2015年生物工程专业本科课程教学大纲

生物工程专业

本科课程教学大纲

(专业代码:081801)

(Bioengineerin)

曲阜师范大学生命科学学院

2003.11

生物工程专业(非师范)教学计划(081801)

Bioengineering

生物工程专业为2003年新上专业，下设发酵工艺、现代生物技术和生物教育三个方向。主

要学习微生物学、生物化学、化学工程、发酵工程等方面的基本理论和基本知识，受到细胞培养

与选育、生物技术与工程等方面的基本训练，培养学生具有科学的思维方法、工程设计能力以及

外语综合运用能力；提高学生创新能力和获取新知识的能力、信息处理能力。与本专业相近的专

业有生物科学、生物技术、食品工程专业等。

一、培养目标与要求

培养目标：

本专业培养掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论、基

本技能，能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术

人才。

培养要求：

毕业生应获得以下几个方面的能力：

1.掌握微生物学、生物化学、化学工程、发酵工程等学科的基本理论和基本知识；

2.掌握细胞培养与选育、生物技术与工程等方血的基本技术；

3.具备在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力:

4.熟悉国家生物工程产品安全性评价和检测技术及知识产权等有关政策和法规；

5.了解当代生物工程产品产业化发展动态和应用前景；

6.掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。

二、学制与修业年限

学制四年，修业年限三到六年。采用弹性学制，学生必须修满规定的学分数。

三、主干课程及主要专业实验

主干课程：

基因工程原理与技术、细胞工程原理与技术、酶工程、发酵工程、分子生物学、化工原理、

生物反应器工程、生化分离工程、生物工程设备、生物工艺学、发酵工厂工艺设计等。

主要专业实验：

生物化学实验、微生物学实验、分子生物学实验、基因工程实验、细胞工程实验、发酵工程

实验、生化分离工程实验、生物工程综合实验、物理化学实验、化工原理实验等。

四、学位授予

理学学士。

五、专业实习和毕业实习

深入工厂车间学习生化药品、生物制品等工艺流程及设备的使用情况。专业实习安排在第六

学期，时间约2周，记2学分；毕业实习安排在第八学期，时间约8周，记8学分。

六、毕业论文（设计）

毕业论文和毕业设计是培养、检查学生学习成绩和从事科研工作能力一种重要方式，安排第

8学期，符合要求，计6学分。

七、生产劳动、军事训练

学生在校期间，组织劳动2周；军训12周.劳动课记考核评语，军事训练集中学习，不计学

分。

八、教学进程、学时学分总体安排

安排见表1、表2、表3、表4。

表1:课程结构、学分分配表

课程类型修读要求学时比例（%）学分比例（盼

公共基础课必修89432.84326.7

学科基础课必修122344.86641

限选2729.9169.9

专业方向特色课

任选1365.085.0

综合素质课任选2047.5127.5

专业实习必修2周2

毕业实习

实践必修8周8

（教育实习）9.9

环节

毕业论文

必修12周6

（毕业设计）

合计2729100161100

表2：时间安排表

（单位：周）

第一学年第二学年第三学年第四学年合计

学年学期

12345678

报到入学11

军训33

课堂教学14191718181618120

考试1.51.51.51.51.51.51.510.5

毕业实习88

教学实习22

科研训练1212

社会实践112

机动0.50.50.50.50.50.50.53.5

寒暑假4747474

教育周数2021202120212020162

学年周数52525244

表3综合素质课

开课单位课程编码课程名称学时学分学期选课要求开课校区

09100116现代生物学概论322秋文理科

09100216人类遗传学导论322春文理科

09100316微生物与健康322秋文理科

