◆ ◆
个人介绍
酶工程

主讲教师:罗璇

教师团队:共1位

  • 罗璇
学校: 武汉设计工程学院
开课院系: 食品与生物科技学院
专业大类: 生物工程
开课专业: 生物工程
课程英文名称: Enzyme engineering
课程编号: 011012101
学分: 2.5
课时: 52
课程介绍
一、课程简介
     本课程为生物工程本科专业的一门重要的专业核心类必修课。其目的在于使学生在学习生物化学、微生物学的基础上,系统掌握酶生产和应用的基本理论、基本技术和研究方法。通过本课程的学习,使学生掌握酶工程的基本理论和实验技术,了解酶工程领域的最新研究动态进展。

二、教学目标
       在学习过程中,学生应了解酶工程的发展历史与现状;掌握如何制备酶及提高酶的产量;熟悉通过固定化,改变催化介质,分子生物学调控及化学修饰的方法改造酶;运用酶动力学相关知识解决酶的调控;掌握酶工程的重要实验操作技术。运用所学知识,能在酶工程领域从事技术、工艺和产品开发等研究工作。
通过本课程的学习,学生能运用所学知识熟悉、掌握酶在各行业中的应用。通过学习酶工程的发展历史与现状,特别是世界最大酶制剂公司创建、酶工程领域优秀人物的成功案例,激发学生学习酶工程的热情,敢于创新创业的决心,科教兴国的爱国情怀。通过酶工程实验的操作训练,引导学生养成严谨踏实的科研态度,认真负责的工作作风,增强学生的责任担当,培养学生遵守职业道德和职业规范。
教师团队

罗璇

职称:教授

单位:武汉设计工程学院

部门:食品与生物科技学院生物工程系

职位:教师

教学方法

1.  SCI文献资料领学(老师每章节课前准备近三年酶工程领域研究热点权威中英文文献5-10篇,带领学生从看文献入手,了解酶工程研究最新内容,增加学习兴趣)

2. 课程思政

(1)通过酶制剂企业创业案例,鼓励学生大众创业、万众创新,培育和催生经济社会发展新动力。

(2)通过酶制剂企业创业案例鼓励学生指导学生平时进入https://www.nobelprize.org/诺贝 尔奖网  站,学习优秀人物的励志故事,成功案例,鼓舞感染科教兴国的爱国情怀!

(3)通过酶工程实验课教学,教育学生科学研究应该严谨踏实,数据真实准确。

(4)酶合成的调节机制教育学生要敬畏大自然,尊重大自然,每个存在的生物都是有生存的道理。

(5)创新发展科学技术,利用生物酶工程科学技术实现资源的优化利用 ,统筹经济发展与生态环境保护。 树立科学发展观和生态环保的理念。


课程章节

第一章  绪论(4学时)

目的要求:了解酶工程发展的历史与现状,增加学生对课程学习的兴趣。通过讲述印度首富基兰创立世界上最大酶制剂公司的故事,激发学生学习酶工程的热情,敢于创新创业的决心。通过学习酶工程领域诺贝尔奖获得者的成功案例,激发学生科教兴国的爱国情怀。

重点难点:重点是酶工程的概念及内涵,难点是国内外酶制剂工业概况,酶工程创新发展方向。

1.1 酶工程的课程性质及学习内容概述(1学时)

1.2 酶工程的基本概念及内涵(1学时)

1.3 酶工程的研究内容、简史与研究现状(1学时)

1.4 酶制剂工业概况(0.5学时)

1.5 酶与现代生活(0.5学时)

第二章  酶工程基础(2学时)

目的要求:掌握酶反应动力学,酶催化特性酶活力、比活力单位的概念、米式方程的意义。通过课程中酶活与酶的比活力的概念的讲解,启发学生认识事物应该从现象深入到本质,看待问题要全面深刻,不能只看表面,对事物的理解不深刻、不全面会导致错误的分析判断。 

重点难点:重点是酶催化特性酶活力、比活力单位、米式方程的概念。难点是酶反应动力学的意义及计算。

2.1 酶的催化特点以及影响因素(1学时)

2.2 酶的活力测定(0.5学时)

2.3 酶反应动力学(0.5学时)

第三章  酶的发酵工程(4学时)

    目的要求:掌握如何通过发酵的方法得到酶及优化条件提高酶的产量。通过对酶合成调节机制的讲解,使学生懂得敬畏大自然,尊重大自然,每个存在的生物都是有生存的道理。树立正确的生态观念,体会人与自然是相互依存、相互联系的整体。培养以人为本,尊重规律,和谐相处的人文情怀。

