《材料的生物制備技術(shù)》課程教學(xué)大綱

1、材料的生物制備技術(shù)教學(xué)大綱課程編號(hào) 100096207課程名稱 材料的生物制備技術(shù)高等教育層次：本科課程在培養(yǎng)方案中的地位：課程性質(zhì)：選修對(duì)應(yīng)于新能源材料與器件專業(yè)；屬于：BZ專業(yè)課程基本模塊開課學(xué)年及學(xué)期 第7學(xué)期先修課程（a必須先修且考試通過(guò)的課程，b必須先修過(guò)的課程，c 建議先修的課程） a無(wú)機(jī)化學(xué)，有機(jī)化學(xué)，物理化學(xué)，b微生物學(xué)，c材料學(xué)課程總學(xué)分：2.0，總學(xué)時(shí)：32； 課程教學(xué)形式：0普通課程課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)效果評(píng)價(jià)1. 知悉微生物制備納米粒子/材料的基本理論知識(shí)；2. 理解微生物作用下新材料形成的原理和工藝方法；3. 掌握金屬納米材料合成、純化及分離技術(shù)，形成在材料合成過(guò)程中發(fā)

2、現(xiàn)問(wèn)題分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的意識(shí)；4. 能夠駕馭菌體合理地選用原材、正確地制定制備高純度高性能納米材料的工藝路線，具備基本的材料科學(xué)研究素養(yǎng)。備注：課程的每一個(gè)教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)需考核的一項(xiàng)知識(shí)能力點(diǎn)，上表中的四種表述形式是對(duì)知識(shí)能力點(diǎn)的不同掌握層次。教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配、與進(jìn)度安排教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配所支撐的課程教學(xué)目標(biāo)教學(xué)方法與策略第一章 合成金屬納米顆粒物的微生物的多樣性：研究進(jìn)展和局限性1.1 前言1.2 利用細(xì)菌合成納米粒子1.3 利用真菌合成納米粒子1.4 利用藻類合成納米粒子1.5 金屬納米粒子的應(yīng)用1.6 生物納米粒子合成的局限性21講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識(shí)

3、。第二章 納米氧化物生物合成中真菌的作用 2.1 前言 2.2 真菌強(qiáng)化納米材料的合成2.3 展望21,2講授，提問(wèn)，實(shí)物及視頻展示。第三章 納米粒子生物合成的微生物分子機(jī)制3.1 前言3.2 金屬納米粒子的化學(xué)合成方法3.3 綠色合成法3.4 納米粒子的生物合成3.5 納米粒子生成或合成的機(jī)制3.6 納米粒子的胞外合成3.7 結(jié)論 31,2講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識(shí)。第四章 生物納米技術(shù)中的生物膜：機(jī)遇和挑戰(zhàn)4.1 前言4.2 納米材料的微生物合成4.3 微生物生物膜與納米材料之間的相互作用4.4 展望21.2講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)

4、拓展知識(shí)。第五章 極端微生物和納米粒子的生物合成：現(xiàn)狀及前景5.1 前言5.2 納米離子的合成5.4 納米粒子的發(fā)酵生成5.5 納米粒子的回收5.6 挑戰(zhàn)和機(jī)遇5.7 結(jié)論21,2講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識(shí)。第六章 細(xì)菌合成尺寸可控的金屬及金屬氧化物納米粒子6.1 前言6.2 金屬納米粒子的細(xì)菌胞內(nèi)合成6.3 金屬納米粒子的細(xì)菌胞外合成6.4 金屬氧化物及硫化物納米粒子的細(xì)菌合成6.5 結(jié)論21,2,3講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識(shí)。第七章 基于醫(yī)療和商業(yè)用途的納米粒子生物合成的方法7.1 前言7.2 細(xì)菌合成納米材料7.3 放線菌生

5、物合成納米粒子7.4 真菌生物合成納米粒子7.5 植物生物合成納米粒子7.6 結(jié)論23.4講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識(shí)。第八章 納米粒子的微生物合成：綜述8.1 前言8.2 微生物激發(fā)的納米粒子的合成8.3 納米粒子合成的機(jī)制8.4 納米粒子的純化和表征8.5 結(jié)論23,4講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識(shí)。第九章 用于納米粒子生物合成的微生物的多樣化9.1 前言9.2 微生物介導(dǎo)合成的納米粒子9.3 土著微生物和工程菌合成納米粒子9.4 從商業(yè)視角下看納米粒子的微生物生物合成9.5 結(jié)論23,4講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)

