《蛋白质与酶工程》课程教学大纲（本科）

1、蛋白质与酶工程课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：1061139015课程名称（中/英文）：蛋白质与酶工程/ Protein and Enzyme engineering课程类别：专业必修课程开课学期：学期学分：1.5总学时：24理论学时：24实验/实践学时：0适用专业：生物技术适用对象：本科先修课程：有机化学和生物化学开课学院：环境工程与化学学院二、课程简介蛋白质与酶工程作为专业必修课，是酶学、微生物学与化学工程结合的应用型学科。通过 本课程的学习，使学生掌握酶制剂生产、别离纯化的基本理论和技术方法；同时针对天然酶的缺乏， 掌握酶的修饰、定向进化、分子改造、固定化技术、非水相催化等技术的原

2、理和基本操作；并在教 学的各个环节中培养学生严谨求实的科学态度和创新精神；了解蛋白质与酶工程的应用现状和未来 的开展趋势，树立运用所学知识为国家、社会服务的意识。三、课程教学目标.课程对毕业要求的支撑指标点4.1掌握生物发酵过程和产品检验的相关知识，熟悉工序的设备和操作过程；指标点6.1基于生物技术相关的原理，采用科学方法，针对生物发酵、生物产品分析检验及 生物诊断领域的实际问题设计实验方案，并具备进行实施的操作能力指标点7.1熟悉生物技术行业的技术标准、产业政策和法律法规，并正确理解生物技术对人 类健康、社会、经济、环境等方面的影响。.课程教学目标（1）使学生掌握蛋白质与酶工程的基本内容，酶

3、制剂生产、别离纯化的基本理论和技术方法, 了解各种技术在酶工业中的重要性和影响；（2）使学生能掌握天然酶的缺乏，针对酶制剂进行修饰、定向进化和分子改造获得新型酶制剂， 以及酶制剂在应用过程中涉及到的固定化技术、酶非水相催化、酶反响器等方面的基础知识、基本 技术和开展动向；（3）学生通过蛋白质与酶工程应用及案例的学习，培养学生严谨求实的科学态度和创新精神, 了解酶工业的开展状况，树立运用所学知识为国家、社会服务的意识，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。3.教学内容与课程教学目标之间的对应关系四、教学内容课程教学目标教学内容教学方法目标1:使学生

4、掌握蛋白质酶学基础、生物发酵产能、酷的分图与纯1.授课与酶工程的基本内容，酶 制剂生产、别离纯化的基 本理论和技术方法，了解 各种技术在酶工业中的重 要性和影响化等内容，以及涉及的仪器、分析方法、 基本理论及工作原理。.启发式教学.案例提供课.翻转课堂与讨论.动画视频目标2：使学生能掌握天然 酶的缺乏，针对酶制剂进 行修饰、定向进化和分子 改造获得新型酶制剂，以 及酶制剂在应用过程中涉 及到的固定化技术、酶非 水相催化、酶反响器等方 面的基础知识、基本技术 和开展动向；酶的修饰、酶的定向进化、固定化酶、酶 的非水相催化、酶反响器等内容和技术方 法，针对实际酶制剂的改造及应用问题， 设计可行性方

5、案。.授课.启发式和以问题 为先导的教学模式.方案的设计和验 证.翻转课堂与讨论目标3:学生通过蛋白质与 酶工程应用及案例的学 习，培养学生严谨求实的 科学态度和创新精神，了 解酶工业的开展状况，树 立运用所学知识为国家、 社会服务的意识，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。蛋白质与酶工程技术的开展、方法更新； 典型酶制品的生产工艺流程；分析比照酶 工业开展现状，了解我国酶制剂开展的优 势与短板。1.授课2.案例分析和讨论4.动画视频章绪论.教学要求：掌握酶学基础知识。学习酶工程课程的内容，使学生对本课程有初步的了解。了 解酶工程研究的

6、对象及内容、酶学开展简史和酶的生产方法及应用。掌握酶及酶工程的概念。,内容：节 酶的基本概念与开展历史 节 前催化作用的特点 节 影响酶催化作用的因素 节 酶的分类与命名节酶的活力测定节酶的生产方法第七节酶工程开展概况.教学方法：讲授、讨论.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。酶的生产方法和应用。章微生物发酵产酶.教学要求：了解酶生物合成的理论；常用的产酶微生物；掌握发酵工艺条件及控制；酶发酵 动力；固定化微生物细胞发酵产酶；固定化微生物原生质体发酵产酶。2,内容：节微生物细胞中酶生物合成的调节节产

