课程名称：生化反应工程课程代码：2889136.docx

《课程名称：生化反应工程课程代码：2889136.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程名称：生化反应工程课程代码：2889136.docx（14页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、天津市高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：生化反应工程 课程代码：3283Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.天津市高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：生化反应工程 课程代码：3283第一部分 课程性质与目标一、 课程性质与与特点 生生化反应应工程是是高等教教育自学学考试生生物技术术（生物物制药方方向）专专业的一一门专业业课，是是在完成成生物化化学、微微生物学学、物理理化学和和化工原原理等课课程后开开设的必必修课程程之一。本本课程的的学习对对全面掌掌握生物物技术进进行生化化工程的的研究开开

2、发起着着重要的的作用。 本本课程重重点论述述了生化化反应过过程动力力学和生生化反应应器两个个方面。前前者着重重论述了了均相酶酶催化反反应、固固定化酶酶催化反反应和细细胞反应应过程的的基本动动力学规规律，并并重点探探讨了传传递因素素对反应应动力学学的影响响及处理理方法；对于生生化反应应器的设设计和分分析，则则重点讨讨论了三三种理想想反应器器，并适适当介绍绍了对非非理想流流动反应应器的处处理方法法。通过过学习可可以使学学生对于于生化反反应工程程有较系系统的认认识，达达到熟悉悉并掌握握该课程程的基本本任务、内内容、研研究对象象和研究究方法。 本本大纲是是根据国国家教育育部制定定的高等等教育自自学考试

3、试生物技技术专业业本科生生培养目目标编写写的，立立足于培培养高素素质人才才，适应应生物制制药专业业的培养养方向。本本大纲叙叙述的内内容尽可可能简明明，便于于自学。二、 课程目标与与基本要要求本课程的目目标和任任务是使使学生通通过本课课程的自自学和辅辅导考试试，进行行有关生生化反应应工程的的基础理理论、基基本知识识的考察察和训练练，并了了解现代代生化反反应的进进展，为为今后的的学习和和工作打打下坚实实的基础础。课程基本要要求如下下：1、了解生生化反应应工程的的特点、任任务、研研究的对对象及研研究的内内容和方方法。2、掌握均均相酶催催化反应应、固定定化酶催催化反应应动力学学的规律律和动力力学方程程

4、、传递递因素对对反应动动力学的的影响及及其处理理方法。3、掌握细细胞反应应过程计计量学、细细胞反应应过程动动力学的的规律及及动力学学方程。4、了解生生化反应应器的种种类、基基本设计计方程和和动物细细胞培养养反应器器的种类类。掌握握三种理理想生化化反应器器、半间间歇半连连续反应应器的设设计式和和相关的的计算。5、学习生生化反应应器的流流动模型型与放大大，了解解停留时时间的定定量描述述和理想想流动模模型。掌掌握停留留时间分分布密度度、分布布密度函函数及统统计特征征值的计计算，熟熟悉三种种非理想想流动模模型及相相应的计计算。三、 与本专业其其他课程程的关系系本课程在生生物制药药专业的的教学计计划中被

5、被列为专专业课，在在生物化化学、微微生物学学、物理理化学和和化工原原理课程程与生物物制药工工程等学学科之间间有着承承前启后后的相互互联系作作用，本本课程的的学习对对全面掌掌握生物物技术专专业各学学科的知知识起着着重要作作用。第二部分 考核核内容与与考核目目标第一章 绪论 (一般)一、学习目目的与要要求通过本章的的学习，了了解生化化工程与与生化反反应工程程。二、考核知知识点与与考核目目标 识识记：了了解生化化反应过过程的任任务、特特点、反反应器的的类型、研研究的对对象及研研究的内内容和方方法。第二章 均均相酶催催化反应应动力学学 一、学习目目的与要要求通过本章的的学习，了了解均相相酶催化化反应的

6、的特点、影影响酶催催化反应应速率的的因素。掌掌握简单单酶催化化反应、有有抑制的的酶催化化反应和和复杂的的酶催化化反应动动力学方方程的建建立及方方程中各各参数的的求取。二、考核知知识点与与考核目目标（一）酶催催化反应应的基本本特征（一一般）识记：了解解酶催化化的共性性与四大大特性，酶酶的催化化效率的的3种表表示方法法。（二）简单单的酶催催化反应应动力学学（重点点）识记：了解解推导酶酶催化反反应动力力学三点点假设、“平衡”假设、“拟稳态”假设和酶的转化数的概念。理解：米氏氏方程的的推导过过程、方方程中各各参数的的定义。应用：能根根据酶催催化反应应机理推推导出米米氏方程程，能通通过实验验数据求求取方

