现代生物工艺学.doc

现代生物工艺学教学大纲一、课程基本信息课程代码课程英文名称课程性质必修课程类别专业教育学分数4学时数64理论学时64实验学时0上机学时0实践学时0先修课程微生物学，普通生物学，生物化学，化工原理后续课程发酵工程，生物反应工程，生物分离工程适用专业生物工程执笔人审核人编写日期2012年06月二、课程性质和目的生物工艺学是生物工程专业必修课。通过本课程的学习，使学生获得生物反应，分离纯化等产品生产中共性工艺技术的基本理论、基本知识和实践技能。三、课程教学的基本要求生物工艺学主要包含生物反应过程原理、生物物质分离和纯化过程原理、典型生物过程三部分内容。通过学习该课程（1）了解生物工艺的特点和内容，了解一些常见的生物产品的生产工艺。（2）理解生物反应过程原理和生物物质分离、纯化过程在生物产品生产工艺中的重要作用及相互联系。（3）掌握生物物质生产过程的工艺原理和生物工艺的共性，掌握生物物质分离和纯化过程的基本原理、过程和重要方法。四、课程教学基本内容1. 生物技术概 生物技术的内涵与特性 生物技术的发展过程 生物技术的基础 生物技术的进展及应用2菌种来源，生物活性物质的筛选和菌种保藏 菌种来源 生物活性物质的筛选 菌种保藏3新技术育种原理及其进展 遗传育种 突变株筛选技术 遗传学新技术 新技术育种的应用4基因工程原理 基因工程的基本工具 基因的分离技术 基因操作技术和表达系统5代谢调控 酶活性、酶合成的调节 代谢调控在氨基酸发酵中的应用 次级代谢产物生物合成的调节与控制 代谢工程方法应用于改进抗生素的生物合成6培养基 培养基的成分及来源 培养基的类型及选择7种子扩大培养 种子制备工艺 影响种子质量的因素 种子质量的控制措施8培养技术与过程建模生物技术培养过程原理及培养过程建模。 培养技术原理 过程建模 微生物过程动力学模型 微生物过程的放大9发酵工艺监控 影响发酵的因素 发酵过程的监控、综合控制与优化 发酵过程实时控制技术进展10酶与细胞的固定化技术及其应用 酶与细胞的固定化概述 固定化方法 固定化酶(细胞)的性质及评价指标及应用11蛋白质组学及其在微生物学研究中的应用 蛋白质组学研究概述及基本技术 微生物蛋白质组学 蛋白质组学展望12动物细胞培养 动物细胞培养发展简史 体外培养动物细胞的种类、动物细胞系的保存 动物细胞培养基、代谢调控及大规模培养 昆虫细胞的培养13植物细胞培养 培养基的组成、配制和灭菌 培养设施及操作 植物次生代谢产物的生产 植物细胞反应器14下游加工过程概论 下游加工过程的重要性与特点 分离纯化一般流程、基本原理及选择技术的原则 分离纯化方法的综合运用与工艺优化15发酵液的预处理和固液分离方法 发酵液的预处理 发酵液的过滤、离心分离、离心过滤16细胞破碎与非选择性蛋白分离 细胞壁的组成和结构 细胞的破碎技术及评价17沉淀法 蛋白质表面特性与其溶液稳定性 盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、热沉淀 其他沉淀法18膜分离过程 膜分离类型及基本原理 膜材料及性能参数、膜组件、膜分离器的运行 超滤和微滤膜分离的影响因素及工艺措施，膜过滤在生物及相关产业中的应用19溶剂萃取，两水相萃取法 分配定律 溶剂的选择 萃取方式与收得率及影响溶剂萃取的主要因素 两(双)水相萃取20离子交换法 离子交换法基本概念 离子交换树脂的性质与测定、影响离子交换过程的因素 树脂的选择与交换工艺21吸附法与色层分离 吸附过程的基础理论、吸附操作方式及工艺过程、影响吸附过程的主要因素 大网格聚合物吸附剂及其应用 色层分离的基本概念、原理、特点、分类、方法的选择及主要色层分离法22.1引言 电泳过程基础 电泳分类、制备电泳23蛋白质的分离与纯化 蛋白质的分离与纯化概述 包涵体的形成及分离纯化工艺过程 重组蛋白的体外折叠24结晶与干燥 结晶 冷冻干燥、喷雾干燥五、学时分配表教 学 内 容讲课时数实验时数上机时数实践学时设计课习题课讨论时数1生物技术概论22菌种来源，生物活性物质的筛选和菌种保藏43新技术育种原理及其进展44基因工程原理05代谢调控66培养基27种子扩大培养28培养技术与过程建模69发酵工艺监控610酶与细胞的固定化技术及其应用411蛋白质组学及其在微生物学研究中的应用212动物细胞培养213植物细胞培养214下游加工过程概论215发酵液的预处理和固液分离方法216细胞破碎与非选择性蛋白分离217沉淀法218膜分离过程219溶剂萃取，两水相萃取法220离子交换法221吸附法与色层分离222电泳分离法223蛋白质的分离与纯化224结晶与干燥2合 计64总 计64六、建议教材与教学参考书1.现代生物工艺学，储炬，李友荣，华东理工大学出版社，2007年9月2.生物工艺学，邱树毅，化工工业出版社，2009年5月3.生物工艺学，李维平，科学出版社，2010年2