重点难点:重点是酶发酵动力学。难点是酶生物合成的代谢调控。    

3.1 酶生物合成及调节(2学时)

    3.1.1 酶的生物合成(0.2学时)

    3.1.2 酶生物合成的调节(1学时)

    3.1.3 提高酶产量的策略(0.3学时)

    3.1.4 酶生物合成的模式(0.5 学时)

3.2 微生物发酵产酶及酶发酵动力学(1学时)

    3.2.1 产酶微生物的分离和选育(0.4 学时)

    3.2.2 微生物发酵产酶方法(0.2 学时)

    3.2.3 微生物酶的类型(0.2 学时)

    3.2.4 酶发酵动力学(0.2 学时)

3.3 酶发酵生产的工艺控制(1学时)

    3.3.1 培养条件对产酶的调控(0.5学时)

    3.3.2 发酵方法对产酶的调控(0.3 学时)

    3.3.3 提高酶产量的策略(0.2学时)

第四章  酶的分离工程(4学时)

目的要求:掌握酶的分离和纯化方法。

重点难点:重点是酶分离原理;难点是酶的纯化方法。    

4.1 细胞破碎(1学时)                                

4.2 酶的提取(1学时)                                

4.3 酶的分离方法(1学时)                            

    4.4 酶的浓缩、干燥与结晶(1学时)

第五章  固定化酶与固定化细胞(4学时)

目的要求:掌握固定化酶的原理、方法及应用。

重点难点:重点是酶和菌体的固定化方法,难点是固定化酶的评价。 

5.1 酶的固定化(2学时)

    5.1.1 固定化酶的制备(0.5 学时)

    5.1.2 固定化酶的性质(0.5 学时)

    5.1.3 固定化酶的评价(0.5 学时)

    5.1.4 固定化酶的应用(0.5 学时)

5.2 细胞的固定化 (1.5学时)

    5.2.1 固定化细胞的分类(0.5学时)

    5.2.2 细胞固定化的方法(1 学时)

5.3 辅酶的固定化(0.5学时)

第六章  化学酶工程(3学时)

目的要求:掌握如何通过化学的方法改造酶。结合新冠肺炎疫情中抗体酶的应用,陈薇院士团队对新冠疫苗研制的现实案例,加深学生对抗体酶概念的理解,激发学生对课程学习的热情和科教兴国的抱负。

重点难点:重点是酶分子化学修饰的方法,难点是抗体酶在生物医药中的实际应用。

6.1 酶分子的化学修饰(1.5学时)

6.2 抗体酶(1学时)

6.3 印迹酶(0.5学时)

第七章  生物酶工程(3学时)

目的要求:了解如何通过分子生物学的方法改造酶,掌握核酶的概念。通过T.Cech和S.Altman发现核酶共同获得了1989年度诺贝尔化学奖的过程,启发学生要认真开展科学研究,敢于提出问题、分析问题并设法解决问题,要不为常识所束缚,能根据别人刚刚发表的成果马上修正自己的研究工作。

重点难点:重点是酶的定点突变和酶分子定向进化的概念区分,难点是核酶的分类。

7.1  酶分子的生物改造(2学时)

    7.1.1 酶的定点突变(1学时)

    7.1.2 酶分子定向进化(1学时)

7.2 核酶(1学时)

    7.2.1 核酶的发现(0.3学时)

    7.2.2 核酶的概念和分类(0.5学时)

    7.2.3 核酶在医药领域的应用(0.2学时)

第八章  非水相酶催化(4学时)

目的要求:掌握酶在非水相介质中的催化性质,机制。

重点难点:重点是非水相酶催化反应的类别及优势。难点是非水相酶催化的应用。

8.1  非水相酶催化反应的介质(1学时)

8.2  有机介质中的酶促反应(2学时)

     8.2.1 酶促反应的有机介质体系

     8.2.2 有机介质中酶促反应的影响因素

     8.2.3 有机介质中酶的性质

8.3  非水相酶催化的应用(1学时)

第九章  酶抑制剂及酶的应用(4学时)

目的要求:掌握酶抑制作用的概念及类别,了解酶在各行各业的应用。

重点难点:重点是酶抑制剂的作用机制及其动力学,难点是抑制类型的特征和酶在疾病诊断方面的应用。

9.1  酶抑制剂(2学时)

    9.1.1酶抑制剂的概念(0.5学时)

    9.1.2抑制作用的分类(1.0学时)

    9.1.3 酶抑制剂的应用(0.5学时)

9.2  酶工程应用领域(2学时)

