生物工程下游技术教学大纲
生物工程下游技术
d. 对于含有半胱氨酸的蛋白，在增溶时应 加入还原剂（如DTT、GSH、β-ME）打开蛋 白质中所有二硫键，对于没有二硫键的目 标蛋白有时也应使用还原剂，因为含二硫 键的杂蛋白会影响包涵体的溶解。 e. 同时还应加入金属螯合剂，如EDTA或 EGTA，用来螯合Cu2+、Fe3+等金属离子以 防止其与还原状态的巯基发生氧化反应。
优点： ① 一定的选择性； ② 细胞外形完整，核酸释放少，有利于进一 步分离过程 缺点：（只能用于实验室） ① 产物抑制造成效率低下； ② 溶酶价格高； ③ 通用性差， 不易确定最佳条件；
6、微波加热法
• 机理：微波加热导致细胞内极
性物质，尤其是水分子吸收微波 能，产生大量热量，使胞内温度 迅速上升，液态水汽化产生的压 力将细胞膜和细胞壁冲裂，形成 微小孔洞，进一步加热可导致细 胞内部和细胞壁水分减少，细胞 收缩，表面出现裂纹。
缺点：复性活性回收率低，而且难与杂蛋白分
离。稀释法大大增加溶液体积，不利于后续的
分离纯化，且处理量太大，不利于工业放大 ；
透析法耗时长，易形成无活性蛋白质聚集体； 超滤法在膜上聚集变性，易造成膜污染。
2、高蛋白浓度下的复性方法：
（一个成功的复性过程在于能够在高蛋白浓度下仍
能得到较高的复性率。）
①缓慢地连续或不连续地将变性蛋白加入到 复性缓冲液中,使得蛋白质在加入过程中或 加入阶段之间有足够的时间进行折叠复性。 因为完全折叠的蛋白通常不会与正在折叠 的蛋白一起聚集。
团状、丝状真菌、 几乎所有的微生物 较小革兰阳性菌不 细胞，包括含有包 宜，包含体不宜 含体的基因工程菌 的破壁
X-Press挤压机，把浓缩的细胞悬液冷却 至-25～-30℃，形成冰晶，用500MPa以上
食品生物技术原理：第7章 生物工程下游技术
第7章生物工程下游技术教学目标：通过本章学习，学生应掌握生物工程下游技术的路线以及主要的分离纯化单元操作的原理、操作注意事项、适用范围和优缺点。
1．概述生物工程下游技术也叫下游工程（downstream processing），或生物活性物质分离纯化（separation and purification of bioactive substances），是指从基因工程获得的动、植物和微生物的有机体或器官中，从细胞工程、发酵工程和酶工程产物（发酵液、培养液）中把目标化合物分离纯化出来，使之达到商业应用目的的过程。
1.1 生物工程下游技术的重要性在大多数情况下，基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程的产物不能直接成为产品和商品，必须经过分离工程得到高纯度的产品和能被市场接受的商品。
因此，生物工程下游技术是生物技术产业工业化的必不可少的重要组成。
生物工程下游技术也是生物制品成本构成中的主要部分。
在一般情况下。
在生物工程产品的成本构成中，分离纯化部分的成本约占总成本的50%以上。
而且在原料中目的产物的浓度越低，分离工程的人力物力投入也就越大，产品的价格也就越高。
因此改进分离工程是生物技术产业降低生产成本和提高经济效益的关键。
通过改进工艺路线和技术参数有可能较大幅度地减少分离过程中目的产物的损失，提高回收率，增加经济效益。
现代分离工程的发展，正在深刻地影响着传统的食品工业和制药工程，从而形成了精细食品工程（精细食品化工和精细食品生物化工）和生物制药工程两大学科和产业门类。
1.2 生物工程下游技术的特点（1）在原料液中目标成分的含量较低。
下游工程的原料通常是发酵液或培养液，目标成分在原料液中的含量低于10%，有时只有千万之一或万分之一。
而且通常生理活性越高的成分在原料液中的含量越低。
原料液中却存在着在含量和种类上都大大超过目标成分的杂质，许多杂质在理化性质上又与目标成分十分接近，因而大大增加了分离的难度。
（2）原料液是复杂的多相体系，既有完整的有机体和残破的菌丝碎片，又有胶体溶液和真溶液。
生物工程下游技术教学大纲设计
生物工程下游技术教学大纲(生物技术与应用专业适用)农业职业技术学院2007年2月第一局部生物工程下游技术教学根本要求一、课程的性质、地位与任务生物工程下游技术是在生物工程的根底上建立起来的，酶工程、基因工程、细胞工程等技术在社会生活中已经发挥了巨大的作用，生物产品的种类与应用也得到了前所未有的开展，如何进一步使这些生物制品更好的服务于社会，主要取决于生产的规模和提取技术的深化。
该课程以细胞的扩大、目标产物的别离纯化、目标产物的分析检测为主线。
让学生了解细胞的扩大和目标产物的别离纯化的方法和手段，掌握根本的操作方法。
提高学生独立思考问题、分析问题的能力，为全面提高学生的素质服务。
二、课程教学的根本要求1、初步掌握生物反响器的特点与分类，掌握生物反响器优化的原如此。
2、初步掌握动植物细胞大规模培养的方法和专用的生物反响器类型3、掌握细胞破碎、蛋白质复性和固液别离的原理和方法。
4、掌握膜别离技术的原理，掌握膜别离技术。
5、掌握线性色谱与非线性色谱别离和纯化理论与技术。
6、掌握凝聚过滤与离子交换层析介质的主要品种。
7、掌握有机高分子基质与无机基质高效液相色谱填料结构特征与类型。
8、掌握电泳别离技术的原理与应用。
9、掌握蛋白质分析检测技术与质量控制方法。
说明本大纲是根据2005级三年制生物技术与应用专业教学计划而制订的。
生物工程下游技术为生物技术与应用专业的主干课之一，是生化工程、微生物工程、细胞工程、生物工程的延续，在教学容上要求注重理论知识的实用性、针对性、表现前沿性。
本课程的教学任务在于使学生掌握细胞大规模培养的方法，目标产物的别离与纯化技术原理与相关操作，同时适当介绍当前生物工程开展的最新概况与应用前景。
为从事相关工作奠定根底。
本课程以课堂理论教学和实验、两种形式进展教学，其中理论教学34学时，实验46学时，共计80学时，理论与实验分别安排在第二、三学期进展。
执行本大纲时应注意的假如干问题如下：1、根据高职教育的特点，课堂讲授注意少而精，强调理论的应用性，并做到学以致用。
090210生物工程下游技术
《生物工程下游技术》课程（）教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：生物工程下游技术课程代码：学分与学时：72学时，4学分课程性质：专业必修授课对象：生物技术及应用专业二、课程教学目标与任务《生物分离工程》是为生物工程本科专业学生开设的一门专业必修课，是培养学生今后从事生物技术产业领域应该具备的思考、分析和解决问题能力的主干课程。
通过本课程的学习：1、使学生掌握生物产品的提取、分离、纯化、精制加工等技术的科学本质、原理、方法、规律。
2、使学生了解生物工程下游技术的科学前沿及其发展趋势。
3、培养学生应用所学理论知识、分析和解决生产及科研中的实际问题的基本能力。
三、学时安排四、课程教学内容与基本要求第一章绪论（4学时）教学目的：了解生物工业下游技术的发展历史。
基本要求：对生物工程下游分离技术的流程和发展趋势大致了解重点与难点：下游技术的一般工艺过程教学方法：多媒体教学主要内容：1、生物工程下游技术的工作领域2、生物工业下游技术的一般工艺过程3、生物工业下游技术的发展动态第二章下游技术的理论基础（4学时）教学目的：使学生了解下游技术的理论基础，为学习具体有技术奠定基础基本要求：了解下游技术的基本理论基础，了解下游技术常见的分离手段，掌握分离效率的评价标准。
重点与难点：分离机理、分离效价的评价标准教学方法：多媒体讲授主要内容：1、分离机理2、分离操作3、分离效价的评价第三章发酵液的预处理（4学时）教学目的：学习并掌握发酵液预处理的一般方法基本要求：掌握发酵液的过滤特性，掌握改善发酵过滤特性的方法，掌握高价无机离子与杂蛋白质去除的方法，掌握常见的固液分离技术（离心、过滤）的原理重点与难点：改善发酵液过滤特性的方法，无机离子的去除方法，澄清过滤和滤饼过滤的差别。
教学方法：多媒体课件教学与课堂讨论相结合主要内容：1、发酵液过滤特性的改变2、发酵液的相对纯化3、固液分离工程及设备第四章微生物细胞的破碎（4学时）教学目的：学习并掌握细胞破碎的基本方法基本要求：掌握细胞破碎的阻力来源于细胞壁，掌握常用的细胞破碎的方法及原理，了解包含体的概念及其分离、复性。
《生物工程下游技术》课程教学大纲2014修订版
课程名称
生物工程下游技术
英文名称
Downstream Techniques of Biotechnology
适用专业
生物工程\生物技术
课程编码
25GA9361
开课学期
6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
学分/周学时
3/3
课程性质
1
课程类别
3
先修课程
“物理化学”、“化工原理”、“生物工艺学”
应用：
3
9
色谱分离
了解：生物工业中的色谱分离
理解：色谱分离的基本原理
掌握：柱色谱分离法
应用
2
…10….
清洁生产
了解：清洁生产经典案例
理解：清洁生产的评价标准及有效途径
2
三、教学方式与方法
课程重点在培养学生衔接产业的思维模式，本课程开篇以教师综合概要串讲整体知识点框架，然后重点以产业实际案例每周进行探究式教学，同学课前预习和做案例ppt，课堂上老师组织同学进行研讨分析，以期强化学生对产业实践问题分析和解决能力。
章目编号
章目名称
教学内容与教学要求
学时安排
1
绪论
了解：生物工业下游技术的工作领域,生物工业下游技术的发展历程。传统分离技术的提高与完善、新技术的研究和开发的动态发展。
理解：下游技术的原料及产品特性，生物工业下游技术的一般工艺过程
掌握：下游技术的范畴
应用：树立清洁生产的意识。
2
2
发酵液预处理
了解：粘度、pH、凝聚、絮凝、助滤剂、反应剂对过滤速率的影响。
一、课程简介
生物工程下游技术是高等院校生物工程专业必修课程之一，课程目的在于：
我的课件第七章生物工程下游加工技术
离心 过滤
原理
设备
特点
缺点
在离心产 生的重力 作用下颗 粒沉降速 度加快而 沉淀
依据过滤 介质的孔 隙大小进 行分离
高速冷冻离心机
碟片式离心机
管式离心机
倾析式离心机
板框式过滤机 平板过滤机
真空旋转过滤机 管式过滤机 深层过滤机 涂层过滤机
适于粒度小，热不 稳定的物质回收， 适于实验室应用
容量小，连续操作困难， 大规模工业应用性差
等电点沉淀法优点： （1）适用于疏水性强的蛋白。 （2）中性盐浓度增大时，等电点向偏酸方向移动，溶解度增大； （3）价廉价，无毒。
等电点沉淀法缺点： 酸化时，易使蛋白质失活，这是由于蛋白质对低pH比较敏感。
有机溶剂沉淀法
有机溶剂沉淀法是利用与水可以互溶的有机溶剂使产物沉淀 的方法．这个方法在酶制剂、氨基酸、抗生素等发酵产物提取 中被广泛采用。 机理： 为加入有机溶剂会使溶液的介电常数降低，从而使水分子溶 解能力降低，在蛋白质分子周围，不易形成剂：铝盐，铁盐，钙盐，锌盐
絮凝剂： （1)阳离子型：阳离子聚丙烯酰胺，聚丙烯酸二烷基胺乙
酯，聚二烯丙基四胺盐。 (2)阴离子型：聚丙烯酸钠，聚苯乙烯磺酸，木质素磺酸 (3)非离子型：聚氧乙烯 (4)天然类：甲壳素
第三节 固液分离和细胞破碎
➢ 固液分离
目标产物为胞外产物——固液分离重点为液相部分； 目标产物为胞内产物——固液分离重点为固相部分。固
金属离子沉淀
分为三类: 第一类为Mn2+，Fe2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+和 Cd2+能和羧酸，含氮化合物如胺以及杂环化合物相结合； 第二类为Ca2+，Ba2+，Mg2+和Pb2+能和羧酸结合，但不 和含氮化合物相结合； 第三类为Ag+，Hg2+和Pb2+能和琉基相结合。
生物工程下游技术教案-第四章
⽣物⼯程下游技术教案-第四章第四章萃取⼀、本章基本要求：（1）掌握溶剂萃取法的基本理论、⼯艺过程以及基本的计算；（2）掌握双⽔相萃取的⼀般⽅法；（3）掌握反胶束溶液形成的条件及反胶束萃取的适⽤范围；（4）掌握超临界的萃取原理；（5）了解溶剂萃取法所⽤设备；（6）了解影响双⽔相萃取的因素；（7）了解SC- CO2萃取流程在及在⽣物、⾷品⼯业中的应⽤。
⼆、教学的重点和难点：重点：超临界的萃取原理；反胶束萃取蛋⽩质的基本原理及影响反胶束萃取蛋⽩质的主要因素；双⽔相萃取理论及影响因素；溶剂萃取过程的理论基础及萃取剂的选择。
难点：超临界的萃取原理；反胶束萃取蛋⽩质的基本原理；双⽔相萃取理论；溶剂萃取过程的理论基础三、主要教学设计（⽅法、⼿段等）：本章第⼀次课对本章的内容做⼀⼤致介绍，以⼀张萃取的分类图表⽰。
每次课之前5分钟对上次的内容进⾏复习，以加深学⽣印象。
对本章的内容主要是⽤讲述的形式，中间以提问的形式加强有⼒互动和提⾼学⽣的注意⼒，每⼩节给予⼀定的思考题。
四、学时分配：1.溶剂萃取和浸取（4学时）2.双⽔相萃取法（2学时）3.反胶束萃取法（2学时）4.超临界CO2萃取（2学时）五、参考资料及补充习题：思考题：1、何谓溶剂萃取？其分配定律的适⽤条件是什么？3、何谓乳化液？乳化液稳定的条件是什么？常⽤去乳化⽅法有那些？4、在发酵⼯业中，去乳化有何实际意义？5、类固醇萃取：含有6.8mg/l类固醇的⽔溶液被⼆氯甲烷提取,已知类固醇的平衡常数为170,萃取中⽔与溶剂的⽐例为82,问提取后有机相的浓度是多少?类固醇被提取的收率是多少?6、⽐较溶剂萃取与浸取的异同点？7、⽣物萃取与传统萃取相⽐的特殊性。
8、描述浸出的基本过程？9、溶剂萃取、反萃取、浸取、乳化、分离因素、表⾯活性剂10、已知弱酸和弱碱在⽔相中的电离平衡Kp，由下图试推导出K和K0、KP的关系式可经理论推导如下：K=K0[H+]/（KP +[H+]）（弱酸）K=K0KP /（KP +[H+]）（弱碱）11、某澄清的发酵液中含260mg/l放线菌D,现⽤醋酸丁酯进⾏多级萃取。
生物工程下游技术大纲汇总
生物工程下游技术大纲汇总第一章绪论（3学时）【掌握】1、生物技术与生物分离的基本概念；2、生物分离的特点和原理；3、生物分离的一般流程【熟悉】1、生物分离效率的概念【掌握】1．生物技术与生物分离的基本概念生物技术：是有机体的操作和应用有机体生产有用物质、改善人类生存环境的技术。
生物分离：生物工程中生物产品如生化制品、蛋白质、多核苷酸和细胞等的分离和纯化。
是生物技术的重要组成部分。
2．生物分离的特点和原理（一）生物分离的特点：①产物浓度低的水溶液 (原因：a 氧传递限制；b 细胞量; c 产物抑制）发酵液：0.1-10g/L；动物细胞培养液：5-50mg/L②组分复杂 (a 大分子;b 小分子;c 可溶物;d 不可溶物;e 化学添加物）大分子物质：核酸、蛋白质、多糖、类脂等小分子物质：代谢产物，如氨基酸、有机酸、生物碱、可溶性与不可溶物质③产物稳定性差产物失活（化学和微生物降解）a. 化学降解(pH , 温度);b. 微生物降解（酶作用，染菌）④质量要求高（药品或食品）：安全性：除去热原纯度：蛋白类药物中杂蛋白<2%，胰岛素中<0.01%⑤分批操作，生物变异性大（二）生物分离的原理：①细胞回收技术: 絮凝，离心，过滤，微过滤。
②细胞破碎技术: 球磨，均质机，化学破碎技术③初步纯化技术: 吸附剂，离子交换，沉淀（盐析法、有机溶剂、等电点），溶剂萃取，两水相萃取，超临界萃取，逆胶束萃取，膜分离技术④高度纯化技术: 各类层析，亲和，疏水，聚焦，离子交换，结晶⑤成品加工：浓缩，除菌与热原，喷雾干燥，气流干燥，沸腾干燥，冷冻干燥3．生物分离的一般流程（看书3页，图1.1）原料→细胞分离→细胞破碎→粗分离→纯化→脱盐→浓缩→成品化【熟悉】生物分离效率的概念生物分离工程研究的根本任务是设计和优化分离过程，提高分离效率，减少分离过程步骤，缩短分离操作时间，达到提高产品收率与活性，降低生产成本。
最终目的：以最低成本，获得达到要求的产品。
生物工业下游技术教案
生物工业下游技术教案第一章：生物工业下游技术概述1.1 教学目标让学生了解生物工业下游技术的定义和重要性。
让学生了解生物工业下游技术的基本流程和应用领域。
1.2 教学内容生物工业下游技术的定义和重要性。
生物工业下游技术的基本流程：分离、纯化、结晶、干燥等。
生物工业下游技术的应用领域：制药、生物化工、生物能源等。
1.3 教学方法讲授法：讲解生物工业下游技术的定义、流程和应用领域。
案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解生物工业下游技术的应用。
第二章：生物工业下游技术的核心设备2.1 教学目标让学生了解生物工业下游技术的核心设备及其作用。
让学生了解不同类型的分离、纯化设备的原理和应用。
2.2 教学内容生物工业下游技术的核心设备：发酵罐、离心机、膜分离设备、色谱柱等。
分离设备：离心分离、膜分离、吸附分离等。
纯化设备：液-液萃取、蒸馏、结晶等。
2.3 教学方法讲授法：讲解核心设备的作用和不同类型的分离、纯化设备的原理。
实验演示法：进行实验演示，让学生更直观地了解核心设备的使用和效果。
第三章：生物工业下游技术的工艺优化3.1 教学目标让学生了解生物工业下游技术工艺优化的方法和目的。
让学生了解如何提高分离、纯化的效率和产品质量。
3.2 教学内容生物工业下游技术工艺优化的方法：调整工艺参数、优化操作条件等。
提高分离、纯化的效率和产品质量的策略：选择合适的设备、优化工艺流程等。
3.3 教学方法讲授法：讲解工艺优化的方法和提高分离、纯化效率和产品质量的策略。
案例分析法：分析实际案例，让学生了解如何应用工艺优化来提高生物工业下游技术的效率和产品质量。
第四章：生物工业下游技术的放大和产业化4.1 教学目标让学生了解生物工业下游技术放大和产业化的意义和过程。
让学生了解生物工业下游技术在产业化中的应用和挑战。
4.2 教学内容生物工业下游技术放大和产业化的意义：提高生产效率、降低生产成本等。
生物工业下游技术放大和产业化的过程：小试、中试、产业化等。
生物工程下游技术课程简介
《生物工程下游技术》课程简介Downstream Technique of Biotechnology一、课程编号：060343二、课程类型：限选课总学时/学分数：32学时/2 学分适用专业：生物技术、中药学（四年级）先修课程：基因工程、细胞工程、现代生物技术大实验三、内容简介：生物工程下游技术是实现生物工程产业化的关键问题。
通过本课程的学习，对当前生物工程下游技术领域的大分子物质提取、分离及纯化技术、沉淀技术、浓缩技术、膜分离技术、生物反应器技术、各种色谱技术、各种电泳技术等有较全面、较详细的了解，并掌握一些主要技术的方案设计和实际操作。
通过案例教学等方法培养学生科学而实际的思想方法，提高分析实际技术问题和因地制宜处理这些问题的能力，使之更加容易胜任生物技术产业中新产品和新工艺的开发，生产工艺过程技术管理和高技术生产岗位的实际技术工作。
四、选用教材：《生物工程下游技术》，刘国诠主编，化学工业出版社《生物工程下游技术》课程教学大纲一、课程编号：060343二、课程类型：限选课总学时/学分数：32学时/2学分适用专业：生物技术、中药学（四年级）先修课程：基因工程、细胞工程、现代生物技术大实验三、课程的性质与任务：生物工程下游技术是实现生物工程产业化的关键问题。
通过本课程的学习，使学生对当前生物工程下游技术领域的大分子物质提取、分离及纯化技术、沉淀技术、浓缩技术、膜分离技术、生物反应器技术、各种色谱技术、各种电泳技术等有较全面、较详细的了解，并掌握一些主要技术的方案设计和实际操作。
通过案例教学等方法培养学生科学而实际的思想方法，提高他们分析实际技术问题和因地制宜处理这些问题的能力，使之更加容易胜任生物技术产业中新产品和新工艺的开发，生产工艺过程技术管理和高技术生产岗位的实际技术工作。
四、教学主要内容及学时分配：本课程讲授按每周2学时，16周共32学时安排。
六、课程内容的重点和深广度要求：重点掌握当前生物工程下游技术的原理和方法，能够上网了解各种技术最新研究及应用进展。
生物工程下游技术教案-第一章
茂名学院化学与生命科学学院教师教案
课程名称：生物工程下游技术
任课教师：毕方铖
所在系部：食品生物系
所在教研室：生物技术教研室
生物工程下游技术课程教案有关信息
第一章生物工程下游技术概述
一、本章基本要求：
（1）使学生对生物工程以及生物工程下游技术有一大体了解。
（2）掌握下游技术的概念及下游技术过程
（3）掌握工业下游技术的一般工艺过程。
二、教学的重点和难点：
重点：掌握下游技术的概念以及下游技术过程；下游技术的一般工艺过程
难点：生物工程下游技术中的一般流程和单元操作。
三、主要教学设计（方法、手段等）：
首先对本课程的各章节的学时分布及考核方式给大家简单的介绍，让学生了解本课程的体系，头脑中整体是有一个印象。
对本章的内容主要是用讲述的形式，中间以提问的形式固顾过去所学过的有本课程有关的内容。
四、学时分配：
生物工程的内容；生物工程下游技术的工作领域（1学时）
生物工程下游技术的一般工艺过程；生物工程下游技术的发展动态（1学时）
五、参考资料及补充习题：
思考题：
1、什么是下游技术？所用原料及产品的特性？
2、下游技术的一般工艺过程？
3、生物技术下游加工过程的特点及重要性？
——生物工程的内容
二、生物工程的基本内容
基因工程（genetic engineering）:是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术、是将外源基因。
6705 生物工程下游技术
湖北省高等教育自学考试大纲课程名称：生物工程下游技术课程代码：6705第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点生物工程下游技术这门课程适合于理工科专业生物工程专业进行学习。
本课程的内容更多的涉及到工业应用。
下游技术是对于由生物界自然产生的生物体或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应、微生物转化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，也称为下游工程或下游加工过程，是生物技术产品产业化的必经之路。
目前所指的下游技术大多数属于“物质分离”范畴。
主要研究的是物质分离的方法原理及相关的仪器设备。
生物工程下游技术这门课程涉及到物理，化学，生物化学，发酵工程，生物工程与设备等多门学科。
二、课程目标与基本要求通过学习生物工程下游技术这门课程应掌握以下基本知识点：1.生物工程下游技术的研究对象和发展历程2.下游技术的理论基础3.发酵液预处理，微生物细胞破碎方法和设备4.溶剂萃取和浸取，超临界流体萃取，双水相萃取，反胶团萃取，膜分离过程，液膜分离，离子交换法，色谱法等主要分离单元操作技术及分离过程的特点，工艺设计与设备选型通过学习了解各种分离方法的原理，适用范围，熟悉常用分离设备的操作，在实际应用中可以选择合适的分离方法对仪器进行操作达到分离的目的。
通过学习，具备对生物产品的分离、纯化技术的应用能力，及对生物物质提纯最佳方案的设计能力。
三、与本专业其他课程的关系本课程的内容更多的涉及到工业应用。
下游技术对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。
在生物工程专业课程的学习中，是一门将生物工程上游技术应用到实际生产中所需要借助的手段。
《物理学》，《无机化学》，《有机化学》，《物理化学》等基础课是这门课程的基础，《微生物学》，《生物化学》，《酶工程》，《发酵工程》，《生物工程与设备》等专业课的知识也会运用到这门课程中，其后继课程有《发酵工厂设计》等。
2010级生物工程下游技术教学大纲
《生物工程下游技术》课程教学大纲课程基本信息课程名称: 生物工程下游技术课程编号：051115课程性质：专业必修课课程学时和学分：总学时：56 总学分：3.5 理论学时：36 实验学时：20适用专业：生物工程先修课程：生物化学、生物工艺学、发酵工程开课学院（部）：生物工程学院教研室：生物工程一、教学目的、要求《生物工程下游技术》课程的任务主要是在于从生物工程下游技术的角度，归纳、阐述现有发酵工业和新兴的正在发展中的生物技术产品的提取、分离、纯化、精制加工等技术的科学本质、原理、方法、规律及发展趋势，和相互之间的关系等。
通过本课程的学习，使学生掌握生物工程产品下游制造技术的科学本质，理解、掌握传统技术基础，接受新概念、新知识、新技术，为今后的科学研究、技术开发和工程应用作好相应的知识和技术准备。
二、课程主要内容（内容及要求）绪论目的和要求：（2学时）掌握生物工程下游技术的一般工艺过程；理解生物工程下游技术的发展历程，了解生物工程下游技术的发展动态。
主要内容：第一节生物工业下游技术的工作领域一、技术范畴二、生物工程下游技术的发展历程第二节生物工程下游技术的一般工艺过程一、原料及产品特性二、下游技术的一般工艺过程第三节生物工业下游技术的发展动态一、传统分离技术的提高和完善二、新技术的研究和开发三、清洁生产重点与难点：重点：生物工程下游技术的一般工艺过程第一章下游技术的理论基础（4学时）目的和要求：掌握下游技术的理论基础。
掌握物理学过程中平衡论的主要内容，理解平衡、非平衡、拟平衡过程的区别；理解化学过程中化学分子间的相互识别及识别机理，分子间的相互作用和化学反应；理解生物分离过程的特异性相互作用及作用方式。
主要内容：第一节下游技术中的物理学过程一、基础物性二、物理学过程分类三、平衡论及各种平衡关系四、传递现象及传递方式第二节下游技术中的化学过程一、化学分子识别机理及相互作用二、下游技术中的化学反应第三节下游技术中的生物学过程一、生物特异性相互作用机理，作用方式和影响因素二、亲和色谱重点与难点：重点：下游技术的理论基础；平衡论的主要内容；化学分子间的相互识别及识别机理，分子间的相互作用和化学反应。
生物工业下游技术教案
生物工业下游技术教案第一章：生物工业下游技术概述教学目标：1. 了解生物工业下游技术的定义和重要性。
2. 掌握生物工业下游技术的基本原理和流程。
3. 了解生物工业下游技术在工业生产中的应用。
教学内容：1. 生物工业下游技术的定义和重要性。
2. 生物工业下游技术的基本原理和流程。
3. 生物工业下游技术在工业生产中的应用。
教学活动：1. 引入话题：介绍生物工业下游技术的概念。
2. 讲解：详细讲解生物工业下游技术的基本原理和流程。
3. 案例分析：分析生物工业下游技术在工业生产中的应用实例。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对生物工业下游技术定义和重要性的理解。
2. 小组讨论：让学生分组讨论生物工业下游技术在工业生产中的应用，并分享他们的发现。
第二章：生物工业下游技术的基本原理教学目标：1. 了解生物工业下游技术的基本原理。
2. 掌握生物工业下游技术的关键技术和方法。
3. 了解生物工业下游技术的应用领域。
教学内容：1. 生物工业下游技术的基本原理。
2. 生物工业下游技术的关键技术和方法。
3. 生物工业下游技术的应用领域。
教学活动：1. 引入话题：回顾生物工业下游技术的定义，并引入基本原理的讲解。
2. 讲解：详细讲解生物工业下游技术的基本原理。
3. 案例分析：分析生物工业下游技术的关键技术和方法。
4. 小组讨论：让学生分组讨论生物工业下游技术的应用领域，并分享他们的发现。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对生物工业下游技术的基本原理的理解。
2. 小组讨论：评估学生对生物工业下游技术的关键技术和方法的理解。
第三章：生物工业下游技术的流程教学目标：1. 掌握生物工业下游技术的基本流程。
2. 了解生物工业下游技术中的各个步骤和操作。
3. 掌握生物工业下游技术的操作技巧。
教学内容：1. 生物工业下游技术的基本流程。
2. 生物工业下游技术中的各个步骤和操作。
3. 生物工业下游技术的操作技巧。
教学活动：1. 引入话题：回顾生物工业下游技术的基本原理，并引入流程的讲解。
生物工业下游技术教案
湖北师范学院理论课教案院（系、所、部）生物系教研室生物技术课程名称生物工程下游技术授课对象生物技术专业职称职务副教授2007年1月22日《生物工程下游技术》课程教学进度表班级名称0403主讲教师石鹤学生人数45辅导教师开课学期20071开课系部生物系系部生物系专业名称生物技术教研室主任系主任填写日期06年9月8日生物工业下游技术第一章绪论下游技术：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源料，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，通常称为下游技术，也称为下游工程或下游加工过程。
很多工业生物技术产品，包括现代发酵工业产品，其质量的优劣、成本的高低、竞争力的大小，往往与下游技术直接相关。
第一节生物工业下游技术的工作领域一、技术范畴从“下游技术“的含义上来说，除“物质分离”外，还涉及到“产品加工”，目前人们理解的下游技术大多数属于“物质分离”范畴。
❖分离是混合的逆过程。
由热力学第二定律可知，混合过程是一个墒增加的过程，它是一个自发的过程。
而它的逆过程——分离过程，不能自发进行，需要作功才能实现，而且需要有专门的过程和设备。
例如将酒精与水分开。
❖与目的产物混合的杂质包括：1.生物反应过程中的副产物；2.未消耗完毕的原料；3.生产过程中加入的化学试剂；4.生产设备材料物质。
二、生物工业下游技术的发展历程1．古代酿造业2．第一代生物技术3．第二代生物技术4．第三代生物技术(1)固液分离技术(2)细胞破碎技术(3)初步分离纯化技术(4)高度分离纯化技术(5)其他新型分离技术第二节生物工业下游技术的一般工艺过程一、原料及产品特性1、杂质：粗原料中带入大量的不参与发酵过程的可溶性杂质和不溶性悬浮物，给下游过程的分离提取带来了不小的困难，增加了下游操作成本，包括发酵废液的处理成本。
2、产品浓度很低：一些新兴生物技术产品，待处理物料中产品浓度很低，往往低于杂质含量，如L—异亮氨酸为2.4％，青霉素为3.6％，每千克产品中核黄素仅含几克、胰岛素仅含几十毫克，而且对热、PH、有些甚至对光不稳定。
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生物工程下游技术教学大纲(生物技术及应用专业适用)辽宁农业职业技术学院2007年2月第一部分生物工程下游技术教学基本要求一、课程的性质、地位及任务生物工程下游技术是在生物工程的基础上建立起来的，酶工程、基因工程、细胞工程等技术在社会生活中已经发挥了巨大的作用，生物产品的种类及应用也得到了前所未有的发展，如何进一步使这些生物制品更好的服务于社会，主要取决于生产的规模和提取技术的深化。
该课程以细胞的扩大、目标产物的分离纯化、目标产物的分析检测为主线。
让学生了解细胞的扩大和目标产物的分离纯化的方法和手段，掌握基本的操作方法。
提高学生独立思考问题、分析问题的能力，为全面提高学生的素质服务。
二、课程教学的基本要求1、初步掌握生物反应器的特点及分类，掌握生物反应器优化的原则。
2、初步掌握动植物细胞大规模培养的方法和专用的生物反应器类型3、掌握细胞破碎、蛋白质复性和固液分离的原理和方法。
4、掌握膜分离技术的原理，掌握膜分离技术。
5、掌握线性色谱与非线性色谱分离和纯化理论与技术。
6、掌握凝聚过滤与离子交换层析介质的主要品种。
7、掌握有机高分子基质与无机基质高效液相色谱填料结构特征与类型。
8、掌握电泳分离技术的原理与应用。
9、掌握蛋白质分析检测技术与质量控制方法。
说明本大纲是根据2005级三年制生物技术及应用专业教学计划而制订的。
生物工程下游技术为生物技术及应用专业的主干课之一，是生化工程、微生物工程、细胞工程、生物工程的延续，在教学内容上要求注重理论知识的实用性、针对性、体现前沿性。
本课程的教学任务在于使学生掌握细胞大规模培养的方法，目标产物的分离与纯化技术原理与相关操作，同时适当介绍当前生物工程发展的最新概况与应用前景。
为从事相关工作奠定基础。
本课程以课堂理论教学和实验、两种形式进行教学，其中理论教学34学时，实验46学时，共计80学时，理论与实验分别安排在第二、三学期进行。
执行本大纲时应注意的若干问题如下：1、根据高职教育的特点，课堂讲授注意少而精，强调理论的应用性，并做到学以致用。
2、本课程涉及植物学、动物学、微生物学、植物组织培养学、动、植物生理生化、生物工程学等多门科学，实践性强，教学难度较大。
这样在理论讲授时应注意采用启发式、讨论式、案例教学、问题情境法等多种有效的教学方法，并充分有效利用现代教育技术手段，做到深入浅出，直观易懂，以加深学生对教学内容的理解和消化，对于前沿性问题开设专题讨论，使学生融入教学中调动积极性，提高认识，加强理解。
3.采用多媒体教学注意课件与教学内容的适合性，并注意与传统教学方法的协调运用，以提高教学效果。
4.突出学生的主体地位，加强教学互动，加强课堂理论教学与学生素质培养相结合，做到既教书又育人。
5.采取灵活多样的考核方法，加强过程考核，注重教学信息反馈、教研与教改，保证教学质量。
6.建议本课程在植物学、动物学、微生物学、植物生理生化之后开设。
并有优质的实验条件作保障。
教学时数分配表第二部分大纲正文第一章生物反应器教学目标：了解细胞生长和代谢的规律，掌握生物反应器的类型和特点。
教学内容：细胞生长的特点；细胞浓度的测定；生物反应器的分类及特点；生物反应器的放大；生物反应器的控制及优化。
第二章细胞大规模培养和专用生物反应器教学目标：了解动、植物细胞常用的培养方法及专用生物反应器，掌握培养方式及放大方法。
教学内容：第一节常用的培养方法一、动物细胞常用的培养方法贴壁培养；悬浮培养；固定化培养。
二、植物细胞常用的培养方法悬浮培养；固定化培养。
第二节细胞培养的操作方式分批式操作；流加式操作；半连续式操作；连续操作；灌注式操作培养。
第三节细胞培养过程的放大培养基组成；限制细胞生长的因素；污染的控制；产物表达的控制；产物收获。
第四节细胞培养生物反应器生物反应器种类；气升式细胞培养生物反应器；中空纤维管生物反应器；通气搅拌生物反应器；无泡搅拌反应器。
实验一大肠杆菌的悬浮培养第三章细胞培养专用微载体教学目标：了解微载体的概念及常用的微载体。
教学内容：微载体；动物细胞在微载体上贴壁生长的机理；微载体的特性；常见的微载体。
第四章动物细胞微囊化培养教学目标：了解微囊化培养的概念、方法、条件和具体应用。
教学内容：微囊化；动物细胞微囊化方法；微囊化细胞的培养；应用。
第五章细胞破碎、蛋白质复性和固液分离教学目标：掌握细胞破碎的方法及蛋白质复性的方法，以及固液分离的操作。
教学内容：第一节细胞破碎细胞破碎技术分类；常用的细胞破碎方法。
第二节蛋白质复性复性；蛋白质复性的工艺路线；常用的复型方法。
第三节固液分离离心沉降；微孔膜过滤；双水相萃取；泡沫分离法；扩张床吸附。
实验二双水相萃取法的应用第六章膜分离技术在生物工程中的应用教学目标：掌握膜的种类、膜分离技术、清洗方法及产业化发展。
教学内容：膜分离技术；膜材料与膜种类；膜污染及清洗；膜技术开发及产业化。
实验三活性碳脱色第七章生物大分子的色谱分离和纯化教学目标：掌握色谱分离方法的原理及操作技术，学习蛋白质的色谱复性及纯化方法。
教学内容：有效柱长和最短柱长；装置和操作技术；色谱纯化工艺的优化；蛋白质色谱复性及纯化。
实验四等电点沉淀法提取谷氨酸实验五盐析法提取酶第八章非线性色谱原理及其在蛋白质分离与纯化中的应用教学目标：了解色谱法的基本特点及线性色谱和非线性色谱的区别，掌握非线性色谱的实验方法和应用。
教学内容：色谱法的特点；线性色谱和非线性色谱；非线性色谱的实验方法；非线性色谱在分离和纯化蛋白质中的应用。
实验六絮凝剂的使用第九章凝聚过滤及离子交换层析介质教学目标：掌握凝胶过滤的介质种类、条件；掌握离子交换法的特点、交换剂的选择和种类。
教学内容：第一节凝胶过滤介质凝胶过滤；介质应具备的条件；介质的种类。
第二节凝胶过滤介质的主要品种葡聚糖系；琼脂糖系；聚丙烯酰胺系；Sephacryl系；Superdex系；聚乙烯醇系。
第三节离子交换法及离子交换剂的选择离子交换法；离子交换剂的特点；离子交换剂的选择。
第四节离子交换介质的种类通用型离子交换树脂功能基种类；通用型树脂；生化通用离子交换介质。
实验七树脂的预处理和装柱第十章有机高分子基质的高效液相色谱分离柱填料教学目标：掌握有机高分子基质的高效液相色谱分离柱填料的介质种类、条件。
教学内容：第一节有机高分子类型HPLC填料的结构特征填料的物理结构；填料的化学结构。
第二节有机高分子类型HPLC填料的基质树脂多糖型基质材料；聚合物型基质材料。
第三节有机高分子类型的反相HPLC填料第四节有机高分子类型的离子交换HPLC填料多糖基质介质；聚合物基质离子交换色谱填料；高聚物型离子色谱填料第五节有机高分子类型的疏水性相互作用HPLC填料第六节有机高分子类型的空间排除HPLC填料SEC填料；凝胶渗透色谱填料；凝胶过滤色谱填料第七节有机高分子类型的生物亲和HPLC填料多糖基质的AFC填料；高聚物基质的AFC填料。
实验八离子交换法提取谷氨酸第十一章无机基质高效色谱填料教学目标：掌握无机基质的高效液相色谱分离柱填料的介质种类、条件。
教学内容：第一节无机基质硅胶；可控孔径玻璃；其它。
第二节正相色谱填料种类和性质；常见的填料和色谱柱。
第三节反相填料及色谱柱原理；种类和性质；制备；常见的反相填料。
第四节凝胶过滤色谱填料原理；种类与性能；制备；常见的凝胶过滤色谱填料；色谱柱的使用与维护。
第五节高效离子交换色谱填料原理；种类与性能；制备；常见的高效离子交换色谱填料。
第六节高效亲和色谱填料原理；制备。
第七节高效疏水作用填料第八节生化分离用色谱填料细粒径填料；降低硅胶填料的非特异性吸附；贯流色谱；整体柱。
第十二章液相色谱用填充材料-羟基磷灰石教学目标：掌握羟基磷灰石的性能、制备方法及具体应用。
教学内容：HPLC对介质的要求及羟基磷灰石的性能；制备方法；羟基磷灰石柱色谱机理；具体应用。
实验九液膜法萃取柠檬酸第十三章径向色谱柱的发展与应用教学目标：了解径向色谱柱的结构与填料、应用及介质传递过程。
教学内容：径向色谱柱的结构与填料；径向色谱的应用；径向色谱中的传质过程。
第十四章电泳分离技术教学目标：掌握电泳技术原理及其在生物技术研究上的应用；了解PCR的原理、种类及操作技术。
教学内容：电泳技术原理；电泳技术；产品分离纯化上的电泳技术；PCR技术原理及应用。
实验十 CTAB法提取植物（杨树）总DNA实验十一杨树DNA随机PCR实验实验十二 DNA琼脂糖凝胶电泳技术第十五章目标产品的蛋白质分析检测技术与质量控制教学目标：掌握目标产品的蛋白质分析检测方法与技术，并能熟练操作。
教学内容：蛋白质含量及纯度；氨基酸分析；蛋白质的分子量测定；蛋白质的等电点；蛋白质化学分析技术及进展。
实验十三大米的蛋白质含量测定实验十四氨基酸的纸层析教学参考书目：1、《动物细胞培养技术与应用》王捷主编化学工业出版社2、《生物工程概论》廖湘萍主编科学出版社3、《生物工程设备》高平、刘书志主编化学工业出版社4、《生物工程分析》董文宾主编化学工业出版社5、《农业生物工程》莽克强主编化学工业出版社6、《基因工程》陆德如、陈永青编化学工业出版社7、《分子生物学实验原理与技术》姜静主编东北林业大学出版社8、《生物工业下游技术》毛忠贵主编中国轻工业出版社实验大纲说明本大纲是根据三年制2005级农业实用生物技术专业教学计划而制订的。
生物工程下游技术为生物技术专业的主要专业课之一。
为适应高职教育的改革要求，也为了拓宽学生的知识面，增加就业面，本大纲注重对细胞的扩大和目标产物的分离纯化的实验技能的培养。
提高学生独立思考问题、分析问题的能力，为全面提高学生的素质，为从事生物工程下游技术工作奠定良好的基础。
实验开设46学时。
其中生物反应器及大规模细胞培养部分4学时，目标产品的分离与纯化部分34学时，目标产品的分析检测及质量控制部分8学时，共计46学时，2006—2007学年第二学期与2007—2008学年第一学期完成。
执行本大纲时应注意的若干问题如下：1．注意对实验原理的讲解，真正使学生掌握实验的原理。
2．细讲实验过程要，注意关鍵环节的把握。
3．做好演示实验，防止学生实验的盲目性。
4．加强学生动手能力的培养，分组协作完成实验内容。
大纲内容实验一大肠杆菌的悬浮培养教学目标：掌握LB培养基的配置方法以及大肠杆菌的接种及培养方法。
教学内容：实验二双水相萃取法的应用教学目标：掌握双水相萃取法的基本原理及其在胞内产物提取方面的应用。
教学内容：细胞的破碎；调节萃取条件后；上相与下相分离分离情况。
实验三活性炭脱色教学目标：掌握活性炭脱色的基本原理以及不同性质活性炭的脱色操作教学内容：粉末活性炭的脱色；GH-15颗粒活性炭的脱色。
实验四等电点沉淀法提取谷氨酸教学目标：加深对等电点沉淀法的理解，掌握其基本原理及影响因素。