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2021年湖北06710生化工程龙8游戏网站大纲及教材版本

来源:龙8游戏网站生网 时间:2021-08-03 09:13:17 编辑:fyt68

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本大纲对应教材版本:伦世仪主编,生化工程,北京:中国轻工业出版社,2017
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湖北省高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称:生化工程

课程代码:06710

第一部分课程性质与目标

一,课程性质与特点

生化工程是运用化学工程的原理与方法,将生物技术的实验室成果进行工业开发的一门学科,简言之,生化工程是为生物技术服务的化学工程。主要研究内容:培养基灭菌,空气除菌,通气搅拌,生化反应器比拟放大,生化反应动力学等。因此,生化工程是一门涉及到化工原理,物理化学,微生物学,发酵工程,酶工程,生物工程设备,生化反应过程自动控制等多门学科相互渗透的综合性科学。生化工程是生物工程学科专业的必修课程之一,是一门重要的专业理论课。

二,课程目标与基本要求

通过学习,应掌握以下基本知识点:

1.生化工程概论

2.培养基灭菌和空气除菌

3.氧的供需

4.机械搅拌轴功率计算

5.生物反应器的比拟放大

6.细胞反应动力学

7.连续培养动力学

本课程属于工科类,因此要求学生对生化工程学科的基本概念,基本原理和基本公式识记并理解,并能解决生化反应过程中所涉及到的工程学基础问题,为进一步学习有关专业课程奠定良好的基础。

三,与本专业其他课程的关系

生化工程为生物工程专业龙8游戏网站生的学位课。先修课程主要为微生物学,化工原理和物理化学。与之相关的后修课程有发酵工程,酶工程,生物工程设备,生物工程下游技术等多门学科。

 

第二部分考核内容与考核目标

 

第一章引言

一,学习目的与要求

要求学生识记生化工程的定义,研究内容及学科的发展历程。

二,考核知识点与考核目标

1,重点

1.1生化工程的定义(识记)

1.2生化工程的研究内容(识记)

2,次重点

生化工程的发展历程(识记)

 

 

第二章培养基灭菌

 

一,学习目的与要求

要求学生掌握培养基分批灭菌和连续灭菌的原理和工艺流程设计,以及空气除菌方法,典型空气除菌流程,空气过滤设计。

二,考核知识点与考核目标

1,重点

(1)湿热灭菌原理(应用)

(2)间歇灭菌(应用)

2,次重点

(1)间歇灭菌的设计(应用)

(2)连续灭菌反应器的流体流动模型(理解)

(3)连续灭菌设计计算(应用)

3,一般

(1)微生物菌体热死灭动力学(理解)

(2)影响灭菌的其他因素(识记)

 

 

第三章空气除菌

一,学习目的与要求

要求学生掌握空气除菌方法,典型空气除菌流程,空气过滤设计。

二,考核知识点与考核目标

1,重点

(1)空气除菌方法(应用)

(2)空气过滤设计(应用)

2,次重点

(1)空气过滤除菌的预处理(应用)

(2)通风培养对无菌空气的要求(理解)

3,一般

(1)空气过滤除菌机理57(理解)

(2)空气过滤器设计(识记)

第四章通气和搅拌

 

一,学习目的与要求

要求学生掌握细胞对氧的需求,培养过程中的氧传递,影响供氧的因素,溶解氧,摄氧率和kLa的测定方法。了解液体通气搅拌反应器的搅拌桨叶类型,掌握搅拌器轴功率计算方法(包括通气状态和不通气状态),以及熟悉非牛顿流体的搅拌器轴功率的计算。

二,考核知识点与考核目标

1,重点

(1)概念:比耗氧速率,摄氧率,临界氧浓度,氧的传递通量,双膜理论,体积溶氧速率,体积溶氧系数,轴功率,功率准数Np,通气准数Na(识记)

(2)影响细胞需氧量的因素(理解)

(3)液体培养过程中氧传递及速率

(4)体积溶氧系数KLa的测定方法(理解)

(5)搅拌器轴功率的计算(理解)

2,次重点

(1)培养过程中的氧传递(识记)

(2)影响KLa的因素

(3)轴功率,功率准数Np,通气准数Na

3,一般:

(1)溶解氧对细胞生长的影响(识记)

(2)溶解氧对发酵代谢产物生成的影响(识记)

(3)通气搅拌反应器的搅拌桨叶类型(识记)

 

第五章培养技术与理论

 

一,学习目的与要求

要求学生掌握细胞微生物反应过程的特征,计量关系,微生物培养及动力学,微生物培养速率与底物浓度关系。

二,考核知识点与考核目标

1,重点

(1)微生物反应过程的主要特征(识记)

(2)微生物反应过程的计量关系(应用)

(3)微生物反应动力学的描述方法(应用)

(4)微生物生长速率与底物浓度的关系(识记)

(5)微生物连续培养及动力学(识记)

2,次重点

(1)多级连续培养(理解)

(2)连续培养的应用(理解)

3,一般:

(1)恒速流加(应用)

(2)指数流加(应用)

 

第六章生物反应器

一,学习目的与要求

要求学生了解生物反应器设计的目标和原则,掌握以不同类别的生物反应器参数的设计计算。

二,考核知识点与考核目标

1,重点:

(1)机械搅拌通风罐式反应器(应用)

