發酵原理(第二版)（簡體書）

《發酵原理》分別從能量流、物質流和信息流三個方面揭示了微生物代謝的運動本質，首次提出了發酵學關於微生物生命活動的“三個基本假說”。并把微生物育種和微生物培養的工藝視為一個整體，以“三個基本假說”為依據，提出了關於現代工業發酵的一系列應剛性推理，將工業發酵提升到現代生物技術及生物工程的高度。 《發酵原理》認定微生物是工業發酵的行為發生主體，是發酵生產線上必不可少的細胞機器，并且為典型的工業發酵的細胞機器建立了工作模型，在這個模型的基礎上提出了工業微生物代謝的“五段式”和工業發酵的“五字策略”。本書示範了與微生物平等友好、合作共贏的思維方式，希望能有益于讀者在生物技術及其應用方面的開創性工作。 本書適合于生物工程、生物技術專業的高年級本科生使用，并可供生物工程、生物技術領域的教師、研究生和科研人員參考。

第二版前言
第一版前言
英文縮寫與中文全稱對照表
緒論
復習題
第1章 工業發酵生產線上的細胞機器
1.1 工業發酵生產線上的細胞機器
1.1.1 生物機器和細胞機器的概念
1.1.2 發酵工廠關鍵的生產機器
1.2 微生物細胞機器的工作模式
1.2.1 活細胞的基本性能
1.2.2 微生物細胞機器的工作模式
1.2.3 創新思路的理論基礎
復習題
參考文獻
第2章 發酵學第一假說：代謝能支撐假說
2.1 微生物細胞過程的熱力學
2.1.1 生命系統是開放系統
2.1.2 經典熱力學與微生物代謝
2.1.3 吉布斯自由能和代謝能
2.2 微生物細胞內外的物質交換
2.2.1 微生物細胞與其所處環境的關係
2.2.2 化學物質的跨膜過程
2.3 化能異養型微生物的生物氧化
2.3.1 氧化還原反應
2.3.2 微生物進行生物氧化的細胞器及ATP合成酶
2.3.3 生物氧化過程中輔酶的關鍵作用
2.3.4 化能異養型微生物生物氧化的方式
2.4 化能異養型微生物代謝中的能量形式轉換
2.4.1 氧化還原對及其氧化還原電位
2.4.2 電子載體與高能(磷酸)鍵載體
2.4.3 生物學體系中的能量耦合
2.4.4 與呼吸、發酵對應的代謝能轉換機制
2.5 質子運動勢和活細胞的質子回路
2.5.1 化學滲透假設及質子運動勢
2.5.2 微生物細胞內代謝能的形式的轉換
2.6 代謝能對微生物生長和維持的支撐
2.6.1 微生物細胞的牛長能學
2.6.2 用于維持的ATP消耗
2.6.3 微生物能量的儲存
2.7 微生物細胞對所處環境的自主響應(參考閱讀)
2.7.1 微生物對環境做出響應的機制
2.7.2 微生物活性與溶解氧的關係
2.7.3 氧化還原電位
2.7.4 對CO2的響應
2.7.5 水活度對微生物活性的影響
2.7.6 氫離子濃度(pH)對微生物活性的影響
2.7.7 溫度對微生物活性的影響
2.7.8 培養基的選擇和設計
2.7.9 總體控制策略
復習題
參考文獻
第3章 發酵學第二假說：代謝網絡假說
3.1 微生物代謝網絡的中心板塊
3.1.1 葡萄糖的分解代謝途徑
3.1.2 葡萄糖降解途徑之間的關係
3.1.3 微生物代謝網絡的中心代謝途徑
3.2 微生物代謝網絡的向心板塊
3.2.1 向心途徑在代謝網絡和在細胞機器工作模式中的位置
3.2.2 微生物分解代謝途徑與代謝網絡中的向心途徑
3.3 微生物代謝網絡的離心板塊
3.3.1 離心途徑在代謝網絡和在細胞機器工作模式中的位置
3.3.2 微生物的合成代謝途徑與代謝網絡的離心途徑
3.4 代謝網絡及“聯網”問題
3.4.1 代謝網絡
