生物工程與技術導論/普通高等教育“十二五”規劃教材 [Introduction to Biochemical Engineering] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李春 編

圖書標籤:

• 生物工程
• 生物技術
• 化工工程
• 生物化學
• 高等教育
• 教材
• 十二五規劃
• 工程學
• 科學
• 入門

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122227553

版次：1

商品編碼：11666475

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十二五”規劃教材

外文名稱：Introduction to Biochemical Engineering

開本：16開

齣版時間：2015-04-01

用紙：膠版紙

頁數：312

字數：4990

內容簡介

　　《生物工程與技術導論/普通高等教育“十二五”規劃教材》包含生物工程和生物技術兩方麵的內容，即既適用於生物類專業，也適用非生物類專業，將具有更廣泛的讀者群，《生物工程與技術導論/普通高等教育“十二五”規劃教材》注重基礎理論知識、工程應用技術相結閤，體現瞭以理論知識強化工程基礎，以工程技術實踐理論知識特色；《生物工程與技術導論/普通高等教育“十二五”規劃教材》編著瞭生物工程與生物技術發展過程的趣聞軼事，提高瞭對本領域重大理論與技術的背景與內容的理解，增加教材的可讀性；教材強調工程技術應用的案例分析，與生産實踐與經濟需求緊密結閤；《生物工程與技術導論/普通高等教育“十二五”規劃教材》的編寫老師，均來自國內生物工程與生物技術專業學科排名前列的著名高校，教材將首先在這些著名高校使用，形成示範效應；教材增加瞭當前的研究熱點如閤成生物學、社會經濟需求熱點如生物工程經濟學與社會爭論的焦點如生物安全、生物倫理與生物知識産權相關知識，所以《生物工程與技術導論/普通高等教育“十二五”規劃教材》將具有很好的市場需求。預計全國400所開有生物類專業的高校每年生物學、生物技術、生物工程專業的學生約有2萬冊的需求量，再加其他非生物專業學生的通識教育的需求，共有3萬冊的需求量。

作者簡介

　　李春，北京理工大學生命學院生物工程係，教授博導，2001年獲天津大學生物化工博士學位，2003年清華大學生物化工博士後齣站。2002年在日本東京工業大學生命理工學部進行閤作研究。1995-1997年、2003-2005年於石河子大學工作，曾擔任學院實驗教學中心主任和院長。2005年以“百人計劃”人纔進入北京理工大學工作。2006年開始擔任北京理工大學生命學院生物工程係教授、博士生導師、主任。近十五年承擔瞭《微生物學》、《微生物代謝與調控》、《生物技術導論》、《蛋白質與酶工程》、《現代生物技術》、《現代微生物研究進展》等本科生和研究生的教學工作。2004年入選教育部“新世紀優秀人纔支持計劃”，2005年獲享受政府特殊津貼專傢，同年入選教育部“生物工程與技術專業教學指導分委員會”專傢，並獲教育部“霍英東青年基金”。目前擔任中國工業生化與分子生物學分委員會理事、發酵工程專業委員會副主任委員，《中國生物工程雜誌》理事，JMS、BEJ、JMCBE、ABB、《化工學報》等重要學術期刊的審稿人。北京理工大學理學與材料部副主任委員。先後主持完成科研項目10項，其中國傢級4項；作為骨乾參與完成科研項目6項。目前，在國內外學術刊物發錶論文120餘篇，其中SCI、EI收錄近60篇。申請國傢發明專利10項，獲授權4項。獲天津市自然科學二等奬1項，新疆兵團科技進步三等奬2項。指導本科生科技作品獲全國大學生“挑戰杯”一等奬1項、三等奬2項。
　　現主持國傢級項目4項、省部級科研項目2項，其中國傢自然科學基金麵上項目2項，國傢重大水專項課題1項，參與科技部“863”重點課題2項。

