教学大纲中南大学资源加工与生物工程学院.docx
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教学大纲中南大学资源加工与生物工程学院
课程编号：
030401Z1
课程名称：
普通生物学
英文名称：
GeneralBiology
学时与学分:
32/2
先修课程要求：
无机化学、有机化学
适应专业：
生物工程、生物技术
参考教材：
教材：
《普通生物学》第二版，吴相钰主编，高等教育出版社；
教学参考书：
《普通生物学》（第一版）陈阅增主编，高等教育出版社，
《Biology》3ed,Fried,G.H.,Hademens,G.J.著,科学出版社，
《动物生物学》刘凌云郑美光主编，高等教育出版社，
《植物生物学》（第二版），周云龙主编，高等教育出版社。
课程简介：
主要讲授生命的化学基础；生命活动的基本单位--细胞；生命体的物质运输、信息传递和能量转换；生命体结构与功能，生命活动的调节、生殖和发育、遗传与变异；生命的起源与进化；生物界的类别；生命与环境等等方面的内容，侧重从生物学科最基本的概念和规律出发，以使学生比较全面的了解生命科学的基本内容及发展前景。
课程教学大纲：
一、课程在培养方案中的地位、目的和任务
普通生物学是生命科学的基础课，是生物工程、生物技术专业学生的第一门专业基础课，也是一门必修的重要基础课。
它的主要任务是使学生掌握有关生物学的基本概念和基本理论，是在联系高中生物学的知识之上，结合现代生物科学的前沿信息，跟踪科学前进的步伐。
它的开设主要为学生以后学习其他课程提供了必要的普通生物学基础知识，对提高学生的生命科学素质以及对后续课程的学习都有重要作用，在生物工程、生物技术专业所设课程中有重要的地位。
二、课程的基本要求
依据课程在培养方案中的地位、目的和任务，《普通生物学》这门课程要求学生学习关于现代生物学的一般知识和概念，对现代生物学发展趋势和动态有一概括的了解，跟踪科学前进的步伐。
从而使学生开阔视野，学习生物科学研究方法，提高生命科学知识素养。
为今后其他专业课的学习打下良好的基础，并有助于他们今后的研究与工作。
三、课程的基本内容以及重点难点
1、绪论：
生物学内涵及任务，生物学的发展概况，生物学的分科，生物学的研究方法；学习生物学的目的和方法。
重点：
普通生物学基本概念和研究生物学的基本方法。
2、生命的物质基础：
生物元素的种类和含量；生物元素的作用，生物小分子：
水、氨基酸、核苷酸、单糖、脂类、维生素；生物小分子和生物大分子的关系，生物大分子：
蛋白质、核酸、多糖。
重点和难点：
生物大分子：
蛋白质、核酸、多糖的结构和性质。
3、细胞生物学（细胞的形态与结构、细胞能量与代谢、细胞分裂与周期）：
细胞的类型和结构体系；细胞质膜与跨膜运输；线粒体与过氧化物酶体；内膜系统与蛋白质分选和膜运输，细胞的分泌与内吞作用；细胞骨架的组成和功能，微管、微丝和中间纤维。
4、动物生物学（免疫系统与免疫、内分泌系统与化学调节、神经系统与神经调节、感受器与效应器、生殖和发育）：
人体的免疫系统与功能，特异性免疫的作用，抗体的产生过程；人体的内分泌系统的功能以及在体内调节中的作用，化学调节的性质；神经元的结构与功能，神经系统的结构，脑电波，动作电位；无脊椎动物的视觉器官，脊椎动物的眼，感光细胞，感光色素的光化学反应；听觉与平衡感受，味觉与嗅觉；有性生殖，人类的生殖，动物胚胎发育的一般模式，人类的胚胎发育。
重点和难点：
非特异性免疫和特异性反应区别、化学调节与神经调节的联系、动物胚胎发育的一般模式。
5、植物生物学（植物的结构功能和发育、营养和运输、植物的调控）：
