生物化学实验I343002教学大纲.docx
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生物化学实验I343002教学大纲.docx
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生物化学实验I343002教学大纲
生物化学实验
(343002)教学大纲
01.教学单位名称:
生命科学学院
02.实验中心名称:
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
03.课程名称:
生物化学实验
04.课程代码:
343002
05.课程类别:
学科基础课程
06.课程性质:
必修
07.课程学时:
64
08.课程学分:
2
09.面向专业:
生物科学、生物技术、药物制剂、制药工程、理科实验班
10.实验课程的教学任务、要求和教学目的
10.1教学任务:
生物化学是研究生命的化学,是生物学科的重要专业基础课,生物化学实验在整个生物化学教学中占有十分重要的地位。
通过实验课程教学,使学生了解和掌握生物化学实验的基本方法和技术,了解生物大分子(蛋白质、糖、核酸等)的分离、制备、纯化、分析和鉴定等技术,具备初步的知识应用和科学研究能力。
10.2教学要求:
从培养学生综合实验技能的角度考虑,将本实验设定成综合性大实验,因此涉及的学科知识比较广泛,如:
蛋白质技术,酶工程技术,生物物理技术等;所需实验仪器比较复杂,如:
需要蛋白电泳仪,层析柱,紫外检测仪,超声破碎仪,离心机等;实验时间较长,处理因素多,因此课前充分的准备工作是实验顺利进行和获得真实实验结果的重要保证。
这就要求学生在课前必须按照实验预习要求认真预习和准备,实验过程中认真掌握所需仪器的使用、所需实验技术的操作原理和方法。
在实验过程当中应遵守实验室规章制度,有序进行实验,严格按照规定程序操作,全面观察,准确如实记录实验数据。
实验结束后,做好善后工作,清洁整理实验器具并清点归还,经指导教师检查无误后方可离开实验室。
实验后应及时整理实验记录和数据,按要求认真独立完成实验报告,并按时提交。
10.3教学目的:
生物化学实验技术作为生命科学研究的主要方法和技术,为其它学科的学习打下坚实基础,同时在生命科学研究和生产实践方面也有较大的应用价值。
为了更好地培养学生的实验操作技能和创新能力,近年来,加大了综合型实验的比例,减少了一般型(验证型)实验,按常规生化仪器的使用、生物活性物质的测定、生物大分子分离制备技术、层析技术、电泳技术、分光光度技术和生化分析技术等几大系列进行优化和整合,开出实验包含了组织制备、离心、层析、电泳和分光光度法等基本生化技术,涉及内容包括氨基酸、蛋白质、核酸、酶、定量分析及分离提纯。
优化后的实验更具有针对性和实用性,更注重学生基本实验技能的训练,强化综合能力的培养。
通过生物化学实验,使学生熟练掌握所需仪器的使用、所需实验技术的操作原理和方法,锻炼学生的动手能力和分析问题解决问题的能力,培养学生合作精神,有利于对学生实践能力、综合素质和创新能力的培养。
11.学生应掌握的实验技术及实验能力
通过本课程的学习,使学生进一步了解生物化学实验的基本原理,掌握生物化学实验的基本技能和方法,使学生熟练掌握掌握酶的分离、制备、纯化、分析鉴定方法;通过蛋白质的提取、含量测定及氨基酸组成分析,掌握蛋白质分级、透析等技术;掌握Folin-酚法测蛋白浓度和柱层析(离子交换层析和分子筛层析)法纯化蛋白质等技术;掌握蛋白电泳技术;学会相关仪器设备的操作,培养学生动手能力和科学的思维能力,提高学生的创新意识、合作精神和解决实际问题的能力。
培养学生学会正确地观察实验现象、记录实验结果、分析实验数据、撰写实验报告的能力。
在提高学生动手能力的同时,培养学生具有初步解决问题的能力。
12.开设实验项目
