《蛋白質(zhì)與酶工程》課程教學(xué)大綱（本科）

1、蛋白質(zhì)與酶工程課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：1061139015課程名稱（中/英文）：蛋白質(zhì)與酶工程/ Protein and Enzyme engineering課程類別：專業(yè)必修課程開課學(xué)期：學(xué)期學(xué)分：1.5總學(xué)時(shí)：24理論學(xué)時(shí)：24實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：0適用專業(yè)：生物技術(shù)適用對象：本科先修課程：有機(jī)化學(xué)和生物化學(xué)開課學(xué)院：環(huán)境工程與化學(xué)學(xué)院二、課程簡介蛋白質(zhì)與酶工程作為專業(yè)必修課，是酶學(xué)、微生物學(xué)與化學(xué)工程結(jié)合的應(yīng)用型學(xué)科。通過 本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握酶制劑生產(chǎn)、別離純化的基本理論和技術(shù)方法；同時(shí)針對天然酶的缺乏， 掌握酶的修飾、定向進(jìn)化、分子改造、固定化技術(shù)、非水相催化等技術(shù)的原

2、理和基本操作；并在教 學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神；了解蛋白質(zhì)與酶工程的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來 的開展趨勢，樹立運(yùn)用所學(xué)知識為國家、社會服務(wù)的意識。三、課程教學(xué)目標(biāo).課程對畢業(yè)要求的支撐指標(biāo)點(diǎn)4.1掌握生物發(fā)酵過程和產(chǎn)品檢驗(yàn)的相關(guān)知識，熟悉工序的設(shè)備和操作過程；指標(biāo)點(diǎn)6.1基于生物技術(shù)相關(guān)的原理，采用科學(xué)方法，針對生物發(fā)酵、生物產(chǎn)品分析檢驗(yàn)及 生物診斷領(lǐng)域的實(shí)際問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并具備進(jìn)行實(shí)施的操作能力指標(biāo)點(diǎn)7.1熟悉生物技術(shù)行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，并正確理解生物技術(shù)對人 類健康、社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的影響。.課程教學(xué)目標(biāo)（1）使學(xué)生掌握蛋白質(zhì)與酶工程的基本內(nèi)容，酶

3、制劑生產(chǎn)、別離純化的基本理論和技術(shù)方法, 了解各種技術(shù)在酶工業(yè)中的重要性和影響；（2）使學(xué)生能掌握天然酶的缺乏，針對酶制劑進(jìn)行修飾、定向進(jìn)化和分子改造獲得新型酶制劑， 以及酶制劑在應(yīng)用過程中涉及到的固定化技術(shù)、酶非水相催化、酶反響器等方面的基礎(chǔ)知識、基本 技術(shù)和開展動(dòng)向；（3）學(xué)生通過蛋白質(zhì)與酶工程應(yīng)用及案例的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神, 了解酶工業(yè)的開展?fàn)顩r，樹立運(yùn)用所學(xué)知識為國家、社會服務(wù)的意識，培養(yǎng)能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人員。3.教學(xué)內(nèi)容與課程教學(xué)目標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系四、教學(xué)內(nèi)容課程教學(xué)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法目標(biāo)1:使學(xué)生

4、掌握蛋白質(zhì)酶學(xué)基礎(chǔ)、生物發(fā)酵產(chǎn)能、酷的分圖與純1.授課與酶工程的基本內(nèi)容，酶 制劑生產(chǎn)、別離純化的基 本理論和技術(shù)方法，了解 各種技術(shù)在酶工業(yè)中的重 要性和影響化等內(nèi)容，以及涉及的儀器、分析方法、 基本理論及工作原理。.啟發(fā)式教學(xué).案例提供課.翻轉(zhuǎn)課堂與討論.動(dòng)畫視頻目標(biāo)2：使學(xué)生能掌握天然 酶的缺乏，針對酶制劑進(jìn) 行修飾、定向進(jìn)化和分子 改造獲得新型酶制劑，以 及酶制劑在應(yīng)用過程中涉 及到的固定化技術(shù)、酶非 水相催化、酶反響器等方 面的基礎(chǔ)知識、基本技術(shù) 和開展動(dòng)向；酶的修飾、酶的定向進(jìn)化、固定化酶、酶 的非水相催化、酶反響器等內(nèi)容和技術(shù)方 法，針對實(shí)際酶制劑的改造及應(yīng)用問題， 設(shè)計(jì)可行性方

