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生物工程专业人才培养方案
发布时间: 2016-03-17 浏览次数: 178

生物工程专业人才培养方案

 

专业代码:083001

一、专业概况

    生物工程专业是一门由生物学和化学工程与技术等为主要支撑学科的应用型本科专业。主要研究微生物的筛选、细胞的大规模培养、生物大分子的分离、发酵工艺的设计和过程控制以及基因工程在发酵、化工、制药、环境生物治理等方面的应用。本专业现设“食品与发酵工程”和“生物工程前沿”两个专业方向。       主要课程包括高等数学、物理学、基础化学、生物化学、微生物学、分子生物学、细胞生物学、发酵工程原理与技术、发酵工业代谢调控、生化工程、生化分离工程、生物工程设备及专业方向课程。要求学生熟悉相关的专业基础常识和基本实验方法,系统掌握生物工程的基本理论与技术。

 

二、培养目标和规格要求

(一)培养目标

本专业培养德、智、体、美全面发展,具有较高思想道德素质、人文素质和身心素质,掌握本专业的基础理论、基本常识和基本技能,获得本专业的基本训练,具有较强的实践能力和创新精神,能在生物、食品、环境、医药等工业领域从事工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发和营销等的高素质应用型专门人才。

(二)基本规格

1、常识要求。掌握本专业所必需的自然科学基础和技术科学基础的理论常识,具有一定的专业常识、相关的工程技术常识和技术经济、工业管理常识,对本专业学科范围内的科学技术新发展及其动向有一定的了解;毕业生在思想政治理论、道德与法律水准、自然科学与人文社会科学等方面有较丰厚的常识储备。

2、能力要求。有独立获取常识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力以及具有较强的开拓创新精神,具备一定的社会活动能力、从事本专业业务工作的能力和适应相近专业业务的基本能力与素质,具有工程观点,受到工程设计方法和科学研究方法的初步训练;具有本专业必需的计算机基础及应用能力,通过安徽省非计算机专业大学生计算机水平二级考试;具有英语的听、说、读、写基本能力,能阅读本专业的英文书刊,通过全国大学英语四级考试。

3、素质要求。具有强烈的社会责任感和主人翁意识,具有良好的环境保护意识和职业道德;养成良好的体育锻炼和卫生习惯,具有健全的心理和健康的体魄,达到国家规定的大学生体质测试标准要求;了解相近专业及人文社科的一般常识,具备较宽的常识面和一定的社会实践能力;具有良好的从事实际工作的心理准备。

 

三、修业年限、课时、学分

修业年限:基本学制为4年,弹性学制为3 ~ 6年

课时:2586

总学分:185;最低毕业学分:175

 

四、专业类别及授予学位

专业类别:生物工程类

学位授予:工学学士

 

五、主干学科、相近专业

主干学科:生物学、化学工程与技术

相关学科:生物技术

 

六、主要课程概况

1、核心课程设置 

生物化学(5)、微生物学(3)、分子生物学(3)、细胞生物学(3)、发酵工程原理与技术(3)、现代工业发酵调控(2)、生化分离工程(2) 、生化工程(2)。

2、主要课程概况

课程编码:13083001201        课程名称:  生物工程导论

课程类别:专业基础课         学    时:  36            学  分:  2

内容概要:《生物工程导论》是培养学生系统地学习生物工程领域的基本常识,了解生物工程的现状和发展趋势,掌握生物工程各研究领域的基本理论和方法,深刻认识生物工程在现代科技、可持续发展中的地位和作用,为生物工程在我国的发展与利用培养专门的管理人才。本课程主要教学内容包括:基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程和环境工程的基本理论、研究领域、应用方法和发展前景。通过对本书的学习,要求应考者对生物工程有一个全面和正确的了解。

教材和参考书目:

1、岑沛霖等:生物工程导论,化学工业出版社,2004年版

2、瞿礼嘉等:现代生物技术导论,高等教育出版社,2006年版

3、何忠效等:现代生物技术概论,北京师范大学出版社,2003年版

4、Colin Ratledge:生物技术导论(影印版),科学出版社,2002年版

 

课程编码:13083001202     课程名称:普通生物学

课程类别:专业基础课      学    时:  72              学  分:4

内容概要:普通生物学总览了生命科学的各个方面,从生命的化学组成,细胞的结构与功能,个体生物学,生物的多样性,到生物的遗传、进化及生态等方面的完整常识体系。该课程以生物体的基本结构和生命活动的基本规律为重点,以生物的进化为主线贯穿始终,让学生了解生物界的概貌和普遍规律,以及生物科学的发展动态,了解生物科学对人类的重要贡献以及对未来社会发展的重要作用,同时树立进化的、辨证的、发展的和相互联系的观点,有利于提高学生独立思考问题、分析问题的能力。

