水污染控制工程实验/陈泽堂

1绪论1 11生物技术的定义和性质1 12生物技术的发展及应用概况２ 121经验生物技术时期(从人类出现到 １９世纪中期)２ 122近代生物技术建立时期(１９世纪 ５０年代至２０世纪４０年代)３ 123近代生物技术的全盛时期（２０世纪 ４０年代初到２０世纪７０年代末）５ 124现代生物技术建立和发展时期 (从２０世纪７０年代末开始)１１ 13生物技术的发展趋势１７生物反应过程原理篇 2菌种选育３０ 21菌种的来源３０ 211生物物质产生菌的筛选３０ 2111微生物——生物产物的 来源３０ 2112待筛选样品的性质３０ 2113筛选方案的设计３０ 212微生物选择性分离的原理和 发展３０ 2121含微生物材料的选择３０ 2122材料的预处理３1 2123所需菌种的分离３2 2124菌种的培养３３ 2125菌落的选择３３ 213重要工业微生物的分离３３ 2131施加选择压力(selective pressure)的分离方法３４ 2132随机分离方法３５ 22菌种选育３６ 221自然选育３６ 222诱变育种３７ 2221诱变育种的基本原理３７ 2222诱变育种的一般步骤３８ 2223诱变育种工作中几个应注意 的问题３９ 2224介绍几种物理、化学诱变剂 的使用方法４０ 223抗噬菌体菌株的选育４１ 2231噬菌体的分布４１ 2232抗噬菌体菌株的选育４１ 2233噬菌体的防治４２ 224杂交育种４３ 2241细菌的杂交４３ 2242放线菌的杂交育种４４ 2243霉菌的杂交育种４６ 225原生质体融合技术４８ 2251原生质体融合的优越性４８ 2252原生质体融合的一般步骤４８ 2253原生质体融合技术在微生物 育种中的应用４９ 226DNA重组技术４９ 2261DNA重组技术的基本过程５０ 2262工程菌的稳定性问题５６ 227菌种保藏５８ 2271菌种保藏的重要意义５８ 2272菌种保藏的原理和方法５８ 2273国内外主要菌种保藏机构 介绍６０ 3微生物代谢调节６２ 31基本代谢的调节６２ 311酶活性的调节６２ 3111代谢调节的部位６２ 3112共价修饰６３ 3113变(别)构控制６３ 3114其他调节方式６５ 312酶合成的调节６５ 3121诱导作用６５ 3122分解代谢物阻遏６５ 3123反馈调节６６ 3124协调控制６８ 313代谢系统的分子控制机制６９ 3131遗传控制６９ 3132DNA结合蛋白：激活剂 与阻遏物７０ 3133二元调节系统７１ 3134RNA水平的调节机制：衰减 器模型７１ 32微生物次级代谢７２ 321微生物次级代谢的特性７２ 322次级代谢物的生物合成７３ 3221前体的概况和来源７３ 3222前体的作用７５ 3223前体的限制性７７ 3224把前体引入次级代谢物生物 合成的专用途径７８ 3225前体聚合作用过程７８ 3226次级代谢物结构的后几 步修饰７９ 3227复合抗生素中不同部分 的装配７９ 3228次级代谢物合成酶的专 一性８０ 323抗生素的生物合成８０ 3231短链脂肪酸为前体的抗 生素８０ 3232以氨基酸为前体的抗生素８６ 3233以经修饰的糖为前体的 抗生素９０ 33代谢工程９３ 331代谢通量(物流、信息流)的 概念９４ 332代谢工程的应用９４ 333代谢(物)流分析９４ 334代谢控制分析９５ 4微生物培养基９９ 41培养基的类型及功能９９ 411按纯度分类９９ 412按状态分类１００ 413按用途分类１００ 4131孢子培养基１００ 4132种子培养基１００ 4133发酵培养基１００ 42发酵培养基的成分及来源１０１ 421碳源１０１ 4211糖类１０１ 4212油和脂肪１０２ 4213有机酸１０２ 4214烃和醇类１０２ 422氮源１０２ 4221有机氮源１０２ 4222无机氮源１０４ 423无机盐及微量元素１０４ 424水１０６ 425生长因子、前体、产物促进剂和 抑制剂１０６ 4251生长因子１０６ 4252前体１０７ 4253抑制剂和产物促进剂１０７ 