D 川爱素大学 Sichuan Agricultural University 《生物质资源开发与利用》 课程档案 01教学大纲 课程主讲：黄安琪 生命科学学院
《生物质资源开发与利用》 课程档案 01 教学大纲 课程主讲：黄安琪 生命科学学院
《生物质资源开发与利用》 (Development and Utilization of Biomass Resources) 课程基本信息 课程编码：4161089000 课程性质：专业必修推荐选修 先修课程： 适用专业：生物工程 总学分：35 总学时：56 理论学时：32 实验/实践学时：20 自修：4 开课院系：生命科学学院课程负责人：黄安琪 课程师资：杜小刚、黄林艳 一、课程简介 本课程是生物工程类专业的一门专业必选课，是为了培养具备生物学和工程 学方面的基础知识和应用理论的毕业生而开设的一门工程类课程，重点在于拓宽 学生的知识面和未来的就业出口，使学生获得使学生了解生物质材料涉及的领域 和各种生物质材料的加工工艺，提高学生的眼业技能，为我国生物质原料的综合 利用行业输送专门型人才。先修课有生物学、基础生物化学、物理化学等，后续 误程有生物分离工程、生物制药学等。 二、课程目标 通过本课程的学习，使学生了解生物质资源的基本概念、生物质资源开发与 利用的现状，国家的基本思路和战略，理解典型生物质的理化性质、应用过程及 其基本原理，拿握关键技术与基础实验操作技能，初步具备分析和解决生物质开 发与利用工程中的具体问题的能力，提高学生的生物和工程科学素质。 三、主要教学方法与教学手段 教学方法：问题引导式教学法、案例分析教学法、讨论式教学法。 教学手段：课堂教学采用多煤体数学手段，并辅之以板书， 四、考核方式与咸绩构成 考核方式：课程考核由平时考核和课终考核两部分组成。课程平时考核由课 程心得、课程时论、实验组成：课终考核为卷面考核（闭卷）
《生物质资源开发与利用》 （Development and Utilization of Biomass Resources） 课程基本信息 课程编码：4161089000 课程性质：专业必修/推荐选修 先修课程： 适用专业：生物工程 总学分：3.5 总学时：56 理论学时：32 实验/实践学时：20 自修：4 开课院系：生命科学学院 课程负责人：黄安琪 课程师资：杜小刚、黄林艳 一、课程简介 本课程是生物工程类专业的一门专业必选课，是为了培养具备生物学和工程 学方面的基础知识和应用理论的毕业生而开设的一门工程类课程。重点在于拓宽 学生的知识面和未来的就业出口，使学生获得使学生了解生物质材料涉及的领域 和各种生物质材料的加工工艺，提高学生的职业技能，为我国生物质原料的综合 利用行业输送专门型人才。先修课有生物学、基础生物化学、物理化学等，后续 课程有生物分离工程、生物制药学等。 二、课程目标 通过本课程的学习，使学生了解生物质资源的基本概念、生物质资源开发与 利用的现状、国家的基本思路和战略，理解典型生物质的理化性质、应用过程及 其基本原理，掌握关键技术与基础实验操作技能，初步具备分析和解决生物质开 发与利用工程中的具体问题的能力，提高学生的生物和工程科学素质。 三、主要教学方法与教学手段 教学方法：问题引导式教学法、案例分析教学法、讨论式教学法。 教学手段：课堂教学采用多媒体教学手段，并辅之以板书。 四、考核方式与成绩构成 考核方式：课程考核由平时考核和课终考核两部分组成。课程平时考核由课 程心得、课程讨论、实验组成；课终考核为卷面考核（闭卷）