3.4.2 注入式的“聯網”——發酵原料范圍的擴展
3.4.3 延伸式的“聯網”——發酵產品范圍的擴展
3.5 代謝網絡中代謝物流的形成
3.5.1 研究代謝網絡中的代謝物流的思路
3.5.2 工業發酵的理想載流路徑及其“五段式”
3.5.3 微生物代謝的多樣性和生長環境對微生物代謝流的拉動
3.6 代謝網絡假說的形成和發展
3.6.1 從目的產物假說到代謝網絡假說
3.6.2 代謝網絡假說的科學基礎與應用前景
復習題
參考文獻
第4章 發酵學第三假說：細胞經濟假說
4.1 細胞經濟假說的微生物學與分子生物學基礎
4.1.1 微生物細胞中代謝調節的部位
4.1.2 微牛物細胞中酶(蛋白質)的自動調節
4.1.3 微牛物細胞質膜及其自動調節
4.1.4 微十物代謝途徑的調節模式
4.1.5 信息傳遞與信息流
4.2 微生物細胞經濟體系的運行規律
4.2.1 微生物的細胞經濟體系
4.2.2 微生物細胞的經濟結構——微生物代澍的三個子系統
4.2.3 微生物的細胞經濟學
4.3 代謝網絡中碳架物質流的調動
4.3.1 碳架物質在代謝網絡中流經的節點及其流量分配
4.3.2 過量合成與微生物的異常代謝
4.3.3 溢出代謝
4.3.4 代謝流治理的可能性和現實性
4.4 細胞經濟假說與細胞經濟學
4.4.1 工業發酵與細胞經濟的對立和統一
4.4.2 代謝網絡剛性理論的包容性和代謝工程的精確性
4.4.3 細胞經濟假說與細胞經濟學的萌芽
4.5 遺傳學與生理學相結合優化氨基酸的生產(參考閱讀)
4.5.1 氨基酸生產的代謝基礎
4.5.2 氨基酸生物合成的代謝流的流量分析
4.5.3 基質的跨膜吸收與氨基酸的跨膜輸出
4.5.4 過量合成氨基酸的代謝設計策略
4.5.5 小結與展望
4.6 抗生素的設計育種(參考閱讀)
4.6.1 次級代謝產物(抗生素)菌種改良的基本看法
4.6.2 用遺傳工程的手段改良次級代謝產物(抗生素)菌種
復習題
參考文獻
第5章 發酵學基本理論框架
5.1 科學研究與科學方法
5.1.1 觀察
5.1.2 設問
5.1.3 多方求索
5.1.4 似說的構建
5.1.5 對假說的檢驗
5.1.6 理論和定律的導出
5.1.7 交流
5.1.8 有關概念
5.1.9 討論(參考閱讀)
5.2 發酵工程的基本理論
5.2.1 自然規律：微生物生命的3個基本假說
5.2.2 應用性推理：發酵工程的8個預測
5.2.3 創新思路
5.3 “五字策略”氨基酸設計在育種巾的應用(參考閱瀆)
5.3.1 基質吸收的問題
5.3.2 回補反應的問題
5.3.3 引入生長限制的問題：L-Lys
5.3.4 酶活力的問題
5.3.5 表達水平的問題：L-Thr
5.3.6 分支點的問題：L-Trp
5.3.7 供氮問題
5.3.8 供硫問題：L-Cys
5.3.9 代謝流量的協同增長的問題：L-Ile
5.3.10 產物的選擇性跨膜問題：輸出
5.3.11 前景
5.4 生物學與經濟學的哲學思考(建議閱讀)
5.4.1 生物體和經濟實體都是有機體
5.4.2 生物學與經濟學是相通的
5.4.3 從細菌細胞入手研究生命活動
5.4.4 細菌細胞是典型的耗散結構
5.4.5 細菌細胞是復雜系統中的耗散結構
5.4.6 微生物生命活動的基本假說的提出
5.4.7 經濟、細胞經濟與細胞經濟假說
5.4.8 復雜系統中的自主調節的框架
5.4.9 細胞經濟體系只是維護其發生主體的利益
5.4.10 細胞經濟學說正在發酵界萌芽
復習題
後記