6、充相關(guān)拓展知識(shí)。第十章 零價(jià)鈀的綠色合成及潛在的有機(jī)鹵化物脫毒研究10.1 前言10.2 用作加氫脫氫的化學(xué)合成鈀納米催化劑：現(xiàn)行方法和材料10.3 納米鈀催化劑的生物合成10.4 鈀納米級(jí)催化劑的微生物生物合成的現(xiàn)行方法10.5 生物鈀納米級(jí)催化劑介入下的有機(jī)氯化污染物的轉(zhuǎn)化10.6 結(jié)論33,4講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識(shí)。第十一章 含鋅廢物及納米級(jí)具附加值產(chǎn)物的環(huán)境處理11.1 前言11.2 物理/化學(xué)/水熱處理11.3 生物濕法冶金工藝：國(guó)際場(chǎng)景11.4 生物濕法冶金工藝：以印度為例11.5 納米粒子的合成11.6 含鋅高附加值產(chǎn)物/納米材料的應(yīng)用11.7

7、 結(jié)論與發(fā)展方向32, 3講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識(shí)。第十二章 納米粒子與植物之間的作用：對(duì)植物產(chǎn)生毒性的有力證據(jù)12.1 前言12.2 植物-納米粒子間的交互作用12.3 納米粒子對(duì)植物的影響12.4 納米粒子誘發(fā)植物毒性的機(jī)制12.5 對(duì)生理參數(shù)的影響12.6 納米粒子植物毒性的基因及分子學(xué)原理12.7 結(jié)論與展望32, 3講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識(shí)。第十三章 納米復(fù)合物的細(xì)胞毒理學(xué)13.1 前言13.2 細(xì)胞毒性13.3 納米粒子的制備13.4 免疫應(yīng)答13.5 降低納米粒子對(duì)細(xì)胞毒性影響的因素13.6 結(jié)論與展望22, 3

8、講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識(shí)。第十四章 納米技術(shù)：法規(guī)及執(zhí)行的概述14.1 前言14.2 納米技術(shù)的范圍14.3 基于納米技術(shù)的安全考慮14.4 監(jiān)管框架的障礙14.5 微生物用于納米粒子的生物合成：一種可替代性的生產(chǎn)方法14.6 結(jié)論22, 3講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示，輔助網(wǎng)絡(luò)資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識(shí)?？己伺c成績(jī)?cè)u(píng)定：平時(shí)成績(jī)、期末考試在總成績(jī)中的比例，平時(shí)成績(jī)的記錄方法。考核方式：閉卷考試成績(jī)構(gòu)成：期末考試成績(jī)、平時(shí)作業(yè)、考勤情況，按百分制評(píng)定?？荚嚦煽?jī)占80%。平時(shí)成績(jī)占20%。平時(shí)考查：原則上4次作業(yè)，考勤若干次。教材，參考書:教科書：Om V. Sing

9、h. Bio-Nanoparticles. John Wiley & Sons. Inc.，2015參考書：1 石淑先.生物材料制備與加工 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.2 馮慶玲.生物材料概論. 北京：清華大學(xué)出版社, 2009.大綱說(shuō)明：本課程的教學(xué)大綱根據(jù)當(dāng)前國(guó)家對(duì)新能源材料發(fā)展的大政方針，結(jié)合國(guó)家對(duì)新能源材料專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)以及北京理工大學(xué)新能源材料與器件專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃和有關(guān)規(guī)定編制而成。課程主要面向大學(xué)三、四年級(jí)學(xué)生，適合于新能源材料與器件專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)。 編寫教師簽名： 責(zé)任教授簽名： 開課學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)簽名： Biosynthesis Technology of Ma

10、terialCourse code: 100096207Course name: Biosynthesis Technology of MaterialLecture Hours: 32Laboratory Hours: 0Credits: 2Term (If necessary): 7Prerequisite(s): Inorganic Chemistry, Organic Chemistry, Physical Chemistry, Materials Science, MicrobiologyCourse Description:This course is to explore the

11、 technology for biological preparation of the materials. The concrete content includes: synthesis of metal nano particles of microbial diversity, nanometer oxide, the role of fungi in biosynthesis, microbial molecular mechanism of nanoparticle biosynthesis, biological biofilm in nanotechnology and b

12、iosynthesis of extremophiles and nanoparticles, bacteria synthetic size controllable metal and metal oxide nanoparticles, based on medical and commercial use method of nanoparticle biosynthesis, microbial synthesis of nanoparticles.Course Outcomes:After completing this course, a student should be ab

