生化分离工程教案Word文件下载.docx

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审阅人（签字）：

年月日

课时安排

2学时

教学次序

第1次课

授课题目

第一章绪论

1生物技术下游加工过程的基本定义和特点、一般步骤

2生化分离技术的发展历程

3生物技术下游加工过程的选择准则、发展动向及分离效率的评价

教学目标

通过绪论的学习，使学生重点掌握生物技术下游加工过程的基本定义、特点和一般步骤，了解生化分离技术的发展历程、下游加工过程的选择准则、发展动向和分离效率的评价。

教学重点

生物技术下游加工过程的基本定义和特点、一般步骤

教学难点

教学法

启发式、直观式。

多媒体辅助教学。

教学过程设计

第一章绪论

1本课程教学目的、教学容的阐述（10min）

2生物技术下游加工过程的基本定义（5min）和特点（15min）、一般步骤（15min）

3生化分离技术的发展历程（10min）

4下游加工过程的选择准则（15min）

5分离效率的评价（5min）

6生物技术下游加工过程的发展动向（10min）

7小结及思考题（5min）

教学资源

讨论、思考题、作业：

1谓生物技术下游加工过程？

有特点？

2生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？

3在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题能确保我们所设计的工艺过程最

为经济可靠。

教后小结

学号基本了解生物分离技术的概念以及发展状况。

教案1

第2次课

第二章细胞分离与破碎

第一节发酵液的预处理

1发酵液预处理的目的和具体法

第二节固液分离

1凝聚和絮凝

2发酵液的过滤特性

3滤饼的重量比阻rB

4影响过滤速度的因素

掌握发酵液预处理的具体法、凝聚和絮凝的区别、滤饼的重量比阻rB，了解预处理的目的、发酵液的过滤特性和影响过滤速度的因素。

发酵液预处理的具体法与滤饼的重量比阻rB，发酵液的过滤特性和影响过滤速度的因素。

凝聚和絮凝的区别、滤饼的重量比阻rB

讲授法、谈话法。

第二章细胞的分离与破碎

第一节发酵液的预处理第二节固液分离

1发酵液预处理的目的（15min）和具体法（重点30min）

2凝聚和絮凝（难点，10min）

3发酵液的过滤特性（5min）

4滤饼的重量比阻rB及其测定（难点，20min）

5影响过滤速度的因素（5min）

6课堂提问（5min）

1如预处理发酵液?

