生物工艺学(胡庆森编,安徽科技)

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生物工艺学(名词解释、简答题)

1生物工艺学：应用自然科学和工程学原理，依靠生物作用剂的作用将原料加工以提供产品或用以为社会服务的技术2 发酵工程：生物学和工程学的结合，生物方面的各种工程的总称，技术的开发产业化。

3，自然选育：利用微生物在一定的条件下自发变异的原理，通过分离筛选等方法，排除衰变型菌株，从中选择维持原菌落生产水的菌落，并获得纯种4 随机筛选：将人工诱变或自然突变的菌株凭经验进行筛选，以从中挑选出目的菌株的过程5 理性化筛选根据遗传学原理，设计选择性筛子，从将目的菌种筛出来6目的筛选在理性化筛选的基础上，每一次摇瓶筛选都采用不同的技术指导，使变株的选出频率进一步提高以达到筛选的目的7 杂交育种将两个基因型不同的菌株以吻合后使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株8 原生质体融合: 把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质包裹的球状体，两亲本的原生质体在高渗条件下使之融合，由PEG作为助融剂，使期发生细胞融合，使两亲本基因由接触到交换，从而实现基因组合9 简述传统生物技术与现在生物技术的区别：传统生物技术：利用现有生物、宏观水平、传统技术、注重产量的提高；现代生物技术：利用改造的生物、微观水平、以基因工程为代表的新技术、注重产量和质量的提高10 简述发酵工艺的历史和特征、历史：天然发酵时期，对微生物本生与缺乏的认识；纯培养技术的建立，发酵技术的建立是第一个转折期，人为控制微生物的时代；通气搅拌技术的发展发酵工业第转折期，发酵工程的开端，青霉素发酵的开始；代谢控制发酵技术的建立，第三转折期，氨基酸，核苷酸的发酵；发酵原料的转换，糖质原料到非糖质原料；基因工程的运用；，广泛的生物产业，固定代细胞技术，单棵隆抗体。

特征：常压常温下进行反应，反应条件温和，生产材料多价格低，以碳水化合物为主要的原料，不需要精制反应自动调节反应途径高度专一和选择性，对环境污染少，生产过程无害，可以不增加设备而增加产量，投资少见效快。

生物工艺学教学大纲

生物工艺学教学大纲
一、引言
A. 目的和背景
生物工艺学是一门研究利用生物体进行工业化生产的学科。

它结合了生物学和工程学的知识，用于开发和应用生物技术来生产药物、食品和其他生物制品。

本教学大纲旨在介绍生物工艺学的基本概念、原理和应用，培养学生的科学研究能力和工程实践能力。

B. 教学目标
1. 了解生物工艺学的定义和发展背景；
2. 掌握生物反应器设计与生物转化过程基础知识；
3. 理解生物工艺技术的应用领域和未来发展方向；
4. 培养学生的科学研究能力和工程实践能力。

二、课程内容
A. 生物工艺学基础
1. 生物工艺学的定义和历史发展
2. 生物工艺学与其他相关学科的关系
3. 生物工艺学发展的驱动因素
B. 生物反应器设计
1. 反应器种类和基本结构
2. 反应器运行参数的选择和优化
3. 反应器控制策略和操作技术
C. 生物转化过程
1. 酒精发酵过程
2. 生物降解过程
3. 生物合成过程
4. 生物转化过程的机理和控制
D. 生物工艺技术的应用
1. 药物生产与工艺优化
2. 食品生产与质量控制。

