生物工程设备复习大纲

生物工程设备复习大纲一、课程概述生物工程设备是生物工程专业的一门重要专业课程，它涉及生物工程领域中各类设备的原理、结构、操作、维护及应用等方面的知识。通过本课程的学习，学生应掌握生物工程生产过程中常用设备的基本原理和结构，具备正确选择、操作、维护及管理生物工程设备的能力，为今后从事生物工程相关的生产、科研和设计工作奠定坚实的基础。

二、复习内容

（一）生物工程设备基础1.生物工程设备的分类与特点按功能分类，如生物反应设备、生物分离设备、生物加工设备等。了解各类生物工程设备在生物工程生产过程中的作用和地位，以及其与其他设备的关联。掌握生物工程设备的特点，如无菌要求高、对生物活性物质敏感、自动化程度要求高等。2.生物工程设备的材质与选型原则常用生物工程设备材质，如不锈钢、玻璃、塑料等，了解其性能特点和适用范围。生物工程设备选型的基本原则，包括满足工艺要求、可靠性高、经济性好、易于操作维护等。

（二）生物反应设备1.生物反应器的类型与原理搅拌罐式生物反应器：结构组成（罐体、搅拌装置、通气装置、换热装置等），工作原理（物料混合、传质传热、反应进行）。气升式生物反应器：原理（气体提升液体循环，实现物料混合和传质传热），分类（内循环气升式、外循环气升式）及特点。鼓泡塔生物反应器：结构特点，气体分布方式，传质过程及影响因素。固定化酶反应器：分类（填充床反应器、流化床反应器、膜反应器等），原理及特点。2.生物反应器的设计与放大生物反应器的设计参数，如反应体积、搅拌功率、通气量、传热面积等的计算方法。生物反应器放大的方法和原则，包括经验放大法、相似放大法、数学模型放大法等。

（三）生物分离设备1.离心分离设备离心机的工作原理（离心力作用下实现固液或液液分离），分类（按分离原理分：过滤式离心机、沉降式离心机、分离式离心机；按卸料方式分：间歇式离心机、连续式离心机）。离心机的主要性能参数（转鼓直径、转速、分离因数等）及其意义。常见离心机的结构特点和应用范围，如管式离心机、碟式离心机等。2.过滤分离设备过滤的基本原理（基于颗粒大小差异实现固液分离），过滤方式（表面过滤、深层过滤）。板框压滤机：结构组成（板框、滤布、压紧装置等），工作过程（过滤、洗涤、卸料等），操作要点（压力控制、滤布选择等）。真空转鼓过滤机：结构特点，工作原理（转鼓旋转实现连续过滤），操作参数（转速、真空度等）及应用。3.膜分离设备膜分离的基本概念和分类（微滤、超滤、纳滤、反渗透等），膜分离的原理（基于膜的孔径大小或选择性透过性能实现分离）。常见膜组件的类型（板框式、管式、螺旋卷式、中空纤维式等）及其结构特点。膜分离过程的影响因素（压力、温度、流量、膜污染等）及膜污染的防治方法。4.层析分离设备层析分离的基本原理（基于不同物质在固定相和流动相之间的分配系数差异实现分离），分类（离子交换层析、凝胶过滤层析、亲和层析等）。离子交换层析：离子交换剂的种类和性能，分离原理，操作过程（装柱、上样、洗脱等）及应用。凝胶过滤层析：凝胶的种类和特性，分离原理，洗脱曲线的分析及应用。亲和层析：配基与生物分子的特异性结合原理，亲和吸附剂的制备，操作要点及应用。

（四）生物加工设备1.发酵罐的操作与控制发酵罐的启动、运行和终止操作流程，包括培养基灭菌、接种、发酵过程参数监测与控制（温度、pH、溶氧、搅拌转速等）。发酵过程中常见问题的分析与处理，如染菌、泡沫过多、发酵异常等。2.细胞破碎设备细胞破碎的目的和方法，机械法（匀浆器、研磨器等）、物理法（超声破碎、高压均质等）、化学法（渗透压冲击、表面活性剂处理等）、酶解法的原理及特点。常用细胞破碎设备的结构和操作要点，如高压均质机的工作原理、操作参数（压力、温度等）及对细胞破碎效果的影响。3.酶的固定化技术与设备酶固定化的方法（吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法等）及其原理。固定化酶的制备过程，包括载体选择、酶与载体的结合、固定化酶的活性测定等。固定化酶反应器的类型和特点，如填充床固定化酶反应器、流化床固定化酶反应器的操作要点和应用范围。

