生物化学工学

科目基礎情報

学校 小山工業高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 生物化学工学
科目番号 0012 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 複合工学専攻(物質工学コース) 対象学年 専1
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 なし (資料は適宜配布する)
担当教員 田中 孝国

到達目標

1.生物化学反応およびバイオプロセスの特徴が説明でき、微生物反応の量論関係・反応速度の計算ができる。
2.バイオリアクター操作に関連する計算ができる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1生物化学反応およびバイオプロセスの特徴が明確に説明でき、微生物反応の量論関係・反応速度の計算が正確にできる。生物化学反応およびバイオプロセスの特徴が説明でき、微生物反応の量論関係・反応速度の計算ができる。生物化学反応およびバイオプロセスの特徴が説明、微生物反応の量論関係・反応速度の計算ができない。
評価項目2バイオリアクター操作に関連する計算が正確にできる。バイオリアクター操作に関連する計算ができる。バイオリアクター操作に関連する計算ができない。
評価項目3

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 ④ 説明 閉じる
JABEE (C) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
生物化学工学の範囲である、バイオリアクターやバイオセンサーの設計と数値解析について学ぶ。
授業の進め方・方法:
講義と演習を組み合わせて行う。
計算問題に関する課題を出し、解答の提出を求める。
注意点:
講義中に計算問題を出して、その場で解答させて学習の達成度を確かめる。
問題や課題の提出は必ず行い、工学的な考えに慣れてもらいたい。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 授業ガイダンス,微生物菌体の工業的利用 微生物の工業応用例について理解する
2週 生体触媒の特性 生体触媒と化学触媒の違いについて理解する
3週 物質収支、生物の量論的な取り扱い方 生物反応の物質収支について問題を解けるようにする
4週 生物化学工学量論 生物反応の物質収支について問題を解けるようにする
5週 反応速度論(1次、2次など) 反応速度に関連した計算問題を解けるようにする
6週 酵素反応速度論(酵素を中心に) 酵素反応の式を導出できるようにする
7週 酵素反応速度論(酵素を中心に)-2 酵素反応の式を用いた計算問題を解けるようにする
8週 中間試験 これまでの範囲を理解する
4thQ
9週 バイオリアクターについて バイオリアクターの応用例について理解する
10週 バイオリアクターの操作・設計 バイオリアクター関連の問題を解けるようにする
11週 バイオセンサーの操作・設計 バイオセンサー関連の計算問題を解けるようにする
12週 生産物の粗分離法、回収法 膜分離、遠心分離についての計算問題を解けるようにする
13週 液液抽出、イオン交換 液液抽出、イオン交換についての計算問題を解けるようにする
14週 生産物の粗分離法・高度精製 生産物の粗分離法について理解する。
15週 生産物の粗分離法・高度精製-2 生産物の高度精製について理解する。
16週 後期定期試験 中間試験以降の範囲について理解する

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
専門的能力分野別の専門工学化学・生物系分野分析化学光吸収について理解し、代表的な分析方法について説明できる。4後4
Lambert-Beerの法則に基づく計算をすることができる。4後4
イオン交換による分離方法についての概略を説明できる。4後13
化学工学化学反応を伴う場合と伴わない場合のプロセスの物質収支の計算ができる。4後4
バッチ式と連続式反応装置について特徴や用途を理解できる。4後9
温度、圧力、液位、流量の計測方法と代表的な測定機器(装置)について理解している。4後9
プロセス制御の方法と代表的なプロセス制御の例について理解している。4後9
基礎生物代謝、異化、同化という語を理解しており、生命活動のエネルギーの通貨としてのATPの役割について説明できる。4後3
生物化学解糖系の概要を説明できる。4後3
クエン酸回路の概要を説明できる。4後3
酸化的リン酸化過程におけるATPの合成を説明できる。4後3
嫌気呼吸(アルコール発酵・乳酸発酵)の過程を説明できる。4後3
生物工学微生物の増殖(増殖曲線)について説明できる。4後1
微生物の育種方法について説明できる。4後1
微生物の培養方法について説明でき、安全対策についても説明できる。4後1
アルコール発酵について説明でき、その醸造への利用について説明できる。4後2
食品加工と微生物の関係について説明できる。4後2
抗生物質や生理活性物質の例を挙げ、微生物を用いたそれらの生産方法について説明できる。4後2
微生物を用いた廃水処理・バイオレメディエーションについて説明できる。4後2

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合90000010100
基礎的能力0000000
専門的能力90000010100
分野横断的能力0000000