生物技术专业生物技术概论教学大纲.docx
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生物技术专业生物技术概论教学大纲
楚雄师范学院化学与生命科学学院
生物技术专业《生物仪器分析》(理论)课程
教学大纲
一、课程基本信息
课程代码:
032207009
课程中文名称:
生物仪器分析
课程英文名称:
ChemicaoIndustryPress
课程性质:
专业限选选课
使用专业:
生物技术专业
开课学期:
第六学期
总学时:
理论36学时,实验18学时
总学分:
3学分
预修课程:
植物生物学、动物生物学、无机化学、有机化学、物理学
课程简介:
《生物仪器分析》是生物技术专业选修课,总学时54,学分3,理论36学时,实验18学时。
该门课程理论教学主要介绍了常用生物仪器的基本类型、基本特点、基本原理、基本使用方法。
内容涉及生物样品的预制备、细胞生物学新型研究技术与设备、色谱技术及其相关设备、光谱技术与光谱仪、波谱技术及核磁共振仪、质谱技术与质谱仪、色谱波谱联用技术、分子生物学技术常用仪器设备等八章内容。
实践教学主要要求学生掌握气相色谱仪使用方法、紫外光谱仪使用方法、荧光光谱仪使用方法、原子吸收光谱仪使用方法、植物DNA、RNA提取、PCR仪使用、电泳仪使用、凝胶检测成象系统使用。
通过本门课程的教学,要求学生了解常用生物仪器的种类和相关知识,明确生物仪器的基本概念、基本原理,掌握生物仪器的基本使用方法和操作步骤。
教材建议:
徐金森主编《现代生物科学仪器分析入门》,化工出版社,北京:
2004第1版。
参考书:
1、北京大学化学系仪器分析教学组主编《仪器分析教程》,北京大学出版社:
1997-05-01。
2、何金兰、杨克让、李小戈编著《仪器分析原理》,科学出版社:
2002-8第1版。
3、田丹碧主编《仪器分析》,化学工业出版日期:
2004年9月。
4、苏克曼, 张济新主编《仪器分析实验》,高等教育出版社:
1994年6月。
二、课程性质、目的及总体教学要求
课程的基本特性:
《生物仪器分析》是生物技术专业选修课,总学时54,学分3,理论36学时,实验18学时。
课程的教学目的:
通过本门课程的教学,要求学生了解常用生物仪器的种类和相关知识,明确生物仪器的基本概念、基本原理,掌握生物仪器的基本使用方法和操作步骤。
实践教学主要要求学生掌握气相色谱仪使用方法、紫外光谱仪使用方法、荧光光谱仪使用方法、原子吸收光谱仪使用方法、植物DNA、RNA提取、PCR仪使用、电泳仪使用、凝胶检测成象系统使用。
课程的总体教学要求:
通过本门课程的教学,要求学生了解常用生物仪器的种类和相关知识,明确生物仪器的基本概念、基本原理,掌握生物仪器的基本使用方法和操作步骤。
实践教学主要要求学生掌握气相色谱仪使用方法、紫外光谱仪使用方法、荧光光谱仪使用方法、原子吸收光谱仪使用方法、植物DNA、RNA提取、PCR仪使用、电泳仪使用、凝胶检测成象系统使用。
三、章节教学内容与要求
课程性质:
《生物仪器分析》是生物技术专业选修课,总学时54,学分3,理论36学时,实验18学时。
课程目标:
通过本门课程的教学,要求学生了解常用生物仪器的种类和相关知识,明确生物仪器的基本概念、基本原理,掌握生物仪器的基本使用方法和操作步骤。
实践教学主要要求学生掌握气相色谱仪使用方法、紫外光谱仪使用方法、荧光光谱仪使用方法、原子吸收光谱仪使用方法、植物DNA、RNA提取、PCR仪使用、电泳仪使用、凝胶检测成象系统使用。
考核方式:
本门课程为考查,平时成绩30%,期末成绩70%。
教学进度与学时安排:
日
期
周
次
授课内容章节名称
课
堂
时
数
课
外
时
数
实习、实验和科学研究名称
或习题课、辅导课名称
课堂时数
课外时数
月
日
一
第一章生物样品的预制备
第一节组织匀浆机与破碎机
第二节液相和固相萃取装置
第三节旋转浓缩仪
第四节离心理论及超速离心机
第五节低温及超低温冻干与冷藏
2
1、简述组织匀浆机与破碎机、液相和固相萃取装置的基本结构、基本方法?
