《生化实验技术》课程思政优秀案例设计书
生物与环境学院
谭志文（负责人）
一、课程概括
《生化实验技术》是学生进入专业学习前首先开设的实验技能课程，为生物工程、生物技术、生物制药专业的核心课程。本课程在学习无机化学、有机化学及生物化学课程的基础上，围绕生物工程、生物技术、生物制药专业重点研究的几种生化物质：蛋白质、酶、核酸、糖、维生素和脂类等，开设基础实验项目。采用线上线下混合式的教学方法，讲授实验原理和数据的科学处理方法。在开设实验项目中，学习生物专业常用的实验仪器的使用并规范其实验操作，为后续在本专业的其他相关实验课程、科学研究和所从事的生产岗位打下良好的实验技能基础。
二、课程目标
（1）知识目标
巩固深化生物化学基本理论的理解，掌握生化物质（蛋白质、酶、糖、核酸、脂类等）性质及在生物机体中代谢原理，同时学会从事生化物质相关科学研究、生产、质控的离心、层析、光谱、PCR等定量定性实验技术与方法，激发学生对生命科学现象探索兴趣及学习热情。
（2）能力目标
熟练掌握生化物质相关分离、检测、分析等实验的规范操作操作能力，为今后专业学习和科研工作打下实验技能基础。同时培养学生合作沟通、口头表达，组织协调能力，养成发现问题和质疑习惯，具备批判性思的维创新能力和科学探索精神，并在探索中综合运用所学知识和技术解决问题的能力，从而使学生能较快适应行业对人才能力的需要。
（3）价值目标
具备学生自主学习和终身学习的能力，科学、严谨、规范的科研素质及良好的实验习惯，具备良好的职业素养与实事求是的精神。
三、思政元素
（1）科学减肥，健康中国——肝与脂肪酸氧化的关系
中医认为肝主疏泄，调畅气机，舒畅情志。肝气郁结可能导致肥胖和其他健康问题。从中医角度看，疏肝解郁也是减肥的重要策略之一。肝脏是脂肪酸代谢的重要场所，在脂肪的消化、吸收、分解、合成及运输中起到很重要的作用。
（2）传统酿酒中的糖酵解现象
从历史的纪元开始，人类就已经学会用酵母将葡糖糖发酵成乙醇和二氧化碳进行酿酒，制造工业酒精和面包制造。我国传统酱酒的“12987”工艺，即：酱酒的生产周期为一年，需要进行两次投料、九次蒸煮、八次发酵和七次取酒。“12987”工艺是酱香型白酒最传统的酿造技艺，体现了中国酿酒人对时间和自然的尊重。这种工艺以工序复杂、耗费时间、成本高昂、出酒率低、酒品上乘而著称，是酱酒酿造的最好工艺之一。通过这一工艺酿造的酱酒，口感醇厚、香气浓郁，具有独特的酱香风格。
四、设计思路
案例一设计思路 实验项目：脂肪酸的β氧化作用
1.问题引入式互动：
（1）减肥即是减脂，你认为的减肥方式有什么？
（2）脂肪酸的β-氧化的主要场所在哪？
（3）什么情况下会发生脂肪酸的β-氧化
（4）脂肪酸代谢与肝脏的联系是什么？
（5）少食饥饿减肥合理吗？
2.思政元素
从中医的角度看，疏肝解郁也是减肥的重要一环。在科学减肥的过程中，保护和改善肝脏功能是非常重要的。这包括保持健康的生活方式，如合理饮食、适度运动、避免过度劳累和保持良好的心态等。同时，对于存在肝脏问题的人群，应在医生的指导下进行减肥和治疗。
在科学减肥中，肝脏的重要性可以总结为以下几点：
（1）肝脏参与脂肪代谢和分解，有助于减少脂肪积聚；
（2）肝脏的解毒功能有助于减轻减肥过程中的身体负担；
（3）肝脏的能量储存与释放功能对于维持体重平衡至关重要；
（4）肝脏的免疫功能有助于身体更好地应对减肥过程中的各种挑战。
3. 实验目的与实验原理介绍
实验目的：了解脂肪酸的β-氧化作用；掌握酮体生成的原理；掌握滴定法测定丙酮酸方法
实验原理：
本实验采用新鲜肝脏细胞中的酶系催化分解低级脂肪酸正丁酸，产生酮体（乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮）。重点介绍在肝脏细胞中脂肪酸的β-氧化的生化历程，脂肪酸的活化，脂酰辅酶A穿入线粒体，然后氧化、水合、再氧化和硫解产生乙酰辅酶A。进一步3分子乙酰辅酶A生成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA），最终生成酮体（乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮）。本实验项目检测定量的成分是酮体之一的丙酮，从而表明脂肪酸的β-氧化作用的发生。
4.实验重点介绍
（1）新鲜的肝脏组织是获得脂肪酸的β-氧化作用酶系的基础；
（2）肝糜的制备要充分剪碎，然后组织匀浆，但在匀浆过程中，注意机械转速过快产生的局部高温对肝脏细胞中酶系的活性影响；
（3）本实验项目实验15%三氯乙酸作为蛋白酶的灭活剂；
（4）硫代硫酸钠滴定碘的过程中至浅黄色（浅黄色的判断为稍微带点碘液的淡紫色即可），然后加入淀粉溶液，此时溶液呈现蓝色（淀粉与碘变蓝），然后继续滴入硫代硫酸钠，直至蓝色消失，此时溶液为无色透明，记为滴定终点。