啤酒酵母蔗糖酶的提取、分离纯化、性质鉴定及反应动力学项目,主要实验内容包括啤酒酵母蔗糖酶的提取及分离纯化,考马斯亮蓝法测定蛋白浓度,紫外分光光度法测定蛋白浓度,蔗糖酶活力测定,SDS-PAGE电泳法测定蔗糖酶纯度和相对分子质量,用正交试验法测定几种因素对蔗糖酶活性的影响,蔗糖酶米氏常数Km、最大反应速度Vmax和抑制剂常数Ki的测定,测定并计算不同底物浓度时的反应速率,反应速率对底物浓度作图,再用1/V对1/S作图,计算出Km。
亲和层析法纯化胰蛋白酶,主要实验内容为从猪胰脏的粗提液中分离纯化胰蛋白酶。
采用鸡卵类黏蛋白作为配基合成亲和吸附剂,从猪胰脏的粗提液中,通过亲和层析直接获得纯度很高的猪胰蛋白酶。
酶谱分析技术分析纤维素酶项目。
酶谱技术是把纤维素酶的底物与丙烯酰胺共凝聚,经过SDS-PAGE电泳或者非变性PAGE电泳后,将凝胶放于酶作用的缓冲液之中,通过酶对凝胶中底物的催化反应,从而检测出样品中的酶的催化作用,酶系、同工酶的分布、相对分子质量、亚基的数量等技术指标。
大豆蛋白的提取与含量测定项目,主要实验内容为对大豆粉进行水、碱两步提取;分别采用Folin-酚法、微量凯氏定氮法、双缩脲法测定两步提取液提取的蛋白浓度;双向纸层析法分析大豆蛋白的氨基酸组成。
DNS-Cl法测定蛋白质及肽的N末端氨基酸项目,主要实验内容为水解氨基酸,采用荧光试剂二甲氨基萘磺酰氯(DNS—Cl)在碱性条件下与氨基酸(肽或蛋白质)的氨基结合成带有荧光的DNS—氨基酸(DNS—肽或DNS—蛋白质),DNS—肽或DNS—蛋白质进行测定。
采用聚酰胺薄膜层析法进行分离和鉴定后,进行定性及定量测定,识别蛋白质的自由N末端氨基酸。
细胞色素C的制备及测定项目,主要实验内容为以新鲜猪心为原料,经过酸溶液抽取,人造沸石吸附及三氯乙酸沉淀得到细胞色素C粗品,然后再用离子交换层析法将粗品纯化。
采用分光光度法测定细胞色素C含量,用测压法测定其生物活性。
设计实验项目,包括活性多肽分离提取及鉴定、蛋白质类分离提取及鉴定、多糖类分离提取及鉴定、脂类分离提取及鉴定。
氯化钠的称量和乙醇的移取项目,主要内容为学习并了解称量和微量移液技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,掌握固体称量与液体量取的要点和方法。
发酵液的离心分离项目,主要内容为学习并了解离心技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,学会液体离心的注意事项和操作方法。
铬酸钾溶液吸光度的测定项目,主要内容为学习并了解光谱技术(Uvmini-1240紫外可见分光光度计)的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,学会测定样品吸光度的操作方法。
DEAE52纤维素离子交换柱的制备项目,主要内容为学习并了解离子交换层析技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,掌握如何制备DEAE52纤维素离子交换柱。
G75葡聚糖凝胶柱的制备项目,主要内容为学习并了解凝胶过滤层析技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,掌握如何制备G75葡聚糖凝胶柱。
SDS-聚丙烯酰胺凝胶的制备项目,主要内容为学习并了解SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,学会制备SDS-聚丙烯酰胺凝胶。
常用试剂及溶液(缓冲液)的配制项目,主要内容为学习并了解常用试剂及溶液(缓冲液)的配制方法,能够熟练配置各种试剂。
电泳凝胶的条带分析项目,主要内容为学习并了解凝胶成像技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,学会对电泳凝胶进行分析。
测定未知铬酸钾溶液的溶度项目,主要内容为学习并掌握标准曲线制作技术,掌握未知浓度样品的测定方法。
采用高效液相法测定中药中有效成分的含量项目,主要内容为学习并了解高效液相色谱技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,学会测定中药有效成分含量的方法。
