生物反應(yīng)工程

前言

生物反應(yīng)工程是研究以細(xì)胞或細(xì)胞的一部分（如酶）作為催化劑的反應(yīng)過程及其動(dòng)力學(xué)的一門交叉學(xué)科，對生物工程和技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義，是大學(xué)生物工程本科專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。無論是一般意義的化學(xué)反應(yīng)還是生物反應(yīng)，最重要的問題是研究反應(yīng)的速率、反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率及影響反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率的各種因素，本書對生物反應(yīng)的速率及有關(guān)問題進(jìn)行了充分的討論。生物反應(yīng)又有著自己的特點(diǎn)，特別是細(xì)胞參與的生物反應(yīng)過程，細(xì)胞自身在不斷地經(jīng)歷著分裂一生長一死亡的循環(huán)，并進(jìn)而影響著營養(yǎng)物質(zhì)代謝和產(chǎn)物合成，因此本書在研究反應(yīng)速率時(shí)始終結(jié)合生物催化劑的特點(diǎn)進(jìn)行討論。本書的特點(diǎn)是力圖反映生物反應(yīng)工程是生物學(xué)、化學(xué)和工程科學(xué)的交叉學(xué)科的特點(diǎn)，在建立描述生物反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)模型時(shí)，盡可能地結(jié)合生物學(xué)和化學(xué)原理，使學(xué)生能將這三方面的知識融會貫通。本書的第一章是緒論，主要介紹生物反應(yīng)工程的發(fā)展歷史、生物反應(yīng)工程的研究領(lǐng)域及其應(yīng)用。第二及第三章詳細(xì)地闡述了游離及固定化酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及酶催化的應(yīng)用。第四及第五章介紹了細(xì)胞的基本知識，重點(diǎn)闡述了細(xì)胞的生長和代謝調(diào)控、細(xì)胞代謝的計(jì)量關(guān)系及能量代謝，是學(xué)習(xí)細(xì)胞培養(yǎng)工程的基礎(chǔ)。第六至第八章主要研究細(xì)胞生長、營養(yǎng)物質(zhì)消耗及產(chǎn)物合成的動(dòng)力學(xué)、傳質(zhì)對細(xì)胞生長和代謝的影響及生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和放大等內(nèi)容。由于生物技術(shù)的飛速發(fā)展，基因重組細(xì)胞和動(dòng)植物細(xì)胞已經(jīng)越來越廣泛地用于生物技術(shù)產(chǎn)物的生產(chǎn)，因此在第九至十一章將對這些領(lǐng)域進(jìn)行必要的討論。本書的第一及第九至第十一章由岑沛霖編著（引用了徐志南及孟琴的部分工作），第二至第五章由關(guān)怡新編著，第六至第八章由林建平編著。由于編著者的水平有限，書中內(nèi)容難免有錯(cuò)誤之處，我們誠懇地希望使用本書的老師與同學(xué)批評指正。

內(nèi)容概要

本書對酶與細(xì)胞參與的生物反應(yīng)的速率及相關(guān)問題進(jìn)行了充分的討論，并始終結(jié)合生物催化劑的特點(diǎn)。本書力圖反映生物工程是生物科學(xué)、化學(xué)和工程科學(xué)的交叉學(xué)科的特點(diǎn)，在建立描述生物反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)模型時(shí)，盡可能地結(jié)合生物學(xué)和化學(xué)原理，使學(xué)生能將這三方面的知識融會貫通?！　”緯勺鳛榇髮W(xué)生物工程酶專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課教材。

書籍目錄

第一章　緒論　1.1  生物反應(yīng)工程的發(fā)展歷史　1.2　生物反應(yīng)工程的范疇  　1.2.1　酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)　  1.2.2　高產(chǎn)細(xì)胞株的獲得和保持  　1.2.3　細(xì)胞生長和代謝產(chǎn)物合成動(dòng)力學(xué)　  1.2.4　傳質(zhì)對生物反應(yīng)的影響  　1.2.5　生物反應(yīng)器和操作模式  1.3  生物反應(yīng)工程的應(yīng)用　  1.3.1　酶催化反應(yīng)工程的應(yīng)用　  1.3.2　細(xì)胞培養(yǎng)工程的應(yīng)用  1.4　生物反應(yīng)工程的展望第二章　酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)  2.1　酶的來源、分類、命名及特征  2.2　一種或兩種底物反應(yīng)時(shí)單酶催化動(dòng)力學(xué)    2.2.1　Michaelis—Menten動(dòng)力學(xué)    2.2.2  Briggs—Haldane對Miclaaelis-Menten公式的改進(jìn)    2.2.3　King和Altman的推導(dǎo)    2.2.4　可逆反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、雙底物反應(yīng)及輔因子活化  2.3　基元反應(yīng)速率常數(shù)的確定    2.3.1　預(yù)穩(wěn)態(tài)方法    2.3.2　松弛方法  2.4　酶催化反應(yīng)的抑制    2.4.1　底物的活化和抑制作用    2.4.2　可逆抑制    2.4.3　不可逆抑制  2.5　影響酶活性的其他因素    2.5.1　溶液pH對酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響    2.5.2　溫度對酶活性的影響    2.5.3　其他影響酶活性的因素　2.6　酶失活機(jī)理和酶失活動(dòng)力學(xué)　2.7  多底物酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)  　2.7.1　多底物反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理　  2.7.2　多底物酶催化反應(yīng)的穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)　2.8　變構(gòu)酶  　2.8.1　配基同蛋白質(zhì)的結(jié)合　  2.8.2　Monool—Claangeux—Wyman（MCW）模型    2.8.3  Koshland—N6methy—Filmer（KNF）模型  2.9  多相體系中的酶反應(yīng)  練習(xí)題第三章　應(yīng)用酶催化及酶催化反應(yīng)器　3.1　水解酶的應(yīng)用    3.1.1　淀粉和纖維素的水解    3.1.2　蛋白水解酶    3.1.3　酯酶及其應(yīng)用    3.1.4　混合酶、果膠酶及其他水解酶的應(yīng)用  3.2　酶的其他用途    3.2.1　酶在醫(yī)藥中的應(yīng)用    3.2.2　酶在工業(yè)中的應(yīng)用  3.3　酶催化在手性化合物拆分和合成中的應(yīng)用    3.3.1　手性化合物的拆分    3.3.2　手性合成  3.4　酶的固定化    3.4.1　包埋法    3.4.2　吸附法    3.4.3　共價(jià)鍵法    3.4.4　共價(jià)交聯(lián)法  3.5  固定化酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)    3.5.1  固定化酶單一粒子的總反應(yīng)速率    3.5.2　球形粒子內(nèi)的擴(kuò)散-反應(yīng)方程　　……第四章　細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)第五章　細(xì)胞代謝的計(jì)量關(guān)系和能學(xué)第六章　細(xì)胞生長動(dòng)力學(xué)第七章　生物反應(yīng)器中的傳遞過程第八章　生物反應(yīng)器第九章　基因重組細(xì)胞培養(yǎng)工程第十章　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)工程第十一章　植物細(xì)胞培養(yǎng)工程主要參考書目主要學(xué)術(shù)期刊索引

章節(jié)摘錄

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