動物生物化學 教學大綱

PAGEPAGE18東北農業(yè)大學本科課程教學大綱動物生物化學AnimalBiochemistry課程名稱：動物生物化學英文名稱：AnimalBiochemistry課程編號：09600002j適用專業(yè)：動物醫(yī)學專業(yè)/本碩連讀動物醫(yī)學專業(yè)總學時數(shù)：48總學分：3內容簡介動物生物化學（animalbiochemistry）是在分子水平上研究動物體的化學本質及生命活動過程中化學變化規(guī)律的科學，是動物醫(yī)學專業(yè)/本碩連讀動物醫(yī)學專業(yè)/動物科學專業(yè)本科學生的專業(yè)基礎課。動物生物化學課程主要內容包括：各類生物分子特別是生物大分子（蛋白質、酶、核酸等）的結構、性質和功能；物質代謝過程與能量的釋放、轉移和儲存，物質代謝和能量流動的相互聯(lián)系和調節(jié)控制；信息分子的代謝和遺傳信息的傳遞、表達和調節(jié)；動物器官、組織機能生物化學；以及相關基本知識和最新知識成果。動物生物化學課程設置的目的在于為學生進一步學習動物生理學、動物遺傳學、獸醫(yī)微生物學、獸醫(yī)免疫學、獸醫(yī)藥理學、獸醫(yī)病理學、獸醫(yī)臨床診斷學等后續(xù)課程和進行科學研究奠定堅實的理論和技能基礎。教學大綱一、各章節(jié)要點和授課時數(shù)第一章緒論2學時一、生物化學的涵義二、生物化學發(fā)展簡史三、動物生物化學與動物生產和動物健康四、動物生物化學學習方略重點掌握動物生物化學的概念、研究對象和目的，以及在國民經(jīng)濟發(fā)展中的地位和作用；了解動物生物化學在國內、外發(fā)展的概況。第二章蛋白質的結構與功能4學時一、概述二、蛋白質的基本組成單位—氨基酸三、蛋白質結構四、蛋白質的結構與功能的關系五、蛋白質的重要性質、分離純化與鑒定重點掌握蛋白質在生命活動中的作用，蛋白質的一、二、三、四級結構概念與特征，蛋白質的結構與功能的關系；熟悉蛋白質的組成單位氨基酸，蛋白質的理化性質與分離純化及測定。第三章核酸化學2學時一、概述二、核酸的一級結構三、DNA的結構與功能四、RNA的結構與功能五、核酸的理化性質及其應用六、核酸酶和DNA限制性內切酶七、DNA一級結構測定與DNA的化學合成八、基因和基因組重點掌握核酸的一級結構，DNA的結構與功能，RNA的結構與功能，基因和基因組；熟悉核酸的理化性質及其應用，核酸酶和限制性核酸內切酶，DNA一級結構測定與DNA的化學合成。第四章酶5學時一、概述二、酶的命名與分類三、酶的組成與輔酶四、酶結構與功能的關系五、酶的作用機理六、酶促反應動力學七、幾種重要的酶八、酶的分離純化與活性測定重點掌握酶催化反應的特征，酶的結構與功能的關系，酶的作用機理，影響酶促反應速度的因素及其機理；了解酶的命名和分類；熟悉酶的組成與輔酶，幾種重要的酶，酶的分離純化和活力測定。第五章生物氧化2學時一、概述二、生成ATP的氧化體系三、其他生物氧化體系四、生物氧化中CO2的生成重點掌握生成ATP的氧化體系和其他生物氧化體系；了解生物能學的一般原理和知識。第六章糖代謝6學時一、概述二、糖的無氧分解（糖酵解）三、糖的有氧分解四、磷酸戊糖途徑五、糖異生作用六、糖原的分解與合成重點掌握糖的無氧分解、糖的有氧分解、磷酸戊糖途徑和糖異生作用及其生理學意義；熟悉雙糖和多糖的分解與合成。第七章脂代謝4學時一、概述二、脂肪的分解代謝三、脂肪的合成代謝四、磷脂的代謝五、膽固醇的代謝重點掌握脂肪的分解代謝和脂肪的合成代謝；熟悉甘油磷脂、鞘磷脂和糖脂的代謝，以及膽固醇的代謝。