13、le to:Develop understanding the basic principle of microbial preparation materials using biological technique.Analyze and solve the problem of different microorganisms survival under the condition of different metal ions.Design the ability to identify the separation technology of rare metal nanomete

14、r materials during the process of preparation.4. Use the common environmental microbial system to prepare the higher purity and higher performance of nanometer materials, thereby train university students basic material science literacy.Course Content:Lectures and Lecture Hours: 1 Diversity of micro

15、bes insynthesis of metal nanoparticles:progress and limitations 2- Introduction- Synthesis of nanoparticles by bacteria - Synthesis of nanoparticles by fungi- Synthesis of nanoparticles by algae- Applications of metal nanoparticles- Limitations of Synthesis of Biogenic Nanoparticles 2 Role of fungi

16、toward synthesis of nano-oxides 2- Introduction- Fungus-mediated synthesis of nanomaterials- Outlook 3 Microbial molecular mechanisms in biosynthesis ofnanoparticles 3-Introduction -Chemical synthesis of metal nanoparticles-Green Synthesis-Biosynthesis of Nanoparticles-Mechanisms for formation or Sy

17、nthesis ofNanoparticles-Extracellular synthesis of nanoparticles-Conclusion 4 Biofilms in bio-nanotechnology: opportunitiesandchallenges 2- Introduction - Microbial synthesis of nanomaterials - Interaction of microbial biofilms with nanomaterials - Future Perspectives 5 Extremophiles andbiosynthesis

18、 of nanoparticles: Currentandfuture perspective 2- Introduction - Synthesis of nanoparticles - Mechanism of nanoparticle biosynthesis- Fermentative production of nanoparticles - Nanoparticle Recovery - Challenges and Future Perspectives- Conclusion6 Biosynthesis of size-controlled metal andmetaloxid

19、enanoparticles by bacteria 2- Introduction - Intracellular Synthesis of Metal Nanoparticles byBacteria - Extracellular Synthesis of Metal Nanoparticles byBacteria- Synthesis of Metal Oxide and Sulfide Nanoparticles by Bacteria- Conclusion7 Methods of nanoparticle biosynthesis for medical and commerc

20、ial applications 2- Introduction - Biosynthesis of Nanoparticles using Bacteria- Biosynthesis of Nanoparticles using Actinomycete- Biosynthesis of Nanoparticles using Fungi- Biosynthesis of Nanoparticles using Plants - Conclusions8 Microbial synthesis ofnanoparticles: anoverview 2- Introduction - Na

21、noparticles Synthesis Inspired by Microorganisms - Mechanisms of Nanoparticles Synthesis- Purification and Characterization of Nanoparticles- Conclusion 9 Microbial Diversity of Nanoparticle Biosynthesis 2- Introduction - Microbial-mediated Nanoparticles - Native and engineered Microbes for Nanopart

22、icleSynthesis- Commercial Aspects of Microbial Nanoparticle Synthesis- Conclusion 10 Sustainable Synthesis of Palladium(0) Nanocatalysts andTheir Potential for Organohalogen Compounds Detoxification 3- Introduction - Chemically Generated Palladium Nanocatalysts for Hydrodechlorination: CurrentMethod

23、s and Materials - Bio-supported Synthesis of Palladium Nanocatalysts - Current Approaches for Synthesis of Palladium Catalysts in the Presence of Microorganisms - Bio-Palladium(0)-nanocatalyst Mediated Transformation of Organohalogen Pollutants- Conclusions 11 Environmental Processing of Zn Containi

24、ng Wastes and Generation of Nanosized Value-Added Products 3- Introduction - Physical/Chemical/Hydrothermal Processing- Biohydrometallurgical Processing: International Scenario- Biohydrometallurgical Processing: Indian Scenario- Synthesis of Nanoparticles - Applications of Zinc-based Value-added Pro

25、ducts/Nanomaterials- Conclusions and Future Directions12 Interaction Between Nanoparticles and Plants: Increasing Evidence of Phytotoxicity 3- Introduction- Plant-Nanoparticle Interactions- Effect of Nanoparticles on Plants- Mechanisms of Nanoparticle-induced Phytotoxicity- Effect on Physiological Parameters- Genectic and Molecular Basis of NP Phytotoxicity- Conclusions and Future Perspectives13 Cytotoxicology of Nanocomposites 2- Introductio