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第一章 绪论1

一、生物技术与生物化学工程1

二、生物反应过程的特点2

三、生物技术在国民经济中的重要地位3

四、本课程的内容组成4

第二章 工业微生物学基础7

第一节 微生物的特点7

第二节 工业生产中常见的微生物9

一、细菌10

二、放线菌12

三、酵母菌13

四、霉菌14

五、病毒15

第三节 微生物菌种的分离选育与保藏16

一、微生物菌种的分离16

二、诱变育种17

三、原生质体融合技术18

四、菌种保藏20

一、微生物的营养类型21

第四节 微生物的营养21

二、微生物的营养基质22

三、微生物的培养基24

四、微生物对营养物质的吸收26

第五节 影响微生物生长发育的因素26

第六节 微生物的培养30

一、微生物的培养方法31

二、微生物的分批培养31

三、微生物的连续培养36

第七节 灭菌技术41

四、微生物的补料分批培养41

一、灭菌方法42

二、微生物的死亡速率42

三、培养基灭菌44

四、空气除菌46

思考题48

第三章 代谢作用与发酵50

第一节 概述50

第二节 生物的能量代谢51

一、能量代谢的热力学原理51

二、能量传递媒介52

一、单糖54

第三节 糖类化学54

二、寡糖56

三、多糖56

四、复合糖58

第四节 糖酵解与厌氧发酵58

一、糖酵解途径58

二、厌氧发酵(EMP型发酵)61

第五节 三羧酸循环与好氧发酵62

二、三羧酸循环途径63

一、EMP-TCA之间的桥梁63

三、好氧发酵65

第六节 糖类、脂类和蛋白质代谢的相互关系67

思考题69

第四章 遗传的分子基础与基因工程70

第一节 遗传变异的物质基础70

一、遗传物质的确定70

二、脱氧核糖核酸DNA的化学组成71

三、DNA的双螺旋结构73

第二节 遗传功能单位——基因76

四、DNA的复制76

第三节 基因的表达功能77

一、RNA的转录78

二、蛋白质的生物合成79

三、基因突变82

第四节 DNA重组技术的基本过程82

一、目的基因的制取83

二、基因载体的选取83

三、DNA的体外重组83

第五节 基因工程菌的应用84

四、DNA重组体导入受体细胞84

一、医药工业85

二、食品与化学工业86

三、环境保护87

第六节 克隆技术87

一、克隆含义87

二、国内外克隆研究概况87

三、胚胎细胞克隆与体细胞克隆89

四、转基因动物克隆91

五、克隆技术的应用前景92

思考题93

第五章 酶与酶工程94

第一节 概述94

第二节 酶的分类与命名94

一、酶的分类94

二、酶的命名97

第三节 酶与固定化酶的生产98

一、酶的发酵技术98

二、酶的工业提取102

三、酶的固定化104

四、细胞的固定化107

五、酶的修饰108

第四节 酶的应用108

一、几种工业常用酶108

二、酶在食品工业中的应用111

三、酶在轻化工业中的应用111

四、酶在医疗业中的应用113

第五节 酶的化学本质114

一、蛋白质的基本组成单位——α-氨基酸114

二、蛋白质的化学结构116

三、酶的组成119

第六节 酶的催化作用120

一、酶催化作用的特点120

二、酶催化作用机制121

第七节 酶催化反应动力学127

一、底物浓度对酶催化反应速度的影响127

二、温度对酶催化反应速度的影响132

三、pH值对酶催化反应速度的影响133

四、激活剂对酶催化反应速度的影响133

五、抑制剂对酶催化反应速度的影响133

思考题137

第六章 生物反应器139

第一节 生物反应器的基本工程概念139

一、生物反应器类型139

二、生物反应器设计内容与开发趋势139

第二节 生物反应器设计计算基础141

一、生物反应器内流体流动与混合141

二、间歇罐式反应器计算142

三、平推流管式反应器计算143

四、全混流罐式反应器计算144

第三节 微生物反应器145

一、机械搅拌通气式发酵罐146

二、自吸式发酵罐148

三、鼓泡式发酵罐148

四、环流式发酵罐149

五、连续管道发酵器150

第四节 酶反应器151

一、间歇式酶反应器151

二、连续搅拌罐式酶反应器151

三、固定床酶反应器152

五、膜式酶反应器153

四、流化床酶反应器153

思考题154

第七章 生物技术的工程应用155

第一节 传统生物技术产品的生产155

一、氨基酸发酵生产155

二、有机酸发酵生产159

三、酒精发酵生产163

第二节 单细胞蛋白发酵生产165

一、单细胞蛋白生产的特点165

二、单细胞蛋白的发酵生产166

第三节 抗生素的发酵生产169

一、概述169

二、抗生素的应用169

三、抗生素的生产工艺171

第四节 转基因植物与植物细胞培养172

一、转基因植物172

二、植物细胞和组织的大规模培养174

第五节 动物细胞培养与单克隆抗体生产176

一、动物细胞的大规模培养176

二、单克隆抗体的生产与应用177

第六节 海洋生物活性物质的开发179

一、海洋药物的开发180

二、海洋功能食品的开发181

第七节 基因工程药物与基因治疗182

一、基因工程药物182

二、基因治疗184

第八节 污水的生化处理185

一、好氧生化处理185

二、厌氧生化处理189

参考文献191