《代謝工程》課程教學(xué)大綱

ADDINCNKISM.UserStyle《代謝工程》課程教學(xué)大綱（理論課程）一、課程基本信息課程號(hào)1223S02034開(kāi)課單位生命科學(xué)學(xué)院課程名稱（中文）代謝工程（英文）MetabolicEngineering課程性質(zhì)選修考核類型考查課程學(xué)分2課程學(xué)時(shí)34課程類別專業(yè)拓展課先修課程生物化學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、基因工程適用專業(yè)（類）生物技術(shù)專業(yè)二、課程描述及目標(biāo)（一）課程簡(jiǎn)介《代謝工程》課程是為生物技術(shù)專業(yè)及星辰班？在第三學(xué)年下半學(xué)期或第三學(xué)年上半學(xué)期開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)（學(xué)科）拓展課。旨在通過(guò)理論教學(xué)，使學(xué)生掌握掌握代謝工程的基本理論、代謝調(diào)節(jié)機(jī)制、代謝網(wǎng)絡(luò)定量分析及一些初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物的代謝工程改造過(guò)程，并了解代謝工程發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)。學(xué)生學(xué)習(xí)本課程后應(yīng)能將相關(guān)理論應(yīng)用到生物重要代謝途徑的調(diào)控和重要產(chǎn)物的獲得中，為實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)的相關(guān)研究打下基礎(chǔ)。（二）教學(xué)目標(biāo)通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握代謝工程的基本理論、代謝調(diào)節(jié)機(jī)制、代謝網(wǎng)絡(luò)定量分析、逆代謝工程的原理，并了解一些初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物的代謝工程改造過(guò)程；明確代謝工程的基礎(chǔ)理論及應(yīng)用，為從事生物技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的工作打下良好基礎(chǔ)，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才起到應(yīng)有的作用。課程目標(biāo)1：掌握代謝工程的基本理論、代謝調(diào)節(jié)機(jī)制及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用、逆代謝工程的基本原理；課程目標(biāo)2：了解代謝網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法與代謝流的測(cè)定方法，掌握代謝流平衡分析及代謝控制分析的基本理論；課程目標(biāo)3：了解一些代謝產(chǎn)物的代謝工程改造策略；課程目標(biāo)4：加深學(xué)生對(duì)科學(xué)精神的理解，加強(qiáng)學(xué)生的文化自信和家國(guó)情懷。三、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重1-4：掌握扎實(shí)的生物技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能，熟悉生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的相關(guān)方針、政策、法規(guī)；課程目標(biāo)1-420%2-2：具有綜合運(yùn)用所掌握的理論知識(shí)和技能，從事生物技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究的能力；課程目標(biāo)1-420%2-3：具有濃厚的科學(xué)興趣及批判性思維能力；課程目標(biāo)1-420%3-1：具備較高的思想道德素質(zhì)，具有正確的政治觀、人生觀、價(jià)值觀，具有強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感、健全的人格和較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)意識(shí)；課程目標(biāo)1-420%3-3：具備良好的專業(yè)素質(zhì)，受到嚴(yán)格的科學(xué)思維訓(xùn)練，有求實(shí)創(chuàng)新的精神、批判性思維和可持續(xù)發(fā)展理念。課程目標(biāo)1-420%四、教學(xué)方式與方法采用課堂多媒體教學(xué)，結(jié)合提問(wèn)、討論或測(cè)驗(yàn)考查；結(jié)合啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)等的教學(xué)方法，具體分析實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生課下查閱資料，給學(xué)生提供相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)站，豐富相關(guān)內(nèi)容素材。五、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)本課程教學(xué)重點(diǎn)為代謝調(diào)節(jié)的機(jī)制、代謝工程的基本理論和代謝網(wǎng)絡(luò)的定量分析。（二）教學(xué)難點(diǎn)本課程教學(xué)難點(diǎn)為代謝網(wǎng)絡(luò)與節(jié)點(diǎn)的類型及網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)的評(píng)估方法、代謝網(wǎng)絡(luò)的定量分析。