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文檔簡介

生物工程綜合實驗課程教學(xué)大綱課程編號:10031290課程名稱:生物工程綜合實驗/BioengineeringComprehensiveExperiment課程屬性:必修實驗屬性:獨立設(shè)課開課學(xué)期:6學(xué)時:48適用專業(yè):生物工程學(xué)分:1.5開課部門:化學(xué)與生物工程學(xué)院考核要求:考查課程簡介:本課程實驗包括《酶工程》、《基因工程》和《發(fā)酵工程》相關(guān)的實驗,通過生物工程綜合實驗的教學(xué),使學(xué)生了解并初步掌握酶工程、基因工程和發(fā)酵工程實驗的基本操作技術(shù),使學(xué)生對現(xiàn)代生物工程的上、中、下游技術(shù)有一個完整的理解;同時通過實驗培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。一、實驗項目設(shè)置及學(xué)時分配項目編號實驗項目名稱實驗類型開出要求學(xué)時分配產(chǎn)淀粉酶菌株的快速篩選設(shè)計性必做6液化型淀粉酶活力及比活力測定綜合性必做4酵母蔗糖酶的部分純化與酶活測定驗證性必做3蔗糖酶包埋及固定化酶活測定驗證性必做3產(chǎn)淀粉酶的細(xì)菌總DNA的提取設(shè)計性必做6PCR技術(shù)擴增產(chǎn)淀粉酶細(xì)菌16SrDNA綜合性必做6瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA驗證性選做4DNA重組與轉(zhuǎn)化綜合性選做6外源基因在大腸桿菌細(xì)胞中的表達綜合性選做6亞硫酸鹽氧化法測定溶氧體積傳遞系數(shù)驗證性必做3發(fā)酵罐原理與操作實驗驗證性必做3采用小型發(fā)酵罐分批培養(yǎng)酵母菌(或大腸桿菌)及其動力學(xué)參數(shù)的檢測綜合性必做10玉米淀粉的液化與糖化綜合性選做5固態(tài)發(fā)酵實驗-根酶固體糖化曲的制備設(shè)計性選做5學(xué)時總計48二、實驗內(nèi)容及教學(xué)要求實驗項目1:產(chǎn)淀粉酶菌株的快速篩選1、教學(xué)內(nèi)容1)學(xué)習(xí)和掌握分離目的酶菌株的基本原理。2)學(xué)習(xí)和掌握快速篩選淀粉酶菌株的篩選方法。2、教學(xué)目標(biāo)(1)了解淀粉酶的種類(2)掌握淀粉酶的測定方法,并熟悉淀粉酶的各種測定方法(3)掌握淀粉酶誘快速篩選的技術(shù)實驗項目2:液化型淀粉酶活力及比活力測定1、教學(xué)內(nèi)容熟悉并掌握測定液化型淀粉酶活力的原理和方法。2、教學(xué)目標(biāo)(1)液化型淀粉酶(即α-淀粉酶)能催化淀粉水解成小分子的糊精和少量麥芽糖和葡萄糖。(2)認(rèn)識酶活力測定過程中所要注意的事項(3)掌握以碘的呈色來測定水解作用的速度,從而衡量酶活力的大小。實驗項目3:酵母蔗糖酶的部分純化與酶活測定1、教學(xué)內(nèi)容酵母中含有豐富的蔗糖酶,本實驗以酵母為原料,通過破碎細(xì)胞方式得到粗酶,并用熱變性法除雜蛋白純化。2、教學(xué)目標(biāo)了解酶的純化方法。實驗項目4:蔗糖酶包埋及固定化酶活測定1、教學(xué)內(nèi)容(1)海藻酸鈉在遇到Ca2+時成膠,從而把酶包埋在其中。(2)除了凝膠包埋法,思考還有哪些包埋方法,它們的原理是什么。