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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