六、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1第1章緒論對(duì)代謝工程有總體的了解，掌握代謝工程的概念、基本過(guò)程和應(yīng)用的戰(zhàn)略思想；并融入系統(tǒng)生物學(xué)、合成生物學(xué)等相關(guān)概念，了解代謝工程的發(fā)展前景。通過(guò)梳理代謝工程學(xué)科建立的背景，加深學(xué)生對(duì)科學(xué)精神的理解和認(rèn)同，明白科學(xué)是在不斷創(chuàng)新和發(fā)展的。4講授討論課程目標(biāo)1，42第2章代謝調(diào)節(jié)機(jī)制掌握酶活性調(diào)控、酶合成調(diào)控及細(xì)胞膜滲透性控制的形式及原理，了解代謝調(diào)控在實(shí)踐中的應(yīng)用。7講授自學(xué)討論課程目標(biāo)1，43第3章代謝工程基本理論熟悉并掌握代謝工程中的名詞術(shù)語(yǔ)；掌握代謝網(wǎng)絡(luò)與代謝節(jié)點(diǎn)的類型以及網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)與評(píng)估方法；了解相關(guān)理論在實(shí)踐中的應(yīng)用。4講授課程目標(biāo)1，44第4章代謝網(wǎng)絡(luò)定量分析了解代謝網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法與細(xì)胞代謝流的測(cè)定方法，掌握代謝流平衡分析的基本理論和代謝控制分析的基本理論，學(xué)會(huì)用代謝控制分析理論分析限速步驟。3講授課程目標(biāo)2，45第5章初級(jí)代謝的代謝工程了解代謝工程的理論在初級(jí)代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)中的應(yīng)用，掌握幾種初級(jí)代謝產(chǎn)物的代謝改造戰(zhàn)略。案例教學(xué)：維生素C二步發(fā)酵法是我國(guó)當(dāng)代科學(xué)家創(chuàng)造的具有自主產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，目前工業(yè)生產(chǎn)維生素C的方法還在采用二步發(fā)酵法或在其基礎(chǔ)上改進(jìn)。以此可激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情，學(xué)習(xí)科學(xué)家的不斷求索、勇攀高峰的科學(xué)精神。8講授討論課程目標(biāo)3，46第6章次級(jí)代謝的代謝工程了解主要次級(jí)代謝產(chǎn)物包括聚酮類抗生素以及β-內(nèi)酰胺類抗生素的代謝途徑操作原理及過(guò)程；掌握提高抗生素產(chǎn)量的幾種操作途徑。3講授討論課程目標(biāo)3，47第7章細(xì)胞遺傳特性修飾的代謝工程了解代謝工程在非生物物質(zhì)的降解、碳氮代謝途徑的設(shè)計(jì)以及細(xì)胞生理特性改良中的應(yīng)用以及基本原理。在講授非生物物質(zhì)的降解中，結(jié)合案例分析，提高學(xué)生的生態(tài)文明理念和環(huán)境保護(hù)意識(shí)。3講授課程目標(biāo)3，48第8章逆代謝工程了解逆代謝工程的概念及應(yīng)用。通過(guò)逆代謝工程的提出及應(yīng)用，啟發(fā)學(xué)生思維無(wú)定式，有時(shí)需打破常規(guī)，才會(huì)有創(chuàng)新的科學(xué)思想。2講授自學(xué)課程目標(biāo)1，4合計(jì)34七、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配（如有實(shí)驗(yàn)，則需再按以下格式繼續(xù)填寫(xiě)）序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1演示性課程目標(biāo)12驗(yàn)證性課程目標(biāo)23設(shè)計(jì)性課程目標(biāo)34探究性課程目標(biāo)1其他……合計(jì)注：實(shí)驗(yàn)要求包括必修、選修；實(shí)驗(yàn)類型包括“演示性”、“驗(yàn)證性”、“設(shè)計(jì)性”、“探究性”、“其它”等。八、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核類型：考試考查（二）考核方式：開(kāi)卷考試閉卷考試課程論文課程報(bào)告其它：（三）成績(jī)?cè)u(píng)定：考核依據(jù)建議分值（百分比）考核/評(píng)價(jià)細(xì)則對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)過(guò)程考核40出勤10曠課三次，取消期末考試資格。課程目標(biāo)1-4作業(yè)10按時(shí)提交作業(yè)，視作業(yè)完成情況給分，按百分制計(jì)算。課程目標(biāo)1-4表現(xiàn)10根據(jù)課堂參與討論、回答問(wèn)題等情況給分。課程目標(biāo)1-4小測(cè)10根據(jù)隨堂小測(cè)答題情況給分課程目標(biāo)1-4期末考核60根據(jù)課程論文完成情況給分課程目標(biāo)1-4九、課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)課程目標(biāo)的實(shí)際達(dá)成效果計(jì)算方式如下，達(dá)成值越高，教學(xué)效果越好。課程目標(biāo)達(dá)成度畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度十、教材與教學(xué)參考書(shū)（一）教材《代謝工程》(普通高等教育十一五國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材)，趙學(xué)明，高等教育出版社，2015年，第一版（二）教學(xué)參考書(shū)1.《代謝工程》，張蓓，天津大學(xué)出版社，2003年，第一版；2.《途徑工程——第三代基因工程》，張惠展，中國(guó)輕工業(yè)出版社，2002年，第一版；3.MetabolicEngineering,SahmH,WandreyC,SpringerPress,1995。（三）參考資料MetabolicEngineering、生物工程學(xué)報(bào)等期刊資源，Inte