个人介绍
蛋白质与酶工程

主讲教师:陈桂玲

教师团队:共4

  • 陈桂玲
  • 李瑞
  • 张晓
  • 陈祥娥
学校: 济宁医学院
开课院系: 生物科学学院
专业大类: 生物
开课专业: 生物技术、生物工程
课程英文名称: enzyme engineering
课程编号: SW047【2】
学分: 2
课时: 50
课程介绍
1、什么是《酶工程》,这门课学什么?
《酶工程》是生物化学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的一门集成度较高的交叉学科,是面向我校生物技术专业、生物工程以及生物制药专业的大学本科生开设的一门专业必修课。《酶工程》理论教学单元主要包括酶的基础理论、酶的生产制备、酶的改性以及酶的应用四个模块。具体教学内容包括:酶学基础理论(包括酶的分类命名及活力测定方法)、微生物发酵产酶、动植物细胞培养产酶、酶的提取与分离纯化、酶分子修饰、酶的固定化、酶的非水相催化、酶的定向进化、酶反应器以及酶在医药轻工业食品以及环境保护方面的应用等。实验教学单元主要包括酶的生产制备及性能测定,酶的改性及应用两模块,课程的教学重点为酶学理论、酶的生产、酶的固定化、酶的非水催化;课程的教学难点为酶学理论深入理解,以及酶的生产和改性方法,如何应用于具体实践。
2、为什么学《酶工程》,学了有什么用?
课程组对2016年-2020年生物技术专业与生物工程专业的毕业生就业去向进行调查分析,得出结论,就业及考研是我院生物技术与生物工程专业的主要就业方向,因此,课程组在制定酶工程课程规划时,充分考虑学生的职业规划诉求,有针对性的设计课程内容,满足学生的现实需求,力求酶工程能够在学生就业及考研中发挥强有力地服务支撑作用。如对酶制剂市场行情、酶的生产制备工艺流程等,为学生就业提供扎实的理论及实践基础;而酶学基础知识、酶的纯化制备等属于考研知识点较多的内容,即是对前面所学的诸如生化、分子等专业基础知识的检验夯实,有属于高阶应用及拓展的内容,这部分内容在考研中占比较大,可为学生考研提供支撑。另外,酶工程作为生物技术四大工程之一,是连接上游基础和下游实践应用的关键桥梁,有助于学生获得系统专业的科学思维训练及实践技能培养。通过酶课程的理论学习和实验实践,旨在培养熟悉掌握酶学基础理论知识,掌握酶的生产改性基本技术,了解酶的应用前沿并且能够运用酶学知识指导生产,工学结合有实践应用能力、德才兼备的生物技术与生物工程专业人才。
3、怎样学习《酶工程》?
《酶工程》是一门有用且有趣的课程。本门课程以郭勇主编第四版教材为主,参考教材包括罗贵民主编酶工程、禹邦超主编酶工程,以及一门兼顾知识与趣味并重的《酶香四溢满人间》等,教学内容设计层次丰富,教学中坚持四导向教学,即兴趣导向、问题导向、过程导向与结果导向,引导学生产生学习兴趣,带着问题学习,注重学习过程考核,学生可在严肃活泼的课堂氛围中参与到课堂教学中;同时,每节课都有课堂讨论及随堂小测验对内容进行总结,以结果导向对每次课进行学习检验,同时课后拓展资料丰富,希望同学们紧跟教师思路,积极参与到课堂中来,获得沉浸式学习体验,提高学习获得感。
教师团队

