高等学校教材:新编生物工艺学(上册)

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俞俊棠 等 编
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出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787502542177
版次:1
商品编码:10279768
包装:平装
开本:16开
出版时间:2011-07-01
用纸:胶版纸
页数:337

具体描述

内容简介

生物技术是当前优先发展的高新技术之一,它的快速发展和有效应用已给当前的工农业生产、人民健康、社会进步带来了明显的影响,并对人类和社会的加速发展带来了积极的效益。由于生物技术发展势头很快,因此作为生物工程专业的主要专业课的生物工艺学的教材亟须不断加以更新。本书由27位老、中、青年教师或专职科研骨干人员,历时两年编写完成。
本书以产品生产中共性工艺技术的理论和实践为纲,同时选取若干典型生产过程具体介绍,内容包括成熟的和较新的生物过程的基本原理。全书分上下两册,上册包括绪论和生物反应过程篇(共12章),下册包括生物质分离和纯化原理篇(共11章)以及典型生物过程篇(共6章)。
本书可做工科生物工程专业的教材,理科生物科学和生物技术专业教学参考书;也可供从事生物技术生产、科研、管理人员的参考阅读。

目录

1 绪论
1.1 生物技术的定义和性质
1.2 生物技术的发展及应用概况
1.3 生物技术的发展趋势
生物反应过程原理篇
2 菌种选育
2.1 菌种的来源
2.2 菌种选育
3 微生物代谢调节
3.1 基本代谢的调节
3.2 微生物次级代谢
3.3 代谢工程
4 微生物培养基
4.1 培养基的类型及功能
4.2 发酵培养基的成分及来源
4.3 培养基的设计及优化
5 灭菌
5.1 灭菌的方法
5.2 培养基的湿热灭菌
5.3 空气的除菌
5.4 无菌检测及发酵废气废物的安全处理
6 种子扩大培养
6.1 种子制备工艺
6.2 种子质量的控制措施
7 发酵工艺控制
7.1 引言
7.2 发酵过程技术原理
7.3 发酵条件的影响及其控制
7.4 泡沫对发酵的影响及其控制
7.5 发酵终点的判断
7.6 发酵染菌的防治及处理
7.7 发酵过程参数监测的研究概况
8 生物反应动力学及过程分析
8.1 酶反应
8.2 培养过程的物料平衡
8.3 分批培养
8.4 连续培养
8.5 补料分批培养
8.6 培养与分离的耦合
8.7 基因工程菌培养
9 酶催化反应
9.1 酶催化反应
9.2 微生物转化
9.3 非水相酶催化
10 动物细胞培养
10.1 细胞培养物的特性
10.2 培养基
10.3 细胞培养的基本方法
10.4 细胞培养用生物反应器
10.5 组织工程
10.6 实例:杂交瘤细胞培养工艺
11 植物细胞培养
11.1 植物细胞培养发展史
11.2 植物细胞培养特性与基本培养技术
11.3 快速繁殖
11.4 植物细胞遗传、生理、生化和病毒方面的研究
11.5 有用代谢物的生产
11.6 大量培养技术
11.7 小结和展望
12 微藻培养技术
12.1 微藻的生物学特点
12.2 微藻培养用生物反应器
12.3 微藻光自养培养
12.4 微藻异养培养
12.5 展望
图书简介:深入探索生物过程的奥秘与应用 本书聚焦于当代生物技术领域的前沿进展与核心原理,旨在为高等院校师生提供一本系统、深入且极具实践指导意义的教材。 本书的结构与内容紧密围绕现代生物工艺学的理论基础、工程化实现以及在不同工业领域的应用展开,强调从分子层面到大规模生产过程的完整视角。 第一部分:生物过程的基本原理与工程化基石 本部分奠定了整个生物工艺学学习的理论基础,详细阐述了生命系统如何在工程化环境中被理解和操作。 1. 细胞与微生物的生理学与遗传学基础: 我们首先回顾了构成生物反应器的核心要素——细胞和微生物。这部分内容超越了基础生物学的描述,侧重于从工艺角度理解这些“生物机器”的特性。深入分析了不同类型微生物(如细菌、酵母、真菌及哺乳动物细胞系)的生长动力学模型。