生物工艺学知识点

生物工艺学知识点第一章绪论1、生物工艺学biotechnology：又称为生物技术,它是应用自然科学及工程学原理,依靠生物作用剂biologicalagents的作用将物料进行加工以提供产品或社会服务的技术;特点：多学科和多技术的结合、生物作用剂生物催化剂的参与、应用大量高、精、尖设备;;2、生物催化剂是游离的或固定化的细胞或酶的总称;生物催化剂特点：优点：①常温、常压下反应②反应速率大③催化作用专一④价格低廉缺点：稳定性差控制条件严格易变异细胞生物反应过程实质是利用生物催化剂以从事生物技术产品的生产过程processengineering;3、生物技术研究的主要内容：基因工程DNA重组技术,geneengineering、细胞工程cellengineering、酶工程enzymeengineering、发酵工程fermentationengineering、蛋白质工程proteinengineering、第二章菌种的来源1、工业生产常用的微生物细菌、酵母菌、霉菌、放线菌、担子菌、藻类;2、分离微生物新种的过程大体可分为采样、增殖、纯化和性能测定;含微生物材料的预处理方法：物理方法加热；化学方法pH；诱饵法;诱饵技术：将固体基质加到待检的土壤或水中,待其菌落长成后再铺平板;分离的效率影响因素：1培养基的养分；2pH；3加入的选择性抑制剂;3、高产培养基成分的选择准则：制备一系列的培养基,其中有各种类型的养分成为生长限制因素C、N、P、O；使用一聚合或复合形式的生长限制养分；避免使用容易同化的碳葡萄糖或氮NH4+,它们可能引起分解代谢物阻遏；确定含有所需的辅因子Co2+,Mg2+,Mn2+,Fe2+加入缓冲溶液以减小pH变化;4、代谢控制发酵MetabolicControlfermentation：用人工诱变的方法,有意识地改变微生物的代谢途径,最大限度地积累产物,这种发酵形象地称为代谢控制发酵,最早在氨基酸发酵中得到成功应用;5、菌种的衰退表观现象有哪些目的产物的产量下降营养物质代谢和生长繁殖能力下降发酵周期延长抗不良环境的性能减弱6、菌种的衰退的原因菌种保藏不当提供不了当的条件或不利的条件经诱变得到的新菌株发生回复突变7、菌种的复壮方法：纯种分离通过寄主体进行复壮淘汰已衰退的个体8、菌种的保藏的原理根据菌种的生理生化特点,人工创造条件,使孢子或菌体的生长代谢活动尽量降低,以减少其变异;一般可通过保持培养基营养成分在最低水平,缺氧状态,干燥和低温,使菌种处于“休眠”状态,抑制其繁殖能力;9、菌种的保藏方法：A斜面冰箱保藏法B沙土管保藏法C石蜡油封存法D真空冷冻干燥保藏法E液氮超低温保藏法第三章菌种选育1、常用菌种选育方法1自然选育:是指在生产过程中,不经过人工处理,利用菌种的自发突变spontaneousmutation而进行菌种筛选的过程;特点：自发突变的频率较低,变异程度不大;所以该法培育新菌种的过程十分缓慢; 2诱变育种:是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群,促进其突变率大幅度提高,然后采用简便、快速和高效的筛选方法,从中挑选少数符合育种目的的突变株,以供生产实践或科学研究使用;诱变育种的理论基础是基因突变;常用诱变剂：物理诱变剂、化学诱变剂碱基类似物、与碱基反应的物质、在DNA分子中插入或缺失一个或几个碱基物质、生物诱变剂3分子育种DNA重组、基因工程：用人为的方法将所需的某一供体生物的遗传物质DNA分子提取出来,在离体条件下切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后导入某一受体细胞中,让外来的遗传物质在其中进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新的育种技术;4杂交育种Hybridization：常规杂交育种Hybridization：一般是指人为利用真核微生物的有性生殖或准性生殖或原核微生物的接合、F因子转移、转导和转化等过程,促使两个具有不同遗传性状的菌株发生基因重组,以获得性能优良的生产菌株;原生质体融合技术：通过人工方法,使遗传性状不同的两个细胞的原生质体发生融合,并产生重组子的过程,亦称为“细胞融合”cellfusion;原生质体融合的基本过程：原生质体形成、原生质体融合、原生质体的再生;3、工程菌的不稳定性表现质粒的不稳定质粒的丢失、重组质粒的DNA片段脱落、表达产物的不稳定第三章微生物的代谢调节1、微生物代谢调节方式代谢流向的调控分为代谢物的合成和代谢物的降解；通过快速启动蛋白质的合成和有关的代谢途径,平衡各代谢物流和反应速率来适应外界环境的变化;代谢速度的调控分为酶量粗调酶合成的诱导和酶合成的阻遏和酶活细调酶活性的激活、酶活性的抑制反馈阻遏是转录水平的调节,产生效应慢；影响催化一系列反应的多个酶反馈抑制是酶活性水平调节,产生效应快;只对是一系列反应中的第一个酶起作用底物对酶的影响称为前馈;产物对酶的影响称为反馈;2、微生物初级代谢调节包括酶活调节、酶合成调节、遗传控制1酶活性的调节细调：一定数量的酶,通过其分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率;酶活调节的影响因素包括：底物和产物的性质和浓度、压力、pH、离子强度、辅助因子以及其他酶的存在等等;特点是反应快速;酶活性的调节包括：酶活性的激活和酶活性的抑制反馈抑制2酶合成的调节：通过调节酶合成的量来控制微生物代谢速度的调节机制;这类调节在基因转录水平上进行,对代谢活动的调节是间接的、缓慢的3酶合成的阻遏：在某代谢途径中,当末端产物过量时,微生物的调节体系就会阻止代谢途径中包括关键酶在内的一系列酶的合成,从而彻底地控制代谢,减少末端产物生成,这种现象称为酶合成的阻遏;末端代谢产物阻遏:由于某代谢途径末端产物的过量积累而引起酶合成的反馈阻遏;分解代谢物阻遏：当细胞内同时存在两种可利用底物碳源或氮源时,利用快的底物会阻遏与利用慢的底物有关的酶合成;这种阻遏并不是由于快速利用底物直接作用的结果,而是由这种底物分解过程中产生的中间代谢物引起的,所以称为分解代谢物阻遏过去被称为葡萄糖效应;3、改变细胞膜通透性的方法A限制培养基中生物素浓度在1～5mg/L,控制细胞膜中脂质的合成；B加入青霉素,抑制细胞壁肽聚糖合成中肽链的交联；C加入表面活性剂如吐温80或阳离子表面活性剂如聚氧化乙酰硬脂酰胺,将脂类从细胞壁中溶解出来,使细胞壁疏松,通透性增加；D控制Mn2+、Zn2+的浓度,干扰细胞膜或细胞壁的形成；E可以通过诱变育种的方法,筛选细胞透性突变株;5、人工控制微生物代谢的两种手段：1生物合成途径的遗传控制2发酵条件的控制6.