5、案。.授課.啟發(fā)式和以問題 為先導(dǎo)的教學(xué)模式.方案的設(shè)計(jì)和驗(yàn) 證.翻轉(zhuǎn)課堂與討論目標(biāo)3:學(xué)生通過蛋白質(zhì)與 酶工程應(yīng)用及案例的學(xué) 習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的 科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神，了 解酶工業(yè)的開展?fàn)顩r，樹 立運(yùn)用所學(xué)知識為國家、 社會服務(wù)的意識，培養(yǎng)能 在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從 事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新 技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的 工程技術(shù)人員。蛋白質(zhì)與酶工程技術(shù)的開展、方法更新； 典型酶制品的生產(chǎn)工藝流程；分析比照酶 工業(yè)開展現(xiàn)狀，了解我國酶制劑開展的優(yōu) 勢與短板。1.授課2.案例分析和討論4.動(dòng)畫視頻章緒論.教學(xué)要求：掌握酶學(xué)基礎(chǔ)知識。學(xué)習(xí)酶工程課程的內(nèi)容，使學(xué)生對本課程有初步的了解。了 解酶工程研究的

6、對象及內(nèi)容、酶學(xué)開展簡史和酶的生產(chǎn)方法及應(yīng)用。掌握酶及酶工程的概念。,內(nèi)容：節(jié) 酶的基本概念與開展歷史 節(jié) 前催化作用的特點(diǎn) 節(jié) 影響酶催化作用的因素 節(jié) 酶的分類與命名節(jié)酶的活力測定節(jié)酶的生產(chǎn)方法第七節(jié)酶工程開展概況.教學(xué)方法：講授、討論.難點(diǎn)：酶的基本概念和理論，酶對生物體的重要性。酶作為生物催化劑所具有的特點(diǎn)。酶的 國際系統(tǒng)分類；影響酶催化作用的因素；酶的活力測定。酶的生產(chǎn)方法和應(yīng)用。章微生物發(fā)酵產(chǎn)酶.教學(xué)要求：了解酶生物合成的理論；常用的產(chǎn)酶微生物；掌握發(fā)酵工藝條件及控制；酶發(fā)酵 動(dòng)力；固定化微生物細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶；固定化微生物原生質(zhì)體發(fā)酵產(chǎn)酶。2,內(nèi)容：節(jié)微生物細(xì)胞中酶生物合成的調(diào)節(jié)節(jié)產(chǎn)

7、酶微生物的特點(diǎn)節(jié)發(fā)酵工藝條件及其控制 節(jié) 酶發(fā)酵動(dòng)力學(xué) 節(jié) 固定化微生物細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶 節(jié) 固定化微生物原生質(zhì)體發(fā)酵產(chǎn)酶.教學(xué)方法：講授、討論4難點(diǎn)：發(fā)酵工藝條件及控制；酶發(fā)酵動(dòng)力；固定化微生物細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶；固定化微生物原生 質(zhì)體發(fā)酵產(chǎn)酶。章動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶.教學(xué)要求：了解動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞產(chǎn)酶在實(shí)際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用；了解動(dòng)植物細(xì)胞與微生 物細(xì)胞的特性差異，從而分析利用動(dòng)植物細(xì)胞產(chǎn)酶與利用微生物細(xì)胞產(chǎn)酶的技術(shù)差異及工藝條件控 制的不同特點(diǎn)；掌握動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞產(chǎn)酶的工藝過程。.內(nèi)容：節(jié)動(dòng)植物細(xì)胞中酶生物合成的調(diào)節(jié)節(jié)植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶節(jié)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶.教學(xué)方法：講授、討論、案例分析.難點(diǎn)：動(dòng)植