43培养基的设计及优化１０８ 431培养基成分选择的原则１０８ 4311菌体的同化能力１０８ 4312代谢的阻遏和诱导１０９ 4313合适的C、N比１１０ 4314pH的要求１１１ 432培养基的优化１１１ 4321理论转化率的计算１１１ 4322实验设计１１２ 433培养基设计时注意的一些相 关问题１１８ 4331原料及设备的预处理１１８ 4332原材料的质量１１８ 4333发酵特性的影响１１９ 4334灭菌１１９ 5灭菌１２０ 51灭菌的方法１２０ 511化学灭菌１２０ 512射线灭菌１２０ 513干热灭菌１２０ 514湿热灭菌１２０ 515过滤除菌１２１ 52培养基的湿热灭菌１２１ 521微生物的死亡速率与理论灭 菌时间１２１ 522培养基的分批灭菌１２２ 523培养基的连续灭菌１２６ 53空气的除菌１３２ 531发酵用无菌空气的质量标准１３２ 532空气预处理１３２ 533空气的过滤除菌１３７ 54无菌检测及发酵废气废物的安 全处理１４１ 541无菌检测１４１ 542发酵废气废物的安全处理１４２ 6种子扩大培养１４４ 61种子制备工艺１４４ 611实验室种子制备１４４ 612生产车间种子制备１４５ 613影响种子质量的因素１４７ 62种子质量的控制措施１４８ 7发酵工艺控制１５０ 71引言１５０ 72发酵过程技术原理１５０ 721分批发酵１５０ 7211分批发酵的基础理论１５０ 7212重要的生长参数152 7213分批发酵的优缺点１５３ 722补料(流加)分批发酵１５４ 7221补料分批发酵理论基础１５４ 7222分批补料的优化１５４ 723半连续发酵１５５ 724连续发酵１５６ 7241单级连续发酵的理论基础１５６ 7242多级连续培养１５７ 7243连续培养在工业生产中 的应用１５７ 7244连续培养中存在的问题１５８ 73发酵条件的影响及其控制１５９ 731基质浓度对发酵的影响及其 控制１６０ 732灭菌情况１６１ 733种子质量１６１ 7331接种菌龄１６１ 7332接种量１６１ 734温度对发酵的影响１６１ 7341温度对微生物生长的影响１６１ 7342温度对发酵的影响１６３ 7343*适温度的选择１６４ 735pH的影响１６５ 7351发酵过程中pH变化的 规律１６５ 7352*适pH的选择１６５ 7353pH 的监控１６５ 736溶氧的影响１６６ 7361临界氧１６７ 7362溶氧作为发酵异常的指示１６８ 7363溶氧参数在过程控制方面 的应用１６８ 7364溶氧的控制１６９ 737二氧化碳和呼吸商１７１ 7371CO2对发酵的影响１７１ 7372呼吸商与发酵的关系１７２ 738加糖、补料对发酵的影响及其 控制１７３ 7381补料的策略１７３ 7382补料的依据和判断１７４ 739比生长速率的作用与控制１７６ 74泡沫对发酵的影响及其控制１７８ 741泡沫的产生及其影响１７８ 742发酵过程中泡沫的消长规律１７８ 743泡沫的控制１７８ 7431机械消沫１７９ 7432消泡剂消沫１７９ 7433消沫剂的应用１７９ 75发酵终点的判断１８０ 76发酵染菌的防治及处理１８１ 761染菌的途径分析１８１ 762染菌的判断和防治１８１ 763生产技术管理对染菌防治 的重要性１８３ 77发酵过程参数监测的研究概况１８３ 771设定参数１８４ 772状态参数１８４ 773间接参数１８５ 774离线发酵分析１８６ 775在线发酵仪器的研究进展１８６ 776计算机在发酵过程监控方面 的应用１８８ 8生物反应动力学及过程分析１９１ 81酶反应１９１ 811单底物酶触反应１９１ 812底物抑制１９3 813抑制剂的影响１９３ 8131竞争性抑制１９３ 8132非竞争性抑制１９4 8133反竞争性抑制１９４ 8134可逆反应１９５ 8135双底物反应１９５ 8136酶的稳定性１９６ 82培养过程的物料平衡１９7 821得率系数和比速率１９７ 8211得率系数１９７ 8212比速率１９８ 822培养过程的化学计量关系１９9 