重点讨论了影响细胞生长速率和产物合成效率的关键环境因子,包括温度、pH值、溶氧、氧化还原电位以及营养底物浓度。对于代谢途径的调控机制,本书进行了详细的图解和定量分析,使读者能够预测在不同培养条件下,细胞将如何分配其能量和物质流,从而指导过程优化。 2. 反应器设计与操作理论: 生物反应器是生物工艺学的核心设备。本书系统性地介绍了各种类型的反应器,包括最基础的间歇式(Batch)、补料分批式(Fed-Batch)和连续式(Continuous/Chemostat)反应器。对于每种操作模式,我们详细推导了相应的质量平衡方程,并探讨了在不同规模(实验室、中试、工业级)放大过程中必须面对的工程挑战。 传质与传热专题: 溶氧的有效供应是好氧培养成功的关键。本书投入大量篇幅讨论了气液相传质的机制,计算了气体分散效率,并介绍了各种搅拌器和通气系统的设计原则。同时,对生物反应器内复杂流场(如剪切力分布)的模拟与控制进行了深入探讨,旨在最小化对敏感细胞(如动物细胞)的物理损伤。 3. 过程监测与在线控制: 现代生物工艺的成功依赖于精确的实时控制。本章全面介绍了过程分析技术(PAT)在生物工艺中的应用。详细阐述了如何利用在线传感器(如pH、DO、电导率、荧光探针)获取实时数据,并结合先进的反馈和前馈控制策略,确保培养过程的稳定性和批次间的一致性。我们引入了卡尔曼滤波等数学工具,用于处理复杂的、受限的在线测量数据,实现对关键但难以直接测量的参数(如生物量和底物浓度)的估计。 第二部分:下游分离与纯化工程 生物反应器获得的粗品液中,目标产物往往浓度低、杂质多。如何高效、经济地分离和纯化目标产物,是决定最终产品成本和质量的关键环节。 1. 分离过程的单元操作: 本书系统地介绍了从细胞分离到目标分子纯化的全过程。 初级分离: 详细对比了离心、过滤(包括深层过滤和膜过滤技术,如微滤和超滤)在固液分离中的适用性和局限性。特别针对动物细胞培养液的高粘度和低固含量特点,提出了优化的澄清方案。 膜分离技术: 深入讲解了纳滤(NF)和反渗透(RO)在浓缩和脱盐中的应用原理,包括膜的通量模型、浓差极化现象及其对操作的影响。 层析技术(Chromatography): 这是高纯度蛋白和核酸纯化的核心。本书详尽分析了不同层析模式(离子交换、疏水作用、亲和层析、尺寸排阻层析)的理论基础,并重点讨论了在工业规模上如何选择合适的介质、优化洗脱梯度以及进行高载量操作,以实现经济高效的分离。 2. 纯化过程的系统设计与经济性评估: 纯化过程并非孤立的单元操作组合,而是一个需要整体考虑的系统。本章强调了如何根据目标产物的性质(如热稳定性、等电点、分子量)来设计一个合理的串联流程。我们引入了“纯化因子”和“回收率”等关键指标,并教授读者如何利用流程模拟软件(如SuperPro Designer等)对不同纯化策略的成本、时间与质量产出进行综合评估,以确定最佳的工艺路线。 第三部分:生物工艺的应用前沿与质量控制 本部分将理论和工程知识应用于具体的产业领域,并探讨了现代生物制药行业对质量和法规的严格要求。 1. 工业生物技术中的关键应用: 药物蛋白(如单克隆抗体)的生产: 重点解析了CHO细胞培养的特殊挑战,包括高效上游(高密度、高产率培养)与高分辨率下游(去除宿主细胞蛋白和DNA、病毒灭活与清除)的整合策略。 疫苗与基因治疗产品的生产: 讨论了病毒载体、mRNA等新型生物制品的独特生产流程,特别是对无菌操作和病毒安全性的严苛要求。 工业酶与代谢产物: 涵盖了利用微生物大规模发酵生产有机酸、氨基酸、维生素及工业用酶的过程控制与优化,强调了发酵罐的体积效率和能耗管理。 2. 生物制品的质量保证与法规遵从: 现代生物工艺的最终目标是安全有效的药品。本书对良好生产规范(GMP)的核心理念进行了系统介绍,强调了从“设计中保证质量”(Quality by Design, QbD)的原则。详细阐述了关键质量属性(CQA)和关键工艺参数(CPP)的识别、风险评估及控制策略的建立,确保最终产品符合全球监管机构(如FDA, EMA)的要求。 结论: 《新编生物工艺学(上册)》力求在深度与广度上达到平衡,不仅教授“做什么”,更侧重于解释“为什么这么做”以及“如何优化”。本书是生物工程、制药工程、生物技术等相关专业学生迈向工业实践的坚实桥梁。

