生物工程专业《蛋白质化学与工程》教学大纲

【蛋白质化学与工程】【Basicproteinchemistryandproteinengineering】一．基本信息课程代码：【104401】课程学分/学时：【2/32】面向专业：【生物工程】课程性质：【专业方向选修课】开课院系：生物与医学工程学院使用教材：主教材【蛋白质化学与蛋白质工程基础，梅乐和主编，化学工业出版社，2011年】辅助教材【1、普通高等教育“十二五”规划教材：《蛋白质工程》（第二版），汪世华主编，科学出版社，2017年；2、《蛋白质工程》，吴敬主编，高等教育出版社，2017年】参考教材【1、蛋白质化学（第一版），汪世龙等主编，同济大学出版社，2012年；2、《蛋白质工程》（第一版），李维平主编，科学出版社，2013年】先修课程：【细胞生物学103931（3）、生物化学100711（A）（4）】并修课程：【细胞工程100781（2）、分子生物学100792（3）】后修课程：【生物工程大型实验109831（2）、生物专业文献检索与阅读100005（2）】二．课程目标蛋白质化学与工程是生物工程专业的专业选修课程。通过课程学习了解蛋白质工程的发展历史、前沿进展，掌握蛋白质结构与功能的基本知识，了解蛋白质结构分析和预测的原理与方法。初步掌握蛋白质分子设计的基本流程及理论基础，了解蛋白质分子改造的主要途径。培养学生理解和掌握蛋白质化学与工程的基础知识和应用技术，为从事生物医药、食品、工业领域的科学研究及实际工作奠定坚实的基础。需要达成的课程目标如下：课程目标1（知识目标）：掌握重要的生物大分子蛋白质的化学本质（化学组成、分子结构、理化性质），了解蛋白质结构与功能关系及蛋白质折叠的基本知识；了解包括蛋白质结构测定的基本原理、主要的化学修饰的原理与方法、蛋白质分子设计的意义及理论基础。课程目标2（能力目标）：掌握蛋白质结构预测及分析的主要技术及分析软件，并能进行简单的蛋白质结构预测与评估；能够综合运用相关技术进行蛋白质分子设计，并对分子设计方案进行有效评价。课程目标3（素质目标）：了解蛋白质工程的发展简史、前沿问题与创新技术及其应用范畴，了解我国科学家在蛋白质化学与工程生领域的突出事迹和重要贡献，具备科学的思维方式和分析解决问题的能力，形成正确的世界观、人生观和价值观。三．课程内容（一）教学内容结构关系图（二）课程内容表1教学内容及对应的课程目标课程内容对应课程目标学生学习成果学时安排第一章绪论第一节蛋白质的生物学重要性1,3了解蛋白质的生物学重要性，了解蛋白质工程研究的历史与进展，掌握蛋白质工程的主要研究内容及与其他学科关系。2第二节蛋白质工程的历史及应用进展第三节蛋白质工程主要研究内容第四节蛋白质工程与其他学科的关系思政内容：新中国的技术突破第二章蛋白质的化学基础第一节蛋白质的重要功能、组成与分类1,3掌握蛋白质的基本结构单位—氨基酸的基本结构与性质。了解天然活性肽的相关知识。掌握蛋白质的基本理化性质。能够利用三者理化性质的差别鉴定和区分三者。掌握随机肽库的原理及其在蛋白质工程中的重要功用。6第二节氨基酸的结构、分类及性质第三节肽的物理化学性质及活性肽第四节蛋白质的基本理化性质案例：随机肽库的应用思政内容：科学思维的养成第三章蛋白质的分子结构基础第一节蛋白质结构的层次体系1,3掌握蛋白质的一至四级结构的结构特点，理解蛋白质结构与功能的相互关系。9第二节蛋白质的一级结构第三节蛋白质的二级结构第四节蛋白质的超二级结构和结构域第五节蛋白质的三级结构和四级结构实例：蛋白质的结构与功能关系（I:牛胰核糖核酸酶）思政内容：“结构与功能”的联系（讨论）第四章蛋白质结构的测定与预测第一节蛋白质一级结构的确定1,2,3掌握蛋白质一级、二级结构确定的方法，熟悉蛋白质高级结构的测定原理，了解蛋白质预测的原理与方法，能够预测分析蛋白结构。