內頁插圖

目錄

第一章 緒論
引言
知識網絡
第一節 生物技術的發展
一、早期的生物技術與人類生存
二、傳統生物過程與經驗技能
三、現代生物技術的形成與發展
第二節 生物工程、生物技術專業的演變
一、生物技術的知識體係與生命科學
二、生物工程的知識體係與化學工程
三、生物工程/生物技術專業的成熟與發展
第三節 生物工程中的學科交叉
一、生物中的化學——生物化學、生物檢測
二、生物中的物理——生物物理
三、生物中的全局優化——係統生物學
四、新生命與新生物功能的創造——閤成生物學
第四節 生物工程與技術的應用
一、優化與集成是生物工程的靈魂
二、生物工程與人類健康
三、生物工程與能源
四、生物工程與環境
五、生物工程與材料
六、生物工程與安全
七、生物工程與農業
思考題
參考文獻

第二章 碳代謝與代謝工程
引言
知識網絡
第一節 糖與糖代謝
一、糖的獲取——光閤作用
二、單糖與多糖
三、糖代謝
第二節 脂類與脂代謝
一、脂類簡介
二、脂肪的分解代謝
三、脂肪酸的閤成代謝
第三節 碳代謝與其他代謝的關聯
一、糖代謝與脂代謝的關係
二、碳代謝與蛋白質代謝的關係
三、核酸與其他代謝的關係
第四節 代謝工程基本理論
一、基本概念
二、代謝通量及其分析
三、代謝網絡及其分析
四、代謝途徑設計與優化
第五節 代謝途徑的調控
一、酶水平的代謝調控
二、轉錄水平的代謝調控
三、細胞水平的代謝調控
第六節 代謝工程的應用
一、葡萄糖發酵生産乙醇的代謝優化
二、甘油代謝最大理論得率預測
思考題
參考文獻

第三章 蛋白質與蛋白質工程
引言
知識網絡
第一節 蛋白質結構基礎
一、蛋白質結構的基本組件
二、蛋白質結構的組織和主要類型
三、蛋白質結構的形成與功能
第二節 蛋白質分子設計與預測
一、蛋白質常用數據庫
二、蛋白質結構與功能預測
三、蛋白質分子設計的原理與原則
四、基於天然蛋白質結構的分子設計
五、全新蛋白質設計
第三節 蛋白質的修飾和錶達
一、蛋白質工程新技術策略
二、蛋白質修飾的分子生物學途徑
三、蛋白質修飾的化學途徑
四、重組蛋白質錶達的典型宿主
第四節 蛋白質的物理化學性質
一、熱力學函數與蛋白質構象
二、蛋白質突變、穩定性與摺疊
第五節 蛋白質結構解析
一、X射綫晶體結構分析
二、核磁共振波譜的溶液結構解析
三、蛋白質結構解析其他技術
第六節 蛋白質工程的應用
一、研究蛋白質結構與功能的關係
二、改變蛋白質的特性
三、生産蛋白質和多肽類活性物質
四、設計閤成酶絞手架控製代謝流
五、設計閤成全新蛋白質
思考題
參考文獻

第四章 酶與酶工程
引言
知識網絡
第一節 酶學基礎
一、酶與酶工程發展簡史
二、酶的分類與命名
三、酶的結構與作用特點
四、酶的作用機製
五、酶促反應動力學
第二節 酶的固定化
一、酶的固定化策略
二、輔酶的固定化
三、固定化酶的錶徵
第三節 非水相酶催化
一、非水相酶催化概述
二、非水相酶催化的反應類型
三、非水相酶催化的影響因素
第四節 酶與酶工程的應用
一、酶與酶工程的應用概況
二、酶與酶工程的應用進展
思考題
參考文獻

第五章 核酸與基因重組技術
引言
知識網絡
第一節 核酸
一、核酸承載遺傳信息
二、核酸的結構
三、基因
第二節 基因重組技術
一、重組技術的發明
二、重組工具酶與載體
三、重組核酸轉化與篩選
四、PCR技術
五、如何剋隆目標基因
第三節 基因重組技術前沿
一、基因磚技術
二、無縫重組技術
第四節 基因重組技術的應用
思考題
參考文獻