2凝聚和絮凝的区别

3滤饼的重量比阻rB

学生对絮凝以及凝聚概念有清楚的理解，对发酵液的预处理基本掌握。

4学时

第3次课

第二章细胞分离与破碎

第三节细胞破碎

1固-液分离设备

2细胞破碎概述细胞壁的结构和化学组成

3常用的细胞破碎法及其原理、机械破碎法所用设备

4细胞破碎率的测定

5细胞破碎研究向

掌握常用的细胞破碎法及其原理,了解常用固-液分离设备及其特点、机械破碎法所用设备、细胞破碎率的测定法和细胞破碎的研究向。

常用的细胞破碎法及其原理，细胞破碎率的测定法。

讲授法、发现法、讨论法。

第三章细胞的分离与破碎

1固-液分离设备及其特点（重点）（35min）

2细胞破碎概述细胞壁的结构和化学组成（10min）

3常用的细胞破碎法（重点）及其原理（难点）、机械破碎法所用设备（30min）

4细胞破碎率的测定（5min）

5细胞破碎研究向（5min）

6小结及思考题（5min）

1.彦著，《生物分离工程》，化学工业出版社，北京，2005年3月

2.欧阳平凯，永红著，《生物分离原理及技术》，化学工业出版社，北京，2006年2月

3.谭天伟著，《生物分离技术》，第二版，化学工业出版社，北京，2007年8月

1常用固-液分离设备及其特点？

2常用的细胞破碎法,机械破碎法所用设备？

对于细胞破碎的手段有所里了解。

对破碎的机理性理解欠佳。

第4次课

第三章初级分离

第一节沉淀分级

1沉淀分级概述

2蛋白质的表面特性

3盐析沉淀的原理、过程及影响因素，盐析操作及应用

4等电点沉淀的操作条件、优缺点其他沉淀法

掌握盐析沉淀的原理、盐析过程的影响因素和等电点沉淀法的操作条件，了解蛋白质的表面特性、盐析沉淀的特点和应用以及等电点沉淀法的优缺点。

盐析沉淀的原理、盐析过程的影响因素和等电点沉淀法的操作条件以及等电点沉淀法的优缺点。

盐析沉淀的原理和等电点沉淀法的操作条件。

讲授法、发现法、演示法。

多媒体教学。

1沉淀分级概述（10min）

2蛋白质的表面特性（10min）

3盐析沉淀的原理（难点10min）、过程（5min）及影响因素（10min）

4盐析操作（重点10min）及应用（10min）

5等电点沉淀的操作条件（5min）、优缺点（10min）

6课堂笔记（5min）提问（5min）

3.小木虫学术科研第一站：

1常用的蛋白质沉淀法有哪些？

2谓盐析？

其原理是什么？

3名词解释：

Ks盐析法β盐析法

4影响盐析的主要因素有哪些？

5等电点沉淀的操作条件

学生对盐析、等电点理解较透彻。

第5次课

第一节沉淀分级第二节泡沫分离

1有机溶剂沉淀

2其他沉淀法

3泡沫分离原理、设备和过程及应用

掌握有机溶剂沉淀的原理、影响因素，了解沉淀蛋白质的其他法。

掌握泡沫分离技术的基本原理，了解泡沫分离的操作式，影响泡沫分离的因素及其应用。

有机溶剂沉淀的原理、影响因素与泡沫分离技术的基本原理。

讲授法。

多媒体教学辅助。

第二节泡沫分离

1有机溶剂沉淀概述（10min）、原理（难点10min）

2影响有机溶剂沉淀的主要因素（重点10min）、应用（5min）

3其他沉淀法（10min）

4泡沫分离发展历史（5min）、原理（难15min）、设备和过程（15min）及应用（5min）

5小结及思考题（5min）

1.欧阳平凯，永红著，《生物分离原理及技术》，化学工业出版社，北京，2006年2月

2.谭天伟著，《生物分离技术》，第二版，化学工业出版社，北京，2007年8月

1用乙醇沉淀蛋白质时应注意哪些事项？

2简述泡沫分离的原理

学生能掌握有机溶剂沉淀，对泡沫分离技术有较大的兴趣。

第6次课

第四章膜分离

第一节各种膜分离法及其原理第二节膜材料及其特性

1膜分离技术发展的历史、开发现状及产业化水平和前景

2膜分离的定义、膜的功能

3膜分离技术的优缺点

4反渗透、超滤和微滤、透析、电渗析、渗透气化的定义和原理

5膜材料的要求、种类

6膜的结构特性

7水通量

