现代工业发酵调控学-第三版

本书特色

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《现代工业发酵调控学》内容贯穿怎样才能充分表达菌种的生产潜力和如何运用发酵调控的理论和手段来分析和解决发酵研究和生产中遇到的问题。介绍。微生物的代谢规律和发酵调控的基本知识；从各种代谢产物合成过程的共同特点和调控方式去理解，从分子、细胞和工艺工程水平去探讨微生物产物合成与调节的内在机制及外在环境条件的优化，控制；重点介绍典型代谢产物的生产与调节，判断发酵进程的各种参数，分析各参数与产物合成之间的关系，计算机在发酵工程中的应用及放大策略。《现代工业发酵调控学》修订版删除一些过时的内容，浓缩一般生物化学已详述的基础代谢，增补国内外发酵调控学的新的理论与科研生产方面的新发展与科研成果

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内容简介

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《现代工业发酵调控学》是一本非常经典的发酵调控学教材范本，被教育部学位管理与研究生教育司推荐为研究生教学用书，重印10次，发行量过万，被江南大学，华东理工等高校选作指定教材。《现代工业发酵调控学》第三版，作者将新的概念和具体科研与生产经验进行整合、精炼，极大丰富了有关微生物代谢调控、优化发酵产物合成生产的知识，为读者提供高效、绿色、节能的生物过程产品研究技术路线和调控思路。

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作者简介

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储炬，华东理工大学，教授，博导， 国家生化工程技术研究中心（上海）副主任。从事发酵调控教学科研二十余年，承担华东理工大学本科生《发酵生理学》（36学时/年）的主讲教师，承担硕士生《发酵调控学》(36学时/年)主讲教授。

