《生物反应工程》对酶与细胞参与的生物反应的速率及相关问题进行了充分的讨论,并始终结合生物催化剂的特点。《生物反应工程》力图反映生物工程是生物科学、化学和工程科学的交叉学科的特点,在建立描述生物反应速率的数学模型时,尽可能地结合生物学和化学原理,使学生能将这三方面的知识融会贯通。
《生物反应工程》可作为大学生物工程酶专业学生的专业基础课教材。

生物反应工程是研究以细胞或细胞的一部分(如酶)作为催化剂的反应过程及其动力学的一门交叉学科,对生物工程和技术的发展具有十分重要的意义,是大学生物工程本科专业必修的专业基础课之一。
无论是一般意义的化学反应还是生物反应,*重要的问题是研究反应的速率、反应产物的产率及影响反应速率和转化率的各种因素,本书对生物反应的速率及有关问题进行了充分的讨论。生物反应又有着自己的特点,特别是细胞参与的生物反应过程,细胞自身在不断地经历着分裂一生长一死亡的循环,并进而影响着营养物质代谢和产物合成,因此本书在研究反应速率时始终结合生物催化剂的特点进行讨论。本书的特点是力图反映生物反应工程是生物学、化学和工程科学的交叉学科的特点,在建立描述生物反应速率的数学模型时,尽可能地结合生物学和化学原理,使学生能将这三方面的知识融会贯通。
本书的**章是绪论,主要介绍生物反应工程的发展历史、生物反应工程的研究领域及其应用。第二及第三章详细地阐述了游离及固定化酶催化反应动力学及酶催化的应用。第四及第五章介绍了细胞的基本知识,**阐述了细胞的生长和代谢调控、细胞代谢的计量关系及能量代谢,是学习细胞培养工程的基础。第六至第八章主要研究细胞生长、营养物质消耗及产物合成的动力学、传质对细胞生长和代谢的影响及生物反应器的设计和放大等内容。由于生物技术的飞速发展,基因重组细胞和动植物细胞已经越来越广泛地用于生物技术产物的生产,因此在第九至十一章将对这些领域进行必要的讨论。
本书的**及第九至第十一章由岑沛霖编着(引用了徐志南及孟琴的部分工作),第二至第五章由关怡新编着,第六至第八章由林建平编着。
由于编著者的水平有限,书中内容难免有错误之处,我们诚恳地希望使用本书的老师与同学批评指正。

**章 绪论
1.1 生物反应工程的发展历史
1.2 生物反应工程的范畴
1.2.1 酶催化反应动力学
1.2.2 高产细胞株的获得和保持
1.2.3 细胞生长和代谢产物合成动力学
1.2.4 传质对生物反应的影响
1.2.5 生物反应器和操作模式
1.3 生物反应工程的应用
1.3.1 酶催化反应工程的应用
1.3.2 细胞培养工程的应用
1.4 生物反应工程的展望

第二章 酶催化反应动力学
2.1 酶的来源、分类、命名及特征
2.2 一种或两种底物反应时单酶催化动力学
2.2.1 Michaelis-Menten动力学
2.2.2 Briggs-Haldane对Miclaaelis-Menten公式的改进
2.2.3 King和Altman的推导
2.2.4 可逆反应动力学、双底物反应及辅因子活化
2.3 基元反应速率常数的确定
2.3.1 预稳态方法
2.3.2 松弛方法
2.4 酶催化反应的**
2.4.1 底物的活化和**作用
2.4.2 可逆**
2.4.3 不可逆**
2.5 影响酶活性的其他因素
2.5.1 溶液pH对酶催化反应动力学的影响
2.5.2 温度对酶活性的影响
2.5.3 其他影响酶活性的因素
2.6 酶失活机理和酶失活动力学
2.7 多底物酶催化反应动力学
2.7.1 多底物反应的反应机理
2.7.2 多底物酶催化反应的稳态动力学
2.8 变构酶
2.8.1 配基同蛋白质的结合
2.8.2 Monool-Claangeux-Wyman(MCW)模型
2.8.3 Koshland-N6methy-Filmer(KNF)模型
2.9 多相体系中的酶反应
练习题

