酶工程教學(xué)大綱

1、酶工程（enzyme engineering）課程編號(hào)：0634001b學(xué) 分：2學(xué) 時(shí)：（其中：講課學(xué)時(shí)：24 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：16 上機(jī)學(xué)時(shí)：0 ）先修課程：有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)適用專業(yè)：生物工程本科教 材：酶工程（郭勇主編，科學(xué)出版社，第二版，2004年）開課系所：生物與食品工程學(xué)院一、 課程的性質(zhì)與任務(wù)酶工程是生物工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)方向選修課，其作用是為該專業(yè)在專業(yè)課方面提供必要的酶工程的基本理論知識(shí)和實(shí)際運(yùn)用酶技術(shù)的能力，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生達(dá)到較靈活地運(yùn)用知識(shí)和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。本課程選用科學(xué)出版社郭勇主編的酶工程作為主要參考教材，結(jié)合目前該學(xué)科該領(lǐng)域的最新科研成果及發(fā)

2、展現(xiàn)狀，特別是一些新的技術(shù)和方法涌現(xiàn)，努力使本課程的教學(xué)內(nèi)容與本專業(yè)的特點(diǎn)及實(shí)際內(nèi)容相結(jié)合，力求使學(xué)生更多地掌握較先進(jìn)的技術(shù)和方法。本課程在生物工程專業(yè)中是完整、獨(dú)立地的體系，在生物工程領(lǐng)域中該學(xué)科占有著重要的地位和作用，因此酶工程課程是在其它相關(guān)課程開設(shè)完成后開設(shè)。按有關(guān)學(xué)科之間的分工原則，盡量避免與其它相關(guān)學(xué)科的重復(fù)，各章內(nèi)容可根據(jù)本學(xué)科的特點(diǎn)和不同情況加以取舍。為了使該課程的講授更好地和專業(yè)相結(jié)合，本課程授課均按“重基礎(chǔ)、寬口徑”的總要求，盡可能采用多媒體教學(xué)的方式，全面系統(tǒng)地介紹酶工程所涉及到的內(nèi)容和發(fā)展前沿。本課程的主要任務(wù)是：重點(diǎn)介紹和講授酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)和基本概

3、念。內(nèi)容包括：酶的發(fā)酵生產(chǎn)，酶的分離純化，酶分子修飾，酶與細(xì)胞固定化，酶的非水相催化，酶反應(yīng)器和酶的應(yīng)用。同時(shí)適當(dāng)?shù)刂v授反映酶工程領(lǐng)域中的應(yīng)用成果和有關(guān)新理論、新概念、新技術(shù)、新動(dòng)向。二、 課程的基本內(nèi)容及要求本課程著重闡述酶工程的基本概念和基本規(guī)律，反映近代酶工程中較為成熟的新成果。通過(guò)本課程的講授，要求學(xué)生重點(diǎn)掌握酶的發(fā)酵生產(chǎn)，酶的分離純化，酶分子修飾，酶與細(xì)胞固定化，酶的非水相催化，酶反應(yīng)器和酶的應(yīng)用，初步掌握它們?cè)谏锕こ填I(lǐng)域中開發(fā)利用的手段、技術(shù)與前景。力求使學(xué)生認(rèn)識(shí)到酶工程在食品工業(yè)和生物工程領(lǐng)域中的重要作用，以及它對(duì)生物工程以及食品工業(yè)的發(fā)展所體現(xiàn)出的重要意義。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生能夠利

4、用在本課程所學(xué)的知識(shí)去解釋和指導(dǎo)食品工業(yè)和生物工程產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、制造工作中的現(xiàn)象和科研活動(dòng)。第一章 緒論（2學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容（1） 酶的基本概念與發(fā)展史（2） 酶催化作用的特點(diǎn)（3） 影響酶催化作用的因素（4） 酶的分類與命名（5） 酶的活力測(cè)定（6） 酶的生產(chǎn)方法（7） 酶工程發(fā)展概況2、教學(xué)要求了解酶工程的涵義及它所研究的內(nèi)容，掌握酶學(xué)原理的專一性、催化高效率、酶的活力測(cè)定和酶的動(dòng)力學(xué)等內(nèi)容，了解酶工程的發(fā)展歷史，酶的生產(chǎn)方法以及酶的應(yīng)用前景。第二章 微生物發(fā)酵產(chǎn)酶（4學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容（1） 酶生物合成過(guò)程（2） 常見產(chǎn)酶微生物（3） 酶的發(fā)酵工藝條件及控制（4） 酶生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)力

5、學(xué)（5） 固定化微生物細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶（6） 固定化微生物原生質(zhì)體發(fā)酵產(chǎn)酶2、教學(xué)要求掌握酶生物合成的基本理論、菌種的分離篩選與遺傳育種、酶發(fā)酵的工藝及動(dòng)力學(xué)，建立酶生產(chǎn)的基本方法。同時(shí)學(xué)習(xí)其它酶發(fā)酵生產(chǎn)的技術(shù)。第三章 動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶（0學(xué)時(shí)，自學(xué)）1、教學(xué)內(nèi)容（1） 植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶（2） 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶2、教學(xué)要求了解動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)，掌握動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)的工藝條件及其控制，了解動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶的工藝過(guò)程。第四章 酶的提取與分離純化（4學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容（1） 酶的提取與分離純化技術(shù)路線（2） 細(xì)胞破碎（3） 酶的提?。?） 酶的分離方法（沉淀分離，離心分離，過(guò)濾與膜分離，層析分離，

