酶工程大纲

《酶工程》课程教学大纲课程基本信息课程名称:酶工程课程性质：专业课课程学时和学分：总学时：32总学分：2理论学时：32实验学时：0适用专业：生物工程专业开课学院（部）：生物与食品工程学院教研室：生物工程教研室一、教学目的、要求酶工程是随着酶学研究迅速发展，特别是酶的应用推广使酶学和工程学相互渗透结合而形成的一门新的技术科学，在生物工程人才培养中处于至关重要的地位。它是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合的边缘科学技术。主要内容包括酶的发酵生产、酶的分离纯化、酶和细胞固定化以及酶的分子工程等，本课程主要培养目标是使学生掌握酶的生产与分离纯化的基本理论、基本技术以及自然酶、化学修饰酶、固定化酶的研究和应用，了解酶在各行各业中的最新发展及研究趋势。学生通过酶工程理论及案例的学习，掌握酶的生产与应用的基本理论、基本技术、酶的分离纯化、固定化酶以及酶的化学修饰的研究和应用，进一步了解酶在各行各业中实际应用的最新发展和发展趋势，培养能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人员。二、课程主要内容第一篇酶理论（2学时）目的和要求：掌握影响酶催化效率的因素；熟悉酶工程的内容，酶促反应动力学及抑制作用；了解酶活性的调节方式；酶工程的研究意义及热点。主要内容：1、第1章酶与酶工程概述2、第2章酶催化作用机制3、第3章酶催化反应动力学4、第4章酶的活性调节重点：酶活力的测定及影响因素。难点酶促反应动力学和抑制作用。第二篇酶工程（22学时）第5章酶的发酵生产（2学时）目的和要求：掌握发酵条件对产酶的影响及提高发酵产酶的措施。熟悉酶发酵的主要工艺流程，合成酶的调节机制。了解产酶菌种及培养基。主要内容：1、微生物产酶菌种2、产酶培养基及种子培养3、酶发酵工艺控制4、酶合成的调节5、提高发酵产酶的措施重点：酶的发酵工艺，提高发酵产酶措施。难点：产酶动力学。第6章酶的分离工程（4学时）目的和要求：掌握酶的分离纯化方法，酶的分离工程主要单元操作包括预处理和细胞破碎，了解酶的浓缩、干燥、结晶与保存。主要内容：1、粗酶液的制备2、酶的分离纯化3、酶制剂工艺重点与难点：离心、层析和电泳方法在酶分离提取中的应用；不同分离提取方法的选择。第7章非水介质中酶的催化反应（6学时）目的和要求：掌握典型的非水相酶催化体系，有机介质中的酶结构与性质；熟悉对酶在有机溶剂反应体系中催化反应的影响因素及调控策略；了解非水相体系酶催化的实例及应用。主要内容：1、典型的非水相酶催化体系2、有机溶剂体系中的酶结构与性质3、微水有机溶剂的影响及反应介质工程4、其他非水介质催化5、非水相体系酶催化的典型例子（非水催化的应用）重点：非水相酶催化体系的类型，水、有机溶剂对催化的影响；难点非水相酶催化的影响因素及调控策略。第8章酶与细胞的固定化（6学时）目的和要求：掌握酶与细胞固定化的原理和方法，熟悉固定化酶和固定化细胞的性质及应用。主要内容：1、酶的固定化2、辅酶的固定化3、细胞的固定化4、固定化载体5、固定化酶（细胞）的性质与评价指标6、固定化酶（细胞）反应器重点与难点：酶和微生物细胞的固定化；动植物细胞的固定化。第9章酶功能改造（4学时）目的和要求：掌握酶的化学修饰方法及专一性控制；熟悉酶定向进化的应用；了解酶改造原理、定点突变和定向进化的方法主要内容：1、酶基因工程改造的基本原理2、酶的定点突变3、酶分子的定向进化4、酶的化学修饰重点与难点：酶的化学修饰及定向进化的应用。第三篇酶应用（8学时）第10章酶反应器（2学时）目的和要求：掌握不同类型的酶反应器特点；熟悉酶反应器的造型与设计以及酶反应器的操作调控，了解不同类型酶反应器工作原理及其应用。主要内容：1、酶反应器类型及操作方式2、酶反应器设计基础3、生物传感器及反应器的应用重点与难点：酶反应器的类型及特点。第11章酶在工业、医药食品上的应用（4学时）目的和要求：掌握酶在相关领域应用的实例。了解酶在各个领域的应用及发展前景。主要内容：酶在工业、医药及食品等领域的应用。重点：酶的具体应用实例。复习及习题课（2学时）目的和要求：掌握酶工程的知识框架主要内容：期刊文献解读及酶工程各章节知识点。重点：酶的主要知识点及应用实例。三、学时分配学时分配表序号章节内容学时数1第一篇第1-4章酶理论22第二篇第5章酶的发酵生产23第二篇第6章酶的提取与分离纯化64第二篇第7章非水介质中酶的催化反应45第二篇第8章酶与细胞的固定化66第二篇第9章酶功能改造47第三篇第10章酶反应器28第三篇第11章酶在工业、医药和食品工业上的应用49复习及习题课酶工程主要知识点2合计32四、教学环节安排课堂教学：1、教学方法：讲授2、教学手段：利用CAI课件3、外语要求：一般习题课和课外习题：课后作业五、考核和成绩评定方法本课程采用闭卷考试，期末考试占70%，平时成绩占30%（包括出勤15%、平时作业15%）。六、使用教材袁勤生编著.酶与酶工程，上海，华东理工大学出版社，2012七、参考书目[1]吴敬殷幼平主编酶工程，北京，科学出版社，2013.[2]由德林主编.酶工程原理，北京，科学出版社，2011.[3]郭勇主编，酶工程原理与技术第2版，北京，高等教育出版社，2010.[4]陈守文主编.酶工程，北京，科学出版社，2008.[5]袁勤生、赵键主编.酶与酶工程，上海，华东理工大学出版社，2005.执笔：刘太林二级学院院长：制（修）订时间：2014.6.