7、酶微生物的特点节发酵工艺条件及其控制 节 酶发酵动力学 节 固定化微生物细胞发酵产酶 节 固定化微生物原生质体发酵产酶.教学方法：讲授、讨论4难点：发酵工艺条件及控制；酶发酵动力；固定化微生物细胞发酵产酶；固定化微生物原生 质体发酵产酶。章动植物细胞培养产酶.教学要求：了解动物细胞和植物细胞产酶在实际生产过程中的应用；了解动植物细胞与微生 物细胞的特性差异，从而分析利用动植物细胞产酶与利用微生物细胞产酶的技术差异及工艺条件控 制的不同特点；掌握动物细胞和植物细胞产酶的工艺过程。.内容：节动植物细胞中酶生物合成的调节节植物细胞培养产酶节动物细胞培养产酶.教学方法：讲授、讨论、案例分析.难点：动植

8、物细胞与微生物产酶的技术差异及工艺条件控制。章酶的提取与别离纯化.教学要求：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、结晶和浓缩干燥等别离方法。.内容：节细胞破碎节提取节沉淀别离节离心别离节过滤与膜别离节层析别离 第七节电泳别离第八节萃取别离第九节结晶第十节浓缩与干燥.教学方法：讲授、讨论、案例分析.难点：细胞破碎的方法及原理；各种别离技术方法及原理。章酶分子修饰.教学要求：了解酶分子修饰的目的；影响酶蛋白修饰反响的因素；酶分子修饰的设计；修饰 程度和修饰部位的测定；酶分子修饰的方法；酶分子修饰的应用。.内容：节金属离子置换修饰节大分子结合修饰节侧链基团

9、修饰节肽链有限水解修饰 节核甘酸链剪切修饰节氨基酸置换修饰第七节核甘酸置换修饰第八节物理修饰第九节 酶分子修饰的应用.教学方法：讲授、讨论、案例分析.难点：蛋白质功能基的反响性；酶蛋白功能基的超反响性；修饰酶活性部位的氨 基酸残基应 具备的特征；金属离子、底物、辅因子和其它低分子质量配体的结合使蛋白质构象稳定；表征蛋白 质稳定性的特征参数；蛋白质不可逆失活的原因和机理；模拟酶的理论基础和模拟酶的设计。章酶、细胞、原生质体固定化、案例分析L教学要求：掌握酶的固定化方法；细胞的固定化方法；原生质体的固定化方法。.内容：节 酶固定化节细胞固定化节原生质体固定化.教学方法：讲授、讨论、案例分析.难点：

10、固定化酶的制备原那么；各种固定化方法的比拟；固定化酶的性质；固定化 细胞技术今 后开展的重要方向一基因工程菌的固定；固定化细胞在实际应用中的缺陷；固定化原生质体的制备。第七章酶非水相催化.教学要求：了解酶非水相催化研究的概况；有机介质中酶催化反响的特点，反响条件的控制 及有机介质中酶催化的应用。.内容：节 酶非水相催化的内容 节 有机介质中水和有机溶剂对酶催化反响的影响节 酶在有 机介质中的催化特性 节有机介质中酶催化反响的条件及其控制节酶非水相催化的应用（列举 我国在非水相催化领域的杰出贡献，树立国家自信和民族自信）.教学方法：讲授、讨论、案例式教学及课程思政4,难点：掌握有机介质中酶催化反

11、响的特点，反响条件的控制及有机介质中酶催化的应用。第八章酶定向进化L教学要求：了解酶定向进化简介；掌握定向进化的策略；基因文库的构建与筛选；了解定向 进化的应用及未来开展趋势。,内容：节 酶定向进化的特点 节酶基因的随机突变 节 酶突变基因的定向选择（任何问题 的解决方案，都要从化繁为简开始，逐步进行优化）节 酶定向进化的应用.教学方法：讲授、讨论、案例式教学及课程思政4难点：基因文库构建的要素、构建策略、构建载体系统及文库筛选。第九章酶反响器.教学要求：了解酶反响器的类型；酶反响器的选择；酶反响器的设计和酶反响器的操作。2,内容：节 酶反响器的类型 节 酶反响器的选择 节 酶反响器的设计 节

12、 酶反响器的操作.教学方法：讲授、讨论.难点：酶反响器的设计和酶反响器的操作。第十章酶的应用.教学要求：掌握酶在各个领域中应用的情况。2,内容：节 酶在医药方面的应用 节 酶在食品方面的应用 节 酶在轻工、化工方面的应用 节酶在环境保护方面的应用节酶在生物技术方面的应用（举例我国在酶制剂领域的优势及缺乏, 树立运用所学知识为国家、社会服务的意识）.教学方法：讲授、讨论、案例式教学及课程思政.难点：酶在生物技术中的应用，酶在食品工业中和动物饲料中的应用情况。五、教学安排序号教学内容学时对应课程 教学目标对应毕业要求指标点1章绪论21、2、37.12章微生物发酵产酶21、34.1、6.1、7.13

