生物工程导论

1绪论（1）

1.1生物工程的概念及特点（1）

1.2生物工程的研究内容（2）

1.2.1发酵工程（2）

1.2.2细胞工程（3）

1.2.3基因工程（4）

1.2.4酶工程（6）

1.2.5生物反应工程（7）

2微生物与发酵工程（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微生物按结构特征的分类（11）

2.2微生物的培养条件与培养基（11）

2.2.1微生物的培养条件（11）

2.2.2培养基（15）

2.3常见的工业微生物（19）

2.3.1细菌（19）

2.3.2放线菌（20）

2.3.3真菌（21）

2.4微生物常见的发酵过程（26）

2.4.1分批发酵（26）

2.4.2补料-分批发酵（28）

2.4.3半连续发酵（28）

2.4.4连续发酵（28）

2.5发酵条件的影响及其控制（29）

2.5.1培养基对发酵的影响及其控制（29）

2.5.2培养基的灭菌情况对发酵的影响（30）

2.5.3种子的培养对发酵的影响（30）

2.5.4温度对发酵的影响（31）

2.5.5pH对发酵的影响（32）

2.5.6溶解氧对发酵的影响（33）

2.5.7发酵终点的判断（34）

参考文献（35）

3细胞工程（36）

3.1细胞工程简介（36）

3.1.1细胞工程发展简史（36）

3.1.2细胞工程主要应用（38）

3.2植物细胞培养技术（38）

3.2.1植物细胞的培养条件（39）

3.2.2植物细胞的悬浮培养（39）

3.2.3植物细胞或原生质体的固定化培养（45）

3.2.4植物细胞培养与次级代谢产物制备（46）

3.3植物组织培养技术（48）

3.3.1植物组织的培养方式（49）

3.3.2植物组织培养的问题分析（51）

3.3.3植物组织培养与次级代谢产物制备（52）

3.4动物细胞培养技术（54）

3.4.1动物细胞的培养条件（54）

3.4.2动物细胞的原代与传代培养（57）

3.4.3动物细胞的培养方式（61）

3.4.4动物细胞的冻存和复苏（63）

3.4.5动物细胞生物制药（65）

3.5细胞工程操作技术（69）

3.5.1细胞融合（69）

3.5.2细胞核移植（72）

3.5.3染色体工程（75）

3.5.4胚胎工程（79）

参考文献（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基因工程的发展简史（83）

4.1.3基因工程的研究内容（87）

4.1.4基因工程的研究意义（87）

4.2基因工程的工具酶（88）

4.2.1限制性核酸内切酶（88）

4.2.2DNA连接酶（93）

4.2.3DNA聚合酶（95）

4.2.4修饰酶类（97）

4.3基因工程的载体（99）

4.3.1质粒克隆载体（100）

4.3.2噬菌体载体（102）

4.3.3柯斯质粒载体（103）

4.3.4YAC载体（103）

4.4DNA重组技术的基本过程（104）

4.4.1目的基因的制取（105）

4.4.2目的基因与载体DNA的连接（107）

4.4.3DNA重组体导入受体细胞（109）

4.4.4重组体的筛选（111）

4.5基因工程的技术及应用（114）

4.5.1外源基因在大肠杆菌中的表达（114）

4.5.2外源基因在酵母中的表达（116）

4.5.3转基因动物（119）

4.5.4转基因植物（122）

4.5.5基因治疗（124）

参考文献（126）

5酶与酶工程（127）

5.1酶工程概述（127）

5.1.1酶与酶工程的概念（127）

5.1.2酶的分类、命名和结构特征（127）

5.1.3酶的活力和活力单位（129）

5.2酶 的 生 产（130）

5.2.1动植物细胞培养产酶（130）

5.2.2微生物发酵产酶（134）

5.2.3提高酶产量的方法（137）

5.3酶的分离纯化（138）

5.3.1酶分离纯化的一般程序（138）

5.3.2酶分离提取的条件（139）

5.3.3酶溶液的制备（139）

5.3.4酶的分离纯化（140）

5.3.5酶的结晶（143）

5.3.6酶的制剂与保存（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固定化酶的形态和性质（148）

