2010酶工程教学大纲.doc

《酶工程》课程教学大纲 一、课程说明 1、课程学习目的 了解酶工程发展的历史和研究内容，掌握酶学及酶反应动力学的基本原理，掌握酶的分离纯化的原理与方法，了解酶和细胞的固定化、酶发酵生产的理论基础，熟悉主要的酶反应器类型，并且了解酶在轻工、食品、医药工业、化工、环境保护、生物工程等领域的应用，以及酶应用的最新进展，为系统的学好生物工程课程奠定基础。并初步具备应用酶工程原理于实践中的能力。 2、课程学习要求 酶工程作为生物技术专业本科生的必修课，要求学生了解酶及工程的发展概况、应用领域及研究内容；掌握酶的生产及分离纯化、酶和细胞的固定化、酶分子的修饰和改造的理论基础；熟悉工业酶生产常用菌种的产酶特性；熟悉工业酶发酵的工业流程、培养条件的优化调控以及提高酶产量所采取的措施；了解固定化细胞、动、植物细胞发酵产酶的特点及工??条件控制；掌握酶的结晶、浓缩与干燥的原理与常用方法；掌握酶和菌体固定的原理、方法，以及固定化酶的性质。掌握和了解微生物、植物、动物细胞和原生质的固定方法及应用。对酶反应器有一定的认识，并掌握酶反应器的设计原理和操作要点；了解酶的动力学和酶在轻工、食品、医药工业、化工、环境保护等领域的应用以及酶应用的最新发展。 3、课程学习在专业中的地位与作用 酶工程是生物工程的主要内容之一，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、发展结合成的一门新的技术学科，是酶学、微生物的基本原理与化学工程有机结合而产生的边缘科学技术。它是从应用目的研究酶，是在一定生物反应装置中利用酶的催化性质，将相应的原料转化成有用物质的技术，是生物工程的主要组成部分。因此，酶工程课程的学习在专业中的地位与作用是举足轻重的。 二、教学方法与主要教学环节 1、教学方法： 以课堂讲授、多媒体教学为主，学生参与讲述个别章节及讨论为辅。 2、主要教学环节： 本课程采用课堂讲授为主、实验教学与参观学习相结合的教学环节。 三、课程总学时及学时分配 酶工程安排在第六学期开设，44学时，讲授34学时，实验10学时。具体学时分配如下： 绪论 2学时 第一章 酶学与酶反应动力学 4学时 第二章 酶的分离与纯化 6学时 第三章 酶的发酵生产 4学时 第四章 酶分子的化学修饰 4学时 第五章 酶与细胞固定化 4学时 第六章 酶反应器 4学时 第七章 酶的非水相催化 3学时 第八章 酶的应用 3学时 实验安排：计划2个实验，10学时。 四、课程内容及学时安排 绪论 (2学时) [目的要求] 复习并要求学生掌握酶学基础知识。学习酶工程课程的主要内容，使学生对本课程有初步的了解。了解酶工程研究的对象及内容、酶学发展简史和酶的生产方法及应用。掌握酶及酶工程的概念。 [重点难点] 酶的基本概念和理论，酶对生物体的重要性。酶作为生物催化剂所具有的特点。酶的国际系统分类；影响酶催化作用的因素；酶的活力测定。 1、酶与酶工程研究的对象和内容； 2、酶学发展简史； 3、酶的生产方法和应用。 第一章 酶学与酶反应动力学（4学时） [目的要求] 复习并要求学生掌握酶学及酶反应动力学基础知识。掌握酶反应动力学特征。酶作为生物催化剂的显著特点：催化能力强、高度专一性、反应条件温和；酶活性调节控制的机制；酶的命名规则：推荐名、系统名、国际系统分类法及编号；影响酶催化作用的因素；酶的活力测定以及酶的生产方法。 [重点难点] 酶活力测定及酶反应动力学。掌握底物浓度、酶浓度、产物浓度、pH、温度、抑制剂和激活剂等对酶促反应的影响。 第一节 酶的基本概念 1、酶的显著特点 2、酶的分类与命名 第二节 酶活力测定 酶活力 酶活力的测定方法 第三节 酶反应动力学 1、温度对酶反应速度的影响 2、pH对酶反应速度的影响 3、抑制剂对酶反应速度的影响 4、激活剂对酶反应速度的影响 第二章 酶的分离与纯化（6学时） [目的要求] 了解细胞破碎的方法；酶的提取方法及其影响因素；了解沉淀、离心、层析、电泳、萃取、结晶和浓缩干燥等分离方法。 [重点难点] 细胞破碎的方法及原理；各种分离技术方法及原理。 第一节 细胞破碎 1、酶分离与纯化的一般工艺流程 2、分离与纯化的一般原则 第二节 酶的提取 1、酶提取的方法 2、影响酶提取的主要因素 第三节 酶的分离纯化