成绩构成：平时成绩+课终考核成绩。 五、理论教学内容及学时安排 第1章绪论2学时) 教学目标：介绍生物质资源在人类可持续发展中的重要性，现存状况、特点 以及开发利用的思路和未来的趋势。 重点、难点：①生物质资源的特点②分类方式 1.1生物质概述 1.1生物质的概多 11.2生物质的分类 1.1.3生物质资源与分布 11.4生物质资源的特点 1.1.5生物质材料与生物质能 1.2典型生物质资源 1.3生物质的开发与利用 1.3.1生物质国家发展战略 1.3.2生物质开发与利用的基本思路 13.3生物质开发与利用的现状 1.3.4生物质开发与利用的发展趋势 第2章纤维素(4学时) 教学目标：介绍纤维素的结构与物理化学特性，纤维素的再生产品以及其应 用实例， 重点、难点：①纤维素的结构与其理化性质的关联②纤维素理化性质改变 的方法与原理③处理方式与应用目的的关系 2.】纤维素概述 2.2纤维素的结构 22.1纤维素的环状结构 22.2纤维素的物理结构 2.1.3纤维素的大分子问的氢键及其影响 23纤维素的物理性质 2.3.1纤维素的吸湿与解吸
成绩构成：平时成绩+课终考核成绩。 五、理论教学内容及学时安排 第 1 章 绪论 (2 学时) 教学目标：介绍生物质资源在人类可持续发展中的重要性，现存状况、特点 以及开发利用的思路和未来的趋势。 重点、难点：①生物质资源的特点 ②分类方式 1.1 生物质概述 1.1.1 生物质的概念 1.1.2 生物质的分类 1.1.3 生物质资源与分布 1.1.4 生物质资源的特点 1.1.5 生物质材料与生物质能 1.2 典型生物质资源 1.3 生物质的开发与利用 1.3.1 生物质国家发展战略 1.3.2 生物质开发与利用的基本思路 1.3.3 生物质开发与利用的现状 1.3.4 生物质开发与利用的发展趋势 第 2 章 纤维素 (4 学时) 教学目标：介绍纤维素的结构与物理化学特性，纤维素的再生产品以及其应 用实例。 重点、难点：①纤维素的结构与其理化性质的关联 ②纤维素理化性质改变 的方法与原理 ③处理方式与应用目的的关系 2.1 纤维素概述 2.2 纤维素的结构 2.2.1 纤维素的环状结构 2.2.2 纤维素的物理结构 2.1.3 纤维素的大分子间的氢键及其影响 2.3 纤维素的物理性质 2.3.1 纤维素的吸湿与解吸
23.2纤维素的润账与溶解 233纤维素的表面电化学性质 2.3.4纤维素的热降解 2.3.5纤维素的光降解 2.3.6纤维素的机械降解 2.4纤维素的化学性厨 2.4.1纤维的可及度与反应性 24.2纤维素的降解 2.4.3纤维素的酯化 2.4.4纤维素的醚化 2.4.5纤维素的接枝与交联 2.5纤维素的溶解 2.5.1传统纤维素的溶剂体系 2.4.2纤维素的新型溶剂体系 2.6纤维素的改性 2.6.1物理改性 2.6.2化学政性 2.7再生纤维素纤维 2.7.1铅胶纤维 2.7.2铜氨纤维 2.7.3 Lyocell纤推 2.7.4醋酯纤维 2.8功能化纤维素材料 2.8.1吸附分离纤维素材料 2.8.2超强吸水剂 2.8.3纤维素微品材料 2.8.4纤维素渗透膜 2.8.5液品纤维素材料 2.8.4生物医用纤维素材料 第3章半纤维素(2学时)