6、電泳分離，萃取分離）（5） 酶的組合分離純化策略（6） 酶的濃縮、干燥與結(jié)晶2、教學(xué)要求掌握酶分離提純技術(shù)的總體概念，酶分離純化的基本方法和近期發(fā)展的新技術(shù)以及新方法。要求根據(jù)酶的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特征建立酶分離純化的方法和手段。第五章 酶分子修飾（3學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容（1） 金屬離子置換修飾（2） 大分子結(jié)合修飾（共價(jià)/非共價(jià)）（3） 側(cè)鏈基團(tuán)修飾（4） 肽鏈有限水解修飾（5） 核苷酸鏈有限水解修飾（6） 氨基酸置換修飾（7） 核苷酸置換修飾（8） 酶分子的物理修飾（9） 酶分子修飾的應(yīng)用2、教學(xué)要求掌握酶分子修飾的基本概念和意義，酶分子修飾的基本原理、修飾的方法、修飾酶的基本特征和發(fā)展前景。要求根

7、據(jù)酶的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特征較完整地弄清酶分子修飾的方法及意義。第六章 酶、細(xì)胞、原生質(zhì)體固定化（3學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容（1） 酶固定化（2） 細(xì)胞固定化（3） 原生質(zhì)體固定化2、教學(xué)要求掌握酶、細(xì)胞、原生質(zhì)體固定化方法，固定化生物催化劑的性質(zhì)以及其在該領(lǐng)域中的新進(jìn)展。要求根據(jù)酶的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特征弄清固定化酶、細(xì)胞、原生質(zhì)體的方法及實(shí)踐意義。第七章 酶的非水相催化（3學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容（1） 酶非水相催化的研究概況（2） 有機(jī)介質(zhì)中水和有機(jī)溶劑對(duì)酶催化反應(yīng)的影響（3） 酶在有機(jī)介質(zhì)中的催化特性（4） 有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的條件及其控制（5） 酶非水相催化的應(yīng)用2、教學(xué)要求了解酶在有機(jī)介質(zhì)中的催化特性，掌握

8、有機(jī)介質(zhì)中水和有機(jī)溶劑對(duì)酶催化反應(yīng)的影響以及有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的條件及其控制，了解有機(jī)介質(zhì)中酶催化的應(yīng)用。第八章 酶反應(yīng)器（3學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容（1） 酶反應(yīng)器的特點(diǎn)與類型（2） 酶反應(yīng)器的選擇（3） 酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)（4） 酶反應(yīng)器的操作（5） 酶反應(yīng)器的發(fā)展前景2、教學(xué)要求掌握酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與類型，酶反應(yīng)器的操作和生物反應(yīng)器的發(fā)展。了解生物反應(yīng)器在酶工程領(lǐng)域中所占有的重要地位。要求根據(jù)生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)原理能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的酶或微生物細(xì)胞的反應(yīng)器。第九章 酶的應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容（1） 酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用（2） 酶在食品方面的應(yīng)用（3） 酶在輕工、化工方面的應(yīng)用（4） 酶在環(huán)境保護(hù)方面

9、的應(yīng)用（5） 酶在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用a) 酶在除去細(xì)胞壁方面的應(yīng)用b) 酶在大分子切割方面的應(yīng)用c) 酶在分子拼接方面的應(yīng)用2、教學(xué)要求掌握酶在輕工、食品方面；醫(yī)藥方面；分析檢測(cè)以及生物工程方面應(yīng)用和發(fā)展前景。要求根據(jù)酶的應(yīng)用領(lǐng)域掌握在輕工、生物工程方面的應(yīng)用。三、 課程學(xué)時(shí)分配章 節(jié)講 課實(shí) 驗(yàn)上 機(jī)第一章 緒論23第二章 微生物發(fā)酵產(chǎn)酶4第三章 動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶（自學(xué)）0第四章 酶的提取與分離純化43第五章 酶分子修飾3第六章 酶、細(xì)胞、原生質(zhì)體固定化33第七章 酶的非水相催化3第八章 酶反應(yīng)器3第九章 酶的應(yīng)用27四、 大綱說(shuō)明本課程是生物工程專業(yè)的一門必修課，初步選用由華南理工大學(xué)編寫出版的酶工程作為參考教材，按有關(guān)學(xué)科之間的分工原則，盡量避免與其它相關(guān)學(xué)科的重復(fù)，各章內(nèi)容可根據(jù)本學(xué)科的特點(diǎn)和不同情況加以取舍，部分章節(jié)可根據(jù)內(nèi)容、學(xué)時(shí)要求等實(shí)際情況指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。五、 參考書目1、 現(xiàn)代酶工程，羅桂民主