酶工程課程教學(xué)大綱

酶工程課程教學(xué)大綱課程編號：10021320課程名稱：酶工程/EnzymeEngineering學(xué)時：32學(xué)分：2適用專業(yè)：生物工程、生物技術(shù)開課學(xué)期：6開課部門：化學(xué)與生物工程學(xué)院先修課程：微生物學(xué)、生物化學(xué)、細胞生物學(xué)、發(fā)酵工程考核要求：閉卷考試，卷面分數(shù)占總成績70%，實驗和平時成績占30%。使用教材及主要參考書：郭勇主編，《酶工程（第四版）》科學(xué)出版社，2017年由德林主編，《酶工程原理》科學(xué)出版社，2011年施巧琴主編，《酶工程》科學(xué)出版社，2005年一、課程的性質(zhì)與任務(wù)酶工程是生物工程和生物技術(shù)專業(yè)必修專業(yè)基礎(chǔ)課之一。主要闡述酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的基本理論和基本技術(shù)。酶工程的主要內(nèi)容包括微生物細胞發(fā)酵產(chǎn)酶、動植物細胞發(fā)酵產(chǎn)酶、酶的提取與分離純化、酶的分子修飾、酶和細胞的固定化、酶反應(yīng)器和酶的應(yīng)用。本課程是一門工科類生產(chǎn)應(yīng)用課程，適用于生物工程和生物技術(shù)專業(yè)高年級學(xué)生學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握和了解酶工程的主要內(nèi)容，使理論教學(xué)達到以生產(chǎn)為導(dǎo)向的教育目的，為學(xué)生將來從事生產(chǎn)與開發(fā)研究工作，能更自覺地將研究成果應(yīng)用于生產(chǎn)。二、教學(xué)目的與要求酶工程是生物技術(shù)和生物工程專業(yè)的必修課，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在通過學(xué)習(xí)微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細胞生物學(xué)，以及基因工程、發(fā)酵工程基礎(chǔ)上系統(tǒng)掌握酶工程的基本原理、基本知識和基本技能，掌握酶的分離、提取、精制方法，理解酶催化特性及酶催化動力學(xué)，了解酶在不同行業(yè)中的應(yīng)用，以及現(xiàn)代酶工程理論和技術(shù)的新發(fā)展。三、學(xué)時分配章節(jié)課程內(nèi)容學(xué)時1緒論22酶的發(fā)酵生產(chǎn)63動植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶24酶的提取與分離純化85酶分子修飾36酶、細胞、原生質(zhì)體固定化47酶的非水相催化38酶反應(yīng)器29酶的應(yīng)用2四、教學(xué)中應(yīng)注意的問題（一）積極進行課堂教學(xué)改革，推進素質(zhì)教育的實施。在傳授酶工程知識的同時，教會學(xué)生酶工程學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)實踐能力和綜合思維能力。讓學(xué)生會學(xué)習(xí)、會思考，并運用所學(xué)的酶工程知識和方法，初步學(xué)會分析和解決生活、生產(chǎn)以及科技發(fā)展中的問題。（二）尊重學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，重視學(xué)生科學(xué)的態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識，改進學(xué)習(xí)方式。教學(xué)中讓學(xué)生主動參與，探究發(fā)現(xiàn)，合作交流。教師要為學(xué)生的成長創(chuàng)造條件，為不同水平的學(xué)生提供發(fā)展的機會，注意在教學(xué)中激發(fā)學(xué)習(xí)酶工程的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，讓學(xué)生能獨立獲取、選擇和處理酶工程信息。（三）要鉆研酶工程教學(xué)大綱。教學(xué)中應(yīng)在熟悉教材的基礎(chǔ)上分析教材、組織教材，善于通過創(chuàng)造與加工，將教材內(nèi)容轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，并精心設(shè)計教法和考慮學(xué)法指導(dǎo)。在遵循酶工程教學(xué)原則和教學(xué)常規(guī)的同時，探索新的教學(xué)模式。（四）充分發(fā)揮校內(nèi)外的課程教學(xué)資源的作用，以科學(xué)態(tài)度積極開發(fā)、合理利用各種教學(xué)資源。將傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段有機地結(jié)合，充分地利用多媒體、圖表、圖片等直觀教材和多媒體教學(xué)手段，有條件的學(xué)校要積極開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。積極利用校外資源和設(shè)施（如工廠、科研機構(gòu)等），鼓勵社會參與，尋找社會支持。開展講座、參觀、訪問、調(diào)查、觀察等多種形式的酶工程活動，以拓寬學(xué)生的知識領(lǐng)域。