谷氨酸棒杆菌生物素缺陷型生产谷氨酸的调控第四章微生物次级代谢与调节1、次级代谢产物：某些微生物在生命循环的某一个阶段产生的物质,它们一般是在菌生长终止后合成的;其生物合成至少有一部分是与核内和核外的遗传物质有关,同时也与这类遗传信息产生的酶所控制的代谢途径有关;微生物产生的次级代谢物有抗生素、毒素、色素和生物碱等;2、初级与次级代谢途径相互连接次级代谢物通常是由初级代谢中间体经修饰后形成的修饰初级代谢中间体的三种生化过程生物氧化与还原、生物甲基化、生物卤化3、前体：指加入到发酵培养基中的某些化合物,它能被微生物直接结合到产物分子中去,而自身的结构无多大变化有些还具有促进产物合成的作用;中间体是指养分或基质进入一途径后被转化为一种或多种不同的物质,他们均被进一步代谢,最终获得该途径的终产物;4、次级代谢物生物合成的原理①一旦前体被合成,在适当条件下它们便流向次级代谢物生物合成的专用途径;②在某些情况下单体结构单位被聚合,形成聚合物;这些特有的生物合成中间体产物需做后几步的结构修饰,修饰的程度取决于产生菌的生理条件;有些复杂抗生素是由几个来自不同生物合成途径组成的;第五章发酵培养基1、培养基通常指人工配制的供微生物生长、繁殖、代谢和合成所需产物的营养物质和原料,同时,培养基也为微生物等提供除营养外的其它生长所必需的环境条件2、发酵培养基的要求①培养基能够满足产物最经济地合成②发酵后所形成的副产物尽可能的少③培养基的原料应因地制宜,价格低廉；且性能稳定,资源丰富,便于采购运输,适合大规模储藏,能保证生产上的供应;④所用培养基应能满足总体工艺的要求,如不应影响通气、提取、纯化及废物处理等;3、工业上常用的碳源：葡萄糖、乳糖、淀粉、蔗糖工业上常用的氮源：无机氮源：氨水,铵盐,硝酸盐等;有机氮源：玉米浆、豆饼粉、花生饼粉、棉籽粉、鱼粉、酵母浸出液等;生理酸性物质,如硫酸铵;生理碱性物质,如硝酸钠;提供生长因子的农副产品原料：1玉米浆2麸皮水解液3糖蜜4酵母：可用酵母膏、酵母浸出液或直接用酵母粉;产物促进剂是指那些非细胞生长所必需的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂;4、发酵培养基的设计和优化方法正交试验设计、均匀设计、响应面分析正交试验设计：利用正交表来安排与分析多因素试验的一种设计方法;它是由试验因素的全部水平组合中,挑选部分有代表性的水平组合进行试验,通过对这部分试验结果的分析,了解全面试验的情况,找出最优的水平组合;正交实验数据分析,见教材P112-114例题,表4-16,同时确定因素的主次顺序、各因素的优水平、各因素水平的最优组合;小数点后保留一位;第六章发酵培养基灭菌和空气净化在发酵工业生产中,为了保证纯种培养,在生产菌种接种培养前,要对培养基、空气系统、消泡剂、流加物料、设备、管道等进行灭菌,还要对生产环境进行消毒,防止杂菌和噬菌体的大量繁殖;1.微生物热阻：微生物在某一特定条件下主要是温度和加热方式下的致死时间;2.对数残留定律中各符号的意义;3.理论灭菌时间的计算间歇实罐灭菌时间的计算连续灭菌的灭菌时间计算：4.灭菌温度的选择：随着温度升高,灭菌速率常数增加的倍数大于培养基中营养成分的分解速率常数的增加倍数;即当灭菌温度升高时,微生物杀灭速度提高,培养基营养成分破坏的速度减慢;5.影响培养基灭菌的因素：所污染杂菌的种类、数量、灭菌温度和时间,培养基成分、pH值、培养基中颗粒、泡沫等对培养基灭菌也有影响;6.无菌空气：指通过除菌处理使空气中含菌量降低至一个极低的百分数,从而能控制发酵污染至极小机会;此种空气称为“无菌空气”;7.介质过滤除菌是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层,将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中,而达到除菌的目的;是大多数发酵厂广泛采用的方法;按除菌机制可分为：绝对表面过滤和深层介质过滤;介质过滤除菌的机理：空气流通过这种介质过滤层时,借助惯性碰撞、拦截滞流、静电吸附、扩散等作用,将其尘埃和微生物截留在介质层内,达到过滤除菌目的;第七章种子的扩大培养1、种子扩大培养：指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程;这些纯种培养物称为种子2、种子扩大培养的目的与要求1种子扩培的目的①接种量的需要②菌种的驯化③缩短发酵时间、保证生产水平2种子的要求①菌种细胞的生长活力强,移种至发酵罐后能迅速生长,延迟期短②生理性状稳定③菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求④无杂菌污染⑤保持稳定的生产能力;3、种子罐级数：是指制备种子需逐级扩大培养的次数,取决于菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度、所采用发酵罐的容积;种子罐级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响;级数大,难控制、易染菌、易变异,管理困难,一般2～4级;4、种子制备分两个阶段：实验室种子制备阶段生产车间种子制备阶段5、种龄：是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间;接种量：是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例;通常接种量：细菌1-5%,酵母菌5-10%,霉菌7-15%,有时20-25%青霉素生产的种子制备过程：安瓿管→斜面孢子→大米孢子→一级种子→二级种子→发酵第八章发酵工艺控制1、微生物发酵的生产水平取决于生产菌种本身的性能和合适的环境条件;2、发酵过程的代谢变化从产物形成来说,代谢变化就是反映发酵中的菌体生长、发酵参数的变化培养基和培养条件和产物形成速率这三者之间的关系;在分批培养过程中根据产物生成是否与菌体生长同步的关系,将微生物产物形成动力学分为①生长关联型和②非生长关联型;3、发酵方式1补料－分批发酵：指分批培养过程中,间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法;优点在于使发酵系统中维持很低的基质浓度;低基质浓度的优点：①可以除去快速利用碳源的阻遏效应,并维持适当的菌体浓度,使不至于加剧供氧的矛盾；②克服养分的不足,避免发酵过早结束;2半连续发酵：是指在补料－分批发酵的基础上,间歇地放掉部分发酵液的培养方法;优点：①可以除去快速利用碳源的阻遏效应,并维持适当的菌体浓度,使不至于加剧供氧的矛盾；②克服养分的不足,避免发酵过早结束；③缓解有害代谢产物的积累;3连续发酵：指培养基料液连续输入发酵罐,并同时放出含有产品的发酵液的培养方法;在这样的环境中培养,菌的生长就受到所提供基质的限制,培养液中的菌体浓度能保持一定的稳定状态;与传统的分批发酵相比,连续培养有以下优点：①维持低基质浓度：可以除去快速利用碳源的阻遏效应,并维持适当的菌体浓度,使不至于加剧供氧的矛盾；②避免培养基积累有毒代谢物；③可以提高设备利用率和单位时间的产量,节省发酵罐的非生产时间；④便于自动控制;4、发酵控制参数按性质分类：物理参数、化学参数、生物参数按检测手段分类：①直接参数：⑴在线检测参数⑵离线检测参数②间接参数5、发酵热发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量;Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q显-Q辐射生物热biologicalheat是菌体生长过程中直接释放到体外的热能,使发酵液温度升高;搅拌热agitationheat是搅拌器引起的液体之间和液体与设备之间的摩擦所产生的热量;6、发酵过程pH值的一般变化规律1生长阶段：菌体产生蛋白酶水解培养基中的蛋白质,生成铵离子,使pH上升至碱性；随着菌体量增多,铵离子的消耗也增多,另外糖利用过程中有机酸的积累使pH 