《蛋白质与酶工程》课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《蛋白质与酶工程》课程教学大纲（理论课程）一、课程基本信息课程号1223D01015开课单位生命科学学院课程名称（中文）蛋白质与酶工程（英文）ProteinandEnzymeEngineering课程性质必修考核类型考试课程学分2课程学时34课程类别专业核心课先修课程有机化学、生物化学、微生物学适用专业（类）生物技术专业二、课程描述及目标（一）课程简介《蛋白质与酶工程》课程是生物技术专业、生物工程专业、生命科学菁英班的一门专业核心课程，是生命科学星辰班的一门学科拓展课程。该课程主要包含蛋白质工程和酶工程两部分内容，蛋白质工程是按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程，酶工程则是酶的生产和应用的技术过程，它们的发展都使得生物技术能更好的服务于人类生产生活。该课程的教学目的旨在通过蛋白质与酶工程相关内容的理论教学，使学生掌握蛋白质与酶工程的基本原理及设计思路，并具备有效应用的基本能力。了解蛋白质和酶工程的前沿技术，为开展相关领域的科研工作奠定理论基础。（二）教学目标通过本课程的学习，使学生系统掌握蛋白质工程和酶工程的基本原理、基本路线和基本技术，了解其在生产生活中的应用情况，为今后工作、科研或进一步的研究生学习打下坚实的理论基础。通过本课程的学习，使学生在对基本理论的认知基础上，理解和掌握实践中具体操作的原理和步骤，能自主选择或设计相关的实验路线。课程目标1：掌握蛋白质和酶的基本结构，并能分析结构与功能的关系。课程目标2：能辩证的认识分析问题，能掌握蛋白质分子设计的概念、酶定向进化的方法及蛋白质与酶分子修饰的理论，并在此基础上可对给定的蛋白质和酶进行分子改造方案和流程的设计。课程目标3：能够根据基本分离纯化原理自主设计蛋白质和酶的纯化方案并能执行相关标准操作。课程目标4：掌握酶生物合成的理论、酶固定化的方法和酶反应器的基本知识原理，能够根据这些理论简单设计高效微生物发酵产酶的流程，并具备选择合适的固定化方案、选择最优的反应器和控制反应过程的基本技术。课程目标5：了解蛋白质和酶工程的研究历史和现状，讲述科学家精神，能够利用蛋白质和酶工程的基本理论分析实际问题，能理解并解释蛋白质工程和酶工程在生产生活中的应用。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重1-4：掌握扎实的生物技术的基础理论、基本知识和基本技能，熟悉生物技术及其产业的相关方针、政策、法规。课程目标1-5100%2-2：具有综合运用所掌握的理论知识和技能，从事生物技术及其相关领域科学研究的能力课程目标1-5100%2-3：具有浓厚的科学兴趣及批判性思维能力课程目标1-5100%3-1：具备较高的思想道德素质，具有正确的政治观、人生观、价值观，具有强烈的社会责任感、健全的人格和较强的团队意识课程目标1-5100%3-3：具备良好的专业素质，受到严格的科学思维训练，掌握扎实的生物科学基础理论和研究方法，有求实创新的精神、批判性思维和可持续发展理课程目标1-5100%四、教学方式与方法多媒体讲授、讨论式教学。五、教学重点与难点（一）教学重点本课程的教学重点包括：蛋白质结构与功能的关系、蛋白质分子设计原则、酶的催化机制及动力学研究、酶的生物合成模式、固定化酶的定义及酶固定化的方法、酶定向进化的过程及方法、酶反应器的类型及特点、酶反应器选择的基本原则、蛋白质与酶的分离纯化技术、蛋白质与酶分子化学修饰的目的和一般原理及化学修饰的方法。（二）教学难点本课程的教学难点在于：如何阐述蛋白质结构与功能的关系、蛋白质分子设计方法与应用、酶的活性中心结构与催化效率的关系、酶固定化的方法、酶定向进化的过程及方法、蛋白质与酶的分离纯化技术的应用、蛋白质与酶分子化学修饰的原理与方法。六、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1第1章绪论掌握蛋白质工程、酶工程的概念，主要研究内容，了解其发展历史。2讲授课程目标52第2章蛋白质结构与功能掌握蛋白质的结构层次，理解结构与功能的关系，了解蛋白质结构分析的主要技术。4讲授课程目标13第3章蛋白质的分子设计掌握蛋白质分子设计的基本概念，分类和原则；掌握蛋白质分子设计的流程，了解蛋白质分子设计的基本方法2讲授课程目标24第4章酶学基础掌握酶的结构特点与功能，酶催化的作用机制，酶促反应动力学。2演示课程目标15第5章酶的发酵生产掌握酶生物合成的基本理论，理解微生物发酵产酶的流程，了解动植物细胞培养产酶的工艺流程。3讲授课程目标46第6章酶的固定化掌握酶的固定化方法及常见酶的固定技术，了解细胞及原生质体的固定化、固定化酶的制备原则3讲授课程目标47第7章酶的定向进化掌握酶定向进化的概念的内涵和外延，掌握酶定向进化的方法和流程，能根据实际要求设计酶定向进化的实验。3讲授+讨论课程目标28第8章酶的非水相催化掌握酶非水相催化概念，有机介质对酶催化反应的影响及酶非水相催化的特性。2讲授+自学课程目标59第9章酶反应器掌握酶反应器的种类、特点，酶反应器的选择原则及设计。2讲授课程目标410第10章蛋白质与酶的分子修饰掌握蛋白质和酶的分子修饰方法和种类，着重掌握几种化学修饰的方法和过程，如大分子结合修饰、侧链基团修饰、肽链的有限水解、金属离子置换修饰，掌握氨基酸置换修饰在蛋白质和酶学研究中的重要性。3讲授课程目标211第11章蛋白质与酶的分析分离掌握生物组织的破碎方法及蛋白质与酶的提取方法。掌握纯化方法，包括根据溶解度不同的纯化方法、离心法、膜分离技术、层析分离、电泳技术、萃取分离、结晶与干燥；掌握蛋白质分子印迹技术等。6讲授课程目标312第12章蛋白质和酶工程的应用了解蛋白质及酶工程在医药、轻工、能源等领域的应用。2讲授课程目标5合计34实验内容、基本要求与学时分配无。八、学业评价和课程考核（一）考核类型：þ考试考查（二）考核方式：开卷考试þ闭卷考试课程论文课程报告其它：（三）成绩评定：考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标平时考核40出勤10旷课三次，取消期末考试资格。课程目标1-5作业20按时提交作业，视作业完成情况给分，最低分按百分制60分计算。课程目标2-4表现10根据课堂参与讨论、提问回答问题情况给分。课程目标3-5实验考核无期末考核60三种以上题目类型，综合运用题目占15-20%，根据参考答案与评分标准评定。课程目标1-5九、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目标达成度毕业要求指标点达成度十、教材与教学参考书（一）教