生物工程专业

生物工程专业 (专业代码:081801) (Bioengineerin) 曲阜师范大学生命科学学院 2003.11 生物工程专业(非师范)教学计划(081801) Bioengineering 生物工程专业为2003年新上专业，下设发酵工艺、现代生物技术和生物教育三个方向。主要学习微生物学、生物化学、化学工程、发酵工程等方面的基本理论和基本知识，受到细胞培养与选育、生物技术与工程等方面的基本训练，培养学生具有科学的思维方法、工程设计能力以及外语综合运用能力;提高学生创新能力和获取新知识的能力、信息处理能力。与本专业相近的专业有生物科学、生物技术、食品工程专业等。 一、培养目标与要求 培养目标: 本专业培养掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能，能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。 培养要求: 毕业生应获得以下几个方面的能力: 1. 掌握微生物学、生物化学、化学工程、发酵工程等学科的基本理论和基本知识; 2. 掌握细胞培养与选育、生物技术与工程等方面的基本技术; 3. 具备在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力; 4. 熟悉国家生物工程产品安全性评价和检测技术及知识产权等有关政策和法规; 5. 了解当代生物工程产品产业化发展动态和应用前景; 6. 掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。 二、学制与修业年限 学制四年，修业年限三到六年。采用弹性学制，学生必须修满规定的学分数。 三、主干课程及主要专业实验 主干课程: 基因工程原理与技术、细胞工程原理与技术、酶工程、发酵工程、分子生物学、化工原理、生物反应器工程、生化分离工程、生物工程设备、生物工艺学、发酵工厂工艺设计等。 主要专业实验: 生物化学实验、微生物学实验、分子生物学实验、基因工程实验、细胞工程实验、发酵工程实验、生化分离工程实验、生物工程综合实验、物理化学实验、化工原理实验等。 四、学位授予 1 理学学士。 五、专业实习和毕业实习 深入工厂车间学习生化药品、生物制品等工艺流程及设备的使用情况。专业实习安排在第六学期，时间约2周，记2学分;毕业实习安排在第八学期，时间约8周，记8学分。 六、毕业(设计) 毕业论文和是培养、检查学生学习成绩和从事科研工作能力一种重要方式，安排第 8学期，符合要求，计6学分。 七、生产劳动、军事训练 学生在校期间，组织劳动2周;军训2周。劳动课记考核评语，军事训练集中学习，不计学分。 八、教学进程、学时学分总体安排 安排见1、表2、表3、表4。 表1:课程结构、学分分配表 课程类型 修读要求 学时 比例(%) 学分 比例(%) 公共基础课 必修 894 32.8 43 26.7 学科基础课 必修 1223 44.8 66 41 限选 272 9.9 16 9.9 专业方向特色课 任选 136 5.0 8 5.0 综合素质课 任选 204 7.5 12 7.5 专业实习 必修 2周 2 毕业实习 实践 必修 8周 8 (教育实习) 9.9 环节 毕业论文 必修 12周 6 (毕业设计) 合计 2729 100 161 100 表2:时间安排表 2 (单位:周) 第一学年 第二学年 第三学年 第四学年 合计 学年学期 1 2 3 4 5 6 7 8 报到入学 1 1 军 训 3 3 课堂教学 14 19 17 18 18 16 18 120 考 试 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 10.5 毕业实习 8 8 教学实习 2 2 科研训练 12 12 社会实践 1 1 2 机 动 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 3.5 寒 暑 假 4 7 4 7 4 7 4 教育周数 20 21 20 21 20 21 20 20 162 学年周数 52 52 52 44 表3 综合素质课 开课单位 课程编码 课程名称 学时 学分 学期 选课要求 开课校区 32 09100116 现代生物学概论 2 秋 文理科 32 09100216 人类遗传学导论 2 春 文理科 32 09100316 微生物与健康 2 秋 文理科 生 32 09100416 园林花卉学 2 春 文理科 命 32 09100516 生命的起源与进化 2 秋 文理科 科 曲阜 32 学 09100616 花卉与盆景 2 春 文理科 学 09100716 人类生态学 32 2 秋 文理科 院 09100816 营养学 32 2 春 文理科 09100916 环境保护与可持续发展 32 2 秋 文理科 09101016 生物工程与生命 32 2 春 文理科 表4 生物工程专业(非师范)教学计划安排表 课程 课程代码 课程名称 学总学时 备注 开课学期和周学时 考核 3 类型 分 1 2 3 4 5 6 7 8 军事理论 考查 9400110 2 形势与政策 考查 9400210 以讲座或集中上课的形式进行 劳动 考查 94200310 就业指导 考查 9400410 2 读书与实践21学时 马克思主义哲学原理 考试 9400510 3 3 51 读书与实践17学时 马克思主义政治经济学原理 考试 9400610 2 2 34 读书与实践17学时 毛泽东思想概论 考试 9400710 2 2 34 读书与实践21学时 邓小平理论概论 考试 公共基础课9400810 3 3 51 程43学分 思想道德修养 考查 9400910 2 2 34 法律基础 考查 9401010 2 2 34 大学英语 考试 9401110 18 5 5 5 5 340 60 考试 4 9401210 计算机基础及应用 4 3 45 考试 45 考试 3 9401310 C语言 3 30 考试 2 体育 考试 9401410 4 2 2 2 2 136 高等数学 考试 9400111 6 3 3 102 普通物理 考试 9400211 3 3 51 3 51 9400311 无机与分析化学 4 考试 3 24 3 45 9400411 有机化学 3 考试 3 21 68 4 9400511 生物化学 6 考试 48 3 4 64 9400611 植物学概论 6 考试 3 45 4 64 9400711 6 动物学概论 考试 学科基础课 3 45 66学分 3 45 9400811 微生物学 4 考试 3 30 3 45 9400911 细胞生物学 4 考试 3 30 3 48 9401011 分子生物学 4 考试 3 30 9401111 生物工程导论 2 考试 2 34 4 64 9401211 物理化学 5 考试 3 30 4 64 9401311 化工原理 5 考试 3 30 4 64 9401411 发酵工程 考试 5 3 30 9401511 工程制图 3 考试 3 51 9400112 3 生物反应器工程 考试 专业 限 3 51 方向 选发酵工艺方向 3 51 9400212 生化分离工程 4 考试 特色课课 3 27 4 1624学分 3 51 9400312 生物工程设备 4 考试 学 3 27 分 3 51 9400412 生物工艺学 4 考试 3 24 3 34 9400512 发酵工厂工艺设计 3 考试 3 18 2 34 9400612 3 酶工程 考试 3 27 3 36 9400712 细胞工程原理与技术 3.5 考试 3 27 现代生物技术 2 34 9400812 基因工程原理与技术 3 考试 方向 3 24 3 51 9400912 环境生物技术 考试 4 3 24 9401012 3 生物工程综合实验 考试 3 51 9401112 心理学 考试 2 2 34 9401212 教育学 考试 3 3 51 9401312 教育技术学 考试 2 2 34 生物教育方向 9401412 生物学教学论 考试 3 3 51 9401512 中学生物实验教学研究 2 考试 3 45 4 64 9401612 遗传学 6 考试 3 45 生物统计学 考查 9400113 