值下降;2生产阶段：这个阶段pH值趋于稳定;3自溶阶段：随着养分的耗尽,菌体蛋白酶的活跃,培养液中氨基氮增加,致使pH又上升,此时菌体趋于自溶而代谢活动终止;7、引起发酵液pH值异常波动的因素pH值的变化决定于所用的菌种、培养基的成分和培养条件pH下降：①培养基中碳、氮比例不当;碳源过多,特别是葡萄糖过量,或者中间补糖过多加上溶氧不足,致使有机酸大量积累而pH下降；②消泡剂加得过多；③生理酸性物质的存在,铵被利用,pH下降;pH上升：①培养基中碳、氮比例不当;氮源过多,氨基氮释放,使pH上升；②生理碱性物质存在；③中间补料氨水或尿素等碱性物质加入过多;8、临界氧浓度criticalvalueofdissolvedoxygenconcentration：指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度;如对产物形成而言便称为产物合成的临界氧浓度;呼吸强度又称氧比消耗速率,是指单位质量的干菌体在单位时间内所吸取的氧量,以QO2表示,单位为mmolO2／g干菌体·h;耗氧速率又称摄氧率,是指单位体积培养液在单位时间内的吸氧量,以r表示,单位为mmolO2／L·h;9、引起溶氧异常下降,可能有下列几种原因：①污染好气性杂菌,大量的溶氧被消耗掉,可能使溶氧在较短时间内下降到零附近,如果杂菌本身耗氧能力不强,溶氧变化就可能不明显；②菌体代谢发生异常现象,需氧要求增加,使溶氧下降；③某些设备或工艺控制发生故障或变化,也可能引起溶氧下降,如搅拌功率消耗变小或搅拌速度变慢,影响供氧能力,使溶氧降低;10、泡沫的形成及其对发酵的影响在大多数微生物发酵过程中,通气、搅拌以及代谢气体的逸出,再加上培养基中糖、蛋白质、代谢物等表面活性剂的存在,培养液中就形成了泡沫;形成的泡沫有两种类型：一种是发酵液液面上的泡沫,气相所占的比例特别大,与液体有较明显的界限,如发酵前期的泡沫；另一种是发酵液中的泡沫,又称流态泡沫fluidfoam,分散在发酵液中,比较稳定,与液体之间无明显的界限大量的泡沫引起的负作用：发酵罐的装料系数减少、氧传递系统减小；增加了菌群的非均一性；造成大量逃液,增加染菌机会；严重时通气搅拌无法进行,菌体呼吸受到阻碍,导致代谢异常或菌体自溶；消泡剂的添加将给提取工序带来困难;泡沫的消除调整培养基中的成分如少加或缓加易起泡的原料或改变某些物理化学参数如pH 值、温度、通气和搅拌或者改变发酵工艺如采用分次投料来控制,以减少泡沫形成的机会;采用菌种选育的方法,筛选不产生流态泡沫的菌种,来消除起泡的内在因素;采用机械消泡或消泡剂来消除已形成的泡沫;常用的消泡剂有4大类：天然油脂类、脂肪酸和酯类、聚醚类、硅酮类11、造成染菌的主要原因设备渗漏空气带菌种子带菌灭菌不彻底技术管理不善第十章下游加工过程概论1、下游技术工程downstreamprocessing：对于由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物原料,经提取分离、加工并精制目的成分,最终使其成为产品的技术;2.发酵液的特点1含水多,产物含量低；2含菌体蛋白；3溶有原来培养基成分；4相当多的副产物和色素；5易被杂菌污染或使产物进一步分解；6易起泡,粘性物质多;3、整个下游加工过程应遵循下列四个原则1时间短；2温度低,选择在生物物质的温度范围内；3pH适中;4严格清洗消毒包括厂房、设备及管路,注意死角;4、一般下游加工过程可分为4个阶段1培养液发酵液的预处理和固液分离；2初步纯化提取；3高度纯化精制；4成品加工;5、下游加工过程的一般流程第十二章发酵液的预处理和固液分离方法1、改善发酵液过滤特性的物理化学方法：调酸等电点、热处理、电解质处理、添加凝聚剂、添加表面活性物质、添加反应剂、冷冻-解冻及添加助滤剂等;2、凝聚——指在电解质作用下,由于胶粒之间双电层电排斥作用降低,电位下降,而使胶体体系不稳定的现象；常用的凝聚剂电解质有：硫酸铝Al2SO4318H2O明矾；氯化铝AlCl36H2O;三氯化铁FeCl3;硫酸亚铁FeSO4·7H2O；石灰；ZnSO4；MgCO3絮凝——指在某些高分子絮凝剂存在下,基于桥架作用,使胶粒形成较大絮凝团的过程;工业上使用的絮凝剂可分为三类：1有机高分子聚合物,如聚丙烯酰胺类衍生物、聚苯乙烯类衍生物；2无机高分子聚合物,如聚合铝盐、聚合铁盐等；3天然有机高分子絮凝剂,如聚糖类胶粘物、海藻酸钠、明胶、骨胶、壳多糖、脱乙酰壳多糖等;目前最常见的高分子聚合物絮凝剂有机合成的聚丙烯酰胺polyacrylamide类衍生物3、杂蛋白的去除方法有沉淀法、变性法、吸附法4、固液分离的方法：重力沉降、浮选、旋液分离、介质过滤、离心;5、根据过滤机理,过滤操作可分为澄清过滤和滤饼过滤;第十三章细胞破碎1、细胞破碎的阻力：细菌破碎的主要阻力:肽聚糖的网状结构,网状结构越致密,破碎的难度越大,革兰氏阴性细菌网状结构不及革兰氏阳性细菌的坚固；酵母细胞壁破碎的阻力:主要决定于壁结构交联的紧密程度和它的厚度；霉菌细胞壁中含有几丁质或纤维素的纤维状结构,其强度比细菌和酵母菌的细胞壁有所提高;2、常用破碎方法机械法：珠磨法固体剪切作用、高压匀浆法液体剪切作用、超声破碎法液体剪切作用、X-press法固体剪切作用;非机械法：酶溶法酶分解作用、化学渗透法改变细胞膜的渗透性、渗透压法渗透压剧烈改变、冻结融化法反复冻结-融化、干燥法改变细胞膜渗透性3、破碎率的测定方法1直接测定法2目的产物测定法3导电率测定法第十四章沉淀法Precipitation1、固相析出技术：通过加入某种试剂或改变溶液条件,使生化产物溶解度降低,以固体形式沉淀和晶体从溶液中沉降析出的分离纯化技术;结晶法：在固相析出过程中,析出物为晶体称为结晶法;沉淀法：在固相析出过程中,析出物为无定形固体称为沉淀法;常用的沉淀法：盐析法、有机溶剂沉淀法和等电点沉淀法等;2、盐析Saltinducedprecipitation：在高浓度的中性盐存在下,蛋白质酶等生物大分子物质在水溶液中的溶解度降低,产生沉淀的过程;原因如下：1无机离子与蛋白质表面电荷中和,形成离子对,部分中和了蛋白质的电性,使蛋白质分子之间的排斥力减弱,从而能够相互靠拢；2中性盐的亲水性大,使蛋白质脱去水化膜,疏水区暴露,由于疏水区的相互作用导致沉淀；Ks盐析法：在一定pH和温度下,改变体系离子强度进行盐析的方法；β盐析法：在一定离子强度下,改变pH和温度进行盐析；常用的盐析用盐：硫酸铵、硫酸钠,磷酸盐,柠檬酸盐;3、有机溶剂沉淀：在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂,降低溶质的溶解度,使其沉淀析出;原理：1降低了溶质的介电常数,使溶质之间的静电引力增加,从而出现聚集现象,导致沉淀;2有机溶剂的水合作用,降低了自由水的浓度,降低了亲水溶质表面水化层的厚度,降低了亲水性,导致脱水凝聚;常用的有机溶剂沉析剂：乙醇：沉析作用强,挥发性适中,无毒常用于蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的沉析；丙酮：沉析作用更强,用量省,但毒性大,应用范围不广；4、等电点沉淀：调节体系pH值,使两性电解质的溶解度下降,析出的操作称为等电点沉淀;原理：蛋白质是两性电解质,当溶液pH值处于等电点时,分子表面净电荷为0,双电层和水化膜结构被破坏,由于分子间引力,形成蛋白质聚集体,进而产生沉淀;第十五章膜过滤法1、膜过滤法指以压力为推动力,依靠膜的选择性,将液体中的组分进行分离的方法;基本原理是筛孔分离过程;在压差的推动下,原料液中的溶剂和小的溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧,所得到的液体一般称为滤出液或透过液,而大的粒子组分被膜截留;包括微滤MF、超滤UF、纳滤NF和反渗透RO四种过程;在工业上用得最广的膜材料是醋酸纤维素和聚砜;浓差极化：当溶剂透过膜,而溶质留在膜上,使膜面浓度增大,并高于主体中浓度,这种浓度差导致溶质自膜面反扩散至主体中,这种现象称为浓差极化;在超滤中,为减少浓差极化,通常采用错流操作;膜的污染：膜在使用中,尽管操作条件保持不变,但通量仍逐渐降低的现象;污染原因：膜与料液中某一溶质的相互作用；吸附在膜上的溶质和其它溶质的相互作用;。

