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                          《生物化學與分子生物學》課程教學大綱

                          《生物化學與分子生物學》課程教學大綱

                          課程名稱: 生物化學與分子生物學        課程類別:必修課

                          適用專業: 生態學                    考核方式:考試                    

                          總學時、學分:  48 學時  3  學分       其中實驗學時:   0    學時

                          一、課程教學目的

                          生物化學與分子生物學課程主要是從微觀即分子的角度來研究生物現象,在分子水平探討生命的本質,研究生物體的分子結構與功能、物質代謝與調節。其中生物化學是介于生物學與化學之間的一門邊緣科學,是用物理學、化學和生物學的現代技術來研究生物體的物質組成和結構,物質在生物體內發生的化學變化,以及這些物質結構的變化與生理機能之間的關系的科學。分子生物學是研究核酸、蛋白質等所有生物大分子的結構、功能及基因結構、表達與調控的科學。分子生物學是生物化學的重要組成部分,是生物化學的發展和延續。學習和研究生物化學與分子生物學的目的在于闡明生命活動的化學、物質基礎,揭示生命活動的本質和規律。生物化學與分子生物學課程為其它生物學課程提供了必要的理論基礎,是生態學專業基礎必修課。

                          二、課程教學要求

                          課程的任務是使學生掌握蛋白質、酶、核酸等生物大分子的結構、性質及功能;生物膜的結構及特性;生物能量的產生及生物大分子前體的生物合成;遺傳信息的儲存、傳遞及表達等基本理論知識。為學生進一步學習專業課打下堅實的基礎。

                          三、先修課程

                          無機化學和有機化學

                          四、課程教學重、難點

                          課程教學重點:蛋白質、酶及核酸的結構與功能;四大物質代謝及其之間的聯系,DNA、RAN的生物合成。

                          課程教學難點:區分蛋白質及核酸的結構差異;四大物質代謝之間的聯系。

                          五、課程教學方法與教學手段

                          教學方法:以小組討論為主,思維導圖為主線,課前學生預習,課前學生討論與教師講解相結合,課后小組討論課后習題。

                          教學手段:PPT、藍墨云班課App、微課

                          六、課程教學內容

                          緒論  2學時)

                          1.教學內容

                          1)生物化學與分子生物學的概念;

                          2)生物化學研究的核心內容;

                          3)生物化學發展簡史,包括靜態生物化學與動態生物化學;

                          4)生物化學研究的現狀與未來。

                          2.重、難點提示

                          1)生物化學與分子生物學的定義;

                          2)生物化學研究的核心內容;

                          3)生物化學領域發生的重大事件。

                          第一章  蛋白質(6學時)

                          1.教學內容

                          1)蛋白質的生物學意義; 

                          2)蛋白質的組成:氨基酸的結構、分類、性質及其分離純化;

                          3)蛋白質的結構:肽與肽鍵、蛋白質的基本結構及其空間結構;    

                          4)蛋白質的性質:紫外吸收性質、兩性及等電點、變性、復性與沉淀;

                          5)蛋白質的分類:功能分類、形狀分類、性質分類;   

                          6)蛋白質的分離、純化及鑒定。

                          2.重、難點提示

                          1)蛋白質的元素組成、氨基酸的結構及性質;

                          2)蛋白質的結構及性質;

                          3)氨基酸的組成及順序分析;

                          4)蛋白質的分離、純化及鑒定方法。

                          第二章  酶(6學時)

                          1.教學內容

                          1)酶的通論:酶催化作用的特點、酶的化學本質;

                          2)酶的分類及命名:系統命名法、傳統命名法;

                          3)酶的分離提純與活力測定;

                          4)酶促反應動力學:化學動力學基礎、底物濃度對酶化學反應速率的影響、酶的抑制作用、溫度對酶反應的影響、pH對酶反應的影響、米氏方程、影響酶促反應動力學的因素;

                          5)酶的專一性及活性中心;