教材和参考书目:

1、陈阅增等:普通生物学,高教出版社,2009年,第三版

2、靳德明等:现代生物学基础,高教出版社,2009年,第二版

3、孙儒泳等:普通生态学,高教出版社,2005年

 

课程编码:13083001203   课程名称:生物化学

课程类别:专业基础课    学    时:  90               学  分:5

内容概要:阐明组成生物体的物质:糖类、脂类、蛋白质和核酸的结构、性质和生物功能;能量的释放、转变和储存的代谢过程;遗传信息的储存、传递和表达;代谢的调节控制;生化药物及药物在体内的代谢转化。通过本课程的学习,培养学生用辨证唯物主义观点认识生命现象的本质,使学生系统学习普通生物化学的基本概念和基本理论,掌握生物化学实验常用的基本技能技巧,为学习分子生物学等后继课程奠定基础。

教材和参考书目:

1、王镜岩等:生物化学(上、下),高等教育出版社,2007年,第三版

2、郑集等:普通生物化学,高等教育出版社,2006年,第四版

3、王秀奇等:基础生物化学实验,高等教育出版社,2008年,第二版

4、张洪渊等:生物化学教程,高等教育出版社,2008年

 

课程编码:13083001204    课程名称: 微生物学

课程类别:专业基础课     学    时: 54                 学  分: 3

内容概要:主要讲授内容包括:原核生物的形态、构造和功能;真核微生物的形态、构造和功能;病毒和亚病毒因子;微生物的营养和培养基;微生物的新陈代谢;微生物的生长及其控制;微生物的遗传变异和育种;微生物的生态;传染与免疫;微生物的分类和鉴定。通过本课程的学习,使学生掌握微生物学的基本常识,包括微生物的形态、结构、营养、生长、遗传变异等微生物的生命活动基本规律,了解微生物在生物界中的地位,在自然界中的分布与作用,微生物与人类及其他生物之间的相互关系,微生物在工、农、医及环境保护等方面的实际应用等,为学习后续课程奠定基础。

教材和参考书目:

1、周德庆微生物学教程,高等教育出版社,2011年,第三版

2、沈萍微生物学,高等教育出版社,2006年,第二版

3、刘志恒:现代微生物学,科学出版社,2002年

 

课程编码:13083001301   课程名称:分子生物学

课程类别:专业必修课    学    时: 54                学  分:3

内容概要:分子生物学是在分子水平上研究生命现象的物质基础的科学,是整个生命科学的主要学术前沿之一。主要讲授基因的概念、DNA的复制、RNA的转录、蛋白质的翻译、基因表达的调控、基因突变与交换、基因组与比较基因组、分子生物学研究方法等。使学生掌握核酸和蛋白质的结构与功能之间的相互关系,以及各种生命过程的分子机理;初步了解分子生物学的主要实验技术和学科发展动态。

教材和参考书目:

1、朱玉贤等:现代分子生物学,高等教育出版社,2007年,第三版

2、Turner et al:Insant Notes in Molecalar Biology(影印版),科学出版社,2000年

3、张维铭:现代分子生物学实验手册,科学出版社,2007年,第二版

4、赵亚华:基础分子生物学教程,科学出版社,2006年

 

课程编码:13083001302   课程名称: 细胞生物学

课程类别:专业必修课    学    时: 54                学  分:3

内容概要:细胞生物学是在显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上探讨细胞生命活动及其机制的学科。主要教学内容包括:细胞膜的结构和组成;物质和信息的跨膜传递;内膜系统;线粒体和叶绿体;细胞骨架系统;胞核学;染色质和染色体;细胞周期;有丝分裂与无丝分裂;减数分裂;细胞分化;细胞衰亡;细胞起源。通过学习,使学生学习掌握细胞的结构和生命活动的主要基础常识、基本理论;学习掌握该学科的一些主要实验方法;了解该学科的主要发展趋势和应用前景。

教材和参考书目:

1、翟中和等:细胞生物学,高等教育出版社,2012年,第四版

2Bruce Alberts et al:Molecular Biology of the Cell 4th,Garland Science,2002年

3、王金发:细胞生物学,科学出版社,2011年

 

