《生物催化》教学大纲
管理员2016年11月16日 13:42 浏览次数:

课程名称(中文):生物催化

课程名称(英文):Biologic Catalysis

课程代码:211314

开课学院:理学院

授课对象:硕士研究生

任课教师:许晶、隋春霞

学时:32学时 学分:2学分

课程类型:选修课

开课学期:第2学期

考核方式:撰写论文

预修课程:有机化学、普通化学、分析化学

面向学科:应用化学、食品科学与工程

课程简介:

一、教学目的与基本要求:

生物催化是利用酶或者生物有机体作为催化剂进行化学转化的过程,又被称为生物转化。生物催化具有一些化学方法无可比拟的优点,已成为当前国际公认最绿色的化学转化技术之一。本课程详细讲解生物催化剂的发展,酶的性质、结构、功能、催化动力学和催化机理等基础知识,系统地介绍酶的生产、分离纯化和应用的基本情况。使学生对酶的固定化、酶在有机相中的催化、酶反应器、酶的化学修饰、模拟酶、酶分子的定向进化和分子改造等酶工程的各个发展领域的基础知识、基本概念和最新发展动向有一个全面的了解。

二、课程内容与学时分配

1.课程主要内容:

本课程教学内容主要包括生物催化剂的发展,酶的合成、结构、功能及其催化机制,酶的特性与分离提取方法的选择、典型酶的分离提取工艺流程,酶与细胞的固定化、固定化酶和细胞的特性、固定化酶(细胞)反应器,酶分子的修饰方法、酶化学修饰的基本要求、酶的人工模拟,非水介质中酶的催化反应,组合生物催化的理论和特点以及酶的蛋白质工程。

2.课程具体安排:

章节

教 学 内 容

教学环节学时分配

讲授

讨论

实验

上机

其他

第1章

绪论

1.1生物催化剂的概念

1.2生物技术生产工艺的目的与潜能

1.3酶技术与应用生物催化的历史节点

1.4生物技术过程

1.5以酶为基础的生产过程的优点与缺点

1.6新的以及改进的酶工艺的目的和系统基本特征

1

第2章

酶的基础知识

2.1酶的分类

2.2酶的合成与结构

2.3酶的功能及其催化机制

2.4自由能变化与酶催化反应的特异性

2.5酶催化的平衡控制和动力学控制的反应

2.6酶催化反应动力学

2.7抑制剂对酶促反应动力学的影响

4

2

第3章

酶的提取和分离纯化

3.1酶的特性与分离提取方法的选择

3.2酶分离提取的一般方法

3.3酶分离提取的重点方法概述

3.4典型酶的分离提取工艺流程

4

第4章

酶的固定化技术

4.1酶的固定化方法

4.2固定化酶(细胞)的性质及评价指标

4.3固定化酶(细胞)反应器

3

第5章

化学酶工程

5.1酶分子的修饰方法

5.2酶化学修饰的基本要求

5.3酶蛋白肽链的大分子修饰

5.4酶修饰后的性质变化

5.5模拟酶的理论基础和策略

5.6模拟酶的分类

5.7抗体酶

5.8分子印迹酶

4

2

第6章

非水介质中酶的催化反应

6.1非水介质中酶的催化反应及其特征

6.2非水介质中酶的结构与性质

6.3微水有机溶剂的影响与反应介质工程

6.4酶在非水介质中的催化反应

4

第7章

组合生物催化

7.1组合生物催化的理论和特点

7.2组合生物催化中的酶

7.3组合生物催化的类型

7.4组合生物催化实例

4

2

第8章

酶的蛋白质工程

8.1酶的蛋白质工程的概述

8.2酶的蛋白质工程的原理和方法

8.3酶分子的定向进化

8.4酶的蛋白质工程改造的应用实例

2

三、实践环节内容与要求

四、教材及主要参考文献(顺序为:文献名,作者,出版时间,出版单位)(宋体,五号加粗,居左):教材

1、生物催化剂与酶工程,(德)布赫霍尔茨、魏东芝译,2008年,科学出版社。

参考文献

1、生物催化,安德列亚斯,2006年,化学工业出版社。

2、生物催化和生物降解,劳伦斯,2005年,化学工业出版社。

3、酶与酶工程,袁勤生,2005年,华东理工大学出版社。

4、生物催化工程,许建和,2008年,华东理工大学出版社。

5、生物催化反应与转化原理,龚大春,2006年,中国水利水电出版社。

6、生物催化工艺学,孙志浩,2005年,化学工业出版社。

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