《发酵工程》教学设计(hsy).doc

《发酵工程》教学设计 专业和班级：2010级生物科学 班 学号： 姓名： 内容：第 3 章 微生物的基础代谢 一 学情分析(选)： 大四的生物科学专业的学生，已修完必修课程，具有一定的生物学知识、科学素养以及操作能力。 二 教材分析(选)： 生物技术是当前优先发展的高新技术之一，它的快速发展和有效应用已给当前的工农业生产、人民健康、社会进步带来了明显的影响，并对人类和社会的加速发展带来了积极的效益。由于生物技术发展势头很快，因此作为生物工程专业的主要专业课的生物工艺学的教材亟须不断加以更新。本书由27位老、中、青年教师或专职科研骨干人员，历时两年编写完成 本书以产品生产中共性工艺技术的理论和实践为纲，同时选取若干典型生产过程具体介绍，内容包括成熟的和较新的生物过程的基本原理。全书分上下两册，上册包括绪论和生物反应过程篇（共12章），下册包括生物质分离和纯化原理篇（共11章）以及典型生物过程篇（共6章）。本次课程所用教材为上册。 三 教学目标： 1、掌握糖酵解途径三羧酸循环 TCA和乙醛酸循环的过程、关键酶、反应式 2、了解磷酸戊糖途径（HMP,PPP）、磷酸戊糖途径过程及其意义 3、比较糖酵解途径三羧酸循环 TCA和乙醛酸循环 4、掌握酵母菌发酵机制、发酵产物 5、了解酵母型酒精发酵、细菌的酒精发酵、乳酸发酵内容 6、养成自主学习的习惯，学会主动思考 四 教学重点和难点 糖酵解途径三羧酸循环 TCA和乙醛酸循环的过程、关键酶、反应式 酵母的酒精发酵机制 五 课时安排 5课时 六 教学方法 以讲授法为主，学生自主学习为辅 七 教学内容 1．糖酵解途径（EMP）及三羧酸循环(TCA) 1.1糖酵解途径（EMP） 1.1.1定义： 糖酵解是指在氧气不足条件下，葡萄糖或糖原分解为丙酮酸或乳酸的过程，此过程中伴有少量ATP的生成。这一过程是在细胞质中进行，不需要氧气，每一反应步骤基本都由特异的酶催化。 在缺氧条件下丙酮酸则可在乳酸脱氢酶的催化下，接受磷酸丙糖脱下的氢，被还原为乳酸。而有氧条件下的糖的氧化分解，称为糖的有氧氧化，丙酮酸可进一步氧化分解生成乙酰CoA进入三羧酸循环，生成CO2和H2O。 1.1.2三大阶段： 1,6-二磷酸果糖的生成，消耗2ATP； 1,6-二磷酸果糖降解为3-磷酸甘油醛； 3-磷酸甘油醛经五步反应转化为丙酮酸，产生4ATP; 1.1.3特点： 广泛存在，是动植物、微生物细胞中G分解产生能量的共同途径； 不需氧; 每一步都是由酶催化的，三个关键酶; 丙酮酸的去路因不同生物和条件而异； 1.1.4讲解糖酵解和酒精发酵的全过程（图解） 强调： 当以其他糖类作为碳源和能源时，先通过少数几步反应转化为糖酵解途径的中间产物，然后沿着糖酵解途径进行降解。 丙酮酸的不同去路:反应中生成的NADH2不能积存，必须被重新氧化为NAD后，才能继续不断地推动全部反应。在不同的机体，在不同的环境下（如氧气的有无），氢的受体不同，丙酮酸的去路也不同。 1.2三羧酸循环(TCA) 1.2.1定义： 是一个由一系列酶促反应构成的循环反应系统，在该反应过程中，首先由乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成含有3个羧基的柠檬酸，经过4次脱氢，2次脱羧，生成四分子还原当量和2分子CO2，重新生成草酰乙酸的这一循环反应过程成为三羧酸循环。是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的柠檬酸，所以叫做三羧酸循环，又称为柠檬酸循环。三羧酸循环一定需要氧才能进行。在三羧酸循环中脱下的氢，形成NADH 和 FADH2，然后再逐步传递给氧。 1.2.2讲解三羧酸循环的过程（详细讲）： 在线粒体中，TCA循环中的酶是以多种酶组成的复合体形式存在，这种酶复合体被称为代谢区室（metabolons），它在细胞内能够有效地将代谢中间产物从一种酶传递给另一种酶。这些复合体具有高效介导中间产物流通的功能，因此也可影响代谢的速率。 真核生物的线粒体和原核生物的细胞质是三羧酸循环的场所。它是呼吸作用过程中的一步，但在需氧型生物中，它先于呼吸链发生。厌氧型生物则首先遵循同样的途径分解高能有机化合物，例如糖酵解，但之后并不进行三羧酸循环，而是进行不需要氧气参与的发酵过程。 2. 乙醛酸循环 2.1定义： 植物细胞内脂肪酸氧化分解为乙酰CoA之后，在乙醛酸体(glyoxysome)内生成琥珀酸、乙醛酸和苹果酸；此琥珀酸可用于糖的合成，该过程称为乙醛酸循环(glyoxylic acid cycle,GAC)。动物和人类细胞中没有乙醛酸体，无法将脂肪酸转变为糖。植物和微生物有乙醛酸体。油料植物种子(花生、油菜、棉籽等)