《代谢工程》课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《代谢工程》课程教学大纲（理论课程）一、课程基本信息课程号1223S02034开课单位生命科学学院课程名称（中文）代谢工程（英文）MetabolicEngineering课程性质选修考核类型考查课程学分2课程学时34课程类别专业拓展课先修课程生物化学、微生物学、细胞生物学、基因工程适用专业（类）生物技术专业二、课程描述及目标（一）课程简介《代谢工程》课程是为生物技术专业及星辰班？在第三学年下半学期或第三学年上半学期开设的一门专业（学科）拓展课。旨在通过理论教学，使学生掌握掌握代谢工程的基本理论、代谢调节机制、代谢网络定量分析及一些初级代谢产物和次级代谢产物的代谢工程改造过程，并了解代谢工程发展的最新动态。学生学习本课程后应能将相关理论应用到生物重要代谢途径的调控和重要产物的获得中，为实践课程的学习和毕业实习的相关研究打下基础。（二）教学目标通过本课程学习，使学生掌握代谢工程的基本理论、代谢调节机制、代谢网络定量分析、逆代谢工程的原理，并了解一些初级代谢产物和次级代谢产物的代谢工程改造过程；明确代谢工程的基础理论及应用，为从事生物技术相关领域的工作打下良好基础，为培养创新型人才起到应有的作用。课程目标1：掌握代谢工程的基本理论、代谢调节机制及其在生产实践中的应用、逆代谢工程的基本原理；课程目标2：了解代谢网络的构建方法与代谢流的测定方法，掌握代谢流平衡分析及代谢控制分析的基本理论；课程目标3：了解一些代谢产物的代谢工程改造策略；课程目标4：加深学生对科学精神的理解，加强学生的文化自信和家国情怀。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1-420%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1-420%2-3：具有浓厚的科学兴趣及批判性思维能力；课程目标1-420%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1-420%3-3：具备良好的专业素质，受到严格的科学思维训练，有求实创新的精神、批判性思维和可持续发展理念。课程目标1-420%四、教学方式与方法采用课堂多媒体教学，结合提问、讨论或测验考查；结合启发式教学、案例教学等的教学方法，具体分析实际问题。同时鼓励学生课下查阅资料，给学生提供相关数据库网站，丰富相关内容素材。五、教学重点与难点（一）教学重点本课程教学重点为代谢调节的机制、代谢工程的基本理论和代谢网络的定量分析。（二）教学难点本课程教学难点为代谢网络与节点的类型及网络和节点性质的评估方法、代谢网络的定量分析。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章绪论对代谢工程有总体的了解，掌握代谢工程的概念、基本过程和应用的战略思想；并融入系统生物学、合成生物学等相关概念，了解代谢工程的发展前景。通过梳理代谢工程学科建立的背景，加深学生对科学精神的理解和认同，明白科学是在不断创新和发展的。4讲授讨论课程目标1，42第2章代谢调节机制掌握酶活性调控、酶合成调控及细胞膜渗透性控制的形式及原理，了解代谢调控在实践中的应用。7讲授自学讨论课程目标1，43第3章代谢工程基本理论熟悉并掌握代谢工程中的名词术语；掌握代谢网络与代谢节点的类型以及网络和节点的性质与评估方法；了解相关理论在实践中的应用。4讲授课程目标1，44第4章代谢网络定量分析了解代谢网络的构建方法与细胞代谢流的测定方法，掌握代谢流平衡分析的基本理论和代谢控制分析的基本理论，学会用代谢控制分析理论分析限速步骤。3讲授课程目标2，45第5章初级代谢的代谢工程了解代谢工程的理论在初级代谢产物的生产中的应用，掌握几种初级代谢产物的代谢改造战略。案例教学：维生素C二步发酵法是我国当代科学家创造的具有自主产权的技术，目前工业生产维生素C的方法还在采用二步发酵法或在其基础上改进。以此可激发学生的爱国热情，学习科学家的不断求索、勇攀高峰的科学精神。8讲授讨论课程目标3，46第6章次级代谢的代谢工程了解主要次级代谢产物包括聚酮类抗生素以及β-内酰胺类抗生素的代谢途径操作原理及过程；掌握提高抗生素产量的几种操作途径。3讲授讨论课程目标3，47第7章细胞遗传特性修饰的代谢工程了解代谢工程在非生物物质的降解、碳氮代谢途径的设计以及细胞生理特性改良中的应用以及基本原理。在讲授非生物物质的降解中，结合案例分析，提高学生的生态文明理念和环境保护意识。3讲授课程目标3，48第8章逆代谢工程了解逆代谢工程的概念及应用。通过逆代谢工程的提出及应用，启发学生思维无定式，有时需打破常规，才会有创新的科学思想。2讲授自学课程目标1，4合计34七、实验内容、基本要求与学时分配（如有实验，则需再按以下格式继续填写）序号实验项目名称实验内容与要求学时类型对应课程目标1演示性课程目标12验证性课程目标23设计性课程目标34探究性课程目标1其他……合计注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括“演示性”、“验证性”、“设计性”、“探究性”、“其它”等。八、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试考查（二）考核方式：开卷考试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过程考核40出勤10旷课三次，取消期末考试资格。课程目标1-4作业10按时提交作业，视作业完成情况给分，按百分制计算。课程目标1-4表现10根据课堂参与讨论、回答问题等情况给分。课程目标1-4小测10根据随堂小测答题情况给分课程目标1-4期末考核60根据课程论文完成情况给分课程目标1-4九、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）教材《代谢工程》(普通高等教育十一五国家级规划教材)，赵学明，高等教育出版社，2015年，第一版（二）教学参考书1.《代谢工程》，张蓓，天津大学出版社，2003年，第一版；2.《途径工程——第三代基因工程》，张惠展，中国轻工业出版社，2002年，第一版；3.MetabolicEngineering,SahmH,WandreyC,SpringerPress,1995。（三）参考资料MetabolicEngineering、生物工程学报等期刊资源，Inte