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目录

1微生物生长与调节11.1微生物的生长11.1.1生长的形式11.1.1.1细菌的生长11.1.1.2酵母的生长21.1.1.3菌丝的生长31.1.1.4细胞群体的生长41.1.1.5细菌群体的生长周期51.1.2生长的测量61.1.2.1细胞数目的测量71.1.2.2细胞量的测量81.1.2.3生物量的在线测量101.1.3环境对生长的影响131.1.3.1物理环境131.1.3.2化学环境171.1.4生长的变量和约束201.1.4.1细胞的大分子成分201.1.4.2限制步骤211.1.4.3生长对能量的需求211.1.4.4微生物热的释放221.2细胞周期221.2.1染色体复制与细胞分裂的调节231.2.2染色体复制的启动241.2.3细胞周期的研究方法241.2.3.1镜检法241.2.3.2同步培养法241.2.3.3同位素示踪法241.2.4生长速率与细胞大小的关系261.2.5生长速率对细胞内DNA含量的影响271.2.6生长速率对细胞组分的影响281.3生长效率281.3.1得率系数281.3.1.1分子得率系数281.3.1.2碳转化效率291.3.1.3电子平均数为基准的得率291.3.1.4基于热的产生的得率291.3.1.5以氧耗为基准的得率301.3.1.6基于ATP消耗的得率301.3.2测定生长效率时应注意的实际问题311.3.2.1分批与恒化培养311.3.2.2培养基组成311.3.2.3流出液的控制311.3.2.4取样与代谢物的分析311.3.3用于生物量形成的能量需求311.3.4呼吸效率321.3.5维持能与环境因素的关系331.3.5.1渗透压331.3.5.2水活度341.3.5.3氧和二氧化碳分压341.3.5.4温度361.3.5.5pH361.3.5.6副产物对生长得率的影响371.4生长调节371.4.1菌丝顶端生长371.4.1.1菌丝顶端生长机制381.4.1.2泡囊如何在菌丝顶端聚集391.4.1.3菌丝生长过程391.4.2菌丝分枝规律401.4.2.1分枝的形成401.4.2.2菌丝生长单位401.4.2.3菌丝结团的动力学411.4.2.4菌球内部扩散限制的后果421.4.2.5游离菌丝与菌球的破碎431.4.3微生物生长分化的调节431.4.3.1极化生长的调节441.4.3.2菌丝分枝启动的调节441.4.3.3菌丝空间分布的调节451.4.3.4链霉菌生长的调节451.5运输过程461.5.1细胞膜的结构与功能481.5.2运输器的分类系统491.5.3运输机制491.5.3.1通道与孔511.5.3.2电化势能驱动的运输器(次级运输过程)521.5.3.3初级主动运输器541.5.3.4基团转运蛋白541.5.3.5跨膜电子流系统571.5.3.6大分子的运输571.5.4运输过程动力学57思考题59参考文献602微生物的基础代谢622.1能量代谢原理622.1.1能量代谢的热力学632.1.1.1热力学**定律和热焓632.1.1.2热力学第二定律、第三定律和熵642.1.2能量的产生与偶合652.1.2.1能量的产生652.1.2.2高能化合物662.1.2.3能量的偶合672.1.3氧还电位和移动电子载体682.1.3.1氧还电位682.1.3.2移动电子载体682.2微生物的分解代谢692.2.1葡萄糖分解代谢692.2.1.1酵解 (EMP) 途径702.2.1.2己糖单磷酸支路(HMS)702.2.1.3恩特纳�捕喽嗦薹�(ED)途径712.2.1.4磷酸解酮酶(PK)途径712.2.1.5各种葡萄糖分解途径的相互关系712.2.1.6三羧酸(TCA)循环712.2.1.7乙醛酸循环722.2.2多糖和单糖的利用722.2.3厌氧代谢过程732.2.3.1乙醇发酵732.2.3.2丙酮、丁醇、乙酸、丁酸发酵742.2.3.3乳酸、丁二醇、甲烷发酵782.2.4脂肪酸、脂烃和芳香烃的氧化812.2.5氮的循环和氨基酸的降解822.2.5.1氮的循环822.2.5.2氨基酸的降解832.2.6硫的代谢832.2.7核苷酸的降解和有机磷的代谢842.2.8聚合物的氧化852.2.8.1淀粉862.2.8.2纤维素862.3微生物的组成代谢872.3.1C1的同化882.3.2分子氮的同化892.3.3硝酸盐的同化892.3.4氨的同化902.3.5硫酸盐的同化902.3.6氨基酸的生物合成912.3.6.1谷氨酸族的生物合成912.3.6.2天冬氨酸族的生物合成932.3.6.3芳香氨基酸族的生物合成942.3.6.4丝氨酸族的生物合成962.3.6.5丙氨酸族的生物合成972.3.6.6组氨酸的生物合成972.3.6.7经氨基酸途径的含氮化合物的生物合成972.3.7核苷酸的生物合成992.3.7.1核糖核苷酸的生物合成992.3.7.2脱氧核糖核苷酸的生物合成1012.3.7.3细菌对外源嘌呤、嘧啶碱及其核苷的利用1022.3.8脂质的生物合成1022.3.8.1脂肪酸的生物合成1022.3.8.2不饱和