三、复习方法1.系统梳理知识按照复习大纲的章节顺序，对每个知识点进行详细梳理，形成完整的知识体系。可以通过制作思维导图或知识框架的方式，帮助自己更好地理解和记忆知识点之间的联系。对于重点和难点内容，要深入理解其原理和应用，结合教材中的实例和插图，加深对知识的掌握。2.多做练习题课后练习题和习题集是巩固知识的重要手段。通过做练习题，不仅可以检验自己对知识点的掌握程度，还能熟悉各种题型和解题方法。对于做错的题目，要认真分析原因，总结解题思路和方法，及时查漏补缺，加强对薄弱知识点的复习。3.结合实际案例生物工程设备的知识与实际生产紧密相关。复习过程中，要结合实际的生物工程生产案例，理解设备的选型、操作和维护等方面的知识。可以查阅相关的文献资料或企业生产报告，了解生物工程设备在实际应用中的情况，提高自己运用知识解决实际问题的能力。4.团队学习与交流与同学组成学习小组，定期进行讨论和交流。在小组讨论中，可以分享自己的学习心得和困惑，互相启发，共同提高。针对一些重点和难点问题，大家可以一起探讨不同的理解角度和解题方法，拓宽思维方式。

四、复习进度安排

（一）第一阶段：全面复习（[具体时间区间1]）1.按照复习大纲的顺序，逐章逐节地对教材内容进行详细阅读和理解。标记出重点、难点和疑点内容。2.制作每章的思维导图或知识框架，梳理知识点之间的逻辑关系，形成初步的知识体系。3.完成课后练习题中的基础部分，检验自己对知识点的掌握程度，及时发现问题并进行复习巩固。

（二）第二阶段：重点突破（[具体时间区间2]）1.针对第一阶段标记出的重点和难点内容，进行深入学习和研究。查阅相关资料，参考不同版本的教材，加深对这些知识点的理解。2.对重点知识点进行专项练习，通过做更多的练习题和模拟题，熟练掌握重点题型的解题方法和技巧。3.结合实际案例，分析重点知识在生物工程生产中的应用，提高知识的运用能力。

（三）第三阶段：综合复习与模拟考试（[具体时间区间3]）1.进行全面的综合复习，将各个章节的知识点进行整合，强化知识之间的联系和综合运用能力。2.按照考试时间和要求，进行模拟考试。通过模拟考试，熟悉考试形式和题型，提高答题速度和准确性，同时检验自己的复习效果，发现存在的问题并及时调整复习策略。3.对模拟考试的试卷进行认真分析，总结答题过程中的经验教训，针对薄弱环节进行有针对性的复习和强化训练。

（四）第四阶段：考前冲刺（[具体时间区间4]）1.回顾复习过程中整理的笔记、思维导图和错题集，强化对重点知识点和易错点的记忆。2.进行一些轻松的复习活动，如快速浏览教材、复习重点公式和概念等，保持对知识的熟悉度。3.调整心态，保持良好的作息和饮食，以积极的心态迎接考试。

五、考试要点1.考试题型常见题型包括选择题、填空题、简答题、计算题、论述题等。选择题主要考查对基础知识的理解和记忆；填空题考查重要概念和知识点的细节；简答题要求简要回答相关知识要点；计算题涉及生物反应器设计、设备性能参数计算等方面；论述题则需要对某个重点知识或实际问题进行深入分析和阐述。2.考试内容分布生物工程设备基础部分约占[X]%，主要考查设备的分类、特点、材质及选型原则等。生物反应设备部分约占[X]%，包括各类生物反应器的原理、设计与放大等知识点。生物分离设备部分约占[X]%，涵盖离心分离、过滤分离、膜分离、层析分离等设备的原理、结构和操作等内容。生物加工设备部分约占[X]%，涉及发酵罐操作、细胞破碎设备、酶