驗2過氧化氫酶活力和動力學常數(shù)測定4溶液配制、標定、高錳酸鉀滴定法、紫外分光度法檢測酶活力及含量、酶學性質過氧化氫酶生理意義及酶促反應動力學檢測定量測定實驗33,5-二硝基水楊酸比色法測定糖的含量3.5標準曲線繪制、樣品處理、分光光度技術、數(shù)據(jù)處理、還原糖的檢測原理糖的分類，各總糖及還原糖檢測技術方法應用實驗4VC的定量測定3.5生化氧化還原知識、微量滴定技術VC檢測方法（紫外法）設計電泳技術實驗5DNA（RNA）的瓊脂糖凝膠電泳3緩沖液配制、平板電泳技術、核酸分子大小檢測、核酸電泳原理動植物核酸提取技術及檢測實驗6SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白質的相對分子量5電泳緩沖液配制、垂直板電泳分離技術、蛋白質分子量檢測技術、SDS電泳原理蛋白質純化、分析、鑒定代謝研究實驗7肌糖原的酵解作用3.5生物化學代謝反應知識點、化學檢測技術糖的代謝過程及意義實驗8脂肪酸的β氧化3.5脂肪代謝過程、定性檢測方法脂肪的代謝途徑及意義研討總結實驗成果和實驗過程中出現(xiàn)的問題，失敗和成功的原因，思考題的討論等2鍛煉學生總結、組織、表達、協(xié)作能力自主設計項目學生自行確定實驗項目，自行設計實驗方法，報實驗指導教師審批，上交實驗結果后，教師根據(jù)設計、實施和結果可以給予該課程的適度加分，對于選題、設計、結果都十分突出的項目，學生可以免除該課程的考試，直接獲得優(yōu)秀培養(yǎng)學生進行實驗設計的能力綜合設計實驗模塊內容為選取蛋白質、核酸兩大類生化大分子物質提取制備和鑒定實驗項目為載體，以生物化學理論為指導，設計綜合貫穿生化分離檢測實驗的經典技術為主線的實驗內容，學習生化材料預處理、沉淀技術、膜分離技術、層析技術（凝膠、離子交換、親和析）、電泳技術、化學檢測、光學檢測等，以及生化產品分析鑒定的實驗技術理論與操作方法。教學課時內完成2個大主題方向的實驗內容，即蛋白質分離純化鑒定、基因組提取純化與PCR鑒定。學生可自選各方向一個實驗項目設計方案并完成操作訓練，也鼓勵學生選擇大綱外感興趣的實驗項目，如多糖、酶等大分子物質作為實驗對象，同樣設計并完成操作，達到教學要求的目標。表2綜合設計實驗教學內容及技能、知識點教學項目教學內容技能、知識點實驗課時綜合設計實驗總論《生化實驗技術》（綜合設計實驗）學習流程、方法、網(wǎng)絡實驗管理系統(tǒng)使用、實驗設計報告、論文書寫格式掊訓自主、合作性學習方法掌握課外主題1：基因組DNA的提取與PCR鑒定1）核酸化學實驗技術檢測轉基因食品的背景知識和關鍵技術點輔導，定性PCR法檢測轉基因食品項目實驗2）rDNA-ITS擴增法鑒定真菌種類的背景知識和關鍵技術點輔導，rDNA-ITS擴增法鑒定真菌種類項目實驗1）掌握核酸樣品處理、提純、PCR檢測轉基因等技術操作，并學會自主學習；2）應用、科學思維的培養(yǎng)；3）應用、創(chuàng)新思維，基礎科研設計能力；4）批判、創(chuàng)新思維能力、口頭表達、行文書寫、分析總結、語言組織、合作協(xié)調能力。13主題2：蛋白質的分離純化與鑒定（1）豬血清免疫球蛋白的背景知識，分離純化與鑒定的關鍵技術點輔導，豬血清免疫球蛋白的分離純化與鑒定實驗；（2）根霉菌植酸酶的背景知識，分離提取及酶活鑒定的關鍵技術點輔導，植酸酶的分離純化鑒定及含量測定實驗掌握蛋白類大分子提取分離、純化鑒定知識與實驗操作，培養(yǎng)學生自主學習能力；應用、科學思維的培養(yǎng)；培養(yǎng)應用、創(chuàng)新思維、基礎科研設計能力；批判、創(chuàng)新思維能力、口頭表達、行文書寫、分析總結、語言組織、合作協(xié)調能力。19自主項目設計自行確定研究項目，自行設計研究方法和流程，內容達到教學目標，經實驗指導教師審批，實驗技術內容設計涵蓋了教學大綱要求，實訓項目技能達到教學目標的同意實施282．學習方法：本課程基礎實驗教學采用全程參與、合作討論、問題式、滾動式教學方法，實驗教學改變書本——課堂——教師為中心的傳統(tǒng)教學方法，建立以學生為主體、師生互動、全程參與、合作討論式的教學形式?；A實驗整個過程對學生進行強化及嚴格訓練，每個實驗項目從查閱資料、實驗準備、實驗操作、結果分析等整個實驗活動都由學生來完成，整個實驗活動的實施主體是學生，實驗過程突出學生自我訓練為主，全程參與式的實驗教學方法。每次課堂實驗教師用半節(jié)課的時間分次講解實驗的知識要點、關鍵操作和注意事項。教師作為出題者、組織者、裁判者、實驗配合及指導者，引導學生完成整個實驗過程，以充分培養(yǎng)學生獨立分析問題、解決問題的能力和綜合表達能力。督促學生認真預習理解每一個實驗內容、設計思路和實驗關鍵，提高實驗教學效果。