第八章含氮小分子代謝4學時一、蛋白質的降解與氨基酸代謝二、核酸的降解與核苷酸代謝重點掌握蛋白質的營養(yǎng)功能、氨基酸的一般代謝、氨基酸的生物合成，核苷酸的分解代謝和核苷酸的合成代謝；熟悉個別氨基酸的代謝；了解核酸的酶促降解，輔酶核苷酸的生物合成。第九章核酸的生物學功能7學時一、DNA的生物合成二、RNA的生物合成三、蛋白質的生物合成四、基因表達的調節(jié)五、基因重組與基因工程重點掌握DNA的半保留復制、參與DNA生物合成的酶、DNA生物合成過程，RNA生物合成的模板和酶以及轉錄過程，蛋白質生物合成過程中翻譯的起始、肽鏈的延長、肽鏈合成的終止、肽鏈的折疊與加工，原核生物基因轉錄調節(jié)，真核生物基因轉錄調節(jié)，重組DNA技術的基本操作過程；熟悉DNA的損傷與修復、體內DNA的重組過程，真核生物RNA的轉錄后加工，基因表達調節(jié)的基本概念及原理，核酸鑒定與重組DNA技術的應用；了解參與蛋白質生物合成的物質，遺傳信息傳遞的中心法則。第十章物質代謝的聯(lián)系與調節(jié)4學時一、概述二、細胞水平調節(jié)三、組織器官水平調節(jié)四、整體水平調節(jié)重點掌握細胞水平調節(jié)；熟悉組織器官水平調節(jié)；了解整體水平調節(jié)。第十一章血液生物化學2學時一、血液的化學成分二、血漿蛋白質三、紅細胞及其代謝重點掌握紅細胞及其代謝；了解血液的化學成分、血漿蛋白質。第十二章一些器官和組織的生物化學3學時一、肝的生物化學二、結締組織的生物化學重點掌握肝的生物化學；熟悉結締組織的生物化學。第十三章乳和蛋的化學組成與形成3學時一、乳的成分與形成二、蛋的結構、成分與形成重點掌握乳的成分與形成；熟悉蛋的結構、成分與形成。二、教材及主要參考書（一）教材鄒思湘.動物生物化學，中國農業(yè)出版社（北京），第四版，2005（二）主要參考書1.李慶章,吳永堯.生物化學，中國農業(yè)出版社（北京），第二版，20112.ReginaldHGarrett,CharlesMGrisham.Biochemistry,2nded,1999,byHarcourtInc教學大綱說明一、教學目的與課程性質任務，與其他課程的關系，所需先修課程動物生物化學在動物醫(yī)學、動物科學中具有重要基礎地位，是從事動物醫(yī)學和動物農業(yè)領域生產（臨床）實踐和科學研究必不可少的基礎理論。動物生物化學為動物醫(yī)學專業(yè)/本碩連讀動物醫(yī)學專業(yè)/動物科學專業(yè)本科學生的必修課程，目的在于通過課程學習使學生掌握關于動物生物化學的基本理論內容，培養(yǎng)學生認真細致的科學態(tài)度和實事求是的科學作風。動物生物化學為動物醫(yī)學專業(yè)/動物科學專業(yè)的核心專業(yè)基礎課程，銜接動物生理學、動物遺傳學、獸醫(yī)微生物學、獸醫(yī)免疫學、獸醫(yī)藥理學、獸醫(yī)病理學、獸醫(yī)臨床診斷學等課程，所需先修課程有無機化學、有機化學、動物生物學、家畜解剖學、組織學與胚胎學等。二、主要內容、重點及深度本課程主要講述糖、脂、蛋白質、酶、核酸、含氮小分子等的結構、性質、代謝變化規(guī)律及功能，介紹動物器官組織生物化學以及有關最新知識成果等內容。以物質代謝、能量流動和信息傳遞為重點，通過課程的學習，使學習者牢固掌握物質、能量和信息在動物體內的代謝變化規(guī)律，深入了解動物體對物質、能量和信息代謝的調節(jié)過程和有效途徑。