高等學校專業教材:代謝控製發酵

高等學校專業教材:代謝控製發酵 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

張剋旭 等 著
圖書標籤:
  • 代謝工程
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  • 發酵過程
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齣版社: 中國輕工業齣版社
ISBN:9787501921751
版次:1
商品編碼:10889790
包裝:平裝
齣版時間:2007-03-01
用紙:膠版紙
頁數:447
字數:373000

具體描述

內容簡介

《高等學校專業教材:代謝控製發酵》是根據輕工專業“代謝控製發酵”教學大綱編寫的。於1996年12月在無锡輕工大學召開的發酵專業教學指導小組會議上被定為輕工高等院校教材。
代謝控製發酵是發酵工業的基礎理論,發酵工業就是一種控製微生物代謝的生物化學過程代謝控製發酵技術是微生物發酵工業的第3個轉摺期。它産生於分子生物學的研究,同時又促進
瞭分子生物學的發展。我們在編寫這部書時,既係統介紹瞭代謝控製發酵的基礎知識,又重點介紹瞭國內外目前本學科發展的概貌及新的科研方法和實驗手段。
《高等學校專業教材:代謝控製發酵》是在作者多年教學及科研的基礎上,參考國內外最新齣版的教科書及科技資料編寫而成的。涉及麵較寬,並有一定的深度。在體例安排上,首先介紹瞭代謝控製發酵的基本思想和基本
技術。鑒於基因工程技術在代謝控製發酵中所占的比例越來越大,且工科院校學生所具備的基因工程知識比較缺乏,故以三章的篇幅扼要地介紹瞭基因工程的基礎知識、基本操作及體外誘變方法。這樣就可以使學生對代謝控製發酵中所涉及的基因工程問題迎刃而解。最後分彆介紹瞭糖類、脂類、氨基酸、核酸類物質及抗生素發酵的代謝與控製,並詳細介紹瞭某些目的産物的代謝控製發酵育種。

目錄

第一章 緒論
第二章 代謝控製發酵的基本思想
第一節 微生物細胞的調節機製
一、酶活力的調控
二、酶閤成的調控
三、反饋抑製與反饋阻遏的比較
第二節 代謝控製發酵的基本思想
一、切斷支路代謝
二、解除菌體自身的反饋調節
三、增加前體物的閤成
四、去除終産物
五、特殊調節機製的利用
六、條件突變株的應用
七、選育不生成副産物的菌株
八、選育生産代謝拮抗物質的菌株
第三節 微生物代謝控製發酵的措施
第四節 環境條件控製

第三章 代謝控製發酵育種的基本技術
第一節 誘變
一、誘變劑
二、誘變育種中的幾個問題
三、突變型菌株的分離
四、育種實例
第二節 原生質體融閤
一、概述
二、育種實例
第三節 轉導
一、概述
二、育種實例
第四節 轉化
一、概述
二、育種買例
第五節 雜交
一、黴菌的雜交育種
二、酵母菌的雜交育種
三、放綫菌的雜交育種

第四章 基因工程概論
第一節 載體-宿主係統
一、載體
二、宿主
第二節 工具酶
一、限製性內切酶
二、其他工具酶
第三節 目的基因的製備與剋隆化
一、利用理化方法分離基因
二、利用分子雜交技術分離基因
三、利用鳥槍法分離基因
四、人工閤成基因
五、分子剋隆的建立和目的基因的錶達

第五章 重組DNA技術
第一節 基本操作
一、質粒DNA的快速製備
二、利用氯化銫-溴化乙錠超速離心分離質粒DNA
三、采用Scpharose 4B柱分離質粒DNA
四、凝膠電泳
……
第六章 利用體外誘變製備突變株
第七章 糖代謝與控製
第八章 脂類代謝與控製
第九章 氨基酸的代謝控製與發酵
第十章 核酸類物質的代謝控製與發酵
第十一章 抗生素發酵的代謝與控製
主要參考文獻

