微生物發(fā)酵生理學(xué)

前言

　　微生物發(fā)酵生理學(xué)是以微生物生理學(xué)為理論基礎(chǔ)，從微生物發(fā)酵生產(chǎn)的角度，研究發(fā)酵工業(yè)涉及的原核、真核微生物細(xì)胞的代謝活動(dòng)、生長(zhǎng)規(guī)律及代謝產(chǎn)物積累的生化過(guò)程與控制。它是細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、代謝調(diào)控等多學(xué)科交叉滲透的一門邊緣學(xué)科，是生命科學(xué)中最前沿的學(xué)科之一?！　〖?xì)胞是微生物個(gè)體的基本結(jié)構(gòu)單位，為微生物進(jìn)行各項(xiàng)代謝活動(dòng)提供場(chǎng)所和物質(zhì)基礎(chǔ)。在分子水平上研究微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及其生理功能，不僅揭示了原核細(xì)胞和真核細(xì)胞在各種細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能上的重要差異，而且有助于對(duì)它們?cè)诨虮磉_(dá)和發(fā)酵控制等特性的認(rèn)識(shí)?！　∮捎诜肿由飳W(xué)、分子遺傳學(xué)、生化工程、微生物基因組學(xué)與代謝組學(xué)等的發(fā)展，以DNA等從分子水平來(lái)控制微生物代謝，使發(fā)酵工業(yè)進(jìn)入代謝調(diào)控階段，也使以發(fā)酵工程為基礎(chǔ)的工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)取得令人矚目的成就，有機(jī)酸、氨基酸、核苷酸和抗生素等發(fā)酵工業(yè)迅速發(fā)展，發(fā)酵產(chǎn)率大幅度提高。因此，研究微生物生長(zhǎng)與代謝調(diào)節(jié)理論是微生物發(fā)酵生理學(xué)的核心內(nèi)容。本書編寫的目的在于從分子水平闡明微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、微生物生長(zhǎng)規(guī)律及其生化變化與控制、發(fā)酵產(chǎn)物（氨基酸、有機(jī)酸、核苷酸、抗生素）的生物合成與代謝調(diào)控，并以此理論指導(dǎo)代謝控制育種與代謝控制發(fā)酵方案的實(shí)施，從而能更有效地大量生產(chǎn)所需發(fā)酵產(chǎn)物，整體提升傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)的科技水平。　　微生物發(fā)酵生理學(xué)早在20世紀(jì)80年代初期就列入華南理工大學(xué)發(fā)酵工程專業(yè)碩士研究生學(xué)位課程，并在發(fā)酵工程專業(yè)中開(kāi)出，也是華南理工大學(xué)生物化工和發(fā)酵工程專業(yè)的博士研究生入學(xué)考試科目之一。本課程先有陳連就、姚汝華兩位國(guó)內(nèi)知名微生物發(fā)酵專家授課，后又有周婉冰、楊汝德等微生物發(fā)酵工程的老教授講授，專家們結(jié)合自己幾十年從事微生物發(fā)酵研究和生產(chǎn)實(shí)踐，廣泛搜集了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究資料，編寫了講義，由于其內(nèi)容全面系統(tǒng)，理論實(shí)踐并重，深受廣大師生好評(píng)。在本書編寫過(guò)程中，編者以此講義為基礎(chǔ)，參考了許多國(guó)內(nèi)外相關(guān)教材及眾多專家學(xué)者的最新研究成果，引用了一些重要的結(jié)論及相關(guān)圖表，在此向各位前輩及所有作者表示衷心感謝。