生

园林花卉学32春文理科

命091004162

科09100516生命的起源与进化322秋文理科

Illi

学09100616花卉与盆景322春文理科

学

09100716人类生态学322秋文理科

院

09100816营养学322春文理科

09100916环境保护与可持续发展322秋文理科

09101016生物工程与生命322春文理科

表4生物工程专业（非师范）教学计划安排表

课程学和尼总学时备注

课程代码课程名称F课学期学时考核

类型分12345678

9400110军事理论2考杳

9400210形势与政策考查以讲座或集中上课

的形式进行

94200310劳动考查

9400410就业指导2考查

9400510马克思主义哲学原理3351考试读书与实践21学时

9400610马克思主义政治经济学原理2234考试读书与实践17学时

9400710毛泽东思想概论2234考试读书与实践17学时

公共基础课9400810邓小平理论概论3351考试读书与实践21学时

程43学分

9400910思想道德修养2234考查

9401010法律基础2234考查

9401110大学英语185555340考试

60

4考试

9401210计算机基础及应用4

345考试

45

3考试

9401310C语言3

30

2考试

9401410体育42222136考试

9400111高等数学633102考试

9400211普通物理3351考试

351

9400311无机与分析化学4考试

324

345

9400411有机化学3考试

321

468

9400511生物化学6考试

348

464

9400611植物学概论6考试

345

464

学科基础课9400711动物学概论6考试

66学分345

345

9400811微生物学4考试

330

345

9400911细胞生物学4考试

330

348

9401011分子生物学4考试

330

9401111生物工程导论2234考试

464

9401211物理化学5考试

330

464

9401311化工原理5

330

464

9401411发酵工程5考试

330

9401511工程制图3351考试

9400112生物反应器工程3351考试

351

9400212生化分离工程4考试

327

351

9400312生物工程设备4考试

327发酵工艺方向

351

9400412生物工艺学4考试

324

334

9400512发酵工厂工艺设计3石试

318

234

9400612酶工程3浜；』

限327

选336

9400712细胞工程原理与技术3.5

课327

现代生物技术

16234

学9400812基因工程原理与技术3考试方向

分324

351

9400912环境生物技术4考试

324

9401012生物工程综合实验3351考试

9401112心理学2234考试

9401212教育学3351考试

专业

方向9401312教育技术学2234考试

生物教育方向

特色课9401412生物学教学论3351考试

24学分

9401512中学生物实验教学研究2345考试

464

9401612遗传学6考试

345

生物统计学

94001132234考查

生物工程专业英语

94(X)2132234考查

生物学文献检索

94003132234考查

食品科学概论

94004132234考查

9400513微生物生理学2234考查

微生物遗传与育种

任94006132234考查

选氨基酸工艺学

94007132234考查

课生物药物化学技术

94008132234考查

任选8学分

08应用微生物学考查

学94009132234

分生物信息学

94010132234考查

9401113生命科学前沿讲座2234考查

9401213环境检测2234考查

仪器分析

94013132234考查

现代细胞生物学技术

94014132234考查

农、也生物技术

94015132234考查

生化习题分析

94016132234考查