五、教學(xué)內(nèi)容第一章：緒論基本內(nèi)容：第一節(jié)酶的基本概念與發(fā)展第二節(jié)酶的分類與命名第三節(jié)酶的催化特點與影響因素第四節(jié)酶活測定方法教學(xué)基本要求：了解酶工程的概念；酶的概念與發(fā)展史；酶的分類與命名規(guī)則；酶的催化特性和影響因素；酶活力測定的基本方法介紹等教學(xué)重點難點：學(xué)習(xí)酶的分類和影響酶催化作用的因素教學(xué)建議：多媒體講解第二章：微生物發(fā)酵產(chǎn)物基本內(nèi)容：第一節(jié)酶的生產(chǎn)方法概論第二節(jié)酶合成的生物基本理論 產(chǎn)酶微生物的篩選與常用微生物酶的發(fā)酵工藝條件及控制第五節(jié)酶生產(chǎn)過程的動力學(xué)教學(xué)基本要求：了解酶的生產(chǎn)方法；與實際相結(jié)合掌握酶生物合成的基本理論，特別是生物調(diào)節(jié)的部分；掌握從環(huán)境中獲取產(chǎn)酶微生物的基本方法與流程；掌握利用微生物進行發(fā)酵生產(chǎn)的大致過程與操作中的一些細節(jié)問題，包括微生物的活化與擴大培養(yǎng)、培養(yǎng)基的組成與配制、pH值的調(diào)節(jié)控制、溶解氧的調(diào)節(jié)控制、提高酶產(chǎn)量的措施等；掌握酶的生物合成模式，了解微生物產(chǎn)酶過程中的動力學(xué)研究與意義。教學(xué)重點難點：酶生物調(diào)節(jié)理論與實踐相結(jié)合；從環(huán)境中篩選產(chǎn)酶微生物流程；發(fā)酵過程中各項指標的影響與控制；酶的生物合成理論。教學(xué)建議：從實踐出發(fā)闡述基本理論，結(jié)合實例講解。多媒體講解第三章：動植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶基本內(nèi)容：第一節(jié)植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶第二節(jié)動物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶2.教學(xué)基本要求：了解動植物細胞產(chǎn)酶的特點，了解動植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶工藝條件的控制教學(xué)重點難點：動植物細胞產(chǎn)酶特點教學(xué)建議：多媒體講解第四章：酶的提取與分離基本內(nèi)容：第一節(jié)酶的提取分離概述細胞破碎酶的提取沉淀分離離心分離萃取分離膜分離層析分離電泳分離教學(xué)基本要求：了解酶分離的大體過程；了解機械破碎細胞的方法、壓力差破碎細胞、酶的提取方法影響酶提取的主要因素；掌握酶的沉淀分離、酶的離心分離與常用離心機、酶液的過濾、膜分離技術(shù)、酶的層析分離技術(shù)、離子交換法分離酶、分子篩分離酶、酶的電泳分離與分析、大規(guī)模等電點聚焦技術(shù)分離酶、酶的萃取分離等具體原理與方法教學(xué)重點難點：各項分離方法的基本原理教學(xué)建議：結(jié)合實例講解理論，多媒體講解第五章：酶分子修飾基本內(nèi)容：第一節(jié)酶的分子修飾概述分子修飾產(chǎn)生的作用與基本原理分子修飾的方法分子修飾的應(yīng)用教學(xué)基本要求：掌握酶分子修飾的概念；了解分子修飾技術(shù)對酶產(chǎn)生的作用以及原理；分子修飾的具體方法介紹，包括金屬置換修飾的作用、大分子結(jié)合修飾的方法、大分子結(jié)合修飾的作用、酶分子的側(cè)鏈基團的修飾、肽鏈有限水解修飾、核酸類酶的剪切修飾、氨基酸置換修飾、核苷酸置換修飾、酶分子的物理修飾等；酶分子修飾的應(yīng)用。教學(xué)重點難點：分子修飾的作用與原理教學(xué)建議：多結(jié)合實例講解。多媒體講解第六章：酶、細胞、原生質(zhì)體固定化基本內(nèi)容：第一節(jié)固定化技術(shù)概述酶固定的方法固定化對酶產(chǎn)生的作用與原理細胞固定化與原生質(zhì)體固定化教學(xué)基本要求：掌握固定化技術(shù)的概念、發(fā)展歷程；明確固定化酶、固定化細胞、固定化原生質(zhì)體的具體實踐目的；介紹酶固定化的幾種方法；重點掌握固定化對酶的優(yōu)點與固定化后所產(chǎn)生的效應(yīng)；了解細胞固定化和原生質(zhì)體固定化。教學(xué)重點難點：固定化的方法；固定化作用與原理教學(xué)建議：多結(jié)合實例講解，多媒體講解第七章：酶的非水相催化基本內(nèi)容：第一節(jié)非水相催化概述有機介質(zhì)體系水和有機溶劑對酶的影響酶在有機介質(zhì)中的催化特性非水相體系中酶催化的應(yīng)用教學(xué)基本要求：了解酶非水相催化的概念、產(chǎn)生的背景與主要用途；了解有機介質(zhì)催化反應(yīng)體系中水及有機溶劑對酶催化的影響；酶在有機介質(zhì)中的催化特性與應(yīng)用。教學(xué)重點難點：酶在有機介質(zhì)中的催化特性與應(yīng)用教學(xué)建議：多媒體講解第八章：酶反應(yīng)器基本內(nèi)容：第一節(jié)酶反應(yīng)器的概念酶反應(yīng)器的類型酶反應(yīng)器的選擇教學(xué)基本要求：了解酶反應(yīng)器的概念；了解酶反應(yīng)器的種類及其特點；能夠根據(jù)酶的應(yīng)用形式選擇酶反應(yīng)器、能夠根據(jù)酶反應(yīng)動力學(xué)選擇酶反應(yīng)器、能夠根據(jù)酶反應(yīng)的底物或產(chǎn)物選擇酶反應(yīng)器；簡單介紹酶反應(yīng)器的設(shè)計與操作條件的確定等。教學(xué)重點難點：根據(jù)不同條件選擇酶反應(yīng)器，酶反應(yīng)器的設(shè)計與操作條件的確定教學(xué)建議：多媒體講解第九章：酶的應(yīng)用基本內(nèi)容：第一節(jié)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)境保護方面的應(yīng)用教學(xué)基本要求：了解酶酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用，包括診斷疾病