陈桂玲

职称:讲师

单位:济宁医学院

部门:生物科学学院

职位:无

李瑞

职称:副教授

单位:济宁医学院

部门:生物科学学院

职位:生物工程教研室主任

张晓

职称:讲师

单位:济宁医学院

部门:生物科学学院

职位:教研室秘书

陈祥娥

职称:讲师

单位:济宁医学院

部门:生物科学学院

职位:教学管理科科长

教学方法

在教学实施过程中,践行“以学生为本”的教学理念,将课前自主学习、课中交流研讨、课后巩固三阶段融为一体,以兴趣导向为基础,问题导向为驱动,过程导向为主线,结果导向为反馈,通过增加启发式教学,引导学生带着问题进行探究式学习;通过阶段测评及随堂讨论构建互动式课堂;通过情景模拟式教学构建翻转课堂,提高学生课堂参与度,实现师生互动、生生互动的课堂学习,注重以学生为主体,教师来引导,创新构建 “三环一体、四导向、全互动”的混合教学模式

教学条件

目前《酶工程》的课程教学团队包括两名高级职称教师以及三名中级职称教师,已搭建形成教学梯队,定期举行教学研讨活动,通过集体备课,观摩教学及模拟授课等实现教学梯队的传帮带机制,注重课程师资培养,保障课程教学质量的逐步提高。

教学效果

连续五年课堂教学评议优秀,近三年,课程教学团承担完成相关教改课题4项,发表课程相关教学研究文章3篇,指导大学生参加生物实验技能比赛获奖10余项

教学大纲


第一章绪论  

(一)基本内容

1.了解酶工程的研究内容、研究意义以及发展前景;

2.掌握酶工程的概念;

3.  熟悉酶的生产方法与酶活测定方法。

(二)重点、难点提示

重点:酶催化特点,酶的活力测定方法,酶的生产方法。

难点:酶的活力指标以及酶活测定。

(三)习题及课外教学要求

1.酶有哪些显著的催化特性,简述影响其催化作用的主要因素?

2.简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法。

第二章 微生物发酵产酶 

(一)基本内容

1. 掌握酶生物合成的调节类型及调节机制;

2.了解产酶微生物的分离和选育方法;

3.了解动植物细胞与微生物细胞发酵产酶的异同。

(二)重点、难点提示

重点:酶生物合成基本模式,酶生物合成的调节机制;

难点:反馈阻遏调节、酶发酵动力学。

(三)习题及课外教学要求

1. 何谓酶生物合成的诱导作用?简述其原理。

2. 思考提高微生物细胞发酵产酶的主要措施有哪些?

第三章 动植物细胞培养产酶 

(一)基本内容

1. 了解动植物细胞中酶合成的调节机制;

2. 掌握植物细胞培养的特点及其工艺流程;

3. 掌握动物细胞培养的特点及其工艺流程。

(二)重点、难点提示

重点:端粒酶及其催化机制,抗体酶及其获得方法。

难点:动植物细胞培养产酶的条件控制。

(三)习题及课外教学要求

1. 试述植物细胞培养产酶的工艺条件及其控制。

2. 举例说明动物细胞培养产酶的工艺过程。

第四章 酶的提取与分离纯化 

(一)基本内容

1. 掌握酶分离纯化的常用方法及其原理

2.熟悉盐析、层析以及电泳分离操作步骤

3.了解酶的提取纯化方案的设计思路

(二)重点、难点提示

重点:超声波破碎法、盐溶、盐析、亲和层析、离子交换层析

难点:酶分离纯化的综合设计

(三)习题及课外教学要求

1. 试述酶提取的主要方法。

2. 何谓膜分离技术?在酶的实际生产中有何应用?

