微生物工程课程教学大纲.docx
- 文档编号:4543168
- 上传时间:2022-12-06
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:19.09KB
微生物工程课程教学大纲.docx
《微生物工程课程教学大纲.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《微生物工程课程教学大纲.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
微生物工程课程教学大纲
微生物工程课程教学大纲
课程名称:
微生物工程(MicrobiologyEngineering)
课程编码:
1313073214
课程类别:
专业课
总学时数:
60课内实验时数:
24
学分:
2.5
开课单位:
生命科学学院生物技术教研室
适用专业:
生物技术
适用对象:
本科(四年)
一、课程的性质、类型、目的和任务
微生物工程又称发酵工程,是生物技术专业的专业必修课。
发酵工程是一门综合性很强的课程,涉及到数学、化学、生物学、生物化学、微生物学、物理化学、有机化学、化工原理等多个学科,基础理论性和实践性均很强,同时要求基础理论和生产实践密切结合。
在课程讲授过程中,将要按照微生物发酵生产的全过程阐明各个阶段、各种产品生产的原理和技术,讲解理论知识的同时,又重点突出生产的工艺操作和控制技术等实际问题。
因此,该课程需要在理论教学的同时,配合实验的实践环节,也要求学生建立实际生产的概念,在实践中巩固本课程的教学效果,学生利用实验、参观、实习、社会实践等机会,培养分析问题和解决问题的能力。
学生通过该课程的学习将会缩短理论与生产实践的距离,建立用理论知识分析和解决生产实际问题的概念和能力,动手能力也将有所提高。
二、本课程与其它课程的联系与分工
本课程与微生物学、生物化学、高等数学、物理化学、化工原理、有机化学等课程有联系,宜在前述课程开设后开设。
三、教学内容及教学基本要求
[1]表示“了解”;[2]表示“理解”或“熟悉”;[3]表示“掌握”;△表示自学内容;○表示略讲内容;
第一章绪论
发酵工程定义[1];发酵工程的发展史[1];发酵工程的特点[3];发酵工程的分类及应用[2];发酵工程与现代生物技术的关系[1];国内外发酵工业概况及其发展趋势[1];
重点:
发酵工程的特点
难点:
发酵工程与现代生物技术的关系
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讨论与讲授结合法
作业:
1.发酵工程的传统概念与现代意义上的概念各指什么?
2.发酵工程与传统酿造、化学工程相比有什么特点?
课外活动:
查阅一种发酵产品的发展现状及与世界先进水平的差距。
第二章发酵工业菌种
第一节发酵工业常用微生物及要求
工业用微生物菌种的特点及要求[1];工业用微生物菌种的分类[2];发酵工业常用微生物[3];
重点:
工业用微生物菌种的特点及要求
难点:
工业用微生物菌种的特点及要求
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
作业:
1.发酵工业对菌种的要求有哪些?
第二节菌种的选育与保藏
菌种选育的目的[1];菌种选育方法[1];自然选育的目的、方法和步骤[3];菌种的保藏[1];
重点:
自然选育的方法
难点:
自然选育的方法
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
作业:
1.什么是自然选育?
2.自然选育的目的、方法和步骤
思考题:
4、自然选育在实际生产中的意义是什么?
第三节菌种的退化与复壮
什么是菌种的退化[1];退化的表现形式[2];菌种退化的原因[3];防治菌种退化的措施[3];工业生产菌的复壮[2];
重点:
菌种退化的原因
难点:
防治菌种退化的措施
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
作业:
1.菌种复壮的措施有哪些?
2.如何防止菌种衰退?
第四节菌种活化与扩大培养
种子扩培的目的和要求[1];种子扩大培养的过程[3];影响种子质量的因素[2];判定种子质量的指标[1];种子质量的控制措施[1];
重点:
种子扩大培养的过程
难点:
影响种子质量的因素
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
作业:
1.种子扩大培养的目的与作用是什么?
思考题:
什么是接种量、菌龄、种子罐级数?
分别对发酵有何影响?
第三章微生物代谢理论及应用
第一节微生物代谢的调节
酶活性调节[1];酶合成的调节[1];分枝生物合成途径的调节[2];能荷调节[1];营养阻遏[3];初级代谢与次级代谢的关系○;次级代谢产物生物合成中的主要调控机制○;
重点:
分枝生物合成途径的调节
难点:
营养阻遏
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
第二节微生物代谢的人工控制
发酵条件的控制[1];改变细胞透性[2];菌种遗传特性的改变[3];
重点:
菌种遗传特性的改变
难点:
改变细胞透性
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
作业:
1.什么是营养阻遏?