三、教學要求與主要環(huán)節(jié)基于動物生物化學課程信息量大、內容更新快和融會貫通難的突出特點，要求教師不僅要勤于學習、追求新知，而且要循循善誘、“授之以漁”，做到教學相長。教學要求切實突出重點、深入精講難點和全面化解疑點。課堂教學有效使用現(xiàn)代教學手段，保證課程內容講述既形象生動，又邏輯嚴密；教師講授與學生認知同步互動，努力培養(yǎng)設疑、質疑和答疑的學習能力。課后復習以習題為引導和以網(wǎng)上課件為指導，輔以學生自繪代謝聯(lián)系圖，不斷消化和掌握已經(jīng)學習的課程內容。四．改革思路和說明為保證生物化學課程的實際效果，授課教師必須善于學習，密切追蹤科學前沿，掌握新理論，熟悉新知識，了解新技術，正確處理好學科硬核知識和氛圍知識相得益彰的辨證關系。動物生物化學的教學內容作為獨立的知識體系應充分體現(xiàn)其在生命科學領域的基礎及核心地位，既要有全面深刻的基礎理論又要有廣泛實際的應用實例，并及時反映當代動物醫(yī)學和動物科學領域分子水平研究的新成果與新進展。動物生物化學的教學內容同以往相比，信息明顯增多、理論顯著深化。綜合國內外有關優(yōu)秀教材，動物生物化學的理論教學內容大多包括緒論、生物大分子的結構（蛋白質化學、酶化學、核酸化學）、物質代謝和能量流動（生物氧化、糖代謝、脂代謝、氨基酸代謝、核苷酸代謝）、生物信息的傳遞（遺傳信息的復制、轉錄、翻譯，基因的表達調節(jié)，細胞信號轉導）、動物器官組織生物化學等內容。同十年前相比，動物生物化學由單純以物質代謝為核心的傳統(tǒng)生化內容深入到全面闡述生命現(xiàn)象的化學本質，反映了現(xiàn)代生命科學研究的知識創(chuàng)新，體現(xiàn)了動物生物化學在生命科學中的核心地位。在有限時間內圓滿完成動物生物化學的理論教學，必須堅持以下改革：①合理安排教學計劃，按照“三個基本”（基本知識、基本理論、基本技能）要求科學處理和精講課程內容；②有效開展多媒體教學，積極推進教學手段和教學方法的改革，努力使抽象內容形象化和知識感受多樣化，促進學生的知識發(fā)展和提高學生的學習效果；③強化《動物生物化學學習指導》及網(wǎng)上課件的配套建設，適應學生系統(tǒng)、深入學習生物化學課程的實際需要，方便學生的課后復習和自主學習；④加強師生互動，精選應用實例，不斷提高學生的學習興趣；⑤授課教師應力爭向雙語教學發(fā)展，努力提高自身和學生的專業(yè)外語水平。生命科學學院動物生物化學教研組教學大綱主撰人：李慶章2011.08.16修訂東北農業(yè)大學本科實驗課程教學大綱動物生物化學實驗ExperimentofAnimalBiochemistry課程名稱：動物生物化學實驗英文名稱：ExperimentofAnimalBiochemistry課程編號：09610002j適用專業(yè)：動物醫(yī)學專業(yè)總學時數(shù)：32總學分：1內容簡介近年來，生物技術發(fā)展迅猛，新理論、新技術層出不窮。每年動物生物化學的研究成果成幾何級數(shù)增長，動物生物化學實驗技術也呈現(xiàn)前所未有的發(fā)展趨勢。隨著生物技術在農業(yè)領域的廣泛應用，我國高等農業(yè)院校動物醫(yī)學專業(yè)、動物科學專業(yè)對動物生物化學實驗課的教學提出了更高的要求。