通過對實驗結果與實驗過程中出現(xiàn)問題的討論，加深對實驗原理與實驗理論的理解及實驗技能的掌握，提高學生學習能力、分析問題與解決問題能力，并強化實驗基礎操作能力。在實驗室教師根據(jù)教學大綱要求開設實驗項目，每個項目配套相應幾套實驗器材及儀器，保證每組學生一套；同一個實驗室同時開設2個實驗項目（同一個主題），同一個課堂時間內學生各自進行實驗，在學期內輪流完成大綱所規(guī)定的全部實驗。2個學生為一個小組（實驗操作組），共同完成課堂實驗操作過程；3-4個小組為1個大組（實驗研討組），共同完成課前試劑配制、課前研討和課后研討、匯報交流等內容；每個班級分為4個大組。學期初在生化實驗技術網(wǎng)站（/）的在線實驗管理平臺上發(fā)布實驗項目→課外組織學生培訓實驗項目實施流程→學生分組（大組、小組）→實驗項目安排→教師網(wǎng)上布置每個實驗項目預習討論思考題→學生查閱資料，項目內容預習→課前網(wǎng)上遞交思考題作業(yè)→教師批閱→書寫實驗項目預習報告→學生課前以大組為單位準備實驗材料及試劑→進入實驗室實驗（教師抽查預習情況→介紹相關四個實驗內容重點技術及難點→學生以小組組為單位進行不同的實驗項目實驗→學期內分段輪回完成大綱規(guī)定實驗項目）→教師巡回指導、學生互助指導→完成實驗報告→課后大組討論→期中，期末兩次全班課堂交流匯報總結。具體見學習流程圖1學期初教師網(wǎng)上發(fā)布完成教學大綱規(guī)定的實驗項目學期初教師網(wǎng)上發(fā)布完成教學大綱規(guī)定的實驗項目課外組織學生培訓實驗項目實施流程，學生分組實驗項目安排，網(wǎng)上布置每個實驗項目預習思考題學生實驗預習，討論實驗方法，網(wǎng)上遞交預習思考題實驗大組課外準備實驗材料，配置試劑教師課堂講解各難點及學生操作點評，交互討論檢查及提問了解學生實驗預習及課外學習情況學生進入實驗室自主實驗，操作；教師巡回指導（包括儀器操作培訓）實驗操作考核、理論考核實驗大組課后討論，全班交流學生上交實驗報告，上交討論材料圖1基礎實驗模塊課程教學組織實施流程綜合設計實驗模塊教學實驗采用自主設計、研討合作式的實驗教學模式，推行以學生自我訓練為主、全程參與、科研式的實驗教學法。學生可以根據(jù)課外學習情況與興趣自主選擇實驗內容，自主設計實驗方案和選擇實驗時間，以學生合作完成實驗內容為主的學習。實驗中從查閱資料、方案設計、實驗準備到實驗講解、實驗操作、結果分析等整個實驗活動都由學生自行完成，整個實驗活動的實施主體是學生，教師僅僅是出題者、組織者、指導者與裁判員，起到督促學生認真預習理解每一個實驗內容、設計思路和實驗關鍵，提高實驗教學效果作用。具體學習流程如圖2所示。學生學生教師明確任務信息了解學習方法了解學習方法，設計學習任務，案例引導，發(fā)布實驗項目內容、實驗要求課外自主學習，查閱資料，實驗設計了解學習方法，提供實驗設計導向學習內容和相關資料了解學習方法，遞交實驗設計方案了解學習方法，課堂互動討論了解學習方法，教師審核確認了解學習方法，實驗，大組配制試劑，小組獨立操作了解學習方法，安排實驗場地及時間，提供試劑器材，指導實驗操作了解學習方法，課后總結、討論，撰寫實驗小論文了解學習方法，指導論文寫作，修改和審核了解學習方法，全班匯報交流，學生質疑，教師點評總結了解學習方法，實驗操作與理論考試了解學習方法，圖2綜合設計實驗模塊教學組織實施流程3．課程學習要求：1）．課前預習：明確實驗目的、原理、方法及操作中的注意事項，并寫出實驗預習報告。完成預習思考題。設計綜合及應用設計部分實驗學習前，務必對生化實驗技術原理與方法部分做好學習，完成課前設疑內容，明確實驗目標、查閱資料，寫好實驗設計方案。2）．實驗過程：基礎實驗按照實驗指導書所列步驟和要求實施實驗操作，設計綜合及應用設計實驗項目，鼓勵學生綜合所學知識開拓創(chuàng)新，運用多種實驗方法完成實驗目標，也可根據(jù)指導書示例進行操作學習。3）．實驗結果與分析：真實記錄實驗結果數(shù)據(jù)，對結果要認真分析，得出結論；異常的結果要分析并找出原因。堅持實驗的嚴肅性、嚴格性、嚴密性。4）．討論與報告：對實驗結果進行分析研討，寫出實驗報告或小論文，并匯報交流實驗收獲和知識拓展情況。5）．注意事項：嚴格遵守大型精密儀器操作管理及生化實驗室規(guī)則，防止各種事故發(fā)生。4．課程學習評價：本課程兩模塊學習評價采用過程式、多元素評價方式詳見表3。表3生化實驗技術課程成績構成表基礎實驗模塊綜合設計模塊實驗研討成績20%15%實驗預習思考題10%實驗設計15%實驗報告10%實驗操作考試20%15%實驗原理理論考試30%15%平時表現(xiàn)與出勤10%10%實驗小論文30%自主設計實驗：符