植物的结构和功能；植物的生殖方式以及植物的生殖和发育；植物必需营养元素、大量元素和微量元素的概念，植物各种必需营养元素的含量与分布、营养功能、吸收利用，必需营养元素亏缺和过量的症状；植物养分的吸收和运输，根压、蒸腾作用；植物激素的种类及作用，植物的生长响应和生物节律，植物对植食动物和病菌的防御。
重点和难点：
植物的生殖方式以及植物的生殖和发育，植物的生长响应和生物节律。
6、进化生物学（生物的进化，原核、植物、动物的多样性和进化）：
达尔文学说与微观进化，物种的概念，物种形成的机制，宏观进化与系统发育；生命起源的假说，原核生物的类型和特征，原生动物的特征和多细胞生物的起源；植物和真菌的多样性，植物界几个主要类型的进化关系，以及各种类型的植物对陆地生活的适应进化，动物各门的基本特征和代表类群以及进化的线索，扁形动物门、环节动物门、节肢动物门、鱼类、爬行纲和哺乳纲的主要特征。
重点和难点：
物种形成的机制、生命的起源和动物各门的基本特征和代表类群以及进化的线索。
四、实验要求
本课程没有安排课内实验，课外要求学生掌握野外动植物调查研究的基本方法。
五、课程学时分配
章节
内容
学时
其中实验（上机学时）
备注
绪论
生物学发展历史、进展以及研究对象和方法
2
0
第一章
生命的物质基础
2
0
第二章
细胞的形态与结构
2
0
第三章
细胞能量与代谢
2
0
第四章
细胞分裂与周期
2
0
第五章
动物免疫系统与免疫
2
0
第六章
动物内分泌系统与化学调节
2
0
第七章
动物神经系统与神经调节
2
0
第八章
动物感受器、效应器
2
0
第九章
动物生殖和发育
2
0
第十章
植物的结构功能和发育
2
0
第十一章
植物的营养和运输
2
0
第十二章
植物的调控
2
0
第十三章
生物的进化
2
0
第十四章
原核和植物多样和进化
2
0
第十五章
动物多样性和进化
2
0
六、考核方式
考查，以平时到课情况、课外作业、课堂互动和书面闭卷考试成绩综合评定成绩。
七、制订执笔者：
朱建裕
审核者（教研室主任或研究所所长）：
杨宇
批准者（教学院长）：
宋晓岚
课程编号：
030402Z1
课程名称：
微生物学
英文名称：
Microbiology
学时与学分:
48/3
先修课程要求：
普通生物学，普通化学
适应专业：
生物工程、生物技术
参考教材：
周德庆著，微生物学教程（第二版），高等教育出版社，2002。
沈萍等，微生物学第2版，高教出版社，2006。
PrescottLM,etal.,Microbiology,高等教育出版社，2002（第五版影印版）。
Brock微生物生物学，科学出版社，2007（第十版影印版）。
课程简介：
本课程是重要的专业基础课，主要内容为微生物的形态、分类、生理生态和遗传变异等生命科学共同特性，及与工业有关的微生物的特殊生长规律和代谢机能。
本课程目的是使学生掌握微生物的理论基础，掌握有关的微生物实验操作基本技能，能初步独立分析和解决工业生产中有关微生物的问题。
课程教学大纲：
一、课程在培养方案中的地位、目的和任务
本课程是重要的学科基础课，它的目的是使学生连同其他学科基础课程，如生物化学、分子生物学、生物工艺学等构筑学科专业所需的理论基础知识结构体系和基本的实验技能要素。
它的任务是使学生掌握微生物学的理论基础、研究方法和应用的基本原理，同时与微生物学实验课程一道培养学生基本的微生物学实验操作技能，为后续课程奠定坚实的理论和实验技术基础。
二、课程的基本要求
学生必须具有较好的普通生物学基础。
通过本课程学习，掌握微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、传染免疫、分类鉴定以及微生物与其他生物的相互关系及其多样性的相关基础知识以及微生物在工、农、医等方面的应用，了解该学科的发展前沿、热点和问题，使学生牢固掌握微生物学的基本理论和基础知识。
