生物反应工程原理ppt课件

篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 学习目的：学习目的：The Objective of Study 1）了解生物反应工程的学科定义、特点和发展形成史；）了解生物反应工程的学科定义、特点和发展形成史；2）明确学习生物反应工程课程的目的与关键点；）明确学习生物反应工程课程的目的与关键点；3）掌握学习生物反应工程的主要内容与学习方法。）掌握学习生物反应工程的主要内容与学习方法。第一章第一章 绪论绪论Chapter 1.Introduction篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 一、生物反应工程的定义与特点一、生物反应工程的定义与特点 二、生物反应工程学科的形成与发展二、生物反应工程学科的形成与发展 三、生物反应工程研究的目的三、生物反应工程研究的目的 四、生物反应工程研究的内容与方法四、生物反应工程研究的内容与方法 五、举例五、举例 六、本课程参考书目及相关要求六、本课程参考书目及相关要求第一章第一章 绪论绪论Chapter 1.Introduction篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 1、生物反应工程的定义、生物反应工程的定义 2、生物反应工程的基础知识、生物反应工程的基础知识 3、生物反应工程的特点、生物反应工程的特点一、生物反应工程的定义与特点一、生物反应工程的定义与特点The Definition and Characteristics of Bioreaction Engineering篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1 1、生物反应工程的定义、生物反应工程的定义Definition of Bioreaction Engineering 生物反应工程是一门以研究生物反应过程生物反应工程是一门以研究生物反应过程中带有共性的工程技术问题的学科。中带有共性的工程技术问题的学科。是以生物学、化学、工程学、计算机与信是以生物学、化学、工程学、计算机与信息技术等多学科为基础的交叉学科。息技术等多学科为基础的交叉学科。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 以生物反应动力学为以生物反应动力学为基础基础，将传递过程，将传递过程原理、设备工程学、过程动态学及优化原理、设备工程学、过程动态学及优化原理等化学工程方法与生物反应过程的原理等化学工程方法与生物反应过程的反应特性方面的反应特性方面的知识相结合知识相结合，进行生物，进行生物反应过程分析与开发，以及生物反应器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。的设计、操作和控制等。生物反应工程是工业生物技术的核心。生物反应工程是工业生物技术的核心。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统Bioreaction EngineeringFrom Bio-appearance to Bioprocess Design From Bioprocess Design to Systems Biology2 2、生物反应工程的基础知识、生物反应工程的基础知识Elementary Knowledge of Bioreaction Engineering篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 代谢工程代谢工程是一门涉及利用基因工程的手段对细是一门涉及利用基因工程的手段对细胞属性进行改造的工程，根据不同的生物过程和所胞属性进行改造的工程，根据不同的生物过程和所需目标，设计方案和引用的方法也不同需目标，设计方案和引用的方法也不同.步骤：（步骤：（1 1）合成：构建重组菌株以提高细胞特性）合成：构建重组菌株以提高细胞特性;（2 2）分析：对重组）分析：对重组菌株进行分析，特别是对照出发菌株的属性进行分析菌株进行分析，特别是对照出发菌株的属性进行分析;（3 3）设计：设）设计：设计代谢工程方案（计代谢工程方案（Nielsen 2001Nielsen 2001）。）。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 “个别的学问个别的学问 knowledge of individuation”，解决怎样做一件事情，技术会随着时代变迁解决怎样做一件事情，技术会随着时代变迁而变化。而变化。具体的技术可以用记述的方法来表现。具体的技术可以用记述的方法来表现。Technology篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 研究一般化方法的学问，具有超越时代的研究一般化方法的学问，具有超越时代的持续性和普遍性，内容是抽象的。持续性和普遍性，内容是抽象的。抽象的方法除表现为数学的使用外，更重抽象的方法除表现为数学的使用外，更重要的是掌握要的是掌握“工程思维工程思维”（engineering sense)方法。