课程编码:13083001303   课程名称:现代工业发酵调控

课程类别:专业必修课    学    时:36                学  分:2

内容概要:现代工业发酵调控是以工业发酵过程的调控为主线,将微生物的生理生化和分子生物学的常识应用于阐述微生物的代谢调节与发酵规律,并结合生化反应过程原理,说明影响发酵过程的各种因素,如何进行数据分析,过程正常与否,怎样实现优化控制。主要教学内容包括:微生物生长与调节;微生物的基础代谢;代谢调节与代谢工程;微生物次级代谢与调节;发酵过程控制与优化以及发酵过程参数检测与计算机监控。通过学习,让学生系统掌握与发酵有关的微生物生理生化、代谢网络、产物合成与调控、代谢工程技术原理及微生物的代谢规律和代谢调控的基本常识;学会从分子、细胞和工艺工程水平去探讨微生物产物合成与调节的内在机制及外在环境条件的优化,控制。

教材和参考书目:

1、储炬等:现代工业发酵调控学,化学工业出版社,2012年,第二版

2、张蓓:代谢工程,天津大学出版社,2003

3、张克旭等:代谢控制发酵, 中国轻工业出版社,1998年 

4、张惠展:途径工程,中国轻工业出版社,2002

 

课程编码:13083001304   课程名称:发酵工程原理与技术

课程类别:专业必修课    学    时:54               学  分:3

内容概要:本课程主要内容包括:发酵工业微生物菌种制备原理和技术、发酵工业原料及处理、无菌空气的制备、发酵工程机理及过程控制、微生物发酵机理、发酵动力学、发酵设备与反应器、发酵过程工艺控制、发酵染菌及其防治、发酵工程下游技术发展及发酵液的预处理、微生物细胞破碎原理与技术、发酵产物分离原理与技术、发酵产物的纯化原理与技术、动植物细胞大规模培养技术原理、固定化酶和固定化细胞技术原理、发酵工厂废物处理和清洁生产技术。通过本课程的学习,让学生理解发酵过程中的工程问题与生物学现象,熟悉发酵过程的工艺流程,对发酵工业控制的特点及共性有初步认识,同时掌握发酵过程中过程优化与放大的基本概念,进一步对有关交叉学科的前沿技术在发酵工程中的应用有一定的了解。为学生从事相关方面的生产和研究打下基础。

教材和参考书目:

1、李艳等:发酵工程原理与技术,高等教育出版社,2007年

2、徐岩:发酵工程,高等教育出版社,2011年

3、姚汝华等:微生物工程工艺原理,华南理工大学出版社,2005年

4、梁世中等:发酵工程与设备,轻工业出版社,2002年

 

课程编码:13083001305   课程名称:生化分离工程

课程类别:专业必修课    学    时:36              学  分:2

内容概要: 本课程主要内容包括:发酵液的预处理和菌体回收、细胞的破碎与分离、离心分离、膜分离过程、纳米膜过滤技术、膜亲和过滤法、渗透蒸发、溶剂萃取、反胶束萃取、双水相萃取、超临界萃取、液膜分离法、泡沫分离法、沉淀法、吸附与离子交换、色层分离、电泳、结晶、成品干燥。通过本课程的学习,使学生掌握生物产品的提取、分离、纯化、精制加工等技术的科学本质、原理、方法、规律。

教材和参考书目:

1、严希康:生化分离工程,化学工业出版社,2008年

2、孙彦:生物分离工程,化学工业出版社, 2000年

3、欧阳平凯:生物分离原理及技术,化学工业出版社,1997年

 

课程编码:13083001306   课程名称:生物工程设备

课程类别:专业必修课    学    时:36              学  分:2

内容概要:本课程主要内容包括:物料处理和输送设备、空气净化除菌设备、培养基的制备设备、通风发酵设备、厌氧发酵设备、植物细胞和动物细胞反应器、生物反应器的比拟放大、过滤、离心、膜分离设备、离子交换分离原理和设备、蒸发与结晶设备、干燥设备、蒸馏设备、生物反应器的检测和控制、生物工程供水与制冷系统及设备。通过本课程的学习使学生能够了解和掌握发酵工厂常用的发酵设备、分离提取原理及设备。并为学习其他工艺学奠定基础。

教材和参考书目:

1、梁世中:生物工程设备,中国轻工业出版社,2011年

2、郑裕国:生物工程设备,化学工业出版社,2007年

3、高孔荣:发酵设备,中国轻工业出版社,1991年

4、俞俊棠:抗生素生产设备,化学工业出版社,1982年

 