《生物工艺学》教学方法改革与探索

《生物工艺学》教学方法改革与探索摘要：《生物工艺学》是生物工程专业的一门主干课程，其教学质量的高低直接关系到学生的专业素质。

本文叙述了本人在讲授该课程时逐渐探索出的双线教学法和所选取的实验教学内容。

以供各位同仁参考。

关键词：生物工艺学；教学质量；双线教学法中图分类号：g712 文献标志码：a 文章编号：1674-9324（2013）16-0023-02生物技术是21世纪国家优先发展的高新技术之一。

随着生物技术产业的快速发展，新的生物技术产品不断出现，其产品涵盖医药、食品、化工、轻工、农业、能源、环保等诸多行业和领域，为工农业生产、社会进步带来明显的影响和效益，给人类带来巨大的经济效益和社会效益。

随着生物技术产业的高速发展，专业技术人员的短缺已经成了行业发展的瓶颈。

适应这一形势，国内绝大多数高校纷纷开设了生物工程专业。

提高教学质量，提高专业人员的素质，已经成为生物技术进一步高速发展的关键。

本文就如何提高《生物工艺学》教学质量做了初步总结。

一、生物工程专业概况生物工程是上世纪80年代后在国内各高校开始普遍设置的一个新兴专业，由于生物技术产业的迅速发展，在国内各高校迅速开设。

到目前为止，国内开设生物工程本科专业的高校多达几百所。

由于各高校的具体情况不同，生物工程专业的课程设置情况有很大差别，大部分高校把生物工程专业设置在生命科学与技术学院（也有部分高校称作生命科学系），这些高校设置的有关生物类的课程较多；也有很多高校把生物工程专业设置在化工学院（也有部分高校称作化学化工学院），这些高校设置的有关化学工程类的课程较多。

总之，目前国内各高校根据各自的情况不同，设置的生物工程专业课程千差万别。

国内绝大多数高校的生物工程专业基本都设置了《生物工艺学》。

《生物工艺学》是生物工程专业的学生学习了《无机与分析化学》、《有机化学》、《生物化学》、《微生物学》、《化工原理》等课程的基础上学习的一门必修核心专业课，该课程是联系理论和生产实际的一个重要纽带，是与实践紧密结合的一门应用型课程，主要研究内容是利用微生物的生长代谢活动产生的各种生理活性物质来生产各种工业产品。

生物工艺学复习提纲终极版讲述

生物工艺学复习提纲第一章绪论1、什么叫生物工艺学？p1生物工艺学，是研究生物技术产品生产的工艺技术问题的学科，是指以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的过程技术手段，按照设计改造生物体或生物原料，为人类生产出所需要产品或达到某种目的的技术2、生物反应的一般过程？p2-3,(读图1-2，理解生物反应过程，上游加工、下游加工、酶催化反应工程、细胞反应工程、废水的生物反应工程)（1）原料的预处理（2）生物催化剂的制备（3）生化反应器及反应条件的选择与控制（4）产物的分离纯化酶催化反应过程：采用游离酶或固定化酶为催化剂时的反应过程，称为酶催化反应过程。

细胞反应过程：采用活细胞为催化剂时的反应过程。

包括微生物发酵反应过程，固定化细胞反应过程和动植物细胞培养过程。

废水的生物处理过程：它是利用微生物本身的分解能力和净化能力，除去废水中污浊物质的过程3、生物技术的应用（了解，见PPT）农业，食品工业，医药工业，化学冶金工业，能源工业，环境保护第二章工业微生物菌种选育、制备、保藏1、从自然界分离新菌种的步骤？p14采样——增值培养——纯种分离——生产性能测定采样；如何选取采样地点？例如酵母、霉菌。

对于酵母类或霉菌类微生物，由于它们对碳水化合物的需要量比较多，一般又喜欢偏酸性环境，所以酵母类，霉菌类在植物花朵，瓜果种子及腐殖质含量高的土壤等上面比较多。

增殖培养；什么是增殖培养？例如纤维素酶产生菌、脂肪酶产生菌、放线菌分离。

增值培养就是给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长或不利于其他菌型生长的条件，以促使目标菌大量繁殖，从而有利于分离它们。

