課程概述
(1)課程主講教師簡介及在線課程團隊分工
《植物生物化學》慕課課程由生物化學教學團隊7名教師主講,既有教學經驗豐富的全國優秀教師,又有極具活力的青年教師。團隊具有現代教學理念,注重教學改革研究,獲雲南省優秀教學成果二等獎2項,校級教學成果一等獎2項。團隊成員熱愛教學工作,教學能力較強,先後獲得全國微課教學比賽(生命科學類)三等獎1人次、省級教學比賽優秀獎1人次、校級教學比賽特等獎2人次、一等獎4人次,二等獎2人次,三等獎1人次。根據主講教師的教育背景及學科專長,在線課程分工如下:李
靖 蛋白質化學及其生物合成課程設計與講授;賈璐 酶化學及生物氧化課程設計與講授;余進德 核酸化學及其生物合成課程設計與講授;陳玉惠
植物中的糖類物質及代謝課程設計與講授;任梅蓉
植物中的脂類物質及代謝以及含氮小分子代謝課程設計與講授。同時,上述主講教師及趙寧、馮小飛老師還承擔了生物化學基礎實驗的演示與講解。
(2)課程主要內容
《植物生物化學》課程是本校林學、森林保護、植物保護、園藝、農學、園林等專業必修的學科基礎課。《生物化學》課程在我校開設已近四十年,每學期均有授課,後期隨著專業細化,逐漸發展出以《植物生物化學》為主導的多元課程體系。多年教學實踐為課程積累了豐富的教學經驗和充實的題庫資源。課程相關內容具體如下:
1 授課對像 本課程授課對象的主體為林學、森林保護、植物保護、園藝、農學、園林等專業的本科生,每學年授課人數在500人以上。
2 主要內容
本課程分為理論講授和實驗操作兩部分。理論講授分為八章,基本涵蓋了植物生物化學的核心內容。第一章為蛋白質化學,講述蛋白質的結構、功能及重要理化性質;第二章為酶化學,講述酶的結構與功能、以及酶促反應動力學;第三章為核酸化學,講述核酸的結構與功能;第四章為生物氧化;講述線粒體氧化體系與氧化磷酸化;第五章為植物中的糖類物質及代謝,講述植物中存在的重要糖類物質的結構、功能、代謝反應及調控;第六章為植物中的脂類物質及代謝,講述植物中存在的重要脂類物質的結構、功能、代謝反應及調控;第七章為含氮小分子代謝,講述以氨基酸為代表的含氮小分子在植物體內的分解與合成;第八章為核酸和蛋白質的生物合成,講述DNA複製、RNA轉錄及蛋白質的生物學合成過程。實驗部分包括了生物化學分離、制備、分析、鑒定技術(比色、層析、電泳、離心等)的基本實驗原理及操作技能。
3 學習效果及課程評價
本課程作為高等農林院校林學、園林、農學等學科的專業基礎課程,在本校授課對像較為廣泛,人數較多。為更好地貼合學生的知識背景,團隊成員在多年教學過程中反覆修編授課講義,並在此基礎上編撰了一部適用於農林院校本科、專科教學的《植物生物化學》教材及配套實驗教材《植物生物化學實驗》(均由高教社出版),同時編寫了校內自用《生物化學習題集》。在對學生的考核過程中,注重過程考察,形成了包括「平時成績+實驗成績+期末考試」的完善的考核體系。「量身定制」的教學設計不但提高了教師的執教水平,也獲得學生的一致認可,學生評優率達到100%。
4 課程分析
現行資源積累是慕課課程建設的堅實基礎,本課程無論是內容廣度還是講解深度的編排都較為合理,適用性強,基本能夠滿足現行授課對像主體「線上+線下相結合」的學習需求。通過慕課的「平台功能」不但能更好地提高在校生的學習效率和效果,同時還能面向社會開放,以滿足社會對《植物生物化學》基礎知識及基本原理瞭解、學習的需求。由於課時和能力所限,本課程還存在很大的進步空間。例如知識點之間的銜接性還可以做得更好,互動性的問題還可以適當增加,實驗部分的考核還不夠成熟等,在後續的課程建設中,這些都是需要思考和完善的方面。
(3)課程特色
《植物生物化學》慕課是在我校生物化學一線教師多年教學經驗基礎上發展起來的在線課程。該課程在知識體系構架、課程內容設計、教學保障等方面均具有明顯的特色與優勢。課程建設過程中,團隊出版了雲南省「十二五」規劃教材《植物生物化學》及配套實驗教材《植物生物化學實驗》。
1 知識體系構架完整
《植物生物化學》課程體量龐大,需要同時兼顧經典生物化學的核心骨架以及植物特有且重要的生物化學知識。該慕課在設計之前,充分調研了生物化學與有機化學、植物生理學以及分子生物學等課程的銜接,在有限的時間內,既保證了課程體系的完整,又不至於重複其他課程的重要內容。課程構架以《植物生物化學》教材為依據,注重整體性與連續性。同時,課程還設置了實驗教學內容,通過8個植物生物化學實驗的講授及操作演示,輔助學生更好地理解理論知識,並對生物分子的分離、制備、分析、鑒定等技術基本實驗原理及操作技能有直觀的瞭解。