方法。工程本质上是具有价值取向的主体作用于工程本质上是具有价值取向的主体作用于客体、主观思维物化为客观实体的一种目客体、主观思维物化为客观实体的一种目标导向的活动和过程。标导向的活动和过程。Engineering篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物技术（工程）生物技术（工程）bioengineering/biotechnology：生物技术是应用自然科学及工程学的原生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠生物催化剂（理，依靠生物催化剂（biological agents)的作用将物料进行加工以提供产的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务的技术。品或为社会服务的技术。1982年国年国际经济合作及发展组织际经济合作及发展组织 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 高技术：世界所拥有的先进技术构成的一个强高技术：世界所拥有的先进技术构成的一个强大的、活跃的技术群体，叫做高技术。高技术大的、活跃的技术群体，叫做高技术。高技术凝聚着人类早期的发明和近期的创造，代表着凝聚着人类早期的发明和近期的创造，代表着当代的科技文明。当代的科技文明。我国正在实行的高技术：生物技术、信息技术我国正在实行的高技术：生物技术、信息技术、新材料技术、新能源技术、海洋技术、空间、新材料技术、新能源技术、海洋技术、空间技术。技术。生物技术（工程）的研究内容：基因工程；酶生物技术（工程）的研究内容：基因工程；酶工程；细胞工程；发酵工程；生物反应器；生工程；细胞工程；发酵工程；生物反应器；生化分离工程；化分离工程；篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物技术的特点生物技术的特点多学科、多技术的结合多学科、多技术的结合生物作用剂（生物催化剂）的参与生物作用剂（生物催化剂）的参与目的是建立工业生产过程或进行社会服务，这目的是建立工业生产过程或进行社会服务，这一过程称为生物反应过程（一过程称为生物反应过程（bioprocess)bioprocess)篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统多学科性多学科性:它是一门多学科、它是一门多学科、综合性的科学技综合性的科学技术。术。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物催化剂生物催化剂:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统建立工业生产过程建立工业生产过程:生物技术最后的目的是建立工业生产过程或进行生物技术最后的目的是建立工业生产过程或进行社会服务，称为生物反应过程（社会服务，称为生物反应过程（bioprocess）。）。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物（生化）反应过程：生物（生化）反应过程：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统从应用的观点出发可将生物技术从应用的观点出发可将生物技术进行如下分类：进行如下分类：工业生物技术工业生物技术 农业生物技术农业生物技术 医药生物技术医药生物技术 环境生物技术环境生物技术篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物现象生物现象Bio-appearance 从自然现象说起：从自然现象说起：最初原始性的种植方式到现代化农业最初原始性的种植方式到现代化农业;由无序到计划性由无序到计划性。从我们每一个人，即个体说起：从我们每一个人，即个体说起：由上帝创造人类到生命起源的由上帝创造人类到生命起源的。从现代化的生物工业生产而言：从现代化的生物工业生产而言：由单一需求到协调发展由单一需求到协调发展。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统如何从生物现象中抽象出共性的内容如何从生物现象中抽象出共性的内容 从宏观看从宏观看 以获得生物量为目的：以获得生物量为目的：生物合成速率生物合成速率影响因素（生物体、基质、环境影响因素（生物体、基质、环境 因素、操作条件等）因素、操作条件等）以获得目的产物为目的：以获得目的产物为目的：从微观看从微观看 转录与转译速率转录与转译速率=（基因量、（基因量、.等等)调控速率调控速率=（表达速率、酶活力、（表达速率、酶活力、等）等）篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统工程思维方法工程思维方法Engineering sense method Adaptability 生物适应性生物适应性(或可行性）或可行性）Continuity 可持续性可持续性 Fixed quantity of process 过程的量化过程的量化 Economy 经济性经济性 Efficiency 效率效率 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 生物反应过程与化学反应过程本质的区别是有生生物反应过程与化学反应过程本质的区别是有生物催化剂参与反应。