7、程程中各参参数。（三）有抑抑制的酶酶催化反反应动力力学（重重点） 识识记：了了解抑制制剂的概概念及抑抑制作用用的两大大分类。 理解解：各种种有抑制制的酶催催化反应应动力学学的特点点、各种种有抑制制的酶催催化反应应速率与与底物浓浓度的关关系。 应用：能根据据各种有有抑制的的酶催化化反应机机理推导导出动力力学方程程，及方方程中各各参数的的求取。（四）复杂杂的酶催催化反应应动力学学（次重重点） 识识记：多多底物酶酶、变构构酶催化化反应动动力学的的特点、模模型 理解解：双底底物酶反反应系统统中复合合物形成成的三种种最简单单的情况况、变构构酶的概概念及各各自动力力学方程程的形式式。（五）影响响酶催化化反

8、应速速率的因因素（一一般） 识识记：了了解影响响酶催化化反应速速率的两两个主要要因素：pH值和和温度。第三章 固固定化酶酶催化反反应过程程动力学学一、学习目目的与要要求通过本章的的学习，了了解固定定化酶催催化反应应过程的的特征、影影响固定定化酶催催化反应应动力学学的因素素，掌握握外扩散散、内扩扩散限制制效应及及内、外外有效因因子。二、考核知知识点与与考核目目标（一）固定定化酶催催化的动动力学特特征（一一般）识记：了解解酶的固固定化对对酶的活活性、稳稳定性的的影响及及影响固固定化酶酶催化反反应动力力学的因因素。（二）外扩扩散限制制效应（重重点） 识识记：了了解固定定化酶与与液相反反应物相相接触的

9、的反应步步骤。 理解解：掌握握外扩散散传质速速率、无无因次准准数（丹丹克莱尔尔数）的的定义式式和物理理意义、外外扩散有有效因子子的定义义式。应用：熟悉悉对不同同反应级级数的不不可逆反反应的外外扩散有有效因子子的计算算。（三）内扩扩散限制制效应（重重点）识记：了解解液体在在微孔内内的2种种扩散机机理和微微孔内反反应组分分的浓度度分布方方程。 理解解：掌握握5种载载体结构构参数的的定义，有有效扩散散系数DDe、梯勒模数数及内扩扩散有效效因子的的定义式式和物理理意义。 应应用：熟熟悉不同同形状载载体上内内扩散有有效因子子和内扩扩散存在在下的酶酶催化反反应速率率的计算算。（四）内外外扩散同同时存在在时

10、时的的限制效效应（一一般）识记：了解解内外扩扩散同时时存在的的总有效效因子的的定义、化化学抑制制和分配配效应对对有效因因子的影影响。理解：Biior准准数的定定义和物物理意义义。表观观梯勒模数数与总有有效因子子的关系系。 第四章 细胞反应应过程动动力学一、学习目目的与要要求通过本章的的学习，了了解细胞胞反应过过程的特特征和计计量学，掌掌握细胞胞生长、基基质消耗耗与产物物生成动动力学及及细胞反反应动力力学参数数的估算算。二、考核知知识点与与考核目目标（一）细胞胞反应过过程计量量学（次次重点） 识记：了解细细胞反应应过程的的3个主主要特征征。 理解：掌握细细胞的分分子式、呼呼吸商和和细胞得得率的定

11、定义及元元素衡算算方程。 应应用：应应用衡算算方程进进行计算算并熟悉悉计算细细胞反应应过程的的得率系系数。（二）细胞胞生长的的非结构构动力学学（重点点） 识记记：了解解细胞生生长动力力学模型型的简化化、简化化的内容容、反应应速率的的定义及及温度和和pH值对对细胞生生长动力力学的影影响。 理解：掌握绝绝对速率率、比速速率概念念及细胞胞生长过过程的五五个阶段段。 应应用：熟熟悉运用用分批培培养时、有有抑制和和无抑制制的细胞胞生长动动力学方方程进行行计算。（三）基质质消耗与与产物生生长动力力学（重重点） 识识记：了了解维持持代谢的的基质消消耗和代代谢产物物生成的的动力学学描述及及细胞反反应中的的产热

12、速速率。 理理解：掌掌握各速速率方程程的定义义式、基基质最大大比消耗耗、摄氧氧率等概概念。 应应用：熟熟练应用用各速率率方程进进行计算算。（四）细胞胞死亡动动力学（一一般） 识识记：了了解细胞胞死亡的的原因及及受热死死亡的模模型。（五）细胞胞反应动动力学参参数的估估算（次次重点） 识识记：了了解微分分反应器器和积分分反应器器的特点点、作用用。 理理解：掌掌握常用用于动力力学参数数估算的的两种方方法（微微分法、积积分法）和和最小二二乘法。 应应用：熟熟练应用用上述方方法计算算细胞反反应动力力学方程程中各参参数 。（六）固定定化细胞胞反应动动力学（一一般） 识识记：了了解细胞胞固定化化的方法法。