動物生物化學實驗教學不但可以深化學生對動物生物化學基本理論、基本知識的理解，而且可使學生正確和熟練地掌握動物生物化學基本實驗原理和操作技能，有助于培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度和發(fā)揮學生“生動、活潑、主動”學習的能動作用。動物生物化學實驗教學內容以基本技術為起點，包括離心技術、層析技術、電泳技術、分光分析技術等，精選了活性蛋白的提取、分離、純化、活性測定和純度檢測的綜合設計性大實驗，核酸大分子物質提取、純化、PCR分析和電泳檢測大實驗等，這些大實驗內容都分別構成一個綜合性整體，使動物生物化學實驗教學在理論上、技術上所覆蓋的知識信息量大，知識點多，提高了學生利用所掌握的綜合知識分析解決實際問題的能力。一、各章節(jié)要點和授課時數(shù)開設實驗項目數(shù)：3（9個子實驗）個，其中驗證實驗0個，演示實驗0個，綜合設計實驗3個。（一）蛋白質制備與分析綜合性實驗實驗項目1γ–球蛋白的分離1．實驗特點實驗類型：專業(yè)基礎實驗類別：綜合設計計劃學時：4每組人數(shù)：3首開日期：19982．實驗目的與要求掌握γ–球蛋白的分離提純的原理和基本操作過程，要求每人均要動手操作掌握全過程。3．主要儀器設備序號主要儀器設備名稱型號規(guī)格數(shù)量1冰箱海爾金王子22冰柜海爾金王子23離心機上海安亭64凍干機北京六一FD-1壓蓋型15膠體磨Millipore16超濾器Millipore14．實驗內容提要采用鹽析法分離血清免疫球蛋白，采用透析法進行脫鹽和濃縮。5．實驗操作要點鹽析→鹽溶→有機溶劑沉淀→透析→凍干。6．注意事項①采用新鮮血清；②透析袋要回收。實驗項目2γ–球蛋白含量測定（光度分析法）1．實驗特點實驗類型：專業(yè)基礎實驗類別：綜合設計計劃學時：3每組人數(shù)：3首開日期：19882．實驗目的與要求掌握蛋白質含量測定的原理方法和基本操作過程，要求每人均要動手操作掌握全過程。3．主要儀器設備序號主要儀器設備名稱型號規(guī)格數(shù)量1冰箱海爾金王子22冰柜海爾金王子23可見分光光度計752型和722型64水浴鍋天津泰斯特64．實驗內容提要雙縮脲反應后顏色的深淺與蛋白質的濃度成正比，通過標準蛋白質的標準曲線求出未知樣品的蛋白質濃度。5．實驗操作要點配制標準酪蛋白溶液→制作標準曲線。配制γ–球蛋白溶液→測定光密度→從標準曲線上查出其蛋白質濃度→按稀釋倍數(shù)求出每毫升蛋白質溶液的蛋白質含量。6．注意事項①樣品處理，防止酪蛋白變性；②標準曲線的繪制試驗要嚴格按試劑用量進行。實驗項目3凝膠柱層析法（γ–球蛋白純化）1．實驗特點實驗類型：專業(yè)基礎實驗類別：綜合設計計劃學時：3每組人數(shù)：3首開日期：19982．實驗目的與要求掌握柱層析技術的原理和基本操作過程，要求每人均要動手操作，掌握全過程。3．主要儀器設備序號主要儀器設備名稱型號規(guī)格數(shù)量1柱層析工作站上海滬西實驗儀器廠62可見分光光度計山東高密722型和752型64．實驗內容提要凝膠具有分子篩的特點，提取的蛋白質（γ–球蛋白）含有雜質（硫酸銨），當它們通過凝膠時，物質各成分按分子大小分開，最后分離純化。5．實驗操作要點凝膠溶脹→層析柱干燥→樣品研磨→裝柱→上樣→洗脫→測定含量。6．注意事項①柱層析和樣品均為無水體系；②裝柱時凝膠不能分層；③分光光度計使用的所有注意事項；④凝膠可重復利用。實驗項目4SDS–聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS–PAGE）1．