3. 通过比较,试述凝胶层析、亲和层析、离子交换层析的原理和操作要点。

第五章 酶分子修饰 

(一)基本内容

1.  掌握酶活性中心的概念及共性

2.了解酶化学修饰的目的及原理

3.熟悉酶化学修饰的方法及应用

(二)重点、难点提示

重点:酶分子修饰的概念、侧链基团修饰、肽链有限水解修饰

难点:定点突变,酶分子修饰的应用。

(三)习题及课外教学要求

1. 举例说明肽链有限水解修饰和核苷酸链剪切修饰。

2. 简述定点突变技术的主要过程及其在酶分子修饰中的应用。

第六章 酶固定化

(一)基本内容

1. 掌握固定化酶的定义及特点

2.了解固定化酶和的性质及应用

3.  熟悉酶的固定化的常用方法及其原理。

(二)重点、难点提示

重点:酶固定化的概念、酶固定化的方法。

难点:酶传感器,固定化酶与游离酶的性质比较。

(三)习题及课外教学要求

1. 举例说明常用的固定化方法。

2. 何谓固定化酶?固定化酶的特性与游离酶比较有哪些改变。

3. 固定化酶在工业上有何应用?举例说明。

第七章 酶非水相催化 

(一)基本内容

1. 了解酶非水相催化的研究目的与主要研究内容;

2.掌握酶在有机介质中的催化特性;

3.掌握酶非水相催化的主要应用领域。

(二)重点、难点提示

重点:酶的非水相催化概念,水活度、pH印记;

难点:水对酶催化特性的影响,必需水、结合水、水活度的概念理解。

(三)习题及课外教学要求

1. 试比较酶在有机溶剂介质和在水溶液中的催化特性有何改变?

2. 什么是必需水和水活度?水对非水相中酶的特性有何影响?

3. 举例说明酶非水相催化的应用。

第八章 酶定向进化

(一)基本内容

1. 了解酶定向进化的研究目的;

2.熟悉酶定向进化的基本过程;

3.  掌握酶定向进化的常用方法;

4. 了解酶分子定向进化技术的应用。

(二)重点、难点提示

重点:酶分子定向进化的概念、基本过程。

难点:定点突变与定向进化,易错PCR技术、基因家族重排技术。

(三)习题及课外教学要求

1. 何谓酶分子的定向进化?有什么特点?

2. 什么是基因家族重排技术?与DNA重排技术有何异同?

3. 简述突变基因定向选择的基本过程。

4. 举例说明酶定向进化的应用。

第九章 酶反应器

(一)基本内容

1. 了解酶反应器的几种类型

2.了解酶反应器的设计原理及操作

(二)重点、难点提示

重点:酶反应器的概念,酶反应器的类型及各自特点

难点:如何针对酶的特点选择合适的酶反应器,酶反应器的设计

(三)习题及课外教学要求

1. 试述酶反应器的主要类型和特点。

2. 选择酶反应器的主要依据有哪些?

第十章 酶的应用

(一)基本内容

1. 了解酶在医药方面的应用;

2.了解酶在食品方面的应用;

3.了解酶在化工方面的应用;

4. 了解酶在环境保护方面的应用;

5. 了解酶在生物技术领域的应用。

(二)重点、难点提示

重点:酶在医药食品化工领域的应用

难点:酶在生物技术领域的应用。

(三)习题及课外教学要求

1. 举例说明酶在疾病诊断、疾病治疗和药物制造方面的应用。

2. 结合本专业,论述酶在生物技术领域的应用实例。

3.课外拓展练习,查阅文献,讨论酶工程的最新进展,并对酶工程的发展作展望。


授课计划


考核要求


参考教材



课程评价

教学资源
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1.1 酶的概念及发展历史
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1.2 酶学基础理论:分类、命名、活力测定及生产方法概述
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2.1 微生物发酵产酶微生物细胞中酶生物合成的调节及产酶微生物的特点
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3.1 动物细胞培养产酶与植物细胞培养产酶
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4.1 细胞破碎、提取与沉淀分离
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4.2 离心、过滤、层析及电泳分离
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5.1 酶分子修饰常见方法
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6.1 固定化制备技术及固定化酶的特性
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7.1 有机介质中水和有机溶剂对酶催化的影响
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8.1 定向进化的特点、随机突变与定向选择
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9.1 酶反应的类型及选择
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10.1 酶在医药、食品方面的应用
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10.2 酶在轻工化工、环境保护及生物技术方面的应用
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作业
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2023-09-18 --
12.1 教学实验一
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附件
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2023-09-18 --
12.2 教学实验二
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