7第二节蛋白质晶体结构分析第三节蛋白质结构的预测思政内容：理论与实践相结合（讨论）第五章蛋白质的化学修饰第一节蛋白质分子侧链的修饰1,3了解主要的化学修饰的原理与方法，掌握酶的化学修饰方法与原理，限制条件及主要应用。能够分析比较不同的化学修饰方法的优缺点，设计针对不同蛋白的修饰方案。4第二节酶的表面化学修饰与酶蛋白的亲和修饰思政内容：酶活与科学生产第六章蛋白质的分子设计及生物学改造第一节蛋白质分子设计的理论基础及研究内容1,2,3了解蛋白质分子设计的意义及理论基础，了解蛋白质分子设计的分类及研究内容。掌握蛋白质分子的生物学改造方法及全新设计的设计原则和程序。4第二节蛋白质分子的生物学改造方法第三节蛋白质分子的全新设计案例：蛋白抗体酶设计思政内容：蛋白质分子设计与主观能动性合计32（三）教学进度与学时分配表2教学进度与学时分配教学内容讲课讨论合计第一章绪论202第二章蛋白质的化学基础606第三章蛋白质的分子结构基础819第四章蛋白质结构的测定与预测617第五章蛋白质的化学修饰404第六章蛋白质的分子设计及生物学改造404合计30232四．课程考核方式与评分标准（一）课程成绩考核方式表3课程目标的考核方式课程目标考核内容考核方式课程目标1掌握重要的生物大分子蛋白质的化学本质（化学组成、分子结构、理化性质），了解蛋白质结构与功能关系及蛋白质折叠的基本知识；了解包括蛋白质结构测定的基本原理、主要的化学修饰的原理与方法、蛋白质分子设计的意义及理论基础。随堂讨论+作业题+期中考试+期末考试课程目标2掌握蛋白质结构预测及分析的主要技术及分析软件，并能进行简单的蛋白质结构预测与评估；能够综合运用相关技术进行蛋白质分子设计，并对分子设计方案进行有效评价。随堂讨论+作业题+期末考试课程目标3了解蛋白质工程的发展简史、前沿问题与创新技术及其应用范畴，了解我国科学家在蛋白质化学与工程生领域的突出事迹和重要贡献，具备科学的思维方式和分析解决问题的能力，形成正确的世界观、人生观和价值观。作业题+期末考试（二）课程成绩构成比例表4课程成绩构成表课程目标考核内容课程目标在各考核方式中的比例课程目标占总成绩的比例日常成绩期中考试期末考试课程目标1掌握重要的生物大分子蛋白质的化学本质（化学组成、分子结构、理化性质），了解蛋白质结构与功能关系及蛋白质折叠的基本知识；了解包括蛋白质结构测定的基本原理、主要的化学修饰的原理与方法、蛋白质分子设计的意义及理论基础。30%50%40%40%课程目标2掌握蛋白质结构预测及分析的主要技术及分析软件，并能进行简单的蛋白质结构预测与评估；能够综合运用相关技术进行蛋白质分子设计，并对分子设计方案进行有效评价。30%0%40%30%课程目标3了解蛋白质工程的发展简史、前沿问题与创新技术及其应用范畴，了解我国科学家在蛋白质化学与工程生领域的突出事迹和重要贡献，具备科学的思维方式和分析解决问题的能力，形成正确的世界观、人生观和价值观。40%50%20%30%考核方式占总成绩的比例20%20%60%100%日常成绩满分100，其中包括考勤评分占比25%，课堂讨论评分占25%，作业评分占比50%。1、课堂讨论评分标准在讨论课时中，记录同学课堂回答、小组讨论的结果。单独同学讨论表现满分为100分，60分及以上为及格；小组讨论结果由小组代表回答表现为准，最终组内得分为小组代表得分，满分为100分，60分及以上为及格。小组中的缺席同学，则在此次讨论课中，不得分。表5课堂讨论评分标准91-10075-9060-741-590评分标准论述清楚，结论准确，能够结合文献提出自己的观点。对问题能够进行较为详尽的解释，结论基本正确。论述简单，不能对问题进行分析。出席课堂，但未参与讨论。未能出席课堂讨论。2、课后作业评分标准在学习通上布置作业后，并在下周课前根据习题情况进行讲解。每次作业满分均为100分，60分及以上为及格。表6课后作业评分标准91-10075-9060-741-590评分标准内容正确，分析合理，字迹工整。内容基本正确，分析较合理，字迹工整。内容正确率低，分析