                          6)酶的高效催化機理:底物和酶的臨近效應與定向效應、底物的型變和誘導契合、酸堿催化、共價催化、金屬離子催化、多元催化和協同效應

                          7)酶活性的調節:別構酶、共價調節酶、酶原激活

                          8)寡聚酶:同工酶、誘導酶、核酶、酶工程。    

                          2.重、難點提示  

                          1)酶的化學本質、酶的生物催化特點、酶的分類及命名、酶的分離提純與活力測定、酶促反應動力學―米氏公式、米氏常數的意義及求法、影響酶促反應的因素、酶的專一性及活性中心、酶的高效催化機理、酶活性的調節――別構調節、共價調節、寡聚酶、同工酶、 誘導酶、核酶、酶工程的概念;

                          2)酶的生物學意義、國際酶學委員會對酶的分類及命名;

                          3)酶的高效性及專一性的應用、酶促反應動力學簡單計算、酶量及酶活力計算

                          4)酶的分離純化及判斷酶純度的標準。

                          第三章  核酸(4學時)

                          1.教學內容

                          1)核苷酸:核酸的元素組成、嘌呤堿、嘧啶堿、核苷、核苷酸;

                          2DNA的結構及性質:DNA的一級結構、DNA的二級結構、DNA的生物學功能;

                          3RNA的結構及性質:RNA類型、tRNA的結構和功能、rRNA的結構和功能、mRNA的結構和功能;  

                          4)核酸性質及研究方法:核酸的紫外吸收與沉降特性、核酸變性、復性及雜交。

                          2.重、難點提示

                          1)識記:核酸的元素組成(嘌呤堿、嘧啶堿、核苷、核苷酸)、DNA 的一級結構和二級結構、 RNA結構與類型、tRNA的結構和功能、rRNA的結構和功能、mRNA的結構和功能、核酸性質及研究方法、紫外吸收與沉降特性、核酸變性、復性及雜交。  

                          2)領會:DNA限制性酶切圖譜

                          3)簡明應用:核酸的結構和性質

                          第四章  生物氧化(4學時)

                          1.教學內容

                          1)代謝總論:生物氧化的概念和特點、呼吸鏈、呼吸鏈的組成及呼吸鏈中傳遞體的順序、底物水平磷酸化和氧化水平磷酸化、P/O比、化學滲透學說的基本要點;

                          2)生物能學:高能化合物的特點、高能化合物特殊作用;

                          3)氧化-還原電勢:生物體中重要的氧化還原電勢、電勢與自由能的關系。

                          4)電子傳遞與呼吸鏈;

                          5)氧化磷酸化作用:P/O比、解偶聯劑與抑制劑、化學滲透學說的基本要點。 

                          2.重、難點提示

                          1)識記:生物氧化的概念和特點、呼吸鏈的定義及組成、呼吸鏈中傳遞體的順序、底物水平磷酸化和氧化水平磷酸化、P/O比、化學滲透學說的基本要點;

                          2)領會:代謝總論、代謝研究的具體對象、代謝物中間對象的特點、研究的方法、高能化合物的特點及特殊作用、氧化-還原電勢、電勢與自由能的關系;

                          3)簡明應用:電子傳遞的方向與電勢的關系、呼吸鏈的組分及電子傳遞的順序、呼吸鏈的生物學意義、氧化磷酸化與底物水平磷酸化的區別、解偶聯劑與抑制劑的不同點;

                          4)綜合應用:生物氧化在生物體中作用;

                          第五章  糖代謝(6學時)

                          1.教學內容

                          1)糖類的結構與功能;

                          2)糖類的消化,吸收及轉運;

                          3)酵解:酵解與發酵發生的部位、酵解途徑、丙酮酸的去路、酵解的生理意義;

                          4)三羧酸循環:三羧酸循環發生的部位、關鍵性的酶及所催化的步驟及能量的計算、丙酮酸脫氫酶系及其調控、碳骨架的不對稱反應、回補反應;

                          5)磷酸戊糖途徑的定義及生理意義;