2、教學(xué)目標(biāo)(1)掌握凝膠包埋法的原理及固定化酶活測定方法(2)學(xué)習(xí)海藻酸鈣包埋固定化酶的方法實驗項目5:產(chǎn)淀粉酶的細(xì)菌總DNA的提取教學(xué)內(nèi)容:產(chǎn)淀粉酶的細(xì)菌總DNA的提取教學(xué)目標(biāo):(1)了解提取DNA的方法方法(2)熟悉SDS法提取細(xì)菌的總DNA方法(3)掌握產(chǎn)淀粉酶的細(xì)菌總DNA的提取的原理實驗項目6:PCR技術(shù)擴增產(chǎn)淀粉酶的細(xì)菌16SrDNA序列教學(xué)內(nèi)容:PCR技術(shù)擴增產(chǎn)淀粉酶的細(xì)菌16SrDNA序列教學(xué)目標(biāo):(1)學(xué)習(xí)PCR擴增細(xì)菌16SrDNA序列方法(2)熟悉SDS法提取細(xì)菌的總DNA方法(3)掌握PCR基本操作技術(shù),以及瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)實驗項目7:瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA教學(xué)內(nèi)容:瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA教學(xué)目標(biāo):(1)了解定性和定量檢測DNA測定方法(2)熟悉瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA技術(shù)方法(3)掌握瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA原理實驗項目8:重組DNA和轉(zhuǎn)化教學(xué)內(nèi)容:淀粉酶的固定化及其酶活性質(zhì)測定教學(xué)目標(biāo):(1)了解酶的固定化及酶活測定方法(2)熟悉凝膠包埋法及固定化酶活測定方法(3)掌握凝掌握重組DNA和轉(zhuǎn)化的技術(shù)實驗項目9:外源基因在大腸桿菌中的誘導(dǎo)表達和檢測教學(xué)內(nèi)容:外源基因在大腸桿菌中的誘導(dǎo)表達和檢測教學(xué)目標(biāo):(1)了解外源基因在原核細(xì)胞中表達的特點和方法(2)熟悉選擇標(biāo)記法檢測外源基因在原核細(xì)胞中表達的特點和方法方法(3)掌握藍(lán)白斑篩選外源基因在原核細(xì)胞中表達的原理實驗項目10:亞硫酸鹽氧化法測定溶氧體積傳遞系數(shù)教學(xué)內(nèi)容:亞硫酸鹽氧化法測定溶氧體積傳遞系數(shù)教學(xué)目標(biāo):(1)了解亞硫酸鹽氧化法測定溶氧體積傳遞系數(shù)的意義(2)熟悉亞硫酸鹽氧化法測定溶氧體積傳遞系數(shù)的原理(3)掌握亞硫酸鹽氧化法測定溶氧體積傳遞系數(shù)的方法實驗項目11:發(fā)酵罐原理與操作實驗教學(xué)內(nèi)容:發(fā)酵罐原理與操作實驗教學(xué)目標(biāo):(1)了解發(fā)酵罐的基本構(gòu)造(2)熟悉發(fā)酵罐的工作原理(3)掌握機械攪拌式發(fā)酵罐的使用方法實驗項目12:采用小型發(fā)酵罐分批培養(yǎng)酵母菌(或大腸桿菌)及其動力學(xué)參數(shù)的檢測教學(xué)內(nèi)容:采用小型發(fā)酵罐分批培養(yǎng)酵母菌(或大腸桿菌)及其動力學(xué)參數(shù)的檢測教學(xué)目標(biāo)(1)了解大腸桿菌培養(yǎng)過程的代謝變化。(2)掌握大腸桿菌培養(yǎng)過程動力學(xué)參數(shù)的測定和計算方法。實驗項目13:玉米淀粉的液化與糖化教學(xué)內(nèi)容:玉米淀粉的液化與糖化教學(xué)目標(biāo):(1)了解玉米淀粉的液化與糖化的意義(2)熟悉玉米淀粉的液化與糖化的原理(3)掌握玉米淀粉的液化與糖化的方法實驗項目14:固態(tài)發(fā)酵實驗-根酶固體糖化曲的制備教學(xué)內(nèi)容:固態(tài)發(fā)酵實驗-根酶固體糖化曲的制備教學(xué)目標(biāo)(1)了解淺盤固態(tài)發(fā)酵的意義(2)熟悉淺盤固態(tài)發(fā)酵的工藝流程(3)掌握糖化曲的制備方法以及糖化酶活力的測定方法三、考核方式及要求考查,分值中酶工程35%,基因工程30%,發(fā)酵工程30%;其中平時成績占40%,實驗報告成績占60%,實驗總成績=平時成績*40%+實驗報告成績*60%。