(2)机械搅拌自吸式反应器(应用)

(3)气升环流式反应器(应用)

(4)鼓泡塔反应器(应用)

2,次重点

(1)通风固体发酵设备(应用)

(2)乙醇发酵设备(标识)

3,一般:

啤酒发酵设备(应用)

 

第七章生物反应器的比拟放大

 

一,学习目的与要求

要求学生了解生物反应器比拟放大基准和放大方法,掌握以不同方法进行放大时生物反应器参数的计算。

二,考核知识点与考核目标

1,重点:

(1)相似的放大方法(应用)

(2)(量纲分析法应用)

(3)数学模型法(应用)

(4)机械搅拌式反应器的几何尺寸的放大(应用)

(5)机械搅拌式反应器的空气流量的放大(应用)

(6)搅拌转速和搅拌轴功率的放大

2,次重点

(1)经验准则放大(应用)

(2)搅拌液流速度压头H,搅拌液流循环流量(标识)

(3)影响气升式生物反应器性能的结构参数(标识)

(4)管式反应器的多管串联放大(标识)

3,一般:

(1)管式反应器的几何相似放大(应用)

(2)管式反应器的恒压降放大(应用)

(3)生物反应器的比拟缩小(应用)

 

 

第八章章固定化酶(细胞)反应原理与技术

 

一,学习目的与要求

要求掌握酶(细胞)的固定化,固定化酶(细胞)的性质,固定化酶(细胞)的应用,固定化酶(细胞)反应动力学,固定化酶(细胞)反应器。

二,考核知识点与考核目标

1,重点

(1)概念:固定化酶,固定化技术(识记)

(2)固定化酶(细胞)的优缺点(识记)

(4)固定化酶(细胞)的方法(理解)

(5)固定化酶(细胞)的活力(理解)

(6)固定化酶(细胞)的稳定性(理解)

(7)固定化酶的催化特性(理解)

(8)固定化酶(细胞)反应器(应用)

2,次重点

(1)氨基酸的生产(理解)

(2)生产乙醇和啤酒(理解)

(3)固定化酶(细胞)反应动力学(理解)

3,一般

(1)果葡糖浆的生产(识记)

(2)抗体和抗原的提纯(识记)

 

 

第九章生物反应过程的质量和能量衡算

 

一,学习目的与要求

要求学生掌握质量和能量衡算的意义,生物反应过程的元素衡算方程及还原度,生物反应过程中的质量衡算和生物反应过程中的能量衡算。

二,考核知识点与考核目标

1,重点

(1)生物反应过程的元素衡算方程及还原度(识记)

(2)生物反应过程中的碳源和氮源衡算(应用)

(3)生物反应过程中的氧衡算(理解)

2,次重点:

生物反应过程中的ATP衡算(应用)

3,一般:

生物反应过程中的能量衡算(识记)

 

 

第三部分教材及主要教学参考书

 

一,指定教材:伦世仪主编,生化工程,北京:中国轻工业出版社,2017

参考教材:贾士儒主编,生化反应工程原理,天津:南开大学出版社,1996年

俞俊棠主编,生物工艺学(上下册),上海:华东化工学院出版社,

1991年(上册)和1992年(下册)

戚以政主编,生化反应动力学与反应器,北京:化工出版社,1999年   

梅乐和主编,生化生产工艺学,北京:科学出版社,2003

二,助学学时:本课程共4学分,建议总课时72学时,其中助学课时分配如下:

章次

内容

学时

第1章

6

6

第2章

6

6

第3章

8

8

第4章

8

8

第5章

10

10

第6章

10

10

第7章

8

8

第8章

8

8

第9章

8

8

合计

72

 

 

三,关于命题考试的若干规定

(包括能力层次比例,难易度比例,内容程度比例,题型,考试方法和考试时间等)

1,本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章,适当突出重点。

2,试卷中对不同能力层次的试题比例大致是:"识记"为20%,"理解"为30%,"应用"为50%。

3,试题难易程度应合理:易,较易,较难,难比例为2:3:3:2。

4,每份试卷中,各类考核点所占比例约为:重点占65%,次重点占25%,一般占10%。

5,试题类型一般分为:单向选择题,多项选择题,名词解释题,简答题,论述题和计算题六种题型。

6,考试采用闭卷笔试,考试时间150分钟,采用百分制评分,60分合格。

说明:

四,题型示例(样题)

单项选择题

1.搅拌转速升高,流体的黏度变小。则该流体为

A.牛顿流体B.涨塑性流体

C.拟塑性流体D.彬汉塑性流体

多项选择题

1.空气除菌方法包括:

A.巴氏消毒B.辐射灭菌

C.化学灭菌D.静电除尘

E.介质过滤

三,名词解释题

1.临界氧浓度

四,简答题

1,简要回答用动态法测定培养体系kLa的原理。

五,论述题

1.经验表明,易退化的高产诱变菌株不适合连续发酵操作模式,试分析原因,并证明之。

六,计算题

1.罐直径1.8m,高径比1;装配单只圆盘六弯叶涡轮,直径0.60m;罐内装四块挡板,搅拌器转速168r/min,通气流量Q=1.42m3/min(已换算为罐内状态的流量),醪液粘度μ=1.96×10-3N.s/m2,醪液密度ρ=1020kg/m3。请根据Michel修正式,计算Pg。

 

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