2.3.2 纤维素的润胀与溶解 2.3.3 纤维素的表面电化学性质 2.3.4 纤维素的热降解 2.3.5 纤维素的光降解 2.3.6 纤维素的机械降解 2.4 纤维素的化学性质 2.4.1 纤维的可及度与反应性 2.4.2 纤维素的降解 2.4.3 纤维素的酯化 2.4.4 纤维素的醚化 2.4.5 纤维素的接枝与交联 2.5 纤维素的溶解 2.5.1 传统纤维素的溶剂体系 2.4.2 纤维素的新型溶剂体系 2.6 纤维素的改性 2.6.1 物理改性 2.6.2 化学改性 2.7 再生纤维素纤维 2.7.1 黏胶纤维 2.7.2 铜氨纤维 2.7.3 Lyocell 纤维 2.7.4 醋酯纤维 2.8 功能化纤维素材料 2.8.1 吸附分离纤维素材料 2.8.2 超强吸水剂 2.8.3 纤维素微晶材料 2.8.4 纤维素渗透膜 2.8.5 液晶纤维素材料 2.8.4 生物医用纤维素材料 第 3 章 半纤维素 (2 学时)
教学目标：介绍半纤维素的结构、分离纯化，物理化学特性，以及应用现状。 重点、难点：①半纤推素的混合结构②半纤准素的饨化方法③半纤维素的 衔生物 3.1半纤维素概述 3.2半纤维素聚糖类型及结构 3.3半纤锥素的分离纯化 3.3.1分离前的准备 3.3.2半纤雏素的分离方法 3.3.3半纤维素的纯化 3.4半纤雀素的物理和化学性质 3.4.1半纤维素的物理性质 342半纤维素的化学性质 3.5半纤维素及其衍生物的应用 3.5.1半纤维素降解产物己糖的利用 352半纤维素降解产物戊糖的利用 3.53在造纸工业中的应用 3.5.4在生物和医药工业中的应用 3.5.5在其他工业上的应用 第4章木质素(4学时) 敦学目标：介绍木质素的结构、物理化学特性与应用领域。 重点、难点：①木质素的官能团与侧链结构②木质素的改性原理©木质素 在农业方面的应用 4.1木质素概述 4.1.1木质素的存在 4.12木质素的结构 4.1.3木质素的物理性质 4.1.4木质素的化学性质 4.1.5木质素的分离和精制 4.2木质素的改性 4.2.1磺化政性
教学目标：介绍半纤维素的结构、分离纯化、物理化学特性，以及应用现状。 重点、难点：①半纤维素的混合结构 ②半纤维素的纯化方法 ③半纤维素的 衍生物 3.1 半纤维素概述 3.2 半纤维素聚糖类型及结构 3.3 半纤维素的分离纯化 3.3.1 分离前的准备 3.3.2 半纤维素的分离方法 3.3.3 半纤维素的纯化 3.4 半纤维素的物理和化学性质 3.4.1 半纤维素的物理性质 3.4.2 半纤维素的化学性质 3.5 半纤维素及其衍生物的应用 3.5.1 半纤维素降解产物己糖的利用 3.5.2 半纤维素降解产物戊糖的利用 3.5.3 在造纸工业中的应用 3.5.4 在生物和医药工业中的应用 3.5.5 在其他工业上的应用 第 4 章 木质素 (4 学时) 教学目标：介绍木质素的结构、物理化学特性与应用领域。 重点、难点：①木质素的官能团与侧链结构 ②木质素的改性原理 ③木质素 在农业方面的应用 4.1 木质素概述 4.1.1 木质素的存在 4.1.2 木质素的结构 4.1.3 木质素的物理性质 4.1.4 木质素的化学性质 4.1.5 木质素的分离和精制 4.2 木质素的改性 4.2.1 磺化改性