前言/序言


好的,以下是一份關於《高等學校專業教材:代謝控製發酵》的圖書簡介,內容翔實,旨在全麵介紹該教材的價值與特色,同時不包含任何關於人工智能或生成過程的描述: --- 圖書簡介:《高等學校專業教材:代謝控製發酵》 聚焦核心:現代發酵工程的理論與實踐基石 《高等學校專業教材:代謝控製發酵》是一本麵嚮生物工程、生物技術、食品科學與工程、藥學以及相關工科專業高年級本科生及研究生深度學習的專業教材。本書旨在係統、深入地闡述發酵過程中的代謝調控機製、過程優化策略以及現代控製技術在生物製造中的集成應用,是連接基礎生物化學與前沿工業生物技術之間的關鍵橋梁。 本書的編寫立足於當代生物製造領域對高效率、高特異性、低能耗生産體係的迫切需求,深刻認識到“代謝控製”是實現目標産物最大化的核心科學問題。我們摒棄瞭傳統發酵教材中側重於菌種選育或設備介紹的單一視角,而是聚焦於細胞內部代謝流的動態解析及其與外部環境參數的相互作用。 第一部分:代謝基礎與調控原理的深度剖析 教材的開篇部分,首先為讀者構建起堅實的理論基礎。我們詳細梳理瞭微生物細胞(包括細菌、酵母及絲狀真菌)的宏觀代謝網絡,特彆是圍繞中央碳代謝、電子傳遞鏈以及能量平衡的復雜關係。 章節細述: 1. 代謝流分析導論: 引入代謝穩態(Steady State)和非穩態(Non-Steady State)的概念,強調代謝流(Flux)分析在理解細胞資源分配中的核心地位。本部分詳細介紹瞭同位素示蹤技術(如$^{13} ext{C-MFA}$)的基本原理及其在定量解析細胞內代謝路徑中的應用前景。 2. 關鍵代謝節點的調控機製: 深入探討瞭限速酶、反饋抑製和誘導性調控在代謝網絡中的作用。重點分析瞭碳源(如葡萄糖、甘油)和氮源(如氨、硝酸鹽)的信號轉導路徑如何精確控製關鍵酶的活性,從而影響目標産物的閤成路徑分支點。 3. 氧化還原平衡與能量耦閤: 闡明瞭$ ext{NADH}/ ext{NAD}^+$、$ ext{ATP}/ ext{ADP}$ 等關鍵輔因子對代謝路徑選擇性的影響。對於厭氧發酵和兼性厭氧發酵過程中的能量效率低下問題,本書給齣瞭詳細的代謝機製解釋,並預示瞭通過調控呼吸鏈或電子受體來實現代謝重定嚮的可能性。 第二部分:過程控製與代謝耦閤的工程化實現 理解瞭代謝原理後,教材將重點轉嚮如何通過工程手段對這些微觀過程進行有效乾預和優化,這是“代謝控製”轉化為“過程控製”的關鍵環節。 核心內容涵蓋: 1. 底物供應策略的精細化設計: 詳細比較瞭分批發酵、補料分批發酵(Fed-Batch)和連續發酵模式對細胞生長、産物閤成的動態影響。特彆指齣高底物濃度引起的Crabtree效應(或Pasteur效應)在工業酵母發酵中的實際控製策略,強調瞭精確的底物滴加速度(Feeding Rate)對抑製副産物生成和提高産率的決定性作用。 2. 環境參數的代謝響應性調控: 探討瞭溶解氧($ ext{DO}$)、$ ext{pH}$、溫度等傳統過程參數如何通過影響細胞膜完整性、酶活性和細胞膜滲透性來間接調控代謝流。例如,如何通過精確控製氧傳遞速率($ ext{OTR}$)來平衡有氧閤成和厭氧閤成的需求。 3. 在綫監測與實時反饋控製: 本部分是教材的前沿體現。介紹瞭先進的傳感器技術(如近紅外光譜$ ext{NIR}$、拉曼光譜)在實時監測關鍵代謝物(如乳酸、乙醇、關鍵中間體)上的應用。在此基礎上,係統闡述瞭模型預測控製($ ext{MPC}$)和模糊控製在維持代謝最佳狀態下的工程應用,使過程控製從經驗操作轉嚮數據驅動的精確調控。 第三部分:前沿技術在代謝控製中的集成應用 為使教材內容與時俱進,本書專門闢齣章節,探討現代分子生物學工具與生物過程工程的深度融閤。 1. 基因工程與代謝路徑重塑: 介紹瞭如何利用基因編輯技術(如$ ext{CRISPR}/ ext{Cas}9$)在基因組水平上對代謝網絡進行“硬性”改造。這包括敲除競爭性通路、過錶達限速酶或引入異源代謝途徑,以實現理論上最大産率的突破。 2. 智能代謝調控係統的構建: 探討瞭閤成生物學中的“開關”和“傳感器”元件如何被植入微生物細胞內,實現對環境信號(如底物耗盡或産物積纍)的內源性響應。例如,設計能自動在生長相和生産相之間切換的“雙穩態開關”,從而最大限度地提高生産效率。 教材特色與適用對象 《高等學校專業教材:代謝控製發酵》的特點在於其理論的深度、工程的廣度以及實踐的指導性: 案例驅動: 每章末均附有詳細的工業案例分析(如高密度錶達重組蛋白、高産率有機酸發酵),幫助學生將抽象的數學模型和代謝網絡圖轉化為具體的工程解決方案。 強化計算能力: 教材鼓勵學生運用數學工具(如質量平衡方程、動力學模型)來定量描述和預測發酵過程,而非僅僅停留在定性描述層麵。 麵嚮未來: 內容緊密跟蹤全球生物製造領域的熱點研究方嚮,特彆是閤成生物學、係統生物學與過程工程的交叉領域。 本書是生物工程、發酵工程專業學生深入理解如何“指揮”細胞工廠高效生産的必備參考書,同時也是從事生物製藥、生物能源、精細化學品生産的工程師和研究人員進行工藝開發與優化工作的有力工具。通過係統學習本書內容,讀者將能夠具備設計、操作和優化復雜工業發酵過程的綜閤能力。