了解膜分离技术发展的历史、开发现状及产业化水平和前景，掌握膜分离的定义、膜分离技术的优缺点，各种膜分离技术的原理，了解膜材料及其特性。

膜分离的定义、膜分离技术的优缺点，各种膜分离技术的原理。

讲授法、讨论法。

1膜分离技术发展的历史、开发现状及产业化水平和前景（10min）

2膜分离的定义、膜的功能（5min）

3膜分离技术的优缺点（重点10min）

4反渗透（10min）、超滤和微滤的定义和原理（重点10min）

5透析（10min）、电渗析（10min）、渗透气化的定义和原理（5min）

6膜材料的要求（5min）、种类（5min）

7膜的结构特性（5min）

8水通量（重点5min）

学君著，《现代生物分离工程》，华东理工大学出版社，上海，2007年1月

1膜分离技术的优缺点

2膜分离技术的分类

3分析比较反渗透、超滤和微滤的差别和共同点

4膜材料的种类水通量的定义

介绍膜分离在日常生活中的应用，介绍纳米技术。

在规定的时间完成任务，教学目的已达到，效果好。

第7次课

第三节膜组件第四节操作特性

第五节影响膜分离速度的因素第六节膜分离操作

14种膜组件的结构和特点

2膜的操作特性

3影响膜分离速度的因素

4膜分离操作

了解4种膜组件的结构和特点，掌握膜的操作特性、影响膜分离速度的因素，了解膜分离的具体操作。

膜的操作特性、影响膜分离速度的因素

讲授法、发现法、练习法、谈话法。

第三节膜组件第四节操作特性

1膜组件的定义和分类（5min）、管式（5min）、平板式（5min）、螺旋卷式（5min）、中空纤维式（5min）膜组件的结构和特点，4种膜组件特性的比较（5min）

2浓度极化模型（10min）

3超滤膜的分子截留作用（重点15min）

4影响膜分离速度的因素（重点15min）

5膜分离浓缩操作（10min）、洗滤操作（5min）

6课堂笔记（5min）

谭天伟著，《生物分离技术》，第二版，化学工业出版社，北京，2007年8月

希康著，《生化分离工程》，化学工业出版社，北京，2001年2月

1比较4种膜组件的特性

2膜分离过程中影响截留率的因素

4名词解释：

浓度极化截留曲线截留分子量

对膜分离的讲解透彻，学生理解也容易。

第8次课

第七节膜的污染与清洗第八节应用

1膜的污染与清洗

2膜分离的具体应用

掌握膜的污染与清洗，了解膜分离的具体应用。

膜的污染与清洗

膜的清洗

1影响膜使用寿命的因素（10min）

2造成污染的主要原因（5min）

3减轻膜污染的法（重点15min）

4膜污染的处理与再生（重点15min）

5膜的保存（5min）

6膜分离在生物产物分离纯化面的应用（20min）

7课堂笔记（10min）

8本章小结及思考题（10min）

彦著，《生物分离工程》，化学工业出版社，北京，2005年3月

欧阳平凯，永红著，《生物分离原理及技术》，化学工业出版社，北京，2006年2月

1膜污染有哪些途径造成？

如有效防止和清除膜污染？

2膜分离在生物产物分离纯化面的应用

此处为扩展性知识，学生有浓厚的兴趣。

第9次课

第五章萃取

第一节基本概念第二节有机溶剂萃取

1萃取的基本概念

2分配定律

3有机溶剂萃取

掌握萃取的一些基本概念、分配定律和水相物理条件影响溶剂萃取操作，了解弱电解质的分配平衡和乳化现象。

萃取的一些基本概念、分配定律和水相物理条件影响溶剂萃取操作。

萃取的一些基本概念、分配定律。

1萃取的概述（10min）

2萃取（8min）反萃取（7min）物理萃取与化学萃取（10min）

3分配定律（重点10min）

4弱电解质的分配平衡（难点10min）

5水相物理条件影响溶剂萃取操作（重点15min）有机溶剂的选择（5min）

6乳状液的形成（5min）、类型及消除（10min）

志强著，《超临界流体萃取技术原理》，化学工业出版社，北京，2001年8月

1分配定律

2有机溶剂的选择

3水相物理条件如影响溶剂萃取操作？

反萃取化学萃取带溶剂乳化HLB

5发酵液乳化现象是如产生的？

对分离纯化产生影响?