三、课程的基本内容以及重点难点
第一章绪论与概要
基本内容：
微生物的概念与特性，微生物与人类的密切关系，微生物学科的发展。
重点难点:
微生物学的定义、类群、特点研究对象，微生物学发展的奠基者巴斯德、科赫对微生物学的贡献。
第二章原核微生物的形态、构造和功能
基本内容：
细菌，放线菌，蓝细菌，支原体、立克氏体和衣原体的形态、构造和功能。
重点难点:
细菌细胞壁的结构与功能。
第三章真核微生物的形态、构造和功能
基本内容：
酵母菌，霉菌，蕈菌的形态、构造和功能。
重点难点:
真核微生物与原核微生物比较。
第四章病毒与亚病毒
基本内容：
病毒、亚病毒的发现和研究历史,病毒、亚病毒的特点、定义和性状，病毒与实践。
重点难点:
温和噬菌体与溶源性反应。
第五章微生物的营养与培养基
基本内容：
微生物的营养要素，微生物营养类型，微生物营养吸收，微生物培养基。
重点难点:
营养物质进入微生物细胞的方式。
第六章微生物的新陈代谢
基本内容：
微生物的能量代谢，合成代谢与分解代谢，微生物独特的合成代谢，代谢调节与发酵生产。
重点难点:
微生物代谢类型的特点及多样性。
第七章微生物的生长及其控制
基本内容：
微生物生长规律，影响微生物生长的因素，微生物的人工培养，有害微生物的控制。
重点难点:
细菌典型生长曲线。
第八章微生物的遗传变异和育种
基本内容：
遗传变异的物质基础，微生物的基因表达调控，基因突变与诱变育种，基因重组与杂交育种，基因工程，菌种保藏与复壮。
重点难点:
微生物的自然遗传转化与人工转化、基因表达调控。
第九章微生物的生态
基本内容：
微生物的分布与菌种资源，微生物与环境生物的关系，微生物与自然物质循环，微生物与环境保护。
重点难点:
微生物在生态系统中的地位和作用。
第十章微生物的进化、系统发育和分类鉴定
基本内容：
微生物分类单元，微生物的分类地位，主要微生物分类系统，微生物分类方法。
重点难点:
微生物进化和系统发育理论。
第十一章感染与免疫
基本内容：
传染，非特异性免疫，特异性免疫，免疫方法，生物制品。
重点难点:
免疫系统与病原微生物之间的相互关系。
四、实验要求
本课程是实践性很强课程，与该门课程配套的实验部分另立课程：
微生物学实验。
五、课程学时分配
章节
内容
学时
其中实验（上机学时）
备注
1
绪论与概要
4
2
原核微生物的形态、构造和功能
4
3
真核微生物的形态、构造和功能
4
4
病毒与亚病毒
4
5
微生物的营养与培养基
2
6
微生物的新陈代谢
4
7
微生物的生长及其控制
4
8
微生物遗传变异和育种
12
9
微生物的生态
4
10
微生物的进化、系统发育和分类鉴定
4
11
感染与免疫
2
六、考核方式
笔试（70%），平时成绩（30%）
七、制订执笔者：
刘学端
审核者（教研室主任或研究所所长）：
杨宇
批准者（教学院长）：
宋晓岚
课程编号：
030403Z1
课程名称：
生物化学
英文名称：
Biochemistry
学时与学分:
72/4.5
先修课程要求：
普通生物学，普通化学
适应专业：
生物工程、生物技术
参考教材：
1.GarrettRH,etal.,Biochemistry,3ndedition,McGraw-HillCompanies/高等教育出版社，2005（影印版）
2.王镜岩等，生物化学（上下册），高教出版社，2002；
3.BruceAlbertsetal.,Molecularbiologyofthecell,4thed.,GarlandSciencePublishers，2002；
4.MadiganMTetal.,BrockBiologyofMicroorganisms,10thed.,PearsonEducation,Inc.,2003
