一、基本信息
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课程代码： |
1062312 |
课程性质： |
必修 |
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课程名称： |
生物工艺学 |
英文名称： |
Bioprocess Technology |
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学时/学分： |
32/2 |
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
生物工艺学是生物工程专业的必修课。生物工艺学主要包含生物反应过程原理、生物物质分离和纯化过程原理、典型生物过程等内容。通过本课程的学习，使学生获得生物反应，分离纯化等产品生产中共性工艺技术的基本理论、基本知识和实践技能。
三、教学目标
通过本课程的理论教学，使学生具备如下能力：
1、了解生物工艺的特点和内容，了解一些常见的生物产品的生产工艺。
2、理解生物反应过程原理和生物物质分离、纯化过程在生物产品生产工艺中的重要作用及相互联系。
3、掌握生物物质生产过程的工艺原理和生物工艺的共性，掌握生物物质分离和纯化过程的基本原理、过程和重要方法。
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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2．工业微生物与发酵工艺学知识与相应能力 |
2.1 了解微生物形态、构造、功能与分类学基础知识。
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教学目标1，2 |
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2.2 工业微生物菌种选育与保藏的理论与实验技能。 |
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2.3 微生物的生长曲线与发酵工艺条件优化实验技能。 |
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2.4了解微生物代谢调节的理论 |
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2.5 酒精发酵、谷氨酸发酵、青霉素发酵等典型发酵工艺过程的理论与实践能力。 |
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2.6发酵产物的分离纯化的理论与实践能力培养。
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5. 工作能力培养 |
5.4具有科学研究和新产品开发的初步能力。掌握文献检索、资料查询的基本方法。 |
教学目标3 |
五、教学内容
第1章 绪论 （支撑课程目标1，2）
重点内容：生物工艺学的内涵与特点
难点内容：无
教学内容：生物工艺学的内涵与特点，生物技术的发展过程，生物技术的应用，发酵工业的发展历史
第2章 菌种的来源和保藏 （支撑课程目标1，2）
重点内容：菌种的来源，菌种的保藏方法
难点内容：菌种的衰退原因和复壮方法
教学内容：菌种来源，菌种衰退和复壮，菌种保藏
第3章 菌种的选育 （支撑课程目标,1,2）
重点内容：菌种选育的基本理论
难点内容：诱变育种，杂交育种，分子定向进化
教学内容：菌种选育的目的和基本理论，自然选育，诱变育种，杂交育种，分子定向进化
第4章 培养基 （支撑课程目标1,2）
重点内容：培养基的成分，培养基的种类
难点内容：培养基的设计和筛选
教学内容：培养基的成分，培养基的种类，培养基的设计和筛选，影响培养基质量的因素
第5章 灭菌与除菌 （支撑课程目标1,2）
重点内容：灭菌与除菌的基本原理，培养基和发酵设备的灭菌，空气除菌
难点内容：染菌的检测及判断，制服染菌的要点
教学内容：灭菌与除菌的基本原理，培养基和发酵设备的灭菌，空气除菌，染菌的检测及判断，制服染菌的要点
第6章 发酵过程的供氧 （支撑课程目标1,2）
重点内容：氧在溶液中的传递，影响供氧的因素，溶解氧、摄氧率的测定
难点内容：无
教学内容：发酵过程中氧的需求，氧在溶液中的传递，影响供氧的因素，溶解氧、摄氧率的测定
第7章 种子扩大培养 （支撑课程目标1,2）
重点内容：种子的制备工艺，影响种子质量的因素，移种方法
难点内容：种子质量的控制措施
教学内容：种子的制备工艺，影响种子质量的因素，种子质量的控制措施，移种方法
第8章 微生物的发酵方式 （支撑课程目标1,2）
重点内容：常见的发酵方式
难点内容：，微生物反应放大过程
教学内容：常见的发酵方式，微生物反应动力学，微生物反应放大过程
第9章 发酵过程的控制 （支撑课程目标1,2）
重点内容：发酵过程的主要工艺参数，菌体及营养基质的影响及控制，溶解氧的影响及控制，pH的影响及控制，温度的影响和控制
难点内容：无
教学内容：发酵过程的主要工艺参数，菌体及营养基质的影响及控制，溶解氧的影响及控制，pH的影响及控制，温度的影响和控制
第10章 谷氨酸生产的发酵机理（好氧发酵） （支撑课程目标3）
重点内容：谷氨酸的代谢调控途径，细胞膜与细胞壁调节
难点内容：无
教学内容：谷氨酸棒杆菌的发现，谷氨酸的代谢调控途径，细胞膜与细胞壁调节
第11章 谷氨酸的生产工艺 （支撑课程目标3）
重点内容：菌种与扩大培养培养基，发酵工艺参数的确定与防噬菌体，谷氨酸的提取与精制
难点内容：无
教学内容：菌种与扩大培养培养基，通风发酵罐的结构与设计，发酵工艺参数的确定与防噬菌体，谷氨酸的提取与精制
第12章 黄酒与葡萄酒工艺（厌氧发酵） （支撑课程目标3）
重点内容：曲与酒母，发酵过程原理
难点内容：后发酵的意义
教学内容：曲与酒母，发酵过程原理，后发酵的意义
第13章 次级代谢产物的生物合成和代谢调控 （支撑课程目标1,2）
重点内容：次级代谢产物的构建单位与合成途径，次级代谢产物的生物合成过程，抗生素发酵过程实例
难点内容：诱导调节和反馈调节
教学内容：次级代谢产物的构建单位与合成途径，次级代谢产物的生物合成过程，诱导调节和反馈调节，抗生素发酵过程实例
六、教学安排
该课程每周2学时，16周，共32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 菌种的来源和保藏 |
3 |
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第三章 菌种的选育 |
2 |
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第四章 培养基 |
2 |
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第五章 灭菌与除菌 |
5 |
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第六章 发酵过程的供氧 |
1 |
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第七章 种子扩大培养 |
2 |
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第八章 微生物的发酵方式 |
2 |
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第九章 发酵过程的控制 |
3 |
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第十章 谷氨酸生产的发酵机理（好氧发酵） |
2 |
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第十一章 谷氨酸的生产工艺 |
2 |
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第十二章 黄酒与葡萄酒工艺（厌氧发酵） |
2 |
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第十三章 次级代谢产物的生物合成和代谢调控 |
2 |
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复习课 |
2 |
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合计 |
32 |
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：期末进行闭卷考试，课程的成绩分为两部分：平时成绩和期末成绩。
成绩评定标准：总成绩（百分制）＝平时成绩×50％＋期末考试成绩×50％。
十、教材及主要参考书
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指定教材： |
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何建勇等编著.发酵工艺学（第二版）.中国医药科技出版社，2009 |
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参考书目： |
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[1] 储炬等编著. 现代生物工艺学. 华东理工大学出版社，2007 |
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[2] 张嗣良, 储炬编著. 多尺度微生物过程优化. 化学工业出版社，2003 |
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[3] 储炬, 李友荣编著. 现代工业发酵调控学. 化学工业出版社，2006
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