內(nèi)容概要

本書以微生物生理學(xué)為理論基礎(chǔ)，從微生物發(fā)酵生產(chǎn)的視角，研究在發(fā)酵工業(yè)中應(yīng)用的原核、真核微生物細(xì)胞的代謝活動(dòng)、生長(zhǎng)規(guī)律以及代謝物積累的生化過(guò)程與控制，并以此理論指導(dǎo)代謝控制育種與代謝控制發(fā)酵方案的實(shí)施。全書的知識(shí)內(nèi)容與生產(chǎn)、研究結(jié)合緊密，系統(tǒng)性強(qiáng)，言簡(jiǎn)意賅。     本書可以作為綜合、理工、師范、農(nóng)林等院校發(fā)酵工程、生物化工、微生物學(xué)、生物制藥等生物類專業(yè)以及食品、輕工、環(huán)境等相關(guān)專業(yè)的教材或教學(xué)參考書?？晒┬尥晡⑸飳W(xué)、生物化學(xué)等基礎(chǔ)課程之后的高年級(jí)本科生和研究生以及發(fā)酵工程領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員使用和參考。

書籍目錄

第一章　緒論 　第一節(jié)　微生物發(fā)酵生理學(xué)研究的對(duì)象與范圍 　　一、研究對(duì)象 　　二、研究范圍 　第二節(jié)　微生物發(fā)酵生理學(xué)的歷史沿革與發(fā)展 　　一、微生物發(fā)酵生理學(xué)的歷史沿革 　　二、微生物發(fā)酵生理學(xué)的發(fā)展趨勢(shì) 　復(fù)習(xí)思考題 第二章　微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能 　第一節(jié)　微生物的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與功能 　　一、原核生物和真核生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的比較 　　二、細(xì)菌細(xì)胞壁 　　三、酵母菌細(xì)胞壁 　　四、霉菌細(xì)胞壁 　第二節(jié)　微生物的膜結(jié)構(gòu)與功能 　　一、細(xì)胞膜的化學(xué)組成 　　二、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能 　　三、細(xì)菌質(zhì)膜——間體系統(tǒng)的功能 　　四、真核細(xì)胞的其他內(nèi)膜與功能 　第三節(jié)　微生物的核結(jié)構(gòu) 　　一、原核生物的核質(zhì) 　　二、真核生物的細(xì)胞核 　　三、染色體外的遺傳物質(zhì) 　　四、原核生物與真核生物在遺傳結(jié)構(gòu)上的異同 　第四節(jié)　細(xì)胞質(zhì)及其細(xì)胞器 　　一、線粒體 　　二、葉綠體 　　三、核糖核蛋白體 　　四、溶酶體 　　五、微體 　　六、內(nèi)含物和儲(chǔ)藏物 　第五節(jié)　微生物細(xì)胞表面的附屬結(jié)構(gòu) 　　一、鞭毛與菌毛 　　二、莢膜與黏液層 　第六節(jié)　細(xì)胞結(jié)構(gòu)突變與菌種選育 　　一、細(xì)胞壁缺陷——L型細(xì)菌 　　二、酵母小菌落突變 　復(fù)習(xí)思考題 第三章　微生物的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng) 　第一節(jié)　微生物的營(yíng)養(yǎng) 　　一、組成細(xì)胞的生物大分子 　　二、碳素 　　三、氮素 　　四、無(wú)機(jī)元素 　　五、生長(zhǎng)因子 　　六、水的生物學(xué)作用 　第二節(jié)　營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜的能力與其性質(zhì)的關(guān)系 　　一、細(xì)胞膜的通透性 　　二、營(yíng)養(yǎng)物在細(xì)胞內(nèi)外的濃度 　　三、營(yíng)養(yǎng)物的溶解性 　　四、營(yíng)養(yǎng)物的化學(xué)結(jié)構(gòu) 　第三節(jié)　營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)跨膜運(yùn)送機(jī)制 　　一、簡(jiǎn)單擴(kuò)散 　　二、促進(jìn)擴(kuò)散 　　三、主動(dòng)運(yùn)輸 　　四、基團(tuán)移位 　　五、膜泡運(yùn)輸 　第四節(jié)　代謝產(chǎn)物的分泌與控制 　　一、氨基酸的分泌 　　二、核苷酸的分泌 　　三、胞外酶的分泌 　第五節(jié)細(xì)菌的生長(zhǎng)與分化 　　一、細(xì)菌的細(xì)胞周期 　　二、細(xì)胞分裂及控制 　　三、形態(tài)分化及芽孢 　第六節(jié)　真核微生物的生長(zhǎng)與分化 　　一、真核細(xì)胞的細(xì)胞周期 　　二、酵母菌的生長(zhǎng)與分化 　　三、霉菌的生長(zhǎng)與分化 　第七節(jié)　微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué) 　　一、群體生長(zhǎng)周期 　　二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)生長(zhǎng)速率的影響 　　三、細(xì)胞生長(zhǎng)與產(chǎn)物得率 　　四、連續(xù)培養(yǎng)生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué) 　　五、代謝產(chǎn)物生成動(dòng)力學(xué)  　第八節(jié)　極端微生物適應(yīng)異常環(huán)境的機(jī)理 　　一、極端微生物 　　二、極端嗜熱菌 　　三、極端嗜冷菌 　　四、極端嗜酸菌 　　五、極端嗜堿菌 　　六、極端嗜鹽菌 　　七、極端嗜壓菌 　　八、極端微生物與古細(xì)菌的關(guān)系 　第九節(jié)　細(xì)菌的耐藥性與控制 　　一、細(xì)菌的耐藥性 　　二、細(xì)菌的耐藥機(jī)制 　　三、細(xì)菌耐藥性的控制策略 　復(fù)習(xí)思考題 第四章　化能異養(yǎng)型微生物的糖代謝及細(xì)胞能學(xué) 第五章　微生物的代謝調(diào)控 第六章　氨基酸發(fā)酵與控制 第七章　核苷酸發(fā)酵與控制 第八章　抗生素發(fā)酵與控制 參考文獻(xiàn) 索引