    9.2.1 酶在医药领域的应用(0.5学时)

    9.2.2 酶在农业领域的应用(0.5学时)

    9.2.3 酶在食品领域的应用(0.5学时)

    9.2.4 酶在轻工、化工方面的应用(0.5学时)

 

实验环节安排

序号

项目名称

目的与内容

学时

实验性质

实验类型

主要仪器设备

1

生姜蛋白酶的制备

目的:学习和掌握生姜中粗酶提取、酶活测定等方面的基本原理和方法,教育学生科学研究应该严谨踏实,实验过程严格操作规范,数据真实准确。

内容:以新鲜生姜为材料,洗净,切块研磨,进而用缓冲液抽提其中的粗蛋白酶,制作酪氨酸标准曲线,测定其酶活性。

4

必修

综合性

离心机,恒温水浴锅,电子天平,天平,分光光度计

2

生姜蛋白酶的纯化

目的:掌握酶纯化的原理、实验方法及评价。

内容:采用分子筛层析对实验一粗提生姜蛋白酶进行纯化,得到纯酶制品,测定酶得率、纯化倍数。

4

必修

综合性

恒流泵、分部收集器、层析柱;分光光度计等

3

生姜蛋白酶的酶学性质研究

目的:了解生姜蛋白酶的结构特点、酶活测定影响因素。要充分利用酶的最适合反应条件 ,创造更多的有益于人类生活的高价值产品。每个人也应该尽力创造达到个人发展的最适合条件,努力实现人生目标。

内容:本次实验采用实验一、实验二获得的纯化生姜蛋白酶,测定生姜蛋白酶的最适pH、最适温度、作用时间、酶的稳定性等。

4

必修

综合性

恒温水浴锅,分光光度计,天平等

4

生姜蛋白酶的固定化

目的:学习壳聚糖固定化生姜蛋白酶的方法、掌握共价结合法固定化酶的原理和方法。

内容:采用以戊二醛为双功能试剂的载体交联法固定化生姜蛋白酶,测定固定化酶的酶活。

4

必修

综合性

水浴锅,冰箱,恒温振荡器,分光光度计,等


教学效果

近5年以第一作者发表“酶工程教研论文”两篇;获得武汉设计工程学院2019年度教学质量一等奖。

参考教材

(一)推荐教材

[1] 李斌,于国萍. 食品酶学与酶工程(第三版)[M]. 北京:中国农业大学出版社,2021.

[2] 魏东芝. 酶工程(第一版)[M]. 北京:高等教育出版社,2020.

[3] 由德林. 酶工程原理(第三十一版)[M]. 北京:科学出版社, 2021.

(二)参考出版物

[1] 魏东芝. 生物催化剂与酶工程(第三十一版)[M]. 北京:科学出版社,2021.

[2](美)J.A.杜德娜等主编;朱必凤等译. 酶学方法(第三十一版)[M]. 北京:科学出版社, 2020.

[3] 梅乐和、岑沛霖.现代酶工程(第一版)[M]. 北京:化学工业出版社,2018.

[4] 王君. 酶工程实验指导(第一版)[M]. 北京:化学工业出版社,2018.

[5] 赵蕾. 酶工程(双语教材)(第一版)[M]. 北京:科学出版社,2018.

(三)期刊论文

[1] 张菊,贾东升,赵士豪,等. 菌菇复合多糖对秀丽线虫氧化胁迫抗性的影响[J].中国食品学报,2022,(01):1-13

[2] 毛婷,叶泽,牛永艳,等. 酶制剂在家禽生产中研究进展及应用[J].饲料研究,2022,(01):150-152.

 [3] 齐焱熠,陈邦,赵鹏涛,等. 脂肪酶Novozym 435催化合成羟基酪醇油酸酯[J].中国油脂,2022,(01):1-11

[4] 姜慧慧,杨新,弭苗苗,等. DNA甲基转移酶在急性髓系白血病中作用的研究进展[J].国际检验医学杂志,2022,

          43(01):106-109+125.

 [5] 吴子君,陈思沅,杜昭君,等. 产脂肪酶菌株的筛选、鉴定及产酶条件优化[J].河南工业大学学报(自然科学版),2021,

           42(06):10-16.