                          6)糖醛酸途徑及功能;

                          7)糖異生概念、途徑、關鍵酶;

                          8)糖元的合成與分解;

                          9)糖代謝的調節控制;

                          10)糖代謝的紊亂。   

                          2.重、難點提示

                          1)識記:酵解與發酵發生的部位、酵解途徑、丙酮酸的去路、酵解的生理意義、三羧酸循環發生的部位、關鍵性的酶及所催化的步驟及能量的計算、丙酮酸脫氫酶系及其調控、碳骨架的不對稱反應、回補反應、乙醛酸循環的作用、磷酸戊糖途徑的生理意義、糖異生作用的概念、途徑、關鍵步驟、糖元的合成與分解、糖代謝的調節控制;

                          2)領會:糖類的概念與分類、單糖的構型、結構與構象、自然界存在的重要單糖及其衍生物(寡糖、多糖、結合糖)、糖類的消化、吸收及轉運、代謝的途徑、糖代謝的紊亂;

                          3)簡明應用:代謝過程中能量的生成及生理意義;

                          4)綜合應用:代謝的調控及代謝紊亂所出現的病癥。

                          第六章  脂代謝(4學時)

                          1.教學內容

                          1)脂的結構與分類;

                          2)脂類消化吸收和轉運;

                          3)脂肪酸和甘油三酯的分解代謝:脂肪酸β-氧化的反應過程及能量產生、酮體的生成和利用、十六碳飽和脂肪酸的合成與分解;

                          4)脂肪酸及甘油三脂的合成代謝:16C飽和脂肪酸的合成、不飽和脂肪酸的合成;

                          5)磷脂的代謝;

                          6)膽固醇的代謝:膽固醇的分解代謝與合成代謝;

                          7)前列腺素的代謝;

                          8)脂類代謝的調節;

                          9)脂肪代謝紊亂。

                          2.重、難點提示

                          1)識記:脂肪酸β-氧化的反應過程及能量產生、酮體的生成和利用、16C飽和脂肪酸的合成與分解、不飽和脂肪酸的合成、膽固醇的來源與去路;

                          2)領會:脂的結構與分類、脂類消化吸收和轉運、甘油三脂的水解及甘油的命運、磷脂的合成代謝及磷脂的分解代謝、膽固醇的代謝、前列腺素的代謝、脂類代謝的調節;

                          3)簡明應用:脂肪酸的氧化與生物合成的區別;

                          4)綜合應用:糖代謝與脂代謝之間的關系。

                          第七章  蛋白質代謝(4學時)

                          1.教學內容

                          1)蛋白質的水解;

                          2)氨基酸的分解代謝:氨基酸的脫氨基作用、氨基酸的脫羧基作用、氨基酸碳骨架的氧化途徑、氨的去路-尿素循環;

                          3)氨基酸的生物合成:脂肪族氨基酸的生物合成途徑、芳香族氨基酸的生物合成途徑、氨基酸生物合成的調節;

                          4)蛋白質的生物合成:分子基礎及合成機理、多肽在合成后的定向輸送與轉譯后。

                          2.重、難點提示

                          1)識記:氨基酸的分解代謝、氨基酸的脫氨基作用、氨基酸的脫羧基作用、氨基酸碳骨架的氧化途徑、氨的去路-尿素循環、氨基酸的生物合成(脂肪族氨基酸的生物合成途徑、芳香族氨基酸的生物合成途徑、氨基酸生物合成的調節)、糖氨基酸和生酮氨基酸及生糖生酮氨基酸、必需氨基酸和非必需氨基酸、氨基酸代謝與一碳單位、蛋白質的生物合成-分子基礎及合成機理、多肽在合成后的定向輸送與轉譯后加工;

                          2)領會:蛋白質的水解、多肽在合成后的定向輸送與轉譯后加工、氨基酸碳骨架的氧化途徑、氨基酸代謝缺陷癥;

                          3)簡明應用:氨基酸的聯合轉氨作用、尿素循環的生理意義、蛋白質合成機理;

