生物工程導論

1緒論（1）

1.1生物工程的概念及特點（1）

1.2生物工程的研究內容（2）

1.2.1發(fā)酵工程（2）

1.2.2細胞工程（3）

1.2.3基因工程（4）

1.2.4酶工程（6）

1.2.5生物反應工程（7）

2微生物與發(fā)酵工程（9）

2.1微生物概述（9）

2.1.1什么是微生物（9）

2.1.2微生物的特性（9）

2.1.3微生物按結構特征的分類（11）

2.2微生物的培養(yǎng)條件與培養(yǎng)基（11）

2.2.1微生物的培養(yǎng)條件（11）

2.2.2培養(yǎng)基（15）

2.3常見的工業(yè)微生物（19）

2.3.1細菌（19）

2.3.2放線菌（20）

2.3.3真菌（21）

2.4微生物常見的發(fā)酵過程（26）

2.4.1分批發(fā)酵（26）

2.4.2補料-分批發(fā)酵（28）

2.4.3半連續(xù)發(fā)酵（28）

2.4.4連續(xù)發(fā)酵（28）

2.5發(fā)酵條件的影響及其控制（29）

2.5.1培養(yǎng)基對發(fā)酵的影響及其控制（29）

2.5.2培養(yǎng)基的滅菌情況對發(fā)酵的影響（30）

2.5.3種子的培養(yǎng)對發(fā)酵的影響（30）

2.5.4溫度對發(fā)酵的影響（31）

2.5.5pH對發(fā)酵的影響（32）

2.5.6溶解氧對發(fā)酵的影響（33）

2.5.7發(fā)酵終點的判斷（34）

參考文獻（35）

3細胞工程（36）

3.1細胞工程簡介（36）

3.1.1細胞工程發(fā)展簡史（36）

3.1.2細胞工程主要應用（38）

3.2植物細胞培養(yǎng)技術（38）

3.2.1植物細胞的培養(yǎng)條件（39）

3.2.2植物細胞的懸浮培養(yǎng)（39）

3.2.3植物細胞或原生質體的固定化培養(yǎng)（45）

3.2.4植物細胞培養(yǎng)與次級代謝產物制備（46）

3.3植物組織培養(yǎng)技術（48）

3.3.1植物組織的培養(yǎng)方式（49）

3.3.2植物組織培養(yǎng)的問題分析（51）

3.3.3植物組織培養(yǎng)與次級代謝產物制備（52）

3.4動物細胞培養(yǎng)技術（54）

3.4.1動物細胞的培養(yǎng)條件（54）

3.4.2動物細胞的原代與傳代培養(yǎng)（57）

3.4.3動物細胞的培養(yǎng)方式（61）

3.4.4動物細胞的凍存和復蘇（63）

3.4.5動物細胞生物制藥（65）

3.5細胞工程操作技術（69）

3.5.1細胞融合（69）

3.5.2細胞核移植（72）

3.5.3染色體工程（75）

3.5.4胚胎工程（79）

參考文獻（82）

4基 因 工 程（83）

4.1基因工程概述（83）

4.1.1基因工程的概念（83）

4.1.2基因工程的發(fā)展簡史（83）

4.1.3基因工程的研究內容（87）

4.1.4基因工程的研究意義（87）

4.2基因工程的工具酶（88）

4.2.1限制性核酸內切酶（88）

4.2.2DNA連接酶（93）

4.2.3DNA聚合酶（95）

4.2.4修飾酶類（97）

4.3基因工程的載體（99）

4.3.1質?？寺≥d體（100）

4.3.2噬菌體載體（102）

4.3.3柯斯質粒載體（103）

4.3.4YAC載體（103）

4.4DNA重組技術的基本過程（104）

4.4.1目的基因的制取（105）

4.4.2目的基因與載體DNA的連接（107）

4.4.3DNA重組體導入受體細胞（109）

4.4.4重組體的篩選（111）

4.5基因工程的技術及應用（114）

4.5.1外源基因在大腸桿菌中的表達（114）

4.5.2外源基因在酵母中的表達（116）

4.5.3轉基因動物（119）

4.5.4轉基因植物（122）

4.5.5基因治療（124）

參考文獻（126）

5酶與酶工程（127）

5.1酶工程概述（127）

5.1.1酶與酶工程的概念（127）

5.1.2酶的分類、命名和結構特征（127）

5.1.3酶的活力和活力單位（129）

5.2酶 的 生 產（130）

5.2.1動植物細胞培養(yǎng)產酶（130）

5.2.2微生物發(fā)酵產酶（134）

5.2.3提高酶產量的方法（137）

5.3酶的分離純化（138）

5.3.1酶分離純化的一般程序（138）

5.3.2酶分離提取的條件（139）

5.3.3酶溶液的制備（139）

5.3.4酶的分離純化（140）

5.3.5酶的結晶（143）

