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《生物工程概论》教学大纲

课程编号：
课程名称：生物工程概论/BasicBioengineering
学时/学分：32/2
先修课程：无机化学、有机化学等
适用专业：制药工程、化学工程与工艺
开课学院、系：化学工程学院制药工程系

一、课程的性质与任务

本课程为综合教学选修课。通过本课程的学习，使学生对现代生物技术体系，特别是对于基
因工程研究的历史、现状和发展前景有一个系统的了解，并对采用现代生物技术手段来解决
人类所面临的焦点、热点问题产生浓厚的兴趣，进而启迪学生的学习意识、创新意识，使学
生的综合素质得到提高。
本课程是制药工程专业的选修课。

二、课程的教学内容、基本要求及学时分配

（一）教学内容及基本要求
基本要求
学生应按本大纲的具体要求，了解生物工程领域，特别是在基因研究方面，当前发展的一个
基本轮廓，熟悉生物工程的基本原理，掌握生物工程技术体系中一些关键技术。
第一章概述
1.1生物技术概述
1.生物技术的定义及内容
2.生物技术发展及应用
1.2生物技术的研究热点
1.后基因组学
2.生物医药
3．转基因植物与动物
4．细胞工程与组织工程
5．环境生物工程
6．生物芯片
1.3有关学习生物技术的几个问题
第二章酶工程
2.1概述
1．酶的化学本质
2．酶工程的研究内容
2．2酶的催化特性
重点讲授：催化效率高，专一性强，酶活性可调节
2．3酶的生产及分离纯化
1．酶的生产
2．酶的分离纯化
2．4酶分子修饰
1．酶分子的化学修饰
2．生物酶工程
难点：酶的化学修饰
2．5酶固定化
1．固定化方法
2．固定化酶反应条件的变化
重点讲授：不同固定化方法的比较
2．6酶反应器
1．酶反应器的类型
2．酶反应器的设计原则
2．8酶的应用
1．食品与化工领域
2．医学领域
3．酶在污染治理中的应用
2．9酶工程的现状及发展展望
第三章基因工程
3．1概述
1．基因工程的诞生
2．基因工程的内容
3．2基因工程工具酶
1．限制性内切酶
2．连接酶
3．基因工程中的修饰酶
难点：Ⅱ类限制性内切酶
3．3基因工程载体
1．用于原核生物宿主的载体
2．用于真核生物宿主的载体
3．用于植物宿主的载体
4．用于动物宿主的载体
5．基因工程载体的必要条件
6．载体的分类
重点讲授：不同载体的共性与特性
3．4目的基因的获得
1．基因的组成及分类
2．原核生物目的基因的获得
3．真核生物目的基因的获得
难点：基因文库的构建与筛选
3．5目的基因导入受体细胞
1．受体细胞
2．受体细胞的分类
3．目的基因导入克隆载体
重点讲授：重组DNA分子导入受体细胞的方法
3．6重组体的筛选
1．生物学方法
2．核酸杂交法
3．印迹技术
难点：重组体筛选的原理
3．7DNA序列分析
1．Maxam-Gilbert化学降解法
2．Sanger双脱氧法
第四章发酵工程
4．1概述
4．2优良菌种的选育
1．菌种分离、筛选的原则与步骤
2．自然选育
3．诱变育种
重点讲授：诱变育种的基本筛选程序
4．3发酵过程及其测量
1．发酵方式
2．发酵过程检测
4．4发酵生物反应器
4．5代谢控制发酵
难点：代谢工程
4．6发酵与产物分离偶联技术
第五章转基因植物
5．1概述
5．2植物转基因的技术路线
5．3转基因植物的目的基因
1．抗植物病虫害基因
2．抗除草剂基因
3．抗非生物胁迫基因
4．改良作物品质的基因
5．提高作物产量的基因
重点讲授：抗植物病虫害基因
5．4植物转基因方法
1．原生质体转化法
2．基因枪法
3．农杆菌介导法
4．电击法
5．5外源基因整合的鉴定
1．标记基因
2．PCR检测与分子标记
3．Southern杂交
难点：鉴定方法的原理
5．6植物生物反应器
5．7转基因植物的研究进展
1．全球转基因作物的商品化
2．我国转基因作物的发展
5．8转基因植物的安全性评价
第六章污染预防生物技术
6．1煤的生物脱硫
1．煤炭脱硫的微生物
2．微生物脱硫的机理
3．微生物脱硫工艺
重点讲授：微生物脱硫的机理
6．2化石燃料的微生物脱氮
6．3生物制浆
6．4微生物湿法冶金
1．湿法冶金所用微生物
2．浸出工艺
3．难浸金矿石的微生物处理
第七章生物技术与能源
7．1微生物与石油开采
1．微生物勘探石油
2．微生物二次采油
3．微生物三次采油
7．2有机废弃物生产乙醇
1．木质纤维的利用
2．用淀粉和其他含糖废液生产乙醇
3．纤维素酒精生物转化过程分析
重点讲授：同步糖化发酵
7．3微生物产氢
1．生物产氢的微生物
2．固定化细胞产氢
7．4微生物产甲烷
1．生产甲烷的生化机理
2．厌氧反应热力学分析
3．厌氧消化过程的微生物学
难点：厌氧消化的途径及其微生物
第八章医药生物技术
8．1生物技术与疫苗
1．疫苗概说
2．病毒性疾病