13、理理解：掌掌握生物物膜内的的扩散限限制和絮絮凝物内内的扩散散限制的的有效因因子的计计算式。 第五章 生化反反应器的的设计与与分析一、学习目目的与要要求通过本章的的学习，了了解生化化反应器器的分类类、操作作形式和和基本设设计方程程、半间间歇半连连续操作作反应器器和动物物细胞培培养反应应器。掌掌握间歇歇反应器器(BSSTR)、连续续操作的的搅拌槽槽式反应应器（CCSTRR）、连连续操作作的管式式反应器器(CPPFR)的有关关计算。二、考核知知识点与与考核目目标（一）生化化反应器器设计概概论（一一般）识记：了解解生化反反应器的的种类、操操作形式式及设计计的基本本方程。（二）间歇歇操作搅搅拌槽式式反应

14、器器（BSSTR）(重点)识记：间歇歇反应器器的特点点、反应应时间、反反应所需需时间、反反应有效效体积的的概念。理解：掌握握在间歇歇反应器器中进行行酶催化化反应、细细胞反应应时反应应时间和和反应有有效体积积的计算算公式及及过程最最优化。应用：能熟熟练进行行间歇反反应器有有关的计计算。（三）连续续操作搅搅拌槽式式反应器器（CSSTR）（重重点） 识记记：了解解连续操操作搅拌拌槽式反反应器的的特点，单单级CSSTR、带带有细胞胞循环的的单级CCS和多多级CSSTR串串联反应应器的特特征。 理解解：掌握握集中参参数模型型、“返混”、空时时、稀释释率D、比比生长速速率、循循环比等等概念和和各种反反应器

15、的的设计方方程。应用：熟练练应用反反应器的的设计方方程进行行相关的的计算。（四）连续续操作的的管式反反应器（CCPFRR）（重重点） 识识记：了了解活塞塞流模型型的假设设、酶催催化反应应时的CCPFRR及带有有循环的的CPFFR的特特征。 理解解：掌握握各种活活塞流反反应器的的设计式式，各种种生化反反应过程程中CSSTR与与CPFFR的性性能比较较。 应用用：能应应用上述述反应器器的计算算式进行行相关的的计算。（五）半间间歇半连连续操作作的生化化反应器器（次重重点） 识记：了解半半间歇半半连续操操作反应应器的特特点。 理解解：掌握握流加操操作和反反应-分分离耦合合两种反反应器的的数学模模型和几

16、几种耦合合的过程程。（六）动物物细胞培培养反应应器（一一般） 识识记：了了解动物物细胞培培养的特特点、笼笼式通风风搅拌反反应器、贴贴壁培养养反应器器、微载载体悬浮浮培养反反应器和和植物细细胞培养养反应器器。第六章 生生化反应应器的流流动模型型与放大大一、学习目目的与要要求通过本章的的学习，了了解非理理想流动动模型的的特点、停停留时间间分布的的概念、测测试方法法和函数数的统计计特征值值、理想想流动模模型和三三种非理理想流动动模型。二、考核知知识点与与考核目目标（一）停留留时间分分布（重重点） 识记：了了解停留留时间分分布的概概念、停停留时间间分布的的定量描描述和测测试方法法（阶跃跃法、脉脉冲法）

17、。 理解：掌握描描述停留留时间分分布的几几个量（停停留时间间分布密密度、停停留时间间分布函函数、无无因次时时间）和和统计特特征值（数数学期望望、方差差）的定定义式。 应应用：熟熟悉运用用实验数数据进行行停留时时间分布布的计算算。（二）生化化反应器器的理想想流动模模型（次次重点） 识记：了解两两种理想想流动模模型的模模型假设设和模型型的特征征。 理理解：掌掌握两种种理想流流动模型型的数学学模型。 应应用：运运用理想想流动的的数学模模型进行行计算。（三）生化化反应器器的非理理想流动动模型（重重点）识记：了解解实际流流动状况况偏离理理想流动动的原因因和3种种非理想想流动模模型。 理解解：掌握握3种模

18、模型（槽槽列模型型、一维维扩散模模型、组组合模型型）的物物理和数数学模型型及模型型参数。 应应用：熟熟练应用用上述模模型进行行相关的的计算。（四）非理理想流动动对细胞胞反应过过程的影影响（一一般） 识记：了解非非理想流流动对连连续灭菌菌过程、鼓鼓泡塔反反应器内内细胞生生长、气气升式反反应器内内细胞生生长的影影响。理解：掌握握非理想想流动对对3种反反应过程程影响的的数学表表达式。（五）生化化反应器器的放大大（一般般）识记：了解解生化反反应器放放大的四四种方法法。应用：掌握握四种放放大方法法的具体体应用。第三部分 有关关说明与与实施要要求一、考核目目标的能能力层次次表述本大纲在考考核目标标中按着着