(四)网络资源

[1] https://coursehome.zhihuishu.com/courseHome/1000009802#teachTeam,智慧树网,酶工程,滨州医学院

[2] https://coursehome.zhihuishu.com/courseHome/1000010731#teachTeam,智慧树网,酶工程,聊城大学

[3] http://e133c31d362e48469cd376bab96566d4.h.wap.cn/中国酶制剂信息网



课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 ppt课件
文档
.pptx
2024-04-08 80.18MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 15.20MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 42.34MB
1.4 参考阅读文献
图书
.book
2024-02-28 120.00Byte
 
图书
.book
2024-02-28 225.00Byte
1.5 本章练习题
作业
.work
2024-04-08 --
1.6 翻译一篇英文文献的摘要
作业
.work
2024-04-08 --
2.1 ppt课件
文档
.pptx
2024-04-15 10.93MB
 
视频
.mp4
2024-04-15 4.75MB
 
视频
.mp4
2024-04-15 89.15KB
 
视频
.mp4
2024-04-15 258.16KB
2.3 课程视频
视频
.mp4
2024-02-28 41.59MB
2.4 视频资源
视频
.mp4
2024-03-15 7.04MB
 
视频
.flv
2024-03-15 29.46MB
 
视频
.flv
2024-03-15 12.19MB
 
视频
.flv
2024-03-15 11.46MB
 
视频
.flv
2024-03-15 8.00MB
 
视频
.mp4
2024-03-15 301.96MB
 
视频
.wmv
2024-03-15 1.31MB
2.5 文献资源
文档
.pdf
2024-04-15 1.35MB
 
文档
.pdf
2024-04-15 1.93MB
 
文档
.pdf
2024-04-15 166.47KB
 
文档
.pdf
2024-04-15 214.86KB
 
文档
.pdf
2024-04-15 12.81MB
 
文档
.pdf
2024-04-15 27.43MB
 
文档
.pdf
2024-04-15 210.46KB
 
文档
.pdf
2024-04-15 1.22MB
 
附件
.caj
2024-04-15 1.25MB
2.6 课堂过关测试(2)
作业
.work
2024-03-14 --
2.7 本章练习题
作业
.work
2024-02-28 --
3.1 ppt课件
文档
.pptx
2024-04-17 14.10MB
3.2 课程视频
视频
.mp4
2024-02-28 43.59MB
3.3 视频资源
视频
.mp4
2024-04-05 37.64MB
 
视频
.mp4
2024-04-05 17.09MB
3.4 参考阅读文献
文档
.pdf
2024-04-08 1.41MB
 
附件
.caj
2024-04-08 656.98KB
 
附件
.caj
2024-04-08 1.31MB
 
附件
.caj
2024-04-08 636.53KB
3.5 课堂过关测试(1)
作业
.work
2024-04-05 --
3.6 课堂过关测试(2)
作业
.work
2024-04-05 --
3.7 课堂过关文献(2)
文档
.pdf
2024-04-05 1.79MB
3.8 课堂过关文献(3)
文档
.pdf
2024-04-17 1.36MB
3.9 课堂过关文献(4)
文档
.pdf
2024-04-17 383.87KB
 
文档
.pdf
2024-04-17 366.84KB
3.10 本章练习题
作业
.work
2024-02-28 --
4.1 ppt课件
文档
.pptx
2024-04-25 180.24MB
4.2 课程视频
视频
.mp4
2024-02-28 4.62MB
 
视频
.mp4
2024-02-28 44.55MB
4.3 视频资源
视频
.flv
2024-04-08 11.19MB
 
视频
.flv
2024-04-08 33.23MB
 
视频
.flv
2024-04-08 42.44MB
 
视频
.flv
2024-04-08 28.03MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 105.34MB
4.4 课堂文献精读1
文档
.pdf
2024-04-18 346.55KB
4.5 课堂文献精度2
文档
.pdf
2024-04-18 1.88MB
 
文档
.pdf
2024-04-18 2.77MB
4.6 本章随堂测试
作业
.work
2024-02-28 --
4.7 酶工程期中笔记检查
作业
.work
2024-04-08 --
5.1 ppt课件
文档
.pptx
2024-05-09 416.84MB
5.2 课程视频
视频
.mp4
2024-04-08 17.60MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 17.59MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 2.58MB
5.3 视频资源
视频
.flv
2024-04-08 20.46MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 109.93MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 140.24MB
5.4 课堂文献精读(1)
文档
.pdf
2024-04-05 1.96MB
 
文档
.pdf
2024-04-05 779.67KB
5.5 固定化酶应用自学参考文献
文档
.pdf
2024-05-09 1.53MB
 
文档
.pdf
2024-05-09 2.66MB
 
文档
.pdf
2024-05-09 2.26MB
5.6 参考阅读文献
文档
.pdf
2024-04-08 608.76KB
 
图书
.book
2024-04-08 384.00Byte
 
图书
.book
2024-04-08 342.00Byte
5.7 本章练习题
作业
.work
2024-02-28 --
6.1 ppt课件
文档
.pptx
2024-04-25 76.46MB
6.2 课程视频
视频
.mp4
2024-04-08 22.06MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 13.57MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 9.42MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 3.20MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 23.83MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 29.75MB
6.3 课堂精读文献
文档
.pdf
2024-04-08 1.93MB
 
