《生化工程》课程教学大纲

1、生化工程课程教学大纲课程编号14113508课程名称生化工程考试/考查考试总学时数80实验学时数24学分数6课程性质专业必修课适用专业生物工程承担单位生工学院1.课程的目的和任务生化工程课程授课对象为生物工程专业学生，属于专业课程，主要研究生化物质的各种分离纯化技术，是生物工程学科的重要组成部分。课程是生物技术转化为生产力必不可少的重要环节，是一门理论与实际密切结合的课程，要求学生必须掌握。为后续课程的学习和毕业后从事生物工程领域的生产、开发和科研奠定必要知识基础。2.课程教学基本要求课程是在学生学习了高等数学、化学工程原理、生物化学、生物工艺学、生物工程设备等课程的基础上开设的，是对基础课程

2、知识的技术体现。通过本门课程的学习，使学生针对不同的生化产品的特性，独立运用所学的有关生化技术方面的知识，设计合理的提取或精制的工艺路线和改造现有工艺，并能从理论上解释生产实际中的各种现象，提高分析和解决问题的能力，并培养一定的科研和生产能力。3.课程教学内容及主要知识点本课程分为理论教学与实验教学两部分，其中理论56学时、实验24学时，考试成绩由期末成绩（60%）和平时成绩（40%包括作业、提问及实验）组成。理论考试着重考核学生对基本理论、基础知识的掌握情况、分析问题和解决问题的能力。第1章 绪论本章介绍生化分离工程在生物技术中的地位，传统生化产品和基因工程产品回收方法的比较，生化分离工程的

3、特点，生化分离工程的一般流程和单元操作，生化分离工程的发展趋势。重点：掌握生化分离工程的概念、特点及其操作的常规程序，生化分离工程的地位及其发展趋势。难点：一般流程和单元操作，工艺选择准则，课程的正确学习方法和获取知识途径第2章 蛋白质的稳定性和保存本章讲授蛋白质四级结构、蛋白质失活的原因和对策，基因工程表达蛋白质类产物包涵体结构、特点、复性还原等知识点。重点：基因工程表达蛋白质类产物包涵体结构、特点、复性还原等知识点。第3章 发酵液的预处理和固液分离本章讲授发酵液和细胞培养液预处理的目的、技术发展水平，生物发酵液的特点，悬浮液分离过程；发酵液的预处理一般方法，凝聚与絮凝技术、除去杂蛋白的技术

4、，发酵液的液固分离方法，发酵液预处理及固液分离方法及设备。重点：凝聚与絮凝技术，发酵液预处理及固液分离方法及设备第4章 细胞破碎与分离本章讲授细胞破碎基本概念、技术发展简史；不同类型细胞壁的结构特点，掌握细胞破碎技术，基因工程表达产物后处理的特殊性，细胞破碎评价方法。掌握细胞分离的原理，细胞分离设备的应用。通过本章学习要求学生掌握细胞粉碎和评价的一般方法。重点：工业生产中常用的几种细胞破碎方法的原理，操作过程常用设备，并能就实际生产情况予以合理的选择。难点：常用破碎方法的合理选用，固液分离方法及设备选择。第5章 沉淀法本章讲授沉淀法技术概况、基本概念，盐析沉淀法基本原理、无机盐的选择、影响盐析

5、的各种因素、盐析法的优缺点，等电点沉淀法，有机溶剂沉淀法，选择性变性沉淀法，金属离子沉淀法和高分子聚合物沉淀法。通过本章学习要求学生掌握沉淀法进行生物产品粗分离流程及操作方法。重点：上述几种沉淀方法的概念、原理及其适用范围，盐析法的影响因素对沉淀效果的影响，并能据实际情况予以灵活应用和选择。难点：常用沉淀方法的灵活运用。第6章 膜分离技术本章讲授膜分离过程的分类及定义，膜分离机理，表征膜性能的参数，膜分离传递理论，超滤速度的影响因素，超滤膜污染及再生，超滤的操作方式及设备，膜分离过程的应用实例。通过本章学习要求学生掌握膜分离技术的分类、原理，膜组件及选择基本原则。重点：膜分离过程的分类，概念，

