ADDINCNKISM.UserStyle《代謝工程》課程教學(xué)大綱（理論課程）一、課程基本信息課程號1223S08003開課單位中國科學(xué)院微生物研究所課程名稱（中文）代謝工程（英文）MetabolicEngineering課程性質(zhì)選修考核類型考試課程學(xué)分2課程學(xué)時40課程類別專業(yè)拓展課先修課程生物化學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、基因工程適用專業(yè)（類）生命科學(xué)菁英班二、課程描述及目標(biāo)（一）課程簡介《代謝工程》課程是生命科學(xué)菁英班一門專業(yè)核心課程，由中國科學(xué)院微生物研究所邀請本領(lǐng)域內(nèi)的著名專家開設(shè)。授課老師從微生物代謝工程的基本原理，研究技術(shù)及研究戰(zhàn)略出發(fā)，結(jié)合國際上和各實驗室的研究實例進行綜述性分析及闡述，并以氨基酸，生物基化學(xué)品，精細(xì)化學(xué)品及次級代謝物等產(chǎn)品為代表的代謝工程成功案例展示微生物代謝工程的應(yīng)用及發(fā)展前景。學(xué)生將通過文獻調(diào)研，提交微生物代謝工程相關(guān)的假想基金申請，感受多個學(xué)科交叉在研究及開發(fā)工作中的重要性。（二）教學(xué)目標(biāo)通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握代謝工程的基本理論、代謝調(diào)節(jié)機制、代謝網(wǎng)絡(luò)定量分析、逆代謝工程的原理，并了解一些初級代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物的代謝工程改造過程；明確代謝工程的基礎(chǔ)理論及應(yīng)用，為從事生物技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的工作打下良好基礎(chǔ)，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才起到應(yīng)有的作用。課程目標(biāo)1：對代謝工程有總體的了解，掌握代謝工程的基本過程；了解代謝工程的重要地位和應(yīng)用領(lǐng)域。課程目標(biāo)2：掌握代謝調(diào)節(jié)的機制及其在實踐中的應(yīng)用。課程目標(biāo)3：掌握代謝工程涉及的基本概念及理論。課程目標(biāo)4：了解代謝網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法與細(xì)胞代謝流的測定方法，掌握代謝流平衡分析及代謝控制分析的基本理論，學(xué)會用代謝控制分析理論分析限速步驟。課程目標(biāo)5：了解代謝工程理論在一些代謝產(chǎn)物生產(chǎn)中的應(yīng)用，掌握幾種代謝產(chǎn)物的代謝改造策略。三、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)權(quán)重1-4：掌握扎實的生物技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能，熟悉生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的相關(guān)方針、政策、法規(guī)。課程目標(biāo)1-520%2-2：具有綜合運用所掌握的理論知識和技能，從事生物技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究的能力；課程目標(biāo)1-520%2-3：具有濃厚的科學(xué)興趣及批判性思維能力；課程目標(biāo)1-520%3-1：具備較高的思想道德素質(zhì)，具有正確的政治觀、人生觀、價值觀，具有強烈的社會責(zé)任感、健全的人格和較強的團隊意識；課程目標(biāo)1-520%3-3：具備良好的專業(yè)素質(zhì)，受到嚴(yán)格的科學(xué)思維訓(xùn)練，有求實創(chuàng)新的精神、批判性思維和可持續(xù)發(fā)展理念；課程目標(biāo)1-520%四、教學(xué)方式與方法采用課堂多媒體教學(xué)，結(jié)合提問、討論或測驗考查；結(jié)合啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)等的教學(xué)方法，具體分析實際問題。同時鼓勵學(xué)生課下查閱資料，給學(xué)生提供相關(guān)數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站，豐富相關(guān)內(nèi)容素材。五、教學(xué)重點與難點（一）教學(xué)重點本課程教學(xué)重點為代謝調(diào)節(jié)的機制、代謝工程的基本理論和代謝網(wǎng)絡(luò)的定量分析。