采用气相色谱法测定中药活性成分的含量项目,主要内容为学习并了解气相色谱技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,学会测定中药活性成分含量的方法。
采用红外光谱分析化合物的组成结构项目,主要内容为学习并了解红外光谱技术的基本原理,掌握相关仪器设备的使用方法,掌握通过红外谱图分析化合物的结构。
开设实验项目一览表
实验项目编号
实验项目名称
实验
类型
实验
性质
实验学时
每组
人数
首次开出年月
34300201
啤酒酵母蔗糖酶的提取、分离纯化、性质鉴定及反应动力学
综合性
必做
51
2
200603
34300202
亲和层析法纯化胰蛋白酶
综合性
选做
8
2
199903
34300203
酶谱分析技术分析纤维素酶
综合性
选做
8
2
200303
34300204
大豆蛋白的提取与含量测定
综合性
选做
8
2
201003
34300205
DNS-Cl法测定蛋白质及肽的N末端氨基酸
综合性
选做
8
2
200503
34300206
细胞色素C的制备及测定
综合性
选做
8
2
200903
34300207
设计实验
设计性
选做
2
1
199903
34300208
氯化钠的称量和乙醇的移取
验证性
必做
1
1
201204
34300209
发酵液的离心分离
验证性
必做
1
1
201204
34300210
铬酸钾溶液吸光度的测定
验证性
必做
3
1
201204
34300211
DEAE52纤维素离子交换柱的制备
验证性
选做
3
2
201204
34300212
G75葡聚糖凝胶柱的制备
验证性
选做
3
2
201204
34300213
SDS-聚丙烯酰胺凝胶的制备
验证性
选做
2
2
201204
34300214
常用试剂及溶液(缓冲液)的配制
验证性
选做
1
1
201204
34300215
电泳凝胶的条带分析
验证性
选做
1
4
201204
34300216
测定未知铬酸钾溶液的溶度
验证性
选做
1
1
201204
34300217
采用高效液相法测定中药中有效成分的含量
验证性
选做
2
4
201204
34300218
采用气相色谱法测定中药活性成分的含量
验证性
选做
2
4
201204
34300219
采用红外光谱分析化合物的组成结构
验证性
选做
2
4
201204
13.实验教材或指导书或主要参考资料
1)滕利荣等,生物学基础实验教程Ⅱ(第三版),科学出版社,2008年;
2)滕利荣等,生命科学仪器实用技术教程,科学出版社,2008年。
3)周俊宜等,分子生物学基本技能与策略,科学出版社,2003年;
4)王镜岩等,生物化学(第三版),高等教育出版社,2003年;
5)朱厚础等译,蛋白质纯化与鉴定实验指南,科学出版社 ,1999年;
6)张龙翔,张庭芳,李令媛,生化实验方法和技术,高等教育出版社,1997年;
7)汪家政,范明,蛋白质技术手册,科学出版社,2000年。
14.考核要求、考核方式及成绩评定标准
14..1考核要求:
以培养学生的科学态度、科学思维和实验操作能力为前提,注重训练学生的独立动手能力、思考能力,发现问题、分析问题和解决问题的能力,实验设计能力及创新能力,教师应及时、客观、公正、如实评价每名学生实验情况及评阅试卷、实验报告和设计实验。
14.2考核方式:
采取考核与考试相结合的方式综合评定实验成绩,按百分制方式计分。
14.3成绩评定标准:
根据生物基础实验教学中心制定的《学生实验成绩考评方法》进行评定。
实验习惯成绩,10%;预习考试成绩,10%;实验操作成绩,40%;实验报告成绩,20%;设计实验成绩,20%。
15.执笔人
郑良玉,教授;吕绍武,副教授;王磊,副教授;闫国栋,工程师。
16.制定日期
20131020
17.审核人
滕利荣,教授
18.审核日期
20131120
19.学院审定程序说明
2013年10月10日接到学校通知后成立《生命科学学院实践教学大纲(2013版)”》修订专项工作组并进行前期筹备工作。