第六章 基因綫路與閤成生物學
引言
知識網絡
第一節 閤成生物學基礎
一、閤成生物學的概念與發展
二、閤成生物學的層次化結構設計
三、生物模塊的標準化
四、閤成生物係統的邏輯拓撲結構
第二節 元件與基因綫路
一、RNA元件與裝置
二、DNA元件與裝置
三、蛋白質元件與裝置
第三節 閤成生物學工具
一、DNA測序
二、DNA閤成
三、生物區域化
第四節 閤成生物技術的應用
一、閤成生物途徑生産藥物與新能源
二、閤成生物係統
三、無細胞閤成生物技術生産化學品
第五節 國際遺傳工程機器競賽
一、iGEM簡介
二、部分獲奬作品簡介
思考題
參考文獻

第七章 微生物與發酵工程
引言
知識網絡
第一節 微生物基礎
一、微生物的特點
二、微生物分類及主要類型
三、微生物的純化、退化、復壯與保藏
四、微生物的營養
五、影響微生物生長的因素
六、微生物的培養方式
第二節 發酵工程的概述
一、發酵工程的産生與發展
二、發酵工程的範圍
三、發酵工程的基本流程
第三節 發酵過程優化
一、發酵培養基優化
二、培養環境優化
三、發酵過程調控優化
第四節 發酵過程的跨尺度調控策略
一、發酵過程的多尺度
二、代謝流為基礎的多尺度研究方法
第五節 發酵工程的應用
思考題
參考文獻

第八章 細胞與細胞工程
引言
知識網絡
第一節 細胞基礎
一、細胞的基本概念
二、細胞的結構與功能
三、細胞周期與細胞分裂
四、細胞分化與細胞全能性
第二節 細胞工程
一、植物細胞工程
二、動物細胞工程
第三節 細胞工程的應用
一、細胞工程在植物方麵的應用
二、細胞工程在動物方麵的應用
思考題
參考文獻

第九章 生物反應器工程基礎
引言
知識網絡
第一節 生物反應動力學
一、細胞生長反應動力學
二、固定化生物反應動力學
第二節 生物反應器的設計與操作
一、生物反應器的分類與選型
二、生物反應器的設計要求
三、生物反應器的操作模式
第三節 生物反應器的傳遞和混閤特性
一、生物反應器的流體流動特性
二、生物反應器的傳質特性
三、生物反應器的傳熱特性
四、生物反應器的混閤特性
第四節 動植物細胞培養生物反應器
一、動物細胞培養生物反應器
二、植物細胞培養生物反應器
第五節 生物反應器的放大
一、經驗放大法
二、直接放大法
三、其他放大方法
思考題
參考文獻

第十章 生物分離工程基礎
引言
知識網絡
第一節 生物分離工程概述
一、生物分離的特點
二、生物分離的基本原理
第二節 生物分離的一般過程
一、發酵液的預處理
二、産物的提取
三、産物的純化
第三節 生物分離的主要技術
一、萃取
二、過濾與離心分離
三、膜分離
四、吸附與離子交換分離
五、色譜分離
六、電泳分離技術
七、結晶
第四節 生物分離工程應用
一、雙水相萃取分離生物工程産品
二、反膠團萃取分離生物工程産品
三、膜分離生物工程産品
思考題
參考文獻

第十一章 生物工程經濟學
引言
知識網絡
第一節 生物工程産業的發展曆史
第二節 國內外生物工程産業的發展現狀
第三節 生物工程經濟學的基本要素
一、經濟效益的概念
二、投資
三、現金流量及現金流量圖
四、固定資産的摺舊
五、成本和費用
六、銷售收入、稅金和利潤
第四節 生物工程經濟評價方法
一、項目經濟評價的概念
二、項目經濟評價的類彆
三、項目經濟評價的方法
第五節 生物工程項目經濟分析與評價
一、可行性研究
二、盈虧平衡分析
三、生物工程項目的財務性評價
第六節 基因工程菌生産多聚陽離子抗菌肽經濟學分析實例
一、固定資産投資
二、固定成本
三、變動成本
四、盈虧平衡分析
五、利潤分析
思考題
參考文獻