2 2 34 生物工程专业英语 考查 9400213 2 2 34 生物学文献检索 考查 9400313 2 2 34 食品科学概论 考查 9400413 2 2 34 微生物生理学 考查 9400513 2 2 34 微生物遗传与育种 考查 9400613 2 2 34 任氨基酸工艺学 考查 9400713 2 2 34 选生物药物化学技术 考查 9400813 2 2 34 课任选8学分 08应用微生物学 考查 9400913 2 2 34 学生物信息学 考查 9401013 2 2 34 分 生命科学前沿讲座 考查 9401113 2 2 34 环境检测 考查 9401213 2 2 34 仪器分析 考查 9401313 2 2 34 现代细胞生物学技术 考查 9401413 2 2 34 农业生物技术 考查 9401513 2 2 34 生化习题分析 考查 9401613 2 2 34 社科类 不少于6学分 4 综合素质课 自然类 4 12学分 艺术类 不少于2学分 4 专业实习 , 2 实践教学环节 毕业实习 , 8 毕业论文 , 6 2729 总计 161 九、课程简介 5 9400111 高等数学 102学时 6学分 内容提要:函数、极限、连续，一元函数积分学，常微分方程，以及空间解析几何，多元函数微分学，二重积分，级数简介。通过在本课程的学习，使学生获得高等数学最基本的知识和必要的基础理论，以及比较熟练的运算技能，为学生学习生物基础课程提供必要的数学工具，并为进一步学习数学和生物专业课打下初步基础。 9400211 普通物理学 51学时 3学分 内容提要:力学、气体分子运动论及热力学基础、电磁学、振动和波、光学等方面的基础理论及应用。通过本课程的学习，使学生掌握物理学的基本原理和基本规律，并能用来解决生产、科研和生活中的实际问题，为生物技术专业的后续课打好基础。 9400311 无机及分析化学 75学时 4学分 内容提要:无机化学包括原子结构与周期律:化学键与晶体结构:化学热力学初步:反应速度;化学平衡:配位化学:重要元素及其化合物的存在、制备、性质和用途，以及过渡元素、稀土元素、核化学等。通过教学，使学生掌握化学中的一些规律与基本原理，懂得一些与国民经济和新兴技术相关的基本知识，为后续课的学习打好基础。 分析化学是化学学科的一个重要分支，是研究物质的组成、含量、结构及其它各种信息的一门学科，主要包括:酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、重量分析法及吸光光度分析法。通过本课程的学习，要求学生掌握分析化学的基本原理，树立量的概念，学会常见物质的分析方法，并初步具有分析问题和解决问题的能力。 9400411 有机化学 66学时 3学分 内容提要:脂肪烃、芳香烃、卤烃:醇、酚、醚、醛、酮、醌、羧酸、取代酸、羧酸衍生物、含硫含氮有机物、碳水化合物、类脂化合物、旋光异构。通过教学，使学生掌握以上化合物的分类、命名、典型化学性质及有关理论，为学习生物化学打好基础。 9400511 生物化学 116学时 6学分 内容提要:蛋白质化学、核酸化学、酶、维生素与辅酶、生物氧化、糖、脂类、蛋白质、核酸的分解代谢与合成代谢、代谢控制。生物化学是现代生物学专业的重要基础课。通过教学，使学生掌握生命分子的结构、性质、功能及代谢的一般规律，为学习后续课程打好基础。 9400611 植物学概论 109学时 6学分 内容提要:植物形态解剖部分主要介绍植物细胞、组织，植物的跟、茎、叶、花、果实、种子的形态与解剖结构。植物分类部分，介绍植物各大类群间的亲缘关系，种子植物的分类等。通过教学，使学生掌握植物体的构造，生长发育及生殖规律:了解物种形成与系统发育的规律;学会一些观察和实验的基本技能。 9400711 动物学概论 109学时 6学分 内容提要:动物学及其发展史与研究方法:动物体基本结构与机能:原生动物特征、代表动物及与人类疾病;多细胞动物起源:海绵动物形态结构与分类:肠腔动物、扁形动物、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物和鱼类、两栖类、爬行动物、鸟类、哺乳动物等的形态结构、功能及其对环境适应和经济意义，动物的系统演化过程及分子生物学、胚胎学和化石证据、动物的地理分布与区系。通过教学及实验，使学生掌握动物学的基本知识及进化规律，了解一些与国民经济息息相关的动物类群及其养殖开发技术、研究前景，为今后学习奠定基础。 9400811 微生物学 75学时 4学分 内容提要:微生物的形态结构、分类、营养、代谢及调控、生长繁殖及发酵、遗传变异和育 6 种、生态学和污水处理及免疫学基础知识。通过教学使学生建立较深刻的微生物学观点，掌握微生物学的基础知识、基本概念和基本原理，得到基本技能的训练和微生物实际应用能力的提高，并初步学会分析和解决实际问题的能力，为后续课的学习打好基础。 9400911 细胞生物学 75学时 4学分 内容提要:细胞形态结构的观察方法、细胞组分的分析方法、细胞培养和融合、细胞的超微结构与功能、细胞骨架、细胞增殖与调控、细胞的起源与进化。通过学习使学生能够在各层次上(主要在分子水平上)认识细胞生命活动的基本规律。 9401011 分子生物学 78学时 4学分 内容提要:分子生物学是遗传学教学的重要组成部分，对学生考研起到重要的辅助作用。本课程主要内容包括DNA的复制及其调控、基因的转录及其调控、蛋白质的表达及其调控以及遗传重组的机理等。通过本课程的学习，使学生在普通遗传学的知识水平上又提高一步，反过来又对普通遗传学的知识起到了重要的补充。 9401111 生物工程学导论 34学时 2学分 内容提要:在对生物工程的学科基础、研究领域进行简要介绍的基础上，重点阐述基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程、环境生物工程的基本理论、研究领域;现代生物技术与农业、食品、环境、人类、能源及在各领域中的应用和发展前景。通过本课程的学习，帮助学生对生物工程有一个全面和正确的了解。 9401211 物理化学 94学时 5学分 内容提要:本课程是环境科学和生物工程专业的一门专业基础课程。通过本课程的学习，使学生系统地掌握物理化学的基本原理和研究方法，在物理化学基本实验技术方面得到一定训练，初步具有分析和解决有关化学方面实际问题的能力。要求掌握化学热力学、化学动力学、电化学以及表面现象和胶体化学的重要理论内容、原理及规律，学会用热力学函数的增量判断化学和物理变化的方向和限度。 9401311 化工原理 94学时 5学分 内容提要:《化工原理》课程是生物工程专业的一门主干课程。它研究化工生产过程中的物理过程及其设备的共性原理。主要包括物料衡算，能量衡算，过程速率和平衡关系的原则与方法，设备的工艺尺寸确定和过程参数变化规律，过程和设备的运行与强化机理，设备的主要结构及选用方法，过程及设备的实验研究方法。本课程主要任务是培养学生掌握各单元操作的基本原理，具有比较、选用和计算过程及设备的基本能力。 9401411 发酵工程 94学时 5学分 内容提要:发酵工程是生物技术主要内容之一(生物技术包括:基因工程、酶工程、细胞工程和发酵工程等领域。)其内容包括发酵工程的研究状况、发酵菌种的筛选、驯化、培养与保藏，好氧、厌氧发酵工艺的调控与管理，产品的提取、精制，设备的类型结构等。因此是生物工程专业及相关专业的主干课程。通过本课程的学习，使学生掌握更宽广的微生物学实验技术和工业发酵的基本操作技术，可以使学生符合微生物科研和工业发酵等部门对学生知识结构的要求。 9401511 工程制图 51学时 3学分 内容提要:本课程是一门研究用投影法绘制工程图的理论和方法的技术基础课。它研究绘制和阅读机械图样的基本原理和基本方法。其目的是培养学生初步的空间想象能力，同时为培养学生绘制和阅读工程图样的初步能力及制图的基本技能打下必要的基础。通过本门课程的学习，学生应具有一定的图示能力、读图能力、空间想象和思维能力以及绘图的实际技能，为后续课程的 7 学习奠定基础。 9400112 生物反应器工程 51学时 3学分 内容提要:本课程是生物工程等专业的重要专业课。通过本课程的学习，要求学生掌握酶反应动力学及反应器，微生物生长动力学及反应器，动植物细胞生长动力学及培养装置的原理;具备对生物反应器进行操作的能力，具备对生物反应器进行分析、开发、设计的基本能力。 