6、实质及其适用范围。超滤速度的四种影响因素的影响情况，超滤膜污染的三种常规处理方法，膜分离机理的两种模型（即毛细管流动模型和溶解扩散模型）,传递理论中过滤模型和浓差极化问题，超滤器的型式及其方式。难点：膜分离机理和传递理论。第7章 萃取技术本章讲授萃取法的分类和应用，溶剂萃取泡沫分离、双水相萃取、超临界萃取的特点和的原理；熟悉技术过程、工艺组成、设备构造和一般操作技术、实例。通过本章学习要求学生掌握萃取技术的基本原理、类型，不同萃取技术两相构成、选择，不同产品萃取技术的选用，以及设备构成。重点：萃取过程的理论基础，分配定律、分配因子，乳化与去乳化问题控制，单击萃取、多级逆流萃取、多级错流萃取技术

7、的萃取效率、级数计算，实验室操作相关数据的计算、优化；双水相萃取相图构成、体系构成及介质回收；超临界萃取技术特点、设备构成，工艺操作方式。难点：萃取基础理论，萃取方式及过程计算；双水相萃取相图构成。第8章 吸附与离子交换本章讲授吸附类型、常用的吸附剂，影响吸附过程的因素和吸附剂的性质；离交树脂的分类及其定义，离交树脂的合成（学生自学），离交树脂的理化性能和测定方法，离交过程的理论基础，离交过程的选择性，树脂和操作条件的选择及运用举例。通过本章学习要求学生能够熟练地据实际情况选择合适的树脂和操作方式。重点：离子交换树脂的分类，概念及其适用范围，离子交换树脂的理化性能和测定方法，格雷戈公式的推导和

8、离子交换机理及其数学表达式，离交速度的影响因素的影响情况，离交过程的运用学理论和使离子层分层明显的三种常用方法，能够熟练地据实际情况选择合适的树脂和操作方式。难点：离交过程的理论基础和选择性，格雷戈公式的推导和离子交换机理及其数学表达式。第9章 色层分离法本章讲授色层色层分离法的分类及其概念，柱层析技术，吸附层析技术，离交层析技，生物亲和层析技术，分配层析技术，凝胶过滤技术，电泳技术，薄板层析技术。重点：上述各技术的原理、操作方式、操作过程、所用装置和材料的选择、适用范围，能够灵活熟练地运用这些技术。难点：常用层析法的分类及其合理选用。第10章 电泳本章讲授电泳动电过程、理论基础，影响电泳迁移

9、率的因素，电泳的类型，包括区带电泳、等速电泳、等点聚焦、免疫及制备电泳，学习电泳的其他用途。重点：区带电泳、等速电泳、等点聚焦、免疫及制备电泳难点：电泳动电过程、理论基础第11章 结晶本章讲授结晶的基本原理，结晶的类型、过程，结晶和重结晶技术的操作方式，影响结晶的因素，预测和改善结晶的基本方法。重点：结晶的类型、过程，结晶和重结晶技术的操作方式难点：结晶的类型、过程第12章 成品干燥本章讲授生物产品干燥方法、方式，包括对流干燥、喷雾干燥、升华干燥、真空低温干燥。重点：对流干燥、喷雾干燥、升华干燥。难点：干燥方式选择，生物制品成品的干燥方法。4.实验教学内容及要求实验目的及要求：大纲所列实验分必

10、做和选做两类，教师可根据教学实际条件选择实验。要求每个学生必须亲自动手做实验，并独立完成实验报告。主要仪器设备：紫外可见光分光光度计，电子分析天平，冰箱，恒温干燥箱，索氏提取仪，恒温水浴锅，铁架台，抽滤装置，凝胶层析柱，高效液相色谱仪等。序号实验项目名称性 质类 型学 时1芦荟/银杏粗多糖的提取必做验证32芦荟/银杏中总糖含量测定必做验证33柱层析技术在生物产品分离中的应用必做验证64黄连素的提取、精制及产品质量检验必做综合125银杏叶黄酮的分离与纯化选做综合125.学时分配参考表章 次内 容授课学时数实验时数备 注1绪论22蛋白质的稳定性和保存23发酵液的预处理和菌体回收 24细胞破碎与分离25沉淀法626膜分离技术47萃取技术（溶剂、泡沫、超临界、双水相）18128吸附与离子交换技术869色层分离法2310电泳611结 晶312成品干燥116.考核与成绩评定成绩考核评定：理论课考试卷面成绩占60%；平时成绩占10%，包