第十二章 生物技術倫理與知識産權
引言
知識網絡
第一節 生物安全
一、生物安全概述
二、生物安全工作中的基本原則
三、我國生物安全工作涉及的主要事項
四、我國對生物安全工作的基本要求
第二節 生物技術倫理
一、倫理概述
二、生物技術與倫理的關係
三、醫學中不同生物技術的倫理問題
四、生物技術應當承擔的倫理義務
第三節 生物技術的知識産權保護
一、知識産權基本概述
二、生物技術所涉及的知識産權
三、侵犯知識産權的基本方式和保護途徑
四、知識産權的國際化保護
思考題

參考文獻

前言/序言

生命科學的宏偉畫捲：分子、細胞與生命的奧秘 人類對生命的探索從未停止。從古人對繁衍、治愈的樸素認知，到現代科學對生命本質的精微剖析，生命科學的疆域不斷拓展，為我們揭示瞭宇宙中最奇妙的存在——生命。本書旨在帶領讀者走進生命科學的殿堂，領略其博大精深的內涵，理解生命活動的根本規律，並展望其在現代社會中日益重要的作用。 第一篇：生命的基石——分子層麵 生命活動，無論多麼復雜，其最終都可以追溯到分子的層麵。這一篇我們將深入探究構成生命體的基本分子，理解它們是如何協同工作，維持生命的運行。 生命的語言：核酸的奧秘 DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）是生命的遺傳物質，它們以獨特的雙螺鏇結構存儲著生命的藍圖。我們將詳細介紹核酸的化學結構，包括其組成單位——核苷酸的奧秘，以及堿基配對（A-T，G-C）如何確保遺傳信息的精確復製。我們將探索DNA的復製過程，瞭解酶在其中扮演的關鍵角色，以及DNA損傷與修復的機製。同時，RNA的多樣性——mRNA、tRNA、rRNA——及其在蛋白質閤成中的不同功能也將得到深入剖析。從基因的轉錄到翻譯，我們將一步步揭示遺傳信息如何從DNA轉化為具有生命活力的蛋白質。 生命的工人：蛋白質的多元世界 蛋白質是生命活動的主要執行者，它們執行著幾乎所有生命過程。我們將學習蛋白質的氨基酸序列如何決定其三維結構，而三維結構又如何賦予蛋白質特定的功能。從結構蛋白（如膠原蛋白、角蛋白）到催化生命反應的酶，再到信號傳遞中的激素和受體，蛋白質的世界豐富多彩。我們將深入瞭解酶催化的機製，包括活性位點、底物特異性以及調控方式。此外，蛋白質的摺疊、修飾以及它們與其他分子的相互作用，也是我們探討的重點，這將幫助我們理解疾病的發生與發展，以及藥物的作用原理。 生命的能量載體與信號分子：碳水化閤物與脂質 碳水化閤物，作為生命的直接能量來源，其多樣性不容忽視。從簡單的單糖（如葡萄糖）到復雜的澱粉和縴維素，我們將瞭解它們在能量儲存、細胞識彆和結構支持中的作用。脂質，作為構成細胞膜的重要成分，其疏水性特性使其在分隔細胞內外環境、能量儲存以及信號傳導中扮演著不可或缺的角色。我們將探討不同類型的脂質，如脂肪酸、甘油三酯、磷脂和類固醇，以及它們在細胞功能中的重要性。 第二篇：生命的單位——細胞層麵 細胞是生命的基本結構和功能單位。瞭解細胞的組成、結構和生命活動，是理解生命整體運作的關鍵。 細胞的邊界與內部世界：細胞膜與細胞器 細胞膜，作為細胞的“守門員”，其磷脂雙分子層結構及其嵌入的蛋白質，共同構成瞭選擇性通透的屏障，控製著物質的進齣。我們將探討細胞膜的流動鑲嵌模型，以及物質跨膜運輸的方式（被動運輸和主動運輸）。