                          第八章  核酸代謝(2學時)

                          1.教學內容

                          1)核酸的水解;

                          2)核苷酸組分的降解:嘌呤在生物體中的分解產物、嘧啶在生物體中的分解產物;

                          3)核苷酸生物合成;

                          4)核苷酸衍生物的生物合成; 

                          2.重、難點提示

                          1)識記:核苷酸組分的降解、嘌呤及嘧啶在生物體中的分解產物、核苷酸生物合成途徑;

                          2)領會:核苷酸衍生物的生物合成、核酸的水解;

                          第九章  DNA的生物合成(4學時)

                          1.教學內容

                          1DNA指導下的DNA復制的基本規律及特點;

                          2)參與DNA復制的酶和蛋白因子;

                          3DNA生物合成過程;

                          4RNA指導下的DNA復制(逆轉錄);

                          5DNA損傷(突變)與修復。

                          2.重、難點提示

                          1)識記:遺傳信息流動的中心法則,DNA的生物合成的方式,復制的基本規律、主要物質及其作用機理,原核生物DNA復制基本過程及各階段特點,端粒和端粒酶的概念;

                          2)領會:DNA復制的保真性依賴三種機制,真核生物DNA的合成過程,逆轉錄,突變的概念及類型;

                          3)簡明應用:DNA損傷及其修復,突變的意義及引起突變的因素。

                           

                           

                          第十章  RNA的生物合成(4學時)

                          1.教學內容

                          1RNA轉錄合成的特點;

                          2RNA轉錄合成的條件;

                          3 RNA轉錄合成的基本過程;

                          4)轉錄的調控;

                          5)真核生物RNA轉錄后的加工修飾;

                          6RNA指導下RNA的復制。

                          2.重、難點提示

                          1)識記:RNA生物合成的特點,生物轉錄的基本過程及相關的酶,RNA轉錄后修飾相關的重要概念;

                          2)領會:mRNA的首尾修飾及剪接編輯, tRNA、rRNA轉錄后加工;

                          3)簡明應用:RNA的剪接與編輯。

                          第十一章  蛋白質的生物合成(2學時)

                          1.教學內容

                          1蛋白質生物合成體系;

                          2氨基酸的活化;

                          3肽鏈的生物合成過程;

                          4蛋白質翻譯后修飾和靶向輸送。

                          2.重、難點提示

                          1)識記:參與蛋白質生物合成的體系,生物蛋白質合成的基本過程及重要概念;

                          2)領會:蛋白質合成所需的各種因子,信號肽的概念及組成特點,蛋白質合成的加工修飾;

                          3)簡明應用:蛋白質的修飾。

                          七、學時分配

                          章目

                          教學內容

                          教學環節

                          緒論

                          2

                          蛋白質

                          6

                          6

                          核酸

                          4

                          生物氧化

                          4

                          糖代謝

                          6

                          脂代謝

                          4

                          蛋白質代謝

                          4

                          核酸代謝

                          2

                          DNA的生物合成

                          4

                          十一

                          RNA的生物合成

                          4

                          十二

                          蛋白質的生物合成

                          2

                          總計

                           

                          48

                          八、課程考核方式

                          1.考核方式:

                              考試

                          2.成績構成

                          考試成績+平時成績

                          九、選用教材和參考書目

                          1]《生物化學與分子生物學》(第八版), 查錫良等編;人民衛生出版社,

                          2013年;

                          2]《生物化學》(第三版),王鏡巖等編;高等教育出版社,2002年;

                          3]《生物化學》[],B.D. 黑姆斯.J.D. 霍頓等譯;科學出版社,2002年;

                          4]《生化簡明教程》(第二版),聶劍初等編;高等教育出版社,1999年;

                          5]《生物化學》(第二版)周正義等編;科學出版社,2013年;

                          6]《生物化學簡明教程》(第四版),張麗萍等編;高等教育出版社, 2010

                           

                           

                           

                           

                           

                           

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