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

一、課程性質(zhì)與特點

生化工程是運用化學工程的原理與方法，將生物技術(shù)的實驗室成果進行工業(yè)開發(fā)的一門學科，簡言之，生化工程是為生物技術(shù)服務的化學工程。主要研究內(nèi)容：培養(yǎng)基滅菌，空氣除菌，通氣攪拌，生化反應器比擬放大，生化反應動力學等。因此，生化工程是一門涉及到化工原理、物理化學、微生物學、發(fā)酵工程、酶工程、生物工程設備、生化反應過程自動控制等多門學科相互滲透的綜合性科學。生化工程是生物工程學科專業(yè)的必修課程之一，是一門重要的專業(yè)理論課。

二、課程目標與基本要求
通過學習，應掌握以下基本知識點：
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. 機械攪拌軸功率計算
5. 生物反應器的比擬放大
6. 細胞反應動力學
7. 連續(xù)培養(yǎng)動力學
本課程屬于工科類，因此要求學生對生化工程學科的基本概念、基本原理和基本公式識記并理解，并能解決生化反應過程中所涉及到的工程學基礎問題，為進一步學習有關(guān)專業(yè)課程奠定良好的基礎。
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)自考生的學位課。先修課程主要為微生物學、化工原理和物理化學。與之相關(guān)的后修課程有發(fā)酵工程、酶工程、生物工程設備、生物工程下游技術(shù)等多門學科。

第二部分  考核內(nèi)容與考核目標

第一章  引言
一、學習目的與要求
要求學生識記生化工程的定義、研究內(nèi)容及學科的發(fā)展歷程。
二、考核知識點與考核目標
1、重點
  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
生化工程的發(fā)展歷程（識記）


第二章  培養(yǎng)基滅菌

一、學習目的與要求
要求學生掌握培養(yǎng)基分批滅菌和連續(xù)滅菌的原理和工藝流程設計，以及空氣除菌方法、典型空氣除菌流程、空氣過濾設計。
二、考核知識點與考核目標
    1、重點
（1）濕熱滅菌原理（應用）
（2）間歇滅菌（應用）
2、次重點
（1）間歇滅菌的設計（應用）
（2）連續(xù)滅菌反應器的流體流動模型（理解）
（3）連續(xù)滅菌設計計算（應用）
3 、一般
（1）微生物菌體熱死滅動力學（理解）
（2）影響滅菌的其他因素（識記）


第三章 空氣除菌
一、學習目的與要求
要求學生掌握空氣除菌方法、典型空氣除菌流程、空氣過濾設計。
二、考核知識點與考核目標
1、重點
（1）空氣除菌方法（應用）
（2）空氣過濾設計（應用）
2、次重點
（1）空氣過濾除菌的預處理（應用）
（2）通風培養(yǎng)對無菌空氣的要求（理解）
3 、一般
（1）空氣過濾除菌機理57（理解）
（2）空氣過濾器設計（識記）
 第四章 通氣和攪拌

一、學習目的與要求
要求學生掌握細胞對氧的需求，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器的攪拌槳葉類型，掌握攪拌器軸功率計算方法（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算。
二、考核知識點與考核目標
1、重點
（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、功率準數(shù)Np、通氣準數(shù)Na（識記）
（2）影響細胞需氧量的因素（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）攪拌器軸功率的計算（理解）
   2、次重點
（1）培養(yǎng)過程中的氧傳遞（識記）
（2）影響KLa的因素
（3）軸功率、功率準數(shù)Np、通氣準數(shù)Na
3、一般：
（1）溶解氧對細胞生長的影響（識記）
（2）溶解氧對發(fā)酵代謝產(chǎn)物生成的影響（識記）
（3）通氣攪拌反應器的攪拌槳葉類型（識記）

