1、1微生物与酶工程课程教学大纲课程编号： 233105 课程名称：微生物与酶工程 总学时数：64 先修课及后续课：先修主要课程有：有机化学、分析化学、生物化学、微生物学；后续课程有：基因工程、细胞工程、生物制药工艺学、免疫学。一、说明部分1课程性质本课程属于生物技术专业必修专业课，授课对象为该专业本科学生。2教学目标及意义生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程（包括微生物工程）等领域。在生物技术领域里，由于微生物生物技术的高速发展和对其他生物技术发展的重要影响，所以一直处于领先地位，并且还将在相当长的时期内处于领先地位。本课程的任务为将理科的有关知识与必要的工程技术知识有机结合，使
2、学生既能掌握比较专业的理论知识，又能掌握基本的计算和设计工艺流程的原理和方法。本课程是为了配合新兴的理工结合的生物技术专业的学科建设开设的本科生课程。其目的是希望通过本课程的教学，使学生能够掌握较系统的微生物工程的必要知识，为以后的工作奠定较好的基础。3教学内容及教学要求教学内容共分四大部分：第一部分微生物工程原理，第二部分微生物工程下游加工工程，第三部分酶工程，第四部分微生物工程生产工艺和产品举例。要求学生在听课的过程中随时复习所涉及的基本原理，对没有听懂的知识点及2时提问，以免影响对后面知识点的理解与掌握。同时根据课程内容随时更新讲稿或课件，使学生及时了解本学科的进展及发展动态。4教学重点
3、、难点1）微生物工程和酶工程的基本原理。2）微生物下游工程的技术种类和特点及应用范围。3）微生物工程的实际生产应用。5教学方法及手段在教学方法上采取课堂讲授为主，辅以多媒体课件、课堂提问、课后习题、等，以加强学生对理论知识的消化和理解，在教学过程应注意启发学生的思维，培养学生发现问题和解决问题的能力。6教材及主要参考书教材： 微生物工程曹军卫、 马辉文、张甲耀主编，科学出版社，2007主要参考书：发酵工程徐岩主编，高等教育出版社，2011.06微生物工程陈必链 编，科学出版社 2010.09酶工程郭勇编，科学出版社，2010二、正文部分第 1 章 微生物工程概论一、教学要求1. 了解微生物工程
4、的特点、组成和发展历史。 2. 了解微生物工程的应用范围和发展趋势。二 教学内容3第一节 微生物工程的定义、特点和内容知识要点：定义、特点和内容。第二节 微生物工程发展简史知识要点：微生物工程发展的四个阶段及其各阶段的特征第三节 微生物工程的应用知识要点：微生物工程在农、工、医等领域的应用第四节 微生物工程的发展趋势三、本章学时数2 学时第 2 章 生产菌种的来源一、教学要求1. 了解生产菌种的来源。2. 掌握生物物质产生菌的筛选和菌种的分离。二 教学内容第一节 生物活性物质产生菌的筛选知识要点：标本的预处理及菌种的分离方法第二节 菌种的分离知识要点：菌种的筛选步骤及分离方法三、本章学时数1
5、学时第 4 章 优良菌种选育一、教学要求1. 掌握菌种选育方法的分类； 2. 熟悉菌种常用选育方法的主要内容； 二 教学内容4第一节 出发菌株的选择原则知识要点：出发菌株的选择第二节 工业菌种育种的手段知识要点：掌握优良菌种的不同选育类型的概念第三节 诱变育种举例-营养缺陷型第四节 杂交育种第五节 原生质体融合技术知识要点：原生质体融合技术特性及方法，基因工程技术表达系统三、本章学时数1 学时第 5 章 菌种保藏的原理和方法 一、教学要求了解并掌握菌种保藏的原理及各种方法二 教学内容第一节 理想的菌种保藏方法应具备的条件知识要点：菌种保藏的原理第二节 工业微生物菌种保藏技术知识要点：菌种保藏方
6、法；基因工程菌的保藏；细菌的保藏；放线菌的保藏；微生物活力和稳定性测定第三节 菌种的衰退与复壮 知识要点：菌种衰退的表现；菌种衰退的实质；菌种的复壮三、本章学时数4 学时第六章 培养基一、教学要求5了解培养基成分及类型 二、教学内容第一节 培养基成分及类型知识要点：概述培养基各主要成分及类型，了解并掌握碳源、氮源物质的作用，掌握不同类型培养基的概念第二节 营养物质的调节知识要点：碳氮比、营养物质利用速度第三节 发酵培养基的选择知识要点：培养基的选择原则第四节 工业微生物培养基的灭菌三、本章学时数2 学时第七章 发酵工艺控制一、教学要求了解并掌握影响发酵的各种因素及控制方法二、教学内容第一节 温
