《生化工程》課程教學大綱

1、生化工程課程教學大綱課程編號14113508課程名稱生化工程考試/考查考試總學時數(shù)80實驗學時數(shù)24學分數(shù)6課程性質(zhì)專業(yè)必修課適用專業(yè)生物工程承擔單位生工學院1.課程的目的和任務生化工程課程授課對象為生物工程專業(yè)學生，屬于專業(yè)課程，主要研究生化物質(zhì)的各種分離純化技術，是生物工程學科的重要組成部分。課程是生物技術轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力必不可少的重要環(huán)節(jié)，是一門理論與實際密切結(jié)合的課程，要求學生必須掌握。為后續(xù)課程的學習和畢業(yè)后從事生物工程領域的生產(chǎn)、開發(fā)和科研奠定必要知識基礎。2.課程教學基本要求課程是在學生學習了高等數(shù)學、化學工程原理、生物化學、生物工藝學、生物工程設備等課程的基礎上開設的，是對基礎課程

2、知識的技術體現(xiàn)。通過本門課程的學習，使學生針對不同的生化產(chǎn)品的特性，獨立運用所學的有關生化技術方面的知識，設計合理的提取或精制的工藝路線和改造現(xiàn)有工藝，并能從理論上解釋生產(chǎn)實際中的各種現(xiàn)象，提高分析和解決問題的能力，并培養(yǎng)一定的科研和生產(chǎn)能力。3.課程教學內(nèi)容及主要知識點本課程分為理論教學與實驗教學兩部分，其中理論56學時、實驗24學時，考試成績由期末成績（60%）和平時成績（40%包括作業(yè)、提問及實驗）組成。理論考試著重考核學生對基本理論、基礎知識的掌握情況、分析問題和解決問題的能力。第1章 緒論本章介紹生化分離工程在生物技術中的地位，傳統(tǒng)生化產(chǎn)品和基因工程產(chǎn)品回收方法的比較，生化分離工程的

3、特點，生化分離工程的一般流程和單元操作，生化分離工程的發(fā)展趨勢。重點：掌握生化分離工程的概念、特點及其操作的常規(guī)程序，生化分離工程的地位及其發(fā)展趨勢。難點：一般流程和單元操作，工藝選擇準則，課程的正確學習方法和獲取知識途徑第2章 蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和保存本章講授蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)失活的原因和對策，基因工程表達蛋白質(zhì)類產(chǎn)物包涵體結(jié)構(gòu)、特點、復性還原等知識點。重點：基因工程表達蛋白質(zhì)類產(chǎn)物包涵體結(jié)構(gòu)、特點、復性還原等知識點。第3章 發(fā)酵液的預處理和固液分離本章講授發(fā)酵液和細胞培養(yǎng)液預處理的目的、技術發(fā)展水平，生物發(fā)酵液的特點，懸浮液分離過程；發(fā)酵液的預處理一般方法，凝聚與絮凝技術、除去雜蛋白的技術

4、，發(fā)酵液的液固分離方法，發(fā)酵液預處理及固液分離方法及設備。重點：凝聚與絮凝技術，發(fā)酵液預處理及固液分離方法及設備第4章 細胞破碎與分離本章講授細胞破碎基本概念、技術發(fā)展簡史；不同類型細胞壁的結(jié)構(gòu)特點，掌握細胞破碎技術，基因工程表達產(chǎn)物后處理的特殊性，細胞破碎評價方法。掌握細胞分離的原理，細胞分離設備的應用。通過本章學習要求學生掌握細胞粉碎和評價的一般方法。重點：工業(yè)生產(chǎn)中常用的幾種細胞破碎方法的原理，操作過程常用設備，并能就實際生產(chǎn)情況予以合理的選擇。難點：常用破碎方法的合理選用，固液分離方法及設備選擇。第5章 沉淀法本章講授沉淀法技術概況、基本概念，鹽析沉淀法基本原理、無機鹽的選擇、影響鹽析

5、的各種因素、鹽析法的優(yōu)缺點，等電點沉淀法，有機溶劑沉淀法，選擇性變性沉淀法，金屬離子沉淀法和高分子聚合物沉淀法。通過本章學習要求學生掌握沉淀法進行生物產(chǎn)品粗分離流程及操作方法。重點：上述幾種沉淀方法的概念、原理及其適用范圍，鹽析法的影響因素對沉淀效果的影響，并能據(jù)實際情況予以靈活應用和選擇。難點：常用沉淀方法的靈活運用。第6章 膜分離技術本章講授膜分離過程的分類及定義，膜分離機理，表征膜性能的參數(shù)，膜分離傳遞理論，超濾速度的影響因素，超濾膜污染及再生，超濾的操作方式及設備，膜分離過程的應用實例。通過本章學習要求學生掌握膜分離技術的分類、原理，膜組件及選擇基本原則。重點：膜分離過程的分類，概念，