5.实验操作示范
（1）将肝脏组织放入离心管，使用手术剪刀剪碎（越碎越好），然后加入一定量生理盐水，然后使用高速组织匀浆机破碎。注意匀浆时切勿时间过长，造成温度过高，致使蛋白酶失活。
（2）特别说明，使用硫代硫酸钠滴定碘溶液时，当溶液呈现淡黄色（略带淡淡碘液颜色）时，加入淀粉溶液，此时，溶液出现淀粉遇到碘时表现出的蓝色现象。
案例二设计思路 实验项目：肌糖原的酵解作用
1.问题引入式互动：
（1）生产生活中与糖酵解有关的现象有哪些？
（2）糖酵解作用在细胞中的发生位置在哪？
（3）什么情况下发生糖酵解作用？
（4）传统酱香就酿造中的糖酵解作用主要体现在哪里？
2. 思政元素
传统酱香酒的酿造是利用酵母菌发酵大米，高粱和玉米等粮食产生酒精的过程。我国传统酱酒的“12987”工艺，即：酱酒的生产周期为一年，需要进行两次投料、九次蒸煮、八次发酵和七次取酒。“12987”工艺是酱香型白酒最传统的酿造技艺，体现了中国酿酒人对时间和自然的尊重。这种工艺以工序复杂、耗费时间、成本高昂、出酒率低、酒品上乘而著称，是酱酒酿造的最好工艺之一。通过这一工艺酿造的酱酒，口感醇厚、香气浓郁，具有独特的酱香风格。
一个周期
酱酒的生产从第一次投粮开始，即重阳下沙为始，到第七次取酒完成为终，历经春、夏、秋、冬四季，整整一年时间。
两次投粮
第一次投料生产，即所谓的“下沙”。这个过程包括润沙、蒸煮、摊凉、加曲、堆积、入窖发酵等六个工序。第二次投料（糙沙）通常在下沙入窖发酵一个月之后进行，按照1:1的比例，加入新的高粱，继续上甑蒸煮。
九次蒸煮
从下沙开始到七次取酒结束，总共要经历九次蒸煮过程。前两次蒸煮不取酒，是为了增加发酵时间，裹挟更多微生物。从第三次蒸煮开始，剩下的七次蒸煮都会取酒，直到次年农历九月份蒸煮过程才完成。
八次发酵
在九次蒸煮过程中，每蒸煮一次就对应一次发酵。但由于取完七次酒后的糟醅不发酵直接丢弃，所以只有八次发酵。
七次取酒
整个生产周期要取七次酒，即一次酒、二次酒到七次酒。由于三次酒、四次酒、五次酒酒质最好，所以被称之为“大回酒”，六次酒称为“小回酒”。真正的取酒过程从第三次蒸煮后开始，直到每年的十二月和次年的一月份，才开始第一次取酒，之后每月取酒一次，共需七次。
3. 实验目的与实验原理介绍
糖酵解在酿酒中的作用：在酿酒过程中，酵母菌将粮食中的葡萄糖和果糖等简单糖分子通过糖酵解转化为乙醇（酒精）和二氧化碳。这个过程是在无氧条件下进行的，其生化历程如下图所示：
4.实验重点介绍
（1）新鲜的肌肉糜是保证细胞内高活性蛋白酶的基础；
（2）肌肉糜与肌肉提取液的区别；
（3）肌肉糜的制备要越研磨充分越好，有利于最大限度使用到肌肉糜中的生化酶；
（4）本项目采用的酶灭活剂是15%的偏磷酸溶液；
（5）本实验项目特别注意除干净多糖类和蛋白质杂质成分，这些物质对乳酸的显色有假阳性显色；
（6）浓硫酸的操作注意安全。
5.实验操作示范
（1）将肌肉使用研磨方法破碎，研磨越充分越能将肌肉组织打散，从而充分利用肌肉细胞中的酶系；
（2）加入碱式硫酸铜溶液除去多糖和蛋白类杂质时，使用15ml塑料离心管，然后在振荡器上充分作用；
（3）将对羟基联苯加入浓硫酸时，注意滴加时，切勿将对羟基联苯沿着试管壁加入，以免造成试管壁中残留对羟基联苯溶液；
（4）离心后的上清液，需首先将其倒出至小烧杯中，然后将小烧杯轻摇晃混匀，然后才吸取0.25ml溶液加入到对羟基联苯和浓硫酸溶液中。
五、实施案例
案例1： 实验项目：肪酸的β氧化作用（结合思政元素：科学减肥，健康中国——肝与脂肪酸氧化的关系）
案例2： 实验项目：肌糖原的酵解作用（结合思政元素：传统酿酒中的糖酵解现象）
六、特色及创新
本次实验教学项目案例为肪酸的β氧化作用和肌糖原的酵解作用，采用问题导入式开展教学，提问紧贴生产生活实际，也是学生比较关心且熟悉的话题，且理论联系实际，在一定程度上能提起学生的学习兴趣。针对性地通过“文字描述、PPT演示、板书、实验操作示范、重点细节讲述”多重方式增强学生的理解，从而实验结果更能够对实验预期的实现。
七、教学效果
通过本实验案例结合思政元素的实施教学，学生们理解了科学减肥—健康中国的生化原理，为做好保肝护肝，宣传肝脏在生化代谢的重要性打下了一定的理论基础；通过微生物的酵解作用生产酱香酒的工艺，学生们了解了我国传统酿酒的自然规律，利用自然，尊重自然的传统思想。理论知识的巩固：通过实验，学生能够将所学的理论知识与实际操作相结合，从而加深对理论知识的理解和掌握。
实验技能的提升：实验过程中，学生需要掌握各种实验技能，如实验操作、数据收集与分析等。这些技能的提升不仅有助于学生在实验中的表现，还能为他们未来的学习和工作奠定坚实的基础。