2、简述旋转浓缩仪、超速离心机、低温及超低温冻干与冷藏的基本结构、基本方法?
2
二
第二章细胞生物学新型研究技术与设备
第一节激光扫描共聚焦显微镜系统
2
1、简述激光扫描共聚焦显微镜的基本结构。
2
三
第二节流式细胞仪
2
2、简述流式细胞仪的基本原理。
3、简述FCM样品制备的主要步骤
2
四
第三章色谱技术及其相关设备
第一节色谱法原理
第二节气相色谱仪
2
1、简述HPLC主要参数及操作条件优化。
2、简述色谱法基本理论基本原理。
6
实验一、气相色谱仪使用方法
3
完成实验报告
五
第三节高效液相色谱仪
第四节超临界流体色谱仪
第五节高效毛细管电泳仪
2
3、简述超临界流体及其特性。
4、简述毛细管电泳基本操作条件及其优化。
6
实验二、紫外光谱仪使用方法
3
完成实验报告
六
第四章光谱技术与光谱仪
第一节电磁辐射的基本理论
第二节紫外—可见光谱仪
第三节红外光谱仪
2
1、简述UV-VIS光谱的特征。
2、简述UV-Vis光谱仪操作条件优化。
3、简述红外光谱法的基本原理。
七
第四节荧光光谱仪
第五节原子发射光谱仪
第六节原子吸收光谱仪
2
4、简述荧光分析方法的基本方法步骤。
5、分析原子吸收光谱仪操作中的干扰及其消除。
6
实验三、红外光谱仪使用方法
3
完成实验报告
八
第五章波谱技术及核磁共振仪
第一节核磁共振波谱基本原理
第二节核磁共振波谱仪
第三节13C的核磁共振波谱仪
2
1、简述核磁共振波谱仪的类型。
2、简述核磁共振波谱基本原理。
3、简述连续波NMR仪的使用方法及步骤。
6
九
第六章质谱技术与质谱仪
第一节质谱技术的基本原理
第二节质谱的基本结构
2
1、简述质谱仪的基本结构。
2、简述质谱技术的基本原理。
6
实验四、植物DNA提取
3
完成实验报告
十
第四节 质谱仪主要性能指标
第三节质谱图及其判读
第六节 生物质谱技术简介
2
3、简述质谱仪的使用方法及步骤。
5
实验五、植物RNA提取
3
完成实验报告
十一
第七章色谱·波谱联用技术
第一节气相色谱—质谱联用
第二节高压液相色谱—质谱联用
2
1、简述高压液相色谱—质谱联用的基本原理。
2、简述气相色谱—质谱联用的基本原理。
5
实验六、PCR仪、电泳仪及凝胶检测成象系统
3
完成实验报告
十二
第三节毛细管电泳色谱—质谱联用
第三节气相色谱—核磁共振波谱联用
2
3、简述毛细管电泳色谱—质谱联用方法及步骤。
4
十三
第五节高压液相色谱—核磁共振波谱联用
2
4、简述高压液相色谱—核磁共振波谱联用方法及步骤。
4
十四
第六节MS—MS联用技术
第七节其他联用技术
2
2
十五-
第七章分子生物学技术常用仪器设备
第一节电泳仪
第二节电泳仪的相关装置
2
1、简述电泳仪的类型、结构及特点。
2
十六
第四节PCR仪
第四节转基因仪
2
2、简述PCR仪的工作原理及使用方法
3、比较各种转基因仪的优缺点
2
十七
第五节基因差示系统
2
十八
考试
2
教学目的要求和内容
第一章生物样品的预制备(4学时)
教学目标:
通过本章的教学要求学生了解生物样品预制备的目的意义,明确生物样品的预制备的基本原理,掌握生物样品的预制备的基本方法。
教学重点:
生物样品的预制备的原理及基本方法。
教学难点:
生物样品的预制备的原理
教学内容:
第一节组织匀浆机与破碎机
教学目标:
通过本节的教学要求学生了解组织匀浆机与破碎机
的基本类型,明确组织匀浆机与破碎机的基本原理,掌握组织匀浆机与破碎机的基本结构、基本特点和基本方法。
第二节液相和固相萃取装置
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解液相和固相萃取装置的基本类型,明确液相和固相萃取的基本原理,掌握液相和固相萃取的基本结构、基本特点和基本方法。
一、索氏抽提装置
二、快速溶剂萃取仪
三、固相萃取
第三节旋转浓缩仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解旋转浓缩仪的基本类型,明确旋转浓缩仪的基本原理,掌握旋转浓缩仪的基本基本结构、基本特点和使用方法。
第四节离心理论及超速离心机
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解超速离心机的基本类型,明确超速离心机的基本结构和基本特点和基本原理,掌握超速离心机的基本使用方法。
一、离心机的主要参数
二、离心机分类
三、离心机的基本结构
四、离心机使用注意事项
第五节低温及超低温冻干与冷藏
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解低温及超低温冻干与冷藏的常用设备,明确低温及超低温冻干与冷藏机的基本结构、基本特点和基本原理,掌握低温及超低温冻干与冷藏。
复习思考题:
1、简述组织匀浆机与破碎机、液相和固相萃取装置、旋转浓缩仪、超速离心机、低温及超低温冻干与冷藏的基本结构、基本方法?