特点：物催化剂参与反应。特点：1）反应在温和的条件下进行；）反应在温和的条件下进行；2）反应速率比化学反应过程慢很多；）反应速率比化学反应过程慢很多；3）反应的复杂性有时难于预计。）反应的复杂性有时难于预计。共性的基本问题：共性的基本问题：1）反应过程的定量；）反应过程的定量；2）动力学研究；）动力学研究；3 3、生物反应工程的特点、生物反应工程的特点Characteristics of Bioreaction Engineering篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二、生物反应工程学科的形成与发展二、生物反应工程学科的形成与发展The Evolution of Bioreaction Engineering 史前时代史前时代，人们还不知道什么是酶或微生物时，就已利用它，人们还不知道什么是酶或微生物时，就已利用它们进行有用物质生产了。们进行有用物质生产了。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统龙山文化龙山文化（距今（距今4000-42004000-4200年）已有酒具出现。公元前年）已有酒具出现。公元前200200年，年，作豆腐、酱油和酿醋。在我国最早的诗集作豆腐、酱油和酿醋。在我国最早的诗集诗经诗经中就提出过中就提出过采用厌氧进行亚麻浸渍处理。公元采用厌氧进行亚麻浸渍处理。公元1010年有了天花的活疫苗。年有了天花的活疫苗。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 18571857年巴斯德年巴斯德（PasteurPasteur）证明酒精发酵是由活）证明酒精发酵是由活酵母引起的。酵母引起的。18591859年，年，首次证明乙醇发酵机理。首次证明乙醇发酵机理。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 第一次第二次世界大战：第一次第二次世界大战：深层培养技术、深层培养技术、无菌空气制备技术的建立无菌空气制备技术的建立生物化学工程生物化学工程诞生。诞生。19711971年，年，英国学者巴特金逊（英国学者巴特金逊（BatkinsonBatkinson）首次提出生化反应工程这一术语。首次提出生化反应工程这一术语。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 19751975年，作为生化工程领域开创人之一的日本学者合叶修一年，作为生化工程领域开创人之一的日本学者合叶修一出版了关于生化动力学方面的专著生物化学工程出版了关于生化动力学方面的专著生物化学工程反应反应动力学；动力学；19791979年，日本学者山根恒夫编著了生物反应工程一书；年，日本学者山根恒夫编著了生物反应工程一书；20062006年，清华大学邢新会翻译原著第三版。年，清华大学邢新会翻译原著第三版。19851985年，德国学者许盖得（年，德国学者许盖得（SchugerlSchugerl）出版了生物反应工出版了生物反应工程专著；程专著；19931993年，日本学者川濑义矩出版了生物反应工程基础一年，日本学者川濑义矩出版了生物反应工程基础一书；书；19941994年，丹麦学者尼尔森（年，丹麦学者尼尔森（NielsenNielsen）等编著了生物反应工等编著了生物反应工程原理一书；程原理一书；在此期间，我国学者也编著出版了生物反应工程原理（在此期间，我国学者也编著出版了生物反应工程原理（19901990）、生物工艺学（）、生物工艺学（19921992）、生化工程（）、生化工程（19931993）和生化反应动力学与反应器（和生化反应动力学与反应器（19961996和和19981998）等书籍。）等书籍。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 2020世纪世纪9090年代基因工程与生物反应工程不断年代基因工程与生物反应工程不断融合、发展。融合、发展。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 20002000年后人类基因组计划的完成，后基年后人类基因组计划的完成，后基因组计划的进行，特别是因组计划的进行，特别是Metabolic Engineering and Systems Biology的形成的形成与发展，给生物反应工程技术带来新的与发展，给生物反应工程技术带来新的发展机遇。发展机遇。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 如果生物反应现象仅是通过物理学家或化学家用机械的语如果生物反应现象仅是通过物理学家或化学家用机械的语言、化学的语言、物理语言来描述，一定是将生物反应分言、化学的语言、物理语言来描述，一定是将生物反应分解至分子，或更小的单位，然后再以此为基础把生物现象解至分子，或更小的单位，然后再以此为基础把生物现象简化为化学过程或物理过程，这种将生物现象简化的方法，简化为化学过程或物理过程，这种将生物现象简化的方法，无疑将抛弃生物反应的本质特征。