8、物細(xì)胞與微生物產(chǎn)酶的技術(shù)差異及工藝條件控制。章酶的提取與別離純化.教學(xué)要求：了解細(xì)胞破碎的方法；酶的提取方法及其影響因素；了解沉淀、離心、層析、電 泳、萃取、結(jié)晶和濃縮干燥等別離方法。.內(nèi)容：節(jié)細(xì)胞破碎節(jié)提取節(jié)沉淀別離節(jié)離心別離節(jié)過濾與膜別離節(jié)層析別離 第七節(jié)電泳別離第八節(jié)萃取別離第九節(jié)結(jié)晶第十節(jié)濃縮與干燥.教學(xué)方法：講授、討論、案例分析.難點(diǎn)：細(xì)胞破碎的方法及原理；各種別離技術(shù)方法及原理。章酶分子修飾.教學(xué)要求：了解酶分子修飾的目的；影響酶蛋白修飾反響的因素；酶分子修飾的設(shè)計(jì)；修飾 程度和修飾部位的測定；酶分子修飾的方法；酶分子修飾的應(yīng)用。.內(nèi)容：節(jié)金屬離子置換修飾節(jié)大分子結(jié)合修飾節(jié)側(cè)鏈基團(tuán)

9、修飾節(jié)肽鏈有限水解修飾 節(jié)核甘酸鏈剪切修飾節(jié)氨基酸置換修飾第七節(jié)核甘酸置換修飾第八節(jié)物理修飾第九節(jié) 酶分子修飾的應(yīng)用.教學(xué)方法：講授、討論、案例分析.難點(diǎn)：蛋白質(zhì)功能基的反響性；酶蛋白功能基的超反響性；修飾酶活性部位的氨 基酸殘基應(yīng) 具備的特征；金屬離子、底物、輔因子和其它低分子質(zhì)量配體的結(jié)合使蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定；表征蛋白 質(zhì)穩(wěn)定性的特征參數(shù)；蛋白質(zhì)不可逆失活的原因和機(jī)理；模擬酶的理論基礎(chǔ)和模擬酶的設(shè)計(jì)。章酶、細(xì)胞、原生質(zhì)體固定化、案例分析L教學(xué)要求：掌握酶的固定化方法；細(xì)胞的固定化方法；原生質(zhì)體的固定化方法。.內(nèi)容：節(jié) 酶固定化節(jié)細(xì)胞固定化節(jié)原生質(zhì)體固定化.教學(xué)方法：講授、討論、案例分析.難點(diǎn)：

10、固定化酶的制備原那么；各種固定化方法的比擬；固定化酶的性質(zhì)；固定化 細(xì)胞技術(shù)今 后開展的重要方向一基因工程菌的固定；固定化細(xì)胞在實(shí)際應(yīng)用中的缺陷；固定化原生質(zhì)體的制備。第七章酶非水相催化.教學(xué)要求：了解酶非水相催化研究的概況；有機(jī)介質(zhì)中酶催化反響的特點(diǎn)，反響條件的控制 及有機(jī)介質(zhì)中酶催化的應(yīng)用。.內(nèi)容：節(jié) 酶非水相催化的內(nèi)容 節(jié) 有機(jī)介質(zhì)中水和有機(jī)溶劑對酶催化反響的影響節(jié) 酶在有 機(jī)介質(zhì)中的催化特性 節(jié)有機(jī)介質(zhì)中酶催化反響的條件及其控制節(jié)酶非水相催化的應(yīng)用（列舉 我國在非水相催化領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)，樹立國家自信和民族自信）.教學(xué)方法：講授、討論、案例式教學(xué)及課程思政4,難點(diǎn)：掌握有機(jī)介質(zhì)中酶催化反

