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內容簡介: |
本书共分6章,在对生物工程的学科基础、研究和服务领域进行简要介绍的基础上,重点阐述了基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程、环境生物工程的基本理论、研究领域、应用和发展前景。通过对本书的学习,将使读者对生物工程有一个全面和正确的了解。
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目錄:
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第1章 绪论1 11 生物工程的学科基础1 12 生物工程的研究领域2 121 基因工程2 122 细胞工程3 123 酶工程3 124 发酵工程4 125 生物分离工程5 13 生物工程的服务领域6 131 人类健康6 132 农业7 133 资源和能源8 134 环境保护9 第2章 基因工程10 21 概述10 211 基因工程的诞生10 212 基因工程的内容11 22 基因工程的理论基础13 221 DNA的结构与功能13 222 DNA的变性、复性与杂交15 223 遗传信息的传递方向--中心法则15 224 基因的表达与调控16 23 基因工程工具酶18 231 限制性内切酶19 232 连接酶19 233 其他基因工程的工具酶20 24 基因工程载体20 241 基因工程载体的定义20 242 用于原核生物宿主的载体21 243 用于真核生物宿主的载体23 244 用于植物宿主的载体25 245 用于动物宿主的载体27 246 基因工程载体的必备条件和简单分类27 25 目的基因的获得27 251 原核生物目的基因的获得28 252 真核生物目的基因的获得30 26 目的基因与载体DNA的连接32 261 黏性末端DNA片段的连接32 262 非互补黏性末端或平端DNA片段的连接32 263 连接反应的效率33 27 目的基因导入受体细胞34 271 受体细胞34 272 重组DNA分子导入受体细胞35 28 重组体的筛选37 281 利用抗生素抗性基因37 282 营养缺陷互补法38 283 核酸杂交法38 284 通过免疫反应筛选39 285 通过酶活性筛选39 29 目的基因的高效表达39 291 概述39 292 影响目的基因表达的基本因素40 293 目的基因的不溶性高效表达41 294 目的基因的高效可溶性表达41 295 目的基因的高效分泌型表达41 296 基因工程宿主菌的改造42 297 利用细胞培养工程手段提高基因表达水平43 210 基因工程的应用与发展前景45 2101 基因工程制药47 2102 基因组工程48 主要参考书目51 思考题51 第3章 细胞工程53 31 概述53 32 动物细胞培养54 321 哺乳动物细胞种类及其性能54 322 动物细胞培养的环境特性58 323 动物细胞大规模培养60 324 昆虫细胞培养63 33 植物细胞大规模培养63 331 植物细胞株的建立与培养64 332 植物细胞培养的细胞生理特性67 333 植物细胞培养生物反应器的研究68 334 植物细胞培养的应用70 335 植物细胞培养的发展趋势72 34 转基因动植物73 341 转基因动物73 342 转基因植物76 35 干细胞技术80 351 干细胞分类80 352 干细胞的分离与培养81 353 干细胞的研究进展81 354 干细胞的应用前景和障碍83 36 组织工程85 361 组织工程概述85 362 组织工程的构建86 363 组织工程的展望88 思考题88 主要参考书目89 第4章 酶工程90 41 概述90 42 酶的命名和分类91 421 国际系统分类法92 422 国际系统命名法92 423 酶的活力和活力单位93 43 酶的化学本质、来源和生产93 431 酶的化学本质93 432 酶的来源和生产95 44 酶催化反应机理及反应动力学98 441 酶催化反应的特点98 442 酶催化反应的机理99 443 酶催化反应的速率理论100 444 酶催化反应动力学102 45 酶的固定化和固定化酶反应器105 451 酶的固定化105 452 固定化酶反应器106 46 酶工程的应用107 461 酶法生产高果糖浆109 462 酶法合成丙烯酰胺110 463 酶法生产L-氨基酸和有机酸110 464 酶法合成半合成抗生素生产的重要中间体111 465 酶用于光学活性化合物的制备112 466 酶用于疾病诊断和治疗113 467 生物传感器和蛋白质芯片114 468 酶在基因工程中的应用115 47 酶工程的研究进展116 471 酶的修饰和蛋白质工程116 472 酶的新用途--靶酶及酶标药物117 473 非水系统中的酶催化117 474 酶法固氮118 475 极端酶的研究和应用118 476 人工合成酶和模拟酶119 477 核酸酶120 478 抗体酶121 思考题122 主要参考书目123 第5章 微生物工程124 51 微生物工程的发展史125 511 显微镜与微生物的发现126 512 微生物与发酵127 513 微生物纯种培养技术128 514 丙酮丁醇发酵和甘油发酵129 515 青霉素的发现与青霉素发酵的工业化129 516 微生物工程的发展131 52 常见的工业微生物132 521 细菌132 522 放线菌136 523 酵母137 524 霉菌138 53 微生物育种技术140 531 诱变育种141 532 代谢工程育种143 533 DNA重排与基因组重排育种144 54 微生物的营养和生长146 55 发酵工业的生产流程148 551 原料预处理148 552 发酵培养基的配制和灭菌148 553 无菌空气制备149 554 微生物种子的制备149 555 