高等学校本科生物工程专业规范Word格式.docx

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生物学、化学、工程技术学

4. 

培养目标：

通过各种教育教学活动培养学生德智体美全面发展，具有健全人格；

具有正确的世界观、人生观和价值观；

具有高素质人才所具备的人文社科基础知识和人文修养；

具有生命科学的基本知识，掌握生物技术及其产业化的科学原理,工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能、能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。

5．生物工程专业人才培养规格

本专业培养生物工程技术人才，培养规格一般应具备以下要求：

（1）素质结构要求

具备较高的思想道德素质：

包括正确的政治方向，遵纪守法、诚信为人，有较强的团队意识和健全的人格；

具备较高的文化素质：

掌握一定的人文社科基础知识，具有较好的人文修养；

具有国际化视野和现代意识和健康的人际交往意识；

具备良好的专业素质：

受到严格的科学思维训练，掌握一定的科学研究方法，有求实创新的意识和革新精神；

在生物技术研发领域具有较好的综合分析素养和价值效益观念；

具备良好的身心素质：

包括健康的体魄、良好的心理素质和生活习惯；

（2）能力结构要求

获取知识的能力：

具有良好的自学习惯和能力、有较好的表达交流能力、有一定的计算机及信息技术应用能力；

应用知识能力：

具有综合运用所掌握的理论知识和技能，从事生物工程及其相关领域产品研发的能力、具有生物技术下游工程实践和技术革新的能力、具有在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理的能力。

创新能力：

具有有较强的创造性思维能力、开展创新实验和科技开发能力；

（3）知识结构要求

自然科学知识：

掌握数学、物理、化学、生命科学等方面的基本理论和基本知识；

人文社会科学知识：

具有一定的文学、艺术、哲学、思想道德、法学、社会学、心理学等方面的知识；

工具性知识：

掌握一门外国语，能阅读外文专业文献；

掌握计算机应用基础知识、资料查询、文献检索的基本方法，具有运用现代信息技术获取相关信息的能力。

专业基础知识：

掌握微生物学、生物化学、生化工程原理等方面的基本理论和基础知识；

5、 

生物工程专业知识：

掌握基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程、生物分离工程等基本知识；

掌握生物细胞培养、生物工程和生物技术等方面的基本实验技能；

6、 

工程技术知识：

掌握工程制图、电工电子学和基本工程技术等知识；

7、 

经济管理知识：

掌握经济学、管理学等方面的初步知识；

了解与生物产业有关的方针、政策和法规；

三、生物工程专业的的教育内容和知识体系

1．生物技术专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架

根据高等院校理工科本科专业人才培养模式的要求，生物工程专业人才的培养要体现知识、能力、素质协调发展的原则。

要设计适当的知识体系为载体来进行能力培养和素质教育，要强化知识结构的设计与建设，使每一个知识模块构成一个适当的训练系统。

根据生物工程本科专业人才的培养要求和体现知识、能力、素质协调发展的原则，生物工程专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架为：