83分批培养２００ 831分批培养中细胞的生长２０１ 832分批培养中的基质消耗２０４ 833产物的生成２０５ 84连续培养２０５ 841单级连续培养２０６ 842多级连续培养２０８ 843细胞循环利用２０９ 844连续培养的应用２１０ 85补料分批培养２１６ 851补料分批培养２１６ 8511恒速流加２１6 8512指数流加２１９ 852反复补料分批培养２19 86培养与分离的耦合２２0 861透析２２１ 8611连续培养连续透析２２1 8612分批培养分批透析２２３ 8613分批培养连续透析２２3 862过滤和培养耦合２２４ 87基因工程菌培养２２4 871脱落性不稳定对发酵的影响２２5 872基因工程菌发酵实例２２８ 8721干扰素发酵２28 8722中性蛋白酶发酵２３0 9酶催化反应２３３ 91酶催化反应２３３ 911酶和细胞的固定化方法２３３ 9111吸附法２３３ 9112包埋法２３４ 9113交联法２３６ 9114化学共价法２３７ 912酶催化反应的应用实例２３７ 9121酶催化在工业及医药上 的应用２３７ 9122酶催化研究的新动态２４１ 92微生物转化２４３ 921微生物转化一般过程２４４ 922培养系统类型２４４ 923底物加入２４６ 924微生物转化的类型２４６ 925微生物转化的应用２４７ 93非水相酶催化２５１ 931非水相酶催化的特性及光学纯 化合物对有机相酶反应的挑战２５２ 932非水相酶催化中的一些基本 原理２５３ 933非水相酶催化反应的应用２５５ 9331有机相酶促酯化或转酯化 反应用于酯的合成和醇、 酸、酯的拆分２５５ 9332有机溶剂中肽的合成及其 应用２５８ 10动物细胞培养２６４ 101细胞培养物的特性２６４ 1011细胞的贴壁依赖性生长２６５ 1012细胞培养物２６５ 10121原代培养物２６５ 10122正常细胞２６５ 10123转化细胞２６６ 10124肿瘤细胞２６６ 1013细胞的生长和死亡２６６ 102培养基２６７ 1021培养基的物理性质２６７ 10211pH２６７ 10212缓冲２６７ 10213渗透压２６８ 10214温度２６８ 10215黏度２６８ 10216表面张力和泡沫２６８ 1022细胞培养基的基本组成２６８ 10221水２６８ 10222低相对分子质量营养物２６８ 10223非营养性物质２６９ 1023血清２６９ 1024无血清和无蛋白培养基２７０ 10241无血清培养基２７０ 10242无血清培养基的常用 添加成分２７０ 1025营养物的代谢２７１ 10251葡萄糖的代谢２７１ 10252谷氨酰胺的代谢２７２ 10253其他氨基酸的代谢２７２ 10254代谢流分析２７３ 103细胞培养的基本方法２７４ 1031动物细胞培养基本工艺２７４ 1032维持培养和放大培养２７５ 10321培养容器２７５ 10322微载体２７５ 10323贴壁培养２７６ 10324悬浮培养２７６ 1033细胞计数２７６ 1034细胞保存２７７ 104细胞培养用生物反应器２７７ 1041动物细胞培养用生物反应 器的形式２７７ 10411气升式生物反应器２７７ 10412通气搅拌生物反应器２７８ 10413中空纤维管生物反应器２７８ 10414无泡搅拌反应器２７９ 10415流化床和填充床反应器２７９ 1042细胞培养生物反应器的控 制系统２７９ 1043生物反应器中的细胞培养模式２８０ 10431分批培养２８０ 10432流加培养２８１ 10433半连续培养２８１ 10434连续培养２８１ 10435灌注培养２８１ 105组织工程２８２ 1051体外重建人体组织的培养２８２ 10511培养方式２８２ 10512细胞分化２８３ 10513细胞特性的检测２８３ 1052组织工程的研究进展２８３ 10521人工皮肤２８３ 10522造血组织２８３ 10523人工肝脏２８４ 10524胰组织２８４ 10525软骨组织２８４ 106实例：杂交瘤细胞培养工艺２８４ 1061细胞株２８４ 