實驗特點實驗類型：專業(yè)基礎實驗類別：綜合設計計劃學時：6每組人數(shù)：3首開日期：19882．實驗目的與要求掌握SDS–聚丙烯酰胺凝膠電泳技術測定蛋白質分子量的原理、方法和基本操作過程。3．主要儀器設備序號主要儀器設備名稱型號規(guī)格數(shù)量1電泳儀北京六一，雙穩(wěn)定時62電泳槽垂直式63冰箱海爾金王子24冰柜海爾金王子25離心機上海安亭66水浴鍋天津泰斯特67微量進樣器芬蘭28電磁爐4．實驗內容提要通過SDS–聚丙烯酰胺凝膠電泳技術測定未知蛋白質的分子量。5．實驗操作要點安裝夾心式垂直板電泳槽→配膠及凝膠板的制備→樣品的處理與加樣→電泳凝膠板剝離與固定→染色與脫色。6．注意事項①凝膠貯液的配制注意試劑的混合順序；②在處理蛋白質樣時，每次都應在沸水浴中保溫3~5min，以免有亞穩(wěn)聚合物存在；③SDS與蛋白的結合量；④應采納低離子強度的樣品。（二）核酸制備與分析綜合性實驗實驗項目5動物組織中DNA的制備1．實驗特點實驗類型：專業(yè)基礎實驗類別：綜合設計計劃學時：4每組人數(shù)：3首開日期：20032．實驗目的與要求掌握制備動物組織中的DNA的方法原理和基本操作過程，要求每人均要動手操作掌握全過程。3．主要儀器設備序號主要儀器設備名稱型號規(guī)格數(shù)量1冰箱海爾金王子22冰柜海爾金王子23冷凍離心機賽多利斯64磁力攪拌器天津泰斯特45干燥器6玻璃勻漿器67核酸蛋白分析儀gene24．實驗內容提要制備DNA首先要將脫氧核糖核蛋白及核糖核蛋白這兩種核蛋白分開，這兩種核蛋白在不同濃度的鹽溶液中具有不同的溶解度，調整鹽濃度即可把這兩種核蛋白分開，再用含有異戊醇的氯仿沉淀除去變性蛋白質，用十二烷基硫酸鈉（SDS）使脫氧核糖核蛋白成分變性，讓DNA游離出來。5．實驗操作要點開腹取出雞肝臟→搗成勻漿→盡量洗去可溶的部分棄去上清，留沉淀→滴加5%SDS→加氯仿–異戊醇重復抽提2–3次除凈蛋白質→加95%乙醇→提出DNA→紫外測定。6．注意事項①所用材料，必須新鮮及時使用；②操作時應避免急裂振搖或過大的離心力。實驗項目6多聚酶鏈反應（PCR擴增反應）1．實驗特點實驗類型：專業(yè)基礎實驗類別：綜合設計計劃學時：3每組人數(shù)：3首開日期：20032．實驗目的與要求掌握PCR擴增反應技術的原理和基本操作過程，要求每人均要動手操作掌握全過程。3．主要儀器設備序號主要儀器設備名稱型號規(guī)格數(shù)量1PCR基因擴增儀杭州博士小精靈22微量進樣器23電泳儀北京六一，雙穩(wěn)定時64電泳槽及膠床25紫外透射反射儀北京六一14．實驗內容提要把樣品DNA片段加在含DNA模板、引物、dNTP、Tris-HCl、MgCl2、KCl、BSA、TaqDNA多聚酶的反應體系中，放進PCR基因擴增儀進行PCR擴增，只需幾小時，就可用電泳法檢出0.1微克基因組DNA中僅含數(shù)個拷貝的摸板序列。5．實驗操作要點PCR100μl反應體系→PCR三個階段的溫度控制：變性溫度、引物退火、新鏈延伸→循環(huán)25次～35次。6．注意事項①避免污染；②設對照試驗；③隔離操作；④試劑的配制；⑤使用PCR專用的加樣器；⑥應細心操作。實驗項目7瓊脂糖凝膠電泳分離DNA1．實驗特點實驗類型：專業(yè)基礎實驗類別：綜合設計計劃學時：3每組人數(shù)：3首開日期：20032．實驗目的與要求掌握瓊脂糖凝膠電泳技術的原理和基本操作過程，要求每人均要動手操作掌握全過程。3．