第二章细胞生物学新型研究技术与设备(4学时)
教学目标:
通过本章的教学要求学生了解细胞生物学新型研究设备的基本类型,明确细胞生物学新型研究设备的基本结构、基本特点和基本原理,掌握细胞生物学新型研究设备的基本使用方法。
教学重点:
细胞生物学新型研究设备的基本结构、基本特点和基本原理,掌握细胞生物学新型研究设备的基本使用方法。
教学难点:
细胞生物学新型研究设备的基本原理。
教学内容:
第一节激光扫描共聚焦显微镜系统
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解激光扫描共聚焦显微镜,明确激光扫描共聚焦显微镜的基本结构、基本特点和基本原理,掌握激光扫描共聚焦显微镜的基本使用方法。
一、概述
二、共聚焦原理及扫描方法
三、LSCM的基本结构组成
四、LSCM的基本功能概述
五、荧光探针简介
六、LSCM样品的制备与测定分析
第二节流式细胞仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解流式细胞仪,明确流式细胞仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握流式细胞仪的基本使用方法。
一、流式细胞仪概述
二、流式细胞仪的基本结构
三、流式细胞仪的分析及分选原理
四、FCM常用参数及其意义
五、FCM测定结果的表示
六、FCM样品制备的主要步骤
七、磁式细胞分选器简介
复习思考题:
1、简述激光扫描共聚焦显微镜的基本结构。
2、简述流式细胞仪的基本原理。
3、简述FCM样品制备的主要步骤
第三章色谱技术及其相关设备(4学时)
教学目标:
通过本章的教学要求学生了解色谱技术及其相关设备的基本类型,明确色谱技术及其相关设备的基本结构、基本特点和基本原理,掌握色谱技术及其相关设备的基本使用方法。
教学重点:
色谱技术及其相关设备的基本结构、基本特点和基本原理、基本方法。
教学难点:
色谱技术及其相关设备的基本原理。
教学内容:
第一节色谱法原理
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解色谱法概念、分类及其常用术语,明确色谱法基本原理,掌握色谱法原的基本使用方法。
一、色谱法概念及分类
二、色谱图及其常用术语
三、色谱法基本理论
第二节气相色谱仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解气相色谱仪的基本类型,明确气相色谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握气相色谱仪的基本使用方法。
一、填充柱气相色谱仪
二、毛细管气相色谱仪
三、色谱条件的优化
四、GC测定方法及结果报告
第三节高效液相色谱仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解高效液相色谱仪,明确高效液相色谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握高效液相色谱仪的基本使用方法。
一、HPLC的固定相和流动相
二、高效液相色谱仪
三、HPLC主要参数及操作条件优化
第四节超临界流体色谱仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解超临界流体色谱仪,明确高超临界流体色谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握超临界流体色谱仪的基本使用方法。
一、超临界流体及其特性
二、SFC的原理及一般流程
三、SFC的仪器结构
四、SFC的应用简介
第五节高效毛细管电泳仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解高效毛细管电泳仪,明确高效毛细管电泳仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握高效毛细管电泳仪的基本使用方法。
一、概述
二、毛细管电泳的电泳模式
三、毛细管电泳的基本理论与主要参数
四、毛细管电泳仪
五、毛细管电泳基本操作条件及其优化
教学实验:
实验一、气相色谱仪使用方法(3学时)
复习思考题:
1、简述HPLC主要参数及操作条件优化。
2、简述色谱法基本理论基本原理。
3、简述超临界流体及其特性。
4、简述毛细管电泳基本操作条件及其优化。
第四章光谱技术与光谱仪(6学时)
教学目标:
通过本章的教学要求学生了解光谱技术与光谱仪的基本类型,明确各类光谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握光谱仪的基本使用方法。
教学重点:
各类光谱仪的基本结构、基本特点和基本原理、基本使用方法。
教学难点:
各类光谱仪的基本原理。
教学内容:
第一节电磁辐射的基本理论
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解电磁辐射及相关概念,明确电磁辐射的基本原理。
一、光的波粒二象性
二、电磁波谱
三、吸收光谱和发射光谱
