《蛋白質(zhì)與酶工程》課程教學(xué)大綱

ADDINCNKISM.UserStyle《蛋白質(zhì)與酶工程》課程教學(xué)大綱（理論課程）一、課程基本信息課程號(hào)1223D01015開課單位生命科學(xué)學(xué)院課程名稱（中文）蛋白質(zhì)與酶工程（英文）ProteinandEnzymeEngineering課程性質(zhì)必修考核類型考試課程學(xué)分2課程學(xué)時(shí)34課程類別專業(yè)核心課先修課程有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)適用專業(yè)（類）生物技術(shù)專業(yè)二、課程描述及目標(biāo)（一）課程簡介《蛋白質(zhì)與酶工程》課程是生物技術(shù)專業(yè)、生物工程專業(yè)、生命科學(xué)菁英班的一門專業(yè)核心課程，是生命科學(xué)星辰班的一門學(xué)科拓展課程。該課程主要包含蛋白質(zhì)工程和酶工程兩部分內(nèi)容，蛋白質(zhì)工程是按人們意志改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能或創(chuàng)造新的蛋白質(zhì)的過程，酶工程則是酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的技術(shù)過程，它們的發(fā)展都使得生物技術(shù)能更好的服務(wù)于人類生產(chǎn)生活。該課程的教學(xué)目的旨在通過蛋白質(zhì)與酶工程相關(guān)內(nèi)容的理論教學(xué)，使學(xué)生掌握蛋白質(zhì)與酶工程的基本原理及設(shè)計(jì)思路，并具備有效應(yīng)用的基本能力。了解蛋白質(zhì)和酶工程的前沿技術(shù)，為開展相關(guān)領(lǐng)域的科研工作奠定理論基礎(chǔ)。（二）教學(xué)目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)掌握蛋白質(zhì)工程和酶工程的基本原理、基本路線和基本技術(shù)，了解其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用情況，為今后工作、科研或進(jìn)一步的研究生學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在對(duì)基本理論的認(rèn)知基礎(chǔ)上，理解和掌握實(shí)踐中具體操作的原理和步驟，能自主選擇或設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)路線。課程目標(biāo)1：掌握蛋白質(zhì)和酶的基本結(jié)構(gòu)，并能分析結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。課程目標(biāo)2：能辯證的認(rèn)識(shí)分析問題，能掌握蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)的概念、酶定向進(jìn)化的方法及蛋白質(zhì)與酶分子修飾的理論，并在此基礎(chǔ)上可對(duì)給定的蛋白質(zhì)和酶進(jìn)行分子改造方案和流程的設(shè)計(jì)。課程目標(biāo)3：能夠根據(jù)基本分離純化原理自主設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)和酶的純化方案并能執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)操作。課程目標(biāo)4：掌握酶生物合成的理論、酶固定化的方法和酶反應(yīng)器的基本知識(shí)原理，能夠根據(jù)這些理論簡單設(shè)計(jì)高效微生物發(fā)酵產(chǎn)酶的流程，并具備選擇合適的固定化方案、選擇最優(yōu)的反應(yīng)器和控制反應(yīng)過程的基本技術(shù)。課程目標(biāo)5：了解蛋白質(zhì)和酶工程的研究歷史和現(xiàn)狀，講述科學(xué)家精神，能夠利用蛋白質(zhì)和酶工程的基本理論分析實(shí)際問題，能理解并解釋蛋白質(zhì)工程和酶工程在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。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)1-5100%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)1-5100%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)1-5100%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)1-5100%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，掌握扎實(shí)的生物科學(xué)基礎(chǔ)理論和研究方法，有求實(shí)創(chuàng)新的精神、批判性思維和可持續(xù)發(fā)展理課程目標(biāo)1-5100%四、教學(xué)方式與方法多媒體講授、討論式教學(xué)。五、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)本課程的教學(xué)重點(diǎn)包括：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)原則、酶的催化機(jī)制及動(dòng)力學(xué)研究、酶的生物合成模式、固定化酶的定義及酶固定化的方法、酶定向進(jìn)化的過程及方法、酶反應(yīng)器的類型及特點(diǎn)、酶反應(yīng)器選擇的基本原則、蛋白質(zhì)與酶的分離純化技術(shù)、蛋白質(zhì)與酶分子化學(xué)修飾的目的和一般原理及化學(xué)修飾的方法。