《生物工艺学》课程教学大纲
授课专业：化学工程与工艺（生物化工方向）
学时：70 学分：4
一、课程的性质和目的本课程是化工工艺专业生物化工方向的专业课程，其目的是通过讲述生物反应过程和生物物质分离和纯化技术、生化工程原理和典型产品生产工艺，使学生掌握生物技术的基本原理和技术，提高分析和解决实际生产问题的能力，为今后从事专业工作打下坚实的理论基础。
程教学内容第一篇 生物反应过程原理生物工艺学概论（1学时）
了解生物工艺学的定义、特点及其发展情况，了解生物技术在各领域的应用情况。
菌种的来源（1学时）
掌握选择性分离微生物的过程及原理，了解重要工业微生物的分离方法。
微生物的代谢调节（2学时）
理解代谢调节的生化原理，掌握代谢调节的方式，了解初级代谢物的调节实例。
次级代谢产物的生物合成与调节（3学时）
掌握次级代谢产物的概念，理解次级代谢调节机理，了解主要抗生素的生物合成过程及调节机理。
酶生产的调节（1学时）
了解发酵法生产酶时的几个重要影响因素。
菌种选育（2学时）
掌握自然育种、诱变育种和基本原理和方法，了解其它几种定向育种方法及原理，掌握菌种保藏的原理和方法。
培养基（1学时）
了解培养基的概念，掌握构成培养基的主要成分、种类和选择原则。
种子扩大培养（1学时）
掌握种子制备的工艺过程，理解种子质量控制措施。
发酵工艺控制（4学时）
了解发酵过程参数控制的重要性，理解分批发酵、连续发酵的规律性，掌握各参数对发酵过程的影响情况及控制方法。了解发酵终点判断的相关因素。
10、基因工程原理（3学时）
了解基因工程的含义和意义，了解DNA重组技术的过程及方法，了解引起工程菌不稳定性的一些因素及对策。
11、酶与细胞的固定化技术及其应用（2学时）
理解酶和细胞固定化方法及原理，了解实际应用实例。
12、动植物细胞大量培养（2学时）
了解动植物细胞培养的基本条件及工艺过程。
第二篇 生物物质分离和纯化原理
13、下游加工过程概论（1学时）
掌握下游加工过程的特点、一般流程。
14、发酵液的预处理和固液分离方法（1学时）
了解预处理的目的和方法，了解去除高价无机离子、杂蛋白的方法及原理，理解凝聚和絮凝的技术原理，了解发酵液过滤特性及影响过滤速度的因素及改进过滤性能的方法。
15、微生物细胞的破碎（1学时）
了解细胞壁的组成及结构，了解细胞壁破碎的方法及原理。
16、沉淀法（1学时）
掌握沉淀法的特点，理解盐析法的原理及影响因素，了解其它沉淀法原理及特点。
17、膜分离过程（2学时）
理解膜分离过程的实质及其特点，了解膜分离过程的类型，了解膜所具条件及制备材料。了解膜分离的基本理论及影响膜分离的各种因素，了解膜分离的操作方式及应用实例。
18、溶剂萃取法（1学时）
理解溶剂萃取法的含义及特点，了解萃取的基本理论，掌握溶剂选择原则及影响萃取的因素，了解萃取的操作步骤。
19、两水相萃取法（1学时）
了解两水相萃取法的特点，理解两水相形成的条件和定量关系，了解影响物质分配平衡的因素。
20、离子交换法（2学时）
理解离子交换的概念，了解离子交换剂的类型及特点，了解离子交换树脂的理化性能，了解离子交换过程的理论基础及影响选择性的因素，理解操作条件选择原则。
21、吸附法（1学时）
了解吸附的特点，理解吸附力的本质及吸附类型、吸附等温线，理解影响吸附的主要因素，了解大网格吸附剂的特点。
22、色层分离法（3学时）
了解色层法特点、分类，理解该法的基本概念，掌握柱色层法的过程及操作方法，了解各种色层分离法的特点及分离过程。
23、结晶法（1学时）
理解结晶过程的实质及制备过饱和液的一般方法，了解提高晶体质量的途径。
第三篇 生化工程原理
24、生物反应器及其操作特性（1学时）
了解生物反应器的作用，理解其设计和操作的限制因素，了解生物反应器的类型，了解连续流动反应器模型的特点。
25、灭菌（2学时）
理解灭菌的重要性及其方法，了解培养基湿热灭菌的简单动力学，理解分批灭菌和连续灭菌的过程及特点。了解空气的预处理、过滤除菌的过程及方法，
26、氧的供需（3学时）
了解培养过程氧的作用及其影响因素，了解氧传递过程的规律及影响因素，理解溶解氧、摄氧率和KLα的测定方法及原理。
27、培养液的流变特性（1学时）
了解培养液的流动特性及其影响因素，掌握其测定方法及原理。
