《酶工程與發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)大綱

PAGE《酶工程與發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)大綱課程名稱：酶工程與發(fā)酵工程課程編號(hào)：0321013課程性質(zhì)：非獨(dú)立設(shè)課課程屬性專業(yè)課學(xué)時(shí)學(xué)分：總學(xué)時(shí)60總學(xué)分3實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)20應(yīng)開實(shí)驗(yàn)學(xué)期：三年級(jí)第六學(xué)期適用專業(yè)：生物工程、生物技術(shù)先修課程：微生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)大綱主撰人：尹清強(qiáng)大綱審核人：張金鐘張玉龍一、實(shí)驗(yàn)課程簡介《發(fā)酵工程》是生物工程的主要組成部分，是利用微生物生長代謝活動(dòng)產(chǎn)生的各種生理活性物質(zhì)來生產(chǎn)商業(yè)化產(chǎn)品。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握發(fā)酵用微生物的選育、保藏、發(fā)酵代謝和發(fā)酵工藝的調(diào)控，發(fā)酵終產(chǎn)物的提純及應(yīng)用。了解發(fā)酵設(shè)備的功能及實(shí)際操作等基本理論與技術(shù)，了解典型代謝物的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品制備進(jìn)程?！睹腹こ獭芬彩巧锕こ痰慕M成部分，是酶生產(chǎn)與應(yīng)用的技術(shù)過程。其主要任務(wù)是通過人工操作，獲得人們所需的酶，并通過各種方法使酶發(fā)揮其催化功能。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握酶的生產(chǎn)、純化、分子修飾、固定化和應(yīng)用的基本理論、基本技術(shù)及其最新發(fā)展趨勢(shì)。二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的和基本要求實(shí)驗(yàn)教學(xué)以學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐為主,發(fā)揮學(xué)生的主體作用，教師只做必要的實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)的講解,并注意引導(dǎo)學(xué)生拓展所學(xué)的內(nèi)容。通過實(shí)驗(yàn)課加強(qiáng)學(xué)生們對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，把學(xué)到的理論知識(shí)融會(huì)貫通，最終達(dá)到掌握基本實(shí)驗(yàn)技能并培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。具體要求如下：1．遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則，愛護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。2．實(shí)驗(yàn)前要充分預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，做好實(shí)驗(yàn)記錄，認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3．實(shí)驗(yàn)操作要細(xì)心謹(jǐn)慎，嚴(yán)格遵守操作規(guī)則，注意安全。4．實(shí)驗(yàn)完畢，注意關(guān)閉燈、電、火、窗等三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱與學(xué)時(shí)分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)要求類型每組人數(shù)0321013+01淀粉酶的發(fā)酵生產(chǎn)3天必做綜設(shè)性30321013+02淀粉酶的活力的測定2必做基礎(chǔ)性30321013+03鹽析處理1必做基礎(chǔ)性30321013+04透析3必做基礎(chǔ)性30321013+05離子交換劑的層析處理3必做基礎(chǔ)性30321013+06濃縮或冷凍干燥2必做基礎(chǔ)性30321013+07淀粉酶的包埋處理和酶的熱穩(wěn)定性的測定3必做綜設(shè)性30321013+08發(fā)酵車間的參觀2參加綜設(shè)性150321013+09發(fā)酵罐的直觀教學(xué)1參加綜設(shè)性15合計(jì)20學(xué)時(shí)四、實(shí)驗(yàn)方式及基本要求實(shí)驗(yàn)方式以小組為單位進(jìn)行，使每一個(gè)學(xué)生都能親自動(dòng)手和參與其中?，F(xiàn)場參觀和示范性實(shí)驗(yàn)，按班級(jí)為單位進(jìn)行。培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和理論聯(lián)系實(shí)際的獨(dú)立思考、綜合分析能力。各實(shí)驗(yàn)按不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵筮M(jìn)行，每個(gè)學(xué)生在完成每個(gè)實(shí)驗(yàn)后，要認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。五、考核方式及成績?cè)u(píng)定實(shí)驗(yàn)總成績：實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)成績、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績，各占50%。實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)成績：包括學(xué)習(xí)態(tài)度是否認(rèn)真、實(shí)驗(yàn)操作是否正確規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確、是否具有創(chuàng)新意識(shí)、打掃衛(wèi)生等方面。成績分為：優(yōu)秀、良好、一般、差四級(jí).相當(dāng)于百分制90分以上、75~90分、60~75分、60分以下。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績：包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式是否正確、原理是否論述清楚、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論是否符合邏輯，報(bào)告字跡是否清楚等方面。六、教學(xué)參考書目郭勇.酶工程.北京:科學(xué)出版社,2004.曹軍衛(wèi),馬輝文.微生物工程.北京:科學(xué)出版社,2002.張樹政.酶制劑工業(yè).北京:科學(xué)出版社,2002.李艷.發(fā)酵工業(yè)概論.北京:中國輕工業(yè)出版社,1999.郭勇.酶的生產(chǎn)與應(yīng)用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.賈士儒.