第二节紫外—可见光谱仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解紫外—可见光谱仪,明确紫外—可见光谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握紫外—可见光谱仪的基本使用方法。
一、紫外—可见光谱
二、UV-VIS光谱的特征与描述
三、紫外—可见光谱仪
四、UV-Vis光谱仪操作条件优化
第三节红外光谱仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解红外光谱仪,明确红外光谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握红外光谱仪的基本使用方法。
一、红外光谱法的基本原理
二、红外光谱仪
三、样品制备及IR分析
第四节荧光光谱仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解荧光光谱仪,明确荧光光谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握荧光光谱仪的基本使用方法。
一、荧光产生机理
二、激发光谱和发射光谱
三、荧光光谱仪的结构
四、荧光分析方法
第五节原子发射光谱仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解原子发射光谱仪,明确原子发射光谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握原子发射光谱仪的基本使用方法。
一、基本原理
二、仪器结构
三、分析方法
第六节原子吸收光谱仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解原子吸收光谱仪,明确原子吸收光谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握原子吸收光谱仪的基本使用方法。
一、基本原理
二、仪器结构与工作原理
三、分析操作中的干扰及其消除
教学实验:
实验二、紫外光谱仪使用方法(3学时)
实验三、红外光谱仪使用方法(3学时)
复习思考题:
1、简述UV-VIS光谱的特征。
2、简述UV-Vis光谱仪操作条件优化。
3、简述红外光谱法的基本原理。
4、简述荧光分析方法的基本方法步骤。
5、分析原子吸收光谱仪操作中的干扰及其消除。
第五章波谱技术及核磁共振仪(6学时)
教学目标:
通过本章的教学要求学生了解波谱技术及核磁共振仪的基本类型,明确核磁共振仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握波谱技术及核磁共振仪的基本使用方法。
教学重点:
核磁共振仪的基本结构、基本特点和基本原理、基本使用方法。
教学难点:
核磁共振仪的基本原理。
教学内容:
第一节核磁共振波谱基本原理
[教学目标]通过本节的教学要求学生明确核磁共振波谱的基本原理。
一、核的自旋及其磁性质
二、弛豫及其机制
三、化学位移及其表示法
第二节核磁共振波谱仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解核磁共振波谱仪的基本类型,明确核磁共振波谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握核磁共振波谱仪的基本使用方法。
一、连续波NMR仪
二、傅里叶变换NMR仪
三、NMR的测定
第三节13C的核磁共振波谱仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解13C的核磁共振波谱仪,明确13C的核磁共振波谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握13C的核磁共振波谱仪的基本使用方法。
复习思考题:
1、简述核磁共振波谱仪的类型。
2、简述核磁共振波谱基本原理。
3、简述连续波NMR仪的使用方法及步骤。
第六章质谱技术与质谱仪(2学时)
教学目标:
通过本章的教学要求学生了解质谱技术与质谱仪,明确质谱仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握质谱技术与质谱仪的基本使用方法。
教学重点:
质谱仪的基本结构、基本特点和基本原理、基本使用方法。
教学难点:
质谱仪的基本原理。
教学内容:
一、质谱技术的基本原理
二、质谱仪的基本结构
三、质谱仪主要性能指标
四、质谱图及其判读
五、生物质谱技术简介
复习思考题:
1、简述质谱仪的基本结构。
2、简述质谱技术的基本原理。
3、简述质谱仪的使用方法及步骤。
第七章色谱·波谱联用技术(6学时)
教学目标:
通过本章的教学要求学生了解色谱·波谱联用技术,明确色谱·波谱联用技术的基本原理,掌握色谱·波谱联用技术基本使用方法。
教学重点:
色谱·波谱联用技术的基本原理、基本使用方法。
教学难点:
色谱·波谱联用技术的基本原理。
教学方法:
第一节气相色谱—质谱联用
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解气相色谱—质谱联用技术,明确气相色谱—质谱联用基本原理,掌握气相色谱—质谱联用的基本方法步骤。
第二节高压液相色谱—质谱联用