（二）教學(xué)難點(diǎn)本課程的教學(xué)難點(diǎn)在于：如何闡述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用、酶的活性中心結(jié)構(gòu)與催化效率的關(guān)系、酶固定化的方法、酶定向進(jìn)化的過程及方法、蛋白質(zhì)與酶的分離純化技術(shù)的應(yīng)用、蛋白質(zhì)與酶分子化學(xué)修飾的原理與方法。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章緒論掌握蛋白質(zhì)工程、酶工程的概念，主要研究內(nèi)容，了解其發(fā)展歷史。2講授課程目標(biāo)52第2章蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能掌握蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次，理解結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的主要技術(shù)。4講授課程目標(biāo)13第3章蛋白質(zhì)的分子設(shè)計(jì)掌握蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)的基本概念，分類和原則；掌握蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)的流程，了解蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)的基本方法2講授課程目標(biāo)24第4章酶學(xué)基礎(chǔ)掌握酶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能，酶催化的作用機(jī)制，酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。2演示課程目標(biāo)15第5章酶的發(fā)酵生產(chǎn)掌握酶生物合成的基本理論，理解微生物發(fā)酵產(chǎn)酶的流程，了解動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶的工藝流程。3講授課程目標(biāo)46第6章酶的固定化掌握酶的固定化方法及常見酶的固定技術(shù)，了解細(xì)胞及原生質(zhì)體的固定化、固定化酶的制備原則3講授課程目標(biāo)47第7章酶的定向進(jìn)化掌握酶定向進(jìn)化的概念的內(nèi)涵和外延，掌握酶定向進(jìn)化的方法和流程，能根據(jù)實(shí)際要求設(shè)計(jì)酶定向進(jìn)化的實(shí)驗(yàn)。3講授+討論課程目標(biāo)28第8章酶的非水相催化掌握酶非水相催化概念，有機(jī)介質(zhì)對(duì)酶催化反應(yīng)的影響及酶非水相催化的特性。2講授+自學(xué)課程目標(biāo)59第9章酶反應(yīng)器掌握酶反應(yīng)器的種類、特點(diǎn)，酶反應(yīng)器的選擇原則及設(shè)計(jì)。2講授課程目標(biāo)410第10章蛋白質(zhì)與酶的分子修飾掌握蛋白質(zhì)和酶的分子修飾方法和種類，著重掌握幾種化學(xué)修飾的方法和過程，如大分子結(jié)合修飾、側(cè)鏈基團(tuán)修飾、肽鏈的有限水解、金屬離子置換修飾，掌握氨基酸置換修飾在蛋白質(zhì)和酶學(xué)研究中的重要性。3講授課程目標(biāo)211第11章蛋白質(zhì)與酶的分析分離掌握生物組織的破碎方法及蛋白質(zhì)與酶的提取方法。掌握純化方法，包括根據(jù)溶解度不同的純化方法、離心法、膜分離技術(shù)、層析分離、電泳技術(shù)、萃取分離、結(jié)晶與干燥；掌握蛋白質(zhì)分子印跡技術(shù)等。6講授課程目標(biāo)312第12章蛋白質(zhì)和酶工程的應(yīng)用了解蛋白質(zhì)及酶工程在醫(yī)藥、輕工、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用。2講授課程目標(biāo)5合計(jì)34實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配無。八、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核類型：t考試考查（二）考核方式：開卷考試t閉卷考試課程論文課程報(bào)告其它：（三）成績?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)平時(shí)考核40出勤10曠課三次，取消期末考試資格。課程目標(biāo)1-5作業(yè)20按時(shí)提交作業(yè)，視作業(yè)完成情況給分，最低分按百分制60分計(jì)算。課程目標(biāo)2-4表現(xiàn)10根據(jù)課堂參與討論、提問回答問題情況給分。課程目標(biāo)3-5實(shí)驗(yàn)考核無期末考核60三種以上題目類型，綜合運(yùn)用題目占15-20%，根據(jù)參考答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定。課程目標(biāo)1-5九、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（一）教