主要儀器設備序號主要儀器設備名稱型號規(guī)格數(shù)量1電泳儀北京六一，雙穩(wěn)定時62電泳槽及膠床23微量進樣器芬蘭24紫外透攝反射儀北京六一14．實驗內容提要不同長度的DNA片段表現(xiàn)出不同的遷移率，通過染色和與標準相對分子質量的DNA的對照來進行檢測，瓊脂糖凝膠適用于分離大小在0.2～50kb范圍內的DNA片段。5．實驗操作要點制膠→點樣→電泳→染色→脫色→觀察。6．注意事項①點樣要均一，不能重復點樣；②溴乙啶是一種強致突變劑，在操作和配制試劑時應戴手套；③含溴乙啶的溶液不能直接倒入下水道，應進行處理。（三）血液與組織生化指標的測定實驗項目8轉氨酶GPT活性的測定1．實驗特點實驗類型：專業(yè)基礎實驗類別：驗證計劃學時：3每組人數(shù)：3首開日期：20032．實驗目的與要求掌握轉氨酶活性測定的原理和基本操作過程，要求每人均要動手操作掌握全過程。3．主要儀器設備序號主要儀器設備名稱型號規(guī)格數(shù)量1冰箱海爾金王子22冰柜海爾金王子23分光光度計山東高密722型和752型64水浴鍋天津泰斯特64．實驗內容提要分光光度法采用標準曲線測定血清轉氨酶的活性：單位時間內轉氨基反應后的最終產物丙酮酸與同樣處理的丙酮酸標準液進行比色，計算出其含量,以此測定轉氨酶的活性。5．實驗操作要點①配制丙酮酸標準液→測知標準管光密度→制作標準曲線。②轉氨基反應→測光密度值→查標準曲線→得知活性單位。6．注意事項①標準曲線的繪制試驗要嚴格按試劑用量進行；②所用儀器應清潔；③血清不應溶血；④溫度及時間一定要嚴格控制，準確掌握；⑤pH要準確以免影響酶活性。實驗項目9琥珀酸脫氫酶及丙二酸的抑制作用1．實驗特點實驗類型：專業(yè)基礎實驗類別：驗證計劃學時：3每組人數(shù)：3首開日期：19892．實驗目的與要求掌握酶催化、酶的競爭性抑制作用的原理和基本操作過程，要求每人均要動手操作掌握全過程。3．主要儀器設備序號主要儀器設備名稱型號規(guī)格數(shù)量1冰箱海爾金王子22冰柜海爾金王子23離心機上海安亭64水浴鍋天津泰斯特64．實驗內容提要琥珀酸脫氫酶及丙二酸的抑制作用：鑒定酶的催化作用的高效性，研究底物濃度、溫度、抑制劑對酶促反應速度的影響。5．實驗操作要點豬心臟制備液→加樣→定性測定。6．注意事項注意樣品處理，組織新鮮。二、教材及主要參考書（一）教材1．《生物化學實驗指導》中國農業(yè)出版社（北京）2011年第一版2．動物生物化學實驗指導，東北農業(yè)大學自編教材，2004（二）主要參考書1．嚴?？稻幹?生化分離技術，華東理工大學出版社（上海），第二版，19982．陳來同，唐運主編.生物化學產品制備技術（1，2），科學技術文獻出版社（北京），20033．楊安鋼，毛積芳，藥立波主編.生物化學與分子生物學實驗技術，高等教育出版社（北京），第二版，20014．齊君香主編.現(xiàn)代生物制藥學，化學工業(yè)出版社（北京），2003實驗教學大綱說明一、教學目的與課程性質任務，與其他課程的關系，所需先修課程動物生物化學實驗教學旨在指導學生通過生物化學實驗技術理論與實驗操作技能的學習，獲得系統(tǒng)的生物化學實驗技術理論與實驗操作技能，培養(yǎng)學生解決生物化學實際問題的思維能力、實踐能力及綜合創(chuàng)新能力。動物生物化學實驗課程與動物生物化學理論課程融為一體，與后續(xù)細胞生物學、分子生物學、動物遺傳學、獸醫(yī)微生物學、獸醫(yī)免疫學、獸醫(yī)藥理學、獸醫(yī)病理