《生化工程》教学大纲

一、基本信息

二、课程描述

本课程是化学工程与生物科学两者结合的一门交叉学科，同时又是生物技术领域中的一个重要分支，在生物技术中起到连接科研与工业化生产的桥梁作用。通过这门课的学习，使学生掌握生物科学科研成果向工业化生产转化过程中出现的一些工程问题的解决方法。

三、教学目标

通过本课程的理论教学和相关实验训练，使学生具备如下能力：

1、掌握酶促反应动力学及其酶反应器的设计与计算

2、掌握固定化酶酶促反应动力学

3、掌握微生物反应动力学及其生物反应器的设计与计算

4、掌握生物反应器的操作及其反应动力学

四、课程目标对毕业要求的支撑

五、教学内容

第一章 酶促反应动力学和酶与细胞的固定化  （支撑课程目标1，2）

    重点内容：米氏动力学、CI动力学、NCI动力学、底物抑制动力学，固定化酶及固定化方法。

难点内容：溶液pH对酶动力学的影响，温度对酶动力学的影响

教学内容：要求掌握酶的基本特性回顾、酶的来源、酶促反应机理、米氏动力学、CI动力学、NCI动力学、底物抑制动力学，溶液pH对酶动力学的影响，温度对酶动力学的影响，固定化酶及固定化方法；熟悉细胞固定化方法及优缺点和用于细胞固定化的各种载体；了解RCI动力学。

第二章 固定化酶系统中的传质及酶反应器   （支撑课程目标1，2）

重点内容：固定化对酶促反应动力学的影响，外扩散过程分析与计算，理想反应器的操作方程

难点内容：理想反应器的操作方程

教学内容：要求掌握固定化对酶促反应动力学的影响（包括酶结构的改变、位阻效应、分配效应、扩散效应），外扩散过程分析与计算，固定化酶流动反应器（包括类型与选择、理想反应器的操作方程），固定化酶应用举例（包括L-赖氨酸的生产 果葡糖浆的生产）；熟悉内外扩散联合分析；了解传质与反应分析。

第三章 细胞培养技术及动力学  （支撑课程目标3）

重点内容：微生物的分批培养，微生物的连续培养

难点内容：微生物的连续培养

教学内容：要求掌握微生物的分批培养（包括微生物生长的不同时期、延迟期、指数生长期和莫诺特方程、稳定期和最大微生物群体），微生物的连续培养（包括简单连续培养微生物物料衡算、限制性营养物的物料衡算、冲溃现象、细胞的最大产量计算、分批培养和连续培养的比较），分批补料操作法（包括概述、分批补料计算、应用）

第四章 细胞生物反应器    （支撑课程目标3，4）

重点内容：设计细胞生物反应器时应特殊考虑的问题，氧的传递过程，Kla的测定方法，Kla与其他参数的关系，氧的传递效率与计算

难点内容：双膜模型

教学内容：要求掌握设计细胞生物反应器时应特殊考虑的问题，罐式发酵器（包括组成及作用、相关计算、自吸式发酵器、塔式发酵器、环流生物反应器的基本结构和特点），搅拌功率的计算（包括不通气情况、通气情况下搅拌功率的计算、多只涡轮搅拌器的功率计算），氧的传递过程（包括双膜模型，Kla的测定方法，Kla与其他参数的关系，氧的传递效率与计算），发酵罐放大准则（包括以体积溶氧系数相等为准则的比拟放大计算、以P0/VL相等为准则的比拟放大计算），

六、教学安排

该课程每周2学时，16周，32学时为课堂授课教学时间。

建议教学进度如下：

七、课内实验内容、要求及学时

没有课内实验内容。

八、教学方法与手段

课堂教学及多媒体教学相结合。

九、考核方式及成绩评定

    考核方式： 闭卷

    成绩评定标准：平时成绩占30%、期末考试成绩占70%，成绩评定采用百分制

十、教材及主要参考书