11、響的特點(diǎn)，反響條件的控制及有機(jī)介質(zhì)中酶催化的應(yīng)用。第八章酶定向進(jìn)化L教學(xué)要求：了解酶定向進(jìn)化簡介；掌握定向進(jìn)化的策略；基因文庫的構(gòu)建與篩選；了解定向 進(jìn)化的應(yīng)用及未來開展趨勢。,內(nèi)容：節(jié) 酶定向進(jìn)化的特點(diǎn) 節(jié)酶基因的隨機(jī)突變 節(jié) 酶突變基因的定向選擇（任何問題 的解決方案，都要從化繁為簡開始，逐步進(jìn)行優(yōu)化）節(jié) 酶定向進(jìn)化的應(yīng)用.教學(xué)方法：講授、討論、案例式教學(xué)及課程思政4難點(diǎn)：基因文庫構(gòu)建的要素、構(gòu)建策略、構(gòu)建載體系統(tǒng)及文庫篩選。第九章酶反響器.教學(xué)要求：了解酶反響器的類型；酶反響器的選擇；酶反響器的設(shè)計(jì)和酶反響器的操作。2,內(nèi)容：節(jié) 酶反響器的類型 節(jié) 酶反響器的選擇 節(jié) 酶反響器的設(shè)計(jì) 節(jié)

12、 酶反響器的操作.教學(xué)方法：講授、討論.難點(diǎn)：酶反響器的設(shè)計(jì)和酶反響器的操作。第十章酶的應(yīng)用.教學(xué)要求：掌握酶在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用的情況。2,內(nèi)容：節(jié) 酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用 節(jié) 酶在食品方面的應(yīng)用 節(jié) 酶在輕工、化工方面的應(yīng)用 節(jié)酶在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用節(jié)酶在生物技術(shù)方面的應(yīng)用（舉例我國在酶制劑領(lǐng)域的優(yōu)勢及缺乏, 樹立運(yùn)用所學(xué)知識為國家、社會服務(wù)的意識）.教學(xué)方法：講授、討論、案例式教學(xué)及課程思政.難點(diǎn)：酶在生物技術(shù)中的應(yīng)用，酶在食品工業(yè)中和動(dòng)物飼料中的應(yīng)用情況。五、教學(xué)安排序號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)對應(yīng)課程 教學(xué)目標(biāo)對應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1章緒論21、2、37.12章微生物發(fā)酵產(chǎn)酶21、34.1、6.1、7.13

13、章動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶21、34.1、6.1、7.14章酶的提取與別離純化41、34.1、6.1、7.15章酶分子修飾22、34.1、6.1、7.16章酶、細(xì)胞、原生質(zhì)體固定化22、34.1、6.1、7.17第七章酶的非水相催化22、34.1、6.1、7.18第八章酶的定向進(jìn)化22、34.1、6.1、7.19第九章酶反響器22、34.1、6.1、7.110第十章酶的應(yīng)用234.1、6.1、7.1合計(jì)24六、課程考核與評分標(biāo)準(zhǔn)L課程考核本課程成總成績包括形成性評價(jià)和結(jié)果性評價(jià)，形成性評價(jià)（平時(shí)成績）占40%,包括慣和提 問（考勤、課堂表現(xiàn)等）（15%）、課程作業(yè)（10%）、階段性測試（15%）；結(jié)

14、果性評價(jià)（期末成績）占60%,包括課程設(shè)計(jì)大作業(yè)（30%）,期末考試總分值100分，折算30%計(jì)入總成績。2.課程教學(xué)目標(biāo)的考核3.成績評定標(biāo)準(zhǔn)（為平時(shí)成績的評定方法）平時(shí)成績評定方法序號課程教學(xué)目標(biāo)考核內(nèi)容考核1使學(xué)生掌握蛋白質(zhì)與酶 工程的基本內(nèi)容，酶制 劑生產(chǎn)、別離純化的基 本理論和技術(shù)方法，了 解各種技術(shù)在酶工業(yè)中 的重要性和影響；酶的基本知識、酶制劑的開展 歷史，酶的生產(chǎn)、別離純化的 內(nèi)容、技術(shù)方法要點(diǎn)以及注意 事項(xiàng)。課堂提問與研 討、階段性測試 和作業(yè)和期末考 試2使學(xué)生能掌握天然酶的 缺乏，針對酶制劑進(jìn)行 修飾、定向進(jìn)化和分子 改造獲得新型酶制劑， 以及酶制劑在應(yīng)用過程 中涉及到的