纯种培养；纯种分离的方法？划线、稀释纯种分离一般采用单菌落分离法和稀释法生产性能测定；一般采用两步法，即初筛和复筛2、诱变育种？p15,诱变育种的基本程序？营养缺陷性？营养缺陷性的筛选过程？（理解抗生素法、过滤法淘汰野生型的原理；营养缺陷性检出的方法原理，点种法、夹层检出法、限量补充培养基检出法、影印法；营养缺陷性的鉴定，理解原理）诱变育种：通过人工处理微生物，使之发生突变，并运用合理的筛选程序和方法，把适合人类需要的优良菌株选育出来的过程基本程序：出发菌株的挑选，敏感期和适合对象的选择，诱变剂的选择，诱变剂量的选择，初筛，复筛营养缺陷型：指某一菌株在诱变后丧失了合成某种营养成分的能力，主要指合成维生素，氨基酸及嘌呤，嘧啶的能力，使其在基本培养基中不能生长，而必须在此培养基中加入相应物质才能生长的突变株筛选过程：中间培养，淘汰野生型，营养缺陷型检出，营养缺陷型鉴定抗生素法的基本原理是野生型细胞能在基本培养基上生长繁殖，可选用某种抗生素将生长状态的细胞杀死，而留下不能生长的缺陷型细胞。

生物工艺学

第一章绪论1.生物工艺学：生物技术，以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的过程技术手段，按照设计改造生物体或生物原料，为人类生产出所需要产品或达到某种目的的技术。

2.生物工艺学特点：一门综合性学科，采用生物催化剂，利用可再生资源为主要原料，设备简单，耗能较低。

3.生物催化剂：游离或固定化细胞或酶的总称。

4.1928年英国人弗来明发现青霉素第二章工业微生物菌种选育、制备与保藏1.工程菌：细菌、放线菌（生产各种抗生素）、酵母菌、霉菌2.工程菌的菌种选育：自然育种、诱变育种、杂交育种、基因工程育种3.自然育种步骤：采样、增殖培养、纯种分离（单菌落分离法）和性能测定4.重组DNA技术：目标DNA片段的获得、与载体DNA分子的连接、重组DNA分子引入宿主细胞、选出含有所需重组DNA分子的宿主细胞5.种子制备：摇瓶种子制备、种子罐种子制备6.工业微生物菌种的保藏：冷冻干燥保藏法、液氮保藏法、斜面保藏法、液体石蜡覆盖保藏法、载体保藏法、悬液保藏法第三章工程培养基及其设计1.工业培养基：为微生物提供生长繁殖和生物合成各种代谢所需的，按照一定比例而配置的多种营养物质的混合物。

2.工业大规模发酵培养基配置原则(1)提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分(2)有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物的转化率(3)有利于提高产物的浓度，以提高单位容量发酵罐的生产能力(4)有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期(5)尽量减少副产物的形成，便于产物的分离纯化(6)原料价格低廉，质量稳定，取材容易(7)所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能耗(8)有利于产品的分离纯化，尽可能减少“三废”物质的产生。

3.培养基成分：碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、水4.蛋白胨为氮源、葡萄糖为碳源、能源5.微量元素：10-8 -10-6mol/L；大量元素：10-4 -10-3mol/L6.制备培养基的基本原则：目标明确、营养协调、条件适宜、经济合理7.C/N低，利于微生物的生长与繁殖；C/N高，有利于获取代谢产物或用作发酵培养基。

生物工艺学课程设计

生物工艺学课程设计1. 课程设计背景生物工艺学是现代生物学的一个重要分支，是集生物学、化学、物理、工程学于一身的一门交叉学科。

其研究范围包括微生物、植物和动物的生理代谢规律、生物化学反应机制、生物制品制备、生物能源开发等方面。

近年来，随着生物技术的迅猛发展，生物工艺学的应用越来越广泛，如生物制药、食品发酵、环境保护等领域。

在本次课程设计中，我们将以微生物发酵技术为主要内容，探讨它在生物工艺学中所起到的重要作用，以及它在生产中的应用和优缺点。

2. 课程设计目的1.掌握微生物发酵技术的原理和应用。

2.了解微生物代谢过程中的主要反应途径。

3.熟悉微生物发酵工艺的基本操作和实验技术。

4.培养学生的实践动手能力和科研思维能力。

3. 课程设计内容3.1 授课内容本次课程设计将分为两个模块，分别为理论课和实验课。

具体内容如下：3.1.1 理论课1.微生物发酵原理及代谢途径2.发酵反应器种类及应用3.基本发酵工艺和实验操作技术4.发酵介质的设计与优化3.1.2 实验课1.微生物产酶发酵实验2.微生物生长曲线及代谢产物分析实验3.发酵过程控制实验3.2 课程设计要求1.学生需自主组队进行课程学习和实验操作，并在课程结束后提交完整的课程设计报告。

2.报告内容应包括理论课的学习笔记和实验记录，实验结果分析和结论。

3.学生需参加课程设计的小组讨论和课程总结汇报。

4. 课程设计评价课程设计的评价主要从以下几个方面进行：1.学习成果和报告质量：此项评价主要考察学生在课程设计过程中的学习成果和对课程内容的理解程度，以及综合报告的质量和归纳总结的能力。

2.实验操作和实验报告：此项评价主要考察学生在实验操作过程中的操作技能和实验结果的准确性，以及实验报告的书写规范性和分析能力。

3.小组讨论和课程总结汇报：此项评价主要考察学生在小组讨论过程中的合作能力和团队协作精神，以及在总结汇报中表现的能力和自信程度。

5. 总结本次生物工艺学课程设计以微生物发酵技术为主要内容，旨在通过理论学习和实验操作，使学生能够掌握发酵技术的原理和应用，提高学生的实践动手能力和科研思维能力。

生物工艺学复习重点

第一章1.生物工艺学定义：生物工艺学，也称生物技术，是指以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的过程技术手段，按照设计改造生物体或生物原料，为人类生产出所需要产品或达到某种目的的技术。

2.研究内容：在生物反应过程中具有普遍意义的工艺技术问题。

以探讨生物产品生产过程中共性为目的，从工艺角度阐明细胞生长和代谢产物与细胞的培养条件之间的相互关系，为生产过程的优化提供理论基础。

3.生物技术的发展简史：（ 1）.传统经验制造技术——天然发酵阶段特点：自然发酵、历史悠久、工艺独特、经验丰富（2） .纯种培养技术的成功——初级代谢产物生产阶段标志：了解微生物在发酵过程中的作用特点是：大多数为厌氧发酵过程的产物；产物的化学结构简单，初级代谢产物；其生产通常是在敞开环境中进行；生产过程简单，生产设备相对要求不高，规模一般不大。

