《生物工艺学》教学大纲

《生物工艺学》教学大纲一、课程基本信息课程名称生物工艺学课程编码008英文名称Biotechnology课程类别专业课学分数2.5开课学期7总学时及其分配总学时讲课实验上机其它机动40400000适用专业生物工程二、课程目的和任务《生物工艺学》是反映生物技术产品在生产过程中的基本原理和应用的一门课程。是将生命科学的原理和方法应用到工业过程，以获得生物产品或为社会服务。通过现代生物技术的运用，人们对生物学系统进行开发以满足对医学、药学、食品和化学等高价值物品的需求。通过生物工艺学课程的学习，使学生熟悉生物产品生产的工艺流程及常用术语，熟悉生物生产过程优化与放大，为今后从事生物工程的有关科研和生产打下良好的基础。《生物工艺学》基于生物学知识和工程学概念，解决的是生物技术产业化进程中的关键问题，是工业生物技术的核心。课程教学跳出具体的产品，而是按生物产品的典型流程编排教学内容，强调对生物学与工程学基本原理的理解，强调对生物产品生产过程的共性规律的掌握，同时也能了解生物过程研究的多样性。重点让学生理解基本原理在生物产品中的应用，同时对生产过程工艺流程有一个完整的认识。课程内容安排时以生物学现象为切入口，中间引入工程学概念，通过整个课程的学习让学生建立起产品生产过程生物学基础和工程学基础的完整概念。三、本课程与其它课程的关系本课程的教学目标是通过微生物学、生物化学、生化反应工程、物理化学、化工原理和生物分离工程等课程的学习，将这些知识应用于生物产品的生产过程，使生产过程更好地符合客观规律，从而提高生物产品的质量和产率。通过本课程的学习，学生将掌握发酵过程的基本原理和工艺过程，为进一步的毕业实习和实际工作奠定理论基础。四、教学内容、重点、教学进度、学时分配（一）生物工艺学概论（2学时）1、主要内容生物工艺学的特点；生物技术的发展简史；生物技术的应用；国内外研究概况及发展趋势；生物工程产品的一般生产过程。2、重点生物工程产品的一般生产过程。3、教学要求了解生物工艺学的特点、生物技术的发展简史、生物技术的应用、国内外研究概况及发展趋势；熟悉生物工艺学的研究内容；掌握生物工程产品的一般生产过程。（二）微生物代谢调节及在工业生产中的应用（4学时）1、主要内容基本代谢的调节；微生物代谢亚网络的调节模式；微生物次级代谢的调节；代谢工程在发酵生产中的应用。2、重点基本代谢的调节，代谢工程在发酵生产中的应用。3、教学要求了解次级代谢物的生物合成和代谢工程在发酵生产中的应用；熟悉微生物代谢亚网络的调节模式；掌握基本代谢的调节方法。（三）菌种选育（4学时）1、主要内容概述；生物物质产生菌的筛选；菌种选育；菌种的保藏和复壮。2、重点生物物质产生菌的筛选，菌种选育。3、教学要求了解工业生产对菌种的要求和菌种的获取方式，了解生产用菌种的保藏方法和复壮方法；熟悉从自然界中筛选特定生物物质产生菌的常用方法；掌握菌种选育的方法。（四）培养基（4学时）1、主要内容培养基的种类及功能；工业生产用培养基的特殊性；培养基的成分及来源；培养基的设计及优化。2、重点培养基的设计及优化。3、教学要求了解培养基的种类及功能，了解工业生产用培养基的特殊性；熟悉常用的几种原材料转换方法；掌握培养基的设计及优化的方法。（五）灭菌（2学时）1、主要内容消毒与灭菌方法；培养基和设备灭菌；空气除菌。2、重点设备灭菌和空气除菌的方法。3、教学要求了解灭菌与消毒的区别，掌握分批灭菌和连续灭菌的方法，掌握空气除菌的几种常用方法，熟悉空气预处理的流程。（六）种子扩大培养（1学时）1、主要内容种子制备工艺；种子质量的控制措施。2、重点种子质量的控制措施。3、教学要求了解种子制备工艺流程；熟悉确定种子罐级数的方法；掌握种子质量的控制措施。（七）发酵工艺控制（12学时）1、主要内容引言；发酵过程技术原理；发酵条件的影响及其控制；泡沫对发酵的影响及其控制；发酵终点的判断；发酵过程参数监测的研究概况；发酵用生物反应器；发酵过程优化与放大概论。2、重点发酵条件的影响及其控制。3、教学要求了解研究发酵动力学的一般步骤，了解不同发酵方式的特点，了解发酵过程参数监测的研究概况，了解发酵过程优化与放大的方法；掌握基质浓度、温度、pH、DO、泡沫等发酵参数的测定方法、对发酵过程的影响和控制措施，掌握发酵终点的判断方法；熟悉发酵用生物反应器。（八）工业发酵染菌的防治及处理（2学时）1、主要内容工业发酵染菌的危害；染菌的检查、原因分析和防治措施。2、重点染菌的检查、原因分析和防治措施。3、教学要求了解工业发酵染菌的危害，了解常见设备、管道的死角；熟悉不同时期染菌对发酵的影响，熟悉一般杂菌污染途径与预防措施；掌握判断染菌的方法。（九）动物细胞培养（4学时）1、主要内容概述；细胞培养物的特性；培养基；细胞培养的基本方法；细胞培养用生物反应器。2、重点细胞培养的基本方法。3、教学要求了解细胞培养用的生物反应器；掌握动植物细胞培养时所用的培养基和基本培养方法；熟悉动植物细胞培养物的特性。（十）生物产品分离纯化概述（1学时）1、主要内容生物产品下游加工过程概论；发酵液的预处理和固液分离方法简介；生物产品的分离纯化方法简介。2、重点生物产品分离纯化的一般流程。3、教学要求复习生物产品分离纯化过程。（十一）生物产品生产举例（4学时）1、主要内容氨基酸生产工艺；抗生素生产工艺。2、重点发酵产品的典型流程在具体产品生产中的应用。3、教学要求了解抗生素、氨基酸等生产规模较大的生物工程产品的生产全过程；熟悉发酵产品的典型流程在具体产品生产中的应用。五、实践教学内容要求本课程相关实践教学内容单独设课，实践教学内容和要求在生物工艺学课程设计教学大纲中详细列出。六、课程考核方式考试课，闭卷考试。七、建议教材与教学参考书1、建议教材[1]俞俊棠主编．新编生物工艺学（上、下册）．第一版.北京：化学工业出版社．20032、教学参考书[1]梅乐和主编．生化生产工艺学．第一版.北京：科学出版社．2000[2]姚汝华主编．微生