课程简介：
本课程是重要的学科基础课，主要针对微生物细胞，阐释其生命活动的基本化学规律、生物化学反应的基本原理及其工业应用。
它的目的和任务是使学生理解和掌握生物分子的结构﹑性质和功能的关系,生物分子在体内的代谢和调节,生物能的转化和利用,生物信息分子的复制﹑转录﹑表达和调节等，同时与生物化学实验课程一道培养学生基本的生物化学实验操作技能，为后续课程奠定坚实的理论和实验技术基础。
基本内容有：
蛋白质和酶、生物膜结构与功能、核酸、糖类、生物氧化、新陈代谢、遗传的分子基础和代谢的调节与控制等。
课程重点在蛋白质和酶、分解代谢和氧化磷酸化。
课程难点包括生物大分子的三级结构、反应过程中酶分子的空间构型及其空间特异性、基因转录和基因表达调控等。
课程教学大纲：
一、课程在培养方案中的地位、目的和任务
本课程是重要的学科基础课，主要针对微生物细胞，阐释其生命活动的基本化学规律、生物化学反应的基本原理及其工业应用。
它的目的和任务是使学生理解和掌握生物分子的结构﹑性质和功能的关系,生物分子在体内的代谢和调节,生物能的转化和利用,生物信息分子的复制﹑转录﹑表达和调节等，同时与生物化学实验课程一道培养学生基本的生物化学实验操作技能，为后续课程奠定坚实的理论和实验技术基础。
二、课程的基本要求
认识生物生命活动的基本化学规律，从分子水平上搞清（微）生物生理和生物催化作用的原因，明了生物化学的基本原理及其工业应用，掌握基本的生物化学研究方法。
学生必须具有较好的生物学﹑物理学和化学方面的基础，能够将这些基础知识运用到生物化学的学习中；能从生物大分子的组成﹑结构和性质去认识结构与功能的关系、物质代谢和能量代谢的关系以及代谢调节的意义、生物信息表达的分子基础。
三、课程的基本内容以及重点难点
基本内容有：
蛋白质和酶、生物膜结构与功能、核酸、糖类、生物氧化、新陈代谢、遗传的分子基础和代谢的调节与控制等。
课程重点在蛋白质和酶、分解代谢和氧化磷酸化。
课程难点包括生物大分子的三级结构、反应过程中酶分子的空间构型及其空间特异性、基因转录和基因表达调控等。
1.绪论：
生物化学研究的对象及内容、生物化学的主要研究方法和技术，生物化学的基础地位及与其它学科的关系。
生命体、细胞、细胞器与生物分子的关系，生物化学反应的特征，生物大分子的结构与功能特征，如何学习生物化学。
重点在生物化学反应的特征；难点在生物大分子的结构与功能特征。
2.氨基酸：
氨基酸的基本结构与分类，氨基酸的酸碱平衡，氨基酸的典型反应，氨基酸的光学活性和立体化学，氨基酸混合物的分离和分析。
重点在氨基酸的离解作用和等电点计算，难点在氨基酸光学异构体的立体化学
3.蛋白质的生物学功能与一级结构：
蛋白质的基本组成和结构，蛋白质的分类，蛋白质生物分离方法的基本原理，蛋白质测序，以及蛋白质的纯化和测定方法（自学）。
重点在肽单元结构特征和蛋白质测序，难点在末端分析
4.蛋白质的二级、三级和四级结构：
影响蛋白质结构的作用力，蛋白质的二级结构特点、类型和超二级结构，蛋白质折叠和三级结构（自学），蛋白质的亚基相互作用和四级结构（自学）。
重点在蛋白质的二级结构类型，难点在蛋白质的-折叠
5.碳水化合物：
糖类化合物的类型，命名法和基本特征，单糖的衍生反应，双糖和糖苷键类型，多聚糖的类型和结构特点。
重点在单糖的基本结构特征。
难点在单糖的立体化学。
6.脂质：
脂肪酸、三酰甘油、甘油磷脂、鞘脂等结构特征。
重点在甘油磷脂，难点在脂质的结构间的区别。
7.膜和细胞表面：
生物膜的模型和基本特征，膜的功能和组成。
重点在膜蛋白，难点在锚定蛋白的结构
8.膜的传输：
小分子的传输类型（被动扩散，主动传输），大分子或颗粒的传输（胞吞作用和胞吐作用）。
重点在主动传输，难点在区分协助扩散和主动传输的机制
9.核苷酸和核酸：