9400212 生化分离工程 78学时 4学分 内容提要:本课程的目的和任务是使学生掌握生物工程下游技术所涉及的一些基础理论，掌握下游技术的一般过程。对一些物质的分离过程的学习，培养学生的实际动手的操作能力。主要介绍生物分离纯化的原理、方法、过程原理及应用。生物产物的分离纯化过程又称生物下游加工过程，是生物技术产品产业化的关键。细胞分离与胞内产物溶解、沉淀、萃取、膜分离、吸附和离子交换、层析、亲和纯化、电泳、结晶、干燥等。重点阐述了近年来生物物质，特别是蛋白质类生物大分子的分离纯化技术的重要发展。 9400312 生物工程设备 78学时 4学分 内容提要:本课程是生物工程专业的专业课，是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体。主要由机械材料、容器、机械传动和通用机械零件以及食品发酵工厂通用的物料输送机械、食品包装机械设备、冷冻设备、锅炉的配套与选型等部分组成。通过学习，使学生掌握微生物工厂的设备流程，设备结构及工作原理，主要设备的设计计算及选型，设备的安装与维护。了解国内外发酵工程设备的新技术新设备及发展动向。使学生初步具有独立分析和解决生产及科研上的工程设备问题的能力。 9400412 生物工艺学 78学时 4学分 内容提要:生物工艺学是生物工程专业的一门专业课。它将各种工艺学的共性理论归纳组成一新体系。系统介绍生物生产过程工艺原理和生产技术，主要包括菌种的选育与种了的扩大培养、培养基制备、灭菌与空气净化、发酵机制、生物反应动力学、生物工艺过程控制、发酵生产染菌与防治、固定化酶与固定化细胞技术、动植物细胞的大规模培养等内容。并对生物工艺产品进行了实例介绍。 9400512 发酵工厂工艺设计 52学时 3学分 内容提要:本课程通过讲授、实习等教学环节，使学生了解发酵工厂机械设备的一般构造，掌握发酵机械设备的工作原理、理论和计算;掌握发酵工厂的设备流程、设备结构及工作原理，主要设备的设计计算及选型，设备的安装与维护。了解国内外发酵工程设备的新技术新设备及发展动向。使学生初步具有独立分析和解决生产及科研上的工程设备问题的能力。 9400612 酶工程 61学时 3学分 内容提要:本课程是生物工程专业一门重要的专业技术基础课程。其任务是培养学生掌握酶的生产和应用的基本理论与基本技术，以增长生物工程的专业知识与技能，为参加毕业设计论文及将来从事生物工程实际工作打下扎实的专业基础。主要讲述酶的生产和应用的基本理论与基本技术，同时介绍酶工程领域的最新科技成果。课程的重点为:酶的发酵法生产，酶的分离纯化合酶的应用。 9400712 细胞工程原理与技术 63学时 3学分 内容提要:细胞工程原理与技术是生物技术专业一门重要的基础课程，是细胞生物学与遗传学的交叉领域，是一门以实验技术操作为主要内容的理论和实践相结合的课程，是在细胞水平上的生物工程，细胞工程所使用的技术主要是细胞培养、细胞融合、细胞分化的定向诱导和显微注 8 射等。本课程的开设对工农业生产和医药实践有重要意义。 9400812 基因工程原理与技术 58学时 3学分 内容提要:基因工程原理与技术是生物技术专业的一门重要课程，是一门以实验课程为主要内容的理论和实践结合的课程，课程包括理论讲述34学时，实验27学时，主要内容包括目的基因的获得，DNA的提取和纯化，DNA的克隆和扩增，表达载体的构建和目的基因的表达，基因表达的检测，表达产物的纯化和鉴定等内容。本课程的另一特点是实验的难度大，每个实验持续的时间长，实验内容起点高，要求参加实验的同学有较好的基本训练基础。 9400912 环境生物技术 75学时 4学分 内容提要:环境生物技术是现代生物技术和环境科学与工程紧密结合而发展起来的新兴交叉学科，已具有较完整的学科体系。现代环境生物技术的应用将为更有效降解复杂化合物和更多的废弃物提供了机会，对于农业的持续发展是一种有巨大潜力的新兴技术。利用工程植物和微生物清除环境污染物和土壤毒物，研究和开发了多种类型的能代替化学杀虫剂的生物农药，以此大大减少化学污染。利用微生物和植物生产新型可降解塑料，以解决白色污染问题以及利用废物处理，开发对环境无害的生物能源和食物等等。 通过本门课的学学习可使学生了解环境生物技术的产生、学科体系与及其生物学基础 (包括微生物学基础、酶学基础、生态学基础)与理论基础 (生化反应计量学、生化反应动力学、生化反应热力学);掌握环境污染治理基因工程技术、环境污染生物治理技术、环境污染生物修复技术、环境污染预防生物技术等。 9401012 生物工程综合实验 51学时 3学分 内容提要:《生物工程综合实验》是生物工程专业的一门专业方向特色课。重点介绍如何在实验室中使用各种类型的生物反应器来培养微生物细胞、植物细胞和动物细胞。为了使反应器操作更为有效，还介绍有关种子制备、无菌操作、灭菌、传感器、控制和放大方面的内容。主要涉及各种生物反应器的微生物细胞、动物细胞和植物细胞培养技术，包括好氧和厌氧发酵工程实验室的建立、实验室规模生物反应器的使用、菌种保藏、接种技术、无菌操作技术、发酵过程的检测与传感器、连续培养和补料分批培养操作技术等内容，以及发酵过程控制、建模和仿真等发酵工程领域的前沿技术。 9401412 生物学教学论 51学时 3学分 内容提要:生物学教学论是一门属于教育科学体系和范畴的课程。研究对象是中学生物学教学。它是在教育学、教育心理学的基础上，结合生物科学的专业知识研究中学生 物学的教学内容、教学方法和教学规律。其内容主要涉及十个方面:生物学教学目的任务:生物学教学内容:生物学教学过程;生物学教学方法:生物学教学组织形式:生物教师的备课、上课与分析课:生物学学业成绩的检查与评定:生物学第二课堂;生物学教学设备:生物学教学研究。通过学习，培养学生规范化教学的基本能力和素质，使学生能胜任中学生物学的教学与教学研究。 9401512 中学生物教学实验教学研究 34学时 2学分 内容提要:多媒体技术在生物教学中的应用与实现方法，重点介绍计算机辅助教学在生物学中的应用与不同性质课型中计算机辅助教学手段的选择原则，要求学生掌握计算机辅助教学课件的制作方法。 9401612 遗传学 109学时 6学分 内容提要:分离定律、自由组合定律、连锁互换定律、遗传的染色体学说、基因作用及其与环境的关系、性别决定与伴性遗传、数量性状遗传、染色体畸变、基因突变、遗传的分子基础、突变和重组机理、细胞质和遗传、遗传与个体发育、遗传和进化等。通过教学，使学生掌握普通 9 遗传学的基本原理，了解遗传学与人类的关系，为后续课程的学习打好基础。 9400113 生物统计学 34学时 2学分 内容提要:生物科学研究的主题原则、文献资料的收集方法、实验室试验和野外试验的设计、实验数据的初步整理、几种常见的概率分布、单个样本和两个样本的统计、假设、检验及参量估2计、X检验、单因素和两因素的方差分析、一元线性回归和相关等。通过教学，使学生了解科学研究从立题、文献收集、实验设计至实验结果处理的全过程，掌握常见的文献资料收集方法，能够进行较完整的实验设计，正确处理实验结果，培养和提高学生独立进行科学研究的能力。 9400213 专业外语 34学时 2学分 内容提要:通过对现代生物学基础学科英文文献的学习，要求学生掌握基础的生物工程专业词汇及基本构词法，掌握对生物工程专业英语的阅读与理解能力和初步的写作能力，能够独立撰写英文摘要。要求学生在本课程学习过程中阅读完24万印刷符号的英文文献。 9400313 生物学文献检索 34学时 2学分 内容提要:生物学文献检索的目的就是从生命科学专业角度出发，介绍文献检索的基本理论和基本概念，结合生物学专业检索刊物使学生掌握生命科学领域的主要检索刊物的使用，并介绍利用Internet检索专业文献的基本知识。本课程主要以讲解为主，辅以实践性查阅及计算机上网等。通过本课程的学习，为学生做毕业论文和以后的工作学习打下坚实的基础。 9401213 环境检测 34学时 2学分 内容提要:环境监测是环境科学的一个重要分支学科。通过本课程的学习使学生全面地认识环境，了解环境的特征与变化，认识其规律，谋求保护环境的对象，环境污染物及污染源，环境监测的手段，国家环境标准。 十、专业基础课及方向分流课教学大纲 《高等数学》教学大纲 同生物科学专业《高等数学》教学大纲。 