有营养阻遏时会出现什么现象?
2.人工控制微生物代谢的措施包括哪些?
第四章微生物发酵动力学
第一节分批发酵动力学
发酵动力学概念[2];发酵动力学研究的内容[1];比生长速率[3];发酵动力学方程[2];得率系数[1];
重点:
比生长速率
难点:
发酵动力学概念
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
第二节连续发酵动力学
连续发酵[1];单级连续培养动力学[1];冲溃现象[2];连续培养的自平衡调节[3];补料分批发酵的优点及应用[1];
重点:
连续培养的自平衡调节
难点:
单级连续培养动力学
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讨论法
作业:
1.什么是连续发酵和补料分批发酵?
2.什么是发酵动力学?
3.什么是冲溃现象?
思考题:
什么条件下可以实现自平衡条件,如何解释自平衡调节?
第五章发酵培养基及原料精制
第一节发酵工业培养基
发酵培养基主要成分的作用和来源○;碳源调节○;氮源调节及与碳源利用的关系○;碳氮比例调节○;前体的调节[1];促进剂和抑制剂○;补料[2];工业发酵培养基的类型[3];
重点:
工业发酵培养基的类型
难点:
补料
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
第二节淀粉糖制备原理及技术
酸解法[1];酶解法[2];酸酶结合法[2];淀粉水解理论[3];喷射液化法[2];实例[1];
重点:
淀粉水解理论
难点:
喷射液化法
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讨论与讲授结合法
作业:
1、淀粉双酶法水解为什么要控制液化程度?
2、淀粉水解一般有几种工艺?
各有何特点?
思考题:
3、淀粉为什么要先糊化再液化?
第六章发酵过程的工艺控制
第一节温度对发酵的影响及其调控
温度对发酵的影响[2];影响发酵温度的因素[3];发酵热的测定[1];最适发酵温度选择与控制[3];
重点:
影响发酵温度的因素
难点:
温度对发酵的影响
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讨论与讲授结合法
作业:
1.温度对发酵有何影响?
第二节pH对发酵的影响及其调控
pH对发酵的影响[3];影响发酵pH的因素[1];最适发酵pH的选择与控制[2];
重点:
pH对发酵的影响
难点:
最适发酵pH的选择与控制
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讨论与讲授结合法
作业:
2.pH对发酵有何影响?
第三节氧对发酵的影响及其调控
基本概念[1];氧的传递途径与传质阻力[1];氧的传递动力学方程[2];提高氧传递效率的途径[3];
重点:
提高氧传递效率的途径
难点:
氧的传递动力学方程
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
作业:
3.增加挡板的作用是什么?
4.提高溶氧浓度的措施?
思考题:
如何测定溶氧系数?
第四节二氧化碳和泡沫对发酵的影响与控制
泡沫的产生[1];泡沫对发酵的影响[3];影响泡沫的因素[2];机械消泡法[1];化学消泡法[2];
重点:
泡沫对发酵的影响
难点:
影响泡沫的因素
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
作业:
6.泡沫会给发酵过程带来哪些副作用?
7.化学消泡剂主要有哪几种类?
思考题:
为什么汽水不产生泡沫?
第七章氨基酸发酵
第一节谷氨酸发酵
谷氨酸的生物合成途径[1];谷氨酸产生菌的生化特征[3];谷氨酸生物合成的最理想途径[2];谷氨酸发酵的外在因素[1];原料及菌种[1];谷氨酸发酵工艺[3];
重点:
谷氨酸产生菌的生化特征
难点:
谷氨酸生物合成的最理想途径
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讨论与讲授结合法
作业:
1.简述Glu生物合成过程
2.Glu发酵为什么应封闭DCA循环?
3.写出在Glu生物合成过程中存在的两个共轭反应,并标注所需的酶
思考题:
提高Glu产率的关键是什么?
第二节赖氨酸发酵
赖氨酸生物合成途径[3];赖氨酸的生物合成机制[2];赖氨酸生产菌的育种途径[2];
重点:
赖氨酸生产菌的育种途径
难点:
赖氨酸的生物合成机制
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讨论与讲授结合法
作业:
赖氨酸生物合成存在哪两种途径
思考题:
赖氨酸生产菌TCA循环能否缺失,为什么?