第五章  培養(yǎng)技術(shù)與理論

一、學習目的與要求
要求學生掌握細胞微生物反應過程的特征、計量關(guān)系，微生物培養(yǎng)及動力學、微生物培養(yǎng)速率與底物濃度關(guān)系。
二、考核知識點與考核目標
1、重點
 （1）微生物反應過程的主要特征（識記）
 （2）微生物反應過程的計量關(guān)系（應用）
（3）微生物反應動力學的描述方法（應用）
（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（識記）
2、次重點
  （1）多級連續(xù)培養(yǎng)（理解）
（2）連續(xù)培養(yǎng)的應用（理解）
3、一般：
（1）恒速流加（應用）
（2）指數(shù)流加（應用）

第六章 生物反應器
一、學習目的與要求
要求學生了解生物反應器設計的目標和原則，掌握以不同類別的生物反應器參數(shù)的設計計算。
二、考核知識點與考核目標
1、重點：
（1）機械攪拌通風罐式反應器（應用）
（2）機械攪拌自吸式反應器（應用）
（3）氣升環(huán)流式反應器（應用）
（4）鼓泡塔反應器（應用）
   2、次重點
（1）通風固體發(fā)酵設備（應用）
（2）乙醇發(fā)酵設備(標識)
3、一般：
啤酒發(fā)酵設備（應用）

第七章  生物反應器的比擬放大

一、學習目的與要求
要求學生了解生物反應器比擬放大基準和放大方法，掌握以不同方法進行放大時生物反應器參數(shù)的計算。
二、考核知識點與考核目標
1、重點：
（1）相似的放大方法（應用）
（2）（量綱分析法應用）
（3）數(shù)學模型法（應用）
（4）機械攪拌式反應器的幾何尺寸的放大（應用）
（5）機械攪拌式反應器的空氣流量的放大（應用）
（6）攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌軸功率的放大
   2、次重點
（1）經(jīng)驗準則放大（應用）
（2）攪拌液流速度壓頭H、攪拌液流循環(huán)流量(標識)
（3）影響氣升式生物反應器性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)(標識)
（4）管式反應器的多管串聯(lián)放大(標識)
3、一般：
（1）管式反應器的幾何相似放大（應用）
（2）管式反應器的恒壓降放大（應用）
（3）生物反應器的比擬縮?。☉茫?br />

第八章  章固定化酶(細胞)反應原理與技術(shù)

一、學習目的與要求
要求掌握酶(細胞)的固定化，固定化酶(細胞)的性質(zhì)，固定化酶(細胞)的應用，固定化酶(細胞)反應動力學，固定化酶(細胞)反應器。
二、考核知識點與考核目標
1、重點
（1）概念：固定化酶，固定化技術(shù)（識記）
（2）固定化酶(細胞)的優(yōu)缺點（識記）
（4）固定化酶(細胞)的方法（理解）
（5）固定化酶(細胞)的活力（理解）
（6）固定化酶(細胞)的穩(wěn)定性（理解）
（7）固定化酶的催化特性（理解）
（8）固定化酶(細胞) 反應器（應用）
2、次重點
（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(細胞)反應動力學（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  生物反應過程的質(zhì)量和能量衡算

一、學習目的與要求
要求學生掌握質(zhì)量和能量衡算的意義，生物反應過程的元素衡算方程及還原度，生物反應過程中的質(zhì)量衡算和生物反應過程中的能量衡算。
二、考核知識點與考核目標
1、重點
（1）生物反應過程的元素衡算方程及還原度（識記）
（2）生物反應過程中的碳源和氮源衡算（應用）
（3）生物反應過程中的氧衡算（理解）
2、次重點：
生物反應過程中的ATP衡算（應用）
3、一般:
生物反應過程中的能量衡算（識記）


第三部分  教材及主要教學參考書

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，生化反應工程原理，天津：南開大學出版社，1996年
          俞俊棠 主編，生物工藝學（上下冊），上海：華東化工學院出版社，
1991年（上冊）和1992年（下冊）
           戚以政 主編，生化反應動力學與反應器，北京：化工出版社，1999年   
          梅樂和 主編，生化生產(chǎn)工藝學，北京：科學出版社，2003
二、助學學時：本課程共4學分，建議總課時72學時，其中助學課時分配如下：
章 次     內(nèi) 容     學 時
第1章    6    6
第2章    6    6
第3章    8    8
第4章    8    8
第5章