生物工程本科专业教育内容和知识体系由通识教育内容、专业教育内容和综合教育内容三大部份及15个知识体系构成：

通识教育内容包括：

①人文社会科学，②自然科学，③经济管理，④外语，⑤计算机信息技术，⑥体育，⑦实践训练等知识体系；

其课程教学学分占总学分的50%左右。

生物工程专业教育内容包括：

①生物技术与工程的学科基础，②生物工程专业知识体系，③生物工程专业实践训练等知识体系；

其课程教学学分占总学分的45%左右。

综合教育内容包括：

①思想教育，②学术与科技活动，③文艺活动，④体育活动，⑤自选活动等知识体系；

其课程教学学分占总学分的5%左右。

2、生物工程专业教育知识体系

知识体系由知识领域、知识单元和知识点三个层次组成。

一个知识领域可以分解成若干个知识单元，一个知识单元又包括若干个知识点。

知识单元又分为核心知识单元和选修知识单元。

核心知识单元提供的是知识体系的最小集合，是生物工程专业在本科教学中必要的最基本的知识单元；

选修知识单元是指不在核心知识单元内的那些知识单元。

核心知识单元的选择是最基本的共性的教学规范，选修知识单元的选择体现各校的不同特色。

（1） 

生物工程专业知识体系一览：

一、 

生命的化学分子基础

二、 

细胞的结构与功能

三、 

生物体的结构与功能

四、 

微生物的类群、特征与代谢

五、 

传递原理和生物工程单元操作

六、 

细胞工程

七、 

酶与酶工程

八、 

基因工程

九、 

发酵工程

十、 

生物物质分离工程

十一、 

工程制图和生化工程设备

（2）生物工程专业知识体系的知识领域、核心知识单元及应选修的知识单元；

及其所需的最少讲授时间或实验时间；

（见附录）

3．生物工程专业课程体系的构建

根据生物工程专业的教育内容和知识体系，构建了生物工程专业的课程体系。

课程教学包括理论课程教学和实验课程教学。

各课程由核心课程和选修课程组成，核心课程应该覆盖生物工程知识体系中的核心内容。

同时，各高校可选择一些选修知识单元，将反映生物工程的学科前沿和反映学校特色的知识单元组织到选修课程中，依本校的特色构建课程体系。

4．构建实践教学内容及体系

为提高学生的实践能力和创新精神，生物工程专业必须加强实性践环节的教学，构建实践性环节教学体系，着重培养以下能力：

（1）实验技能；

（2）工艺操作能力；

（3）工程设计能力；

（4）科学研究能力；

（5）社会实践能力等。

实践教学包括独立设置的实验课程、课程设计、教学实习、社会实践、科技训练、综合论文训练等多种形式。

5．生物工程专业的课程体系

课程类型及建议的学分比例：

人文社科类课程（含政治/外语/计算机/人文/经管/体育等）占30％左右，约为42-45学分。

自然科学基础课程（数学/物理/化学）占25％左右，约为35-38学分，含高等数学、线性代数、概率论、物理学、无机与分析化学、有机化学、物理化学等课程。

专业基础课程：

建议实行“5＋1+X”模式，即基础生物学（3学分）、生物化学（4学分）及实验（3学分）、微生物学（3学分）及实验（2学分）、化工原理（4学分）及实验（2学分）、工程制图（2学分）＋1门工程类专业基础课（3学分）＋X门特色基础专业课（细胞生物学等）。

学分比例占25％左右，约为35-38学分。

（以上课时为各课程的最少学分）

专业课程（含专业选修课程）：

实行“3＋X”模式，发酵工程、生物物质分离工程、生化工程设备＋X门工程类专业课及其相关实验课程。

学分比例占20％左右，约为28-30学分。

专业基础课和专业课理论授课学时与实验教学的课时比例尽量不低于1：

0.8。

具体专业基础课程和专业课程按各校的特色和条件设定，特别是选修课程更要体现不同学校的基础和专业定位，如环境生物工程、能源生物工程、生物制药、生物材料等。

专业选修课程：

建议设立的专业基础选修课程为：

细胞生物学、分子生物学、遗传学、过程控制等。

建议设立的专业选修课程为：

基因工程、细胞工程、蛋白质工程（酶工程）、生物工艺学、生物信息学，以及生物工程的课程设计等。

主要实践性教学环节：

军训、社会实践、认识实习、生产实习、专业课程设计、专业实验、毕业实习、毕业论文和毕业设计。

不少于30周。

着重培养以下能力：

（2）科学研究能力；

（3）工程应用能力；

（4）工艺操作能力；

（5）社会实践能力等

课程与毕业学分统计：

课程学分＝人文社科类课（42-45学分）＋自然科学基础课（35-38学分）＋专业基础课程（35-38学分）＋专业课程（28-30学分）＝140-150学分，学时为2500-2700（不含独立的实践教学环节）

（1）

总学分＝课程总学分（140-150）＋

（2）实践环节课（军训＋工程实习+认识实习＋专业实习+毕业实习+科研实习≥30学分）

＝170-180学分

（3）在校学习时间：

160周以上，其他实践教学5-10周，总的实践环节不少于30周；

各课程的最少学时数或实验时间（各校应考虑讲授、网上学习、自学等不同学习形式的差别而制定）。

附件：

主要课程的知识点：

（基础生物学、生物化学、微生物学、传递原理与单元操作（化工原理）、工程制图、发酵工程、生物物质分离工程、生化工程设备（8门必修课）+细胞生物学、酶工程、细胞工程、基因工程（4门选修课）

