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教学体系

教学体系

1.实验教学体系

    实验中心按照理论知识同实践教学紧密结合的原则,科学地设置实验项目,已经形成了适应学科发展特点的、系统和科学的课程体系,取得了十分显著的实验教学效果。目前实验教学中心设置的实验教学内容如下:

基础实验教学——生物化学实验、微生物学实验、分子生物学实验、微生物生理与遗传学、细胞生物学共5门基础实验课程;

综合设计型实验——生物工程专业实验、生物技术专业实验、制药工程专业实验、生物分离专业实验;

创新实验和工程实践平台——搭建创新实验基地和工程实践教学基地。

   这些实验课程体系具有既相对独立又互相渗透的特点(如图所示),在基础实验项目的基础上通过提高型和创新型实验项目实现交叉和组合,通过专业综合实验来培养锻炼设计实验的能力和科学探索与创新的精神。通过创新实践活动,提高学生的创新思维能力和工程实践能力。

2. 人才培养模式
   生物类实验教学中心是以化学工程与技术一级学科为基础,依托我校在发酵工程与酶工程等领域的学科优势,提出了以科技实践能力培养为主的“3+1”的人才培养模式,即在前“3”年强调基本概念、理论及研究问题的基本方法和思路。在最后“1”年,丰富和拓宽实践环节,开设系列以实践环节和科学研究为主的创新性训练,进一步加强实践能力和创新素质的培养。在“3+1”的人才培养模式不断探索与实践的基础上,不断强化实践环节,增强创新意识,不断充实和完善学生的实践教学环节。建设方案如下:
1)建设一流的生物类教学实验室先进的设备仪器和实验室管理,高水平的实验教学师资队伍,模块式分层次的实验体系;科研的成果与教学内容相融,科学研究方法与实验教学方法互通等手段,建设一流的教学实验室,为学生打下了坚实的实验操作基础。
(2)加强创新能力培养,建立创新实践基地
为加强学生的创新实践能力,北京化工大学生命学院2002年建立了创新实践基地,设置创新活动基金,用于学生的创新实践活动。
(3)强化工程实践能力,建设工程实践基地
通过中试实践基地建设和参加有产业背景的实际性课题,使学生接受实际的工程与科研的训练,使学生工程实践能力和实际解决问题的能力达到了大幅度提高。通过教学、科研和工程实践的结合,进一步加强对学生探索精神、科学思维、实践能力和创新能力的培养,多方位、多渠道、多形式地为学生提供了学术创新与工程实践的机会与条件。将传授知识、培养能力和提高素质为一体,在创新人才培养中发挥重要作用果。
3.实验教学内容

   重点加强了教学实验室的建设工作,根据学科特点,以现代化管理、规范化教学、高层次建设为理念,系统规划和改革了“生物类专业”的学科基础和专业实验课程体系。设置了三平台四模块实验课程体系:化学基础实验、生物基础实验、工程基础实验,即三平台实验体系。专业综合实验中设置了发酵工程、制药工程、分离工程、酶工程,即四模块实验。实验教学体系呈金字塔型结构,具有基础宽厚、层次分明、循序渐进的特点。实验课程体系如下表所示。 

 实验教学体系

教学体系 课程 专业类别
生物工程 制药工程 生物技术 环境工程
基础与技能 生物化学实验
微生物学实验
分子生物学实验  
微生物生理与遗传实验  
细胞生物学实验  
综合性实验 生化工艺实验  
制药工程专业实验      
生物技术大实验      
生化分离实验  
创新性研究与实践 本科生创新试验平台  
  本课生实践教学基地  

            注:★必修,☆选修

 

    目前实验中心开设有98个实验项目,分为选修实验和必修实验。实验类型包括基本型、提高型和研究创新型。实验内容涵盖了生物化学、微生物学、基因工程、分子生物学、微生物生理与遗传学、酶工程与蛋白质工程、生物工艺学、生物分离工程、生物反应工程、药物化学、药物分析、药剂学、制药工艺学等课程内容。有提高型实验的课程门数占实验课程总门数的比例为100%。

