spContent=《生物反应工程》是生物工程专业的核心课程，课程总学时为40学时。通过本课程学习，掌握基本的工程思维方法；掌握生物反应工程中酶促反应、细胞生长动力学基本理论，初步了解生物反应器中氧传递的基本概念、传质与生物反应间的相互关系以及生物反应过程的放大理论；了解当代生物反应工程的前沿信息。
《生物反应工程》是生物工程专业的核心课程，课程总学时为40学时。通过本课程学习，掌握基本的工程思维方法；掌握生物反应工程中酶促反应、细胞生长动力学基本理论，初步了解生物反应器中氧传递的基本概念、传质与生物反应间的相互关系以及生物反应过程的放大理论；了解当代生物反应工程的前沿信息。
—— 课程团队
课程概述
本课程于 1985年首次为由我校发酵工程（现名为生物工程）专业开设，初始课程名称为“生物反应工程原理”，1986年完成自编教材的编写。在多年教学的积累下，1990年由南开大学出版社出版了我国第一本《生物反应工程原理》教材，最新教材为2015年出版的第四版。虽然随后专业名称多次变更，但“生物反应工程”课程一直为我校生物工程专业、生物制药专业、食品科学与工程专业、化学工程专业和轻化工程专业的专业基础课或选修课。从学科分类看，生物反应工程归属工业生物技术的核心，并具有理论新颖、实践性强等特点。从课程体系来讲，该课程作为核心课程，起着承前启后的作用（对前续的微生物学和生物化学以及化工原理课程而言，是一个总结提高，而对于后续课程，如代谢工程、生物工艺学和生物工程设备，又起到支撑作用）。
课程总学时为32学时。课程是以生物反应动力学为主线，将传递过程原理、设备工程学、过程动态学及最优化原理等化学工程学方法与生物反应过程的反应特性方面的知识相结合，进行生物反应过程分析与开发，以及生物反应器的设计、操作和控制等。生物反应工程主要研究生物反应过程中带有共性的工程技术问题，其在生物工业中起着举足轻重的作用。教学过程中通过科研与工程实例，强化“工程思维”方法的学习，提高了学生的“工程”与“创新”能力。通过课堂讲授、课堂讨论、实验、教学实习和专业实习等教学方式，让学生对生物反应过程的各个方面有一定了解，掌握基本的工程思维方法，能够从工程的角度分析、鉴别和判断一些生物现象产生的原因；掌握生物反应工程中酶促反应、细胞生长动力学基本理论，初步了解生物反应器中氧传递的基本概念、传质与生物反应间的相互关系以及生物反应过程的放大理论；了解当代生物反应工程的前沿信息。
成绩 要求
课程大纲
绪论
课时目标：了解生物反应工程的学科定义、特点和历史沿革；明确学习生物反应工程课程的目的与关键点；认知学习生物反应工程的主要内容与学习方法。
1.1 定义 形成与展望
1.2 生物反应工程的主要内容
生物反应工程的工程学基础
课时目标：掌握与生物反应工程相关的工程化思维的基本概念，如效率、速率、因次提高工程思维能力。
2.1 单位与因次
2.2 流体的物理性质
2.2.1 密度、比容
2.2.2 气体密度与液体密度
2.2.3 压力
2.2.4 流量和流速
2.2.5 黏度
2.2.6 流体的流动形态与雷诺准数
2.2.7 剪切力
2.3 物料与热量衡算
2.4 物系的平衡关系
2.5 速率的概念
2.6 经济核算及优化的概念
酶促反应动力学
课时目标：掌握与生物反应工程相关的酶的基本概念;了解酶促反应与一般化学反应的区别与特点；掌握零级、一级和米氏酶促反应动力学及其应用原理；了解存在抑制时的酶促反应动力学的特征；具备固定化酶反应中的过程分析能力和内外不同阶段的固定化酶动力学的应用能力；熟悉酶的失活动力学与反应过程中酶失活动力学行为；了解多底物酶促反应动力学和非水介质中的酶促反应的特征。
3.1 酶促反应动力学基础
3.2 米氏方程
3.3 操作参数-ph值
3.4 操作参数-温度
3.5 抑制动力学
3.6 非竞争性抑制
微生物反应动力学
课时目标：掌握与生物反应工程相关微生物的基本概念和微生物反应过程中的计量学与能量衡算基本方法；明确微生物反应过程的得率系数概念；掌握Monod方程、细胞生长、基质消耗和产物生成动力学及其应用相关知识。
4.1 微生物的基本概念
4.1.1 微生物的分类与命名
4.1.2 微生物的化学组成
4.1.3 生长特性
4.1.4 微生物反应的特点
4.1.5 影响微生物反应的环境因素
4.2 微生物反应过程的物量和能量衡算
4.2.1 微生物反应过程的物量衡算
4.2.2 微生物反应过程的得率系数
4.2.3 微生物反应中的能量衡算
4.3 微生物反应动力学
4.3.1 细胞生长速率
4.3.2 细胞生长的非结构模型
4.3.3 基质消耗动力学
4.3.4 代谢产物的生成动力学
4.3.5 细胞死亡动力学
微生物反应器操作
课时目标：了解不同反应器操作的基本特点，掌握分批、流加和连续操作的方法以及不同操作方式中各参变量的基本变化规律，能够依据目标产物与工艺要求选择培养方法，以及不同操作方式下微生物生长、基质消耗和产物生成的规律。了解高密度培养、界面培养和双液相培养等的基本概念。
5.1 微生物反应器操作方式的分类与特点
5.2 分批式操作
5.2.1 生长曲线
5.2.2 状态方程式
5.2.3 反复分批式培养
5.3 流加式操作
5.3.1 流加式操作的分类与特点
5.3.2 无反馈控制的流加式操作
5.3.3 有反馈控制的流加式操作
5.4 连续式操作
5.4.1 连续式操作的分类和特点
5.4.2 单极恒化器法连续操作
5.4.3 连续培养中的杂菌污染与菌种变异
5.4.4 具有反馈的单级连续培养
5.4.5 多级连续培养
5.4.6 固定化细胞的连续培养
5.4.7 恒浊器连续培养
动植物细胞培养
课时目标：了解动植物细胞培养的发展现状，掌握动植物细胞培养的基本概念、生长模型与培养操作的基本要点。
6.1 动物细胞的培养 编辑
6.2 植物细胞的培养
生物反应器中的传质过程
课时目标：了解并能够分析生物反应体系中的流变学特性和质量传递过程，掌握体积溶氧系数的测定方法、影响体积溶氧系数的主要因素和评价高效生物反应器主要指标。了解生物反应器中氧的传递模型。
7.1 流体的流变学特性
7.2 生物反应器中的传递过程
7.3 体积传质系数的测定
7.4 发酵液中的氧传递
7.5 体积传质系数的影响因素
7.5.1 流变学特性和结构
7.5.2 通风和搅拌
生物反应器
课时目标：了解不同类型生物反应器的特性，掌握几类常用生物反应器的基本概念与特征，能够依据生物反应动力学特征进行相应生物反应器的设计与操作。
8.1 生物反应器设计的特点与生物学基础
8.2 酶反应器
8.3 通风发酵设备
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预备知识
参考资料
贾士儒，生物反应工程原理（第四版），中国轻工业出版社，2015
戚以政，生物反应工程原理（第二版），化学工业出版社，2009
浙公网安备 33010802012594号