一、基础生物学

1、生命和生命科学

1.1什么是生命

1.2生命科学的发展和研究方法

2、生命的化学基础与基本单位

2.1生命的化学基础

2.1.1生命体的元素组成和分子骨架

2.1.2生物小分子及其生物学功能

2.1.3生物大分子的结构与功能

2.2生命的基本单位——细胞

2.2.1细胞的形态结构和功能

2.2.2细胞分裂和细胞周期

3、生命活动及生命的形态与建成

3.1植物的生命活动及生命的形态与建成

3.1.1植物的营养器官及营养生长

3.1.2植物的营养与体内运输

3.1.3植物的繁殖方式 

3.1.4植物生长物质及其作用

3.2被子植物的有性生殖和发育 

3.2.1花粉粒的形成和发育

3.2.2胚囊的形成和发育

3.2.3开花、传粉与受精

3.2.4种子和果实的形成

3.2.5种子的萌发和幼苗的形成

3.3动物的组织、消化和吸收

3.3.1动物的组织及其功能

3.3.2动物的必需营养素及其功能

3.3.3动物消化系统结构和功能的演化

3.3.4高等动物消化系统与食物的消化和吸收

3.4动物的循环和呼吸

3.4.1循环与内环境的概念和意义

3.4.2动物循环系统结构与功能的演化

3.4.3哺乳动物心血管系统的构造、各部功能及生理

3.4.4哺乳动物淋巴系统的结构与功能

3.4.5动物呼吸系统结构与功能的演化

3.4.6高等动物呼吸系统的构造和功能

3.4.7哺乳动物的呼吸生理

3.4.8哺乳动物呼吸的调节

3.5动物的排泄和水盐平衡

3.5.1动物排泄系统结构与功能的演化

3.5.2哺乳动物泌尿系统的构造和各部功能

3.5.3哺乳动物尿的形成及其影响因素

3.5.4动物体内的水盐平衡

3.6动物的体内调节

3.6.1动物神经系统结构与功能的演化 

3.6.2哺乳动物神经系统的构成及各部功能

3.6.3反射和反射弧

3.6.4哺乳动物内分泌系统的组成及各激素调节作用

3.6.5神经调节与体液调节各自特点及相互关系

3.7动物的感觉与运动

3.7.1感受器的功能及生理特征

3.7.2哺乳动物主要感受器和感觉器官的构造与功能

3.7.3哺乳动物的运动系统与躯体感觉

3.8动物的行为

3.8.1动物行为的概念与类型

3.8.2动物行为的发生

3.9动物的生殖和发育

3.9.1高等动物生殖系统的构造和功能

3.9.2哺乳动物精子的发生和卵子的发生

3.9.3哺乳动物受精过程及影响受精的因素

3.9.4动物胚胎发育和形态建成

3.9.5动物的胚后发育

4、生命活动的维持--能量的获取与转换

4.1能量与代谢

4.1.1生物的有序性与自由能

4.1.2细胞的能量流通货币——ATP的结构与功能模式

4.1.3酶的催化特性

4.1.4酶的催化机理

4.1.5影响酶活性的因素

4.1.6酶促反应形成代谢途径

4.2光合作用——生物能的获取

4.3细胞呼吸（生物氧化）——细胞获能

5、生命延续的本质——遗传与变异

5.1基因的概念及其发展

5.2DNA与染色体

5.3生物繁衍的分子基础——DNA的复制

5.3.1DNA半保留复制过程

5.3.2噬菌体DNA的滚环复制

5.3.3PCR技术及其应用

5.4遗传信息的传递——基因的表达与调控

5.4.1基因的表达

5.4.2各类生物遗传信息表达的一致性

5.4.3原核生物基因表达调控

5.4.4真核生物基因表达调控

5.5基因在生物遗传中的作用

5.6遗传物质的改变

5.7人类基因组研究

6、生物体的防卫系统

6.1免疫基本知识

6.2自然免疫和获得免疫

6.3免疫应答

6.4免疫性疾病

6.5免疫学的应用

7、生命的信息传递和处理

7.1细胞通讯和信号传递

7.2神经信息的传递

7.3激素信息的传递

7.4生态系统的信号传递

8、生命起源和生物进化

8.1生命的起源和进化史

8.2进化证据和进化理论

8.3小进化与大进化

8.4人类的起源与进化

9、生物的多样性及其保护

9.1生物的分类和分界

9.2病毒

9.3原核生物

9.4真菌

9.5植物

9.6动物

9.7生物多样性的保护

10、生物与环境

10.1环境因素及其对生物的影响

10.2种群生态

10.3生物群落

10.4生态系统

10.5人与环境

二、生命的化学分子基础

1.生命的基本化学分子

1.1生物小分子

1.2生物大分子

2.糖类化学

2.1单糖

2.2寡糖

2.3多糖