19、“识记”、“理解”、“应用”等三个个能力层层次规定定考生应应达到的的能力层层次要求求，各能能力层次次为递进进等级关关系，后后者必须须建立在在前者的的基础上上，其含含义是：识记：能知知道有关关的名词词、概念念、知识识的含义义，并能能正确认认识和表表达。理解：在了了解的基基础上，能能全面把把握基本本概念、基基本原理理、基本本方法与与技能，并并把握上上述内容容的区别别和联系系。应用：在理理解的基基础上，能能运用基基本概念念、基本本原理、基基本方法法与技能能 ，分分析和解解决有关关的理论论和实际际问题，并并能够运运用多个个知识点点进行综综合分析析，解决决问题。二、教材 生生化反应应动力学学与反应应器戚

20、戚以政、汪汪叔雄编编著，化化学工业业出版社社，第二二版。三、自学方方法指导导1、在开始始学习指指定教材材每一章章之前，应应先阅读读大纲中中有关这这一章考考核知识识点及对对知识点点的能力力层次要要求和考考核目标标，使阅阅读材料料时有的的放矢。2、阅读材材料时，要要仔细阅阅读，逐逐句推敲敲，深刻刻理解基基本概念念、基本本理论，牢牢固把握握基本方方法与技技能。3、自学过过程坚持持做好读读书笔记记，做到到有归纳纳、有总总结、有有理解。自自学过程程中除了了勤于思思考外，还还要勤于于提问，勤勤于请教教，勿死死记硬背背，生搬搬硬套，急急于求成成。要注注意所学学内容纵纵向和横横行的联联系。四、对社会会助学的的

21、要求1、应熟知知考试大大纲对课课程提出出的目标标总要求求和各章章应掌握握的知识识点。2、应熟知知各知识识点要求求达到的的能力层层次，并并深刻体体会与理理解各知知识点的的考核目目标。3、辅导时时应注意意指导考考生加强强本学科科研究方方法的训训练，加加强考生生自学能能力、观观察和思思维理解解能力、分分析解决决问题能能力及创创新意识识的培养养。4、辅导时时应以考考试大纲纲为准，指指导教材材为基础础，避免免随意超超纲。5、辅导时时协助考考生理解解知识点点的能力力层次，不不可将试试题难易易与能力力层次直直接挂钩钩。6、辅导时时应突出出重点，对对学生要要启发引引导，不不可让学学生死记记硬背。7、辅导时时应

22、要求求学生刻刻苦学习习，钻研研教材，独独立思考考，勤于于提问。8、助学学学时：本本课程共共4学分分，建议议总学时时72学学时，课课时分配配如下：章 次内 容学 时第一章绪论2第二章均相酶催化化反应动动力学14第三章固定化酶催催化反应应过程动动力学14第四章细胞反应过过程动力力学12第五章生化反应器器的设计计与分析析18第六章生化反应器器的流动动模型与与放大12合 计72 五、关于命命题考试试的若干干规定1、大纲各各章所提提到的考考核内容容和考核核目的都都是考试试内容，试试题覆盖盖到章，适适当突出出重点，试试题内容容不出纲纲。2、试卷中中试题比比例一般般为识记记占200%，理理解占335%，应应

23、用占445%。3、反映不不同难易易度的试试题分数数比例一一般为易易占200%、较较易占330%、较较难占330%、难难占200%。4、每份试试卷中各各类考核核点所占占的比例例约为重重点占665%、次次重点占占25%，一般般占100%。5、试题类类型一般般为：填填空、名名词解释释、单项项选择、简简答题和和计算题题。6、试卷采采用闭卷卷笔试，考考试时间间为1550分钟钟，采用用百分制制评分，660分为为及格。六、题型示示例（一）填空空 酶催催化效率率的3种种表示方方法为 、 和和 。（二）名词词解释 “拟稳态态”假设 停留时间间分布（三）单项项选题用无因次时时间表示示全混流流反应器器的停留留时间分

24、分布函数数为，当当=0.8时， F（00.8）= 。 A00.255 BB0.5 C0.775 D00.5551（四）简答答题 简述活塞塞流流动动模型。（五）计算算题在一间歇操操作的反反应器内内进行一一均相的的无抑制制的酶催催化反应应，已经经测得该该酶催化化反应的的动力学学参数为为k+2=11minn-1,KKm=2mmol/L ,加入酶酶的初始始浓度CCE0=11moll/L。加加入反应应底物的的初始浓浓度为22moll/L。试求 要要求每11h生产某某产品110000moll，反应应底物的的转化率率为0.8，并并且每一一操作周周期内所所需要的的辅助时时间为110miin。此此时所需需的反应应器有效效体积VVR为多少少？第 14 页 共 14 页