28、生物反应动力学（4学时）
了解酶反应动力学特性，理解分批培养、连续培养的细胞生长、基质利用和产物生成速率的变化规律，了解补料分批培养、透析培养和基因工程菌分批培养的动力学特性。
29、培养装置（3学时）
了解培养装置的性能及主要类型。
30、酶及固定化酶反应器（3学时）
掌握酶反应过程的特性及反应器的类型，了解酶反应器设计原理及操作参数，了解均相酶反应动力学及其影响因素
31、生化过程的参数检测（3学时）
了解生物反应过程的基本特征及过程参数检测的重要性，掌握参数的类型，理解各直接参数检测的系统及检测方法，了解各间接参数的含义。
32、生化过程的模型化与优化控制（2学时）
了解生化过程模型化的目的、过程模型建立方法和分类，理解过程变量估计的意义、分类和方法，了解生化过程的最优控制的含义。
第四篇 产品生产举例
33、氨基酸生产工艺（2学时）
了解氨基酸生产的方法，掌握氨基酸发酵的代谢控制措施，了解工艺控制的的要内容，理解谷氨酸生产工艺及流程。
34、抗生素生产工艺（2学时）
了解抗生素概念、主要生产方法，了解抗生素生产的工艺过程，了解青霉素生产工艺。
35、微生物酶制剂生产工艺（2学时）
了解微生物酶的生物合成控制原理，了解酶生产的主要技术，了解几种酶的生产工艺。
36、单细胞蛋白生产工艺（2学时）
了解单细胞蛋白的概念、开发现状，掌握SCP微生物的种类及筛选方法、了解SCP生产的一般工艺。
37、甾体激素的微生物转化工艺（2学时）
了解甾体化合物的含义、微生物转化的特点，理解甾体的微生物转化类型及机理，了解微生物转化的一般工艺，了解一些转化工艺实例。
课程教学的基本要求本课程教学环节包括课堂讲授，学生自学、实验、习题、答疑和期末考试。通过上述基本教学步骤，使学生掌握生物技术的基本原理和技术，提高分析和解决实际生产问题的能力，为今后从事专业工作打下坚实的理论基础。
考试方式为闭卷考试。
建议教材与教学参考书
[1] 俞俊棠、唐孝宣主编,《生物工艺学》（上、下）,华东化工学院出版社,1991年
[2] 严希康等编,《生化分离工程》,化学工业出版社,2000年
授课专业：化学工程与工艺（生物化工方向）
学时：70 学分：4
一、课程的性质和目的本课程是化工工艺专业生物化工方向的专业课程，其目的是通过讲述生物反应过程和生物物质分离和纯化技术、生化工程原理和典型产品生产工艺，使学生掌握生物技术的基本原理和技术，提高分析和解决实际生产问题的能力，为今后从事专业工作打下坚实的理论基础。
程教学内容第一篇 生物反应过程原理生物工艺学概论（1学时）
了解生物工艺学的定义、特点及其发展情况，了解生物技术在各领域的应用情况。
菌种的来源（1学时）
掌握选择性分离微生物的过程及原理，了解重要工业微生物的分离方法。
微生物的代谢调节（2学时）
理解代谢调节的生化原理，掌握代谢调节的方式，了解初级代谢物的调节实例。
次级代谢产物的生物合成与调节（3学时）
掌握次级代谢产物的概念，理解次级代谢调节机理，了解主要抗生素的生物合成过程及调节机理。
酶生产的调节（1学时）
了解发酵法生产酶时的几个重要影响因素。
菌种选育（2学时）
掌握自然育种、诱变育种和基本原理和方法，了解其它几种定向育种方法及原理，掌握菌种保藏的原理和方法。
培养基（1学时）
了解培养基的概念，掌握构成培养基的主要成分、种类和选择原则。
种子扩大培养（1学时）
掌握种子制备的工艺过程，理解种子质量控制措施。
发酵工艺控制（4学时）
了解发酵过程参数控制的重要性，理解分批发酵、连续发酵的规律性，掌握各参数对发酵过程的影响情况及控制方法。了解发酵终点判断的相关因素。
10、基因工程原理（3学时）
了解基因工程的含义和意义，了解DNA重组技术的过程及方法，了解引起工程菌不稳定性的一些因素及对策。
11、酶与细胞的固定化技术及其应用（2学时）
理解酶和细胞固定化方法及原理，了解实际应用实例。
12、动植物细胞大量培养（2学时）
了解动植物细胞培养的基本条件及工艺过程。
第二篇 生物物质分离和纯化原理
13、下游加工过程概论（1学时）
掌握下游加工过程的特点、一般流程。
14、发酵液的预处理和固液分离方法（1学时）