緊接著，我們將踏入細胞的內部，探索各種細胞器的功能：為細胞提供能量的綫粒體，負責蛋白質閤成和修飾的內質網和高爾基體，以及承擔消化和廢物處理的溶酶體。植物細胞特有的細胞壁、葉綠體和液泡，也將得到詳細介紹，揭示它們在支持、能量轉化和維持滲透壓方麵的特殊作用。 細胞的生命律動：物質代謝與能量轉換 生命活動離不開能量。我們將深入探討細胞如何獲取和利用能量。光閤作用，是綠色植物和某些微生物將光能轉化為化學能的過程，其光反應和暗反應的機理將一一呈現。呼吸作用，則是細胞將有機物分解，釋放能量的過程，我們將詳細解析糖酵解、三羧酸循環和氧化磷酸化等關鍵代謝途徑。此外，我們還將探討細胞內的其他重要代謝途徑，如脂肪和蛋白質的代謝，以及它們如何相互聯係，形成一個龐大而精密的代謝網絡。 細胞的繁衍與分化：細胞周期與細胞信號 生命得以延續，依賴於細胞的繁殖。我們將詳細講解細胞周期，包括G1、S、G2和M期，以及有絲分裂和減數分裂的過程。染色體的行為、紡錘體的形成以及細胞質的分裂，將幫助我們理解遺傳物質如何精確地在子代細胞中傳遞。同時，細胞也需要感知和響應外界環境的變化，這一過程依賴於精密的細胞信號傳導機製。我們將瞭解信號分子的識彆、信號轉導通路中的激酶級聯反應以及最終的細胞響應，這對於理解細胞生長、分化和死亡至關重要。 第三篇：生命的整閤與多樣性——係統層麵 個體生命體的形成和運作，是分子和細胞活動在更高層次上的整閤。我們將從係統層麵，審視生命的復雜性與多樣性。 生命的藍圖與演化：遺傳與進化 基因的錶達調控是理解生命活動差異性的關鍵。我們將探討基因的啓動子、增強子以及轉錄因子等調控元件，理解基因如何根據細胞類型、發育階段和環境信號被精確開啓或關閉。同時，遺傳變異是進化的驅動力。我們將學習不同類型的遺傳變異，如點突變、插入、缺失和染色體畸變，以及它們如何影響基因功能和生物體的性狀。進化論，特彆是自然選擇學說，將幫助我們理解物種如何通過適應環境而演變，形成豐富多彩的生命世界。 生命的運行網絡：生理與穩態 每個生命體都是一個復雜的係統，各個器官和組織協同工作，維持著內部環境的相對穩定，即內環境穩態。我們將以人體為例，探索消化係統、循環係統、呼吸係統、神經係統和內分泌係統等重要生理係統的組成和功能。例如，消化係統如何將食物分解為可吸收的營養物質；循環係統如何運輸氧氣、營養和廢物；神經係統如何傳遞信息和控製行為；內分泌係統如何通過激素調節身體各項功能。這些係統的協同運作，保證瞭生命體的正常生存和繁衍。 生命的相互依存：生態學與生物多樣性 生命並非孤立存在，而是相互依存，構成錯綜復雜的生態係統。我們將瞭解生態學的基本概念，包括種群、群落和生態係統。我們將探討不同生態係統（如森林、草原、海洋）的特點，以及其中的生物如何與非生物環境相互作用。食物鏈和食物網揭示瞭能量和物質在生態係統中的流動。生物多樣性，即地球上生命形式的豐富程度，是維持生態係統穩定性和功能的重要基礎。我們將探討生物多樣性的意義，以及當前麵臨的威脅（如棲變化、汙染和過度開發）。 結語 生命科學的領域浩瀚無垠，本書僅是引領讀者窺探其冰山一角。從分子的精巧構造，到細胞的生命律動，再到整個生命係統的復雜運作，我們努力呈現一個生動而富有邏輯的生命科學圖景。希望通過本書的學習，讀者能夠對生命産生更深刻的理解和敬畏，激發探索生命奧秘的熱情，並認識到生命科學在解決人類麵臨的健康、環境和資源等重大問題中的重要作用。這趟探索生命的旅程，纔剛剛開始。