（ 3）.搅拌技术成熟——好氧培养阶段标志：抗生素工业的通风机械搅拌罐的应用特点：产品类型多，不但有初级代谢产物，也出现了次级代谢产物，还有生物转化及酶反应等产品；技术要求高，主要使用纯种发酵，在发酵过程中通入无菌空气；规模巨大；技术发展快。

（4） .基因重组技术的成熟——现代生物技术阶段标志：DNA 是遗传物质。

4.生物技术的应用：农业，食品工业，医药工业，化学冶金工业，能源工业，环境保护第二章5.常用工业生产微生物菌种：工业常用细菌、放线菌、酵母菌、霉菌6.诱变育种的一般步骤：出发菌株 -自然分离纯化 -制备单孢子悬液 -诱变剂处理 -稀释涂平板 - 培养，计数 -突变株分离 -初筛 -复筛 -突变性能检测 -筛选出高产菌株 -保存7.初筛，复筛概念与筛选方法初筛：目的是删去明确不符合要求的大部分菌株，把生产性状类似的菌株尽量保留下来，使优良菌种不致于漏网。

初筛工作以量为主，测定的精确性还在其次。

初筛的手段应尽可能快速、简单。

复筛的目的是确认符合生产要求的菌株，所以，复筛步骤以质为主，应精确测定每个菌株的生产指标。

生物工艺学教案及讲稿4

第1讲绪论教学内容：1. 绪论§1-1 生物技术的定义和性质§1-2 生物技术的发展及应用概况§1-3 生物技术的发展趋势目的要求：1. 掌握生物工艺学的定义，特点，生物技术概念的范畴2.了解生物技术的发展及应用概况3.了解生物技术在各个领域的应用及发展趋势教学重点和难点：1、生物技术的定义，内涵2、生物技术的发展及应用概况教学方法：课堂讲授为主，自学结合内容提要及课时分配：1、生物技术的定义和性质（20'）2、生物技术的发展及应用概况（60'）3、生物技术的发展趋势（20，）作业：1.由国际经济与发展组织（IECDO）提出的有关生物技术的定义有何特点？2. 教材中把生物技术的发展分为四个时期，它们各有哪些主要代表性技术和产品？主讲教师：授课班级：授课日期：2010.9.7导入新课：介绍生物工艺学的内涵，教材包括得主要内容，重点要学习的章节和内容，强调学习生物工艺学的重要意义。

1绪论1.1生物技术的定义⑴ 1919年匈牙利艾里基提出：“凡是以生物机体为原料，无论其用何种生产方法进行产品生产的生物技术”都属于生物技术；⑵ 20世纪70年代末，80年代初提出的定义倾向于：必须采用基因工程等一类具有现代生物技术内涵或以分子生物学为基础的技术；⑶ 国际经济合作与发展组织（IECDO）在1982年提出定义：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用，将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术；在国际经济合作与发展组织（IECDO）提出生物技术定义的特点：生物作用剂：指从活的或死的微生物、动物或植物的机体、组织、细胞、体液以致分泌物以及上组分中提取出来的生物催化剂——酶或其他生物活性物质；提供的产品：可以是工业、农业、医药、食品等产品；被作用的物料：可以是有关的生物机体或其中的有关器官，如细胞、体液以及极少量必须的无机物质；应用的自然科学：可以是生物学、化学、物理学等以及相关的分支学科，交叉学科；应用的工程学：可以是化学工程、机械工程、电气工程、电子工程；1.2生物技术的发展及应用概况生物技术的发展分为四个时期：经验生物技术时期；近代生物技术的形成和发展时期；近代生物技术的全盛时期，现代生物技术的建立和发展时期；1.2.1经验生物技术时期（人类出现到19世纪中期）生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造，豆粮轮作的方法等，主要产品有果酒、酸奶、啤酒、大豆酿酱油，多种植物配制剂——麻沸散等。

生物工艺学教案及讲

一、生物工艺学简介1. 教学目标（1）了解生物工艺学的定义、起源和发展历程。

（2）掌握生物工艺学的基本原理和应用领域。

（3）培养对生物工艺学的兴趣和好奇心。

2. 教学内容（1）生物工艺学的定义：利用生物体或其细胞、酶等生物催化剂进行物质转化过程的总称。

（2）生物工艺学的起源和发展：从古代的发酵技术到现代的生物技术。

（3）生物工艺学的基本原理：微生物代谢、酶催化、细胞培养等。

（4）生物工艺学的应用领域：食品工业、制药工业、能源工业等。

3. 教学方法（1）讲解：讲解生物工艺学的定义、起源和发展历程。

（2）案例分析：分析生物工艺学在实际应用中的例子。

（3）讨论：引导学生探讨生物工艺学的未来发展。

4. 教学评估（1）课堂问答：检查学生对生物工艺学的基本概念的理解。

二、微生物代谢1. 教学目标（1）了解微生物代谢的基本过程和类型。

（2）掌握微生物代谢的关键酶和调控机制。

（3）了解微生物代谢在生物工艺学中的应用。

2. 教学内容（1）微生物代谢的基本过程：糖代谢、氨基酸代谢、脂肪代谢等。

（2）微生物代谢的类型：厌氧代谢、好氧代谢、兼性厌氧代谢等。

（3）微生物代谢的关键酶：糖代谢酶、氨基酸代谢酶、脂肪代谢酶等。

（4）微生物代谢的调控机制：基因调控、酶调控、代谢途径调控等。

3. 教学方法（1）讲解：讲解微生物代谢的基本过程、类型和调控机制。

（2）实验演示：展示微生物代谢的实验现象。

（3）案例分析：分析微生物代谢在生物工艺学中的应用例子。

4. 教学评估（1）课堂问答：检查学生对微生物代谢的基本概念的理解。

（2）实验报告：要求学生完成微生物代谢的实验并进行报告。

三、发酵技术1. 教学目标（1）了解发酵技术的定义和原理。

（2）掌握发酵过程中的关键因素和调控方法。

（3）了解发酵技术在食品工业和制药工业中的应用。

2. 教学内容（1）发酵技术的定义：利用微生物代谢过程中产生的酶或代谢产物进行物质转化的技术。

（2）发酵过程中的关键因素：微生物种类、培养基、温度、pH、氧气等。

生物工艺学教案及讲

生物工艺学教案及讲一、课程简介章节：一教学时间：45分钟教学目的：使学生了解生物工艺学的概念、发展历程和应用领域。

教学内容：1. 生物工艺学的定义2. 生物工艺学的发展历程3. 生物工艺学的应用领域教学方法：1. 讲授法：讲解生物工艺学的定义、发展历程和应用领域。

2. 互动法：提问学生，了解他们对生物工艺学的了解程度。

教学资源：1. 教材：生物工艺学概述2. 投影片：生物工艺学的定义、发展历程和应用领域的图片和图表。

教学步骤：1. 引入：通过提问方式引导学生思考生物工艺学的概念。

2. 讲解：讲解生物工艺学的定义、发展历程和应用领域。

3. 讨论：分组讨论生物工艺学在实际应用中的例子。

5. 作业布置：要求学生写一篇关于生物工艺学应用领域的小短文。

二、生物技术在食品工业中的应用章节：二教学时间：45分钟教学目的：使学生了解生物技术在食品工业中的应用。

教学内容：1. 食品工业中常用的生物技术2. 生物技术在食品加工过程中的作用3. 生物技术在食品品质改良中的应用教学方法：1. 讲授法：讲解食品工业中常用的生物技术、作用和品质改良中的应用。