核苷酸的基本类型、结构和组成，核酸的基本结构、类型，核酸的水解。
重点在核苷酸的结构，难点在核酸的限制性酶解。
10.核酸结构：
DNA的一级结构和DNA测序，DNA的二级结构，DNA的变性与复性。
重点在DNA测序原理和基本二级结构。
难点在A，B，Z三种DNA结构的区别和联系。
11.重组DNA：
重组DNA的基本原理，克隆载体与表达载体的基本组成元件，基因文库和cDNA文库构建的基本原理，PCR的原理。
重点在克隆载体和表达载体的基本组成，难点在基因文库构建的基本原理。
12.酶的动力学：
酶学导论，酶活性的影响因素，酶的动力学和酶的抑制。
重点在酶的动力学方程的诠释，难点在酶的抑制类型间的区别
13.酶的特异性和调控：
酶的特异性的结构基础，酶作用的调控（基因表达调控，酶的活性调节）。
重点在酶的活性调节，难点在变构调控的原理与特征。
14.糖酵解：
糖酵解途径，NAD+/NADH的循环，糖酵解途径的调控。
重点在糖酵解途径的生物化学反应机理，难点在糖酵解的调控原理
15.柠檬酸循环：
柠檬酸循环的中心作用，柠檬酸循环的生物化学反应的原理，柠檬酸循环的调控，柠檬酸循环与其它代谢途径的关系。
以醛酸循环。
重点在柠檬酸循环的生化反应机理，难点在弄清楚循环中几种脱氢作用的区别和联系。
16.电子传递和氧化磷酸化：
电子传递链的基本组成和电子传递原理，氧化磷酸化的原理（化学渗透假说），ATP产生数量的计算，氧化磷酸化的调控。
重点在电子传递链和电子传递的基本原理，难点在电子传递的驱动力的解释。
17.光合作用：
光合作用的概述，光反应过程机制，暗反应过程和卡尔文循环（C3途径），CO2固定的调控，光呼吸，C4途径。
重点在光反应过程机制和Rubisco反应，难点在CO2固定的调控原理。
18.糖异生作用和戊糖磷酸途径：
糖异生作用途径，草酰乙酸的传输，丙酮酸羧化酶的活化，糖酵解和糖异生的相互调节。
戊糖磷酸途径的氧化阶段，戊糖磷酸途径的非氧化阶段中转醛和转酮作用，重点在丙酮酸的羧化作用和草酰乙酸的传输、戊糖磷酸途径的氧化阶段的反应原理与作用，难点在转醛作用与转酮作用。
19.脂肪酸分解代谢：
饱和脂肪酸的-氧化（-降解的活化，脂肪酰辅酶A的跨膜转运，饱和脂肪酸的氧化途径的生物化学反应机理），非饱和脂肪酸的-氧化，酮体。
重点在饱和脂肪酸的-氧化，难点在脂肪酰辅酶A的形成和跨膜转运
20.脂质的生物合成：
脂肪酸合成与分解的区别，脂肪酸合成的物质准备原理（乙酰辅酶A的跨膜转换，NADPH的生成，丙二酰辅酶A的形成的原理和意义），乙酰辅酶A羧化酶的反应机理和调控原理，脂肪酸合成的主要反应的机理，脂肪酸合成和分解调控的关联性。
重点在脂肪酸合成的物质准备原理，难点在乙酰辅酶A的调控原理。
21.氮的固定化和氨基酸的代谢：
氮的循环，硝酸盐吸收的酶学原理，氮固定的酶学原理，氨吸收途径，氨基酸生物合成途径（转氨作用原理，氨基酸合成的家族分类），尿循环的生物化学反应机理，氨基酸分解代谢与TCA等途径的关联。
重点在氮的固定和氨的生物转化，难点在尿循环的反应机理。
22.DNA复制和修复：
DNA复制的基本特征，DNA聚合物酶，DNA复制的基本步骤，反转录酶，DNA修复的分子机制。
重点在DNA聚合物酶和原核生物DNA复制的基本原理，难点DNA修复的分子机制。
23.转录和基因表达调控：
原核生物的基因转录原理，原核生物转录的调控原理（lac操纵子）。
重点在基因转录的起始和终止原理，lac操纵子的结构和调控原理。
难点理解lac操纵子的正负调控原理的异同。
24.蛋白质合成：
基因的密码子和开放阅读框，转运RNA的结构和工作原理，核糖体的构成和工作原理。
重点在基因密码子和开放阅读框，难点在核糖体的工作原理。
四、实验要求