7、度、pH 及氧对发酵的影响知识要点：最适温度的控制；发酵热、传质方程式，掌握温度对发酵的影响第二节 pH 及氧对发酵的影响知识要点：最适 pH 的控制第三节 氧对发酵的影响知识要点：氧对发酵的影响，氧的控制； 第四节 二氧化碳对发酵的影响知识要点：二氧化碳对发酵的影响及控制； 第五节 泡沫对发酵的影响知识要点：泡沫产生的原因、危害及控制；6第六节 补料的控制知识要点：补料的条件和时机。第七节 菌体浓度与基质对发酵的影响三、本章学时数4 学时第十章 微生物工程下游加工工程概论一、教学要求了解下游加工工程的特点及重要性，掌握基本原理及一般程序二、教学内容第一节 下游加工工程的特点和重要性知识要点：
8、微生物工程下游加工工程的特点及重要性第二节 下游加工过程的基本原理知识要点：基本原理第三节 下游加工的工艺流程和技术知识要点：下游加工工程基本原理及一般程序三、本章学时数1 学时第十一章 发酵液的预处理和过滤一、教学要求了解和掌握发酵液预处理的方法二 、教学内容第一节 发酵液的预处理知识要点：高价无机离子、杂蛋白、色素及其他物质的去除方法第二节 发酵液的固液分离第三节 微生物细胞的破碎和分离7知识要点：发酵液的过滤特性，影响因素及细胞破碎方法三、本章学时数3 学时第十二章 沉淀法一、教学要求了解并掌握各种沉淀法的原理及方法二、教学内容第一节 盐析法第二节 等电沉淀法知识要点：原理及影响因素；C
9、ohn 方程式；盐析法及等电沉淀法的原理及影响因素。第三节 有机溶剂沉淀法、非离子型多聚物沉淀法、聚电解质沉淀知识要点：各种沉淀法的原理及影响因素；有机溶剂沉淀法、非离子型多聚物沉淀法、聚电解质沉淀的原理及影响因素三、本章学时数2 学时第十三章 溶剂萃取法一、教学要求理解并掌握溶剂萃取法原理及影响因素二、教学内容第一节 基本原理及影响因素知识要点：分配定律，有机溶剂的选择，影响因素第二节 乳化、萃取方法和理论得率计算知识要点：乳化形成得原因及稳定条件，各种萃取方法；萃取方法和理论得率计算；乳浊液形成得原因及稳定条件8三、本章学时数4 学时第十四章 双水相萃取法一、教学要求了解和掌握双水相萃取法
10、得原理、影响因素及应用二、教学内容第一节 水相体系及分配理论知识要点：水相的形成及分配理论；相图，表面自由能及电荷的影响第二节 影响物质分配的因素及应用知识要点：影响物质分配的因素，双水相萃取技术的应用及技术发展三、本章学时数2 学时第十六章 离子交换法一、教学要求了解和掌握离子交换树脂的类型、性能测定、机制及操作条件控制二、教学内容第一节 离子交换树脂的类型、性能测定知识要点：不同离子交换树脂分类、命名法及物理化学性能测定第二节 离子交换树脂的过程机制、选择及控制知识要点:离子交换静力学、动力学；离子交换树脂的过程机制、选择及控制条件。三、本章学时数2 学时第十七章 结晶法9一、教学要求了解
11、和掌握晶体的一般性质，形成晶体的条件及结晶方法二、教学内容第一节 晶体的一般性质、形成条件及结晶方法知识要点:晶体的一般性质及生物物质形成晶体的条件；掌握样品纯度、溶液饱和度及溶剂的影响第二节 溶液结晶过程设备第三节 结晶操作及其应用三、本章学时数2 学时酶工程 第 1 章 绪论一、教学要求：理解与掌握酶的定义与特征，了解酶与酶工程的发展历史。了解酶的分类与命名，酶结构与功能之间相互关系、掌握酶催化反应动力学、及酶活力的测定，并了解影响酶催化反应因素。二、教学内容知识要点：1.1 酶与酶工程发展简史1.2 酶与酶工程1.3 酶的分类组成1.4 酶的结构与功能1.5 催化动力学1.6 影响酶催化
12、反应因素1.7 酶活性测定三、本章学时数：4 学时10酶工程 第 2 章 微生物发酵产酶一、教学要求：了解常见的产酶微生物及发酵产酶的方法，理解与掌握酶生物合成及调节控制的基本理论，深刻理解与掌握酶发酵生产的工艺条件及其控制、提高酶产量的措施及酶生物合成模式。二、教学内容知识要点：2.1 常见产酶微生物2.2 微生物产酶的方2.3 酶发酵工艺条件及控制2.4 酶生产过程的动力学三、本章学时数：4 学时酶工程 第 3 章 酶的分离纯化一、教学要求：理解与掌握酶分离纯化的基本原则与一般程序、细胞破碎与酶的提取方法， 深刻理解与掌握酶的纯化原理与方法（离心分离、沉淀分离、层析分离、电泳分离、膜分离、结晶等） ，了解酶的浓缩与干燥方法、分离纯化指标与酶纯度鉴定。二、教学内容知识要点：3.1 发酵醪液预处理3.2 酶的初步纯化3.3 酶的高度纯化3.4 酶的高度纯化3.5 酶的浓缩与干燥三、本章学时数：4 学时