2013年10月14日至2013年10月16日各门课程梯队召开《生命科学学院实践教学大纲(2013版)”》修订工作会议,分配修订任务。
2013年10月21日前各门课程梯队提交《生命科学学院实践教学大纲(2013版)》修订稿。
2013年10月25日生命科学学院教学委员会召开第一次会议审议《生命科学学院实践教学大纲(2013版)》修订稿并提出整改意见。
2013年10月26日至10月28日各门课程梯队按照“整改意见”进行整改。
2013年10月30日生命科学学院教学委员会召开第二次会议审定通过《生命科学学院实践教学大纲(2013版)》。
20.学院审定日期
20131130
生物化学实验I(343002)项目卡1
No
字段名
填写内容
1
课程名称
生物化学实验I
2
课程代码
343002
3
实验项目名称
啤酒酵母蔗糖酶的提取、分离纯化、性质鉴定及反应动力学
4
实验项目编号
34300201
5
网络实验
0
6
每组人数
2
7
计划学时数
51
8
实验性质
必做
9
实验目的
学习蛋白质和酶的提取、分离纯化的方法,掌握有机溶剂分级沉淀及柱层析技术,掌握紫外分光光度计测定蛋白质含量和酶活力的原理及方法,掌握SDS-PAGE测定蛋白质相对分子量的原理及方法,学习蔗糖酶米氏常数的测定方法。
10
实验内容
提取并纯化啤酒酵母蔗糖酶,测定不同纯化级别的酶的蛋白浓度和酶活力,确定不同因素对酶活力的影响,测定蔗糖酶的纯度和相对分子质量,测定蔗糖酶的Km。
11
实验原理
酵母经自溶(超声)破碎后,经乙醇分级沉淀、透析、离子交换层析、分子筛层析纯化蔗糖酶。
考马斯亮蓝法测定蛋白浓度;DNS法测定酶活力和Km;SDS-PAGE测定纯度和相对分子质量;正交试验设计法测定不同因素对酶活力的影响
12
实验类型
1.演示性□;2.验证性□;3.综合性□√;4.设计性□;5.研究性□。
13
实验者层次
本科生
14
实验仪器设备
二维电泳仪1台,秒表40个,电子天平20台,高速冷冻离心机12台,电泳仪20台,小型垂直电泳系统40套(含切胶器2个),紫外分光光度计40台,凝胶成像系统1台,毛细管电泳1台,六联检测池20套.
15
实验套数
40
16
开出时间
200603
17
教学单位名称
生命科学学院
18
教学单位编号
1113
19
实验单位名称
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
20
实验中心编号
111301
21
实验地名称
现代生物学实验室
22
实验地编号
唐敖庆楼C464
23
一次性材料品名
新鲜啤酒酵母2袋,透析袋0.5米,大张滤纸2张,镜头纸0.4本,3,5-二硝基水杨酸10g,考马斯亮蓝5g,丙烯酰胺50g,甲叉双丙烯酰胺25g,TEMED5mL,溴酚兰1g。
24
一次性材料
85元
25
面向专业
生物科学、生物技术、药物制剂、制药工程、理科实验班
26
实验项目卡制定人
郑良玉,吕绍武,王磊,闫国栋。
27
实验项目卡审核人
滕利荣
生物化学实验I(343002)项目卡2
No
字段名
填写内容
1
课程名称
生物化学实验I
2
课程代码
343002
3
实验项目名称
亲和层析法纯化胰蛋白酶
4
实验项目编号
34300202
5
网络实验
0
6
每组人数
2
7
计划学时数
8
8
实验性质
选做
9
实验目的
(1)熟悉亲和层析纯化蛋白质的原理。
(2)初步掌握亲和层析法纯化胰蛋白酶的方法步骤。
10
实验内容
从猪胰脏的粗提液中分离纯化胰蛋白酶。
11
实验原理
采用鸡卵类黏蛋白作为配基合成亲和吸附剂,从猪胰脏的粗提液中,通过亲和层析直接获得纯度很高的猪胰蛋白酶。
12
实验类型
1.演示性□;2.验证性□;3.综合性□√;4.设计性□;5.研究性□。
13
实验者层次
本科生
14
实验仪器设备
部分收集器20台,核酸蛋白质检测仪20台,真空冻干机2台,蛋白纯化系统2台,二维电泳仪1台,高速冷冻离心机6台,紫外分光光度计20台,超纯水系统2台,凝胶成像系统1台,毛细管电泳1台