《普通物理学》教学大纲 同生物技术专业《普通物理学》教学大纲。 《无机及分析化学》教学大纲 同生物科学专业《无机及分析化学》教学大纲。 《有机化学》教学大纲 同生物科学专业《有机化学》教学大纲。 《生物化学》教学大纲 10 同生物科学专业《生物化学》教学大纲。 《植物学概论》教学大纲 同生物技术专业《植物学概论》教学大纲。 《动物学概论》教学大纲 同生物技术专业《动物学概论》教学大纲 《微生物学》教学大纲 同生物科学专业《微生物学》教学大纲。 《细胞生物学》教学大纲 同生物科学专业《细胞生物学》教学大纲。 《分子生物学》教学大纲 同生物科学专业《分子生物学》教学大纲。 《生物工程导论》教学大纲 一、使用说明: 1教学目的与要求 在对生物工程的学科基础、研究领域进行简要介绍的基础上，重点阐述基因工程、细胞工程、 酶工程、微生物工程、环境生物工程的基本理论、研究领域;现代生物技术与农业、食品、环境、 人类、能源及在各领域中的应用和发展前景。通过本课程的学习，帮助学生对生物工程有一个全 面和正确的了解。 2学时和学分:2学分;34学时 3使用教材和参考书 《生物工程导论》岑沛霖 化学工业出版社 2004 参考教材 《现代生物技术概论》程备久主编 中国农业出版社 2003 《现代生物技术导论》顾红雅等 高教出版社 2002 二、主要教学内容: 第1章 绪论 1.1 生物工程的学科基础 1.2 生物工程的研究领域 1.3 生物工程的服务领域 第2章 基因工程 11 2.1 概述 2.2 基因工程的理论基础 2.3 基因工程工具酶 2.4 基因工程载体 2.5 目的基因的获得 2.6 目的基因与载体DNA的连接 2.7 目的基因导入受体细胞 2.8 重组体的筛选 2.9 目的基因的高效表达 2.10 基因工程的应用与发展前景 第3章 细胞工程 3.1 概述 3.2 动物细胞培养 3.3 植物细胞大规模培养 3.4 转基因动植物 3.5 干细胞技术 3.6 组织工程 第4章 酶工程 4.1 概述 4.2 酶的命名和分类 4.3 酶的化学本质、来源和生产 4.4 酶催化反应机理及反应动力学 4.5 酶的固定化和固定化酶反应器 4.7 酶工程的应用 4.8 酶工程的研究进展 第5章 微生物工程 5.1 微生物工程的发展史 5.2 常见的工业微生物 5.3 微生物育种技术 5.4 微生物的营养和生长 5.5 发酵工业的生产流程 5.6 生物反应器和反应动力学 5.7 微生物发酵产品 5.8 资源和能源领域中的微生物工程 第6章 环境生物工程 6.1 环境污染及其现状 6.2 微生物在自然界物质循环中的作用 6.3 环境保护中常见的微生物群及其相互作用 6.4 影响污染物生物降解因素 6.5 典型有机污染物的生物降解机理 6.6 污染物在生态系统中的生物自净原理 6.7 污水好氧生物处理 6.8 污水厌氧生物处理 6.9 生物脱氮脱磷 6.10 废气生物净化与生物脱硫 6.11 污染环境的生物修复 12 《物理化学》教学大纲 同环境科学专业《物理化学学》教学大纲。 《化工原理》教学大纲 Principle of Chemical Engineering 一、大纲使用说明 1课程的目的和任务 《化工原理》课程是生物工程专业的一门主干课程。它研究化工生产过程中的物理过程及其设备的共性原理。主要包括物料衡算，能量衡算，过程速率和平衡关系的原则与方法，设备的工艺尺寸确定和过程参数变化规律，过程和设备的运行与强化机理，设备的主要结构及选用方法，过程及设备的实验研究方法。本课程主要任务是培养学生掌握各单元操作的基本原理，具有比较、 选用和计算过程及设备的基本能力。 2基本要求 1. 掌握流体流动过程的物料和能量衡算，掌握阻力的本质及计算; 2. 掌握沉降速度计算，掌握板框过滤机的计算; 3. 掌握稳定传热条件下间壁传热方式的分析和计算，列管换热器的设计; 4. 掌握吸收塔的基本计算，传质单元和传质单元高度的意义与计算; 5. 掌握精馏原理及精馏塔的计算方法; 6. 掌握填料塔、板式塔设计方法和水力学验算; 7. 掌握干燥过程的基本原理和计算。 3学时和学分 5学分;总学时94，其中讲课64，实验34 4使用教材和参考书 《化工原理》第二版 王志魁 化学工业出版社 1998 参考教材: 《化工原理》(上、) 第二版 陈敏恒 丛德滋 方图南等 化学工业出版社 1999 《化工原理》(上、下册) 第二版 谭天恩 麦本熙 丁惠华 化学工业出版社 1998 《化工原理例题与习题》第三版 姚玉英 化学工业出版社 1998 二、主要内容: 绪 论 1(化工过程与单元操作 2. 课程的性质、任务、内容及其重要性 3. 单位及单位换算 4. 常用基本概念:物料衡算，热量衡算 第一章 流体流动 一、讲课内容 1. 静力学原理及其应用 2. 流体流动的质量衡算和机械能衡算 3. 牛顿粘性定律、层流和湍流，圆管中流体的流速分布，流动边界层概念 4. 流体流动的机械能损失，因次分析法 5. 管路计算、流速、流量的测量 二、基本要求 1. 理解 流体的密度、比容、压力的意义及计算 13 流量、流速、稳定流动和不稳定流动 粘度、牛顿粘性定律、流体的流动形态、流体流动边界层 阻力产生的原因及因次分析法 2. 掌握 流体静力学方程及应用 流体流动系统的物料衡算,机械能衡算及柏努利方程的物理意义和应用 阻力计算通式，直管阻力和局部阻力的计算 简单管路的计算，毕托管、孔板流量计和转子流量计的测量原理及应用 3.了解:复杂管路的计算 第二章 传热 一、讲课内容 1. 热量传递 2. 傅立叶定律及其在一维稳态传导中的应用 3. 对流传热过程，对流传热系数及其主要影响因素 4. 热辐射 5. 两流体间壁传热过程计算 6. 常用换热器的类型与分类 7. 加热与冷却方法，常用换热设备，传热过程的强化，典型换热器的传热计算与设计 二、基本要求: 1. 理解 对流传热的基本概念，牛顿冷却定律;对流传热系数的影响因素及因次分析法 2. 掌握 傅立叶定律及其应用 对流传热系数的关联式的选用及计算 两流体间壁传热过程的传热计算 列管换热器的结构、选用原则及设计计算 3. 了解 传热的三种基本方式及在化工生产中的应用 热辐射基本概念，两物体间的相互辐射及设备热损失的计算 常用换热器类型及结构 加热和冷却方法、传热设备、传热过程的强化途径 第三章 吸收 一、讲课内容 1. 分子扩散的和费克定律 2. 等分子反向扩散和通过静止组分的单向扩散，对流传质，相际传质 3. 气液相平衡和亨利定律 4. 吸收流程和溶剂的选择 5. 传质速率和传质系数 6. 吸收塔计算，传质单元高度和传质单元数的计算 7. 传质理论 二、基本要求 1.理解 分子扩散和费克定律 双膜理论 2.掌握 对流传质，相际传质，等分子反向扩散，单向扩散等基本概念 亨利定律及其应用 传质速率方程及总传质系数 14 吸收操作线方程，吸收剂的用量，最小液气比，传质单元数及传质单元高度的计算，吸收塔 的填料高度计算 3.了解:吸收流程和溶剂的选择原则 第四章 蒸馏 一、讲课内容 1.双组分混合液的汽液平衡 2.平衡蒸馏和简单蒸馏 3.精馏原理，理论板，理论板计算方法 4.塔板效率，等板高度，间歇蒸馏，其它蒸馏方式 二、基本要求: 1.理解 蒸馏原理，理想溶液及拉乌尔定律 平衡蒸馏、简单蒸馏 精馏原理、理论板、恒摩尔流假设 2.掌握 t-x-y图、x-y图、挥发度、相对挥发度、相平衡方程 精馏操作线方程及应用，q线方程及应用，进料板位置的确定、理论板的计算法、适宜回 流比的选择 3.了解 非理想溶液的平衡关系 精馏塔的能量衡算及节能 第五章 固体干燥 一、讲课内容 1.固体干燥，湿空气性质和湿度图;干燥器的物料衡算和热量衡算 2.湿分在气固两相间平衡，气固两相间热质传递 3.恒定气液条件下的固体干燥速率、临界含湿量、干燥时间计算,典型干燥设备 二、基本要求: 1.掌握 湿空气的性质及湿度图的应用，干燥过程中的物料衡算和热量衡算，干燥过程图解法; 干燥机理，自由水与平衡水，结合水与非结合水的概念 恒定条件下干燥速率的计算方法，干燥曲线和干燥速率曲线，干燥时间计算 2.了解 干燥过程特征、干燥方法分类及应用 干燥器类型及其应用 15 《发酵工程》教学大纲 一、大纲使用说明: 1课程的性质和任务 生物技术是当今六大高新技术之一，它具有涉及领域宽、涵盖范围广、基础性强的特点，是现代生物学与相关学科交叉融合发展的产物。