社科类4不少于6学分

综合素质课

自然类4

12学分

艺术类4不少于2学分

专业实习2V

实践教学环节毕业实习8

毕业论文6

总计1612729

九、课程简介

9400111高等数学102学时6学分

内容提要：函数、极限、连续，一元函数积分学，常微分方程，以及空间解析儿何，多元函

数微分学，二重积分，级数简介。通过在本课程的学习，使学生获得高等数学最基本的知识和必

要的基础理论，以及比较熟练的运算技能，为学生学习生物基础课程提供必要的数学工具，并为

进一步学习数学和生物专业课打下初步基础。

9400211普通物理学51学时3学分

内容提要：力学、气体分子运动论及热力学基础、电磁学、振动和波、光学等方面的基础理

论及应用。通过本课程的学习，使学生掌握物理学的基本原理和基本规律，并能用来解决生产、

科研和生活中的实际问题，为生物技术专业的后续课打好基础。

9400311无机及分析化学75学时4学分

内容提要：无机化学包括原子结构与周期律：化学键与晶体结构：化学热力学初步：反应速

度；化学平衡：配位化学：重要元素及其化合物的存在、制备、性质和用途，以及过渡元素、稀

土元素、核化学等。通过教学，使学生掌握化学中的一些规律与基本原理，懂得一些与国民经济

和新兴技术相关的基本知识，为后续课的学习打好基础。

分析化学是化学学科的一个重要分支，是研究物质的组成、含量、结构及其它各种信息的一

门学科，主要包括：酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、重量分析法及吸光光度分析法。

通过本课程的学习，要求学生掌握分析化学的基本原理，树立量的概念，学会常见物质的分析方

法，并初步具有分析问题和解决问题的能力。

9400411有机化学66学时3学分

内容提要：脂肪煌、芳香煌、卤煌：醇、酚、醛、醛、酮、醍、竣酸、取代酸、竣酸衍生物、

含硫含氮有机物、碳水化合物、类脂化合物、旋光异构。通过教学，使学生掌握以上.化合物的分

类、命名、典型化学性质及有关理论，为学习生物化学打好基础。

9400511生物化学116学时6学分

内容提要：蛋白质化学、核酸化学、酶、维生素与辅酶、生物氧化、糖、脂类、蛋白质、核

酸的分解代谢与合成代谢、代谢控制。生物化学是现代生物学专业的重要基础课。通过教学，使

学生掌握生命分子的结构、性质、功能及代谢的一般规律，为学习后续课程打好基础。

9400611植物学概论109学时6学分

内容提要：植物形态解剖部分主要介绍植物细胞、组织，植物的跟、茎、叶、花、果实、种

子的形态与解剖结构。植物分类部分，介绍植物各大类群间的亲缘关系，种子植物的分类等。通

过教学，使学生掌握植物体的构造，生长发育及生殖规律：了解物种形成与系统发育的规律；学

会一些观察和实验的基本技能。

9400711动物学概论109学时6学分

内容提要：动物学及其发展史与研究方法：动物体基本结构与机能：原生动物特征、代表动

物及与人类疾病；多细胞动物起源：海绵动物形态结构与分类：肠腔动物、扁形动物、环节动物、

软体动物、节肢动物、棘皮动物和鱼类、两栖类、爬行动物、鸟类、哺乳动物等的形态结构、功

能及其对环境适应和经济意义，动物的系统演化过程及分子生物学、胚胎学和化石证据、动物的

地理分布与区系。通过教学及实验，使学生掌握动物学的基本知识及进化规律，了解一些与国民

经济息息相关的动物类群及其养殖开发技术、研究前景，为今后学习奠定基础。

9400811微生物学75学时4学分

内容提要：微生物的形态结构、分类、营养、代谢及调控、生长繁殖及发酵、遗传变异和育

种、生态学和污水处理及免疫学基础知识。通过教学使学生建立较深刻的微生物学观点，掌握微

生物学的基础知识、基本概念和基本原理，得到基本技能的训练和微生物实际应用能力的提高，

并初步学会分析和解决实际问题的能力，为后续课的学习打好基础。

9400911细胞生物学75学时4学分

内容提要：细胞形态结构的观察方法、细胞组分的分析方法、细胞培养和融合、细胞的超微

结构与功能、细胞骨架、细胞增殖与调控、细胞的起源与进化。通过学习使学生能够在各层次上

（主要在分子水平上）认识细胞生命活动的基本规律。

9401011分子生物学78学时4学分