評分☆☆☆☆☆

我最喜歡這本書的一點在於它對實踐應用場景的側重。在介紹各種生物工程技術時，作者並非僅僅停留在理論層麵，而是花費瞭大量筆墨去描繪這些技術是如何在現實世界中發揮作用的。無論是對生物醫藥的貢獻，還是在環境保護、農業生産等方麵的應用，書中都給齣瞭詳實的例子。這讓我能夠跳脫齣書本的象牙塔，看到生物工程的實際價值和廣闊前景。比如，關於基因工程在改良農作物方麵的介紹，就讓我對如何利用生物技術解決糧食安全問題有瞭更深刻的認識。這種理論與實踐相結閤的講解方式，極大地激發瞭我對生物工程領域探索的興趣，也讓我更加清晰地認識到這個學科所能帶來的社會效益。

評分☆☆☆☆☆

這次閱讀體驗，我最直接的感受是作者在引導讀者理解復雜概念時所展現齣的耐心和清晰度。比如，書中在講解發酵工程的某些步驟時，並沒有直接拋齣技術細節，而是先花瞭相當篇幅去鋪墊相關的生物學原理，然後再逐步引入工程學上的考量，比如如何優化環境條件、如何控製反應速率等等。這種循序漸進的教學方式，讓我這種跨學科背景的讀者也能較快地跟上思路。而且，書中穿插的一些案例分析，也讓理論知識變得更加生動具體。我記得其中一個關於抗生素生産的案例，不僅講解瞭工藝流程，還簡要提到瞭市場需求和經濟效益的考量，這讓我意識到生物工程不僅僅是技術問題，也與實際應用緊密相連。整體而言，這本書就像一位經驗豐富、循循善誘的老師，耐心地引領我一步步走入生物工程的世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書在結構安排上給我留下瞭深刻的印象，它並非簡單地羅列知識點，而是呈現齣一種邏輯嚴謹的層層遞進關係。開篇的宏觀介紹，為整個學科打下瞭堅實的基礎，隨後逐步深入到各個分支領域，從基因工程到酶工程，再到發酵工程和生物分離工程，每一個章節都像是一個精心搭建的模塊，與前後的內容緊密銜接。我特彆欣賞的是，作者在過渡章節的處理上非常自然，讓你在從一個領域轉嚮另一個領域時，不會感到突兀，反而能清晰地看到它們之間的內在聯係和共性。這種整體性的視角，讓我能夠更全麵地理解生物工程作為一個綜閤性學科的魅力，而不是零散地學習各個技術點。這種編排方式，也為我後續更深入的研究打下瞭紮實的知識體係基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的第一印象，那種嚴謹又不失活力的配色，以及上麵清晰的字體，都傳遞齣一種專業而可靠的感覺。我當時正好處在對生物工程這個領域充滿好奇的階段，想要尋找一本能夠係統性地梳理學科脈絡、介紹核心概念的入門讀物。在書店裏翻閱時，這本書的篇幅適中，排版也比較舒適，文字內容並沒有一開始就過於晦澀難懂，反而用一種比較平緩的語速引人入勝。我尤其喜歡其中對一些基礎概念的解釋，感覺作者在試圖用最直觀的方式去闡述那些相對抽象的原理，這對於初學者來說無疑是非常友好的。雖然我還沒有深入閱讀，但僅從這本書的整體外觀和初步的翻閱體驗來看，它似乎能夠很好地滿足我對生物工程領域初步認知構建的需求，讓我對接下來的學習充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常樸實，沒有過多的華麗辭藻，但卻能將復雜的科學原理錶達得清晰易懂。在閱讀過程中，我感覺作者像是直接與我對話，用一種非常平等的姿態去分享知識，而不是居高臨下地進行說教。對於一些術語的解釋，也非常到位，往往會在第一次齣現時就給齣詳細的定義，並且在後續的章節中反復提及，加深讀者的記憶。我尤其贊賞的是，作者在闡述過程中，並沒有迴避可能存在的爭議和挑戰，而是客觀地呈現瞭生物工程領域發展至今所麵臨的機遇與難題。這種誠懇的態度，讓我對這本書的信任度倍增，也讓我能夠以一種更全麵、更辯證的眼光去理解生物工程。