用戶評價

評分

說實話,我一開始對這本書的期待並沒有那麼高,畢竟“專業教材”四個字聽起來總是有些枯燥乏味。但當我真正翻開它,纔發現我錯瞭,大錯特錯!這本書的內容組織非常有條理,從基礎的微生物代謝途徑講起,逐步深入到復雜的調控機製和工程化應用。讓我印象深刻的是,作者在講解一些復雜概念時,會引用很多生動形象的比喻,比如將代謝通路比作一條條復雜的“化學工廠生産綫”,將控製策略比作“智能工廠的中央調度係統”。這樣的描述一下子就拉近瞭讀者與專業知識的距離。書中還有大量的圖錶和流程圖,清晰直觀地展示瞭發酵過程中的關鍵步驟和變量之間的關係。我尤其喜歡書中關於“過程優化”的章節,它詳細介紹瞭如何通過調整發酵條件來提高産量和效率,這對於我正在進行的發酵實驗來說,簡直是“雪中送炭”。而且,書中提到的許多前沿技術,如“閤成生物學”在代謝工程中的應用,也讓我看到瞭發酵領域的巨大發展潛力。總而言之,這是一本既有深度又有廣度,既學術嚴謹又不失趣味性的教材,強烈推薦給所有對發酵領域感興趣的朋友們!

評分

我是一名微生物學領域的博士生,平日裏接觸的文獻和資料不計其數,但《高等院校專業教材:代謝控製發酵》這本書,卻給瞭我耳目一新的感覺。它不像許多文獻那樣,僅僅停留在理論的堆砌,而是真正將基礎研究與工程實踐緊密結閤。書中對發酵過程中關鍵的酶活性、底物濃度、産物抑製等因素的控製策略,進行瞭非常細緻的闡述。我特彆欣賞書中關於“反饋控製”和“前饋控製”在發酵過程中的應用分析,這對於精確調控發酵體係、減少不確定性具有至關重要的意義。書中還引入瞭許多現代的分析技術,例如高通量代謝組學和轉錄組學,以及它們如何輔助我們理解和調控微生物的代謝網絡,這一點對於我的課題研究非常有啓發。作者的寫作風格非常嚴謹,但又不失邏輯性,每個章節的過渡都很自然。我反復閱讀瞭關於“細胞工廠設計”的部分,它探討瞭如何通過基因工程和代謝工程手段,重塑微生物的代謝能力,以生産目標産物,這正是我們實驗室目前的研究方嚮。這本書為我提供瞭寶貴的理論指導和技術參考,讓我對發酵工程有瞭更全麵、更深入的認識。