1062培养基制备２８4 1063细胞的冻存和复苏２８５ 10631冻存２８５ 10632复苏２８５ 1064方瓶和转瓶分批培养２８５ 1065生物反应器流加培养２８５ 10651反应器准备２８５ 10652细胞培养２８６ 1066生物反应器灌注培养２８７ 10661反应器准备２８７ 10662细胞培养２８７ 11植物细胞培养２８９ 111植物细胞培养发展史２８９ 112植物细胞培养特性与基本培养 技术２８９ 1121植物细胞培养特性２８９ 1122基本培养技术２９０ 113快速繁殖２９０ 114植物细胞遗传、生理、生化和病毒 方面的研究２９１ 115有用代谢物的生产２９１ 1151为何要用细胞培养技术２９１ 1152产品研究开发现状２９２ 1153育种２９４ 1154影响因子２９４ 11541培养基２９４ 11542碳源２９５ 11543氮源２９６ 11544磷源２９６ 11545激素及其类似物２９6 11546金属离子２９7 11547前体２９７ 11548诱导子２９８ 11549光２９８ 115410温度３００ 115411pH３００ 115412氧３００ 115413分化与形质３００ 115414细胞龄３０１ 116大量培养技术３０１ 1161生物反应器的选型、设计 与开发３０１ 1162反应器操作条件３０2 11621光照３０３ 11622剪切力３０３ 11623氧供应３０3 11624气体成分３０４ 11625培养液黏度３０４ 1163过程开发与反应器操作策略３０4 11631连续培养３０５ 11632两段培养３０５ 11633细胞固定化３０５ 11634两相培养与过程耦合３０５ 11635高密度培养３０６ 11636过程检测、模型与控制３０６ 117小结和展望３０6 12微藻培养技术３１2 121微藻的生物学特点３１2 1211微藻定义及分类３１2 12111蓝藻门３１3 12112绿藻门３１３ 12113金藻门３１３ 12114红藻门３１３ 1212微藻的应用价值３１３ 12121医药来源３１４ 12122保健食品３１４ 12123饵料３１４ 12124基因工程产品３１４ 12125其他应用３１５ 1213微藻的国内外应用现状及存 在的问题３１５ 122微藻培养用生物反应器３１５ 1221微藻光自养培养用光生物反 应器３１５ 1222微藻大规模自养培养特点 分析３１６ 1223敞开式和封闭式光生物反应器 特点及国内外研究概况３１６ 12231敞开式反应器３１６ 12232封闭式光生物反应器３１７ 1224微藻大规模异养培养用生物 反应器３１９ 123微藻光自养培养３１９ 1231微藻光自养生长的影响因子３１９ 12311光照３１９ 12312温度３１９ 12313培养液pH３２０ 12314营养盐３２０ 12315溶解氧３２１ 1232微藻光自养生长动力学３２１ 12321细胞浓度增长模型３２１ 12322基质限制模型３２１ 1233微藻光自养培养技术３２１ 12331藻种３２２ 12332培养基３２２ 12333培养系统３２２ 12334生长条件控制３２３ 12335收获３２３ 12336干燥３２３ 1234经济型微藻的光自养大规模 培养３２３ 12341螺旋藻３２３ 12342小球藻３２５ 12343杜氏藻３２５ 12344饵料微藻的生产３２６ 1235微藻光自养大规模培养过程的 综合优化３２７ 124微藻异养培养３２８ 1241可进行异养/兼养培养的微 藻种类３２９ 1242微藻异养代谢３３０ 12421有机物的吸收３３０ 12422有机物的代谢３３１ 1243微藻高密度异养培养技术３３２ 12431可异养的微藻种的甄别 与选育３３２ 12432异养培养用培养基３３３ 12433异养培养系统及其优化３３３ 12434微藻组分或目的产物合成 的调控３３４ 1244异养培养实例——饵料微藻的 异养培养３３４ 125展望３３５ 1251海洋生化工程在微藻培养中 的应用３３５ 1252我国微藻大规模培养技术的发 展方向３３５