实验项目与内容提要

课程名称 实验项目名称 实验类别 实验类型 内容提要 实验时数 每组人数
生物化学实验 糖的提取及3,5二硝基水杨酸比色定糖法 技术基础 综合 分析天平、恒温水浴和分光光度计的使用,标准曲线制作,样品中总糖和还原糖测定。 5 1
卵磷脂的提取和鉴定 技术基础 验证 卵黄中卵磷脂制备及定性 4 1
总氮量的测定-微量凯氏定氮法 技术基础 验证 样品的消化、蒸馏和滴定,凯氏定氮仪使用。 5 1
酪蛋白质制备及双缩脲法测定蛋白质含量 技术基础 综合 离心机和分光光度计的使用。从牛奶中制备酪蛋白,双缩尿试剂测定酪蛋白含量。 5 1
盘状聚丙烯酰胺凝胶电泳分离血清蛋白质 技术基础 验证 电泳仪的使用。凝胶的制备、加样、电泳、剥胶、染色及脱色。 5 2
凝胶层析法分离蛋白质 技术基础 技术性 部分收集器,恒流泵的使用。及层析柱装柱,加样,洗脱。 4 2
凝胶层析法测定蛋白质分子量 技术基础 综合 部分收集器,恒流泵及层析柱的使用。装柱,加样,洗脱。 6 2
酵母RNA的提取与地衣酚显色测定 技术基础 综合 离心机和分光光度计使用。RNA提取,标准曲线制作,RNA含量测定。 4 1
质粒DNA的微量制备(碱裂解法) 技术基础 验证 高速台式离心机、水浴及微量进样器使用。碱法制备纯化细菌质粒。 4 1
DNA的限制性内切酶及琼脂糖凝胶电泳 技术基础 综合 水浴及电泳仪使用。质粒DNA限制性酶切,电泳。电泳谱带观察。 4 1
蛋白酶活力测定 技术基础 综合 标准曲线制作,细菌中性蛋白酶制备,酶活力测定。 4 1
发酵过程中无机磷、糖的利用及乙醇测定(选做) 技术基础 设计 酵母发酵过程中磷和糖消耗的定性定量检测,乙醇含量的测定。 5 1
微生物学实验 培养基的制备 技术基础 综合 掌握培养基制备的程序,了解成分配比的原则,学习几类培养基原理及配制。 4 1
培养基的灭菌 技术基础 综合 了解高压蒸汽、干热、紫外灭菌基本原理,掌握所用的仪器的使用,学会灭菌的方法。 4 1
人体表面与环境微生物监测 技术基础 验证 从周围环境和体表各部分取样,使学生建立“微生物无处不在”的概念,初步体会环境卫生和无菌技术的重要性。 4 1
菌种分离纯化及平板菌落计数 技术基础 综合 从混杂的微生物群体中获得只含有某一种或某一株微生物,这一技术是微生物菌种分离的技术基础。学习无菌操作、稀释分离、混合倒平板技术及平板菌落计数原理和方法。 4 1
普通光学显微镜的使用及简单染色 技术基础 验证 熟悉显微镜,掌握显微镜的使用方法。学习微生物涂片、简单染色的基本技术。掌握油镜的使用方法。 4 1
微生物的革兰氏染色及芽孢染色 技术基础 综合 巩固显微镜的使用技术,根据微生物中的细菌细胞壁的结构特点,学习并掌握革兰氏染色的原理及方法。 4 1
显微测微、显微计数、微生物形态观察 技术基础 综合 学习并掌握用测微尺测定微生物大小,增强对为生物细胞大小的感性认识。学习掌握用血球计数板进行显微计数的操作。学习掌握观察放线菌、霉菌、酵母菌形态的基本方法,观察酵母细胞的出芽生殖,学习区分酵母死活细胞的方法。了解各类菌的形态特征。 4 1
微生物的生理生化实验(1 技术应用 设计 了解IMViC与硫化氢反应的原理及其在肠道菌鉴定中的意义和方法    
微生物的生理生化实验(2 技术应用 设计 通过细菌对大分子物质的水解、糖发酵实验等鉴定肠道菌的不同生化反应实验,证明不同的细菌分解代谢的最终产物的不同和生化功能的多样性。 4 1