6、實質(zhì)及其適用范圍。超濾速度的四種影響因素的影響情況，超濾膜污染的三種常規(guī)處理方法，膜分離機理的兩種模型（即毛細管流動模型和溶解擴散模型）,傳遞理論中過濾模型和濃差極化問題，超濾器的型式及其方式。難點：膜分離機理和傳遞理論。第7章 萃取技術本章講授萃取法的分類和應用，溶劑萃取泡沫分離、雙水相萃取、超臨界萃取的特點和的原理；熟悉技術過程、工藝組成、設備構(gòu)造和一般操作技術、實例。通過本章學習要求學生掌握萃取技術的基本原理、類型，不同萃取技術兩相構(gòu)成、選擇，不同產(chǎn)品萃取技術的選用，以及設備構(gòu)成。重點：萃取過程的理論基礎，分配定律、分配因子，乳化與去乳化問題控制，單擊萃取、多級逆流萃取、多級錯流萃取技術

7、的萃取效率、級數(shù)計算，實驗室操作相關數(shù)據(jù)的計算、優(yōu)化；雙水相萃取相圖構(gòu)成、體系構(gòu)成及介質(zhì)回收；超臨界萃取技術特點、設備構(gòu)成，工藝操作方式。難點：萃取基礎理論，萃取方式及過程計算；雙水相萃取相圖構(gòu)成。第8章 吸附與離子交換本章講授吸附類型、常用的吸附劑，影響吸附過程的因素和吸附劑的性質(zhì)；離交樹脂的分類及其定義，離交樹脂的合成（學生自學），離交樹脂的理化性能和測定方法，離交過程的理論基礎，離交過程的選擇性，樹脂和操作條件的選擇及運用舉例。通過本章學習要求學生能夠熟練地據(jù)實際情況選擇合適的樹脂和操作方式。重點：離子交換樹脂的分類，概念及其適用范圍，離子交換樹脂的理化性能和測定方法，格雷戈公式的推導和

8、離子交換機理及其數(shù)學表達式，離交速度的影響因素的影響情況，離交過程的運用學理論和使離子層分層明顯的三種常用方法，能夠熟練地據(jù)實際情況選擇合適的樹脂和操作方式。難點：離交過程的理論基礎和選擇性，格雷戈公式的推導和離子交換機理及其數(shù)學表達式。第9章 色層分離法本章講授色層色層分離法的分類及其概念，柱層析技術，吸附層析技術，離交層析技，生物親和層析技術，分配層析技術，凝膠過濾技術，電泳技術，薄板層析技術。重點：上述各技術的原理、操作方式、操作過程、所用裝置和材料的選擇、適用范圍，能夠靈活熟練地運用這些技術。難點：常用層析法的分類及其合理選用。第10章 電泳本章講授電泳動電過程、理論基礎，影響電泳遷移

9、率的因素，電泳的類型，包括區(qū)帶電泳、等速電泳、等點聚焦、免疫及制備電泳，學習電泳的其他用途。重點：區(qū)帶電泳、等速電泳、等點聚焦、免疫及制備電泳難點：電泳動電過程、理論基礎第11章 結(jié)晶本章講授結(jié)晶的基本原理，結(jié)晶的類型、過程，結(jié)晶和重結(jié)晶技術的操作方式，影響結(jié)晶的因素，預測和改善結(jié)晶的基本方法。重點：結(jié)晶的類型、過程，結(jié)晶和重結(jié)晶技術的操作方式難點：結(jié)晶的類型、過程第12章 成品干燥本章講授生物產(chǎn)品干燥方法、方式，包括對流干燥、噴霧干燥、升華干燥、真空低溫干燥。重點：對流干燥、噴霧干燥、升華干燥。難點：干燥方式選擇，生物制品成品的干燥方法。4.實驗教學內(nèi)容及要求實驗目的及要求：大綱所列實驗分必

10、做和選做兩類，教師可根據(jù)教學實際條件選擇實驗。要求每個學生必須親自動手做實驗，并獨立完成實驗報告。主要儀器設備：紫外可見光分光光度計，電子分析天平，冰箱，恒溫干燥箱，索氏提取儀，恒溫水浴鍋，鐵架臺，抽濾裝置，凝膠層析柱，高效液相色譜儀等。序號實驗項目名稱性 質(zhì)類 型學 時1蘆薈/銀杏粗多糖的提取必做驗證32蘆薈/銀杏中總糖含量測定必做驗證33柱層析技術在生物產(chǎn)品分離中的應用必做驗證64黃連素的提取、精制及產(chǎn)品質(zhì)量檢驗必做綜合125銀杏葉黃酮的分離與純化選做綜合125.學時分配參考表章 次內(nèi) 容授課學時數(shù)實驗時數(shù)備 注1緒論22蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和保存23發(fā)酵液的預處理和菌體回收 24細胞破碎與分離25沉淀法626膜分離技術47萃取技術（溶劑、泡沫、超臨界、雙水相）18128吸附與離子交換技術869色層分離法2310電泳611結(jié) 晶312成品干燥116.考核與成績評定成績考核評定：理論課考試卷面成績占60%；平時成績占10%，包