《生化反应综合实验II》课程教学大纲

本科生课程大纲课程名称生化反应综合实验（ComprehensiveExperimentsofBiochemicalReaction）课程代码081704102207课程属性专业知识课时/学分48/1.5课程性质必修实践学时48责任教师课外学时01.课程描述 本课程为食品科学与工程学院生物工程专业必修课，主要是配合相关理论课程的教学实际，加深同学们对基因工程、发酵工程及生化工程的基本理论和关键技术认识，可以使同学们在理论学习的同时，在实践操作中加深知识理解、分析实验现象、提高实验技能，最终提升同学们对相关知识的综合运用能力和解决相关问题的系统分析能力。2.设计思路 课程内容以海洋特色酶β-琼胶酶为学习载体，以酶的基因克隆、酶的异源表达、酶的性质测定、酶的催化应用和催化产物的分离制备为主线，整套实验流程衔接紧密，实验过程可涵盖大部分生化反应领域的实验技术。在实验学习过程中，一方面使学生有较多的独立动手操作机会，另一方面也使学生广泛接触各种仪器设备，从而能够较熟练地掌握酶的基因克隆、表达、分析以及应用的基本技能，为同学们将来从事科研工作或生产工作打好实验技术基础。课程内容包括三个模块：实验讲解和示范、实验实际操作和实验效果与实验报告讲评。（1）实验讲解和示范针对每部分的实验内容，就相关实验目的、实验内容、实验原理和实验注意事项等内容进行理论讲解和操作演示，包括试剂的配制、仪器的调试与使用、具体实验过程、实验安全隐患、数据记录方法和实验废物处理等内容，使同学们在实际实验操作前对整个实验过程有详细深入的理解，从而提高实验效率、增强实验效果。（2）实验实际操作采用分组实验、实际操作的方式进行，保证实验中的每一步环节每一位同学都能够亲自参与、亲手操作，并在实验过程中观察实验现象、做好实验记录，认真完成实验中的每一项实验要求。（3）实验效果与实验报告讲评针对实验中出现的不规范操作、实验过程疏漏、实验安全问题、未得到预想实验结果等进行点评和讲解，对实验报告中的书写错误、分析错误、表达不规范等问题进行反馈，使同学们在每一次实验之后认真总结实验所得和实验教训，规范实验操作，增强实验技能，学会在动手操作的同时，针对实验中的反常现象，分析原因、总结原理、找到方法，不断提高自己的实验操作和分析能力。3.课程与其他课程的关系 先修课程基因工程、发酵工程、微生物学、生物化学、生化工程。本课程与这五门课程密切相关，构成了生物工程系列课程群，生化反应综合实验是前五门理论课程的实际操作训练，只有在学好前五门课程的基础上，同学们才能系统理解实验过程中的实验原理、实验现象和实验要求等内容，本课程的实验实践教学才能达到较好的效果。二、课程目标 配合生物工程系列课程群的理论教学实际，结合基因工程、生化工程等领域的最新发展趋势，使同学们系统掌握酶从生产制备到最终应用的各项单元操作技术，并综合提升独立操作的能力和科研实践能力。 （1）了解生物工程学科在科学研究与生产实际中的地位和意义，掌握酶与生化工程相关实验的流程与设计方法等内容。（2）掌握实验相关的基本原理、仪器使用、实验技巧和结果分析等内容，培养学生独立实验操作能力和实验结果总结及分析能力。（3）培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力，使同学们最终具备独立设计实验、独立完成实验和独立总结及分析实验的能力。三、学习要求 要完成所有的课程任务，学生必须： （1）按时达到实验室，认真听取实验讲解，准备实验材料，实施实验过程。本课程以同学们的实际动手操作为主，每名同学必须亲自参与实验。（2）按时完成实验报告。实验报告要求同学们按照规定的格式按时提交，延期提交实验报告需要提前得到认可教师的许可。（3）完成教师布置的一定量的阅读文献和背景资料，做好资料记录。这些作业能够加深同学们对实验原理和实验过程的理解，同时也能锻炼同学们面对问题查阅资料分析问题解决问题的能力。四、教学进度序号主题计划课时主要内容概述1酶的基因克隆12从野生菌中克隆β-琼胶酶基因并连接质粒载体（引物设计、PCR反应、PCR产物提纯、质粒连接）重组质粒的转化及阳性克隆筛选（质粒转化、转化菌培养、平板涂布、菌落PCR）重组质粒的提取及琼脂糖凝胶电泳检测（质粒提取、凝胶制备、电泳操作、电泳结果检测）2酶的重组表达12摇瓶规模异源表达β-琼胶酶及粗酶制备（培养基制备、菌种活化、转接、培养、诱导、破碎）2.2使用亲和层析柱进行β-琼胶酶的分离纯化（层析柱装填、加样、梯度洗脱、酶量测定、层析柱清洗）3酶的检测与性质83.1β-琼胶酶粗酶与纯酶的蛋白电泳检测（SDS胶制备、上样、电泳、染色、漂洗、观测）3.2β-琼胶酶的性质测定（最适反应温度测定、最适pH测定、米氏常数测定）4酶的应用83.1利用β-琼胶酶催化制备琼寡糖的反应调控（反应体系构建、反应过程调控、反应产物检测）3.2固定化β-琼胶酶，利用固定化酶进行催化反应（固定化条件、固定化反应体系、固定化酶回收）5产物纯化84.1使用凝胶层析方法进行琼胶寡糖的分离纯化（层析柱装柱、上样、分离、取样、检测）4.2琼胶寡糖样品鉴定（TLC板点样、层析液配制、层析过程、TLC板显色）五、参考教材与主要参考书[1]郭勇.酶工程.北京:科学出版社.2016.1(ISBN:978-7-03-046312-8)[2]刘亮伟,陈红歌.基因工程原理与实验指导.北京:中国轻工业出版社.2010.9(ISBN:978-7-50-197795-6)[3]黄炜,陈新美.生物化学精要与技术原理.北京:科学出版社.2014.1(ISBN:978-7-03-039588-7)六、成绩评定（一）考核方式E其他：A.闭卷考试B.开卷考试C.论文D.考查E.其他（二）成绩综合评分体系：成绩综合评分体系比例%出勤10操作及日常考核10综合考察20实验报告60总计100七、学术诚信学习成果不能造假，如盗取