脂肪酸的生物合成1052.3.8.3磷脂的生物合成1082.3.9聚类异戊二烯化合物的合成1082.3.10甾类化合物1092.3.11糖磷酸酯与糖核苷酸1122.3.12多糖的生物合成113思考题114参考文献1153代谢调节与代谢工程1163.1酶活性的调节1173.1.1代谢调节的部位1173.1.2共价修饰1183.1.2.1可逆共价修饰1183.1.2.2不可逆共价修饰1183.1.3变构效应1193.1.3.1协同作用1193.1.3.2变构效应的由来1213.1.3.3变构效应的解释1223.1.3.4变构调节的特征1223.1.4其他调节方式1223.1.4.1缔合与解离1223.1.4.2竞争性抑制1233.2酶合成的调节1233.2.1诱导作用1233.2.1.1诱导作用的分子水平的机制1243.2.1.2顺序诱导作用1253.2.1.3诱导物的种类与效率1253.2.1.4诱导调节的克服1273.2.1.5组成型突变株的获得1273.2.2分解代谢物阻遏1273.2.2.1分解代谢物阻遏效应1283.2.2.2分解代谢物阻遏的分子机制1283.2.2.3分解代谢物阻遏作用的克服1293.2.2.4耐分解代谢物阻遏的突变株的获得1303.2.2.5氮分解代谢物的调节1313.2.3反馈调节1313.2.3.1反馈阻遏在分子水平上的作用机制1323.2.3.2反馈调节作用的消除1323.2.3.3分离耐末端代谢产物调节的突变株的方法1343.2.3.4反馈抑制1363.2.4分支途径的调节方式1363.2.4.1分支途径中末端产物的调节1363.2.4.2微生物代谢调节机制的多样性1383.2.5避开微生物固有代谢调节，过量生产代谢产物1393.2.5.1积累末端产物1393.2.5.2细胞膜通透性的改变1403.2.5.3能荷的调节1413.2.5.4无机聚磷酸的代谢与功能1423.3代谢系统的分子控制机制1423.3.1真细菌转录的基础1433.3.1.1RNA聚合酶1433.3.1.2转录途径1433.3.1.3启动子的识别1443.3.2DNA结合蛋白：激活剂与阻遏物1463.3.3双组分调节系统1463.3.4RNA水平的调节机制：衰减器模型1483.4代谢调节1483.4.1糖代谢调节1483.4.1.1巴斯德效应或氧效应1483.4.1.2克列勃特里或葡萄糖效应1513.4.2氨基酸合成的调节1533.4.3核苷酸合成的调节1543.4.3.1肌苷1543.4.3.2鸟苷1553.4.3.3腺苷1553.5代谢工程1553.5.1概论1553.5.2代谢流 (物流、信息流) 的概念1563.5.2.1有关术语1563.5.2.2物流与酶的关系1573.5.2.3物流限制作用的克服1583.5.2.4反馈抑制与限制途径物流的关系1583.5.3代谢物流分析1593.5.3.1物流分布的测量1593.5.3.2代谢物流分析的应用1603.5.4代谢控制分析1633.5.4.1物流控制分析的概念1643.5.4.2节点及其判断1663.5.4.3代谢流的控制1673.5.4.4代谢控制分析在代谢产物合成方面的应用1673.5.5代谢工程的应用1683.5.5.1胞内代谢物的测量1683.5.5.2基质谱的扩展1693.5.5.3降解异型生物质的新代谢途径1703.5.5.4老产品产率、得率的改进和新产品的构建1713.5.6推定代谢工程与反向代谢工程1713.5.7重要工业微生物表型的进化工程1743.6系统生物学与组学研究概况1743.6.1代谢工程的组学研究1763.6.2导致细菌表型改进的基因组改组176思考题177参考文献1784微生物次级代谢与调节1814.1引论1814.1.1微生物次级代谢的特征1814.1.2次级代谢产物的类型1834.1.2.1糖类1844.1.2.2多肽类1844.1.2.3聚脂酰类1844.1.2.4核酸碱基类似物类1844.1.2.5其他类型1844.1.3抗生素的生源学1854.1.4初级与次级代谢途径相互连接1854.2次级代谢物生物合成的前体1864.2.1前体的概况1864.2.1.1内源前体1874.2.1.2外源前体1904.2.2前体的作用1924.2.2.1起抗生素建筑材料作用1924.2.2.2诱导抗生素生物合成的作用1924.2.2.3前体与诱导物的区别1934.2.2.4研究前体作用的方法1934.2.2.5新抗生素的定向生物合成1944.2.3前体的限制性1944.2.3.1前体合成的调节机制1944.2.3.2前体导向抗生素的合成1944.2.3.3添加前体的策略1954.3次级代谢物生物合成原理1954.3.1把前体引入次级代谢物生物合成的专用途径1954.3.2前体聚合作用过程1954.3.3次级代谢物结构的后几步修饰1964.3.4复合抗生素中不同部分的装配1964.3.5次级代谢物合成酶的专一性1974.4抗生素的生物合成1974.4.1短链脂肪酸为前体的抗生素1974.4.1.1大环内酯类抗生素1984.4.1.2四环类抗生素2084.4.1.3蒽环类抗生素2134.4.2氨基酸为前体的抗生素2134.4