化学因素对微生物的影响。 技术应用 设计 了解常用的化学消毒剂对微生物的作用。 4 1
水中大肠菌群和细菌总数的检测。 技术基础 综合 学习水样采取方法和水中大肠菌群和细菌总数检测的方法。 4 1
紫外线诱变育种及抗药性突变株分离、食用菌菌种的分离 技术应用 设计 通过实验观察了解紫外线对大肠杆菌的诱变效应,并掌握诱变剂量及基本的诱变方法。学习用梯度平皿法分离抗药性突变株。了解食用菌菌种分离方法。 4 1
噬菌体分离检查与效价测定 技术应用 综合 了解噬菌体分离检查手段,学习噬菌体效价测定的基本方法。 4 1
自设 实验 技术应用 设计 在学时和实验室条件许可的范围内,发挥同学的积极性,自己设计实验题目,与老师讨论确定实验方案。强化学生的科研意识,培养他们树立正确的思维理念。 5~7  
分子生物学实验 质粒DNA的提取 技术基础 综合 掌握质粒DNA提取的程序,了解碱裂解法提取质粒DNA的原理 6 2
琼脂糖凝胶电泳检测DNA 技术基础 综合 掌握琼脂糖凝胶配制的方法,掌握电泳检测DNA质粒DNA的方法,掌握通过琼脂糖凝胶电泳分析质粒DNA提取效果的方法,了解琼脂糖凝胶电泳分离质粒DNA的原理, 4 2
聚合酶链式反应(PCR)扩增目标基因 技术基础 设计 掌握聚合酶链式反应(PCR)扩增目标基因的基本技术操作,了解掌握聚合酶链式反应(PCR)扩增目标基因的原理,熟悉PCR仪的使用。 4 2
目标基因的回收 技术基础 综合 掌握冻融法回收DNA片段的基本操作,了解回收DNA片段的方法和原理 6 2
重组质粒载体的构建 技术基础 设计 掌握质粒载体与外源基因连接的基本操作,了解影响外源基因和载体连接效果的因素。 4 2
大肠杆菌感受态细胞的制备 技术基础 综合 掌握制备大肠杆菌感受态细胞的基本操作,了解大肠杆菌感受态形成的生理过程,了解操作过程中的注意事项。 4 2
外源质粒载体的转化大肠杆菌及重组克隆的鉴定 技术基础 综合 掌握外源DNA转化大肠杆菌感受态细胞的基本操作,掌握如何鉴别重组克隆菌体,了解外源DNA进入大肠杆菌细胞的微观过程,了解重组克隆的鉴定原理。 8 2
外源基因在大肠杆菌中的诱导表达 技术基础 设计 掌握诱导外源DNA在大肠杆菌中表达的基本操作,了解诱导物诱导基因表达的原理。 4 2
蛋白质SDS-PAGE电泳及其结果分析 技术应用 设计 掌握SDS-PAGE凝胶配置和电泳的基本操作,了解SDS-PAGE电泳分离蛋白质的基本原理,学习SDS-PAGE电泳结果的分析方法。 8 2
微生物生理遗传实验 柠檬酸盐实验 技术基础 验证 检测细菌利用柠檬酸的能力 33 2
过氧化氢酶实验 技术基础 验证 检测细菌是否具有过氧化氢酶活性 3 2
苯丙氨酸脱氨酶实验 技术基础 验证 测试细菌分解苯丙氨酸脱氨作用 3 2
从自然界分离产淀粉酶菌株 技术应用 综合 在自然土壤中分离微生物,使之在淀粉培养基中生长,检测其分解淀粉能力,筛出相关菌株 4 2
利用紫外线诱变筛选菌种 技术应用 综合 学习筛选检出和鉴定突变株的方法 4 2
酵母菌单倍体原生质体融合实验 技术应用 综合 学习并掌握以酵母菌单倍体为材料的原生质体融合的操作方法 6 2
酵母细胞固定化实验 技术应用 综合 了解固定化酶及微生物细胞固定化的原理 7 2
细胞生物学实验 显微镜的使用、切片观察及绘图 技术基础 综合 了解显微镜的构造,掌握显微镜的使用方法,了解切片的制作过程,学习和掌握生物绘图的要求和方法。 4 1
