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1、酶工程（Enzyme Engineering）课程编号：0634001B学 分：2学 时：（其中：讲课学时：24 实验学时：16 上机学时：0 ）先修课程：有机化学、生物化学、微生物学适用专业：生物工程本科教 材：酶工程（郭勇主编，科学出版社，第二版，2004年）开课系所：生物与食品工程学院一、 课程的性质与任务酶工程是生物工程专业的一门重要的专业方向选修课，其作用是为该专业在专业课方面提供必要的酶工程的基本理论知识和实际运用酶技术的能力，通过该课程的学习使学生达到较灵活地运用知识和理论联系实际的能力。本课程选用科学出版社郭勇主编的酶工程作为主要参考教材，结合目前该学科该领域的最新科研成果及发
2、展现状，特别是一些新的技术和方法涌现，努力使本课程的教学内容与本专业的特点及实际内容相结合，力求使学生更多地掌握较先进的技术和方法。本课程在生物工程专业中是完整、独立地的体系，在生物工程领域中该学科占有着重要的地位和作用，因此酶工程课程是在其它相关课程开设完成后开设。按有关学科之间的分工原则，尽量避免与其它相关学科的重复，各章内容可根据本学科的特点和不同情况加以取舍。为了使该课程的讲授更好地和专业相结合，本课程授课均按“重基础、宽口径”的总要求，尽可能采用多媒体教学的方式，全面系统地介绍酶工程所涉及到的内容和发展前沿。本课程的主要任务是：重点介绍和讲授酶的生产和应用的基础理论、基本技术和基本概
3、念。内容包括：酶的发酵生产，酶的分离纯化，酶分子修饰，酶与细胞固定化，酶的非水相催化，酶反应器和酶的应用。同时适当地讲授反映酶工程领域中的应用成果和有关新理论、新概念、新技术、新动向。二、 课程的基本内容及要求本课程着重阐述酶工程的基本概念和基本规律，反映近代酶工程中较为成熟的新成果。通过本课程的讲授，要求学生重点掌握酶的发酵生产，酶的分离纯化，酶分子修饰，酶与细胞固定化，酶的非水相催化，酶反应器和酶的应用，初步掌握它们在生物工程领域中开发利用的手段、技术与前景。力求使学生认识到酶工程在食品工业和生物工程领域中的重要作用，以及它对生物工程以及食品工业的发展所体现出的重要意义。同时培养学生能够利
4、用在本课程所学的知识去解释和指导食品工业和生物工程产品的生产、加工、制造工作中的现象和科研活动。第一章 绪论（2学时）1、教学内容（1） 酶的基本概念与发展史（2） 酶催化作用的特点（3） 影响酶催化作用的因素（4） 酶的分类与命名（5） 酶的活力测定（6） 酶的生产方法（7） 酶工程发展概况2、教学要求了解酶工程的涵义及它所研究的内容，掌握酶学原理的专一性、催化高效率、酶的活力测定和酶的动力学等内容，了解酶工程的发展历史，酶的生产方法以及酶的应用前景。第二章 微生物发酵产酶（4学时）1、教学内容（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
5、学（5） 固定化微生物细胞发酵产酶（6） 固定化微生物原生质体发酵产酶2、教学要求掌握酶生物合成的基本理论、菌种的分离筛选与遗传育种、酶发酵的工艺及动力学，建立酶生产的基本方法。同时学习其它酶发酵生产的技术。第三章 动植物细胞培养产酶（0学时，自学）1、教学内容（1） 植物细胞培养产酶（2） 动物细胞培养产酶2、教学要求了解动植物细胞培养的特点，掌握动植物细胞培养的工艺条件及其控制，了解动植物细胞培养产酶的工艺过程。第四章 酶的提取与分离纯化（4学时）1、教学内容（1） 酶的提取与分离纯化技术路线（2） 细胞破碎（3） 酶的提取（4） 酶的分离方法（沉淀分离，离心分离，过滤与膜分离，层析分离，