.2.1青霉素簇抗生素2134.4.2.2头孢菌素簇抗生素2174.4.2.3其他β-内酰胺类抗生素2194.4.2.4肽类抗生素的生物合成2214.4.3经修饰的糖为前体的抗生素2234.4.3.1链霉素的生物合成2234.4.3.2氨基糖苷类抗生素的调节2254.4.3.3次要组分的调控2264.4.3.4调节因子2264.4.3.5突变生物合成2284.5微生物次级代谢作用的调控2294.5.1微生物的次级代谢与其生命活动的关系2294.5.1.1次级代谢在微生物中所起的作用2294.5.1.2次级代谢与生长、分化的关系2294.5.2次级代谢产物生物合成的调节与控制2304.5.2.1参与抗生素合成作用的酶的诱导及解除阻遏2304.5.2.2抗生素生物合成启动的控制2314.5.2.3碳源分解代谢物的调节2324.5.2.4氮源分解代谢物的调节2334.5.2.5磷酸盐的调节2354.5.2.6分解代谢产物对次级代谢控制的作用部位2374.5.2.7分解代谢产物作为次级代谢产物合成的胞内调控因子2374.5.2.8抗生素生物合成的终止2394.5.2.9人工克服微生物次级代谢调控作用的限制2394.5.2.10定向抗生素生物合成2404.5.3基因工程在提高生产性能上的应用2404.5.3.1强化表达网络调控机构的正向调节2404.5.3.2改变表达体系2414.5.3.3扩增抗生素产生菌的抗性基因2424.5.3.4提高编码关键酶的基因剂量2424.5.3.5提高转译水平的表达效率2434.5.3.6增强重组菌的生长能力2444.5.3.7调节性启动子2444.5.3.8提高菌在限氧下的生长与生产能力2454.5.3.9强化产物的分泌2464.5.4合成生物学246思考题246参考文献2475发酵过程控制与优化2505.1发酵过程技术原理2505.1.1分批发酵2515.1.1.1分批发酵的基础理论2515.1.1.2重要的生长参数2535.1.1.3分批发酵的优缺点2535.1.2补料-分批发酵2545.1.2.1理论基础2545.1.2.2分批补料的优化2555.1.3半连续发酵2565.1.4连续发酵2575.1.4.1单级连续发酵的理论基础2575.1.4.2多级连续培养2585.1.4.3连续培养在工业生产中的应用2595.1.4.4连续培养中存在的问题2595.1.5与产物回收结合的培养2615.1.5.1膜分离与发酵耦合2625.1.5.2溶剂萃取与发酵耦合2665.1.5.3膜固定化细胞反应器的原理和应用2675.1.5.4挥发性产物的回收与发酵耦合2675.1.5.5吸附发酵2685.1.6高细胞密度培养2685.1.6.1研究应用概况2695.1.6.2达到高细胞密度的手段2695.1.6.3存在问题2705.1.6.4成功范例2705.1.7混合或共培养系统2705.1.8固态发酵2715.1.9动物细胞培养2715.2发酵条件的影响及其控制2725.2.1培养基对发酵的影响2735.2.1.1养分的需求2735.2.1.2生长能量学对产物形成的影响2755.2.1.3碳和能量限制2755.2.1.4氮或硫限制对产物合成的影响2775.2.1.5钾限制对产物形成的影响2785.2.1.6磷、镁或铁限制对产物形成的影响2795.2.1.7基质浓度对发酵的影响及其控制2795.2.1.8培养基的优化2805.2.2灭菌情况2835.2.3种子质量2835.2.3.1接种菌龄2835.2.3.2接种量2835.2.4温度对发酵的影响2845.2.4.1温度对产物合成的影响2845.2.4.2*适温度的选择2845.2.5pH的影响2855.2.5.1发酵过程中pH变化的规律2855.2.5.2培养基pH对初级代谢产物合成的影响2855.2.5.3*适pH的选择2865.2.5.4pH的监控2875.2.6氧的供需对发酵的影响及其控制2885.2.6.1临界氧2895.2.6.2溶氧作为发酵异常的指示2905.2.6.3溶氧的控制2915.2.6.4溶氧参数在过程控制方面的应用2935.2.6.5通过溶氧的控制提高产物合成的事例2945.2.7二氧化碳和呼吸商2965.2.7.1CO2对发酵的影响2965.2.7.2呼吸商与发酵的关系2985.2.8加糖和补料对发酵的影响及其控制2995.2.8.1补料的策略2995.2.8.2补料的判断和依据3015.2.8.3补料的优化3035.2.9比生长速率的影响与控制3045.2.9.1程序控制器/反馈补偿器系统3055.2.9.2谷胱甘肽3065.2.9.3酿酒酵母3065.2.9.4其他产物3065.2.10混合效果3075.2.10.1斜6平叶涡轮式搅拌器及不同进料方式3075.2.10.2栅桨式搅拌器3075.2.10.3各种搅拌器的组合及反应器流场分布特性对产物形成的影响3085.2.10.4流变学的测量3095.2.10.5计算流体动力学分析在生物反应器中的应用3105.2.11超声波、微波、磁场、电流对发酵的影响3105.2.11.1超声波3105.2.11.2微波3115.2.11.3磁场3115.2.11.4电流3115