第三章 应用酶催化及酶催化反应器
3.1 水解酶的应用
3.1.1 淀粉和纤维素的水解
3.1.2 蛋白水解酶
3.1.3 酯酶及其应用
3.1.4 混合酶、果胶酶及其他水解酶的应用
3.2 酶的其他用途
3.2.1 酶在医药中的应用
3.2.2 酶在工业中的应用
3.3 酶催化在手性化合物拆分和合成中的应用
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 共价键法
3.4.4 共价交联法
3.5 固定化酶反应动力学
3.5.1 固定化酶单一粒子的总反应速率
3.5.2 球形粒子内的扩散-反应方程
3.5.3 同时存在膜扩散阻力和粒内传质阻力时的有效因子
3.5.4 表面固定化酶的反应速率
3.6 固定化酶的活性和失活
3.6.1 固定化时真实酶活性保持率
3.6.2 固定化酶的失活速率
3.6.3 pH的影响
3.7 酶反应器
3.7.1 酶反应器设计原则
3.7.2 均相酶催化反应器
3.7.3 非均相酶反应器
3.8 酶电极和蛋白质芯片
3.8.1 酶电极
3.8.2 蛋白质芯片
练习题

第四章 细胞生物学基础
4.1 细胞的基本知识
4.1.1 细胞的概念
4.1.2 微生物细胞的基本性质
4.1.3 微生物细胞的分类和应用
4.1.4 微生物细胞的结构和功能
4.2 细胞的增殖及调控
4.2.1 细胞周期
4.2.2 细胞周期各时相的动态变化
4.2.3 细胞周期的调控
4.2.4 细胞的分化与凋亡
练习题

第五章 细胞代谢的计量关系和能学
5.1 热力学基础
5.1.1 热力学概念
5.1.2 自由能
5.2 代谢反应对:ATP和NAD
5.2.1 ATP-ADP对与其它高能化合物
5.2.2 NAD-NADH对与氧化还原反应
5.2.3 ATP和NAD的耦联
5.3 代谢的组织和调节
5.3.1 代谢的网络组织
5.3.2 代谢调节的类型
5.4 碳源的分解代谢
5.4.1 Embden-Meyerho-Parnes(EMP)途径
5.4.2 呼吸
5.5 光合成
5.6 生物合成
5.6.1 小分子生物合成
5.6.2 大分子生物合成
5.7 跨膜传递
5.7.1 被动和促进扩散
5.7.2 主动传递
5.8 微生物的代谢产物
5.8.1 初级代谢产物
5.8.2 次级代谢产物
5.9 细胞增长和产物生成的计量关系
5.9.1 细胞的元素衡算方程
5.9.2 细胞生长的得率系数
5.9.3 生长得率和代谢产物产率的理论估计
5.9.4 细胞生长的反应热及其产率系数
练习题

第六章 细胞生长动力学
6.1 细胞生长及其环境要求
6.1.1 细胞生长的特点
6.1.2 环境对细胞生长的影响
6.2 细胞生长动力学模型的分类和特点
6.2.1 结构模型和非结构模型
6.2.2 分立模型与非分立模型
6.2.3 随机性模型和模糊模型
6.3 非结构动力学模型
6.3.1 Monod模型
6.3.2 其它非结构模型
6.3.3 多底物模型
6.3.4 细胞生长的底物**
6.3.5 丝状微生物的生长模型
6.4 理想间歇培养中细胞生长、底物消耗和产物生成动力学
6.4.1 间歇培养时细胞的生长周期
6.4.2 细胞生长与底物消耗
……

第七章 生物反应器中的传递过程
第八章 生物反应器
第九章 基因重组细胞培养工程
第十章 动物细胞培养工程
第十一章 植物细胞培养工程
……