无疑将抛弃生物反应的本质特征。另外，由于决定生物生命的最小单位是细胞，因此，细胞另外，由于决定生物生命的最小单位是细胞，因此，细胞个体之间的相互影响也是利用生物过程获得目的产物的技个体之间的相互影响也是利用生物过程获得目的产物的技术人员不得回避的问题，但是，以往由于多种原因，无法术人员不得回避的问题，但是，以往由于多种原因，无法开展相关的研究。细胞之间的相互影响与细胞内部反应的开展相关的研究。细胞之间的相互影响与细胞内部反应的相互作用必然涉及影响强弱和时间的长短问题，而这必要相互作用必然涉及影响强弱和时间的长短问题，而这必要需要一些工程学方法来解决，因此，也就给生物反应工程需要一些工程学方法来解决，因此，也就给生物反应工程技术带来新的机遇与挑战。技术带来新的机遇与挑战。分子生物学面临的挑战分子生物学面临的挑战 ！？！？篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三、生物反应工程研究的目的三、生物反应工程研究的目的Objective of Bioreaction engineering 1 1、生化反应过程（工程）：、生化反应过程（工程）：广义概念：广义概念：自然界中的生物现象千变万化（如植物的生自然界中的生物现象千变万化（如植物的生长、微生物的无处不在、酶促反应所起的关键作用等）长、微生物的无处不在、酶促反应所起的关键作用等），这些变化中起主导作用的是生物催化反应，或者说是，这些变化中起主导作用的是生物催化反应，或者说是生物的生长、繁殖、形成产物、某种物质的减少或增加生物的生长、繁殖、形成产物、某种物质的减少或增加的过程。的过程。狭义概念：狭义概念：生物反应工程是指将生物反应工程是指将实验室的成果经放大而实验室的成果经放大而成为可供工业化生产的工艺过程，包括实现工业化生产成为可供工业化生产的工艺过程，包括实现工业化生产过程的高效率运转，或者说提高生产过程效率。过程的高效率运转，或者说提高生产过程效率。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物反应过程效率生物反应过程效率:提高生物反应过程效率，即确保反应过程效率提高生物反应过程效率，即确保反应过程效率最大化。最大化。Rateproduct（timemassenergy）Example：Enzyme glucose gluconic acid rf（pH、temp、Si、P、DO）产物量生物反应过程效率生产时间 消耗的人财物等成本篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（1 1）生物反应过程）生物反应过程-示意图示意图生物催化剂（酶、细胞、动植物）生物催化剂（酶、细胞、动植物）种子种子生化反应器生化反应器无菌空气无菌空气产物提取与精制产物提取与精制副产物副产物产物产物废弃物废弃物检测控制系统检测控制系统培养基制备与灭菌培养基制备与灭菌原料及其处理原料及其处理篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（2 2）生物反应过程的四个组成部分）生物反应过程的四个组成部分 原材料的预处理及培养基的制备；原材料的预处理及培养基的制备；生物催化剂的制备；生物催化剂的制备；生物反应器及反应条件的选择与监控；生物反应器及反应条件的选择与监控；产物的分离纯化工程；产物的分离纯化工程；篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（3 3）生物反应过程的特点）生物反应过程的特点 采用生物催化剂；采用生物催化剂；采用可再生资源为主要原料；采用可再生资源为主要原料；反应器；反应器；产物提取、纯化较难、复杂产物提取、纯化较难、复杂篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物反应的实质：生物反应的实质：利用生物催化剂从事生物技术产品的生产过程。利用生物催化剂从事生物技术产品的生产过程。温和条件下（常温、常压、温和条件下（常温、常压、pHpH接近中性等）进行接近中性等）进行反应。反应。对反应过程进行定量的、动力学方面的研究是各对反应过程进行定量的、动力学方面的研究是各自所要探讨的最基本的问题。自所要探讨的最基本的问题。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2 2、生物反应过程研究的目的、生物反应过程研究的目的ObjectiveEnhance Productivity（1 1）提供适宜的动力学速率方程，以描述微生物）提供适宜的动力学速率方程，以描述微生物（或酶、动植物等）反应体系；（或酶、动植物等）反应体系；（2 2）确定这些方程在设计方面的用途，规划实验）确定这些方程在设计方面的用途，规划实验室的实验，决定动力学方程所需的速率常数。室的实验，决定动力学方程所需的速率常数。（3 3）从生物反应器设计和操作的角度，研究生物）从生物反应器设计和操作的角度，研究生物反应速率和与之相关影响因素之间的定量与定反应速率和与之相关影响因素之间的定量与定性的关系。