2.4糖胺聚糖和蛋白聚糖

3.脂类化学和生物膜

3.1脂肪酸

3.2单脂

3.3磷脂

3.4糖脂

3.5类脂

3.6生物膜

4.蛋白质化学

4.1蛋白质的化学组成

4.2蛋白质的空间结构

4.3蛋白质的结构与功能的关系

4.4蛋白质的性质

4.5蛋白质的分离、纯化与鉴定

5.核酸化学

5.1核苷酸

5.2DNA的结构

5.3RNA的结构

5.4核酸的分离纯化和常用研究方法

5.5核酸的生物功能

6.酶化学

6.1酶的一般概念

6.2酶的分离纯化

6.3酶的结构和功能

6.4酶的催化机理

6.5酶活性的调节机制

7.维生素与辅酶

7.1脂溶性维生素与辅酶

7.2水溶性维生素与辅酶

8.激素及其受体介导的信息传导

8.1激素的作用机制

8.2激素的分泌与调节

8.3常见激素的结构与功能

9．生物氧化及生物能学

9.1生物氧化的基本概念

9.2电子传递与呼吸链

9.3氧化磷酸化

10.糖代谢

10.1糖的消化吸收和转运

10.2糖酵解

10.3丙酮酸的氧化脱羧

10.4三羧酸循环

10.5磷酸戊糖途径

10.6乙醛酸循环

10.7糖醛酸途径

10.8其它单糖的代谢

10.9糖异生

10.10光合作用

10.11寡糖的合成

10.12多糖的合成

11.脂代谢

11.1脂类的消化、吸收和转运

11.2脂肪的分解与合成代谢

11.3磷脂的代谢

11.4胆固醇的代谢

11.5脂代谢的调节

12.蛋白质分解代谢和氨基酸代谢

12.1蛋白质的酶促降解

12.2氨基酸的分解代谢

12.3氨基酸及其衍生物的合成代谢

12.4生物固氮

13.核酸的分解和核苷酸代谢

13.1核酸的分解

13.2嘌呤核苷酸的代谢

13.3嘧啶核苷酸的代谢

13.4脱氧核糖核苷酸的合成

13.5辅酶核苷酸的代谢

14.DNA的复制

14.1DNA复制的基本特征

14.2原核生物DNA复制的机制

14.3真核生物DNA的复制

14.4滚环复制

14..5D-环复制

14.6DNA复制的调控

14.7逆转录

15.DNA的损伤与修复

15.1DNA损伤的因素与类型

15.2DNA损伤的修复机制

16.DNA的重组

16.1DNA重组的一般概念

16.2同源重组

16.3位点特异性重组

16.4转座重组

17.RNA的生物合成

17.1中心法则

17.2.RNA聚合酶的结构与功能

17.3原核生物基因转录机制

17.4真核生物基因转录机制

17.5RNA复制

18.转录后加工

18.1rRNA前体的后加工

18.2tRNA前体的后加工

18.3mRNA前体的后加工

19.蛋白质的生物合成

19.1蛋白质合成的特征

19.2原核生物蛋白质合成的机制

19.3真核生物蛋白质合成的机制

19.4线粒体与叶绿体的蛋白质合成系统

19.5蛋白质合成的后加工

20原核生物的基因表达调控

20.1基因表达调控的一般概念

20.2DNA水平上的基因表达调控

20.3转录水平上的基因表达调控

20.4翻译水平上的基因表达调控

21.真核生物的基因表达调控

21.1染色质水平上的基因表达调控

21.2DNA水平上的基因表达调控

21.3转录水平上的基因表达调控

21.4转录后加工水平上的基因表达调控

21.5翻译水平上的基因表达调控

21.6翻译后加工水平上的基因表达调控

22.重组DNA技术及其应用

22.1重组DNA技术

22.2重组DNA的分析与鉴定

22.3其它与重组DNA相关的技术

三．细胞的结构与功能及其重大生命活动

1.细胞概要

1.1细胞的基本共性

1.2原核细胞与古核细胞

1.3原核细胞与真核细胞的比较

1.4植物细胞与动物细胞的比较

2.细胞质膜与细胞表面

2.1细胞质膜的结构模型

2.2膜的流动性

2.3膜的不对称性

2.4脂伐

2.5膜骨架

2.6细胞表面的特化结构

3.细胞连接

3.1封闭连接

3.2锚定连接

3.3通讯连接

3.4细胞表面的粘连分子

4.动物细胞外基质

4.1胶原

4.2氨基酸糖和蛋白聚糖

4.3层粘连蛋白和纤粘连蛋白

4.4弹性蛋白

5.植物细胞壁

5.1组成细胞壁的大分子

5.2细胞壁构架 

5.3细胞壁的生物合成和装配

5.4细胞壁与细胞生长、分化

5.5细胞壁的利用

6.物质的跨膜运输

6.1被动运输与主动运输

6.2载体蛋白与通道蛋白

6.3泵

6.4.内