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课程概况

教学设计

2013/5/27 8:13:27
字号:T|T

课程编码: S1072320

课程名称:生物化学

课程英文名称:Biochemistry

总学时:90讲课学时:86;习题课学时:2;讲座学时:2

学分:5.5

开课单位:海洋科学与技术学院

授课对象:生物工程、生物技术和食品科学与工程专业学生

一、本课程的教学目的和要求

生物化学是生物工程和生物技术专业的主干基础课(考研课),在本专业的教学计划中占有重要的地位。

它是研究微生物、植物、动物及人体等的化学组成和生命过程中的化学变化的一门科学。其教学目的主要有两个方面:一方面研究构成生物体的生物大分子的结构、性质和功能,另一方面研究生物体的新陈代谢及在代谢过程中的能量转换和调节规律;生物体的遗传信息传递和表达。

本课程主要讲授的内容有生物大分子、代谢与生物能和遗传信息的传递;要求学生掌握糖类、脂类、蛋白质、核酸的结构、性质和功能及它们在体内的代谢过程;了解酶、维生素、激素的结构、性质和功能及代谢过程中的能量转换和调控。

通过实验环节的培养和训练,要求学生具备一定的实验素质和动手能力,为进一步研究生命现象打下扎实的基础。

二、授课对象分析

学习本门课程时,学生应修完无机化学、分析化学、有机化学和基础生物学等基础课,具备化学和生物学科的基础知识。通过生物化学的学习,为学习生物学科的其它专业基础课和专业课打下扎实的基础。

我校工科学生的特点是具有较扎实的数理化基础和较强的实验动手能力。但是在知识的识记方面略显不足。因此在进行教学设计时,应充分发挥学生学习的主动性和积极性,多给予他们参与教学和实践的机会,培养他们分析问题和解决问题的能力。同时将课程内容随时进行归纳总结,使其转化为便于学生记忆的知识点;并在课下充分发挥学生学习的主观能动性,根据自己对知识的掌握情况、经过合理思考和整理完成总结笔记。

三、有关教材分析

使用教材

王镜岩等编著,生物化学教程,高等教育出版社,20086.

该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是在原来《生物化学(第三版)》的基础上精简、更新和改写而成的,在注重生物化学知识的系统性、完整性和基础性的同时,还注重内容的精炼,使学生容易掌握核心内容,更符合目前的教学要求。它吸收了生物化学国际、国内的最新进展,内容丰富,图文并茂。在国内中文版生物化学教材中是最为全面的一本教材。

但是由于生物化学内容精深繁杂、涉猎领域广泛,且文字叙述较为专业,不易理解,学生普遍反映所需记忆的内容较多、较抽象。因此我们根据我校工科学生的特点以及教学时数的要求,对内容进行了适当的调整和删节,使知识体系既全面系统地描述了生物化学的基本原理和概念,又重点和主线明确,突出了学科发展的特点和方向。这样既能满足学生对生物化学知识的全面系统学习,又能在教学中灵活使用各种教学方法,加强对学生各方面能力的培养,取得长期的实效性的教学效果。

参考教材:

1.LehningerPrinciples ofBiochemistry (5th edition) , David L.Nelson, Michael M.cox, Worth Publishers, 2008.

国外英文版本的生物化学教材很多,这里选取的是其中较优秀的一本生物化学教材。目前它已被清华大学和北京大学等国内高校作为本科教学用教材。其最为突出的特点是知识更新较快,这对于生物这样发展极为迅速的学科尤为重要。该书编排和文字叙述上通俗易懂,书中附有彩色的图和表,随书配有光盘,在互联网上有相关的网页,对内容及时进行更新,并提供大量的参考资料和学习指导,非常适于自学。

在我们的教学过程中选用了这本教材中相当数量的图表和动画,制作多媒体课件。同时利用书中的教学材料来丰富教学内容,让学生及时了解和掌握学科发展的最新成果,强化专业英文词汇,尽可能为学生提供较多接触专业英语的机会,以便较容易地阅读英文专业文献。