2 課程內容重點突出,特色鮮明
該慕課在知識框架完整的基礎上重點突出。由於慕課課程具有「線上+線下」相結合的混合教學優勢,團隊在進行課程設計時,採取逐級細化的方式,按「核心-重點-難點」進行課時分配,在核心內容中選擇重點,重點內容中選擇難點進行詳細講述。一些基礎的、容易理解的知識則作為線下內容自行完成。這樣,學生可以運用慕課平台功能實現課前知識導入,瞭解學習重點;課後則可通過慕課複習重難點,以保障學習的連續性。
同時,在課程的內容選擇上展現了鮮明的「植物性」特點。考慮到國內農林院校林學、農學、植保、森保、資源、園藝、園林等大量植物類專業的知識背景,側重植物類專業的需求,課程適當安排了對植物特有的代謝物質和途徑的講授,各類舉例也多選擇植物研究對象。這一特點在同類課程中較為難得,有望為農林院校或植物類背景的學生提供更多參考。
3 教學水平有保障
任何課程設計最終都要通過教學呈現,高質量的教學水平是該慕課的重要保障。參與慕課講授的生物化學教學團隊是以西南林業大學生物化學教研室為依托,圍繞學生的基礎和專業主幹課組建形成的,其中既有教學經驗豐富的全國優秀教師,又有專業突出的青年教師。在陳玉惠名師工作室的帶領下,團隊始終把教學質量放在首位,團隊成員熱愛教學工作,對生物化學教學有獨特的理解與感悟,善於通過深入淺出的方式幫助基礎欠缺的學生理解知識點,在各個級別的理論及實踐教學比賽中都取得過不俗的成績。該課程根據主講教師的教育背景及學科專長,對具體錄製內容進行合理分工,充分發揮了團隊成員的專業特長,能夠在最大程度上還原課程設計理念。
教學單元
1 第一章 蛋白質化學
1.1 氨基酸及其結構特點
1.2 蛋白質的分子結構
1.3 蛋白質結構與功能的關係
1.4 氨基酸和蛋白質的兩性解離性質及等電點
1.5 蛋白質的變性與復性性質
1.6 蛋白質的膠體性質和沉澱反應
1.7 蛋白質的紫外吸收性質和顏色反應
1.8 植物蛋白質的分離純化和植物蛋白質組學
2 第二章 酶化學
2.1 酶的活性中心
2.2 酶的專一性機制
2.3 酶的高效催化能力如何實現?
2.4 底物濃度對酶促反應的影響
2.5 抑制劑對酶促反應的影響
2.6 維生素與植物
3 第三章 核酸化學
3.1 DNA的一級結構
3.2 DNA的高級結構
3.3 植物DNA的結構特點
3.4 三大類RNA的結構特點
3.5 RNA的功能
4 第四章 生物氧化
4.1 生物氧化概述
4.2 電子傳遞與呼吸鏈
4.3 線粒體氧化體系
4.4 能量貨幣-ATP
4.5 氧化磷酸化
5 第五章 植物中的糖類物質及代謝
5.1 植物中的糖類物質及功能
5.2 植物中重要糖類物質的結構及特點
5.3 酵解途徑(EMP)的反應歷程與調控
5.4 糖酵解(EMP)產物的代謝去路
5.5 三羧酸循環(TCA)的反應歷程與調控
5.6 葡萄糖無氧和有氧氧化中能量的釋放與轉化
5.7 磷酸戊糖途徑(PPP)及其重要性
5.8 乙醛酸循環(GAC)及其重要性
5.9 糖異生途徑及其生物學意義
5.10 植物中蔗糖和澱粉的生物合成
6 第六章 植物中的脂類物質及代謝
6.1 概述
6.2 脂肪酸分解代謝
6.3 脂肪酸分解代謝產物乙酰CoA去向及脂肪酸代謝能量計算
6.4 脂肪的生物合成
7 第七章 含氮小分子代謝
7.1 蛋白質的酶促降解及氨基酸的分解
7.2 氨基酸的分解產物的轉化
8 第八章 核酸和蛋白質的生物合成
8.1 DNA複製的一般特徵
8.2 DNA複製相關酶類和蛋白因子
8.3 DNA複製的過程
8.4 DNA複製的高度忠實性
8.5 RNA的轉錄
8.6 植物基因編輯技術
8.7 蛋白質合成體系
8.8 蛋白質合成過程
9 實驗1 蛋白質兩性反應及等電點的測定
10 實驗2 雙縮尿法測定植物可溶性蛋白質的含量
11 實驗3 酶的基本特性
12 實驗4 植物多酚氧化酶的制備及化學性質
13 實驗5 植物基因組DNA的提取及鑒定
14 實驗6 醋酸纖維薄膜電泳分離混合蛋白