5.3.6酶的制劑與保存（144）

5.4酶的固定化（145）

5.4.1固定化酶概述（145）

5.4.2酶的固定化方法（146）

5.4.3固定化酶的形態(tài)和性質（148）

5.5酶的分子修飾（149）

5.5.1酶的化學修飾（149）

5.5.2酶的物理修飾（152）

5.6酶的應用（152）

5.6.1酶在輕工領域的應用（152）

5.6.2酶在食品領域的應用（154）

5.6.3酶在醫(yī)藥領域的應用（154）

5.6.4酶在環(huán)境污染治理領域的應用（157）

5.6.5酶在能源開發(fā)領域的應用（158）

參考文獻（160）

6生物反應工程（161）

6.1酶催化反應動力學（161）

6.1.1均相酶催化反應動力學（161）

6.1.2抑制作用的酶催化反應動力學（167）

6.1.3固定化酶催化反應動力學（172）

6.1.4影響酶催化活性的因素（175）

6.2細胞生長反應動力學（178）

6.2.1細胞反應過程計量學（179）

6.2.2細胞生長動力學的非結構模型（182）

6.2.3底物消耗與產物生成動力學（189）

6.2.4細胞反應動力學的結構模型（194）

6.3生物反應器的操作模型（196）

6.3.1反應器操作基礎（197）

6.3.2分批式操作（197）

6.3.3流加式操作（200）

6.3.4連續(xù)式操作（201）

6.4生物反應器的傳遞過程（205）

6.4.1生物反應體系的流變學特性（205）

6.4.2生物反應器的傳遞過程（209）

6.4.3體積傳質系數(shù)的測定及其影響因素（212）

6.4.4溶氧方程與溶氧速率的調節(jié)（219）

參考文獻（219）

7生物工程常見基礎設備（220）

7.1滅菌除菌設備（220）

7.1.1連消塔（220）

7.1.2維持罐（222）

7.1.3空氣過濾器（222）

7.2分離提純設備（225）

7.2.1精餾裝置（226）

7.2.2萃取裝置（229）

7.2.3蒸發(fā)裝置（233）

7.2.4干燥裝置（238）

7.2.5過濾裝置（242）

7.2.6離心裝置（244）

7.3微生物發(fā)酵設備（246）

7.3.1通風發(fā)酵設備（247）

7.3.2嫌氣發(fā)酵設備（252）

7.4酶生物反應器（259）

7.4.1攪拌罐式反應器（259）

7.4.2填充床式反應器（260）

7.4.3流化床式反應器（261）

7.4.4鼓泡式反應器（262）

7.4.5膜式反應器（262）

參考文獻（263）

8生物工程學科前沿（264）

8.1生物降解塑料及其生物降解（264）

8.1.1生物降解塑料（264）

8.1.2塑料降解概述（264）

8.1.3脂肪族聚酯的生物降解（265）

8.1.4可再生資源合成塑料的生物降解（267）

8.1.5共混聚合物塑料的生物降解（268）

8.1.6熱固性塑料的生物降解（269）

8.1.7總結與展望（269）

8.2生物質能概述（270）

8.2.1生物質能簡介（270）

8.2.2生物質能利用的主要技術（270）

8.2.3幾種重要的生物質能（271）

8.2.4生物質能展望（276）

8.3天然生物活性物質開發(fā)（277）

8.3.1生物活性物質簡介（277）

8.3.2多糖類天然活性物質的開發(fā)（277）

8.3.3黃酮類化合物的開發(fā)（278）

8.4干細胞與組織工程（285）

8.4.1干細胞（285）

8.4.2胚胎干細胞（285）

8.4.3成體干細胞（287）

8.4.4組織工程（289）

8.5酶制劑在食品工業(yè)的應用（292）

8.5.1食品酶在食品生產中的應用 （292）

8.5.2酶技術在食品安全檢測中的應用（297）

8.6生物芯片技術（298）

8.6.1生物芯片的分類 （298）

8.6.2生物芯片技術的應用現(xiàn)狀 （299）

8.6.3生物芯片技術的發(fā)展趨勢（302）

8.7生物制藥（303）

8.7.1生物藥物的定義（303）

8.7.2生物藥物的特性（303）

8.7.3生物藥物的分類（304）

8.7.4生物藥物的發(fā)展過程（306）

8.7.5生物藥物研究的新進展（306）

8.8油藏極端環(huán)境石油烴厭氧生物降解產甲烷（308）

8.8.1油藏石油烴降解過程內源微生物種類及功能（309）

8.8.2油藏條件對微生物的影響（313）

8.8.3降解產生中間代謝產物及終產物（314）

8.8.4殘余油生物氣化研究現(xiàn)狀（315）

參考文獻（316）