2.刘曼西,王玮,生物化学精要与题解,高等教育出版社,2010

该书按照《生物化学教程》体系,分为35章,每章含概要、基本概念、重点、难点剖析、习题精解和精选习题六部分。概要阐述每章所涉及的知识点,力求简明扼要,使学生能全面了解需要掌握的知识点和达到的目标,辅以简答题,并给出较详尽的答案,旨在提升和扩展有关知识点的理解;基本概念是每章重要术语的定义或解释,并注出术语的英文,基本上按照在教程中出现的顺序排列;重点部分以标题列出各章要点,通过提纲、表格、图解等形式,对每章的学习重点进行概要性的论述,辅以旁注的问题提示,该部分习题不提供直接答案;难点剖析以标题列出各章难点,通过提纲、表格、图解等形式,对每章的学习难点进行概要性的论述,辅以例题及解析,提供详细的解题思路、过程和答案;习题精解为《生物化学教程》各章全部或部分习题的解答思路、过程和答案;精选习题分为选择题、连线题、填空题、判断题、分析题和计算题六类题型,一些习题由该书作者设计,一些习题选自国内外教材,该部分所有习题均提供答案。该书内容丰富,思路开阔,问题解析详尽,阐述清楚,很适合作为生物化学教程的配套教材。

四、教学方法与手段

(一)建立以学生为主体的教学模式,教师做好引导、启发和组织参与工作,尝试讨论式教学方法,使学生科学主动地获取知识,努力实现教与学的最佳结合,达到教学相长的目的。

1 通过自学培养学生的主体意识

2 通过启发调动学生的主体潜能

3 通过参与体现学生的主体行为

(二)增加专业英语知识和多媒体教学手段

(三)生物化学实验课的实验水平起点较高,参考和精选国内重点大学最新的实验内容,开设综合性的大实验,全面培养学生的实验研究能力。

五、课后作业形式与内容

为了帮助学生进行自主学习和研究性学习,本课程建设了英文文献阅读资料库、诺贝尔奖资料库和生物化学试题库,并全部放在生物化学课程网站上。

在课程开始时就将各章节的教学安排告诉学生,要求学生进行适当的预习,并有针对性地预留一些问题,让学生通过查找资料储备一定的知识作为基础。课后通过一些精选的习题,及时加深对课程内容的理解。通过定期的小测验,及时检验学习效果,让学生多利用课余时间复习和运用课堂上所学过的知识,在平时就打下扎实的基础,这样可以大大缓解期末考试的压力。

六、考题设计和成绩获得方法

现行的考试模式有较大的弊端,要使教育从应试的误区中走出来,发挥考试在教学中的导向作用,改革考试体系势在必行。应将考察的重点放在学生综合分析问题、解决问题的能力上,让学生从容地面对考试,充分展示自己的聪明才智和勤奋,培养更多更好的创新人才。

本课程采用累加式考核的方法,适当增加平时成绩所占的比重,通过课后作业、使用试题库和平时小测验保证平时学习的质量,使知识掌握得更扎实性;通过使用英文阅读资料库和诺贝尔奖资料库,利用课程论文考核学生的综合素质;改革期末考试形式和命题的内容,通过生物化学试题库的运用,合理规范出题的难度和范围,从而实现考试方案的科学化。

课程累加式成绩单 = 小测验(10%+ 作业(10%+ 课程论文(10%+ 期末考试(70%)。

期末考试题目的类型包括填空题、选择题、名词解释、计算题、简答题和问答题。客观题的分值一般为40%左右,其中填空题和选择题几乎覆盖全部章节,虽然大都为较基础的知识点,但要全部掌握有一定的难度,因此是区分各个分数段学生的主要依据。主观题的分值为60%左右,各项题目基本上体现了本门课程的重点和难点知识,在平时的教与学上均下了一定的功夫。尤其是名词解释以英文形式出题,主要是为了强化英文在教学中运用,要求学生掌握100个专业英文词汇,为今后阅读英文文献打下一定的基础。

