發(fā)酵工程與酶工程課程教學(xué)大綱

1、發(fā)酵工程與酶工程課程教學(xué)大綱李為 余龍江 張曉昱 王宏勛一、課程名稱：發(fā)酵工程與酶工程Fermentation Engineering and Enzyme Engineering二、 課程編碼：三、 學(xué)時與學(xué)分： 56/3.5四、先修課程：微生物學(xué)、生物化學(xué)、生物化工原理與設(shè)備、物理化學(xué)五、課程教學(xué)目標(biāo)發(fā)酵工程和酶工程作為一門應(yīng)用性學(xué)科， 是生物技術(shù)的重要組成部分。 通過 本課程的學(xué)習(xí)， 使學(xué)生掌握發(fā)酵工程和酶工程的基本原理、 基本工藝和基本的實 驗操作技能， 了解該學(xué)科的發(fā)展方向， 能夠理論聯(lián)系實際去分析和解決有關(guān)發(fā)酵 工程和酶工程中的具體問題，從而提高科學(xué)研究和設(shè)計的能力。六、適用學(xué)科專

2、業(yè)生物技術(shù)七、基本教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配緒論（2 學(xué)時）發(fā)酵工程的定義及與其它相關(guān)學(xué)科的關(guān)系發(fā)酵工程的發(fā)展史發(fā)酵工業(yè)的特點及其范圍工業(yè)發(fā)酵的類型與流程 發(fā)酵工程展望及應(yīng)用前景工業(yè)用微生物菌種（ 2 學(xué)時）常用的工業(yè)微生物發(fā)酵工業(yè)菌種篩選的原則與基本技術(shù)賴氨酸生產(chǎn)菌種的選育（ 2 學(xué)時） 代謝工程育種發(fā)酵培養(yǎng)基 （ 1 學(xué)時） 常用培養(yǎng)基的基本要求 發(fā)酵培養(yǎng)基的特點 發(fā)酵培養(yǎng)基的設(shè)計無菌技術(shù) （2 學(xué)時）概念工業(yè)發(fā)酵污染的防治滅菌方法 培養(yǎng)基與設(shè)備滅菌空氣除菌（ 2 學(xué)時）種子擴(kuò)大培養(yǎng)（ 2 學(xué)時） 種子制備工藝 影響種子質(zhì)量的主要因素 種子質(zhì)量的控制措施發(fā)酵動力學(xué) （ 2 學(xué)時） 分批發(fā)酵動力學(xué)連

3、續(xù)發(fā)酵動力學(xué)2 學(xué)時）補(bǔ)料分批發(fā)酵動力學(xué)（ 2 學(xué)時）基因工程菌培養(yǎng)過程的動力學(xué)模型氧的供需 （2 學(xué)時）細(xì)胞對氧的需求氧的供給影響供氧的因素及傳氧效率（ 2 學(xué)時）溶解氧、攝氧率和 kLa 的測定方法（ 2 學(xué)時） 發(fā)酵罐 （2 學(xué)時）發(fā)酵罐的類型通用式發(fā)酵罐的設(shè)計設(shè)計原則和基本要求通用式發(fā)酵罐的外形及結(jié)構(gòu)設(shè)計（ 2 學(xué)時）重組菌生物反應(yīng)器發(fā)酵過程控制（ 2 學(xué)時）概述代謝調(diào)控在發(fā)酵過程控制中的應(yīng)用溫度對發(fā)酵過程的影響及其控制（ 2 學(xué)時）pH 對發(fā)酵過程的影響及其控制溶氧對發(fā)酵過程的影響及其控制CO 2和呼吸商對發(fā)酵過程的影響及其控制（ 1 學(xué)時）基質(zhì)濃度對發(fā)酵過程的影響及補(bǔ)料控制泡沫控制

4、計算機(jī)在發(fā)酵過程控制中的應(yīng)用 發(fā)酵經(jīng)濟(jì)學(xué) （ 1 學(xué)時） 前言 優(yōu)良菌株選育 培養(yǎng)基成本分析 無菌空氣與通氣攪拌 動力費（加熱、冷卻） 培養(yǎng)方式 后處理成本 工廠規(guī)模 市場經(jīng)濟(jì)信息分析及管理技術(shù) 酶學(xué)基本理論（ 2 學(xué)時） 酶催化作用的特點 影響酶催化的因素 底物濃度的影響 酶濃度的影響 溫度的影響 pH 值的影響 抑制劑和激活劑的影響 酶的分類與命名 蛋白類酶（ P 酶）的分類與命名核酸類酶（ R 酶）的分類與命名酶的活力測定 （2 學(xué)時） 酶活力測定方法 酶活力單位 酶的轉(zhuǎn)換數(shù)與催化周期 固定化酶的活力測定 酶的生產(chǎn) 微生物發(fā)酵產(chǎn)酶 產(chǎn)酶微生物 發(fā)酵生產(chǎn)提高酶產(chǎn)量的措施 酶生物合成的模式