了解预处理的目的和方法，了解去除高价无机离子、杂蛋白的方法及原理，理解凝聚和絮凝的技术原理，了解发酵液过滤特性及影响过滤速度的因素及改进过滤性能的方法。
15、微生物细胞的破碎（1学时）
了解细胞壁的组成及结构，了解细胞壁破碎的方法及原理。
16、沉淀法（1学时）
掌握沉淀法的特点，理解盐析法的原理及影响因素，了解其它沉淀法原理及特点。
17、膜分离过程（2学时）
理解膜分离过程的实质及其特点，了解膜分离过程的类型，了解膜所具条件及制备材料。了解膜分离的基本理论及影响膜分离的各种因素，了解膜分离的操作方式及应用实例。
18、溶剂萃取法（1学时）
理解溶剂萃取法的含义及特点，了解萃取的基本理论，掌握溶剂选择原则及影响萃取的因素，了解萃取的操作步骤。
19、两水相萃取法（1学时）
了解两水相萃取法的特点，理解两水相形成的条件和定量关系，了解影响物质分配平衡的因素。
20、离子交换法（2学时）
理解离子交换的概念，了解离子交换剂的类型及特点，了解离子交换树脂的理化性能，了解离子交换过程的理论基础及影响选择性的因素，理解操作条件选择原则。
21、吸附法（1学时）
了解吸附的特点，理解吸附力的本质及吸附类型、吸附等温线，理解影响吸附的主要因素，了解大网格吸附剂的特点。
22、色层分离法（3学时）
了解色层法特点、分类，理解该法的基本概念，掌握柱色层法的过程及操作方法，了解各种色层分离法的特点及分离过程。
23、结晶法（1学时）
理解结晶过程的实质及制备过饱和液的一般方法，了解提高晶体质量的途径。
第三篇 生化工程原理
24、生物反应器及其操作特性（1学时）
了解生物反应器的作用，理解其设计和操作的限制因素，了解生物反应器的类型，了解连续流动反应器模型的特点。
25、灭菌（2学时）
理解灭菌的重要性及其方法，了解培养基湿热灭菌的简单动力学，理解分批灭菌和连续灭菌的过程及特点。了解空气的预处理、过滤除菌的过程及方法，
26、氧的供需（3学时）
了解培养过程氧的作用及其影响因素，了解氧传递过程的规律及影响因素，理解溶解氧、摄氧率和KLα的测定方法及原理。
27、培养液的流变特性（1学时）
了解培养液的流动特性及其影响因素，掌握其测定方法及原理。
28、生物反应动力学（4学时）
了解酶反应动力学特性，理解分批培养、连续培养的细胞生长、基质利用和产物生成速率的变化规律，了解补料分批培养、透析培养和基因工程菌分批培养的动力学特性。
29、培养装置（3学时）
了解培养装置的性能及主要类型。
30、酶及固定化酶反应器（3学时）
掌握酶反应过程的特性及反应器的类型，了解酶反应器设计原理及操作参数，了解均相酶反应动力学及其影响因素
31、生化过程的参数检测（3学时）
了解生物反应过程的基本特征及过程参数检测的重要性，掌握参数的类型，理解各直接参数检测的系统及检测方法，了解各间接参数的含义。
32、生化过程的模型化与优化控制（2学时）
了解生化过程模型化的目的、过程模型建立方法和分类，理解过程变量估计的意义、分类和方法，了解生化过程的最优控制的含义。
第四篇 产品生产举例
33、氨基酸生产工艺（2学时）
了解氨基酸生产的方法，掌握氨基酸发酵的代谢控制措施，了解工艺控制的的要内容，理解谷氨酸生产工艺及流程。
34、抗生素生产工艺（2学时）
了解抗生素概念、主要生产方法，了解抗生素生产的工艺过程，了解青霉素生产工艺。
35、微生物酶制剂生产工艺（2学时）
了解微生物酶的生物合成控制原理，了解酶生产的主要技术，了解几种酶的生产工艺。
36、单细胞蛋白生产工艺（2学时）
了解单细胞蛋白的概念、开发现状，掌握SCP微生物的种类及筛选方法、了解SCP生产的一般工艺。
37、甾体激素的微生物转化工艺（2学时）
了解甾体化合物的含义、微生物转化的特点，理解甾体的微生物转化类型及机理，了解微生物转化的一般工艺，了解一些转化工艺实例。
课程教学的基本要求本课程教学环节包括课堂讲授，学生自学、实验、习题、答疑和期末考试。通过上述基本教学步骤，使学生掌握生物技术的基本原理和技术，提高分析和解决实际生产问题的能力，为今后从事专业工作打下坚实的理论基础。
考试方式为闭卷考试。
建议教材与教学参考书
[1] 俞俊棠、唐孝宣主编,《生物工艺学》（上、下）,华东化工学院出版社,1991年
[2] 严希康等编,《生化分离工程》,化学工业出版社,2000年