用户评价

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对于《新编生物工艺学(上册)》这本书,我的感受是既爱又恨。爱的是它内容的系统性和前沿性,恨的是它阅读的门槛着实不低。书中关于基因工程和蛋白质工程的章节,简直就是一本独立的专著。我第一次了解到,原来基因的表达调控可以如此复杂,涉及到启动子、增强子、沉默子等等一系列的元件,而且它们之间的相互作用还会受到环境因素的影响。在蛋白质工程的部分,作者详细介绍了如何通过定向进化、理性设计等方法来改造蛋白质的结构和功能,并且举了许多工业酶改造的成功案例,这让我对生物技术在提高生产效率和开发新产品方面的潜力有了更深的认识。当然,这些内容也意味着我需要投入大量的时间和精力去学习,有时候一个上午也只能消化一两个小节。我发现,这本书不适合囫囵吞枣式地阅读,而是需要静下心来,一步一个脚印地去理解。我常常会在阅读的时候,一边在笔记本上画思维导图,一边记录下自己的疑问,然后带着这些疑问去查阅其他资料或者请教老师。这种主动学习的方式,虽然累,但效果确实显著。这本书更像是一位严谨的导师,它不会手把手地教你,而是给你提供一个框架,让你自己去探索和发现。

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《新编生物工艺学(上册)》这本书,给我的最大感受就是“实在”。它不是那种泛泛而谈的书,而是充满了具体的细节和操作指导。比如,在讲解发酵工艺的优化时,书中会详细列出不同培养基组分的添加顺序、温度、pH、溶氧度等关键参数对微生物生长和产物合成的影响,并且会给出具体的实验设计思路和数据分析方法。我记得在学习“分离纯化技术”那一章的时候,作者花了相当大的篇幅去介绍不同的层析技术,包括离子交换层析、亲和层析、凝胶过滤层析等等,不仅解释了它们的基本原理,还详细说明了在实际应用中需要注意的细节,例如填料的选择、流速的控制、洗脱液的梯度设计等等。这些信息对于我未来进行相关的实验研究,无疑具有极高的参考价值。这本书就像一本“工具箱”,里面装满了解决生物工艺学问题的“工具”和“方法”。我常常需要在课后花很多时间去揣摩书中的图表和实验步骤,试图将其与实际的实验室操作联系起来。虽然有时会觉得有些枯燥,但每一次的深入,都能让我对生物工艺学的实际应用有了更清晰的认识。