而发酵工程是生物技术主要内容之一(生物技术包括:基因工程、酶工程、细胞工程和发酵工程等领域。)其内容包括发酵工程的研究状况、发酵菌种的筛选、驯化、培养与保藏，好氧、厌氧发酵工艺的调控与管理，产品的提取、精制，设备的类型结构等。因此是生物工程专业及相关专业的主干课程。通过本课程的学习，使学生掌握更宽广的微生物学实验技术和工业发酵的基本操作技术，可以使学生符合微生物科研和工业发酵等部门对学生知识结构的要求。 2课程教学的基本要求 本课程要求学生掌握微生物学富集培养、厌氧培养、培养物保藏、原生质体融合、酶及细胞固定化和现代微生物分类及鉴定等技术;熟悉发酵工业的过程和生物反应过程的基本单元和操作。使学生牢固掌握这些技术的原理、方法和应用，为今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。 3学时和学分 5学分;总学时94，其中讲课64，实验30 4使用教材和参考书 《微生物工程》曹军卫 马辉文编著 科学出版社 2000 参考书: 《微生物工程工艺原理》姚汝华 华南理工大学出版社2000 《新编生物工艺学》(上、下册)俞俊堂 唐孝宣 化学工业出版社 2003 《工业微生物学》李宗义 中国科学技术出版社 2002 二、主要内容: 第一章 概论(2学时) 一、发酵工程的发展简史 二、发酵工程的应用 第二章 生产菌种的筛选(3学时) 一、生物物质产生菌的筛选 二、菌种的分离纯化 三、性能测试 第三章 优良菌株的选育(3学时) 一、自然选育 二、诱变育种 三、杂交育种 四、原生质体融合技术 五、基因工程技术 第四章 生产菌种的退化、复壮与保藏(3学时) 一、菌种退化 二、复壮方法 三、菌种保藏方法 四、菌种的合理使用 五、菌种的保藏机构 第五章 发酵代谢与调节控制(3学时) 一、微生物的酶 16 二、微生物的呼吸作用与产能代谢调控 三、常见微生物的酶及其应用 第六章 微生物的营养与培养基(3学时) 一、微生物的营养 二、微生物的营养类型 三、培养基的类型 四、四大类微生物的基本培养基 第七章 发酵工艺控制(4学时) 一、温度对发酵的影响及调控 二、PH对发酵的影响及调控 三、氧对发酵的影响及调控 四、二氧化碳对发酵的影响及调控 五、泡沫对发酵的影响及调控 第八章 发酵参数的检测与自动控制(3学时) 一、参数的检测 二、发酵的自动控制 第九章 培养基和设备灭菌及有关计算(4学时) 一、灭菌方法 二、批量灭菌 三、连续灭菌 四、灭菌中的有关计算 第十章 发酵设备(4学时) 一、通用式发酵罐 二、自吸式发酵罐 三、带升式发酵罐 四、塔式发酵罐 五、其它发酵罐 第十一章 空气除菌设备(3学时) 一、空气除菌方法 二、空气过滤器的设计原理 三、空气除菌设备的组成元件 第十二章 厌氧发酵及设备(6学时) 一、厌O发酵工艺 2 二、厌O发酵设备 2 三、酒精发酵 四、啤酒发酵 第十三章 产品提取与精制方法(4学时) 一、发酵液的预处理 二、各类提取方法 三、选择提取方法的依据 四、各类精制方法 第十四章 提取与纯化设备(6学时) 一、过滤设备 17 二、离心设备 三、离子交换设备 四、蒸发设备 五、干燥设备 六、蒸馏设备 第十五章 基因工程产品的发酵生产(4学时) 一、基因工程产品发展与现状 二、影响因素 1. 宿主细胞 2. 载体系统 3. 基因剂量 三、工程菌的稳定性问题 1. 不稳定性的表现 2. 引起不稳定的因素汲对策 四、非E.coli系统的基因工程系统 1. 芽孢杆菌基因工程系统 2. 放线菌基因工程系统 3. 棒状杆菌基因工程系统 4. 酵母基因工程系统 第十六章 下游加工概述(2学时) 一、下游加工特点 二、一般流程和单元操作 三、膜技术在分离纯化中的应用 四、下游技术的发展趋势 第十七章 传感器在发酵上的应用(4学时) 一、传感器的基本原理及类型 1. 原理 2. 类型 二、发酵传感器 1. 发酵过程对传感器的要求 2. 发酵传感器的分类 3. 发酵过程其它重要检测技术 4. 发酵过程的模型化与优化控制 第十八章 生产举例(2学时) 一、抗生素生产 二、氨基酸生产 三、污水处理生产 18 《工程制图》教学大纲 一、使用说明 1. 课程的性质和任务 本课程是一门研究用投影法绘制工程图的理论和方法的技术基础课。它研究绘制和阅读机械 图样的基本原理和基本方法。其目的是培养学生初步的空间想象能力，同时为培养学生绘制和阅 读工程图样的初步能力及制图的基本技能打下必要的基础。通过本门课程的学习，学生应具有一 定的图示能力、读图能力、空间想象和思维能力以及绘图的实际技能，为后续课程学习奠定基础。 本课程的主要任务: (1)学习正投影法的基本原理及其应用; (2)培养绘制和阅读工程图的能力及初步的空间想象能力和空间分析能力; (4)培养认真负责的工和态度和严谨细致的工作作风以及自学能力、分析问题和解决问题 的能力、创新能力。 2. 教学目的与要求 本课程是工科学生的必修技术基础课。通过本课程的学习，培养制图和读图的基本能力，为 后续课及课程设计和毕业设计打下必要的基础。 3. 课程的教学基本要求 (1)掌握正投影的基本理论和作图方法。 (2)能正确使用绘图工具和仪器，掌握作图的技能和方法。 (3)了解计算机绘图的基本知识，初步掌握一种绘图软件的使用方法。 (4)能正确绘制和阅读工程图样，所绘制的图样应符合国家标准。 4. 课程教学要求的层次 在教学要求中，熟练掌握的内容是必考范围;了解、掌握的内容是选考范围。 5. 使用教材:《工程制图》李爱军等 高教出版社 2003 参考教材: 《工程制图基础》(教育部规划)宋子玉 高教出版社 2003 《画法几何及机械制图》(应用理科及非机类各专业用(修订本)熊人礼等编，重庆大学 出版社 《机械制图》(第四版) 同济大学等院校编 高教出版社 《画法几何及工程制图》(第二版)西安交大编 高教出版社 《机械制图基础》 赵安国编 重庆大学出版社 6.考试方式: 闭卷;考试内容包含课程教学要求层次的大致比例为: 层次 比例 了解 <10% 掌握 50%,60% 熟练掌握 30%,40% 7.建议学时分配:51学时 序号 教学内容 课内学时 1 绪论 0.5 2 制图基本知识和基本技能 3 3 计算机绘图 3 4 投影的基本知识 1.5 5 点、直线和平面的投影 6 6 换面法 4 7 立体 5 8 组合体 6 9 轴测投影图 6 10 图样画法 6 11 化工制图 4 12 机械图 6 19 二、教学内容和教学要求 第一章 绪论 基本内容:本课程的地位、性质、任务和学习方法 教学目的与要求: 1. 了解图样在工程中的作用; 2. 了解本课程的学习方法。 第二章 制图基本知识和基本技能 基本内容: 1. 制图基本规定 2. 绘图工具及其使用 3. 基本几何作图 4. 平面图形的尺寸标注 教学目的与要求: 1. 掌握国家标准《技术制图》中图幅、比例、字体、图线、尺寸注法的基本规定; 2. 了解制图的一般方法和步骤，掌握常用绘图工具的正确使用方法; 3. 掌握线段等分、圆周等分、斜度、锥度、圆弧连接的画法;了解椭圆的画法; 4. 掌握带有圆弧连接平面图形的尺寸标注。 第三章 计算机绘图 基本内容: 1. 软件介绍 2. 软件使用 教学目的与要求: 掌握用一种绘图软件绘制电子、电气、化工等简单工程图的方法。 第四章 投影的基本知识 基本内容: 1. 投影法 2. 平行投影的基本性质 3. 工程上常用的投影法 教学目的与要求: 1. 了解中心投影的形成和平行投影的形成; 2. 掌握平行投影的基本性质; 3. 了解工程上常用的投影法(多面正投影法、轴测投影法、透视投影法、标高投影法)。 第五章 点、直线和平面的投影 基本内容: 1. 点的投影 2. 直线的投影 3. 平面的投影 教学目的与要求: 1. 掌握点的三面投影及两点相对位置的投影特性和作图方法; 2. 掌握各种位置直线及直线上点的投影特性和作图方法; 3. 掌握各种位置平面及平面上点、直线的投影特性和作图方法。 第六章 换面法 基本内容: 1.换面法的基本知识 2.换面法的应用 教学目的与要求: 20 1.掌握一次换面法的原理及作图方法; 2.掌握用一次换面法求一般位置直线的实长及其对投影面的倾角和投影面垂直面的实形。 第七章 立体 基本内容: 1. 基本几何体及其表面上点、线的投影 2. 