期末考试试卷的难度适中,成绩应能基本上符合正态分布。

另外实验课作为一门独立的课程,单独计算成绩。

七、内容体系

1绪论 讲课2学时

教学内容:生物化学的涵义和主要内容,生物化学在生物科学中的地位及其在工农业生产中的作用,生物化学的学习方法,本门课程的教学安排、要求及考核方法。

教学目的:要求学生掌握生物化学的概念;了解生物化学的学习方法。

重点:生物化学的概念和主要内容。

讲授方法:多媒体教学,讨论式教学。

课后作业:查找并阅读本门课程相关的参考书目、学习指导与习题集、实验指导、期刊杂志,查找并使用互联网上生物化学相关的网站。

2-6氨基酸和蛋白质的结构和功能 讲课15学时

教学内容:蛋白质的化学组成、结构、性质与功能。

教学目的:要求学生掌握20种标准氨基酸结构和性质,蛋白质的一、二、三、四级结构和重要性质;了解重要蛋白质结构与功能的关系,及蛋白质和氨基酸的分离纯化方法。

重点:20种标准氨基酸的结构和简写符号;蛋白质一级结构的测定;蛋白质的三维结构;蛋白质和氨基酸的分离纯化方法。

难点:蛋白质的三维结构;蛋白质结构与功能的关系。

讲授方法:多媒体教学,讨论式教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结。

7糖类和糖生物学 讲课3学时

教学内容:糖的概念、分类以及单糖、二糖和多糖的化学结构和性质。

教学目的:要求学生掌握典型单糖的结构和性质、常见二糖和多糖的结构和性质;了解糖类在生物体组成和功能上的重要性。

重点:常见单糖、二糖和多糖的结构。

难点:同分异构现象及表示方法

讲授方法:多媒体教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结。

8脂质与生物膜 讲课3学时

教学内容:主要贮存脂质和膜脂的结构、性质和功能,固醇类物质的结构和功能;脂双层膜的基本结构和运动性质,流动镶嵌模型,跨膜转运系统的种类和机制。

教学目的:要求学生掌握三脂酰甘油、甘油磷脂、鞘脂和胆固醇的结构、性质和功能,生物膜的组成,被动运输和主动运输的转运机制;了解胞吞与胞吐的作用机理。

重点:常见脂肪酸的结构和表示方法,贮存脂质和膜脂的结构性质和功能,生物膜的组成;流动镶嵌模型;生物膜与物质运输。

难点:膜蛋白在生物膜物质运输中的重要作用,Na+K+ATP酶的作用模型。

讲授方法:多媒体教学。

9-11讲课7学时

教学内容:酶的概念、命名和分类,酶的化学本质和组成,酶催化作用的机制,酶促反应动力学,酶的抑制作用,酶活性的调节控制机理。

教学目的:要求学生掌握酶的概念和分类,酶作为生物催化剂的作用机制及抑制作用,米氏方程;了解酶活性的调节控制机理。

重点:酶的概念和分类,酶催化作用的机制,米氏方程,酶的抑制作用。

难点:酶催化作用的机制,酶的抑制作用,酶活性的调控机理。

讲授方法:多媒体教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结。

12维生素与辅酶 讲课4学时

教学内容:维生素的概念和分类、维生素与辅酶的关系,主要辅酶的结构及代谢作用。

教学目的:要求学生掌握,各种辅酶参与代谢的主要反应类型;了解各种辅酶在代谢中的作用机理。

重点:维生素的概念,B族维生素辅酶的结构及其在酶促反应中的主要功能。

难点:各种辅酶在代谢中的作用机理。

讲授方法:多媒体教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

13-15核酸 讲课6学时

教学内容:核甘酸的结构,DNARNA的一级结构、高级结构和功能,核酸的变性和复性,DNA的核甘酸序列测定。

教学目的:要求学生掌握DNARNA的一级结构、高级结构和功能;了解核酸的某些物化性质和最常用的研究方法。

重点:BDNA的双螺旋结构;核酸的变性与复性。

难点:DNA的核甘酸序列测定。

讲授方法:多媒体教学,讨论式教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

16激素 讲课2学时

教学内容:激素的定义,化学本质,种类和激素的作用机制。

教学目的:要求学生掌握激素的定义和化学本质;了解激素的作用机制。

重点:激素的定义和化学本质。

难点:激素的作用机制。

讲授方法:多媒体教学,讨论式教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

17-18代谢导论与生物能学 讲课2学时

教学内容:物质代谢、能量代谢和信息代谢的主要形式,ATP是生物能的主要载体。

教学目的:要求学生掌握新陈代谢的概念、分类及特点,合成和分解代谢的主要特点,ATP的结构式及其在能量代谢中的作用;了解新陈代谢的调节和研究方法,常见高能化合物的种类。