如有效消除乳化现象？

此节容较为简单，在规定的时间能完成教学任务，效果佳。

第10次课

第三节液液萃取设备第四节双水相萃取

1液液萃取设备及其设计的理论基础

2双水相系统

3双水相中的分配平衡

4影响分配系数的因素

5双水相萃取操作

掌握双水相萃取中影响分配系数的因素，了解液液萃取式和理论计算、双水相系统、双水相中的分配平衡和双水相萃取操作

双水相萃取中影响分配系数的因素

讲授法、发现法、实验法。

1单级萃取操作（5min）、多级错流萃取（5min）、多级逆流萃取（5min）、分馏萃取（5min）

2双水相萃取概述（10min）

3双水相系统形成的因素（5min）双水相体系组成（5min）相图（难点10min）

4双水相中的分配平衡（10min）

5影响分配系数的因素（重点20min）

6双水相萃取操作（10min）

1双水相体系可分为哪几类？

目前常用的体系有哪两种？

2理解概念：

双节线，系线，临界点。

3影响双水相萃取的因素有哪些？

学生对双水相的组成以及机理能熟知。

第11次课

第五节液膜萃取第六节反胶团萃取

1液膜及其分类

2液膜萃取机理

3液膜材料的选择与液膜分离的操作过程

4液膜分离技术的应用

5反胶团溶液形成的条件和特性

掌握液膜的定义及其组成、分类、液膜分离的操作过程，反胶团溶液形成的条件和特性，了解液膜分离机理、液膜材料的选择、影响液膜分离效果的因素及液膜萃取技术的应用。

液膜的定义及其组成、分类、液膜分离的操作过程，反胶团溶液形成的条件和特性。

液膜的定义及其组成、分类、液膜分离的操作过程。

多媒体辅助。

1液膜萃取概述（5min）、液膜的定义及其组成（重点10min）、液膜的分类（10min）

2液膜萃取机理（难点15min）

3液膜材料的选择（5min）、液膜分离的操作过程（5min）、影响液膜分离效果的

因素（10min）

4液膜分离技术的应用（10min）

5反胶团萃取法的优点（5min）

6反胶团溶液形成的条件和特性（15min）

1名词解释：

液膜、流动载体、临界胶团浓度、反胶团

2液膜的组成和分类，流动载体必须具备的条件？

3液膜萃取机理分类

4反胶团形成的条件，反胶团和胶团的比较

能在规定的时间完成教学计划，学生易于掌握。

第12次课

第六节反胶团萃取第七节超临界流体萃取法

1反胶团萃取蛋白质的基本原理

2影响反胶团萃取蛋白质的主要因素

3反胶团萃取蛋白质的应用

4超临界流体萃取的基本原理

5超临界流体萃取的基本过程

6超临界流体萃取的特点

7超临界流体萃取的应用

掌握影响反胶团萃取蛋白质的主要因素，超临界流体的性质、超临界流体萃取的基本过程和特点，了解反胶团萃取蛋白质的基本原理及其应用，超临界流体萃取的基本原理及应用。

超临界流体的性质、超临界流体萃取的基本过程和特点。

讲授法、讨论法、读书指导法。

1反胶团萃取蛋白质的基本原理（难点10min）

2影响反胶团萃取蛋白质的主要因素（重点15min）

3反胶团萃取蛋白质的应用（5min）

4超临界流体萃取的概述（5min）

5超临界流体萃取的基本原理（难点15min）

6超临界流体萃取的基本过程（10min）

7超临界流体萃取的特点（重点10min）

8超临界流体萃取的应用（10min）

9本章小结及思考题（10min）

1影响反胶团萃取蛋白质的主要因素有哪些？

这些因素是怎样起作用的？

2超临界流体的性质及基本过程

3理解概念：

夹带剂

4超临界流体萃取的优缺点

此节引起了学生的兴趣，学生踊跃参与讨论。

第13次课

第六章吸附和离子交换

第一节吸附法

1吸附过程的理论基础

2吸附剂

3离子交换树脂的构成及其分类

4离子交换树脂的命名及性能评价

了解吸附剂的种类、理化性质，影响吸附过程的因素和离子交换树脂的构成、分类及其命名，掌握吸附的类型、吸附等温线、大网格吸附剂操作条件的选择，离子交换树脂性能评价的指标。

吸附的类型、吸附等温线、大网格吸附剂操作条件的选择，离子交换树脂性能评价的指标。

讲授法及多媒体辅助。

1吸附法的概述（5min）

2吸附的类型及其特点（10min）

3影响吸附过程的