《酶工程》课程教学大纲.docx

《酶工程》课程教学大纲

一、课程信息

课程代码（COURSECODE）

319B5358

课程名称（COURSETITLE）

酶工程

课程性质（COURSECHARACTER）

选修

学分（CREDIT）

2

学时（CONTACTHOURS）

32

先修课程（PRE-COURSE）

微生物学、生物化学等

课程负责人（COURSECOORDINATOR）

二、课程目标

通过本课程的学习，学生应具备以下几方面的目标：

课程目标1：获得酶及酶工程概念、酶的分离纯化流程等相关知识，并能够对酶的分离纯化方案进行优化判断，从而能认识到复杂工程问题有多种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案。

课程目标2：获得酶分子的修饰、酶和细胞的固定化、酶的非水相催化、酶定向进化等相关酶改性技术；能够区分、设计和操作各种酶反应器；从而正确识别和判断复杂生物工程问题的一些关键环节。

课程目标3：获得常见的产酶生物和酶的应用相关知识，能够理解酶的合成调节以及通过数学模型表达酶的合成模式、产酶动力学等生物过程。

课程目标对毕业要求的支撑关系表

课程目标

毕业要求观测点

1.2能针对一个系统或过程建立适当的数学模型并求解

2.1能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，正确识别和判断复杂生物制药问题的关键环节

2.3能认识到复杂工程问题有多种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案

课程目标1.

√

课程目标2.

√

课程目标3.

√

三、教学内容与预期学习成效

知识单元

对应课程目标

知识点

预期学习成效

实现环节

学时

1.课程简介

课程目标1

1）酶的定义

2）酶的发现及研究历史

3）酶的分类命名

4）酶的化学性质与催化特性

知识目标：了解酶和酶工程的概念、基本内容和发展概况等；认识酶工程在生物工程领域的重要性，

能力目标：会测定酶活力，并利用酶的性质解决测酶活或酶分离纯化过程中的影响因素和纯化方案的评价问题。

教学方法：课堂讲授

教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。

2

课程思政元素：科技报国的家国情怀和使命担当

课程思政教学内容设计：通过酶的发现及酶工程发展概况的讲解，培养学生科技报国的家国情怀和使命担当。

2.酶的生产

课程目标3

1）酶生物合成过程

2）常见产酶微生物

3）酶的发酵工艺条件及控制

4）酶生产过程的动力学

知识目标：掌握酶合成的基本理论；了解主要产酶微生物种类和产酶微生物培养方法；重点掌握酶生物合成的几种模式、细胞生长动力学和产酶动力学方程及含义；了解影响酶生物合成的主要因素。

能力目标：能用模型判断酶的合成模式；能判断酶的生长动力学参数。

教学方法：课堂讲授，课堂讨论

教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。

4

课程思政元素：工程思维

课程思政教学内容设计：通过对酶的合成模式和酶的动力学知识的讲解，培养学生的工程思维。

课程目标1

细胞破碎

酶的提取

沉淀分离

离心分离

过滤与膜分离

层析分离

电泳分离

萃取分离

结晶

浓缩与干燥

知识目标：理解酶分离纯化的一般原则，以此为主导思想，引出酶分离和纯化的各种方法；掌握细胞破碎的各种方法；了解各种酶纯化方法的原理、步骤、特点以及一些有关的计算。

能力目标：能用细胞破碎方法解决胞内产物的提取分离问题；能够用沉淀、离心、过滤、层析及电泳技术等技术解决酶分离纯化问题。意识到一个复杂的工程问题有多种方案选择并可获得最优方案。

教学方法：课堂讲授，案例分析

教学手段：多媒体课件和传统教学相结合、三维动画教学视频。

8

课程思政元素：工匠精神

课程思政教学内容设计：通过对酶的各种分离纯化技术的讲解，培养学生精益求精的工匠精神。

3.酶的改性

课程目标2

金属离子的置换修饰

大分子结合修饰

酶分子的侧链基团修饰

肽链有限水解修饰

核苷酸链剪切修饰

氨基酸置换修饰

核苷酸置换修饰

酶分子的物理修饰

酶分子修饰的应用

知识目标：了解酶分子修饰的重要应用；掌握酶分子化学修饰的目的和一般原理；理解蛋白酶修饰、核酸酶修饰的方法和修饰后起到的作用；了解酶分子的物理修饰作用。

能力目标：能够用所学的修饰方法解决酶催化活性不高的问题。

教学方法：课堂讲授，案例分析

教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。

4

课程思政元素：工匠精神

课程思政教学内容设计：通过对酶分子修饰技术的讲解，培养学生精益求精的工匠精神。

酶固定化

细胞固定化

原生质体固定化

知识目标：掌握固定化酶、固定化细胞、固定化原生质体的基本概念、制备技术、特点、发展概况和应用前景。

能力目标：会用固定化技术解决从游离酶到固体酶的改性问题。

3

课程思政元素：工匠精神

课程思政教学内容设计：通过对酶固定化技术的讲解，培养学生精益求精的工匠精神。

酶非水相催化的研究概况

有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影