楚雄师范学院化生系

楚雄师范学院化学与生命科学学院
生物技术专业、葡萄酒专业《酶工程》（理论）课程教学大纲
一、课程基本信息
课程代码：031106012
课程中文名称：酶工程
课程英文名称：Enzyme engineering
课程性质：共同学科课程选修
使用专业：生物技术、葡萄酒专业
开课学期：第七学期
总学时：36
总学分：2
预修课程：生物化学、基础分子生物学、基因工程原理、发酵工程
课程简介：
本课程是生物技术专业的共同学科课程。

其任务是培养学生掌握酶的生产和应用的基本理论与基本技术，以增长生物技术的专业知识与技能，为参加毕业设计论文及将来从事生物技术实际工作打下扎实的专业基础。

课程系统讲授与酶的理论研究和应用研究有关的基本概念、基本理论和分析方法，主要讲述酶的生产和应用的基本理论与基本技术，同时介绍酶工程领域的最新科技成果。

课程的重点为：酶的发酵法生产，酶的分离纯化合酶的应用。

教材建议：
郭勇.《酶工程原理与技术》. 北京：高等教育出版社，2005年
参考书
[1]罗贵民.《酶工程》. 北京：化学工业出版社，2002年
[2]袁勤生.《现代酶学》.广州：华东理工大学出版社，2001年
[3]郭勇，郑穗平.《酶学》.广州：华南理工大学出版社，2000年
[4]郭勇.《酶工程》.北京：中国轻工业出版社，1994年
[5]无锡轻工业学院.《食品酶学》.北京：中国轻工业出版社，1991年
二、课程性质、目的及总体教学要求
课程的基本特性
本课程是生物技术专业一门重要的专业技术基础课程。

课程的教学目的
通过本课程的学习，要求学生较全面了解酶学与酶工程的具体内容，掌握酶工程的基本理论，解决酶工程产业化过程中出现的主要问题；理解并掌握酶分析方法和技术、化学酶工程和生物酶工程的相关内容，特别是固定化酶的生产技术和应用。

学会综合运用所学的基本理论知识和技术来解决一些与生产相关的实际问题，并为从事新产品和新工艺的研究与开发奠定应有的理论基础。

课程的总体教学要求
掌握酶的催化特性、作用机理、酶促反应的动力学以及辅基、辅酶与维生素的关系及其在酶催化过程中的作用；掌握酶的分离和纯化技术、固定化技术；理解酶分子工程的相关理论和技术；了解酶工程在相关领域内的应用和作用。

掌握酶的生产和应用的基本理论与基本技术，了解酶工程领域的最新科技成果。

课程的重点为：酶的发酵法生产，酶的分离纯化合酶的应用。

三、章节教学内容与要求
第一章绪论（2学时）
目的和要求：掌握关于酶学以及酶工程的一些基本问题，并通过对这些知识的了解，建立本门课程的知识体系和了解本书的主要内容；了解酶学以及酶工程的发展简史和现状；理解酶学以及酶工程与各学科的关系及其在国民经济中的重要意义，重点是知识体系的建立和激发学生的学习兴趣。

重点和难点：酶学以及酶工程的一些基本问题；使学生建立知识体系；激发学生的学习兴趣。

讲授内容：1. 酶工程的组成、研究内容及主要任务；酶及酶工程的研究意义
2．酶的基本概念、酶的发展史
3．酶的组成、分类和命名
4．酶的活力测定
5．酶工程发展概况及前景
第二章酶的生物合成法生产（8学时）
目的和要求：理解与掌握酶生物合成及调节控制的基本理论。

结合微生物学的知识，了解主要产酶微生物种类、会分析优良的产酶细胞应具备的条件；了解产酶微生物培养方法（包括条件控制、培养基的配制等）；重点掌握酶生物合成的几种模式，即同步合成型、延续合成型、中期合成型、滞后合成型，会分析延续合成型是酶的工业生产中最理想的合成模式；了解细胞生长动力学和产酶动力学方程及含义；了解影响酶生物合成的主要因素；理解理解与掌握酶发酵生产的工艺条件及其控制，提高酶产量的措施。

掌握动植物细胞与微生物细胞的主要特性差异，从而分析利用动植物细胞产酶与利用微生物细胞产酶的主要技术差别及工艺条件控制的不同特点；了解动物细胞和植物细胞产酶的工艺过程；理解动物细胞和植物细胞产酶在实际生产过程中的应用。

重点和难点：酶生物合成的基本理论,酶生物合成的几种模式；细胞生长动力学和产酶动力学方程及含义。

动植物细胞与微生物细胞的主要差异；动植物细胞产酶与微生物细胞产酶的主要技术差别，酶生物合成的调节。

讲授内容：1. 酶生物合成及调节控制的基本理论
2. 微生物发酵产酶
3. 动物细胞产酶
4. 植物细胞产酶
第三章酶的提取与分离纯化（6学时）
目的和要求：理解酶分离纯化的一般原则，以此为主导思想，引出酶分离和纯化的各种方法；掌握细胞破碎的各种方法；了解各种酶纯化方法的原理、步骤、特点以及一些有关的计算。