植物细胞的基本形态与结构 技术基础 验证 熟练使用光学显微镜观察植物的细胞,并能在显微镜下辨认植物细胞的各部分显微结构,掌握植物细胞的基本结构。学会制作植物表皮、果肉等临时装片。 4 1
叶绿素的提取、分离及理化性质 技术基础 验证 以植物叶片组织为材料,提取叶绿体色素;以纸层析法分离其成分;鉴定叶绿体色素的理化性质,有助于对其生理功能的理解。 3 2
植物细胞死活的鉴定和植物组织渗透势的测定 技术基础 综合 利用细胞质壁分离现象验证植物细胞的死活及测定植物组织的渗透势,理解植物组织水势的组成及发生质壁分离现象的条件。 3 1
人血细胞形态观察、红细胞计数及ABO血型鉴定 技术基础 设计 学习掌握用血球计数板进行显微计数的操作,观察红细胞凝集现象,掌握人ABO血型鉴定的原理,了解血细胞形态和数量及人ABO血型鉴定对于临床检验的重要意义。 3 2
人类X染色质标本的制备 技术基础 综合 学习并掌握人类X染色质标本的制备方法,学习显微镜油镜的使用方法,了解人类X染色质的临床意义。 3 1
植物细胞微丝的染色及形态观察 技术基础 综合 学习并掌握用考马斯亮蓝R250进行蛋白染色的方法,了解目前观察细胞骨架的主要技术手段。 3 1
差速离心法分离细胞和细胞器 技术应用 综合 学习并掌握离心法分离细胞及细胞器的方法,学习分离细胞器的形态学及酶学检测与鉴定。 3 1
细胞融合实验 技术应用 设计 了解细胞融合的方法,学习和掌握化学融合剂PEG介导的细胞融合技术及融合率计算方法。 3 1
植物细胞有丝分裂 技术应用 验证 认识植物细胞分裂的过程,学习观察植物细胞分裂的基本方法。 3 1
生化分离实验 酒石酸亚铁分光光度法测定茶多酚 技术基础 验证 掌握分光光度计的使用方法及原理;学会用酒石酸亚铁分光光度法测定茶多酚含量的具体方法。 4 2月3日
微波萃取、超声萃取和常规提取茶多酚的工艺比较 技术基础 综合 通过茶多酚的提取,了解微波萃取和超声萃取的原理和方法;三种萃取方法进行实验比较,评述其优缺点。 4 2月3日
茶多酚提取液的浓缩分离 技术基础 综合 通过茶多酚提取液的离心,抽滤,浓缩,掌握分离的基本操作方法。 4 2月3日
采用离子交换树脂去除L-乳酸发酵液中的盐离子 技术基础 综合 了解离子交换树脂的结构特点和吸附机制;掌握离子交换树脂分离去除L-乳酸发酵液中的脱盐方法。 4 2月3日
用超滤技术浓缩和分离牛血清白蛋白BSA 技术基础 验证 了解超滤技术的基本原理和操作方法; 8 2月3日
掌握超滤膜水通量和截流率的测定方法;
以BSA为实验对象,研究超滤过程中超滤速度随透出液体积而变化的规律;
了解膜污染的形成原因及解决方法。
大网格树脂吸附法精致茶多酚 技术基础 综合 了解大网格吸附树脂的结构特点和吸附机制  4 1
掌握大网格吸附树脂分离提取茶多酚的操作方法
凝胶层析法分离蛋白质并测定蛋白质分子量 技术基础 技术性 掌握凝胶层析法的基本原理、及分离特点,了解洗脱方法。 4 1
喷雾干燥法干燥茶多酚 技术基础 综合 了解喷雾干燥技术的基本原理与操作方法, 4 1
自设 实验 技术应用 设计 在学时和实验室条件许可的范围内,发挥同学的积极性,自己设计实验题目,与老师讨论确定实验方案。强化学生的科研意识,培养他们树立正确的思维理念。 4 不定