15、固定化技 術(shù)、酶非水相催化、酶 反響器等方面的基礎(chǔ)知 識、基本技術(shù)和開展動(dòng) 向；酶改造的意義、技術(shù)方法的原 理，內(nèi)容以及各種方法的適用 范圍和缺乏等內(nèi)容課堂提問與研 討、階段性測試 和作業(yè)和期末考 試3學(xué)生通過蛋白質(zhì)與酶工 程應(yīng)用及案例的學(xué)習(xí)， 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科 學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神，了 解酶工業(yè)的開展?fàn)顩r， 樹立運(yùn)用所學(xué)知識為國 家、社會服務(wù)的意識， 培養(yǎng)能在生物技術(shù)與工 程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、 管理和新技術(shù)研究、新 產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人 員。針對特定酶制劑的改造、生產(chǎn)、 別離純化、應(yīng)用等方面的內(nèi)容課程設(shè)計(jì)大作 業(yè)、期末考試考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評估工程及權(quán) 重（90-100 分）良好（80

16、-90 分）中等（7080 分）及格（60-70 分）不及格（60 分）慣和課堂討論 （15 分）全勤，上課注意 聽講，課堂提問 成績高;預(yù)習(xí)非 常充分，積極參 加課堂討論，并 有自己獨(dú)到的 見解缺勤一次或請 假兩次以上，課 堂表現(xiàn)較好，跟 隨老師思路;預(yù) 習(xí)較為充分，積 極參加課堂討 論缺勤三次，課堂 提問成績較低； 預(yù)習(xí)基本充分， 能夠主動(dòng)參加 課堂討論缺勤4次以上， 課堂不抬頭，全 程玩手機(jī);預(yù)習(xí) 基本充分，能夠 參加課堂討論缺勤5次以上； 無預(yù)習(xí)，不能參 加課堂討論課程作業(yè) （10 分）作業(yè)能夠、按時(shí) 完成，問題回答 正確且字跡工 整作業(yè)能夠按時(shí) 完成，問題回答 正確不按時(shí)完成作 業(yè)，

17、完成情況較 差作業(yè)不能完成， 存在抄襲和不 交作業(yè)的現(xiàn)象每次不交作業(yè)；階段性測試（15 分）學(xué)期中間不定 期開展1-2次 課堂測試，評分 標(biāo)準(zhǔn)為參考答 案，依次給出（A、 B、 C、 D 等）學(xué)期中間不定 期開展1-2次 課堂測試，評分 標(biāo)準(zhǔn)為參考答 案，依次給出（A、 B、 C、 D 等）學(xué)期中間不定 期開展1-2次 課堂測試，評分 標(biāo)準(zhǔn)為參考答 案，依次給出（A、B、C、D 等）學(xué)期中間不定 期開展1-2次 課堂測試，評分 標(biāo)準(zhǔn)為參考答 案，依次給出（A、 B、 C、 D 等）學(xué)期中間不定 期開展12次 課堂測試，評分 標(biāo)準(zhǔn)為參考答 案，依次給出（A、B、C、D 等）課程設(shè)計(jì)大作 業(yè)（30分）能提出多種不 同解決方案且 較;很好的闡述 工程的研究背 景和意義，格式 準(zhǔn)確，方案設(shè)計(jì) 完整，實(shí)驗(yàn)的關(guān) 鍵點(diǎn)突出；只能提出一種 不同解決方案， 但比擬;較好的 闡述工程的研 究背景和意義， 格式無明顯錯(cuò) 誤，有完整的方 案；一種解決方案， 但性缺乏;設(shè)計(jì) 不完整，無工程 意義或無定量 定性分析依據(jù) 局部；能提出解決方 案，但完全的粘 貼，格式不準(zhǔn) 確，毫無新意；不交作業(yè)結(jié)果性評價(jià)：期末考試試卷題型共分為六大類型，包括：名詞解釋、填空題、選擇題、判斷題、 問答題、計(jì)算題?？荚噧?nèi)容覆蓋面廣，涉及各章節(jié)內(nèi)容，包括酶學(xué)基礎(chǔ)、酶的生產(chǎn)、酶