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叢書名：生物技術與生物工程專業(yè)能力培養(yǎng)型系列教材
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- 作者：蔣群，李志勇主編
- 出版時間：2010/7/1
- ISBN：9787030220554
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：Q81-33
- 頁碼：254
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《生物工程綜合實驗》主要由13個綜合實驗組成；在實驗設計上，每個綜合實驗都以產(chǎn)品生產(chǎn)為主線，綜合利用多種實驗技術，力爭使學生得到多方面的綜合訓練；內(nèi)容上，涵蓋了發(fā)酵工程、基因工程、酶工程、細胞工程、生物分離工程及生物信息學等；應用上，包括了醫(yī)藥、能源、食品等，特別是生物柴油、燃料乙醇、纖維素的利用等目前生物工程領域的研究熱點。教材突出生物工程實驗的綜合性與現(xiàn)代性，適合作為生物工程(技術)專業(yè)高年級本科實驗教學的教科書。
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一般認為，生物技術的發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)生物技術（釀造）、近代生物技術（微生物發(fā)酵）、現(xiàn)代生物技術（生物工程）三個階段。生物工程（bioengineering）是運用生物學、化學和工程學等學科相結(jié)合的方法，利用生物體制造人類所需產(chǎn)品、改造環(huán)境的一門多學科交叉的應用技術。生物工程已經(jīng)在食品、醫(yī)藥、輕工、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護、能源等領域發(fā)揮了重要作用，已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益與社會效益。20世紀70年代開始，轉(zhuǎn)基因技術、系統(tǒng)生物學、生物信息學、化學生物學、基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學、代謝組學等學科或技術的建立與發(fā)展極大地推動了生物工程的快速發(fā)展。研究對象從微生物擴展到動植物細胞、微藻，研究領域從陸地擴展到海洋、太空。在微生物工程（發(fā)酵工程）、酶工程、基因工程、細胞工程、生物反應工程、生物分離工程等經(jīng)典生物工程技術基礎上，誕生了代謝工程、蛋白質(zhì)工程、組織工程等新型生物工程技術。目前，生物工程已經(jīng)成為與微電子技術、新材料技術和新能源技術并列的重要科學技術，對于解決人類面臨的糧食、健康、環(huán)境、能源等重大問題將發(fā)揮越來越重要的作用。
生物工程專業(yè)是我國眾多高校優(yōu)先和重點發(fā)展的學科專業(yè)之一，生物工程專業(yè)教材的系統(tǒng)化建設是培養(yǎng)高質(zhì)量生物工程專業(yè)人才的前提。目前生物工程一體化的系列教材相對欠缺。為滿足我國普通高等教育的需要，上海交通大學受科學出版社委托，組織上海交通大學、華南理工大學、東華大學等一批工作在生物技術、生物工程教學、科研第一線的教師編寫本套“生物技術與生物工程專業(yè)能力培養(yǎng)型系列教材”。全套計劃由12部教材組成，其中2部是在第一版基礎上的修訂版，《細胞工程》（第二版）人選普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。
目錄
叢書序
前言
綜合實驗1 青霉素的發(fā)酵生產(chǎn)及半合成抗生素的制備 1
實驗1-1 青霉素的發(fā)酵生產(chǎn) 3
實驗1-2 發(fā)酵體系中氨態(tài)氮含量的測定 6
實驗1-3 青霉素效價的測定 8
實驗1-4 青霉素�；府a(chǎn)生菌的篩選 11
實驗1-5 青霉素酰化酶的酶活測定 13
實驗1-6 青霉素�；傅陌l(fā)酵生產(chǎn)與分離純化 15
實驗1-7 青霉素�；傅墓潭ɑ� 30
實驗1-8 固定化青霉素酰化酶催化制備7-ADCA 34
綜合實驗2 微生物發(fā)酵生產(chǎn)油脂及生物柴油的制備 36
實驗2-1 微生物發(fā)酵產(chǎn)油脂 38
實驗2-2 油脂的提取與成分分析 39
實驗2-3 酶法轉(zhuǎn)化生成生物柴油 43
綜合實驗3 玉米超氧化物歧化酶提取與固定化酵母乙醇發(fā)酵 46
實驗3-1 玉米超氧化物歧化酶的提取 48
實驗3-2 超氧化物歧化酶(SOD)活力測定 50
實驗3-3 玉米粉的液化、糖化 52
實驗3-4 固定化酵母乙醇發(fā)酵 54
實驗3-5 乙醇發(fā)酵分析 58
綜合實驗4 乳酸發(fā)酵及獼猴桃汁乳酸發(fā)酵飲料的制備 61
實驗4-1 乳酸菌的分離與篩選 63
實驗4-2 獼猴桃汁乳酸發(fā)酵飲料的制備 65
實驗4-3 細菌L-乳酸發(fā)酵 68
綜合實驗5 黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸 73
實驗5-1 黑曲霉孢子的制備 75
實驗5-2 種子培養(yǎng) 78
實驗5-3 發(fā)酵罐的構(gòu)造認識及空消 82
實驗5-4 薯干粉／玉米粉液體深層發(fā)酵 85
實驗5-5 檸檬酸發(fā)酵分析 90
實驗5-6 發(fā)酵液的中和、酸解 95
實驗5-7 粗檸檬酸溶液的脫色及離子交換凈化 96