2. 互动法：提问学生，了解他们对生物技术在食品工业中的应用的了解程度。

教学资源：1. 教材：生物技术在食品工业中的应用2. 投影片：食品工业中常用的生物技术、作用和品质改良的例子。

教学步骤：1. 引入：通过提问方式引导学生思考生物技术在食品工业中的应用。

2. 讲解：讲解食品工业中常用的生物技术、作用和品质改良中的应用。

3. 讨论：分组讨论生物技术在食品工业中的应用的例子。

5. 作业布置：要求学生搜集生物技术在食品工业中的应用的实例，进行分享。

三、生物技术在药品生产中的应用章节：三教学时间：45分钟教学目的：使学生了解生物技术在药品生产中的应用。

教学内容：1. 药品生产中常用的生物技术2. 生物技术在药品生产过程中的作用3. 生物技术在新药研发中的应用教学方法：1. 讲授法：讲解药品生产中常用的生物技术、作用和新药研发中的应用。

生物工艺学教案及讲

生物工艺学教案及讲第一章：生物工艺学简介1.1 生物工艺学的定义解释生物工艺学的概念和基本原理。

强调生物工艺学在生物技术和生物制造领域的重要性。

1.2 生物工艺学的历史和发展回顾生物工艺学的发展历程，包括重要的里程碑和发现。

讨论生物工艺学对社会和经济的影响。

1.3 生物工艺学的应用领域介绍生物工艺学在不同领域的应用，如制药、食品工业和能源生产。

强调生物工艺学在解决全球性问题中的潜力。

第二章：生物技术的基本原理2.1 细胞工程解释细胞工程的概念和应用。

讨论细胞培养和细胞融合的技术和原理。

2.2 分子生物学介绍分子生物学的原理和工具，如DNA重组技术和PCR。

强调分子生物学在生物工艺学中的应用。

2.3 微生物学讨论微生物学的原理和微生物在生物工艺学中的作用。

介绍常见的微生物种类及其应用。

第三章：生物工艺流程设计3.1 生物反应器设计解释生物反应器的概念和类型。

讨论生物反应器的设计参数和优化方法。

3.2 生物工艺流程的优化介绍生物工艺流程优化的方法和工具。

强调流程优化对提高生产效率和降低成本的重要性。

3.3 生物工艺流程的放大和缩小解释生物工艺流程的放大和缩小概念。

讨论放大和缩小过程中的挑战和解决方法。

第四章：生物工艺应用案例研究4.1 制药工业中的应用介绍生物工艺在制药工业中的应用案例，如胰岛素的生产。

讨论案例中的关键技术和管理策略。

4.2 食品工业中的应用介绍生物工艺在食品工业中的应用案例，如发酵产品的生产。

强调生物工艺在提高食品质量和安全方面的作用。

4.3 能源生产中的应用解释生物工艺在能源生产中的应用，如生物质能和生物燃料。

讨论生物工艺在可持续发展中的潜力。

第五章：生物工艺学的伦理和社会问题5.1 生物工艺学的伦理问题讨论生物工艺学中存在的伦理问题，如基因编辑和生物安全性。

强调伦理原则和监管政策的制定。

5.2 生物工艺学与社会介绍生物工艺学对社会的影响，如创造就业机会和改善生活质量。

强调生物工艺学在解决全球性问题中的作用。

生物工艺学教案及讲

生物工艺学教案及讲一、课程简介1.1 课程背景生物工艺学是一门研究生物过程及其工程化的学科，涉及微生物学、生物化学、分子生物学、化学工程等多个领域。

生物工艺学在食品工业、制药工业、生物化工、环境保护等领域具有广泛的应用。

1.2 课程目标通过本课程的学习，使学生了解生物工艺学的基本概念、原理和方法，掌握生物过程的控制和优化技术，具备分析和解决生物工艺问题的能力。

二、教学内容2.1 生物工艺学的基本概念生物工艺学的定义、发展历程、研究领域和应用领域。

2.2 微生物学基础微生物的分类、生理特性、生长繁殖和遗传变异。

2.3 生物化学基础生物分子的结构与功能、生物合成途径、代谢调控。

2.4 生物反应器设计与操作生物反应器的类型、工作原理和设计要点，生物过程的控制和优化技术。

2.5 生物工艺在工业中的应用食品工业、制药工业、生物化工、环境保护等领域的生物工艺技术和应用案例。

三、教学方法3.1 课堂讲授讲解基本概念、原理和方法，分析实例，引导学生思考和讨论。

3.2 实验实践进行生物工艺实验操作，培养学生的动手能力和实验技能。

3.3 小组讨论分组讨论生物工艺案例，提高学生的分析和解决问题的能力。

四、教学评估4.1 课堂参与度评估学生课堂发言、提问和讨论的积极性。

4.2 实验报告评估学生的实验操作、数据处理和分析能力。

4.3 课程论文五、教学资源5.1 教材和参考书推荐相关教材和参考书，供学生自学和参考。

5.2 网络资源提供相关学术期刊、研究报告和在线课程等资源，帮助学生了解最新的生物工艺学研究进展。

5.3 实验室设备配备生物工艺实验室，供学生进行实验实践。

六、教学计划6.1 课时安排本课程共计32课时，包括16次课堂讲授，8次实验实践和8次小组讨论。

6.2 授课安排每次课堂讲授2课时，实验实践和小组讨论各1课时。

七、教学案例分析7.1 案例一：发酵面包的制作分析面包制作过程中酵母菌的发酵作用，微生物控制和发酵条件的优化。