四、主要儀器設(shè)備及實驗材料項目編號實驗項目名稱主要儀器設(shè)備及臺(套)數(shù)實驗材料備注液化型淀粉酶活力及比活力測定恒溫培養(yǎng)箱、水浴鍋、離心機、冰箱、分光光度計等a-淀粉酶、碘化鉀等產(chǎn)淀粉酶菌株的快速篩選超凈工作臺1臺、高壓滅菌鍋1臺、天平、pH計、恒溫震蕩培養(yǎng)箱等RBV-Starch(Sigma)等酵母蔗糖酶的部分純化與酶活測定天平、pH計、干酵母蔗糖酶包埋及固定化酶活測水浴鍋、離心機、冰箱、分光光度計等干酵母產(chǎn)淀粉酶的細(xì)菌總DNA的提取恒溫培養(yǎng)箱、冷藏柜、冷凍干燥機、血球計數(shù)板、過濾裝置、加熱裝置、盛奶容器細(xì)菌菌種(采用嗜熱菌)、Tris飽和酚一瓶,氯仿一瓶,十六烷基三甲基溴化銨CTAB一瓶,器2.5微升2支,氨芐青霉素8支,SDSPCR技術(shù)擴增產(chǎn)淀粉酶細(xì)菌16SrDNA高速組織搗碎機、解剖刀、鑷子、剪刀、燒杯、離心機、漏斗、紗布、棉線、移液管、玻璃棒、透析袋移液器10微升2支,移液細(xì)菌16SrDNA擴增通用引物:F8(5AGAGTTTGATCCTGGCTCAG一3’)和R1513(5’一ACGGHTACCTTGTTACGACTT一3’);TaqPCRMasterMix試劑盒一盒,瓊脂粉eppendorf管(500個1.5ml)Tris(三羥甲基氨基甲烷)EDTA(已二氨四已酸),乙醇,氯仿-異戊醇溴酚藍(lán),胰蛋白胨,瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA電泳儀,低溫高速離心機,PCR儀紫外可見光分光光度計、試管、試管架、恒溫水浴、微量吸管、移液器DNA10aker2000,酵母粉,瓊脂糖(5g)DNA染色劑---GeneFindeDNA重組與轉(zhuǎn)化紫外可見光分光光度計、試管、試管架、恒溫水浴、微量吸血管電泳儀,低溫高速離心機試大腸桿菌DH5a菌株一管;瓊脂糖10g,溴酚藍(lán),一次性手套,4SRedPlus核酸染色劑;限制性內(nèi)切酶BamH〡T4DNA連接酶DNAmarker2000;T-載體PCR產(chǎn)物克隆試劑盒劑盒外源基因在大腸桿菌細(xì)胞中的表達恒溫水浴、微量吸血管電泳儀,低溫高速離心機吸頭二包(500個配200μl,500個配20μl)及配合的塑料盒10個IPTG異丙基-硫代-β-D-半乳糖苷,X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷),氨芐青霉素,二甲基甲酰胺亞硫酸鹽氧化法測定溶氧體積傳遞系數(shù)搖床小型發(fā)酵罐亞硫酸鈉硫酸銅碘量瓶硫代硫酸鈉淀粉重鉻酸鉀發(fā)酵罐原理與操作實驗小型發(fā)酵罐酵母粉硫酸銨磷酸氫二鉀磷酸二氫鉀葡萄糖硫酸鎂采用小型發(fā)酵罐分批培養(yǎng)酵母菌(或大腸桿菌)及其動力學(xué)參數(shù)的檢測小型發(fā)酵罐分光光度計離心機酵母菌(或大腸桿菌)、麥芽汁葡萄糖玉米漿尿素液化的玉米粉糖化液硫酸銨玉米淀粉的液化與糖化小型板框過濾機烘箱水浴鍋分光光度計淀粉酶糖化酶玉米粉固態(tài)發(fā)酵實驗-根霉固體糖化曲的制備生化培養(yǎng)箱分光光度計根霉麩皮土豆五、教材及參考書1、郭勇主編,《酶工程(第四版)》科學(xué)出版社,2017年2、由德林主編,《酶工程原理》科學(xué)出版社,2011年3、王貴學(xué)主編,《生物工程綜合大實驗》,科學(xué)出版社,2012年4、杜昌升主編,《分子生物學(xué)和基因工程實驗》,清華

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