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解气相色谱—质谱联用,明确气相色谱—质谱联用基本原理,掌握气相色谱—质谱联用使用方法。
第三节毛细管电泳色谱—质谱联用
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解毛细管电泳色谱—质谱联用,明确毛细管电泳色谱—质谱联用基本原理,掌握毛细管电泳色谱—质谱联用的方法及步骤。
第四节气相色谱—核磁共振波谱联用
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解气相色谱—核磁共振波谱联用,明确气相色谱—核磁共振波谱联用基本原理,掌握气相色谱—核磁共振波谱联用使用方法。
第五节高压液相色谱—核磁共振波谱联用
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解高压液相色谱—核磁共振波谱联用,明确高压液相色谱—核磁共振波谱联用基本原理,掌握高压液相色谱—核磁共振波谱联用使用方法。
第六节MS—MS联用技术
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解MS—MS联用技术,明确MS—MS联用技术基本原理,掌握MS—MS联用技术方法。
第七节其他联用技术
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解其他联用技术,明确其他联用技术基本原理,掌握其他联用技术的步骤。
复习思考题:
1、简述高压液相色谱—质谱联用的基本原理。
2、简述气相色谱—质谱联用的基本原理。
3、简述毛细管电泳色谱—质谱联用方法及步骤。
4、简述高压液相色谱—核磁共振波谱联用方法及步骤。
第八章分子生物学技术常用仪器设备(6学时)
教学目标:
通过本章的教学要求学生了解分子生物学技术常用仪器设备,明确分子生物学技术常用仪器设备的基本原理,掌握分子生物学技术常用仪器设备使用方法。
教学重点:
分子生物学技术常用仪器设备的基本原理、使用方法。
教学难点:
分子生物学技术常用仪器设备的基本原理
教学内容:
第一节电泳仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解电泳仪的基本类型,明确各种电泳仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握电泳仪的基本使用方法。
一、凝胶电泳仪
二、等电聚焦电泳仪
三、制备型电泳仪
第二节电泳仪的相关装置
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解电泳仪的相关装置,明确电泳仪的相关装置的基本结构、基本特点和基本原理,掌握电泳仪的相关装置的基本使用方法。
一、灌胶模具
二、电源
三、恒温装置
四、干胶器
五、凝胶扫描和摄录装置
六、电泳印迹装置
七、电泳洗脱装置
第三节PCR仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解PCR仪,明确PCR仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握PCR仪的基本使用方法。
第四节转基因仪
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解转基因仪的基本类型,明确各种转基因仪的基本结构、基本特点和基本原理,掌握转基因仪的基本使用方法。
一、基因枪
二、氦气加速枪
三、电穿孔仪
第五节基因差示系统
[教学目标]通过本节的教学要求学生了解基因差示系统,明确基因差示系统的基本结构、基本特点和基本原理,掌握基因差示系统的基本使用方法。
教学实验:
实验四、植物DNA提取(3学时)
实验五、植物RNA提取(3学时)
实验六、实验六、PCR仪、电泳仪及凝胶检测成象系统(3学时)
复习思考题:
1、简述电泳仪的类型、结构及特点。
2、简述PCR仪的工作原理及使用方法。
3、比较各种转基因仪的优缺点。
四、习题教学内容与要求(以自学为主,兼做有代表性的题目)
1、简述离心机的分类及离心机使用注意事项。
2、试画出激光扫描共聚焦显微镜工作原理示意图。
3、激光扫描共聚焦显微镜由哪些部分组成?
4、什么是流式细胞仪?
它有什么功能?
有哪些优点?
5、什么是色谱分析?
简述色谱法的基本原理?
6、试画出气相色谱分析流程图。
7、试述气相色谱的工作原理、基本结构和功能。
8、试画出高效液相色谱工作流程图。
试述液相色谱工作原理、基本结构和功能。
9、试画出紫外-可见光谱仪工作流程图。
试述紫外-可见光谱仪的工作原理、基本结构和功能。
10、试画出红外光谱仪工作流程图。
试述红外光谱仪的工作原理、基本结构和功能。
11、试画出高荧光光谱仪工作流程图。
试述荧光光谱仪的工作原理、基本结构和功能。
12、试画出原子发射光谱仪工作流程图。
试述原子发射光谱仪的工作原理、基本结构和功能。
13、什么是原子吸收光谱?
试画出原子吸收光谱仪基本结构示意图。
14、什么是核磁共振波普技术?
它有何意义?
15、什么是质谱技术?
简述质谱技术的基本原理。
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