一、基本信息
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课程代码： |
1065942 |
课程性质： |
选修 |
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课程名称： |
生物分离工程 |
英文名称： |
Bioseparation technology |
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学时/学分： |
30/2 |
开课时间： |
大三下 |
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适用对象： |
生物工程 |
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先修课程： |
微生物学，生物化学 |
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大纲执笔人： |
宫兴文 |
大纲审核人： |
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修订时间： |
2016 |
当前版本： |
2016 |
二、课程描述
本课程是生物工程类专业选修课。生物技术必须实现产业化才能造福人类，而在生物技术的产业化进程中，生物分离工程，即下游技术，是技术瓶颈和成本控制的关键。通过对本课程的学习，能使学生对生物分离工程的主要技术及其原理、应用有全面的了解，可以针对不同产物的特性，设计合理的分离、提取、精制和成品化的工艺路线，并能从理论上解释各种现象，提高分析问题和解决问题的能力，是一门理论和实践密切结合的课程。
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、掌握生物产品分离的大致流程及相关原理。
2、熟悉常用的发酵液预处理方法和原理；
3、掌握初级分离的常用方法和原理。
4、掌握精细分离的常用方法和原理。
5、掌握蛋白质产品的分离纯化方法和原理。
四、课程目标对毕业要求的支撑
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毕业要求 |
指标点 |
课程目标 |
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3.工业微生物与发酵工艺学知识与相应能力 |
3.6发酵产物的分离纯化的理论与实践能力培养。
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教学目标1，2,3,4,5 |
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3.7发酵产物理化分析与色谱分析的理论基础与实践能力培养 |
教学目标4，5 |
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5. 工作能力培养 |
5.2不同层次的口头和书面沟通技巧运用及实践能力的展示。包括撰写技术报告，信件和备忘录； 与非专业人员交流技术信息；并进行正式的和非正式的演讲。 |
教学目标1，5 |
五、教学内容
第1章 概述 （支撑课程目标1）
重点内容： 生物分离工程的流程
难点内容：无
教学内容：生物分离工程的发展，生物分离工程的流程，生物分离工程的理论基础
，生物分离过程的发展动态
第2章 预处理和固液分离 （支撑课程目标2）
重点内容：絮凝、凝聚，常用固液分离设备
难点内容：无
教学内容：发酵液的预处理方法，固液分离过程及设备
第3章 细胞的破碎 （支撑课程目标3）
重点内容：细胞壁的结构特点，细胞破碎方法的种类和原理
难点内容：高压匀浆，高速珠磨法的原理和优缺点
教学内容：细胞壁的结构，细胞破碎的方法和原理
第4章 初级分离 （支撑课程目标3）
重点内容：常用的沉淀分离方法
难点内容：盐析、盐溶的原理
教学内容：沉淀分离，泡沫分离
第5章 膜分离 （支撑课程目标3）
重点内容：膜材料、膜分离方法，膜污染和清洗
难点内容：超滤、微滤、纳滤的原理和区别
教学内容：膜分离的方法及原理，膜材料及特性，膜组件，操作特性，影响膜分离的主要因素，膜分离过程，膜的污染和清洗
第6章 萃取 （支撑课程目标3,4）
重点内容：有机溶剂萃取，液固萃取，液液萃取
难点内容：双水相萃取，反胶团萃取
教学内容：有机溶剂萃取，液液萃取，双水相萃取，液膜萃取，反胶团萃取，液固萃取
，超临界萃取
第7章 吸附分离技术 （支撑课程目标3,4）
重点内容：吸附分离介质和原理
难点内容：无
教学内容：吸附分离介质，吸附平衡理论，吸附过程的传质动力学，固定床吸附，膨胀床吸附，移动床吸附，搅拌釜吸附
第8章 液相色谱 （支撑课程目标4）
重点内容：色谱原理与分类，疏水色谱，反相色谱
难点内容：凝胶过滤色谱，离子交换色谱，亲和色谱
教学内容：色谱原理与分类，色谱理论基础，凝胶过滤色谱，离子交换色谱，疏水色谱，亲和色谱，反相色谱
第9章 蛋白质的纯化与复性 （支撑课程目标5）
重点内容：蛋白质的纯化、鉴定
难点内容：蛋白质的复性
教学内容：蛋白质的纯化方法，蛋白质的复性，蛋白质的鉴定
第10章 电泳和电色谱 （支撑课程目标5）
重点内容：基础理论，凝胶电泳
难点内容：无
教学内容：基础理论，凝胶电泳，等电聚焦，二维电泳，毛细管电泳
第11章 结晶和干燥 （支撑课程目标5）
重点内容：结晶，重结晶，冷冻干燥
难点内容：无
教学内容：结晶原理和应用，干燥的原理和应用
六、教学安排
该课程每周2学时，15周，共30学时为课堂授课教学时间。建议教学进度如下：
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章节 |
学时数 |
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第一章 绪论 |
2 |
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第二章 预处理和固液分离 |
2 |
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第三章 细胞的破碎 |
2 |
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第四章 初级分离 |
2 |
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第五章 膜分离 |
2 |
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第六章 萃取 |
2 |
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第七章 吸附分离 |
2 |
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第八章 液相色谱 |
6 |
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第九章 蛋白质的复性和纯化 |
4 |
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第十章 电泳和电色谱 |
2 |
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第十一章 结晶和干燥 |
2 |
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作业PPT汇报 |
2 |
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七、课内实验内容、要求及学时
该课程不设课内实验。
八、教学方法与手段
以课堂理论教学为主。课堂理论教学以多媒体课件为主，黑板板书为辅。在教学过程中注重能力的培养，以实际应用系统为例，提高理论教学实用性，提高学生分析和解决实际问题的能力。
九、考核方式及成绩评定
考核方式：期末开卷考试，平时出勤、课堂情况。
成绩评定标准：总成绩（百分制）＝平时成绩×30％＋期末考试成绩×40％＋PPT汇报×30％。
十、教材及主要参考书
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指定教材： |
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《生物分离工程》，孙彦主编. 化学工业出版社，2005 |
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参考书目： |
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[1] 《生物分离工程》，田瑞华主编．科学出版社，2008 |
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[2] 《现代生物分离工程》，曹学君主编．华东理工大学出版社，2007 |
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[3] 《生化分离工程》，严希康主编，化学工业出版社，2001 |
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