发酵过程的操作方式150 556 发酵产品及其分离提纯工艺152 56 生物反应器和反应动力学153 561 搅拌罐153 562 鼓泡塔154 563 气升式反应器154 564 流化床反应器和填充床反应器155 565 发酵过程的检测和控制156 566 发酵过程动力学和传质156 57 微生物发酵产品158 571 大宗及精细化学产品158 572 有机酸、氨基酸及其他食品添加剂159 573 酶制剂162 574 医药及检测试剂163 575 农用和兽用生物制品164 576 由微生物发酵生产的多糖和聚羟基链烷酸165 58 资源和能源领域中的微生物工程166 581 微生物冶金166 582 磷矿的微生物处理167 583 微生物与石油资源的开采和利用167 584 从生物量到能源168 思考题169 主要参考书目169 第6章 环境生物工程170 61 环境污染及其现状170 611 环境污染170 612 环境污染的分类170 613 大气污染与温室效应171 614 水体污染172 615 土壤污染173 616 环境污染的特征及危害173 617 环境污染源及优先污染物174 618 我国环境污染现状175 619 废水、大气质量指标与排放标准177 62 微生物在自然界物质循环中的作用178 621 碳元素循环178 622 氮素循环179 623 硫元素循环181 624 磷元素循环182 63 环境保护中常见的微生物群及其相互作用183 631 好氧微生物群183 632 厌氧微生物群185 633 环境中微生物的相互作用189 64 影响污染物生物降解的因素191 641 污染物的生物可降解性191 642 影响生物降解的因素193 65 典型有机污染物的生物降解机理195 651 卤代有机物的生物降解195 652 降解木质素及多环芳烃的微生物196 66 污染物在生态系统中的生物自净原理198 661 水体的自净198 662 土壤的自净199 663 空气的自净199 67 污水好氧生物处理200 671 活性污泥法基本概念200 672 活性污泥指标及参数201 673 活性污泥吸附与氧化阶段201 674 影响活性污泥活性的主要因素202 675 常用活性污泥处理工艺的类型和特点202 68 污水厌氧生物处理203 681 影响厌氧生物处理的主要因素204 682 厌氧生物处理工艺与反应器206 69 生物脱氮脱磷209 691 生物脱氮工艺209 692 生物除磷210 693 废水的同步脱氮除磷工艺212 610 废气生物净化与生物脱硫212 6101 废气生物净化212 6102 生物脱硫214 611 污染环境的生物修复216 6111 微生物生物修复216 6112 影响微生物修复的因素219 6113 污染环境的植物修复220 6114 生物修复的典型工程实例221 思考题221 主要参考书目222
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內容試閱:
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由于生物技术和生物工程的飞速发展,生物工程与人们的日常生活、经济和社会的发展关系越来越密切,生物工程与其他学科的交叉越来越普遍,生物工程几乎已经渗透到所有的学科,包括:工程科学,生物、物理、化学、数学等基础科学,管理科学,经济学,人文科学等。在其他学科的学习与研究中都不可避免地会遇到与生物工程相关的问题,在中学阶段所学习的生物知识已经远不能适应新的形势。因此,非常有必要为每一位大学本科生开设一门介绍生物工程历史、现状及展望的生物工程导论课,使每一位大学生都能了解、掌握生物工程的基本理论和方法,认识生物工程在未来世界中的重要地位。 《生物工程导论》是一本适合于综合性大学非生物类专业一、二年级学生学习生物工程的发展历史、基本原理和应用领域的教科书,也适合于相关专业的人士和管理人员了解、掌握现代生物工程。在内容的编排上,第1章绪论(岑沛霖编写),对生物工程的学科基础、研究和服务领域进行了简要介绍。第2章基因工程(徐志南编写),对基因工程的发展历史、理论基础、工具酶、载体、获得目的基因的方法和途径、载体质粒的构建及转化方法、目的基因的高效表达及基因工程的应用和发展前景等进行了论述。第3章细胞工程(孟琴编写),重点介绍了动植物细胞株的建立方法和大规模培养技术、转基因动植物、干细胞技术和组织工程等内容。第4章酶工程(梅乐和编写),在论述了酶的分类和命名、酶的化学本质及酶催化反应机理的基础上,主要讨论了酶的来源和生产、酶的固定化和固定化酶反应器及酶在食品、化工、医药、检测及科学研究中的重要用途,并对酶工程的最新研究进展进行了评述。第5章微生物工程(林建平编写),论述了微生物工程的发展历史,介绍了常见的工业微生物、微生物的育种技术,重点讨论了微生物的营养和生长、发酵工业的生产流程、生物反应器和反应动力学、微生物发酵获得的主要产品工程及微生物工程在资源和能源领域的应用等。第6章环境生物工程(陈欢林编写),在对环境污染现状进行评述的基础上,讨论了环境微生物及其在自然界物质循环中的作用、影响污染物生物降解的主要因素、典型有机污染物的生物降解机理及污染物在生态系统中的生物自净原理,对好氧、厌氧污水生物处理过程及生物脱氮脱磷过程等进行了较系统的介绍,对废气生物净化、生物脱硫及污染环境的生物修复等近年来受到普遍关注的问题进行了讨论。我们希望,通过对本书的学习,将使读者对生物工程有一个全面和正确的了解,并能促进生物工程与其他学科的交叉发展。 本书的编者都长期从事有关领域的教学和科研工作,具有较高的学术造诣,但由于本书的编写是在大家都很忙的时候并在较短的时间内完成的,难免存在差错和不足,希望读者批评指正。 编 者 2003年9月于浙江大学
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