5、固定化微生物細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶動、植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶（ 2 學(xué)時） 植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶 動物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶 酶的提取與分離純化 酶的提取 細(xì)胞破碎 酶的提取酶的分離純化 （2 學(xué)時）沉淀分離離心分離過濾與膜分離層析分離電泳分離 萃取分離 結(jié)晶 濃縮與干燥酶分子修飾 （ 2 學(xué)時） 金屬離子置換修飾 大分子結(jié)合修飾 酶分子的側(cè)鏈基團(tuán)修飾 肽鏈有限水解修飾核苷酸鏈剪切、置換修飾 （ 2 學(xué)時） 核苷酸剪切修飾 核苷酸置換修飾 氨基酸置換修飾 酶分子的物理修飾 酶分子修飾的應(yīng)用 在酶學(xué)研究方面的應(yīng)用 在醫(yī)藥方面的應(yīng)用在工業(yè)方面的應(yīng)用（2 學(xué)時）在抗體酶研究開發(fā)方面的應(yīng)用 在核酸類酶人工改造方面的應(yīng)用 在有機(jī)介質(zhì)

6、酶催化反應(yīng)中的應(yīng)用酶分子的定向進(jìn)化概述簡介歷史定向進(jìn)化的策略 （2 學(xué)時）易錯 PCR 技術(shù)為代表的無性進(jìn)化DNA 改組技術(shù)為代表的有性進(jìn)化基因家族之間的同源重組外顯子改組雜合酶計算機(jī)輔助設(shè)計突變庫的構(gòu)建及應(yīng)用定向進(jìn)化的應(yīng)用提高酶分子的催化活力提高酶分子穩(wěn)定性的定向進(jìn)化 適應(yīng)人工環(huán)境中提高酶活力或穩(wěn)定性的進(jìn)化 提高底物專一性合增加對新底物催化活力的進(jìn)化 對映體選擇性的定向進(jìn)化變換催化反應(yīng)專一性酶的固定化 （ 2 學(xué)時）酶固定化酶的固定化方法固定化酶的特點固定化酶的應(yīng)用細(xì)胞固定化細(xì)胞固定化的方法微生物細(xì)胞固定化植物細(xì)胞固定化酶反應(yīng)器 （2 學(xué)時）酶反應(yīng)器的類型攪拌罐式反應(yīng)器填充床式反應(yīng)器流化床反

7、應(yīng)器鼓泡式反應(yīng)器膜反應(yīng)器噴射式反應(yīng)器酶反應(yīng)器的選擇根據(jù)酶的反應(yīng)形式選擇反應(yīng)器根據(jù)酶反應(yīng)動力學(xué)性質(zhì)選擇反應(yīng)器 根據(jù)底物或產(chǎn)物的理化性質(zhì)選擇反應(yīng)器酶反應(yīng)器的設(shè)計（2 學(xué)時）確定反應(yīng)器的類型確定酶反應(yīng)器的制造材料進(jìn)行熱量衡算進(jìn)行物料衡算酶反應(yīng)器的操作酶反應(yīng)操作條件的確定及其調(diào)控酶反應(yīng)器操作的注意事項酶的應(yīng)用 （2 學(xué)時）酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用酶在輕工、化工方面的應(yīng)用酶在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用酶在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用八、教材及參考書教材：新編生物工藝學(xué) （上下冊）.俞俊棠等. 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2003 年 酶工程（第二版） .郭勇 . 科學(xué)出版社 ,2004 年參考書：1.微生物工程 . 曹軍衛(wèi)等 . 科學(xué)出版社 , 2002 年2.生化生產(chǎn)工藝學(xué) .梅樂和等主編 . 科學(xué)出版社 ,1999 年3.微生物工程工藝原理 .姚汝華主編 . 華南理工大學(xué)出版社 ,1996 年4.生物工藝學(xué) （上下冊 ）.俞俊棠等主編 . 華東理工大學(xué)出版社 ,1998 年5. Principles of Fermentation Technology. （2nd Edition）,Peter F. Stanbury, Allan Whitaker, Stephen