（二）教學(xué)難點本課程教學(xué)難點為代謝網(wǎng)絡(luò)與節(jié)點的類型及網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點性質(zhì)的評估方法、代謝網(wǎng)絡(luò)的定量分析。六、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1第1講代謝工程總論對代謝工程有總體的了解，掌握代謝工程的概念、基本過程和應(yīng)用的戰(zhàn)略思想；了解代謝工程的重要地位和應(yīng)用領(lǐng)域4講授討論課程目標(biāo)12第2講遺傳操作及蛋白質(zhì)表達掌握常見主要遺傳操作的原理及蛋白質(zhì)表達的基本方法74講授自學(xué)討論課程目標(biāo)23第3講蛋白質(zhì)定向進化掌握蛋白質(zhì)定向進化的基本技術(shù)原理與方法4講授課程目標(biāo)34第4講代謝途徑與基因功能挖掘掌握微生物代謝途徑與基因功能挖掘的基本方法與技術(shù)5講授課程目標(biāo)45第5講代謝網(wǎng)絡(luò)及代謝流分析掌握代謝網(wǎng)絡(luò)及代謝流分析的基本方法和調(diào)控原理6講授討論課程目標(biāo)56第6講生理工程及魯棒性了解生理工程及魯棒性，微生物生理功能工程技術(shù)4講授討論課程目標(biāo)57第7講反向及進化代謝工程了解反向及進化代謝工程的概念及實施方法4講授課程目標(biāo)58第8講生物基化學(xué)品工程菌改造了解生物基化學(xué)品工程菌改造的主要途徑4講授自學(xué)課程目標(biāo)1第9講氨基酸工程菌改造掌握主要氨基酸工程菌改造的基本思路4第10講精細(xì)化學(xué)品工程菌改造了解常見精細(xì)化學(xué)品工程菌改造思路與方法4第11講次級代謝物工程菌改造了解次級代謝物工程菌改造的基本思路4第12講學(xué)生答辯學(xué)生展示4合計51七、實驗內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配（如有實驗，則需再按以下格式繼續(xù)填寫）序號實驗項目名稱實驗內(nèi)容與要求學(xué)時類型對應(yīng)課程目標(biāo)1演示性課程目標(biāo)12驗證性課程目標(biāo)23設(shè)計性課程目標(biāo)34探究性課程目標(biāo)1其他……合計注：實驗要求包括必修、選修；實驗類型包括“演示性”、“驗證性”、“設(shè)計性”、“探究性”、“其它”等。八、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核類型：考試考查（二）考核方式：開卷考試閉卷考試課程論文課程報告其它：（三）成績評定：考核依據(jù)建議分值（百分比）考核/評價細(xì)則對應(yīng)課程目標(biāo)平時考核30出勤10曠課三次，取消期末考試資格。課程目標(biāo)1-5作業(yè)10按時提交作業(yè)，視作業(yè)完成情況給分，按百分制計算。課程目標(biāo)1-5表現(xiàn)10根據(jù)課堂參與討論、提問回答問題情況給分。課程目標(biāo)1-5實驗考核無期末考核70課程報告課程目標(biāo)1-5九、課程目標(biāo)達成評價課程目標(biāo)的實際達成效果計算方式如下，達成值越高，教學(xué)效果越好。課程目標(biāo)達成度畢業(yè)要求指標(biāo)點達成度十、教材與教學(xué)參考書（一）教材無。（二）教學(xué)參考書MetabolicEngineering:PrinciplesandMethodologies,GregoryStephanopoulosetal.MicrobialMetabolicEngineering,MethodsandProtocols,Cheng,Qiong(Ed.)ManufacturingMoleculesthroughMetabolicEngineering,JDKeasling,Science(2010)330:1355-1358IntheLightofDirectedEvolution:PathwaysofAdaptiveProteinEvolution,JDBloom&FHArnold,PNAS(2009).

106,9995-10000Asystems-levelapproachformetabolicengineeringofyeastcellfactories.KimIK1,Rold?oA,SiewersV,NielsenJ.\o"FEMSyeastresearch."FEMSYeastRes.(2012)12(2):228-48.Proteindesigninsystemsmetabolicengineeringforindustrialstraindevelopment.ChenZ,ZengAP.\o"Biotechnologyjournal."BiotechnolJ.(2013)8(5):5