13、章动植物细胞培养产酶21、34.1、6.1、7.14章酶的提取与别离纯化41、34.1、6.1、7.15章酶分子修饰22、34.1、6.1、7.16章酶、细胞、原生质体固定化22、34.1、6.1、7.17第七章酶的非水相催化22、34.1、6.1、7.18第八章酶的定向进化22、34.1、6.1、7.19第九章酶反响器22、34.1、6.1、7.110第十章酶的应用234.1、6.1、7.1合计24六、课程考核与评分标准L课程考核本课程成总成绩包括形成性评价和结果性评价，形成性评价（平时成绩）占40%,包括惯和提 问（考勤、课堂表现等）（15%）、课程作业（10%）、阶段性测试（15%）；结

14、果性评价（期末成绩）占60%,包括课程设计大作业（30%）,期末考试总分值100分，折算30%计入总成绩。2.课程教学目标的考核3.成绩评定标准（为平时成绩的评定方法）平时成绩评定方法序号课程教学目标考核内容考核1使学生掌握蛋白质与酶 工程的基本内容，酶制 剂生产、别离纯化的基 本理论和技术方法，了 解各种技术在酶工业中 的重要性和影响；酶的基本知识、酶制剂的开展 历史，酶的生产、别离纯化的 内容、技术方法要点以及注意 事项。课堂提问与研 讨、阶段性测试 和作业和期末考 试2使学生能掌握天然酶的 缺乏，针对酶制剂进行 修饰、定向进化和分子 改造获得新型酶制剂， 以及酶制剂在应用过程 中涉及到的

15、固定化技 术、酶非水相催化、酶 反响器等方面的基础知 识、基本技术和开展动 向；酶改造的意义、技术方法的原 理，内容以及各种方法的适用 范围和缺乏等内容课堂提问与研 讨、阶段性测试 和作业和期末考 试3学生通过蛋白质与酶工 程应用及案例的学习， 培养学生严谨求实的科 学态度和创新精神，了 解酶工业的开展状况， 树立运用所学知识为国 家、社会服务的意识， 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。针对特定酶制剂的改造、生产、 别离纯化、应用等方面的内容课程设计大作 业、期末考试考核环节考核结果及标准评估工程及权 重（90-100 分）良好（80

16、-90 分）中等（7080 分）及格（60-70 分）不及格（60 分）惯和课堂讨论 （15 分）全勤，上课注意 听讲，课堂提问 成绩高;预习非 常充分，积极参 加课堂讨论，并 有自己独到的 见解缺勤一次或请 假两次以上，课 堂表现较好，跟 随老师思路;预 习较为充分，积 极参加课堂讨 论缺勤三次，课堂 提问成绩较低； 预习基本充分， 能够主动参加 课堂讨论缺勤4次以上， 课堂不抬头，全 程玩手机;预习 基本充分，能够 参加课堂讨论缺勤5次以上； 无预习，不能参 加课堂讨论课程作业 （10 分）作业能够、按时 完成，问题回答 正确且字迹工 整作业能够按时 完成，问题回答 正确不按时完成作 业，

17、完成情况较 差作业不能完成， 存在抄袭和不 交作业的现象每次不交作业；阶段性测试（15 分）学期中间不定 期开展1-2次 课堂测试，评分 标准为参考答 案，依次给出（A、 B、 C、 D 等）学期中间不定 期开展1-2次 课堂测试，评分 标准为参考答 案，依次给出（A、 B、 C、 D 等）学期中间不定 期开展1-2次 课堂测试，评分 标准为参考答 案，依次给出（A、B、C、D 等）学期中间不定 期开展1-2次 课堂测试，评分 标准为参考答 案，依次给出（A、 B、 C、 D 等）学期中间不定 期开展12次 课堂测试，评分 标准为参考答 案，依次给出（A、B、C、D 等）课程设计大作 业（30分）能提出多种不 同解决方案且 较;很好的阐述 工程的研究背 景和意义，格式 准确，方案设计 完整，实验的关 键点突出；只能提出一种 不同解决方案， 但比拟;较好的 阐述工程的研 究背景和意义， 格式无明显错 误，有完整的方 案；一种解决方案， 但性缺乏;设计 不完整，无工程 意义或无定量 定性分析依据 局部；能提出解决方 案，但完全的粘 贴，格式不准 确，毫无新意；不交作业结果性评价：期末考试试卷题型共分为六大类型，包括：名词解释、填空题、选择题、判断题、 问答题、计算题。考试内容覆盖面广，涉及各章节内容，包括酶学基础、酶的生产、酶