性的关系。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统四、生物反应工程研究的内容与方法四、生物反应工程研究的内容与方法Content and Method 1 1、生物反应过程分类、生物反应过程分类 2 2、生物反应工程的研究内容、生物反应工程的研究内容 3 3、生物反应工程的研究方法、生物反应工程的研究方法篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1 1、生物反应过程的分类、生物反应过程的分类Classification of Bioreaction Process 根据生物体的不同生物反应过程分为：根据生物体的不同生物反应过程分为：酶催化反应过程酶催化反应过程 细胞反应过程（包括单一微生物细胞、多种微细胞反应过程（包括单一微生物细胞、多种微生物细胞和混合反应、动植物细胞培养等）。生物细胞和混合反应、动植物细胞培养等）。废水的生物处理过程废水的生物处理过程 见见P4P4表表1-11-1生物反应过程的分类及其特征生物反应过程的分类及其特征篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 酶催化反应过程酶催化反应过程 采用游离或固定化酶为催化剂时的反应过程。采用游离或固定化酶为催化剂时的反应过程。细胞反应过程细胞反应过程 采用活细胞为催化剂时的反应过程：采用活细胞为催化剂时的反应过程：微生物细胞反应过程微生物细胞反应过程发酵工程；发酵工程；固定化细胞反应过程和动、植物细胞反应过程固定化细胞反应过程和动、植物细胞反应过程细胞工程；细胞工程；篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统废水的生物处理过程废水的生物处理过程 利用微生物本身的分解和净化能力，除去废水中利用微生物本身的分解和净化能力，除去废水中污浊物质的过程。污浊物质的过程。特点：特点：（1）由细菌等菌类、原生动物、微小后生动物等）由细菌等菌类、原生动物、微小后生动物等各种微生物构成的混合培养系统；各种微生物构成的混合培养系统；（2）几乎全部采用连续操作；）几乎全部采用连续操作；（3）微生物所处的环境条件波动大；）微生物所处的环境条件波动大；（4）反应的目的是消除有害物质而不是生成代谢）反应的目的是消除有害物质而不是生成代谢产物和微生物细胞本身；产物和微生物细胞本身；篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统简介其他分类方法简介其他分类方法 按获取能量的方式分按获取能量的方式分好氧发酵，厌氧发酵好氧发酵，厌氧发酵 按产物类型分按产物类型分初级代谢产物发酵，次级代初级代谢产物发酵，次级代谢产物发酵；食品发酵，有机酸发酵，氨基酸谢产物发酵；食品发酵，有机酸发酵，氨基酸发酵，维生素发酵，抗生素发酵发酵，维生素发酵，抗生素发酵 按操作类型分按操作类型分自然发酵，纯种发酵，混种自然发酵，纯种发酵，混种发酵；分批发酵，半连续发酵，连续发酵；固发酵；分批发酵，半连续发酵，连续发酵；固态发酵，液态发酵态发酵，液态发酵 反应产物或服务的性质反应产物或服务的性质 按产物所属国民经济部门按产物所属国民经济部门篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2 2、生物反应工程的研究内容、生物反应工程的研究内容Content of Bioreaction engineering 生物反应工程以工业规模的生物反应过程生物反应工程以工业规模的生物反应过程为主要研究对象，具体研究中兼顾可操作为主要研究对象，具体研究中兼顾可操作性。性。生物反应动力学生物反应动力学 生物反应器生物反应器 生物反应过程的放大与缩小生物反应过程的放大与缩小篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物反应动力学生物反应动力学 生物反应动力学主要研究生物反应速率和影响反应生物反应动力学主要研究生物反应速率和影响反应速率的各种因素。速率的各种因素。基本内容：基本内容：1 1）酶反应动力学的特点、均相和多相系统酶促反）酶反应动力学的特点、均相和多相系统酶促反应动力学及酶的失活动力学；应动力学及酶的失活动力学；2 2）微生物反应过程的质量与能量衡算、发酵动力）微生物反应过程的质量与能量衡算、发酵动力学和微生物的培养操作技术；学和微生物的培养操作技术；3 3）影响动植物细胞反应的因素、动植物细胞反应）影响动植物细胞反应的因素、动植物细胞反应及反应动力学。及反应动力学。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物反应器生物反应器 生物反应器是使生物技术转化为产品和生生物反应器是使生物技术转化为产品和生产力的关键设备。产力的关键设备。