章節(jié)摘錄

　　第一節(jié)微生物發(fā)酵生理學(xué)研究的對(duì)象與范圍　　一、研究對(duì)象　　微生物發(fā)酵生理學(xué)（microbialfermentation physiology）是微生物學(xué)的一個(gè)分支，是以發(fā)酵工業(yè)涉及的原核微生物與真核微生物為研究對(duì)象，以微生物學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物遺傳學(xué)為基礎(chǔ)，是細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、代謝調(diào)控等多學(xué)科交叉滲透的一門邊緣學(xué)科。微生物發(fā)酵生理學(xué)課程主要是系統(tǒng)闡述工業(yè)微生物自身普遍的以及特殊的生理活動(dòng)方式與規(guī)律，介紹微生物細(xì)胞的精細(xì)結(jié)構(gòu)；細(xì)胞的新陳代謝、生物大分子的合成與分解及其調(diào)節(jié)控制；微生物的生長(zhǎng)、繁殖以及影響其生長(zhǎng)繁殖的種種因素；發(fā)酵產(chǎn)物（有機(jī)酸、氨基酸、核苷酸、抗生素等）的生物合成與代謝調(diào)控，并以此理論指導(dǎo)代謝控制育種與代謝控制發(fā)酵方案的實(shí)施?！　∥⑸锇l(fā)酵生理學(xué)是在實(shí)驗(yàn)室與自然條件下研究工業(yè)微生物的新陳代謝活動(dòng)的特點(diǎn)與規(guī)律的學(xué)科，是生物學(xué)中重要的理論教學(xué)課程之一。在我們生存的這顆行星上，微生物分布極為廣泛，即使在一些其他生物無(wú)法生存的極端環(huán)境下，微生物也能生長(zhǎng)繁殖。之所以微生物有如此強(qiáng)的生存和適應(yīng)能力是因?yàn)槠渖砘顒?dòng)、新陳代謝具有獨(dú)特性。因此，微生物發(fā)酵生理學(xué)所涵蓋的內(nèi)容較為廣泛，與普通生理學(xué)以及動(dòng)植物生理學(xué)有很大的差異。　　微生物發(fā)酵生理學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)。各種微生物發(fā)酵生產(chǎn)均離不開(kāi)發(fā)酵生理學(xué)知識(shí)，另一方面工業(yè)生產(chǎn)也促進(jìn)了微生物發(fā)酵生理學(xué)的發(fā)展。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，人們利用微生物的生長(zhǎng)代謝過(guò)程的前體物、中間產(chǎn)物以及終產(chǎn)物，得到有益于人類與環(huán)境的生物制品。

圖書封面

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