生物技术大实验 降解纤维素菌株的分离及酶活的测定 技术应用 综合 学生自己设计实验从土壤中分离出具有降解纤维素能力的微生物,并测定分离出菌种的纤维素酶活性。学生在本实验中药独立的设计实验,配置所需药品,撰写实验设计报告。 10 2
CTAB法制备小量细菌基因组DNA 技术应用 综合 从基因组DNA和质粒DNA提取方法的差别使学生了解不同的核酸在化学性质上的差别,理解不同分离方法主要技术特点,掌握CTAB法制备小量细菌基因组DNA的技术操作。 10 2
固定化酶催化生产生物柴油 技术应用 综合 学生结合所学生物化学和物理化学知识,设计固定化酶催化生产生物产油的实验流程,了解固定化酶生产生物产油的基本原理,掌握无纺布固定酶的方法、气相色谱的使用方法。 10 2
海藻酸钙固定化细胞生产乙醇 技术应用 综合 在学时和实验室条件许可的范围内,学生自己设计实验题目,经讨论确定实验方案,通过实验使学生掌握海藻酸钙固定化酶的基本技术。 10 2
芦丁黄酮的提取及测定 技术基础 综合 了解黄酮类物质的性质,了解液相色谱分离物质的原理和应用范围,学习芦丁黄酮的提取方法和液相色谱的使用方法。 10 2
生化工艺实验 pH电极、溶氧电极的标定和使用; 专业 综合 学习发酵罐pH电极、溶氧电极的标定方法、步骤、注意事项和使用方法; 3 10
发酵过程的原理和操作; 专业 综合 了解熟悉发酵的过程操作作,包括配料、灭菌、接种、上罐、发酵、终止等各单元; 5 10
发酵系统的组成原理和操作; 专业 综合 学习发酵系统的通气系统、搅拌系统、温控系统等的原理和操作规程; 3 10
计算机监控系统的原理和操作; 专业 综合 学习发酵监控系统的组成、原理和软件的使用; 3 10
发酵过程的参数检测和控制 专业 综合 学习菌体浓度、残糖浓度、酶活浓度、蛋白浓度等生物参数的检测和pH、溶氧、补料等参数的控制; 8 10
发酵液的预处理工艺 专业 综合 学习发酵液预处理的原理及操作; 3 10
固液分离单元操作; 专业 综合 学习发酵液的固液分离原理和实验; 3 10
细胞的破碎 专业 综合 1、了解和掌握用超声波组织匀浆仪破碎细胞的原理和操作; 3 10
2、了解掌握用有机溶剂破碎细胞的方法和操作
酶活的测定 专业 综合 学习酶活的原理及操作。 3 10
蛋白质的测定 专业 综合 学习考马斯亮蓝法测定蛋白质含量的原理和操作方法; 4 10
蛋白酶的粗提 专业 综合 1、掌握等电点沉淀法及有机溶剂沉淀法沉淀蛋白质; 4 10
2、熟悉多级沉淀纯化蛋白酶的方法。
超滤法纯化蛋白酶及超滤膜的性能测试 专业 综合 1、掌握超滤法的原理 4 10
2、学习超滤的装置的组成及操作方法
3、掌握超滤法纯化蛋白酶的方法
制药工程专业实验 片剂的制备及质量评定 专业 综合 掌握片剂的制备方法及其对片剂质量的控制 6 2~3
缓释剂的制备及其释放度的测定 专业 综合 掌握缓释剂的制备方法及其对质量的控制方法 6 2~3
NN-二乙胺基乙醇己酸酯的合成 专业 综合 掌握药物合成的基本操作,如柱层析,TLC 12 2~3
1-苯乙胺的拆分 专业 综合 掌握手性药物拆分的基本原理,拆分方法,掌握重结晶的方法 12 2~3
卢丁黄酮的提取 专业 综合 掌握中药提取的基本原理方法 6 2~3
卢丁中黄酮等成分的HPLC分析 专业 综合 掌握中药质量控制的基本方法及HPLC的使用方法 6 2~3
工程菌发酵生产人胰岛素 专业 综合 掌握发酵过程控制的基本方法及发酵罐的使用方法 10 2~3