42.2酚化政性 4.2.3胺化改性 4.2.4氧化政性 4.2.5环氧化改性 42.6接枝共聚 42.7烷基化改性 428羟甲基化政性 4.2.9聚酯化改性 4.2.10羟丙化改性 4.2.11酰化 4.2.12南化 4.2.13 Mannich反应 42.14其他反应 4.3木质素基材料的应用 4.3.1木质素在农业中的应用 4.3.2木质素在工业上的应用 4.3.3木质素的其他应用 第5章淀粉2学时) 教学目标：介绍淀粉的分类、结构和性质，深加工利用原理与技术。 重点、难点：①淀粉的直链与支链结构②淀粉的变性③淀粉糖的分类和应 用 5.1淀粉概述 5.1.1淀粉的分类 5.1.2淀粉的结构 5.1.3淀粉的性质 52淀粉的深加工利用 52.1变性淀粉 52.2淀粉糖 52.3淀粉发酵产品 第6章蛋白质(4学时)
4.2.2 酚化改性 4.2.3 胺化改性 4.2.4 氧化改性 4.2.5 环氧化改性 4.2.6 接枝共聚 4.2.7 烷基化改性 4.2.8 羟甲基化改性 4.2.9 聚酯化改性 4.2.10 羟丙化改性 4.2.11 酰化 4.2.12 硝化 4.2.13 Mannich 反应 4.2.14 其他反应 4.3 木质素基材料的应用 4.3.1 木质素在农业中的应用 4.3.2 木质素在工业上的应用 4.3.3 木质素的其他应用 第 5 章淀粉 (2 学时) 教学目标：介绍淀粉的分类、结构和性质，深加工利用原理与技术。 重点、难点：①淀粉的直链与支链结构 ②淀粉的变性 ③淀粉糖的分类和应 用 5.1 淀粉概述 5.1.1 淀粉的分类 5.1.2 淀粉的结构 5.1.3 淀粉的性质 5.2 淀粉的深加工利用 5.2.1 变性淀粉 5.2.2 淀粉糖 5.2.3 淀粉发酵产品 第 6 章 蛋白质(4 学时)
教学目标：介绍蛋白质的分类、结构和性质，蛋白质的提取和纯化，以及蛋 白质的变性与应用。 重点、难点：①蛋白质的分类②蛋白质的纯化技术 6.1蛋白质概述 6.1.1蛋白质的存在 6.1,2蛋白质的化学组成 6.1.3蛋白质的结构 6.1.4蛋白质的分类 6.1.5蛋白质的性质 6.2蛋白质的提取和粗分离 6.2.1蛋白质提取原材料的选择和处理 62.2蛋白质的提取方法 62.3蛋白质的沉淀方法 63蛋白质的分离纯化技术 6.3.1蛋白质的电泳分离 632蛋白质的层析分离 6.4蛋白质的改性 6.4.1物理改性 6.4.2化学政性 6.4.3酶法政性 6.4.4基因工程改性 6.5蛋白质的应用 6.5.1人造模拟食品 6.52在肉制品中的应用 6.5.3在食品保鲜中的应用 6.5.4在其他食品领域的应用 第7章甲壳素(4学时) 教学目标：介绍甲壳素的发现，甲壳素与壳聚糖的结构和性质，甲壳素与壳 聚糖的化学反应与其应用。 重点、难点：①甲壳素与壳聚糖的官能基团与化学反应②甲壳素在农业以
教学目标：介绍蛋白质的分类、结构和性质，蛋白质的提取和纯化，以及蛋 白质的变性与应用。 重点、难点：①蛋白质的分类 ②蛋白质的纯化技术 6.1 蛋白质概述 6.1.1 蛋白质的存在 6.1.2 蛋白质的化学组成 6.1.3 蛋白质的结构 6.1.4 蛋白质的分类 6.1.5 蛋白质的性质 6.2 蛋白质的提取和粗分离 6.2.1 蛋白质提取原材料的选择和处理 6.2.2 蛋白质的提取方法 6.2.3 蛋白质的沉淀方法 6.3 蛋白质的分离纯化技术 6.3.1 蛋白质的电泳分离 6.3.2 蛋白质的层析分离 6.4 蛋白质的改性 6.4.1 物理改性 6.4.2 化学改性 6.4.3 酶法改性 6.4.4 基因工程改性 6.5 蛋白质的应用 6.5.1 人造模拟食品 6.5.2 在肉制品中的应用 6.5.3 在食品保鲜中的应用 6.5.4 在其他食品领域的应用 第 7 章 甲壳素 (4 学时) 教学目标：介绍甲壳素的发现，甲壳素与壳聚糖的结构和性质，甲壳素与壳 聚糖的化学反应与其应用。 重点、难点：①甲壳素与壳聚糖的官能基团与化学反应 ②甲壳素在农业以
