发布时间 : 星期一 文章生物化学周丛照李卫芳2008 - 图文更新完毕开始阅读32d2db645901020207409c5d
实验一、基因调控网络动力学的理论建模与仿真 （12学时） 实验二、基因表达控制系统的人工重构与定量分析 （12学时） 实验三、基于数学模型的基因表达控制系统的设计和实验验证（12学时） 生物技术制药实验――重组人干扰素酵母菌的中试生产实验（共计40学时，与学院的中试车间合作完成） 4-2-4-3课程组织形式与教师指导方法 “基础生物化学实验”是生命科学学院大二学生的必修课程，该实验课程是由一个个独立的实验组成的，每个实验都由一位主讲教师负责，实验师负责仪器的维护，药品的定购及实验室常规维护，研究生助教负责试剂的配置，预实验的操作，学生在实验课前须交预习报告，指导教师讲解详尽的实验原理和操作步骤，实验过程中，指导教师时刻关注、规范学生的动手操作，保证每个实验都能达到很好的实验结果。 “高级生物化学与分子生物学实验”是生命科学学院大三学生的选修课程，该课程是围绕着葡萄糖异构酶GI的克隆、分离纯化和酶活鉴定而设计的，实验项目之间前后相关，前一个实验为下一个实验提供实验材料。 本实验过程中，指导教师从宏观角度指导学生实验。试剂的配置，实验的设置、分析都由学生自己安排设计，给同学们更多的自主性，培养大家的独立自主能力，教师和助教随时提供力所能及的帮助，经过该实验的训练，使学生们对一个完整的现代生物化学研究项目有一个系统的认识，激发大家对科学研究的兴趣。 “系统生物学”是面向交叉学科本科生而开设的选修课程，40-60人/年；“生物技术制药实验”是面向医药生物技术专业本科及硕士生而开设的选修课程，60人/年。这两门实验课程的开设，对高年级本科生和低年级研究生在进入课题研究前进行系统的实验操作技能及创新能力培养，为以后的研究工作打下坚实的基础。目前国内各高校尚无相关类型的高级实验课 29
程，本实验课程的建立，对于促进我校生命科学的人才培养，办出有特色的实验教学体系具有重要的意义。 4-2-4-4考核内容与方法 “基础生物化学实验”课的最终成绩完全由每一个实验的实验操作、实验结果和实验报告等综合因素而进行最终评定的。 “高级生物化学与分子生物学实验” ，“系统生物学”，“生物技术制药实验”主要目的教授学生运用一系列的方法完成一个综合实验项目，整个课程以学生独立设计为主，教师引导为辅，研究结果以论文形式提交，根据学生的实验结果，分析问题、解决问题的能力，以及论文的撰写水平来进行评定最终成绩。 4-3 教学条件（含教材选用与建设；促进学生自主学习的扩充性资料使用情况；配套实验教材的教学效果；实践性教学环境；网络教学环境） (1) 教材使用与建设 本课程教学五年前使用的是由我院吴赛玉主编的《简明生物化学》和李振刚主编的《分子遗传学》，现主要参考教材为王镜岩等主编的《生物化学》第三版和Leninger Principles of Biochemistry IV; Stryer’s Biochemistry 6th Edition，Peter J. Russell, Genetics 5th Edition。我们正着手酝酿根据本院学生的具体情况，组织相关教学人员，与高等教育出版社合作编写一套适应当今时代需要的生物化学理论课教材。同时，我们已着手收集素材，准备与科学出版社合作编写一套生物化学与分子生物学试题库。 (2) 扩充性资料使用情况： 30
1) 已完成《生物化学》课程的课件建设，并已上网共享。学生使用后普遍反映好，点击率高。据在线统计，2008年3月至5月点击率已超过8千人次。 2) 中科大生科院资料室有大量相关藏书、专业期刊和杂志，供学生借阅和查阅。 (3) 配套实验教材的教学效果： 我们根据本学院专业特点，编制了《普通化学实验指导》、《高级生物化学与分子生物学实验指导》等教学用书。这些实验指导书经过了5年的使用，不断改版，已形成了具有一定特色的教学内容，适合于我院学生的实验教学用书。我们拟编写具有显著特色的《系统生物学实验》和《生物技术制药实验》教材。 (4) 实践性教学环境： 目前学院有生物化学与分子生物学实验室2大间，总面积约为260 m2。1999年到2000年经世行贷款及学校配备资金投入约200万元，购置了一批先进的实验仪器，改善实验室条件，加强了实践教学的能力，学生的实验技能大大提高。为了进一步提高个性化的生物化学和分子生物学实验教学能力，学校2007年度又投入110万建成了使用面积为200 m2 的“高级生物化学与分子生物学实验教学中心”，用于开设自主设计的生物化学和分子生物学实验、系统生物学实验，以及与“医药生物技术实验基地”合作的医药生物技术中试实验的上游部分。 (5) 网络教学环境: 理论课和实验课课件，相关的网站，一些参考资料的电子版本均已上传至FTP和中国科学技术大学本科教学网络教学平台上。 学院有一个专门为本科生服务的计算机机房（配备有45台电脑），同时学校为所有的本科生宿舍安装了高速网线，因此同学们可以方便的通过网络下载课件、 31
补充资料，以及上传作业和进行网上讨论。 4-4 教学方法与手段（举例说明本课程教学过程使用的各种教学方法的使用目的、实施过程、实施效果；相应的上课学生规模；信息技术手段在教学中的应用及效果；教学方法、作业、考试等教改举措） (1) 合理地运用现代化教学手段 利用多媒体技术制作了《生物化学》教学课件，已完成电子教案的编写录入，上网供学生选用下载。课件中综合运用图表、文字、动画、影像和三维立体结构，以阐述生物化学的基本概念，展示生物大分子的结构与功能，描绘代谢活动的分子过程。例如在讲解Paul Boyer提出的“Rotational catalysis mechanism”内容时，我们先讲解FoF1 complex的三维结构，再讲解质子的流动带动γ subunit的旋转，再引起β subunit构象发生改变从而进行ATP的合成，即质子的电化学势差→γ subunit的旋转能→ATP化学能。介绍完这些基本概念，再放一段有关ATP synthase合成ATP和水解ATP的动画录像，最后为了更详细地说明β subunits不会因γ subunit的旋转而旋转，而是三个β亚基分别发生了构象改变，还让四个学生上台表演，A学生站在中间扮演γ subunit，三学生（B、C、D）在外侧，当A学生蹦一下（120 O），撞击到B学生，B、C、D构象发生改变，A再蹦一下（120O），撞击到C学生, B、C、D构象相应发生改变---如此反复，即A旋转一圈，B、C、D subunit分别发生了3次构象改变（open, loose, tight）, 共生成3个ATP。最后再讲解如何用实验的方法来证实这一假说的…… 通过这样的讲解流程，学生们不再觉得“Rotational catalysis mechanism”的假说晦涩难懂，而是觉得非常有趣，对于分子机器亦有了更深一步的认识。 32