内容提要：分子生物学是遗传学教学的重要组成部分，对学生考研起到重要的辅助作用。本

课程主要内容包括DNA的复制及其调控、基因的转录及其调控、蛋白质的表达及其调控以及遗

传重组的机理等。通过本课程的学习，使学生在普通遗传学的知识水平上又提高一步，反过来又

对普通遗传学的知识起到了重要的补充。

9401111生物工程学导论34学时2学分

内容提要：在对生物工程的学科基础、研究领域进行简要介绍的基础上，重点阐述基因工程、

细胞工程、酶工程、微生物工程、环境生物工程的基本理论、研究领域；现代生物技术与农业、

食品、环境、人类、能源及在各领域中的应用和发展前景。通过本课程的学习，帮助学生对生物

工程有一个全面和正确的了解。

9401211物理化学94学时5学分

内容提要：本课程是环境科学和生物工程专业的一门专业基础课程。通过本课程的学习，使

学生系统地掌握物理化学的基本原理和研究方法，在物理化学基本实验技术方面得到一定训练，

初步具有分析和解决有关化学方面实际问题的能力。要求掌握化学热力学、化学动力学、电化学

以及表面现象和胶体化学的重要理论内容、原理及规律，学会用热力学函数的增量判断化学和物

理变化的方向和限度。

9401311化工原理94学时5学分

内容提要：《化工原理》课程是生物工程专亚.的一门主干课程。它研究化工生产过程中的物

理过程及其设备的共性原理。主要包括物料衡算，能量衡算，过程速率和平衡关系的原则与方法,

设备的工艺尺寸确定和过程参数变化规律，过程和设备的运行与强化机理，设备的主要结构及选

用方法，过程及设备的实验研究方法。本课程主要任务是培养学生掌握各单元操作的基本原理，

具有比较、选用和计算过程及设备的基本能力。

9401411发酵工程94学时5学分

内容提要：发酵工程是生物技术主要内容之•（生物技术包括：基因工程、酶工程、细胞工

程和发酵工程等领域。）其内容包括发酵工程的研究状况、发酵菌种的筛选、驯化、培养与保藏,

好氧、厌氧发酵工艺的调控与管理，产品的提取、精制，设备的类型结构等。因此是生物工程专

业及相关专业的主干课程。通过本课程的学习，使学生掌握更宽广的微生物学实验技术和工业发

酵的基本操作技术，可以使学生符合微生物科研和工业发酵等部门对学生知识结构的要求。

9401511工程制图51学时3学分

内容提要：本课程是一门研究用投影法绘制工程图的理论和方法的技术基础课。它研究绘制

和阅读机械图样的基本原理和基本方法。其目的是培养学生初步的空间想象能力，同时为培养学

生绘制和阅读工程图样的初步能力及制图的基本技能打下必要的基础。通过本门课程的学习，学

生应具有一定的图示能力、读图能力、空间想象和思维能力以及绘图的实际技能，为后续课程的

学习奠定基础。

9400112生物反应器工程51学时3学分

内容提要：本课程是生物工程等专业的重要专业课。通过本课程的学习，要求学生掌握酶反

应动力学及反应器，微生物生长动力学及反应器，动植物细胞生长动力学及培养装置的原理；具

备对生物反应器进行操作的能力，具备对生物反应器进行分析、开发、设计的基本能力。

9400212生化分离工程78学时4学分

内容提要：本课程的目的和任务是使学生掌握生物工程下游技术所涉及的一些基础理论，掌

握下游技术的一般过程。对一些物质的分离过程的学习，培养学生的实际动手的操作能力。主要

介绍生物分离纯化的原理、方法、过程原理及应用。生物产物的分离纯化过程又称生物下游加工

过程，是生物技术产品产业化的关键。细胞分离与胞内产物溶解、沉淀、萃取、膜分离、吸附和

离子交换、层析、亲和纯化、电泳、结晶、干燥等。重点阐述了近年来生物物质，特别是蛋白质

类生物大分子的分离纯化技术的重要发展。

9400312生物工程设备78学时4学分

内容提要：本课程是生物工程专业的专业课，是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合

体。主要由机械材料、容器、机械传动和通用机械零件以及食品发酵工厂通用的物料输送机械、

食品包装机械设备、冷冻设备、锅炉的配套与选型等部分组成。通过学习，使学生掌握微生物工

厂的设备流程，设备结构及工作原理，主要设备的设计计算及选型，设备的安装与维护。了解国