15
实验套数
20
16
开出时间
199903
17
教学单位名称
生命科学学院
18
教学单位编号
1113
19
实验单位名称
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
20
实验中心编号
111301
21
实验地名称
现代生物学实验室
22
实验地编号
唐敖庆楼C464
23
一次性材料品名
新鲜猪胰脏0.5kg,称量纸1米,透析袋1米,大张滤纸2张,Tris50g,鸡卵类黏蛋白1g,纯胰蛋白酶1g,氯化钠50g,环氧氯甲烷50ml,1,4-二氧六环300mL,
24
一次性材料
58元
25
面向专业
生物科学、生物技术、药物制剂、制药工程、理科实验班
26
实验项目卡制定人
郑良玉,吕绍武,王磊,闫国栋。
27
实验项目卡审核人
滕利荣
生物化学实验I(343002)项目卡3
No
字段名
填写内容
1
课程名称
生物化学实验I
2
课程代码
343002
3
实验项目名称
酶谱分析技术分析纤维素酶
4
实验项目编号
34300203
5
网络实验
0
6
每组人数
2
7
计划学时数
8
8
实验性质
选做
9
实验目的
(1)初步掌握酶谱分析技术的实验原理和基本实验步骤。
(2)掌握非变性电泳的原理和操作要点。
10
实验内容
把纤维素酶的底物经丙烯酰胺共凝聚,经过SDS-PAGE电泳或者非变性PAGE电泳后,将凝胶放入含某种纤维素酶的缓冲液之中,通过酶的催化反应,确定相关酶系及同工酶的分布。
11
实验原理
将某种酶的底物经丙烯酰胺共凝聚,经过电泳后,将凝胶放于含该酶的缓冲液之中,通过酶对凝胶中底物的催化反应,检测出样品中的酶的催化作用,酶系,同工酶的分布,相对分子质量,亚基的数量等技术指标
12
实验类型
1.演示性□;2.验证性□;3.综合性□√;4.设计性□;5.研究性□。
13
实验者层次
本科生
14
实验仪器设备
恒温培养箱10台,电冰箱2台,摇床2台,高速组织捣碎机10台,全自动氨基酸分析仪2台,超纯水系统2台,固液萃取仪2台,惰性气体循环系统2台,高压层析系统1台,毛细管电泳1台
15
实验套数
20
16
开出时间
200303
17
教学单位名称
生命科学学院
18
教学单位编号
1113
19
实验单位名称
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
20
实验中心编号
111301
21
实验地名称
现代生物学实验室
22
实验地编号
唐敖庆楼C464
23
一次性材料品名
蓝色葡萄聚糖25g,纤维素酶1g,标准相对分子质量蛋白1g,考马斯亮蓝1g,丙烯酰胺50g,甲叉双丙烯酰胺25g,溴酚兰1g,纱布0.5包,羧甲基纤维素钠5g,刚果红1g
24
一次性材料
65.6元
25
面向专业
生物科学、生物技术、药物制剂、制药工程、理科实验班
26
实验项目卡制定人
郑良玉,吕绍武,王磊,闫国栋。
27
实验项目卡审核人
滕利荣
生物化学实验I(343002)项目卡4
No
字段名
填写内容
1
课程名称
生物化学实验I
2
课程代码
343002
3
实验项目名称
大豆蛋白的提取与含量测定
4
实验项目编号
34300204
5
网络实验
0
6
每组人数
2
7
计划学时数
8
8
实验性质
选做
9
实验目的
(1)掌握大豆蛋白的提取原理和方法;
(2)学习Folin-酚法、双缩脲法测定蛋白质浓度的原理和方法;
(3)学习微量凯氏定氮法测定蛋白质含量的原理和操作技术;
(4)掌握分配层析的原理、氨基酸纸层析的操作技术。
10
实验内容
以大豆粉为原料提取大豆蛋白,测定大豆蛋白含量,确定大豆蛋白的氨基酸组成
11
实验原理
对大豆粉进行水、碱两步提取;用Folin-酚法测定两步提取液的蛋白浓度;用微量凯氏定氮法测定提取的大豆蛋白质含量;用双缩脲法测定提取的大豆蛋白浓度;双向纸层析法分析大豆蛋白的氨基酸组成。
12
实验类型
1.演示性□;2.验证性□;3.综合性□√;4.设计性□;5.研究性□。
13
实验者层次
本科生
14