.2.12氧化还原电位对发酵的影响3115.2.13过程参数对丝状菌形态与产物合成的影响3125.2.13.1种子与菌球的形成3135.2.13.2培养基组成对菌形态的影响3135.2.13.3碳源的影响3135.2.13.4氮源与磷酸盐对形态与生产的影响3135.2.13.5金属离子与形态的关系3145.2.13.6溶氧的影响3145.2.13.7溶解CO2的影响3145.2.13.8培养液pH与形态的关系3155.2.13.9温度的影响3155.2.13.10机械应力的作用3155.2.13.11真菌的形态与培养液的流变性3175.2.13.12真菌发酵的形态特征的描述3175.2.13.13真菌发酵中的生长与产物形成的模型3185.2.14发酵过程参数的相关分析3195.2.15发酵规模的缩小与放大3205.3泡沫对发酵的影响及其控制3205.3.1泡沫的产生及其影响3205.3.2发酵过程中泡沫的消长规律3215.3.3泡沫的控制3215.3.3.1机械消泡3225.3.3.2消泡剂消泡3225.3.3.3消泡剂的应用3225.4发酵终点的判断与自溶的监测3235.4.1发酵终点的判断3235.4.2补料分批培养中生产经济上的优化3245.4.3自溶的监测3245.4.3.1细胞的老化与自溶3245.4.3.2发酵后期菌自溶的监测3255.4.4影响自溶的因素3265.5发酵染菌的防治及处理3265.5.1染菌的途径分析3275.5.2染菌的判断和防治3275.5.3生产技术管理对染菌防止的重要性3285.6基因工程菌在生物工程中的应用3295.6.1源自克隆基因的蛋白3295.6.1.1人血清白蛋白基因的合成及其表达3295.6.1.2胰岛素3295.6.1.3生长激素3305.6.1.4促红细胞生成素3315.6.1.5人β2�蔡堑鞍�3315.6.1.6白细胞介素3315.6.1.7GFP�踩诤霞嗖夥ㄔ谠谙哂呕�中的应用3325.6.1.8重组人载脂蛋白3325.6.2干扰素3325.6.2.1高密度细胞培养的策略3325.6.2.2重组菌的高密度培养和α-干扰素的表达3335.6.2.3酿酒酵母的高密度培养及人免疫干扰素的表达3335.6.3氨基酸3345.6.3.1基因技术在氨基酸生产方面的应用3345.6.3.2利用重组大肠杆菌生产色氨酸3355.6.4肌苷酸和鸟苷酸3355.6.5微生物多糖3375.6.6植酸酶3375.6.7S-腺苷-L-甲硫氨酸337思考题338参考文献3386发酵过程参数检测与计算机监控3456.1发酵过程参数监控的研究概况3456.1.1设定参数3466.1.2状态参数3466.1.3间接参数3476.1.4发酵样品的离线分析3486.2生物过程控制的特征3486.2.1对生物过程控制规范化的要求3496.2.2在线发酵仪器的研究进展3496.2.3计算机在发酵监控方面的应用3526.3用于控制的生物过程建模3526.3.1传统过程模型3536.3.2线性黑箱模型3546.3.3非线性黑箱模型3546.3.4生产过程建模3556.4发酵过程估算技术3566.4.1传统的基于模型的估算3576.4.2基于线性黑箱模型的估算3576.4.3基于非线性黑箱模型的估算3586.5发酵过程的控制策略3586.5.1发酵过程的PID控制3586.5.2发酵过程的推理控制3596.5.3发酵过程的适应性(预估)控制3596.5.4发酵过程的非线性控制3606.5.5发酵过程的优化控制3606.5.6用于发酵监督与控制的知识库系统3606.5.7工业规模的发酵故障分析系统3626.6用于发酵诊断和控制的数据分析3626.6.1发酵测量与估算变量分类3626.6.1.1生物过程的输入-输出表示法3626.6.1.2计算关联3646.6.1.3动态过程代谢状态的在线化学计量与鉴别3646.6.2代谢速率的计算3666.6.2.1普通平衡方程3666.6.2.2消耗速率3666.6.2.3生产速率3696.6.3不能直接测量的生物过程参数的估算3726.6.3.1概念和实例介绍3726.6.3.2估算方法3736.6.3.3用观察器进行状态估算3796.6.3.4不同技术的评估3826.6.4积分与平均数量的计算3826.6.4.1积分变量3826.6.4.2平均变量3826.6.5生理状态变量的计算3836.6.5.1生理状态变量的分类3836.6.5.2生理状态细胞水平级的监测方法3856.6.5.3生理状态控制结构3866.6.5.4整合转录轮廓与代谢物轮廓信息指导发酵生产过程3876.7基于模式识别技术的新方法3916.7.1模式识别的好处3916.7.2模式识别方法与数据分析3916.7.3用于监控的时序的量变曲线分析3936.7.4结论397思考题398参考文献398

封面

书名:现代工业发酵调控学-第三版

作者:储炬

页数:399

定价:¥55.0

出版社:化学工业出版社

出版日期:2016-11-01

ISBN:9787122276308

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