内外发酵工程设备的新技术新设备及发展动向。使学生初步具有独立分析和解决生产及科研上的

工程设备问题的能力。

9400412生物工艺学78学时4学分

内容提要：生物工艺学是生物工程专业的一门专业课。它将各种工艺学的共性理论归纳组成

一新体系。系统介绍生物生产过程工艺原理和生产技术，主要包括菌种的选育与种了的扩大培养、

培养基制备、灭菌与空气净化、发酵机制、生物反应动力学、生物工艺过程控制、发酵生产染菌

与防治、固定化酶与固定化细胞技术、动植物细胞的大规模培养等内容。并对生物工艺产品进行

了实例介绍。

9400512发酵工厂工艺设计52学时3学分

内容提要：本课程通过讲授、实习等教学环节，使学生了解发酵工厂机械设备的一般构造，

掌握发酵机械设备的工作原理、理论和计算；掌握发酵工厂的设备流程、设备结构及工作原理，

主要设备的设计计算及选型，设备的安装与维护。了解国内外发酵工程设备的新技术新设备及发

展动向。使学生初步具有独立分析和解决生产及科研上的工程设备问题的能力。

9400612酶工程61学时3学分

内容提要：本课程是生物工程专业一门重要的专业技术基础课程。其任务是培养学生掌握酶

的生产和应用的基本理论与基本技术，以增长生物工程的专业知识与技能，为参加毕业设计论文

及将来从事生物工程实际工作打下扎实的专业基础。主要讲述前的生产和应用的基本理论与基本

技术，同时介绍酶工程领域的最新科技成果。课程的重点为：酶的发酵法生产，酶的分离纯化合

酶的应用。

9400712细胞工程原理与技术63学时3学分

内容提要：细胞工程原理与技术是生物技术专业一门重要的基础课程，是细胞生物学与遗传

学的交叉领域，是一门以实验技术操作为主要内容的理论和实践相结合的课程，是在细胞水平上

的生物工程，细胞工程所使用的技术主要是细胞培养、细胞融合、细胞分化的定向诱导和显微注

射等。本课程的开设对工农业生产和医药实践有重要意义。

9400812基因工程原理与技术58学时3学分

内容提要：基因工程原理与技术是生物技术专业的一门重要课程，是一门以实验课程为主要

内容的理论和实践结合的课程，课程包括理论讲述34学时，实验27学时，主要内容包括目的基

因的获得，DNA的提取和纯化，DNA的克隆和扩增，表达载体的构建和目的基因的表达，基因

表达的检测，表达产物的纯化和鉴定等内容。本课程的另一特点是实验的难度大，每个实验持续

的时间长，实验内容起点高，要求参加实验的同学有较好的基本训练基础。

9400912环境生物技术75学时4学分

内容提要：环境生物技术是现代生物技术和环境科学与工程紧密结合而发展起来的新兴交叉

学科，已具有较完整的学科体系。现代环境生物技术的应用将为更有效降解复杂化合物和更多的

废弃物提供了机会，对于农业的持续发展是一种有巨大潜力的新兴技术。利用工程植物和微生物

清除环境污染物和土壤毒物，研究和开发了多种类型的能代替化学杀虫剂的生物农药，以此大大

减少化学污染。利用微生物和植物生产新型可降解塑料，以解决白色污染问题以及利用废物处理,

开发对环境无害的生物能源和食物等等。

通过本门课的学学习可使学生了解环境生物技术的产生、学科体系与及其生物学基础（包括

微生物学基础、酶学基础、生态学基础）与理论基础（生化反应计量学、生化反应动力学、生化反

应热力学）;掌握环境污染治理基因工程技术、环境污染生物治理技术、环境污染生物修复技术、

环境污染预防生物技术等。

9401012生物工程综合实验51学时3学分

内容提要：《生物工程综合实验》是生物工程专业的一门专业方向特色课。重点介绍如何在

实验室中使用各种类型的生物反应器来培养微生物细胞、植物细胞和动物细胞。为了使反应器操

作更为有效，还介绍有关种子制备、无菌操作、灭菌、传感器、控制和放大方面的内容•主要涉

及各种生物反应器的微生物细胞、动物细胞和植物细胞培养技术，包括好氧和厌氧发酵工程实验

室的建立、实验室规模生物反应器的使用、菌种保藏、接种技术、无菌操作技术、发酵过程的检

测与传感器、连续培养和补料分批培养操作技术等内容，以及发酵过程控制、建模和仿真等发酵

工程领域的前沿技术。

9401412生物学教学论51学时3学分

内容提要：生物学教学论是•门属于教育科学体系和范畴的课程。研究对象是中学生物学教