立体截切 3. 立体相贯 教学目的与要求: 1. 熟练掌握棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球的投影特性和作图方法以及在其表面作点、线的 方法; 2. 熟练掌握用特殊位置平面截切上述立体的作图方法; 3. 掌握两轴线正交回转体相贯线的基本作图方法(两回转体轴线均垂直于投影面，所用辅 助平面为投影面的平行面)。 4. 掌握用计算机绘制立体投影图的方法。 第八章 组合体 基本内容: 1. 画组合体投影图的方法和步骤 2. 读组合体投影图的方法和步骤 3. 组合体的尺寸注法 教学目的与要求: 1. 熟练掌握组合体投影图的画法与读法; 2. 掌握组合体的尺寸注法，所注尺寸要求完整、清晰，符合国家标准的规定。 第九章 轴测投影图 基本内容: 1. 轴测投影图的形成 2. 正等轴测投影图 3. 斜二等轴测投影图 教学目的与要求: 1. 了解轴测图的形成; 2. 掌握正等轴测图和斜二等轴测图的画法和读法。 3. 掌握用计算机绘制轴测图的方法。 第十章 图样画法 基本内容: 1. 视图 2. 剖视图 3. 剖面图 4. 规定画法与简化画法 教学目的与要求: 1. 熟练掌握视图、剖视图(用单一平面剖切)和剖面图的画法及标注; 2. 了解常见的规定画法和简化画法(局部放大图、肋板的画法、均布孔和轮辐的画法)。 第十一章 电子、电气制图(适用电子、电气、计算机工程类)* 基本内容: 1. 系统图和框图 2. 电路图 3. 接线图 4. 线扎图 教学目的与要求: 21 1. 掌握系统图和框图的画法和读法 2. 熟练掌握电路图、接线图的画法和读法 3. 了解线扎图的画法和读法 4. 掌握计算机绘制电气图的方法 第十二章 化工制图(适用化轻工工程类) 基本内容: 1. 塔式设备图 2. 管路图 教学目的与要求: 1. 了解塔式设备的特点 2. 了解管路图的画法和读法 第十三章 机械图 基本内容: 1. 零件图的内容 2. 典型零件的表达方法 3. 螺纹及紧固件 4. 装配图简介 教学目的与要求: 1. 了解零件图的内容及画法 2. 能阅读与绘制简单零件图(视图数量包括剖面图在内不多于3个) 3. 能阅读简单的装配图(非标准零件数约4件); 4. 掌握螺纹、螺纹紧固件的规定画法。 《生物反应工程》教学大纲 一、使用说明: 1课程性质与基本要求 本课程是生物工程等专业的重要专业课。通过本课程的学习，要求学生掌握酶反应动力学及 反应器，微生物生长动力学及反应器，动植物细胞生长动力学及培养装置的原理;具备对生物反 应器进行操作的能力，具备对生物反应器进行分析、开发、设计的基本能力。 2学时与学分 3学分;51学时 3使用教材及主要参考书 《生物反应工程基础》戚以政 夏杰著 化学工业出版社2004 参考书: 《新编生物工艺学》(下册)俞俊棠等 化学工业出版社2003 《生物反应工程》(Bioreaction Engineering)北京化工大学 4学时分配 章 次 上课学时 一 2 二 11 三 6 四 10 五 8 六 7 七 6 机动 1 总计 51 22 二、主要内容及要求: 第一章 绪论(2学时) 1(生化反应过程 简单介绍生化反应过程的任务、特点、分类。 2(生物工程与生物反应工程 详细介绍生物反应工程的研究对象、内容、方法。 第二章 均相酶催化反应动力学(11学时) 1(酶催化反应的基本特征 简单介绍酶催化反应和普通化学催化反应的共同性。详细介绍酶的催化特性。 2(简单酶反应动力学 详细介绍简单酶催化反应模型、拟平衡法、拟稳态法以及酶动力学参数的求取方法。 3(有抑制的酶催化反应动力学 详细介绍竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争抑制及混合抑制动力学的共性和特性，与无抑制动力学的关系。底物抑制和产物抑制的特点以及减小抑制的方法。 4(复杂酶催化反应动力学 详细介绍多底物酶催化反应动力学(包括随机机制、顺序机制和乒乓机制)。简单介绍变构酶催化反应动力学。 5. 影响酶催化反应速度的因素 详细介绍pH和温度对酶催化的影响的机理、规律。 6. 酶的失活动力学 详细介绍未反应酶失活动力学，简单介绍反应酶的失活动力学。 本章的重点: M,M方程的推导、应用，各参数的意义及求取。 第三章 固定化酶催化反应动力学(6学时) 1(固定化酶催化的动力学特征 简单介绍固定化酶的方法、酶固定化后活性和稳定性的变化、扩散效应。 2(外扩散限制效应 详细介绍外扩散产生的原因，外扩散对速度的影响，反应速度的求取，有效因子的定义、计算。 3. 内扩散限制效应 详细介绍固定化酶颗粒的结构的描述，颗粒内组分的浓度分布、反应速度计算，内扩散的有效因子的定义与计算。 4. 内外扩散同时存在时的限制效应 简单介绍内外扩散的共同效应，内外扩散阻力影响下的动力学特征，减小内外扩散阻力的措 施。 本章的重点: 外扩散存在下反应速度的计算。内扩散存在下颗粒内组分的浓度分布和反应速度计算。 第四章 细胞反应过程动力学(10学时) 1(细胞反应过程计量学 详细介绍细胞分子式、细胞反应元素衡算方程，各种得率系数的定义和相互间的关系。 2(细胞生长非结构动力学 概括介绍细胞生长动力学模型。详细介绍速度及比生长速度、细胞生长阶段。重点介绍Monod方程。详细介绍有抑制的细胞生长动力学及减小抑制的措施。详细介绍温度和pH对细胞生长的影响。 3. 基质消耗与产物生成动力学 详细介绍基质消耗、产物生成与热产生速度与细胞生长的关联及模型。 4(细胞死亡动力学 详细介绍细胞热死亡动力学模型。 23 5(细胞反应动力学参数的估算 详细介绍积分反应器与微分反应器。强调Monod方程动力学参数的求取与酶反应M,M方程的相同之处。 6(固定化细胞反应动力学 简单介绍固定化细胞内扩散的影响。 本章重点: 细胞生长Monod方程的应用、参数求取。 第五章 生物反应器的设计与分析(8学时) 1(生化反应器设计概论 详细介绍反应器的分类、物料衡算、热量衡算。 2(间歇操作搅拌槽式反应器 详细介绍间歇反应器的反应时间、反应器体积计算及优化设计。 3. 连续操作搅拌管式反应器 详细介绍连续管式反应器的特点、实用体系、与间歇反应器的关系。 4(连续操作搅拌槽式反应器 详细介绍连续搅拌槽式反应器的特点、单级操作、多级串联操作、带循环操作反应器的设计 计算。简单进行管式反应器与槽式反应器的比较。 5. 半间歇半连续操作反应器 简单介绍流加操作反应器、反应与分离耦合反应器。 6(动植物细胞培养反应器 简单介绍动植物细胞培养与微生物细胞结构区别，对设备的要求差异。详细介绍笼式、贴壁、 微载体等培养方法与设备。 本章重点: 间歇反应器的反应时间、反应器体积计算及优化设计。连续搅拌槽式反应器的特点、单级操 作、多级串联操作、带循环操作反应器的设计计算。 第六章 生化反应器的传递过程(7学时) 1(发酵介质的流变特性 简单介绍发酵介质的流变特性。 2(氧的传质反应模型 详细介绍氧的传递模型、双膜理论、影响因素、测定溶氧速度的方法。 3(机械搅拌槽式反应器的传递特性 详细介绍搅拌反应器内的流型、搅拌器的形式、搅拌功率的计算、ka的估算。 L4(气体搅拌塔式反应器的传递特性 简单介绍气体搅拌塔式反应器的结构，详细介绍操作状态、气泡直径、气含率、传质系数的 估算。 5(生化反应过程的传热特性 简单介绍反应的热效应、反应过程的传热。 本章重点: 氧的传递模型、双膜理论、测定溶氧速度的方法。搅拌反应器内的流型、搅拌器的形式、搅拌功率的计算、ka的估算。 L 第七章 生化反应器的流动模型与放大(6学时) 1(停留时间分布 简单介绍生命分布和年龄分布的区别。详细介绍停留时间分布函数、分布密度函数的定义、 测定方法。 2(生化反应器的理想流动模型 详细介绍活塞流模型和全混流模型。 3(生化反应器的非理想流动模型 详细介绍多槽串联模型与一维扩散模型的含义、相互关系。简单介绍组合模型。 24 4(非理想流动对细胞反应过程的影响 详细介绍非理想流动对灭菌、细胞生长产生的影响。 5(流体的混合特性 简单介绍微观混合和宏观混合的特性 6(生化反应器的放大 详细介绍生物反应器的经验放大方法，简单介绍因次分析放大方法、时间常数放大方法和数学模拟放大方法 本章重点: 停留时间分布函数、分布密度函数。理想流的活塞流模型和全混流模型，非理想流的多槽串联模型与一维扩散模型。 