及其它方面的应用 7.1甲壳素概述 7.1.1甲壳素的存在 7.1.2甲壳素的发现 7.1.3甲壳素与壳聚糖的结构 7.1.4甲壳素与壳聚糖的性质 7.2甲壳素和壳聚糖的制备工艺 7.3甲壳素和壳聚糖的化学反应 7.3.1甲壳素与壳聚糖的酰化反应 7.32甲壳素与壳聚糖的酯化反应 7.3.3甲壳素与壳聚糖的醚化反应 73.4甲壳素与壳聚糖的水解反应 7.3.5甲壳素与壳聚糖的氧化反应 7.3.6甲壳素与壳聚糖的交联反应 7.37甲壳素与壳聚糖的接枝共聚反应 7.3.8甲壳素与壳聚糖的整合反应 7.4甲壳素、壳聚糖及其衔生物的应用 74,1在医药卫生方面的应用 7.4.2在农业方面的应用 7.4.3在食品工业中的应用 7.4.4在水处理中的应用 7.4.5在造纸工业中的应用 7.4.6在纺织工业中的应用 7.4.7在化妆品中的应用 第8章单宁(4学时) 教学日标：介绍单宁的分类、性，单宁的提取、分离纯化、改性和应用。 重点、难点：①单宁的分类法②单宁的化学性质③单宁的改性 8.1单宁概述 81.1单宁的存在 8.1.2单宁的分类
及其它方面的应用 7.1 甲壳素概述 7.1.1 甲壳素的存在 7.1.2 甲壳素的发现 7.1.3 甲壳素与壳聚糖的结构 7.1.4 甲壳素与壳聚糖的性质 7.2 甲壳素和壳聚糖的制备工艺 7.3 甲壳素和壳聚糖的化学反应 7.3.1 甲壳素与壳聚糖的酰化反应 7.3.2 甲壳素与壳聚糖的酯化反应 7.3.3 甲壳素与壳聚糖的醚化反应 7.3.4 甲壳素与壳聚糖的水解反应 7.3.5 甲壳素与壳聚糖的氧化反应 7.3.6 甲壳素与壳聚糖的交联反应 7.3.7 甲壳素与壳聚糖的接枝共聚反应 7.3.8 甲壳素与壳聚糖的螯合反应 7.4 甲壳素、壳聚糖及其衍生物的应用 7.4.1 在医药卫生方面的应用 7.4.2 在农业方面的应用 7.4.3 在食品工业中的应用 7.4.4 在水处理中的应用 7.4.5 在造纸工业中的应用 7.4.6 在纺织工业中的应用 7.4.7 在化妆品中的应用 第 8 章 单宁 (4 学时) 教学目标：介绍单宁的分类、性质，单宁的提取、分离纯化、改性和应用。 重点、难点：①单宁的分类法 ②单宁的化学性质 ③单宁的改性 8.1 单宁概述 8.1.1 单宁的存在 8.1.2 单宁的分类
8.1.3单宁的性质 8.2单宁的提取、分离纯化和制备 82.1植物单宁基料的处理 82.2单宁的提取 82.3单宁的分离纯化 8.3单宁的改性 83.1胺基化 83.2季饺盐化 8.3.4综合法 8.4单宁及其改性絮凝剂的应用 8.4.1用作澄清剂 8.4.2处理重金属废水 84.3浓缩 8.4.4改性单宁絮凝剂 8.4.5其他应用 第9章聚乳酸(4学时) 教学目标：介绍聚乳酸的结构和性质，聚乳酸的合成、改性和应用 重点、难点：①聚乳酸的如工性能与商品价值②聚乳酸的合成工艺@聚乳 酸在医药方面的应用 9.1聚乳酸概述 9.1.1聚乳酸的存在 9.1.2聚乳酸的结构和性质 9.2聚乳酸的合成 9.2.1单体制备 9.2.2聚合工艺 93聚乳酸的改性 93.1化学改性 9.3.2物理政性 9.33钠米复合改性 9.4聚乳酸基材料的应用
