《酶工程》课程教学大纲

1、酶工程教学大纲课程编号14113605课程名称酶工程考试/考查考查总学时数32实验学时数0学分数2课程性质专业方向必修课适用专业生物工程承担单位生工学院1.课程的目的和任务酶工程是生物技术的基础和重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。酶工程课程是生物工程专业必修的一门专业课程，是生物工程的主要内容之一。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、发展而成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程相结合而产生的交叉科学技术。它是从应用的目的出发研究酶，是在一定生物反应装置中利用酶的催化性质，将相应原料转化成有用物质的技术，是生物工程的重要组成部分

2、。通过本课程的学习，要求各专业学生较全面了解酶学与酶工程的具体内容，掌握酶工程的基本理论，解决酶工程产业化过程中出现的主要问题；理解并掌握酶分析方法和技术、化学酶工程和生物酶工程的相关内容，特别是固定化酶的生产技术和应用。使学生学会综合运用所学的基本理论知识和技术来解决一些与生产相关的实际问题，并为从事新产品和新工艺的研究与开发奠定应有的理论基础。2.课程教学基本要求通过本课程的教学，要使学生系统地掌握酶的生产与应用的技术过程，即通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶发挥其功能。其中包括酶的生物合成模式、酶的分离纯化过程、酶分子修饰方法学及应用、酶的固定化技术与在工业中的应用、非水相

3、体系中酶催化的研究、酶反应器的设计与应用等。本课程教学在第五学期完成。成绩评定：考查。3.课程教学内容及主要知识点本课程主要阐述酶的生产和应用的基本理论和基本技术。内容包括：绪论、酶的发酵生产、酶的分离提纯、酶分子修饰、酶与细胞固定化、酶与固定化酶的反应动力学、酶反应器和酶的应用等，共计10章。内容及要求如下：3.1绪论了解酶基本概念与发展史，酶的基本内容，如酶的作用特点，掌握酶的专一性、酶的分类与命名以及酶活力的测定方法。掌握酶的生产方法，酶的提取法、发酵法、化学合成法。了解酶工程发展概况。3.2酶学基础了解酶的化学本质和结构、酶的活性部位、酶的催化机理、酶活性的调节机制。掌握酶促反应动力学

4、中各种影响因素，如底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂、抑制剂等。酶的生物合成及调节机理。3.3微生物发酵产酶了解操纵子调节等酶蛋白生物合成理论，酶发酵生产常用的微生物；理解酶发酵动力学，四种酶生物合成模式内涵与特征，细胞生长动力学分析，产酶动力学分析。掌握发酵工艺条件及控制及提高产酶量的措施，固定化细胞发酵产酶技术，固定化原生质体发酵产酶技术，工艺特征，操作条件等。3.4酶的分离纯化理解酶的各种分离技术的分离原理和机制。掌握细胞破碎、离心分离、过滤与膜分离、沉淀分离、各种层析分离（吸附层析、凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析等）、电泳分离、结晶、浓缩与干燥等技术的具体操作过程及注意事项。3

5、.5动植物细胞培养产酶了解植物细胞特点，动物细胞特点，熟悉理解动植物细胞培养条件具体要求，动物细胞培养条件具体要求。掌握动植物细胞培养工艺（包括流程、培养基配制、产酶过程等）。3.6酶分子修饰了解修饰方法的类别，包括金属离子置换、大分子结合、肽链有限水解、酶蛋白侧链基团修饰、氨基酸置换、物理修饰等。理解修饰的方法的作用与原理。掌握各类修饰方法的操作过程、反应式及作用。3.7酶与细胞、原生质体固定化了解固定化依据及分类，原生质体固定化。熟悉理解酶固定化，细胞固定化，固定化酶的应用（如工业生产、酶传感器等）。掌握固定化方法，包括吸附、包埋、结合、交联等方法的原理及过程，酶固定前后特性的改变及原理。

6、3.8酶的非水相催化了解酶非水相催化的研究概况，有机介质中酶催化的应用。熟悉理解有机介质体系的组成，酶在有机介质中的催化特性的改变及原因（底物专一性改变，对映体选择性、区域选择性、键选择性，热稳定性改变，pH特性等），有机介质中酶催化反应的条件及其控制。掌握有机介质中水和有机溶液剂对酶催化反应的影响。3.9酶反应器了解酶反应器的基本类型，酶反应器的选择的依据。熟悉理解酶反应器的操作条件确认与调控。掌握搅拌罐式反应器（BSTR，CSTR）、填充床式反应器（PCR）、流化床式反应器（FBR）、鼓泡式反应器、膜反应器（MBR）代表的反应器类型及操作特点。3.10酶的应用了解酶在食品方面的应用，酶在生物技术领域的应用。重点了解酶在医药方面的应用，酶在轻工、化工方面的应用。了解酶在环境保护方面的应用，如环境监测、废水处理、可降解材料开发等领域中的应用。4.学时分配参考表章 次内 容授课学时数备 注1绪 论32酶学基础43微生物发酵产酶34动植物细胞培养产酶25酶的分离纯化86酶分子的修饰27酶与细胞固定化28酶反应器29酶的非水相催化210酶的应用4合 计325.主要参考教材1郭勇.酶工程（第3版）.北京:科学出版社,