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说实话,《新编生物工艺学(上册)》这本书的难度系数绝对是“劝退型”的,至少对我这种生物学背景不算特别扎实的同学来说是这样。刚翻开的时候,我就被那些密密麻麻的公式和图表给“镇住”了。比如,关于细胞培养的那几个章节,涉及到复杂的细胞信号传导通路,还有各种生长因子、激素的作用机制,光是记住那些名称就已经让我头痛不已。书里涉及到的数学模型和统计分析方法,更是让我一度怀疑自己是不是选错了专业。我记得有一次为了理解一个关于反应器动力学模型的部分,硬是花了两个晚上,对着公式推导,还参考了好几篇相关的学术论文,才勉强有个大概的认识。不过,也正因为如此,这本书给我的“打击”反而变成了一种激励。它迫使我去主动查阅更多的资料,去寻求同学和老师的帮助,去主动思考问题的本质。虽然过程很痛苦,但每当攻克一个难点,那种成就感是无法比拟的。这本书更像是一本“武功秘籍”,需要你付出极大的努力去领悟,一旦掌握,便能触类旁通,举一反三。我尤其喜欢书里在讲解某些复杂工艺时,会给出一些“注意要点”或者“常见误区”,这些提示性的语言,对于避免走弯路来说,简直是救命稻草。

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我不得不承认,《新编生物工艺学(上册)》这本书的难度绝对是“劝退”级别的,但同时也是“硬核”的。它的内容非常扎实,涵盖了生物工艺学领域的基础理论和核心技术。我注意到书中在讲解生物反应器设计时,不仅仅是介绍了各种类型的反应器,还深入探讨了不同反应器在传质、传热、混合等方面的优缺点,以及如何根据具体的工艺需求进行选择和优化。我记得关于“细胞工程”的部分,作者详细阐述了植物细胞培养、动物细胞培养、微生物细胞培养等不同体系的技术要点和挑战,并且还介绍了细胞工程在药物开发、生物材料制造等领域的应用。这让我对生物技术的多样性和潜力有了更深刻的理解。不过,也正是因为内容的深度,这本书的学习过程绝对不是轻松愉快的。我常常需要反复阅读才能理解某些复杂的概念,还需要借助大量的网络资源和学术论文来补充和深化我的理解。有时候,我会觉得这本书更像是一本“参考手册”,它提供了丰富的知识和信息,但需要你自己去主动挖掘和吸收。对我而言,这本书是一项巨大的挑战,但也是一次宝贵的学习机会。

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这套《新编生物工艺学(上册)》绝对是我大学生涯中最具挑战也最有价值的教材之一。从拿到书的那一刻起,我就被它厚实的分量和严谨的排版所震撼。书中涉及的概念之广泛,知识点的深度之挖掘,都远远超出了我之前的想象。例如,关于微生物发酵的部分,不仅仅是列举了几个常见的菌种和发酵过程,而是深入剖析了不同菌种的代谢途径、生长动力学以及如何通过调控环境参数来优化产物产量。我记得有一章详细讲解了酶工程,从酶的结构、催化机理到固定化技术,再到酶在生物转化中的应用,每个细节都一丝不苟。尤其让我印象深刻的是,书中还穿插了大量的案例分析,将理论知识与实际工业生产紧密结合,比如在阐述发酵罐设计时,作者会引用制药行业某著名发酵产品的生产流程,分析其在放大过程中遇到的技术难点以及解决方案。这种“理论+实践”的模式,极大地提升了我的学习兴趣和理解能力。虽然一开始会觉得内容晦涩难懂,需要花费大量时间去消化,但随着学习的深入,我能感受到作者的匠心独运,每一个章节都为构建完整的生物工艺学知识体系打下了坚实的基础。我常常需要反复阅读才能彻底理解某个复杂的过程,但每一次的钻研都让我收获满满,对生物工程的宏观认知也随之提升。

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书挺好的,是我需要的那版

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平价书,虽无彩页,但是价格实惠。

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学校用的教材,内容还不错,就是送货稍微慢了点,不过还好吧

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非常好用

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不错不错不错不错不不错不错不错不错不

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生物技术是当前优先发展的高新技术之一,它的快速发展和有效应用已给当前的工农业生产、人民健康、社会进步带来了明显的影响,并对人类和社会的加速发展带来了积极的效益。由于生物技术发展势头很快,因此作为生物工程专业的主要专业课的生物工艺学的教材亟须不断加以更新。本书由27位老、中、青年教师或专职科研骨干人员,历时两年编写完成。

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