15 實驗7 單核甘酸離子交換柱層析
16 實驗8 糖酵解中間產物磷酸丙糖的鑒定
課程列表
名稱 時間長度
第001講1.1 氨基酸及其結構特點 00:12:42
第002講1.2 蛋白質的分子結構 00:13:47
第003講1.3 蛋白質結構與功能的關係 00:10:11
第004講1.4 氨基酸和蛋白質的兩性解離性質及等電點 00:09:10
第005講1.5 蛋白質的變性與復性性質 00:09:27
第006講1.6 蛋白質的膠體性質和沉澱反應 00:09:15
第007講1.7 蛋白質的紫外吸收性質和顏色反應 00:06:43
第008講1.8 植物蛋白質的分離純化和植物蛋白質組學 00:08:24
第009講2.1 酶的活性中心 00:07:32
第010講2.2 酶的專一性機制 00:08:32
第011講2.3 酶的高效催化能力如何實現? 00:11:46
第012講2.4 底物濃度對酶促反應的影響 00:11:23
第013講2.5 抑制劑對酶促反應的影響 00:13:29
第014講2.6 維生素與植物 00:12:01
第015講3.1 DNA的一級結構 00:05:13
第016講3.2 DNA的高級結構 00:09:32
第017講3.3 植物DNA的結構特點 00:09:22
第018講3.4 三大類RNA的結構特點 00:10:21
第019講3.5 RNA的功能 00:09:05
第020講4.1 生物氧化概述 00:10:26
第021講4.2 電子傳遞與呼吸鏈 00:14:05
第022講4.3 線粒體氧化體系 00:13:44
第023講4.4 能量貨幣-ATP 00:13:38
第024講4.5 氧化磷酸化 00:11:39
第025講5.1 植物中的糖類物質及功能 00:06:15
第026講5.2 植物中重要糖類物質的結構及特點 00:08:30
第027講5.3 酵解途徑(EMP)的反應歷程與調控 00:09:02
第028講5.4 糖酵解(EMP)產物的代謝去路 00:06:11
第029講5.5 三羧酸循環(TCA)的反應歷程與調控 00:08:50
第030講5.6 葡萄糖無氧和有氧氧化中能量的釋放與轉化 00:05:21
第031講5.7 磷酸戊糖途徑(PPP)及其重要性 00:07:12
第032講5.8 乙醛酸循環(GAC)及其重要性 00:05:10
第033講5.9 糖異生途徑及其生物學意義 00:05:55
第034講5.10 植物中蔗糖和澱粉的生物合成 00:06:06
第035講6.1 概述 00:06:23
第036講6.2 脂肪酸分解代謝 00:06:24
第037講6.3 脂肪酸分解代謝產物乙酰CoA去向及脂肪酸代謝能量計算 00:06:11
第038講6.4 脂肪的生物合成 00:09:41
第039講7.1 蛋白質的酶促降解及氨基酸的分解 00:07:34
第040講7.2 氨基酸的分解產物的轉化 00:06:12
第041講8.1 DNA複製的一般特徵 00:06:59
第042講8.2 DNA複製相關酶類和蛋白因子 00:10:29
第043講8.3 DNA複製的過程 00:10:27
第044講8.4 DNA複製的高度忠實性 00:08:21
第045講8.5 RNA的轉錄 00:11:35
第046講8.6 植物基因編輯技術 00:10:57
第047講8.7 蛋白質合成體系 00:12:01
第048講8.8 蛋白質合成過程 00:09:59
第049講實驗1 蛋白質兩性反應及等電點的測定 00:07:18
第050講實驗2 雙縮尿法測定植物可溶性蛋白質的含量 00:08:38
第051講實驗3 酶的基本特性 00:10:39
第052講實驗4 植物多酚氧化酶的制備及化學性質 00:10:07
第053講實驗5 植物基因組DNA的提取及鑒定 00:10:25
第054講實驗6 醋酸纖維薄膜電泳分離混合蛋白 00:09:23
第055講實驗7 單核甘酸離子交換柱層析 00:09:29
第056講實驗8 糖酵解中間產物磷酸丙糖的鑒定 00:07:08
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