到達目標
1）酵素の構造および反応の基本的性質について理解し、説明できる。
2）酵素の固定化およびバイオリアクタオーの原理を理解し、説明できる。
3）酵素の実用化例の原理を理解し、説明できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 酵素の構造および反応の基本的性質を理解し、その生理的な意義を説明できる。 | 酵素の構造および反応の基本的性質を理解し、説明できる。 | 酵素の構造および反応の基本的性質の一部を理解し、説明できる。 |
| 評価項目2 | 酵素の固定化およびバイオリアクタオーの原理を理解し、その工学的な意義を説明できる。 | 酵素の固定化およびバイオリアクタオーの原理を理解し、説明できる。 | 酵素の固定化およびバイオリアクタオーの原理の一部を理解し、説明できる。 |
| 評価項目3 | 酵素の実用化例の原理を理解し、その現代社会における重要性を説明できる。 | 酵素の実用化例の原理を理解し、説明できる。 | 酵素の実用化例の原理の一部を理解し、説明できる。 |
学科の到達目標項目との関係
JABEE (c)
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JABEE (d)
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JABEE B2
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教育方法等
概要:
酵素は常温常圧下で働く基質特異性の高い触媒であり、様々な産業分野で生産設備のコンパクト化・省エネルギー化・環境汚染の低減などに貢献している。本講義では、酵素の構造・性質に関する基礎知識および固定化酵素やバイオリアクター等の酵素利用法の原理を学び、様々な実用化技術の理解を目的とする。
授業の進め方・方法:
１）配布資料を中心に授業を行います。
２）授業内容の理解を確認するために、課題問題を実施します。
注意点:
１）生物化学、分子生物学の関連項目を十分に理解しておくこと。
２）自己学習としては、授業中に配布したプリントや紹介図書などを熟読すること。
３）復習に重点をおいて学習すること。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明および序論：環境問題と酵素工学の関係 |
酵素工学を取り巻く社会状況や環境問題等を整理できる。
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| 2週 |
酵素の基礎知識（酵素の構造） |
遺伝子情報から開始し、酵素（タンパク質）の1次構造～4次構造形成までの仕組みを説明できる。
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| 3週 |
酵素の基礎知識（酵素反応１） |
酵素反応の特徴（基質特異性、反応特異性）を説明できる。
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| 4週 |
酵素の基礎知識（酵素反応２） |
酵素反応の特徴（最適温度、最適 pH）を説明できる。
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| 5週 |
酵素利用方法の原理（工業用酵素の市場と展望） |
現在工業的に利用されている酵素を挙げることができる。
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| 6週 |
酵素利用方法の原理（酵素の固定化１） |
酵素の固定化法について事前学習し、その方法の概略を調べることができる。
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| 7週 |
酵素利用方法の原理（酵素の固定化２） |
事前に調べてきた酵素の固定化法について理解を深め、その原理を説明できる。
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
酵素（タンパク質の精製法１） |
遺伝子組換え技術利用の流れとPCR法の原理を説明できる。
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| 10週 |
酵素（タンパク質の精製法２） |
タンパク質単離法（透析、塩析、ゲルろ過）に関する事前学習として、各方法の原理を調べることができる。
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| 11週 |
酵素（タンパク質の精製法３） |
タンパク質単離法（透析、塩析、ゲルろ過）に関して、事前学習を通して、その理解を深め、原理を説明できる。
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| 12週 |
酵素（タンパク質の精製法４） |
タンパク質単離法（電気泳動【SDS-PAGE、Native PAGE、等電点電気泳動】）に関する事前学習として、各方法の原理を調べることができる。
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| 13週 |
酵素（タンパク質の精製法５） |
タンパク質単離法（電気泳動【SDS-PAGE、Native PAGE、等電点電気泳動】）に関して、事前学習を通して、その理解を深め、原理を説明できる。
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| 14週 |
酵素（タンパク質の精製法６） |
タンパク質単離法（二次元電気泳動法、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー）に関する事前学習として、各方法の原理を調べることができる。
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| 15週 |
酵素（タンパク質の精製法７） |
タンパク質単離法（二次元電気泳動法、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー）に関して、事前学習を通して、その理解を深め、原理を説明できる。
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| 16週 |
前期末試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
酵素利用の実用化例（デンプン加工技術） |
各種デンプン分解酵素の機能を説明できる。
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| 2週 |
酵素利用の実用化例（デンプン加工製品の生産1） |
異性化糖とサイクロデキストリンの生産方法を説明できる。
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| 3週 |
酵素利用の実用化例（デンプン加工製品の生産２） |
その他のデンプン加工製品の代表例を挙げることができる。
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| 4週 |
酵素利用の実用化例（デンプン加工製品の生産３） |
その他のデンプン加工製品の生産方法を説明できる。
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| 5週 |
酵素利用の実用化例（デンプン加工製品の生産４） |
デンプン加工製品の生産における酵素の利用を総括できる。
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| 6週 |
酵素利用の実用化例（乳製品の加工１） |
乳製品加工への酵素の利用原理を説明できる。
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| 7週 |
酵素利用の実用化例（乳製品の加工２） |
乳製品加工への酵素の利用方法を説明できる。
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| 8週 |
酵素利用の実用化例（アルコールの生産１） |
固定化酵母によるエタノール生成の原理を説明できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
酵素利用の実用化例（アルコールの生産２） |
バイオエタノールなど固定化酵母によるエタノール利用の状況を挙げることができる。
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| 10週 |
酵素利用の実用化例（アミノ酸と医薬品の生産１） |
アミノ酸生産への酵素の利用方法を説明できる。
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| 11週 |
酵素利用の実用化例（アミノ酸と医薬品の生産２） |
医薬品生産への酵素の利用方法を説明できる。
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| 12週 |
酵素利用の実用化例（化学工業への応用１） |
酵素の化学工業（試薬など化学製品）への応用について、その例を挙げ、その原理を説明できる。
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| 13週 |
酵素利用の実用化例（化学工業への応用２） |
酵素の化学分析（バイオセンサーなど）への応用について、その例を挙げ、測定原理を説明できる。
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| 14週 |
酵素利用のまとめ１ |
デンプン加工など食品産業への酵素の利用について概説できる。
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| 15週 |
酵素利用のまとめ２ |
医薬品、化学製品や物質生産への酵素の利用について概説できる。
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| 16週 |
卒業試験 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 90 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 90 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |