2021年湖北自考生化工程課程考試大綱
第一部分 課程性質(zhì)與目標(biāo)
一、課程性質(zhì)與特點(diǎn)
生化工程是運(yùn)用化學(xué)工程的原理與方法,將生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室成果進(jìn)行工業(yè)開發(fā)的一門學(xué)科,簡言之,生化工程是為生物技術(shù)服務(wù)的化學(xué)工程。主要研究內(nèi)容:培養(yǎng)基滅菌,空氣除菌,通氣攪拌,生化反應(yīng)器比擬放大,生化反應(yīng)動力學(xué)等。因此,生化工程是一門涉及到化工原理、物理化學(xué)、微生物學(xué)、發(fā)酵工程、酶工程、生物工程設(shè)備、生化反應(yīng)過程自動控制等多門學(xué)科相互滲透的綜合性科學(xué)。生化工程是生物工程學(xué)科專業(yè)的必修課程之一,是一門重要的專業(yè)理論課。
二、課程目標(biāo)與基本要求
通過學(xué)習(xí),應(yīng)掌握以下基本知識點(diǎn):
1. 生化工程概論
2. 培養(yǎng)基滅菌和空氣除菌
3. 氧的供需
4. 機(jī)械攪拌軸功率計(jì)算
5. 生物反應(yīng)器的比擬放大
6. 細(xì)胞反應(yīng)動力學(xué)
7. 連續(xù)培養(yǎng)動力學(xué)
本課程屬于工科類,因此要求學(xué)生對生化工程學(xué)科的基本概念、基本原理和基本公式識記并理解,并能解決生化反應(yīng)過程中所涉及到的工程學(xué)基礎(chǔ)問題,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程奠定良好的基礎(chǔ)。
三、與本專業(yè)其他課程的關(guān)系
生化工程為生物工程專業(yè)自考生的學(xué)位課。先修課程主要為微生物學(xué)、化工原理和物理化學(xué)。與之相關(guān)的后修課程有發(fā)酵工程、酶工程、生物工程設(shè)備、生物工程下游技術(shù)等多門學(xué)科。
第二部分 考核內(nèi)容與考核目標(biāo)
第一章 引言
一、學(xué)習(xí)目的與要求
要求學(xué)生識記生化工程的定義、研究內(nèi)容及學(xué)科的發(fā)展歷程。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
1、重點(diǎn)
1.1 生化工程的定義(識記)
1.2 生化工程的研究內(nèi)容(識記)
2、次重點(diǎn)
生化工程的發(fā)展歷程(識記)
第二章 培養(yǎng)基滅菌
一、學(xué)習(xí)目的與要求
要求學(xué)生掌握培養(yǎng)基分批滅菌和連續(xù)滅菌的原理和工藝流程設(shè)計(jì),以及空氣除菌方法、典型空氣除菌流程、空氣過濾設(shè)計(jì)。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
1、重點(diǎn)
(1)濕熱滅菌原理(應(yīng)用)
(2)間歇滅菌(應(yīng)用)
2、次重點(diǎn)
(1)間歇滅菌的設(shè)計(jì)(應(yīng)用)
(2)連續(xù)滅菌反應(yīng)器的流體流動模型(理解)
(3)連續(xù)滅菌設(shè)計(jì)計(jì)算(應(yīng)用)
3 、一般
(1)微生物菌體熱死滅動力學(xué)(理解)
(2)影響滅菌的其他因素(識記)
第三章 空氣除菌
一、學(xué)習(xí)目的與要求
要求學(xué)生掌握空氣除菌方法、典型空氣除菌流程、空氣過濾設(shè)計(jì)。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
1、重點(diǎn)
(1)空氣除菌方法(應(yīng)用)
(2)空氣過濾設(shè)計(jì)(應(yīng)用)
2、次重點(diǎn)
(1)空氣過濾除菌的預(yù)處理(應(yīng)用)
(2)通風(fēng)培養(yǎng)對無菌空氣的要求(理解)
3 、一般
(1)空氣過濾除菌機(jī)理57(理解)
(2)空氣過濾器設(shè)計(jì)(識記)
第四章 通氣和攪拌
一、學(xué)習(xí)目的與要求
要求學(xué)生掌握細(xì)胞對氧的需求,培養(yǎng)過程中的氧傳遞,影響供氧的因素,溶解氧、攝氧率和kLa的測定方法。了解液體通氣攪拌反應(yīng)器的攪拌槳葉類型,掌握攪拌器軸功率計(jì)算方法(包括通氣狀態(tài)和不通氣狀態(tài)),以及熟悉非牛頓流體的攪拌器軸功率的計(jì)算。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
1、重點(diǎn)
(1)概念:比耗氧速率,攝氧率,臨界氧濃度,氧的傳遞通量,雙膜理論,體積溶氧速率,體積溶氧系數(shù),軸功率、功率準(zhǔn)數(shù)Np、通氣準(zhǔn)數(shù)Na(識記)
(2)影響細(xì)胞需氧量的因素(理解)
(3)液體培養(yǎng)過程中氧傳遞及速率
(4)體積溶氧系數(shù)KLa的測定方法(理解)
(5)攪拌器軸功率的計(jì)算(理解)
2、次重點(diǎn)
(1)培養(yǎng)過程中的氧傳遞(識記)
(2)影響KLa的因素
(3)軸功率、功率準(zhǔn)數(shù)Np、通氣準(zhǔn)數(shù)Na
3、一般:
(1)溶解氧對細(xì)胞生長的影響(識記)
(2)溶解氧對發(fā)酵代謝產(chǎn)物生成的影響(識記)
(3)通氣攪拌反應(yīng)器的攪拌槳葉類型(識記)
第五章 培養(yǎng)技術(shù)與理論
一、學(xué)習(xí)目的與要求
要求學(xué)生掌握細(xì)胞微生物反應(yīng)過程的特征、計(jì)量關(guān)系,微生物培養(yǎng)及動力學(xué)、微生物培養(yǎng)速率與底物濃度關(guān)系。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
1、重點(diǎn)
(1)微生物反應(yīng)過程的主要特征(識記)
(2)微生物反應(yīng)過程的計(jì)量關(guān)系(應(yīng)用)
(3)微生物反應(yīng)動力學(xué)的描述方法(應(yīng)用)
(4)微生物生長速率與底物濃度的關(guān)系(識記)
(5)微生物連續(xù)培養(yǎng)及動力學(xué)(識記)
2、次重點(diǎn)
(1)多級連續(xù)培養(yǎng)(理解)
(2)連續(xù)培養(yǎng)的應(yīng)用(理解)
3、一般:
(1)恒速流加(應(yīng)用)
(2)指數(shù)流加(應(yīng)用)
第六章 生物反應(yīng)器
一、學(xué)習(xí)目的與要求
要求學(xué)生了解生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)的目標(biāo)和原則,掌握以不同類別的生物反應(yīng)器參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
1、重點(diǎn):
(1)機(jī)械攪拌通風(fēng)罐式反應(yīng)器(應(yīng)用)
(2)機(jī)械攪拌自吸式反應(yīng)器(應(yīng)用)
(3)氣升環(huán)流式反應(yīng)器(應(yīng)用)
(4)鼓泡塔反應(yīng)器(應(yīng)用)
2、次重點(diǎn)
(1)通風(fēng)固體發(fā)酵設(shè)備(應(yīng)用)
(2)乙醇發(fā)酵設(shè)備(標(biāo)識)
3、一般:
啤酒發(fā)酵設(shè)備(應(yīng)用)
第七章 生物反應(yīng)器的比擬放大
一、學(xué)習(xí)目的與要求
要求學(xué)生了解生物反應(yīng)器比擬放大基準(zhǔn)和放大方法,掌握以不同方法進(jìn)行放大時生物反應(yīng)器參數(shù)的計(jì)算。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
1、重點(diǎn):
(1)相似的放大方法(應(yīng)用)
(2)(量綱分析法應(yīng)用)
(3)數(shù)學(xué)模型法(應(yīng)用)
(4)機(jī)械攪拌式反應(yīng)器的幾何尺寸的放大(應(yīng)用)
(5)機(jī)械攪拌式反應(yīng)器的空氣流量的放大(應(yīng)用)
(6)攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌軸功率的放大
2、次重點(diǎn)
(1)經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則放大(應(yīng)用)
(2)攪拌液流速度壓頭H、攪拌液流循環(huán)流量(標(biāo)識)
(3)影響氣升式生物反應(yīng)器性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)(標(biāo)識)
(4)管式反應(yīng)器的多管串聯(lián)放大(標(biāo)識)
3、一般:
(1)管式反應(yīng)器的幾何相似放大(應(yīng)用)
(2)管式反應(yīng)器的恒壓降放大(應(yīng)用)
(3)生物反應(yīng)器的比擬縮小(應(yīng)用)
第八章 章固定化酶(細(xì)胞)反應(yīng)原理與技術(shù)
一、學(xué)習(xí)目的與要求
要求掌握酶(細(xì)胞)的固定化,固定化酶(細(xì)胞)的性質(zhì),固定化酶(細(xì)胞)的應(yīng)用,固定化酶(細(xì)胞)反應(yīng)動力學(xué),固定化酶(細(xì)胞)反應(yīng)器。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
1、重點(diǎn)
(1)概念:固定化酶,固定化技術(shù)(識記)
(2)固定化酶(細(xì)胞)的優(yōu)缺點(diǎn)(識記)
(4)固定化酶(細(xì)胞)的方法(理解)
(5)固定化酶(細(xì)胞)的活力(理解)
(6)固定化酶(細(xì)胞)的穩(wěn)定性(理解)
(7)固定化酶的催化特性(理解)
(8)固定化酶(細(xì)胞) 反應(yīng)器(應(yīng)用)
2、次重點(diǎn)
(1)氨基酸的生產(chǎn)(理解)
(2)生產(chǎn)乙醇和啤酒(理解)
(3)固定化酶(細(xì)胞)反應(yīng)動力學(xué)(理解)
3、一般
(1)果葡糖漿的生產(chǎn)(識記)
(2)抗體和抗原的提純(識記)
第九章 生物反應(yīng)過程的質(zhì)量和能量衡算
一、學(xué)習(xí)目的與要求
要求學(xué)生掌握質(zhì)量和能量衡算的意義,生物反應(yīng)過程的元素衡算方程及還原度,生物反應(yīng)過程中的質(zhì)量衡算和生物反應(yīng)過程中的能量衡算。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
1、重點(diǎn)
(1)生物反應(yīng)過程的元素衡算方程及還原度(識記)
(2)生物反應(yīng)過程中的碳源和氮源衡算(應(yīng)用)
(3)生物反應(yīng)過程中的氧衡算(理解)
2、次重點(diǎn):
生物反應(yīng)過程中的ATP衡算(應(yīng)用)
3、一般:
生物反應(yīng)過程中的能量衡算(識記)
第三部分 教材及主要教學(xué)參考書
一、指定教材:倫世儀 主編,生化工程,北京:中國輕工業(yè)出版社,2017
參考教材:賈士儒 主編,生化反應(yīng)工程原理,天津:南開大學(xué)出版社,1996年
俞俊棠 主編,生物工藝學(xué)(上下冊),上海:華東化工學(xué)院出版社,
1991年(上冊)和1992年(下冊)
戚以政 主編,生化反應(yīng)動力學(xué)與反應(yīng)器,北京:化工出版社,1999年
梅樂和 主編,生化生產(chǎn)工藝學(xué),北京:科學(xué)出版社,2003
二、助學(xué)學(xué)時:本課程共4學(xué)分,建議總課時72學(xué)時,其中助學(xué)課時分配如下:
章 次 內(nèi) 容 學(xué) 時
第1章 6 6
第2章 6 6
第3章 8 8
第4章 8 8
第5章 
結(jié)束
本文標(biāo)簽
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