《生化分离工程》教学大纲 一、使用说明 1课程的性质、地位和意义 课程性质:本课程属于专业基础课(限选课)(考试) 课程的地位和意义:是生物工程或者说是生物化学工程的一个组成部分，生物化工产品是通过微生物发酵、酶反应过程和动、植物大量培养获得，从发酵液、反应液或培养液中分离、精制(纯化)有关产品的过程。生物工程的最新进展大多集中在基因工程方面，在生物反应器和发酵技术方面也有不少进展，而对下游加工过程则没有给予重视。但在发酵产品的生产中,分离和精制过程所需用的成本费用占很大部分，如传统的发酵工业，60%;重组DNA发酵生产费用80-90%，因此产品的分离纯化是生物工程中最重要的组成部分。 2课程的教学目的和任务 本课程的目的和任务是使学生掌握生物工程下游技术所涉及的一些基础理论，掌握下游技术的一般过程。对一些物质的分离过程的学习，培养学生的实际动手的操作能力。 主要介绍生物分离纯化的原理、方法、过程原理及应用。生物产物的分离纯化过程又称生物下游加工过程，是生物技术产品产业化的关键。细胞分离与胞内产物溶解、沉淀、萃取、膜分离、吸附和离子交换、层析、亲和纯化、电泳、结晶、干燥等。重点阐述了近年来生物物质，特别是蛋白质类生物大分子的分离纯化技术的重要发展。 3学时和学分 4学分;总学时78，其中讲课51，实验27 4使用教材和参考书 《生物分离工程》(国家“十五”规划教材) 孙彦 化工出版社 2002 参考教材 《生物分离原理及技术》欧阳平凯 化工出版社 二、主要内容: 第一章 绪论 1(1 生物下游加工技术 1(2 生物下游加工过程的特点 1(3 分离机理与分离操作 1(4 生物物质 1(5 分离效率的评价 第二章 细胞的分离与胞内产物的溶解 2(1 细胞分离 2(2 细胞破碎 2(3 包含体的分离和蛋白质复性 第三章 沉淀 25 3(1 蛋白质表面特性 3(2 盐析沉淀 3(3 等电点沉淀 3(4 有机溶剂沉淀 3(5 热沉淀 3(6 其他沉淀法 3(7 沉淀生成动力学 第四章 萃取 4(1 基本概念 4(2 分配定律与分配平衡 4(3 有机溶剂萃取 4(4 液液萃取设备及其设计的理论基础 4(5 双水相萃取 4(6 液膜萃取 4(7 反胶团萃取 4(8 液固萃取(浸取) 4(9 超临界流体萃取 第五章 膜分离 5(1 各种膜分离法及其原理 5(2 膜及其特性 5(3 膜组件 5(4 操作特性 5(5 影响膜分离速度的因素 5(6 膜分离过程 5(7 膜的污染与清洗 5(8 应用 第六章 吸附和离子交换 6(1 吸附剂与离子交换剂 6(2 吸附平衡 6(3 离子交换平衡 6(4 固定床吸附操作 6(5 固定床吸附过程理论基础 6(6 膨胀床吸附操作 6(7 流化床吸附操作 6(8 移动床和模拟移动床吸附操作 6(9 搅拌釜吸附操作 第七章 层析 7(1 层析原理与分类 7(2 层析过程理论基础 7(3 分离度 7(4 凝胶过滤层析 7(5 离子交换层析 7(6 疏水性相互作用层析 7(7 层析聚焦 7(8 反相层析 7(9 羟基磷灰石层析 7(10 超临界流体层析 26 7(11 灌注层析 第八章 亲和纯化 8(1 生物亲和作用 8(2 亲和层析 8(3 亲和膜 8(4 亲和错流过滤 8(5 亲和双水相分配 8(6 亲和反胶团萃取 8(7 亲和沉淀 第九章 电泳 9(1 电泳速度 9(2 凝胶电泳 9(3 不连续凝胶电泳 9(4 等电点聚焦 9(5 二维电泳 9(6 逆向作用层析电泳 9(7 毛细管电泳 9(8 连续电泳操作 第十章 结晶 10(1 结晶原理 10(2 结晶的生长 10(3 结晶过程设计基础 10(4 结晶器 10(5 结晶操作及其应用 第十一章 干燥 11(1 干燥速度 11(2 湿空气和物料中水分的性质 11(3 干燥过程 11(4 干燥设备及其应用 《生物工程设备》教学大纲 一、使用说明: 1课程的性质、目的和任务 本课程是生物工程专业的专业课，是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体。主要由 机械材料、容器、机械传动和通用机械零件以及食品发酵工厂通用的物料输送机械、食品包装机 械设备、冷冻设备、锅炉的配套与选型等部分组成。通过学习，使学生掌握微生物工厂的设备流 程，设备结构及工作原理，主要设备的设计计算及选型，设备的安装与维护。了解国内外发酵工 程设备的新技术新设备及发展动向。使学生初步具有独立分析和解决生产及科研上的工程设备问 题的能力。 2学时和学分 4学分;总学时78，其中讲课51，实验27 3使用教材和参考书 《生物工程设备》 梁世中主编 中国轻工业出版社 2002 参考书:《发酵设备》、《发酵工厂工艺设计概论》、《生物分离技术》、《生物反应工程》梁世 中主编 中国轻工业出版社 27 二、主要内容: 第一章 机械传动与机械零件 第一节 平面连杆机构 第二节 凸轮机构 第三节 带传动 第四节 链传动 第五节 齿轮传动 第六节 蜗杆传动 第七节 螺纹连接 第八节 轴和键连接 第九节 滚动轴承 第十节 联轴器与离合器 第十一节 减速器 第二章 生物反应容器 第一节 生物反应容器概述 第二节 生物反应容器材料 第三节 生物反应容器 第四节 压力容器的壳体结构 第五节 压力容器附件 第六节 压力容器的安装、使用、维护和管理 第三章 通用机械与设备 第一节 固体物料输送机械 第二节 固体物料粉碎机械 第三节 搅拌及均质机械设备 第四章 食品包装机械与设备 第一节 食品包装机械概述 第二节 注射机 第三节 洗瓶机械 第四节 灌装机械 第五节 薄膜包装机械设备 第六节 封口机械 第七节 常用的贴标签机 第八节 自动包装线及运行管理 第五章 锅炉的配套和选型 第一节 锅炉的工作过程 第二节 蒸汽锅炉的分类 第三节 锅炉结构 第四节 锅炉型号及台数选择 第五节 锅炉的与维护 28 《生物工艺学》教学大纲 一、使用说明 1课程的性质、目的和任务 生物工艺学是生物工程专业的一门专业课。它将各种工艺学的共性理论归纳组成一新体系。 系统介绍生物生产过程工艺原理和生产技术，主要包括菌种的选育与种了的扩大培养、培养基制 备、灭菌与空气净化、发酵机制、生物反应动力学、生物工艺过程控制、发酵生产染菌与防治、 固定化酶与固定化细胞技术、动植物细胞的大规模培养等内容。并对生物工艺产品进行了实例介 绍。 2学时和学分 4学分;总学时75，其中讲课51，实验24 3使用教材和参考书 《生物工艺原理》贺小贤主编 化工出版社 2003 参考教材 《新编生物工艺学》(上) 俞俊堂 化工出版社 2004.2 《生化工艺学》陈来同 北京大学出版社 2004 二、主要内容: 第一章 绪论 第二章 生物工业菌种与种子的扩大培养 第一节 工业生产常用的微生物及要求 第二节 工业微生物菌种的衰退、复壮与保藏 第三节 工业微生物菌种的选育 第四节 生产菌种的改良 第五节 种子的扩大培养 第三章 培养基及制备 第一节 培养基选择和配制的原则 第二节 工业发酵培养基 第三节 淀粉水解糖的制备 第四节 糖蜜原料 第五节 石油代粮发酵的原料 第六节 其他原料发酵 第四章 灭菌与空气的净化 第一节 灭菌 第二节 空气的净化 第五章 厌氧发酵机制 第一节 酒精发酵机制 第二节 乳酸发酵机制 第三节 甘油发酵机制 第四节 丙酸丁酸发酵机制 第五节 由乙醇、乙酸生成己酸的发酵机制 第六节 甲烷(沼气)发酵机制 第六章 好氧发酵机制 第一节 有机酸发酵机制 第二节 氨基酸发酵机制 第三节 核苷酸发酵机制 29 第四节 抗生素发酵机制 第七章 生物反应动力学 第一节 生物反应过程动力学描述 第二节 生物反应模式与发酵方法 第三节 微生物发酵动力学 第四节 微生物生长代谢过程中的质量平衡 第五节 微生物生长代谢过程的数学模型 第八章 生物工艺过程控制 第一节 发酵过程中的代谢变化与控制参数 第二节 温度对发酵的影响及其控制 第三节 PH值对发酵的影响及其控制 第四节 溶解氧对发酵的影响及其控制 第五节 菌体浓度与基质对发酵的影响及其控制 第六节 CO2和呼吸商 第七节 补料的控制 第八节 泡沫对发酵的影响及其控制 第九节 发酵终点的判断 第十节 发酵过程检测与自控 第九章 发酵生产染菌及其防治 第一节 染菌对发酵的影响 第二节 发酵异常现象及原因分析 第三节 杂菌污染的途径和防治 第十章 固定化酶与固定化细胞技术 第一节 固定化酶 第二节 辅酶和辅基的固定化 第三节 细胞的固定化 第四节 评价固定化酶生物催化剂的指标 第五节 固定化技术的应用 第十一章 动植物细胞大规模培养 第一节 动物细胞的培养 第二节 植物细胞的培养 第十二章 生物工艺实例简介 第一节 啤酒生产工艺 第二节 有机酸发酵生产工艺 第三节 氨基酸生产工艺 第四节 酶制剂生产工艺 第五节 抗生素生产工艺 第六节 单细胞蛋白生产工艺 第七节 其他产品的生产工艺 30 《发酵工厂工艺设计概论》教学大纲 一、使用说明 1课程性质、目的和任务 本课程通过讲授、实习等教学环节，使学生了解发酵工厂机械设备的一般构造，掌握发酵机械设备的工作原理、理论和计算;掌握发酵工厂的设备流程、设备结构及工作原理，主要设备的设计计算及选型，设备的安装与维护。