重点:新陈代谢的概念及特点,ATP的结构式及其在能量代谢中的作用。

难点:ATP作为生物能的主要载体在能量代谢中的作用。

讲授方法:多媒体教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

19-20糖酵解和柠檬酸循环 讲课5学时

教学内容:糖代谢的两个最基本途径,包括糖酵解作用和柠檬酸循环。

教学目的:要求学生掌握糖酵解和柠檬酸循环的全部反应以及酶促反应机理。

重点:糖酵解作用和柠檬酸循环

难点:糖酵解作用和柠檬酸循环的调节机理

讲授方法:多媒体教学,讨论式教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

21氧化磷酸化和光合磷酸化作用 讲课5学时

教学内容:氧化磷酸化的概念和基本原理;光合作用的场所,光反应和暗反应的作用机制。

教学目的:要求学生掌握呼吸电子传递链的组成和电子传递机制,化学渗透学说,氧化磷酸化的机制,光合电子传递链的组成和电子传递机制以及光合磷酸化的机理,还原性戊糖磷酸循环反应;了解线粒体的结构,NADH的穿梭机制,生物氧化与能量的产生和转移。

重点:呼吸电子传递链和氧化磷酸化的作用机制,光合电子传递链的组成和电子传递机制以及光合磷酸化的机理,还原性戊糖磷酸循环反应。

难点:化学渗透学说,NADH的穿梭机制,Rubisco酶的作用机理和调控机制。

讲授方法:多媒体教学,讨论式教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

22-24糖代谢的其他途径 讲课4学时

教学内容:糖代谢的其他途径包括戊糖磷酸途径和糖异生,糖原的分解和生物合成,其他糖的代谢途径。

教学目的:要求学生掌握,糖原的分解与合成;了解各种糖代谢的调节机制。

重点:戊糖磷酸途径和糖异生

难点:戊糖磷酸途径和糖异生的调节机理

讲授方法:多媒体教学,讨论式教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

25脂质的代谢 讲课4学时

教学内容:各种脂类的代谢和调节

教学目的:要求学生掌握脂肪酸的生物合成和分解;了解三脂酰甘油、磷脂和胆固醇的生物合成和分解

重点:脂肪酸的β-氧化和生物合成

难点:脂肪酸的β-氧化和生物合成的酶促反应机制

讲授方法:多媒体教学,讨论式教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

26-27氨基酸代谢 讲课2学时

教学内容:生物固氮作用,氨基酸的分解和生物合成过程,氨基酸衍生物的生物合成。

教学目的:要求学生掌握氨基酸分解和生物合成代谢的主要途径;了解氨基酸衍生物的生物合成,蛋白质与糖、脂代谢的相互关系。

重点:尿素循环。

难点:20种氨基酸的分解和生物合成具体反应。

讲授方法:多媒体教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

28核酸的降解和核苷酸代谢 讲课4学时

教学内容:核苷酸的生物合成和分解代谢。

教学目的:要求学生掌握生物体内嘌呤和嘧啶组成元素的来源,嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的合成和分解代谢;了解核苷酸的生物合成和分解代谢的调控机制。

重点:嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成和分解代谢。

难点:嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成途径的区别。

讲授方法:多媒体教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

30DNA的复制和修复 讲课6学时

教学内容:DNA复制和损伤修复。

教学目的:要求学生掌握原核生物DNA半保留复制和半连续复制的机制,DNA复制过程,以及各种酶和蛋白质在复制过程中的作用,各种损伤修复的概念,了解真核生物DNA复制过程。

重点:原核生物DNA半保留复制和半连续复制的机制,DNA复制过程。

难点:各种酶和蛋白质在复制过程中的作用,各种损伤修复的机制。

讲授方法:多媒体教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

32RNA的生物合成和加工 讲课6学时

教学内容:RNA的生物合成和转录后加工。

教学目的:要求学生掌握原核生物DNA指导下RNA合成过程中各种成分的作用以及详细的合成过程;了解真核生物RNA合成过程和逆转录的概念。

重点:原核生物RNA合成过程。

难点:各种RNA转录后加工过程,逆转录机制。

讲授方法:多媒体教学,讨论式教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

32蛋白质的生物合成 讲课6学时

教学内容:遗传密码的基础知识和蛋白质的生物合成。

教学目的:要求学生掌握遗传密码的基本特征,核糖体的结构,tRNA分子的三维结构和转运氨基酸的机制,蛋白质合成过程;了解蛋白质合成后修饰及运输。

重点:遗传密码的基本特征,蛋白质合成过程。

难点:遗传密码的简并性,蛋白质合成后修饰及运输。

讲授方法:多媒体教学,讨论式教学。

课后作业:习题,课程内容的自我总结

专题讲座 2学时

课程总结与习题课 2学时