实验仪器设备
分析天平10台,紫外-可见分光光度计20台,高速冷冻离心机6台,恒温水浴10台,鼓风恒温箱3台,秒表20个,半自动生化分析仪2台,紫外检测仪20台,记录仪20台,氨基酸高效液相分析仪2台
15
实验套数
20
16
开出时间
201003
17
教学单位名称
生命科学学院
18
教学单位编号
1113
19
实验单位名称
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
20
实验中心编号
111301
21
实验地名称
现代生物学实验室
22
实验地编号
唐敖庆楼C464
23
一次性材料品名
层析滤纸(20×20cm)5张,正丁醇200ml,甲酸200mL,吡啶200mL,标准酪蛋白1g,豆粨50g,擦镜纸0.5本,大张滤纸2张,1000μL枪头0.5袋
24
一次性材料
53元
25
面向专业
生物科学、生物技术、药物制剂、制药工程、理科实验班
26
实验项目卡制定人
郑良玉,吕绍武,王磊,闫国栋。
27
实验项目卡审核人
滕利荣
生物化学实验I(343002)项目卡5
No
字段名
填写内容
1
课程名称
生物化学实验I
2
课程代码
343002
3
实验项目名称
DNS-Cl法测定蛋白质及肽的N末端氨基酸
4
实验项目编号
34300205
5
网络实验
0
6
每组人数
2
7
计划学时数
8
8
实验性质
选做
9
实验目的
(1)掌握Dansyl-氯法测定N末端氨基酸的原理和方法。
(2)掌握用聚酰胺薄膜分析和鉴定DNS-氨基酸的方法。
10
实验内容
与二甲氨基萘磺酰氯(DNS—Cl)结合的DNS—氨基酸用聚酰胺薄膜层析分离和鉴定,以确定蛋白质的自由N末端氨基酸。
11
实验原理
荧光试剂二甲氨基萘磺酰氯(DNS—Cl)碱性条件下与肽或蛋白质的氨基结合成带有荧光的DNS—肽或DNS—蛋白质。
水解肽或蛋白后,采用聚酰胺薄膜层析法进行分离和鉴定,进行定性及定量测定,识别蛋白质的自由N末端氨基酸。
12
实验类型
1.演示性□;2.验证性□;3.综合性□√;4.设计性□;5.研究性□。
13
实验者层次
本科生
14
实验仪器设备
氨基酸高效液相分析仪1台,真空冻干机1台,超纯水系统1台,固液萃取仪1台,惰性气体循环系统1台,等电聚焦系统1台,高压层析系统1台,秒表20个,高速冷冻离心机6台,紫外(差示)分光光度计2台
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实验套数
20
16
开出时间
200503
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教学单位名称
生命科学学院
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教学单位编号
1113
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实验单位名称
吉林大学国家级生物实验教学示范中心
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实验中心编号
111301
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实验地名称
现代生物学实验室
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实验地编号
唐敖庆楼C464
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一次性材料品名
猪胰岛素2g,聚酰胺薄膜2张,毛细管0.5盒,DNS-CL1g,丙酮100mL,乙酸100mL,碳酸钠300g,标准Gly0.5g,标准Phe0.5g,乙酸乙酯100mL
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- 生物化学 实验 I343002 教学大纲