1 1）生物反应体系中的流变学特性、氧的传递与微）生物反应体系中的流变学特性、氧的传递与微生物呼吸、体积溶氧系数及相关因素、溶氧方程生物呼吸、体积溶氧系数及相关因素、溶氧方程及溶氧速率调节；及溶氧速率调节；2 2）酶反应器及设计、机械搅拌式发酵罐及设计、）酶反应器及设计、机械搅拌式发酵罐及设计、气升式生化反应器设计、生物废水处理设备及动气升式生化反应器设计、生物废水处理设备及动植物细胞培养用反应器等；植物细胞培养用反应器等；3 3）分批、流加和连续式操作，及动植物细胞培养）分批、流加和连续式操作，及动植物细胞培养技术等。技术等。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物反应过程的放大与缩小生物反应过程的放大与缩小 1 1）探讨各种类型生物反应的内在规律；）探讨各种类型生物反应的内在规律；2 2）从概念上注意与相关学科的区别；）从概念上注意与相关学科的区别；3 3）要全面、深入地看待问题；）要全面、深入地看待问题；4 4）确立评价生物反应过程的标准。）确立评价生物反应过程的标准。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统Content内容内容 Foundation of Biology and Engineering Enzyme Kinetics Biochemical Reactions Design of Fermentaton Processes Mass Transfor Scale-Up of Bioprocesses Advance of Bioreaction EngineeringBioreaction Kinetics,Bioreactors and Scale-Up of Bioprocesses篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3 3、生物反应工程的研究方法、生物反应工程的研究方法Method of Bioreaction engineering 1 1）通过生物反应过程分析和生物反应器选型与设）通过生物反应过程分析和生物反应器选型与设计，阐明酶促反应过程的动力学规律。计，阐明酶促反应过程的动力学规律。2 2）以基本生物反应器为基础，通过例题，讨论进）以基本生物反应器为基础，通过例题，讨论进行生物反应器设计与分析的基本原理和方法。行生物反应器设计与分析的基本原理和方法。3 3）生物反应工程领域中新的拓展。）生物反应工程领域中新的拓展。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统Method(or要注意的事项要注意的事项)注重归纳各类生物反应的内在规律。注重归纳各类生物反应的内在规律。注重基本理论所包含的注重基本理论所包含的“工程含义工程含义”。注重从多层次考察生物反应过程。注重从多层次考察生物反应过程。注重生物反应过程的评价标准。注重生物反应过程的评价标准。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统五、举例五、举例 Illustrate with Examples抗生素抗生素青霉素青霉素 罗伯茨（罗伯茨（W.Roberts，1874)1874)首次报道微生物的颉颃（首次报道微生物的颉颃（xie xie hanghang）现象（）现象（antagonism）灰绿青霉生长旺盛的液体会使）灰绿青霉生长旺盛的液体会使人工感染细菌困难人工感染细菌困难 廷德尔（廷德尔（J.Tyndall,1876）青霉菌与细菌液体培养中有颉颃青霉菌与细菌液体培养中有颉颃现象现象 巴斯德和朱伯特巴斯德和朱伯特（J.F.Joubert，1877)用炭疽芽孢杆菌培养用炭疽芽孢杆菌培养物感染动物物感染动物 巴比斯和科尼尔（巴比斯和科尼尔（V.Babes&A.V.Cornil,1885)细菌之间细菌之间 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统弗莱明（弗莱明（19281928）发现青霉素并将青霉素培养物发现青霉素并将青霉素培养物的滤液中所含抗细菌的物质称为的滤液中所含抗细菌的物质称为“青霉素青霉素”篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统化学家钱恩化学家钱恩（E.Chain）获得获得精制品，精制品，19401940在美国产业化在美国产业化当前水平当前水平6000080000U/ml(150m3)牛津大学弗洛里牛津大学弗洛里（H.florey，1938 1939）篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统微生物学家和生物化学家赛尔曼微生物学家和生物化学家赛尔曼阿勃拉罕姆阿勃拉罕姆 瓦克斯曼发现链霉素瓦克斯曼发现链霉素“痨病痨病”有克星有克星 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统六、本课程参考书目及相关要求六、本课程参考书目及相关要求Referrence and Require教材：教材：贾士儒编著，贾士儒编著，生物反应工程原理生物反应工程原理(第三版第三版),),科学出版社，科学出版社，普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国国家级规划教材，家级规划教材，20082008年年7 