文档
.pdf
2024-04-08 1004.30KB
 
文档
.pdf
2024-04-08 1.70MB
6.4 本章随堂测试
作业
.work
2024-02-28 --
6.5 推荐课后阅读
文档
.pdf
2024-04-25 1.57MB
6.6 作业:完成章节思维导图
作业
.work
2024-04-06 --
7.1 ppt课件
文档
.pptx
2024-04-15 151.94MB
7.2 课程视频
视频
.mp4
2024-04-08 3.92MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 22.51MB
 
视频
.mp4
2024-04-08 40.43MB
7.3 参考阅读资料
文档
.pdf
2024-04-15 1.32MB
 
文档
.pdf
2024-04-15 290.94KB
 
文档
.pdf
2024-04-15 1.50MB
 
文档
.pdf
2024-04-15 5.92MB
 
文档
.pdf
2024-04-15 1.85MB
 
文档
.pdf
2024-04-15 2.67MB
 
图书
.book
2024-04-15 220.00Byte
 
图书
.book
2024-04-15 506.00Byte
7.4 本章练习题
作业
.work
2024-02-28 --
8.1 ppt课件
文档
.pptx
2024-04-08 6.42MB
8.2 课程视频
视频
.mp4
2024-04-07 20.89MB
8.3 参考阅读文献
文档
.pdf
2024-04-08 342.51KB
 
文档
.pdf
2024-04-08 2.29MB
 
文档
.pdf
2024-04-08 2.43MB
 
文档
.pdf
2024-04-08 404.54KB
 
文档
.pdf
2024-04-08 318.26KB
 
附件
.caj
2024-04-08 701.32KB
 
附件
.caj
2024-04-08 514.58KB
 
附件
.caj
2024-04-08 993.14KB
 
附件
.caj
2024-04-08 118.92KB
 
附件
.caj
2024-04-08 2.28MB
 
附件
.caj
2024-04-08 254.94KB
8.4 课堂精读文献
文档
.pdf
2024-05-12 179.56KB
8.5 课堂过关测验(1)
作业
.work
2024-04-07 --
8.6 课堂过关检测(2)
作业
.work
2024-04-07 --
8.7 本章练习题
作业
.work
2024-04-07 --
9.1 ppt课件
文档
.pptx
2024-04-10 828.42KB
9.2 本章过关测试
作业
.work
2024-04-09 --
9.3 参考阅读文献
文档
.pdf
2024-04-09 2.45MB
 
文档
.pdf
2024-04-09 1.51MB
 
文档
.pdf
2024-04-09 1.14MB
 
文档
.pdf
2024-04-09 1.72MB
 
文档
.pdf
2024-04-09 1014.64KB
 
文档
.pdf
2024-04-09 1.68MB
 
文档
.pdf
2024-04-09 1.21MB
9.4 小组ppt文献分享汇报综合作业
作业
.work
2024-04-09 --
10.1 PPT课件
文档
.ppt
2024-04-09 2.57MB
10.2 视频资源
视频
.mp4
2024-02-28 24.48MB
 
视频
.mp4
2024-02-28 2.63MB
10.3 参考阅读文献资源
文档
.pdf
2024-04-09 1.56MB
 
文档
.pdf
2024-04-09 1.09MB
 
文档
.pdf
2024-04-09 3.62MB
 
文档
.pdf
2024-04-09 615.13KB
 
文档
.pdf
2024-04-09 1001.94KB
 
文档
.pdf
2024-04-09 1.35MB
 
文档
.pdf
2024-04-09 848.63KB
 
文档
.pdf
2024-04-09 1.37MB
 
文档
.pdf
2024-04-09 783.29KB
 
文档
.pdf
2024-04-09 1.58MB
 
图书
.book
2024-04-09 107.00Byte
 
图书
.book
2024-04-09 302.00Byte
 
图书
.book
2024-04-09 120.00Byte
11.2 本章练习题
作业
.work
2024-03-15 --
12.3 参考阅读资源
图书
.book
2024-02-28 420.00Byte
 
图书
.book
2024-02-28 415.00Byte
课程介绍
提示框
提示框
确定要报名此课程吗?
确定取消

京ICP备10040544号-2

京公网安备 11010802021885号