8.1.3 单宁的性质 8.2 单宁的提取、分离纯化和制备 8.2.1 植物单宁基料的处理 8.2.2 单宁的提取 8.2.3 单宁的分离纯化 8.3 单宁的改性 8.3.1 胺基化 8.3.2 季铵盐化 8.3.4 综合法 8.4 单宁及其改性絮凝剂的应用 8.4.1 用作澄清剂 8.4.2 处理重金属废水 8.4.3 浓缩 8.4.4 改性单宁絮凝剂 8.4.5 其他应用 第 9 章 聚乳酸 (4 学时) 教学目标：介绍聚乳酸的结构和性质，聚乳酸的合成、改性和应用。 重点、难点：①聚乳酸的加工性能与商品价值 ②聚乳酸的合成工艺 ③聚乳 酸在医药方面的应用 9.1 聚乳酸概述 9.1.1 聚乳酸的存在 9.1.2 聚乳酸的结构和性质 9.2 聚乳酸的合成 9.2.1 单体制备 9.2.2 聚合工艺 9.3 聚乳酸的改性 9.3.1 化学改性 9.3.2 物理改性 9.3.3 纳米复合改性 9.4 聚乳酸基材料的应用
9.4.1在生物和医药上的应用 9.4.2在包装领域的应用 9.4.3在纺织领域的应用 9.4.4其他应用 第10章生物质能(2学时) 教学目标：介绍生物质能资源，转化技术以及国内外的应用于制约因素， 重点、难点：①生物质能的特点②生物质能转化技术原理③限制因素 10.1生物质能概述 10.1.1生物质能的来源 10.12生物质能资源 10.1.3生物质能的特点 10.2生物质能转化技术 102.」生物质物理转化 102.2生物质化学转化 102.3生物质生化转化 10.3几种常用的生物质转化技术 10.3.】生物质燃烧技术 1032生物质汽化技术 10.3.3生物质热解技术 10.3.4生物质直接液化技术 六、实验内容及学时安排 项目1：玉米超氧化物歧化酶的提取(4学时) 1」实验性质：实际操作 12实验目的：通过本实验，学习和掌握天燃南的提取技术 13实验内容：将玉米经磷酸缓冲液浸泡，破碎，硫酸铵沉淀分离。提取 超氧化物歧化酶(SOD) 1.3.1细胞破碎 1.3.2提取 1.3.3蛋白质和酶的沉淀分离 13.4实验结果记录与数据处理
9.4.1 在生物和医药上的应用 9.4.2 在包装领域的应用 9.4.3 在纺织领域的应用 9.4.4 其他应用 第 10 章 生物质能 (2 学时) 教学目标：介绍生物质能资源，转化技术以及国内外的应用于制约因素。 重点、难点：①生物质能的特点 ②生物质能转化技术原理 ③限制因素 10.1 生物质能概述 10.1.1 生物质能的来源 10.1.2 生物质能资源 10.1.3 生物质能的特点 10.2 生物质能转化技术 10.2.1 生物质物理转化 10.2.2 生物质化学转化 10.2.3 生物质生化转化 10.3 几种常用的生物质转化技术 10.3.1 生物质燃烧技术 10.3.2 生物质汽化技术 10.3.3 生物质热解技术 10.3.4 生物质直接液化技术 六、实验内容及学时安排 项目 1：玉米超氧化物歧化酶的提取（4 学时） 1.1 实验性质：实际操作 1.2 实验目的：通过本实验，学习和掌握天然酶的提取技术 1.3 实验内容：将玉米经磷酸缓冲液浸泡、破碎，硫酸铵沉淀分离，提取 超氧化物歧化酶（SOD） 1.3.1 细胞破碎 1.3.2 提取 1.3.3 蛋白质和酶的沉淀分离 1.3.4 实验结果记录与数据处理