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第一章 工业生产常用常见微生物的种类与形态1

第一节 工业微生物的特征1

一、分类学的规则1

二、特殊分类方法3

第二节 工业微生物包含的微生物类群3

一、噬菌体3

二、原核微生物8

三、真核细胞微生物12

第二章 工业微生物资源及代谢目的产物的筛选31

第一节 工业微生物获得的一般途径31

一、目的工业微生物应具备的特征31

二、工业微生物的来源31

三、从自然界分离和筛选微生物的一般方法31

四、选择性培养基与富集培养31

五、在液体培养基中富集不同的原核微生物35

第二节 筛选目的菌株38

一、收集微生物资源（采样）39

二、初筛41

三、复筛45

四、辅助筛选49

五、反应筛选模式51

六、筛选与评价的区别53

七、相关微生物学的分析53

第三节 抗肿瘤化合物的初筛54

一、抗肿瘤化合物筛选54

二、基于抗微生物活性的筛选55

三、细胞培养技术和多终点初筛56

四、修复检测法57

五、原噬菌体诱导检测法（ILB方法）57

六、使用DNA的初筛方法57

七、培养液滤液中已知抗肿瘤抗生素的快速鉴定方法58

第三章 生长、产物生成与营养59

第一节 概述59

一、细菌的生长59

二、酵母的生长60

三、菌丝体的生长61

第二节 微生物生长的测量方法62

一、细胞数的测量62

二、细胞量的测量65

三、细胞量的间接估算67

第三节 环境对生长的影响74

一、概述74

二、微生物生长速率的多样性75

三、物理环境因素对生长的影响75

四、化学因素对生长的影响80

第四节 培养基的设计83

一、营养和环境的要求84

二、工艺经济的合理性88

第四章 微生物的纯种培养及其保藏91

第一节 纯种培养技术91

一、平皿分离法91

二、液体试管稀释分离93

三、双菌分离法93

四、器具操作的单细胞分离94

第二节 放大培养94

一、典型的通风发酵概述94

二、种母的制备96

三、接种量96

四、菌种的稳定性97

五、杂菌污染的防治97

六、发酵过程中的泡沫的控制99

七、发酵模拟放大的实施方法99

第三节 工业微生物的保藏100

第四节 我国及国际上重要的菌种保藏单位105

第五章 基础代谢过程114

第一节 介绍114

第二节 分解代谢的概念114

一、催化作用114

二、能量产生115

三、能量偶合116

第三节 跨膜输送116

第四节 化能合成——碳水化合物代谢117

一、EMP途径117

二、HMP途径118

三、ED途径119

四、PK途径119

五、各途径的联系119

第五节 好氧代谢过程120

一、三羧酸循环120

二、乙醛酸循环和葡萄糖异生作用122

三、甲烷和甲醇的氧化123

第六节 厌氧代谢过程123

一、酒精发酵124

二、乙酸、丁酸、丙酮、丁醇发酵126

三、丙酸和丁二酸（琥珀酸）发酵128

四、乳酸发酵129

五、丙乳酸发酵130

六、双乙酰、3-羟基丁酮和丁二醇发酵130

七、甲烷发醇131

八、含氮化合物的形成132

第七节 碳水化合物的代谢调节132

一、巴斯德效应或氧的影响132

二、Crabtree或葡萄糖效应133

第六章 工业微生物次级代谢的生物合成途径135

第一节 初级代谢和次级代谢生物合成途径的前体135

一、营养物质被吸收进入细胞135

二、营养物质转化为中枢途径的中间产物135

第二节 次级代谢物不同前体的生物合成135

一、乙酸、丙酸和其他有机酸135

二、异戊二烯单位136

三、氨基酸137

四、糖和氨基糖139

五、环多醇和氨基环多醇139

六、脒基140

七、嘌噙和嘧啶碱基140

八、芳香族氨基酸140

九、甲基140

第三节 经修饰（非常见）前体的生物合成141

一、经修饰氨基酸的合成143

二、经修饰糖和氨基糖的全成143

三、经修饰的嘌呤和嘧啶碱基的合成144

第四节 次级代谢物生物合成过程中的限制性前体144

第五节 次级代谢物的生物合成145

一、前体进入专用于生物合成次级代谢物的途径145

二、聚合过程145

三、次级代谢物结构的后期修饰146

四、复合抗生素不同部分的装配147

五、次级代谢物合成酶的底物专一性147

第七章 工业微生物遗传学及代谢调控148

第一节 遗传学原理148

一、经典遗传学148

二、分子遗传学148

三、分子水平的突变149

第二节 工业微生物的遗传系统150

一、原核系统150

二、真核系统（酵母和丝状真菌）154

第三节 遗传学进展与应用158

一、原生质体融合技术158

二、工业微生物的DNA重组技术158

第四节 调节159

一、微生物代谢调节159

二、初级代谢产物发酵的调节167

三、次级代谢产物发酵的调节170

第八章 诱变育种与基因重组育种176

第一节 诱变育种176

一、概况176

二、诱变的遗传学背景176

三、诱变类型180

四、突变的固定185

五、抗突变作用186

六、工业微生物的突变187

第二节 基因重组育种190

一、简介190

二、有性杂交过程191

三、准性生殖过程193

四、原生质体育种技术195

五、基因工程技术用于工业菌种改良210

六、转基因食品的安全性212

第九章 微生物、植物和动物细胞的分批和连续培养215

第一节 概况216

一、理论和实验216

二、培养基227

第二节 应用233

一、培养方式233

二、质量转化233

三、过程控制234

第三节 植物细胞237

一、植物细胞的培养237

二、代谢和形态上的应用研究240

第四节 动物细胞240

第十章 生物学发明及其专利保护244

第一节 专利244

一、总评244

二、专利制度概述244

第二节 申请专利的要求245

一、申请专利的基本要求245

二、不授予专利权的发明创造247

三、生物学发明的认定和专利权的授予247

四、专利类型248

第三节 专利申请文件250

一、总评250

二、请求书250

三、说明书250

四、权利要求书251

五、说明书摘要251

六、其他文件251

第四节 微生物菌种保藏及其专利申请文件251

第五节 国际承认用于专利程序的微生物保藏布达佩斯条约252

第六节 基因的专利保护253

一、基因是一种有限的资源253

二、对基因的占有方式是“基因专利”253

三、基因专利的商业价值253

四、基因专利的法律效力254

第七节 生物技术专利战略254

附录一 伯杰氏细菌学手册中细菌分类256

附录二 限制性酶和甲基化酶260

参考文献275