第八章核苷与核苷酸发酵
第一节核苷酸的生物合成途径
嘌呤核苷酸的全合成途径[3];枯草杆菌嘌呤核苷酸合成途径[2];产氨短杆菌嘌呤核苷酸合成途径[2];核苷酸生物合成的补救途径[1];
重点:
枯草杆菌嘌呤核苷酸合成途径
难点:
产氨短杆菌嘌呤核苷酸合成途径
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
第二节嘌呤核苷酸生物合成的代谢调节机制
枯草杆菌嘌呤核苷酸生物合成的调节机制[3];产氨短杆菌嘌呤核苷酸生物合成的调节机制[2];细胞膜通透性调节○;
重点:
枯草杆菌嘌呤核苷酸生物合成的调节机制
难点:
细胞膜通透性调节
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
作业:
1.图示枯草杆菌嘌呤核苷酸合成途径并标注重要的酶
2.图示产氨短杆菌嘌呤核苷酸合成途径
3.比较途经1和2的区别
思考题:
参与核苷酸生物合成的补救途径主要的酶及其催化反应
第三节核苷及核苷酸的生产及育种
肌苷肌苷酸的生产方法及育种途径[3];鸟苷和鸟苷酸的生产及育种途径[2];肌苷发酵及提取工艺[1];
重点:
肌苷肌苷酸的育种途径
难点:
鸟苷和鸟苷酸的育种途径
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
作业:
选育鸟苷产生菌必须满足的条件
第九章有机酸发酵
第一节乳酸发酵
乳酸的发展和现状[1];乳酸的性质[1];用于乳酸生产的微生物[2];乳酸发酵类型[2];乳酸生产工艺[3];乳酸细菌和真菌发酵生产乳酸的比较[3];
重点:
乳酸生产工艺
难点:
乳酸发酵类型
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讨论与讲授结合法
作业:
1.什么是乳酸菌?
2.比较乳酸菌和真菌发酵生产乳酸的区别
第二节柠檬酸发酵
柠檬酸的理化性质及用途[1];柠檬酸发酵的生产菌种[1];柠檬酸的生物合成途径与调节[3];柠檬酸发酵的原料[1];柠檬酸发酵的生产工艺[2];
重点:
柠檬酸发酵的生产工艺
难点:
柠檬酸的生物合成途径与调节
教学手段:
多媒体教学
教学方法:
讲授法
作业:
3.简述由葡萄糖生物合成柠檬酸的途径
4.简述黑曲霉能够大量积累柠檬酸的机理
四、课内实验内容及教学基本要求
详见微生物工程课程实验教学大纲。
五、课内实验进程安排
序号
项目名称
主要内容摘要
实验学时
每组人数
实验类型
实验
要求
1
小型发酵罐的使用
生物反应器的结构与功能、生物反应器安装和拆卸的操作规程、
pH电极的校正、氧电极的校正
4
6
验证性
必做
2
酸奶发酵
菌种的活化、发酵培养基的制备、
接种与发酵、指标测定
8
3
设计性
必做
3
摇床深层培养试验
斜面培养基、种子培养基制备、接种发酵、发酵过程指标检测
12
3
综合性
必做
小计
24
六、学时分配表
章序
课程内容
理论学时
实验学时
上机学时
课外学时
习题学时
考核学时
小计
1
绪论
2
2
2
发酵工业菌种
4
4
8
3
微生物代谢理论及应用
4
4
4
微生物发酵动力学
4
8
12
5
发酵培养基及原料精制
4
4
6
发酵过程的工艺控制
4
12
16
7
氨基酸发酵
4
4
8
核苷与核苷酸发酵
4
4
9
有机酸发酵
4
4
习题课
2
2
合计
34
24
2
60
七、课程考核方法及要求
1.考核方式:
考试;
2.考核方法:
笔试;
3.成绩评定:
总评成绩100分=平时30分+期末考试70分
平时成绩:
考勤考纪:
10分
作业5分——每次作业占1分;
实验15分——每项实验占5分,其中,预习报告占20%,实验过程占40%,实验报告40%。
八、选用教材及参考书(资料)
教材:
《微生物工程》.陈必链主编.科学出版社,2011年版
参考书目:
1.《微生物工程工艺原理》.姚汝华主编.华南理工大学出版社,2005年第二版
2.《食品发酵与酿造工艺学》.何国庆主编.中国农业出版社,2011年版第二版
3.《微生物工程原理》.肖冬光主编.中国轻工业出版社,2004年版
4.《微生物工程》.曹军卫主编.科学出版社,2002年版
5.《微生物工程》.焦瑞身主编.化学工业出版社,2003年版
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 微生物 工程 课程 教学大纲