了解国内外发酵工程设备的新技术新设备及发展动向。使学生初步具有独立分析和解决生产及科研上的工程设备问题的能力。 2学时和学分 3学分;总学时52，其中讲课34学时，实验18学时 3使用教材和参考书 《发酵工厂工艺设计概论》吴思方主编 中国轻工业出版社2002 参考教材 《发酵工厂工艺设计》沈自法 唐孝宣编著 华东理工大学出版社 1994 《发酵设备》高孔荣 中国轻工业出版社2001 二、主要内容 绪论 第一章 基本建设程序 第二章 厂址选择 第三章 工厂总平面设计 第四章 工艺流程设计 第五章 工艺计算 第六章 设备的设计与选型 第七章 车间布置设计 第八章 食品安全性的评价 第九章 工艺设计应用向协同设计的相关专业提交设计条件和要求的资料 第十章 公用工程 第十一章 环境保护与综合利用 第十二章 设计说明书 第十三章 技术经济与概算 第十四章 工艺设计图 《酶工程》教学大纲 一、使用说明: 1课程的性质、目的及任务 本课程是生物工程专业一门重要的专业技术基础课程。其任务是培养学生掌握酶的生产和应用的基本理论与基本技术，以增长生物工程的专业知识与技能，为参加毕业设计论文及将来从事生物工程实际工作打下扎实的专业基础。主要讲述酶的生产和应用的基本理论与基本技术，同时介绍酶工程领域的最新科技成果。课程的重点为:酶的发酵法生产，酶的分离纯化合酶的应用。 2学时和学分 3学分;总课时61，其中课堂讲授34学时，实验27学时 3使用教材和参考书 教材:《酶工程》罗贵民主编 化学工业出版社 2002 参考书:《酶学》郭勇 郑穗平 编著 华南理工大学出版社2000 《酶工程》郭勇主编 中国轻工业出版社1994 《食品酶学》无锡轻工业学院 中国轻工业出版社1991 《现代酶学》袁勤生主编 华东理工大学出版社2001 31 4学时分配 序号 内 容 学时 1 酶学与酶工程概论 10 2 固定化酶与固定化细胞 6 3 酶蛋白的化学修饰 6 4 酶的非水相催化 4 5 酶制剂的应用 4 6 酶工程的新进展 4 二、课程内容提要 第一章 酶学与酶工程概论 基本要求:本章在生物化学基础上，强化酶学的基本理论和知识以及酶工程的概述。 重难点:酶的催化反应动力学 讲授内容: 1. 酶工程概述 2. 酶的分类、命名、活力测定和分离纯化 3. 酶的结构与功能 4. 酶的催化机制和催化反应动力学 5. 酶的生物合成及调节机理 第二章 固定化酶与固定化细胞 基本要求:本章主要介绍固定化酶和细胞的方法、特点和应用。 重难点:酶和细胞的固定化方法及其特点 讲授内容: 1. 酶的固定化 2. 辅酶的固定化 3. 细胞的固定化 4. 固定化酶和固定化细胞的表征 5. 固定化酶和固定化细胞的应用 第三章 酶蛋白的化学修饰 基本要求:本章主要介绍酶蛋白的化学修饰方法 重难点:酶蛋白侧链的修饰 讲授内容: 1. 化学修饰的原理与方法 2. 酶蛋白侧链的修饰 3. 酶的亲和修饰和化学交联 4. 酶化学修饰的应用 第四章 酶的非水相催化 基本要求:了解酶的非水相催化的原理、催化反应及应用 重难点:酶的非水相催化反应 讲授内容: 1. 非水介质中酶学基础 2. 酶在非水介质中的催化反应及应用 第五章 酶制剂的应用 基本要求:理解酶制剂在各主要行业中的应用、现状和问题 重难点:酶在食品加工方面的应用 讲授内容: 32 1. 概论 2. 酶在食品加工方面的应用 3. 酶在轻工业方面的应用 4. 酶在医学中的应用 5. 酶在能源开发方面的应用 6. 酶在环境保护方面的应用 7. 我国酶制剂应用方面的现状和存在的问题 第六章 酶工程的新进展 基本要求:了解酶工程方面的新技术和新发展 重难点:蛋白质的稳定和稳定化 讲授内容: 1. 蛋白质的稳定性和稳定化 2. 酶的人工模拟 3. 核酶工程 4. 酶分子的定向进化 5. 杂合酶 《细胞工程原理与技术》教学大纲 同生物技术专业《细胞工程原理与技术》教学大纲。 《基因工程原理与技术》教学大纲 同生物技术专业《基因工程原理与技术》教学大纲。 《环境生物技术》教学大纲 同环境科学专业《环境生物技术》教学大纲。 《生物工程综合实验》教学大纲 一、使用说明: 1课程性质、目的及任务 《生物工程综合实验》是生物工程专业的一门专业方向特色课。重点介绍如何在实验室中使 用各种类型的生物反应器来培养微生物细胞、植物细胞和动物细胞。为了使反应器操作更为有效， 还介绍有关种子制备、无菌操作、灭菌、传感器、控制和放大方面的内容。主要涉及各种生物反 应器的微生物细胞、动物细胞和植物细胞培养技术，包括好氧和厌氧发酵工程实验室的建立、实 验室规模生物反应器的使用、菌种保藏、接种技术、无菌操作技术、发酵过程的检测与传感器、 连续培养和补料分批培养操作技术等内容，以及发酵过程控制、建模和仿真等发酵工程领域的前 沿技术。 2学时和学分 3学分;51学时 3使用教材和参考书 《生物工程技术实验指导》魏群 高教出版社 2002 参考教材 《发酵工程实验技术》陈坚 堵国成 李寅等 化学工业出版社 2003 33 二、主要内容: 第一章 发酵过程简介和发酵工程实验室的建立 第一节 发酵的基本内容 第二节 发酵工程实验室的基本条件 第三节 发酵工程实验室的公用设施 第四节 生物反应器及其附属设备 第五节 发酵工程实验室的安全性 第二章 实验室规模生物反应器的使用 第一节 概述 第二节 实验室规模发酵罐的种类及使用 第三节 固态发酵设备的种类及使用 第四节 固定化细胞及固定化酶反应器的种类及使用 第五节 参数检测装置 第六节 混合、传质和供氧 第三章 菌种保藏、接种物的制备及接种技术 第一节 菌种保藏方法 第二节 接种技术、接种物的制备和种子扩大培养 第三节 菌种衰退及复壮方法 第四节 国内外主要菌种保藏中心介绍 第四章 无菌操作技术 第一节 实验室无菌操作技术 第二节 发酵罐及容器的灭菌 第三节 液体培养基的灭菌 第四节 无菌空气的制备 第五节 无菌接种和取样操作技术 第五章 发酵过程的检测与传感器 第一节 概述 第二节 发酵过程PH的检测及其传感器 第三节 发酵过程中溶氧的检测与溶氧电极 第四节 氧化还原电位电极 第五节 菌体浓度和生物量的检测 第六节 发酵过程中其他参数的检测及其传感器 第七节 生物传感器在发酵过程检测中的应用 第六章 连续培养操作技术 第一节 概述 第二节 连续培养的控制技术 第三节 连续培养的附展设备 第四节 连续培养的应用 第七章 补料分批培养操作技术 第一节 概述 第二节 补料分批培养的控制技术 第三节 补料分批培养的附属设备 第四节 高密度细胞培养技术 第五节 补料分批培养的应用——透明质酸发酵工艺优化 第八章 发酵过程的控制技术与方法 34 第一节 概述 第二节 发酵设备的传感器、变送器、执行机构和变频器 第三节 发酵系统及发酵过程控制 第四节 发酵单元 第九章 发酵过程建模与仿真 第一节 概述 第二节 微生物反应过程的速率方程 第三节 微生物发酵过程的模型建立 第四节 发酵过程仿真 第十章 植物细胞培养技术 第一节 植物单倍体细胞的诱导形成及基利用 第二节 植物细胞突变体的筛选及其利用 第三节 植物细胞培养和次级代谢产物生产 第十一章 动物细胞培养技术 第一节 动物细胞培养技术、工艺及其控制 第二节 动物细胞大规模培养用反应器及其改进 第三节 动物细胞的高密度培养 《生物学教学论》教学大纲 同生物科学专业《生物学教学论》教学大纲。 《中学生物学实验教学研究》教学大纲 同生物科学专业《中学生物学实验教学研究》教学大纲。 《遗传学》教学大纲 同生物科学专业《遗传学》教学大纲 35 36