6、电泳分离，萃取分离）（5） 酶的组合分离纯化策略（6） 酶的浓缩、干燥与结晶2、教学要求掌握酶分离提纯技术的总体概念，酶分离纯化的基本方法和近期发展的新技术以及新方法。要求根据酶的性质及结构特征建立酶分离纯化的方法和手段。第五章 酶分子修饰（3学时）1、教学内容（1） 金属离子置换修饰（2） 大分子结合修饰（共价/非共价）（3） 侧链基团修饰（4） 肽链有限水解修饰（5） 核苷酸链有限水解修饰（6） 氨基酸置换修饰（7） 核苷酸置换修饰（8） 酶分子的物理修饰（9） 酶分子修饰的应用2、教学要求掌握酶分子修饰的基本概念和意义，酶分子修饰的基本原理、修饰的方法、修饰酶的基本特征和发展前景。要求根
7、据酶的性质及结构特征较完整地弄清酶分子修饰的方法及意义。第六章 酶、细胞、原生质体固定化（3学时）1、教学内容（1） 酶固定化（2） 细胞固定化（3） 原生质体固定化2、教学要求掌握酶、细胞、原生质体固定化方法，固定化生物催化剂的性质以及其在该领域中的新进展。要求根据酶的性质及结构特征弄清固定化酶、细胞、原生质体的方法及实践意义。第七章 酶的非水相催化（3学时）1、教学内容（1） 酶非水相催化的研究概况（2） 有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响（3） 酶在有机介质中的催化特性（4） 有机介质中酶催化反应的条件及其控制（5） 酶非水相催化的应用2、教学要求了解酶在有机介质中的催化特性，掌握
8、有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响以及有机介质中酶催化反应的条件及其控制，了解有机介质中酶催化的应用。第八章 酶反应器（3学时）1、教学内容（1） 酶反应器的特点与类型（2） 酶反应器的选择（3） 酶反应器的设计（4） 酶反应器的操作（5） 酶反应器的发展前景2、教学要求掌握酶反应器的设计特点与类型，酶反应器的操作和生物反应器的发展。了解生物反应器在酶工程领域中所占有的重要地位。要求根据生物反应器的设计原理能够设计简单的酶或微生物细胞的反应器。第九章 酶的应用（2学时）1、教学内容（1） 酶在医药方面的应用（2） 酶在食品方面的应用（3） 酶在轻工、化工方面的应用（4） 酶在环境保护方面
9、的应用（5） 酶在生物技术领域的应用a) 酶在除去细胞壁方面的应用b) 酶在大分子切割方面的应用c) 酶在分子拼接方面的应用2、教学要求掌握酶在轻工、食品方面；医药方面；分析检测以及生物工程方面应用和发展前景。要求根据酶的应用领域掌握在轻工、生物工程方面的应用。三、 课程学时分配章 节讲 课实 验上 机第一章 绪论23第二章 微生物发酵产酶4第三章 动植物细胞培养产酶（自学）0第四章 酶的提取与分离纯化43第五章 酶分子修饰3第六章 酶、细胞、原生质体固定化33第七章 酶的非水相催化3第八章 酶反应器3第九章 酶的应用27四、 大纲说明本课程是生物工程专业的一门必修课，初步选用由华南理工大学编写出版的酶工程作为参考教材，按有关学科之间的分工原则，尽量避免与其它相关学科的重复，各章内容可根据本学科的特点和不同情况加以取舍，部分章节可根据内容、学时要求等实际情况指导学生自学。五、 参考书目1、 现代酶工程，罗桂民主编，高等教育出版社，2004年2、 分子酶学工程导论，张今，曹淑桂，罗桂民等编著，科学出版社，2003年3、 酶工程，徐凤彩，姜涌明，赵亚华编著，中国农业出版社，2001年4、 现代酶学，袁勤生主编，华东理工大学出版社，2000年5、 工业微生物实验技术，杜连祥主编，天津科技出版社，1992年