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《酶工程》课程教学大纲 总学时数：30 课程的地位、性质和任务 ?? 酶工程（enzyme engneering）是生物技术专业的主干必修课，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的一门新的科学技术，在生物技术人才培养中处于至关重要的地位。它涉及细胞工程、基因工程、发酵工程、生物分离工程和化学工程等诸多学科，主要内容包括酶的发酵生产、酶的分离纯化、酶和细胞固定化以及酶的分子工程。学生通过酶工程的学习，能够掌握酶的生产与分离纯化的基本理论、基本技术以及自然酶、化学修饰酶、固定化酶的研究和应用，了解酶在各行各业中的必威体育精装版发展及研究趋势。 课程教学的基本要求 学生通过酶工程的学习，应熟悉从应用目的出发研究酶，在一定生物反应装置中利用酶的催化性质的研究路线，掌握酶的生产与应用的基本理论、基本技术、酶的分 离纯化、固定化酶以及酶的化学修饰的研究和应用，进一步了解酶在各行各业中实际应用的必威体育精装版发展和发展趋势，在以后的毕业环节和工作中能够自觉地应用这些技 术方法来指导自己的工作。 本课程理论课30学时，于本科三年级第二学期开设。 讲授方式： 1．讲授 2．利用CAI课件 三、各章主要内容、学时分配及教学要求? ?第一章?? 绪论? 2学时 【单元目标】 1．了解酶工程的研究意义； 2．掌握酶工程的概念及研究内容。 【授课内容】 一．酶与酶工程发展简史 （一）酶学研究简史 （二）酶工程研究简史 二. ?酶工程简介 ?? 1.酶工程 ?? 2.组成 ?? 3.分类 ? 第二章 微生物发酵产酶? 4学时?? 【单元目标】 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 【授课内容】 第一节? 酶生物合成及调节?? 一、? 酶的生物合成 （一）RNA的生物合成--转录(transcription) （二）蛋白质的生物合成--翻译(translation) 1．翻译 2．翻译过程 即蛋白质的合成过程 二、? 酶生物合成的调节 （一）基因调控理论 （二）酶合成调节的类型 ? 1.诱导 (induction) ? 2.阻遏 (repression) （三）酶合成的调节机制三、?提高酶产量的策略 （一）菌种选育　 　1.诱变育种 2.基因工程育种 （二）条件控制 第二节?? 酶发酵动力学??? 一、细胞生长动力学（Monod方程） 二、产酶动力学 (一) 酶生物合成的模式 1.生长偶联型 2.部分生长偶联型 3.非生长偶联型 (二) 产酶动力学 第三节?? 微生物发酵产酶??? 一、产酶微生物的分离和选育 二、微生物发酵产酶方法 1.固体培养 ? 2.液体培养 ? 3.固定化细胞 三、微生物酶的类型 1.胞外酶 2.胞内酶 第三章?? 动、植物细胞培养产酶??2学时 一、动植物细胞与微生物细胞主要特性差异 二、植物细胞培养产酶 1.植物细胞培养的特点、提取法缺点 2.培养基特点 3.培养方法 4.培养条件的影响与控制 5.植物细胞培养产酶实例 三、动物细胞培养产酶 1.动物细胞培养的特点 2.培养基 3.培养方法 4.培养条件的影响与控制 ? 第四章? 酶的提取与分离纯化? 12学时 【单元目标】 1．掌握酶分离纯化的常用方法及其原理 2．掌握几种常用的电泳方法及操作步骤 2．了解酶的纯化方案的设计 【授课内容】 第一节?? 酶的分离　　4学时 一、发酵液预处理 (一)发酵液的相对纯化 (二)发酵液的固液分离 二、细胞破碎 （一）细胞壁组成 （二）细胞破碎的方法 （三）细胞破碎确认 三、酶的提取(extraction) （一）理想提取液具备的条件、目标原则 （二）提取方法 四、离心分离 （一）基本原理 （二）离心机的种类 （三）常用离心方法 1．差速离心 　 2．密度梯度离心　 3. 等密度梯度离心又称沉降平衡离心 （四）应用 五、沉淀分离（根据溶解度的不同） （一）盐析沉淀法（改变离子强度） （二）有机溶剂沉淀（降低介电常数） （三）等电点沉淀(isoelectric precipitation) （四）有机聚合物沉淀法 （五）选择性变性沉淀法 六、萃取（extraction）分离 （一）溶剂萃取法 （二）双水相萃取技术 （三）超临界流体萃取 （四）反胶团萃取 第二节?? 酶的精制　5学时 一、膜分离技术 （一）扩散膜分离 （二）加压膜分离 （三）电场膜分离 二、层析法 （一）吸附层析（adsorption chromatography） 1.原理 2.吸附剂 3.洗脱剂 4.应用 （二）凝胶过滤层析)(gel filtration chromatography) 1.基本原理 2.凝胶的种类和性质 3.