重点掌握常用的几种方法，例如离心分离、几种层析分离、几种电泳分离。

对于一些先进的分离、纯化方法，要有所了解；了解酶的结晶、浓缩与干燥的条件和方法。

重点和难点：重点：细胞破碎的各种方法；几种常用的分离方法（离心分离、层析分
离、电泳分离等）的操作原理及技术要求。

难点：对多种多样的分离方法进行总结概括；根据酶分子电荷性质、根据专一性结合的方法进行酶分离和纯化的原理。

讲授内容：1.细胞破碎
2.酶的提取
3.离心分离
4.过滤分离
5.沉淀分离
6.层析分离
7.电泳分离
8.酶的结晶
9.浓缩与干燥
第四章酶分子的修饰（6学时）
目的和要求：掌握酶的结构及其与催化特性的关系；掌握酶化学修饰基本技术的概念、原理；了解酶修饰的目的、现状及进展。

了解有关酶分子修饰的重要应用，开阔思路，激发兴趣；掌握酶分子化学修饰的目的和一般原理；理解蛋白酶修饰的方法和修饰后起到的作用；理解核酸酶修饰的方法和修饰后起到的作用；了解酶分子的物理修饰作用。

重点和难点：模拟酶、突变酶、抗体酶的特点及形成的基本原理；酶分子化学修饰的目的和一般原理；蛋白酶侧链基团的修饰。

讲授内容：1.酶的结构、催化特性以及它们之间的关系
2.酶分子的主链修饰
3．酶分子的侧链基团的修饰
4．酶的组成单位置换修饰
5．金属置换修饰
6．酶分子的物理修饰
第五章酶、细胞、原生质体固定化（2学时）
目的和要求：重点建立起“固定化”问题的思路；掌握固定化酶的定义、分析固定化酶的优缺点；理解固定化酶的制备原则和酶的固定化方法，重点掌握化学结合法和包埋法，其中化学结合法是这部分的难点；引导学生自己对各种固定化方法进行比较，自己总结固定化酶的性质；以固定化酶为基础，了解辅酶的固定化、细胞的固定化、原生质体的固定化的基本概念、基本方法及优缺点；了解各种固定化方法的发展概况，开阔思路，活跃思维。

重点和难点：重点：“固定化”问题的思路；固定化酶的定义、固定化酶的优缺点；化学结合法和包埋法；难点：从“固定化”问题的提出－固定化方法－各种方法的优缺点这一问题的分析，建立科学的思考问题的方式；化学结合法和包埋法
讲授内容：1. 酶的固定化
2．辅酶的固定化
3. 植物细胞固定化
4. 动物细胞固定化
5．原生质体固定化
第六章酶的非水相催化（4学时）
目的和要求：了解酶在有机介质、气相介质、超临界流体、离子液介质等非水相中酶催化的研究概况，重要的是将理论与实际应用结合起来，理解酶在有机介质中催化的反应对于医药、能源、材料、食品等方面的具体作用；掌握酶在有机介质中的催化特性；理解非水介质中的酶学基础和酶催化反应的条件及控制。

重点和难点：有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响；酶在有机介质中的催化特性。

讲授内容： 1. 酶非水相催化的研究概况
2．有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响
3．非水相中酶催化物性
4．非水相中酶催化反应的条件及其控制
第七章酶的应用（2学时）
目的和要求：了解酶在医药、食品、轻工、化工、环保、生物技术等方面的应用，通
过一些具体实例对酶工程有感性的了解，并将前面所学理论与实际结合；了解酶工程领域的一些新技术、新成果；重点是用这部分内容与绪论相呼应，形成对本门课程的完整的知识体系的建立。

重点和难点：以此部分内容与绪论相呼应，形成完整的知识体系。

讲授内容： 1. 概论
2. 酶在食品加工方面的应用
3. 酶在轻工业方面的应用
4. 酶在医学中的应用
5. 酶在能源开发方面的应用
6. 酶在环境保护方面的应用
7. 我国酶制剂应用方面的现状和存在的问题
第八章酶工程的新进展（6学时）
目的和要求：了解酶工程方面的新技术和新发展
重点和难点：蛋白质的稳定和稳定化
讲授内容： 1. 蛋白质的稳定性和稳定化
2. 酶的人工模拟
3. 核酶工程
4. 酶分子的定向进化
5. 杂合酶
说明:2学时为期中考试,2学时为机动学习时间
四、习题教学内容与要求
课后布置作业及时修改。

五、其他可以利用的资源
1）《酶工程》练习题
2）本课程的全部教案见《酶工程》教案
3）常用的工具软件及手册、相关网址等。

/lesson/180/
/former/benke/dagang/EnzymeEngineering.htm
/news.php?id=61
/jiaowu/mgc/mgc/jxdg.htm。