5.5酶的分子修饰（149）

5.5.1酶的化学修饰（149）

5.5.2酶的物理修饰（152）

5.6酶的应用（152）

5.6.1酶在轻工领域的应用（152）

5.6.2酶在食品领域的应用（154）

5.6.3酶在医药领域的应用（154）

5.6.4酶在环境污染治理领域的应用（157）

5.6.5酶在能源开发领域的应用（158）

参考文献（160）

6生物反应工程（161）

6.1酶催化反应动力学（161）

6.1.1均相酶催化反应动力学（161）

6.1.2抑制作用的酶催化反应动力学（167）

6.1.3固定化酶催化反应动力学（172）

6.1.4影响酶催化活性的因素（175）

6.2细胞生长反应动力学（178）

6.2.1细胞反应过程计量学（179）

6.2.2细胞生长动力学的非结构模型（182）

6.2.3底物消耗与产物生成动力学（189）

6.2.4细胞反应动力学的结构模型（194）

6.3生物反应器的操作模型（196）

6.3.1反应器操作基础（197）

6.3.2分批式操作（197）

6.3.3流加式操作（200）

6.3.4连续式操作（201）

6.4生物反应器的传递过程（205）

6.4.1生物反应体系的流变学特性（205）

6.4.2生物反应器的传递过程（209）

6.4.3体积传质系数的测定及其影响因素（212）

6.4.4溶氧方程与溶氧速率的调节（219）

参考文献（219）

7生物工程常见基础设备（220）

7.1灭菌除菌设备（220）

7.1.1连消塔（220）

7.1.2维持罐（222）

7.1.3空气过滤器（222）

7.2分离提纯设备（225）

7.2.1精馏装置（226）

7.2.2萃取装置（229）

7.2.3蒸发装置（233）

7.2.4干燥装置（238）

7.2.5过滤装置（242）

7.2.6离心装置（244）

7.3微生物发酵设备（246）

7.3.1通风发酵设备（247）

7.3.2嫌气发酵设备（252）

7.4酶生物反应器（259）

7.4.1搅拌罐式反应器（259）

7.4.2填充床式反应器（260）

7.4.3流化床式反应器（261）

7.4.4鼓泡式反应器（262）

7.4.5膜式反应器（262）

参考文献（263）

8生物工程学科前沿（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可再生资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热固性塑料的生物降解（269）

8.1.7总结与展望（269）

8.2生物质能概述（270）

8.2.1生物质能简介（270）

8.2.2生物质能利用的主要技术（270）

8.2.3几种重要的生物质能（271）

8.2.4生物质能展望（276）

8.3天然生物活性物质开发（277）

8.3.1生物活性物质简介（277）

8.3.2多糖类天然活性物质的开发（277）

8.3.3黄酮类化合物的开发（278）

8.4干细胞与组织工程（285）

8.4.1干细胞（285）

8.4.2胚胎干细胞（285）

8.4.3成体干细胞（287）

8.4.4组织工程（289）

8.5酶制剂在食品工业的应用（292）

8.5.1食品酶在食品生产中的应用 （292）

8.5.2酶技术在食品安全检测中的应用（297）

8.6生物芯片技术（298）

8.6.1生物芯片的分类 （298）

8.6.2生物芯片技术的应用现状 （299）

8.6.3生物芯片技术的发展趋势（302）

8.7生物制药（303）

8.7.1生物药物的定义（303）

8.7.2生物药物的特性（303）

8.7.3生物药物的分类（304）

8.7.4生物药物的发展过程（306）

8.7.5生物药物研究的新进展（306）

8.8油藏极端环境石油烃厌氧生物降解产甲烷（308）

8.8.1油藏石油烃降解过程内源微生物种类及功能（309）

8.8.2油藏条件对微生物的影响（313）

8.8.3降解产生中间代谢产物及终产物（314）

8.8.4残余油生物气化研究现状（315）

参考文献（316）