生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn).北京:中國輕工業(yè)出版社,2004.羅貴民.酶工程.北京:科學(xué)出版社,2004.七、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排實(shí)驗(yàn)一淀粉酶的發(fā)酵生產(chǎn)一、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3天二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆盏矸勖傅壬锘钚晕镔|(zhì)的發(fā)酵生產(chǎn)過程及相關(guān)技術(shù)參數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1．微生物培養(yǎng)的固體和液體培養(yǎng)基的制備；2.微生物培養(yǎng)過程中pH、密度和酶活力的動(dòng)態(tài)變化；3．高壓滅菌和搖床培養(yǎng)；4．固液分離技術(shù)。四、實(shí)驗(yàn)要求：熟練使用高壓鍋、搖床、離心機(jī)等儀器，認(rèn)真掌握淀粉酶生產(chǎn)的最佳條件。五、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備儀器類：高壓鍋、搖床、離心機(jī)（50ml×4,5000RPM）、離心機(jī)（1.5ml×12,16000RPM）、超凈工作臺(tái)、紫外分光光度計(jì)、錐形瓶、脫脂棉、紗布、細(xì)繩、試管、平皿、燒杯、量筒、電子天秤（精確度±0.0001g）、可調(diào)溫帶搖床式空氣浴培養(yǎng)箱、大型培養(yǎng)箱、大型干燥箱、冰箱、可調(diào)性移液器（0.1-1000μl）、pH測定儀、蓋膜、酒精燈、鑷子、剪刀、標(biāo)簽、離心管、大小吸槍頭、接種環(huán)、磁力攪拌器、粗細(xì)玻璃棒、稱量紙、微波爐或電爐等?；瘜W(xué)試劑類：牛肉膏、胰蛋白胨、可溶性淀粉、瓊脂、麥芽糖、水楊酸、NaCl。微生物類：產(chǎn)淀粉酶的枯草桿菌。實(shí)驗(yàn)二淀粉酶活力的測定一、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆盏矸勖富盍Φ臏y定方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：淀粉酶活力動(dòng)態(tài)變化的測定四、實(shí)驗(yàn)要求：熟練使用紫外分光光度計(jì)測定淀粉酶活力。五、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備儀器類：紫外分光光度計(jì)、燒杯、量筒、電子天秤（精確度±0.0001g）、水浴鍋、琥珀色容量瓶和試劑瓶等?；瘜W(xué)試劑類：無水磷酸氫二鈉（Na2HPO4）、氯化鈉(NaCl)、苯甲酸、可溶性淀粉、碘酸鉀(KIO3)、碘化鉀(KI)、12mol/L濃鹽酸（HCl）。實(shí)驗(yàn)三鹽析處理（或有機(jī)溶劑處理）一、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：1學(xué)時(shí)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆盏矸勖傅壬锘钚晕镔|(zhì)的鹽析純化方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：淀粉酶的鹽析純化四、實(shí)驗(yàn)要求：熟練使用硫酸銨沉淀酶的方法。五、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備儀器類：燒杯、量筒、電子天秤（精確度±0.0001g）、磁力攪拌器、離心機(jī)（50ml×4,5000RPM）等。化學(xué)試劑類：硫酸銨實(shí)驗(yàn)四透析一、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆盏矸勖傅壬锘钚晕镔|(zhì)的透析純化方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：淀粉酶的透析純化四、實(shí)驗(yàn)要求：掌握利用透析膜純化酶的方法。五、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備儀器類：燒杯、量筒、透析膜、磁力攪拌器等。化學(xué)試劑類：氯化鋇實(shí)驗(yàn)五離子交換劑的層析處理一、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆杖绾卫秒x子交換劑的層析處理來純化淀粉酶。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：層析柱的制備和淀粉酶的純化。四、實(shí)驗(yàn)要求：掌握利用離子交換劑的層析處理來純化淀粉酶等生物活性物質(zhì)的方法，同時(shí)要觀察純化后，比酶活的變化情況。五、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備儀器類：燒杯、量筒、電子天秤（精確度±0.0001g）、2.5×20cm的層析柱子、“U”型管、磁力攪拌器、洗脫液自動(dòng)收集器、膠頭吸管、橡膠管、玻璃管、管夾?；瘜W(xué)試劑類：DEAE-Sephadex交換劑、鹽酸、氫氧化鈉、Tris-HCl、氯化納、Tris。實(shí)驗(yàn)六濃縮或冷凍干燥一、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆杖绾卫美鋬龈稍餀C(jī)來干燥淀粉酶的方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：冷凍干燥機(jī)的使用及淀粉酶的冷凍干燥。四、實(shí)驗(yàn)要求：掌握冷凍干燥機(jī)的使用方法，同時(shí)要觀察冷凍干燥后酶活的變化情況。五、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備：燒杯、冷凍干燥機(jī)。實(shí)驗(yàn)七淀粉酶的包埋處理及熱穩(wěn)定性測定一、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆盏矸勖傅陌窦懊笩岱€(wěn)定性的測定方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：淀粉酶的包埋及酶熱穩(wěn)定性測定。四、實(shí)驗(yàn)要求：掌握利用海藻酸鈣包埋酶等生物活性物質(zhì)的方法，同時(shí)要觀察酶熱穩(wěn)定性的變化情況。五、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備儀器類：燒杯、量筒、電子天秤（精確度±0.0001g）、大型培養(yǎng)箱和干燥箱。實(shí)驗(yàn)八發(fā)酵車間的參觀一、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獯笮桶l(fā)酵車間的流水線，掌握各處理環(huán)節(jié)的技術(shù)要求和指標(biāo)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：參觀大型發(fā)酵車間。四、實(shí)驗(yàn)要求：充分認(rèn)識(shí)大型發(fā)酵車間的流水線作業(yè)，并與所學(xué)的理論知識(shí)相對(duì)照，找出理論與實(shí)踐知識(shí)的關(guān)系，加深所學(xué)的理論知識(shí)。五、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備：大型發(fā)酵