實驗5-8 檸檬酸溶液的濃縮、結(jié)晶及干燥 99
綜合實驗6 纖維素酶的固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)和分離純化 102
實驗6-1 纖維素酶產(chǎn)生菌的選育 104
實驗6-2 纖維素酶的活性測定 107
實驗6-3 固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶 111
實驗6-4 纖維素酶的分離純化 114
實驗6-5 纖維素酶糖化玉米芯發(fā)酵生產(chǎn)乙醇 123
綜合實驗7 基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)重組核糖核酸酶A 128
實驗7-1 重組核糖核酸酶A表達載體構(gòu)建 129
實驗7-2 重組核糖核酸酶A誘導表達 136
實驗7-3 重組核糖核酸酶A親和純化 138
實驗7-4 重組核糖核酸酶A活性鑒定 141
綜合實驗8 幾丁質(zhì)酶的發(fā)酵生產(chǎn)及異源表達 143
實驗8-1 幾丁質(zhì)酶產(chǎn)生菌的篩選 144
實驗8-2 產(chǎn)幾丁質(zhì)酶培養(yǎng)基的統(tǒng)計學優(yōu)化 148
實驗8-3 幾丁質(zhì)酶的分離純化 153
實驗8-4 幾丁質(zhì)酶的酶學性質(zhì) 156
實驗8-5 幾丁質(zhì)酶基因的克隆與異源表達 158
綜合實驗9 木瓜蛋白酶的提取制備及殼聚糖的酶法水解 165
實驗9-1 木瓜蛋白酶的提取 166
實驗9-2 木瓜蛋白酶活力測定 169
實驗9-3 木瓜蛋白酶的分離純化 171
實驗9-4 木瓜蛋白酶水解殼聚糖 177
實驗9-5 設計實驗 180
綜合實驗10 利用固定化酵母細胞生產(chǎn)1，6-二磷酸果糖 181
實驗10-1 酵母細胞的固定化 182
實驗10-2 固定化酵母催化磷酸化反應 185
實驗10-3 固定化酵母細胞連續(xù)制備1，6-二磷酸果糖 188
實驗10-4 離子交換法提取1，6-二磷酸果糖 189
綜合實驗11 螺旋蔟氣升式光生物反應器培養(yǎng)及藻藍蛋白的提取純化 193
實驗11-1 螺旋藻氣升式光生物反應器培養(yǎng) 194
實驗11-2 螺旋藻藻藍蛋白的提取 197
實驗11-3 螺旋藻藻藍蛋白的純化 200
實驗11-4 SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測定藻藍蛋白的相對分子質(zhì)量 204
綜合實驗12 紅豆杉細胞培養(yǎng)及次級代謝產(chǎn)物的檢測分析 208
實驗12-1 紅豆杉細胞培養(yǎng) 210
實驗12-2 紅豆杉細胞培養(yǎng)物中紫杉烷的分離鑒定 215
實驗12-3 紅豆杉細胞提取物對腫瘤細胞的作用 218
綜合實驗13 不同來源細菌的系統(tǒng)發(fā)育關系分析 221
實驗13-1 細菌總DNA提取與瓊脂糖凝膠電泳檢測 222
實驗13-2 16S rDNA的PCR擴增與瓊脂糖凝膠電泳 226
實驗13-3 16S rDNA序列的克隆 229
實驗13-4 陽性克隆的篩選 232
實驗13-5 系統(tǒng)發(fā)育樹分析 234
參考文獻 238
附錄1 培養(yǎng)基和試劑、溶液的配制 242
附錄2 緩沖液的配制 248
附錄3 硫酸銨飽和度的常用表 253
乙醇（酒精）是用途最廣和用量最大的有機溶劑之一。發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇由于原料來源于可再生的植物，所以乙醇被視為可長期持續(xù)供應的清潔能源，加上世界正面臨的能源危機和環(huán)境污染，使得燃料乙醇發(fā)酵研究和產(chǎn)業(yè)化具有很大的戰(zhàn)略意義和社會效益。
�。ǘ┤剂弦掖嫉陌l(fā)酵生產(chǎn)
1.燃料乙醇的生產(chǎn)原料
燃料乙醇的生產(chǎn)原料有三類：一是糖類，來自甘蔗、甜菜等；二是谷物淀粉類，來自玉米、稻谷等；三是纖維素類，來自秸稈、蔗渣等。用糖類生產(chǎn)乙醇是工藝最為簡單、成本最為低廉的方法，目前在南美洲如巴西、阿根廷等廣泛使用。以谷物淀粉作原料是目前北美和歐洲等國廣泛使用的方法。以植物秸稈等纖維素為原料生產(chǎn)乙醇是最具挑戰(zhàn)性的課題。不同的原料發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇，生產(chǎn)方式略有不同，因而各有其優(yōu)缺點。
2.燃料乙醇發(fā)酵微生物
乙醇發(fā)酵微生物包括代謝葡萄糖的酵母、代謝葡萄糖的細菌及代謝木糖的微生物。常用于葡萄糖發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的酵母有：啤酒酵母、葡萄汁酵母、裂殖酵母及克魯維酵母等。這些酵母均屬兼性厭氧菌，在酵母生長期需要一定的氧氣，在乙醇發(fā)酵階段則需要厭氧條件以提高乙醇產(chǎn)率。通過酵母發(fā)酵生產(chǎn)乙醇時，發(fā)酵液pH為3～4，因此染菌機會較少，且除乙醇外幾乎沒有副產(chǎn)物。但酵母大多不耐高溫，且不能直接利用淀粉或纖維素為原料進行發(fā)酵。通過細菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇時，代謝速度快，發(fā)酵周期短，且生成的菌體約為酵母的一半，所以乙醇的得率較高。例如，運動發(fā)酵單胞菌（zymomonas mobilis）的生長速率、底物消耗速率、產(chǎn)物生成速率都高于酵母發(fā)酵，而細胞產(chǎn)率則低于酵母。
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