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生物反应工程课程教学大纲--第1页

生物反应工程

《》课程教学大纲

课程内容：

生物技术作为具有巨大发展潜力的高科技之一，不断取得新的研究成果，在医药、食品、

环境、卫生、能源等诸多领域发挥的重要作用日益受到广泛关注。在加速生物技术实验室成

果的开发，以形成相应的工业生产规模的进程中，工程技术的应用发挥了积极的作用，衍生

出一批与生物技术相关的分支学科。生物反应工程（或称生化反应工程）解决的是生化反应

过程中与反应有关的技术问题。具体来说，生物反应工程以生化反应动力学为基础，通过运

用传递过程原理、设备工程学、过程动态学及最优化原理等化学工程学的方法，进行生化反

应过程的工程分析与开发，以及生化反应器的设计、放大、操作和控制等。本课程不仅为生

物工程专业的学生提供了一门重要的必修课，也可为食品和药学专业的学生提供一门选修

课。

一、教学内容

第一章：绪论

1.1生物反应工程的发展历史

1.2生物反应工程的范畴

1.3生物反应工程的应用

教学难点：生物反应过程的任务、特点、分类及研究方法。

教学重点：生物反应工程的发展与应用。

第二章：酶催化反应动力学

2.1酶的来源、分类、命名及特征

2.2一种或两种底物反应时单酶催化

2.3基元反应速率常数的确定

2.4酶催化反应的抑制

2.5影响酶活性的因素

2.6酶失活机理和酶失活动力学

重点：酶促反应过程的特点；均相系酶促反应动力学；影响酶促反应速率的因素；单底

物酶促反应动力学。

难点：酶促反应过程的特点；均相系酶促反应动力学。

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第三章固定化酶催化反应动力学

3.1酶的固定化

3.2固定化酶催化的动力学特征；

3.3固定化酶的活性与失活

重点：固定化酶的内外扩散效应。

难点：固定化酶的内外扩散效应。

第四章细胞反应过程动力学

4.1细胞反应过程的计量学

4.2细胞生长的非结构动力学

4.3基质消耗与产物生成动力学

4.4细胞死亡动力学

4.5细胞反应动力学参数的估算

4.6固定化细胞反应动力学

4.7细胞生长和代谢的结构模型

重点：细胞生长的非结构动力学、细胞反应动力学参数的估算、固定化细胞反应动力学。

难点：细胞反应动力学参数的估算、固定化细胞反应动力学。

第五章生物反应器的传递过程

5.1细胞反应体系中的气-液传质；

5.2氧传递速率系数的测定

5.3自由上升或下降气泡的传质

5.4通气搅拌罐总括传质系数和输入功率的估算掌握气体搅拌塔式反应器的传递特征；

5.5生物反应器的放大。

重点：氧气的传递过程，输入功率的估算，生物反应器的放大。

难点：输入功率的估算，生物反应器的放大。

第六章生物反应器

6.1生物反应器的分类和结构特点

6.2通气搅拌罐生物反应器的设计与分析