2026年度 (最新) 学院等開講科目生命理工学院生命理工学系

生物化学工学

開講元: 生命理工学系
担当教員: 平沢敬 / 山口雄輝 / 大河内美奈 / 田中祐圭
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火5-6 (W3-501(W351))
クラス: -
科目コード: LST.A366
単位数: 100
開講時期: 2026年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2026年3月26日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

｢生物化学工学｣は、生物の機能を一種の触媒として利用し、物質生産や物質変換を行うための工学体系である。利用する生物機能は、酵素や微生物はもとより、遺伝子操作などにより機能改変した微生物、動・植物細胞を含む。講義では生物化学工学を理解するための基礎となる化学工学の基礎、生体機能を実際に利用するためのバイオリアクターの設計/操作について教授する。最初にバイオプロセスの構成について概観した後、酵素反応や細胞の増殖を定量的に捉える量論/速度論を教授する。そして、微生物培養を例に、バイオリアクターの設計・操作方法を教授する。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
１）生物の分類とそれぞれの特徴、およびその工業的利用が提示できる
２）酵素の構造と機能、および酵素反応の速度を解析できる
３）バイオリアクターの特徴を理解し、リアクターの設計ができる
４）バイオリアクターの操作指針を理解し、リアクターの操作が提示できる

キーワード

物質収支、フラックス、酵素、酵素反応速度論、生物化学量論、細胞増殖速度論、バイオリアクター

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

講義内容の確実な理解と応用力を養うため、講義内容に関する演習や課題を課す。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	バイオプロセスの構成：バイオプロセスの構成と役割、単位、収支、バイオリアクターの種類	生物化学工学の歴史と産業における位置付けが説明できる様々な誘導単位を基本単位の組み合わせで表記できる
第2回	代謝と生体触媒：　酵素、補酵素、セントラルドグマ、微生物、動物細胞、植物細胞、品種改良と分子育種	分子育種の手法を理解する
第3回	酵素反応の速度論：Michaelis-Mentenの式、動力学定数の算出法、阻害剤の反応速度論	Michaelis-Mentenの式を導出できる
第4回	生物化学工学量論：物質基準の収率因子、エネルギー基準の収率因子	収率の概念を理解し、様々な収率因子の相互関係を説明できる
第5回	細胞増殖の速度論：比増殖速度、モノーの式、基質の比消費速度、代謝産物の比生成速度	増殖速度、基質の消費速度、代謝産物の生成速度の相互関連を説明できる
第6回	微生物バイオリアクター：回分培養、連続培養	回分培養、連続培養の特徴を理解する
第7回	微生物バイオリアクター：連続培養、滅菌	連続培養の操作指針を提示できる

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね60分を目安に行うこと。

教科書

「生物化学工学」第3版（丹治、今井、養王田、萩野）：　講談社サイエンティフィック

参考書、講義資料等

Powerpointを用いた解説を行う。講義で使用するPowerpointファイルは事前にLMSを介し開示するので、予習/復習に用いること。

成績評価の方法及び基準

期末試験100%
なお、毎回の講義の最後に理解度を確認する小テストを行い、評価に加味する。

履修の条件・注意事項

この科目は生命理工学系の300番台専門科目であり、応用化学系の300番台専門科目ではないので、履修の際に注意すること。
2025年度まで生命理工学系にて開講していた生物化学工学（LST.A249）を履修済みの場合、この科目を履修することはできない。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

平沢　敬：　thirasawa[at]life isct.ac.jp・5780
山口雄輝：　yamaguchi.y.8072[at]m.isct.ac.jp・5798
大河内美奈：　okochi.m.d90a[at]m.isct.ac.jp・2116
田中祐圭：　tanaka.m.b9e9[at]m.isct.ac.jp・5567