生物化学实验另立课程，即：
生物化学实验（32学时）。
五、课程学时分配
章节
内容
学时
其中实验
（上机学时）
备注
绪论（Introduction）
2
PartI
细胞分子组成（Molecularcomponentsofcells）共26学时
Cellsandtheirstructure
2
氨基酸（Aminoacids）
2
蛋白质（Proteins）
6
糖（carbohydrates）
4
脂质（lipids）与膜
4
核酸
4
重组DNA
4
PartII
蛋白质动力学共8学时
酶动力学（Enzymekinetics）
4
酶的特异性和调控
4
PartIII
代谢及其调控（Metabolismanditsregulation）共28学时
代谢总论
2
糖酵解（Glycolysis）
4
三羧酸循环（TCA）
4
电子传递链和氧化磷酸化（Electrontransportandoxidativephosphorylation）
4
光合作用（Photosynthesis）
4
糖异生作用和戊糖磷酸途径（Gluconeogenesisandpentosephosphatepathway）
4
脂肪酸代谢（Fattyacidmetabolism）
4
氮代谢（Nitrogenmetabolism）
2
PartIV
信息转化（Informationtransfer）共8学时
DNA复制（DNAreplication）
2
转录和基因表达调控（Transcriptionandtheregulationofgeneexpression）
4
蛋白质合成（Proteinsynthesis）
2
六、考核方式
笔试（70%），平时成绩（30%）
7、制订执笔者：
夏金兰
审核者（教研室主任或研究所所长）：
杨宇
批准者（教学院长）：
宋晓岚
课程编号：
030404Z1
课程名称：
认识实习
英文名称：
CognitionPractice
学时与学分:
2周/2
先修课程要求：
普通生物学、微生物学、生物化学
适应专业：
生物工程、生物技术
参考教材：
课程简介：
认识实习是本专业学生在两年的基础课学习以后及专业课学习之前的一项重要的实践教学环节。
通过认识实习，使同学们对生物工程及生化生产各单元操作过程的原理、工艺及设备建立初步的感性认识，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
课程教学大纲：
一、课程在培养方案中的地位、目的和任务
认识实习是本专业学生在两年的基础课学习以后及专业课学习之前的一项重要的实践教学环节。
认识实习已学专业基础理论课程有：
普通生物学、微生物学、生物化学。
后续专业课程有：
生化工艺学、生物化工原理、生物工程技术概论、生物技术导论等。
通过认识实习，使同学们对生物工程及生化生产各单元操作过程的原理、工艺及设备建立初步的感性认识，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
2、课程的基本要求
通过认识实习，使同学们对生物工程及生化生产各单元操作过程的原理、工艺及设备建立初步的感性认识，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
三、课程的基本内容以及重点难点
认识实习内容包括实习前的《生物工程技术概论》理论课学习与下厂参观实习两部分。
具体内容及要求如下：
1．《生物工程技术概论》讲课内容
第1讲：
生物工程下游技术的一般流程及发展动态；
第2讲：
发酵液的预处理及固液分离工程及设备；
第3讲：
萃取分离及离子交换技术概要；
第4讲：
膜分离过程的分类、膜装置及膜技术的应用；
第5讲：
色层分离方法、装置和
升级会员 