课程编码:13083001307   课程名称:生化工程

课程类别:专业必修课    学    时:36               学  分:2

内容概要:本课程主要内容包括:培养基灭菌、空气除菌、通气与搅拌、发酵罐的比拟放大、固定化酶和固定化细胞、典型发酵过程动力学及模型、发酵过程参数的在线测量及仪表、微生物生化反应过程的质量和能量衡算、发酵过程的计算机在线控制以及发酵工程下游技术。通过本课程的学习,使学生掌握生化反应动力学和生化反应器等基本内容和理论,为进一步学习有关专业课奠定良好的基础。

教材和参考书目:

1、伦世仪:生化工程, 中国轻工业出版社,2008年,第二版 

2、刘晓兰:生化工程,清华大学出版社,2010年

3、李阜棣等:农业微生物实验技术,中国农业出版社,1996年

 

课程编码:13083001411   课程名称:基因工程

课程类别:专业方向课    学    时:36               学  分:2

内容概要:基因工程课程首先先容基因工程的发展历程、研究内容和发展前景,然后根据基因工程操作的技术路线,对核酸的制备、限制性内切核酸酶、基因克隆载体、目的基因的制备、外源基因导入受体细胞、外源基因的表达等进行详细地讲解。同时,根据基因工程的最新进展,讲授对基因组的改造、蛋白质工程、代谢工程及基因工程应用。

教材和参考书目:

1、龙敏南:基因工程,科学出版社,2010年,第二版

2、邹克琴:基因工程原理与技术,浙江大学出版社,2009年

3、孙明:基因工程,高等教育出版社,2006年

 

七、主要专业实验:按培养要求列出

1、普通生物学实验

显微镜使用及细胞结构观察;植物细胞质壁分离及有丝分裂观察;动物细胞及组织观察;草履虫的采集培养及种群逻辑斯谛增长;蚯蚓与蛔虫比较剖解;节肢动物的剖解;软体动物的剖解;鱼的剖解;空气中微生物的检测与记数;土壤动物调查;骨骼标本制作;果蝇培养;剥制标本制作;实验测验。

2、生物化学实验

常用生物化学实验技术及原理;糖类的定量实验;氨基酸的分离鉴定;蛋白质含量的测定-双缩脲法;总氮量的测定-凯式定氮法;鸡血清蛋白的醋酸纤维素薄膜电泳;鸡血清蛋白的盘状电泳;酵母RNA的提取及含量测定;豆芽中碱性磷酸酶的提取与定量;蛋白质的凝胶过滤法层析;植物中脯氨酸含量的测定;酪蛋白的制备(等电点沉淀法);综合性实验设计训练。

3、微生物学实验

微生物学实验入室教育;培养基的制备与灭菌;无菌操作:平板制备与划线、接种;细菌的简单染色与显微镜观察;细菌的革兰氏染色与显微镜观察;微生物大小的测定;环境微生物的检测与观察;放线菌的培养与形态观察;霉菌的培养与形态观察;酵母菌的培养与形态观察;微生物的数量测定。

4、细胞生物学实验

特殊显微镜的使用;液泡系和线粒体的活体染色;DNA细胞化学;RNA细胞化学;植物减数分裂;植物染色体的制备;动物染色体的制备;动物细胞纺锤体的观察及动物细胞凋亡检测;人类染色体核型分析;细胞培养基本技术及细胞传代培养。

5、发酵工程实验

机械搅拌发酵罐的构造、性能及操作方法;pH电极的校正;氧电极的校正;体积溶氧传递系数的测定;微生物摇瓶培养制种;反应器培养液的灭菌与接种培养;分批发酵动力学研究;实验型超滤装置的原理及其使用;离子交换树脂的原理及其使用;固态发酵实验。

6、生物工程综合大实验;

细菌基因组DNA的提取及琼脂糖凝胶电泳检测;PCR扩增16S rRNA基因及电泳检测;16S rRNA基因与pUCm-T载体的连接;pUCm-T/16S rDNA重组子的转化;蓝白斑筛选重组克隆子;重组质粒的提取及电泳检测;EcoR I和BamH I双酶切重组质粒及电泳检测;PCR扩增验证重组质粒及电泳检测;啤酒生产与检验;玉米淀粉发酵生产酒精;蛋白质分离与纯化;草莓根尖再生植株的快速繁殖;校园、公园植物识别调查与植物标本制作;鸟类的分类与鉴定。

7、创新性工业发酵实验

典型酶制剂的发酵生产和提取实验;酵母菌的分离及其用于葡萄酒酿造实验;利用醋酸菌和酵母菌的二元发酵体系制作红茶饮料。

 

八、人才培养方案表(见附

生物工程专业人才培养方案表.docx

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