7月；月；篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 参考书（国外）：参考书（国外）：1 1、19751975年日本，合叶修一等，生物化学工程年日本，合叶修一等，生物化学工程-反应动力反应动力学；学；2 2、生物反应工程，（日）山根恒夫著，邢新会译，化、生物反应工程，（日）山根恒夫著，邢新会译，化学工业出版社，学工业出版社，20062006年（年（19791979年）原著第三版；年）原著第三版；3 3、19851985年德国，许盖特（年德国，许盖特（SchugerlSchugerl），生物反应工程；），生物反应工程；4 4、19931993年日本学者川濑义矩，生物反应工程基础；年日本学者川濑义矩，生物反应工程基础；5 5、19941994（0202）年丹麦学者）年丹麦学者Nielsen Nielsen，生物反应工程原理，生物反应工程原理篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 参考书（国内）：参考书（国内）：1 1、发酵过程原理，叶勤编著，化学工业出版社，、发酵过程原理，叶勤编著，化学工业出版社，20052005年年 2 2、生化反应动力学与反应器，戚以政、汪叔雄编著，化、生化反应动力学与反应器，戚以政、汪叔雄编著，化学工业出版社，学工业出版社，19991999年第二版；年第二版；3 3、生物反应器工程，张元兴、许学书编，华东理工大学、生物反应器工程，张元兴、许学书编，华东理工大学出版社；出版社；4 4、生物工艺学，俞俊棠、唐孝宣主编（上、下册），华、生物工艺学，俞俊棠、唐孝宣主编（上、下册），华东理工大学出版社；东理工大学出版社；5 5、发酵工程最优化控制，钱铭镛著，江苏科学技术出版发酵工程最优化控制，钱铭镛著，江苏科学技术出版社；社；6 6、生化工程，王岁楼、熊卫东主编，中国医药科技出版、生化工程，王岁楼、熊卫东主编，中国医药科技出版社；社；篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统考试要求考试要求 1 1、成绩分两部分、成绩分两部分 考试成绩：闭卷考试占考试成绩：闭卷考试占70%70%；平时成绩：平时成绩：30%30%。2 2、平时成绩、平时成绩 课堂测验或习题；课堂测验或习题；出勤；出勤；课程论文课程论文撰写与本课程相关的综述论文一篇；撰写与本课程相关的综述论文一篇；论文翻译论文翻译阅读和翻译与本课程相关的英语论文一篇；阅读和翻译与本课程相关的英语论文一篇；课程论文和论文翻译选译其一，本学期第六周周二前（课程论文和论文翻译选译其一，本学期第六周周二前（4 4月月6 6日）交。日）交。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统Problem 本章复习题：本章复习题：1 1、什么是生物反应工程、生化工程和生物技术？、什么是生物反应工程、生化工程和生物技术？2 2、生化反应工程研究的主要内容是什么？、生化反应工程研究的主要内容是什么？3 3、生化反应工程的研究方法有哪些？、生化反应工程的研究方法有哪些？4 4、解释生物反应工程在生物技术中的作用。、解释生物反应工程在生物技术中的作用。5 5、为什么说代谢工程是建立在生物反应工程与分子生物、为什么说代谢工程是建立在生物反应工程与分子生物学的基础之上？学的基础之上？6 6、何为系统生物学？、何为系统生物学？7 7、简述生化反应工程的发展史。、简述生化反应工程的发展史。8 8、如何理解加强、如何理解加强“工程思维能力工程思维能力”的重要性。的重要性。9 9、为生命在当今分子生物学渗入到各生物学科领域的同、为生命在当今分子生物学渗入到各生物学科领域的同时，工程思维也成为当今从事生物工程工作人员共同关时，工程思维也成为当今从事生物工程工作人员共同关注的话题？注的话题？篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统本章小结本章小结Summarize 生物技术作为解决当今人类健康、能源、环境和可生物技术作为解决当今人类健康、能源、环境和可持续发展的高新技术已是人们的共识。而从生物技持续发展的高新技术已是人们的共识。而从生物技术理论到有价值的生物技术产品离不开工程技术。术理论到有价值的生物技术产品离不开工程技术。在传统的经验性酿造过程进入到对生物反应过程进在传统的经验性酿造过程进入到对生物反应过程进行定量解析或理论分析时代，离不开生物反应工程行定量解析或理论分析时代，离不开生物反应工程方面的理论作为支撑。方面的理论作为支撑。并且，在分子生物学飞跃发展的今天并且，在分子生物学飞跃发展的今天,也越来越显得也越来越显得重要。所以，通过生物反应过程课程的学习，使生重要。所以，通过生物反应过程课程的学习，使生物工程专业学生对这一领域的发展有清楚的了解，物工程专业学生对这一领域的发展有清楚的了解，为下一步学习、掌握基本理论知识打好基础。为下一步学习、掌握基本理论知识打好基础。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统EndEndThanks!Thanks!