学。它是在教育学、教育心理学的基础上，结合生物科学的专业知识研究中学生物学的教学内

容、教学方法和教学规律。其内容主要涉及十个方面：生物学教学目的任务：生物学教学内容：

生物学教学过程；生物学教学方法：生物学教学组织形式：生物教师的备课、上课与分析课：生

物学学业成绩的检查与评定：生物学第二课堂；生物学教学设备：生物学教学研究。通过学习，

培养学生规范化教学的基本能力和素质，使学生能胜任中学生物学的教学与教学研究。

9401512中学生物教学实验教学研究34学时2学分

内容提要：多媒体技术在生物教学中的应用与实现方法，重点介绍计算机辅助教学在生物学

中的应用与不同性质课型中计算机辅助教学手段的选择原则，要求学生掌握计算机辅助教学课件

的制作方法。

9401612遗传学109学时6学分

内容提要：分离定律、自由组合定律、连锁互换定律、遗传的染色体学说、基因作用及其与

环境的关系、性别决定与伴性遗传、数量性状遗传、染色体畸变、基因突变、遗传的分子基础、

突变和重组机理、细胞质和遗传、遗传与个体发育、遗传和进化等。通过教学，使学生掌握普通

遗传学的基本原理，了解遗传学与人类的关系，为后续课程的学习打好基础。

9400113生物统计学34学时2学分

内容提要：生物科学研究的主题原则、文献资料的收集方法、实验室试验和野外试验的设计、

实验数据的初步整理、几种常见的概率分布、单个样本和两个样本的统计、假设、检验及参量估

计、X?检验、单因素和两因素的方差分析、一元线性回归和相关等。通过教学，使学生了解科学

研究从立题、文献收集、实验设计至实验结果处理的全过程，掌握常见的文献资料收集方法，能

够进行较完整的实验设计，正确处理实验结果，培养和提高学生独立进行科学研究的能力。

9400213专业外语34学时2学分

内容提要：通过对现代生物学基础学科英文文献的学习，要求学生掌握基础的生物工程专业

词汇及基本构词法，掌握对生物工程专业英语的阅读与理解能力和初步的写作能力，能够独立撰

写英文摘要。要求学生在本课程学习过程中阅读完24万印刷符号的英文文献。

9400313生物学文献检索34学时2学分

内容提要：生物学文献检索的目的就是从生命科学专业角度出发，介绍文献检索的基本理论

和基本概念，结合生物学专业检索刊物使学生掌握生命科学领域的主要检索刊物的使用，并介绍

利用Internet检索专业文献的基本知识。本课程主要以讲解为主，辅以实践性查阅及计算机上网

等。通过本课程的学习，为学生做毕业论文和以后的工作学习打下坚实的基础。

9401213环境检测34学时2学分

内容提要：环境监测是环境科学的一个重要分支学科。通过本课程的学习使学生全面地认识

环境，了解环境的特征与变化，认识其规律，谋求保护环境的对象，环境污染物及污染源，环境

监测的手段，国家环境标准。

十、专业基础课及方向分流课教学大纲

《高等数学》教学大纲

同生物科学专业《高等数学》教学大纲。

《普通物理学》教学大纲

同生物技术专业《普通物理学》教学大纲。

《无机及分析化学》教学大纲

同生物科学专业《无机及分析化学》教学大纲。

《有机化学》教学大纲

同生物科学专业《有机化学》教学大纲。

《生物化学》教学大纲

同生物科学专业《生物化学》教学大纲。

《植物学概论》教学大纲

同生物技术专业《植物学概论》教学大纲。

《动物学概论》教学大纲

同生物技术专业《动物学概论》教学大纲

《微生物学》教学大纲

同生物科学专业《微生物学》教学大纲。

《细胞生物学》教学大纲

同生物科学专业《细胞生物学》教学大纲。

《分子生物学》教学大纲

同生物科学专业《分子生物学》教学大纲。

《生物工程导论》教学大纲

一、使用说明：

1教学目的与要求

在对生物工程的学科基础、研究领域进行简要介绍的基础上，重点阐述基因工程、细胞工程、

酶工程、微生物工程、环境生物工程的基本理论、研究领域；现代生物技术与农业、食品、环境、

人类、能源及在各领域中的应用和发展前景。通过本课程的学习，帮助学生对生物工程有一个全

面和正确的了解。

2学时和学分：2学分；34学时

3使用教材和参考书

《生物工程导论》岑沛霖化学工业出版社2004

参考教材

《现代生物技术概论》程备久主编中