評分

作為一個多年從事生物製藥行業的工程師,我經常需要麵對復雜的發酵工藝問題。這本《高等院校專業教材:代謝控製發酵》簡直是我的“救星”!書中詳細介紹瞭如何根據不同的目標産物和微生物特性,設計和優化發酵工藝。我特彆關注瞭書中關於“發酵罐設計與放大”的部分,這對於解決從小試到中試再到工業化生産過程中常常遇到的規模效應問題非常有幫助。書中列舉瞭大量的實際案例,例如在抗生素生産過程中,如何通過調控溫度、pH、溶氧等參數來抑製雜菌生長、提高目標菌株的産量。還有關於“連續發酵”和“分批發酵”等不同工藝模式的比較分析,以及它們各自的優缺點,這讓我能夠根據實際需求選擇最閤適的發酵策略。此外,書中還涉及瞭發酵過程中常見的“副反應”和“代謝産物積纍”等問題,並提齣瞭相應的解決方案,這對於提高産品收率和降低生産成本至關重要。這本書的實用性非常強,它不僅教授瞭我理論知識,更重要的是,為我提供瞭解決實際生産問題的思路和方法,讓我受益匪淺。

評分

這本書簡直是一場學術盛宴!作為一名正在攻讀生物工程專業的學生,我一直對發酵過程中的精妙調控感到著迷,而《高等院校專業教材:代謝控製發酵》這本書,無疑將我帶入瞭更深層次的理解。從最初的菌種選育優化,到發酵罐內的實時參數監測,再到最終産品的分離純化,書中對每一個環節都進行瞭深入淺齣的剖析。特彆是關於代謝流分析的部分,作者巧妙地運用瞭數學模型和計算機模擬,將那些抽象的概念具象化,讓我這個初學者也能窺見微生物代謝網絡中的“蛛絲馬跡”。書中大量的案例研究,覆蓋瞭從抗生素、酶製劑到生物燃料等多個領域,這讓我看到瞭理論知識在實際工業生産中的強大應用力,也為我未來的科研方嚮提供瞭不少靈感。雖然有些章節涉及到較為復雜的動力學方程和控製理論,但我相信,通過反復鑽研和結閤實驗操作,我一定能夠掌握這些核心技術,成為一名優秀的發酵工程師。這本書的價值,遠不止於課堂教學,它更像是一本隨時可以翻閱的“寶典”,為我在科研道路上指引方嚮,解決難題。

評分

雖然我並非生物發酵領域的專業人士,但一直對食品科學中的發酵技術充滿好奇。偶然間發現瞭這本《高等院校專業教材:代謝控製發酵》,我本以為會是一本晦澀難懂的書,但齣乎意料的是,它竟然能讓我這樣一個“門外漢”也能有所收獲。書中對發酵過程的基本原理,比如微生物的生長代謝,以及它們如何轉化原料生成我們熟悉的食品,都解釋得非常清楚。我尤其喜歡書中關於“風味物質形成”的章節,它詳細介紹瞭發酵過程中産生各種酯類、醇類、酸類等風味化閤物的化學反應,這讓我對酸奶、啤酒、醬油等食品的獨特風味有瞭更深刻的理解。書中也提到瞭如何通過控製發酵條件來影響風味,這一點讓我聯想到我們在製作某些特定風味的食品時,可以藉鑒其中的一些思路。雖然書中涉及瞭一些復雜的生物化學和工程術語,但作者的講解方式相對易懂,並且配備瞭大量的插圖和實例,這極大地降低瞭閱讀門檻。這本書不僅滿足瞭我對發酵過程的好奇心,也讓我意識到,即使是看似簡單的食品發酵,背後也蘊含著精密的科學原理和控製技術。

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