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第1章 绪论1

1.1 生物技术概论1

1.1.1 生物技术的定义1

1.1.2 生物技术的发展1

1.1.3 生物技术的研究内容3

1.1.4 生物技术的多学科性3

1.1.5 生物技术的应用4

1.2 环境生物技术6

1.2.1 环境生物技术的定义6

1.2.2 环境生物技术的研究内容7

1.2.3 环境生物技术的发展7

第2章 现代生物技术导论9

2.1 基因工程9

2.1.1 基因学说的创立9

2.1.2 基因工程的诞生和研究内容15

2.1.3 基因工程的酶学基础17

2.1.4 基因工程载体21

2.1.5 目的基因的获取24

2.1.6 重组 DNA 分子的构建及导入受体细胞26

2.1.7 重组 DNA 分子的筛选28

2.1.8 基因工程在环境工程中的应用29

2.2 细胞工程33

2.2.1 细胞生物学基础34

2.2.2 微生物细胞工程36

2.2.3 植物细胞工程39

2.2.4 动物细胞工程44

2.2.5 细胞融合技术在构建环境工程菌中的应用47

2.3 代酶工程47

2.3.1 酶工程的研究内容47

2.3.2 酶的生物学特征48

2.3.3 酶作用原理50

2.3.4 酶生产与酶分离纯化56

2.3.5 酶分子修饰技术61

2.3.6 酶分子的固定化技术62

2.3.7 我国酶工程的研究现状64

2.4 蛋白质工程65

2.4.1 蛋白质工程的提出65

2.4.2 蛋白质工程的研究内容和意义66

2.4.3 定点诱变技术及其在蛋白质工程中的应用66

2.4.4 利用蛋白质工程改造酶68

2.5 现代生物技术安全性评价68

2.5.1 生物技术安全性的争议68

2.5.2 关于解决生物技术安全性问题的一些途径和措施71

2.6 人类基因组计划简介72

2.6.1 HGP 产生的背景和意义72

2.6.2 HGP 的任务73

2.6.3 HGP 对医学发展的影响75

2.6.4 基因资源的保护75

2.6.5 我国的 HGP 计划75

第3章 污染物生物去除技术77

3.1 污水的生物处理技术77

3.1.1 好氧生物处理77

3.1.2 厌氧处理技术88

3.1.3 生物脱氮除磷技术95

3.2 生物修复技术102

3.2.1 天然水体的生物修复102

3.2.2 地下水的生物修复102

3.2.3 石油污染场地的生物修复104

3.2.4 土壤生物修复技术107

3.3 固体废弃物的生物处理与处置技术112

3.3.1 堆肥化113

3.3.2 厌氧发酵116

3.3.3 卫生填埋116

3.4 大气污染物的生物处理技术117

3.4.1 废气生物处理的原理118

3.4.2 废气生物处理的工艺118

3.4.3 有机废气的生物处理121

3.4.4 含硫恶臭污染物的生物处理122

3.4.5 NOx 的生物处理123

3.4.6 二氧化碳的生物处理124

3.5 重金属的生物处理技术125

3.5.1 生物吸附剂的来源与选择126

3.5.2 生物吸附的机理127

3.5.3 生物吸附剂的预处理及固定化129

3.5.4 影响生物吸附剂吸附性能的因素129

3.5.5 生物吸附动力学研究130

3.5.6 重金属污染的植物修复130

3.6 生物增强技术与应用131

3.6.1 生物增强技术的发展132

3.6.2 生物增强技术的实现132

3.6.3 生物增强技术的应用原则138

3.6.4 生物添加剂应用实例139

3.6.5 评估生物制剂效益的理论及方法142

3.6.6 综合评论及建议144

第4章 生物生产与环境保护145

4.1 生物生产的特点145

4.1.1 生化反应及其过程145

4.1.2 生物生产的特点146

4.2 生物反应器146

4.2.1 生物反应器概念146

4.2.2 生物反应器分类147

4.2.3 固定化酶(细胞)生物反应器147

4.2.4 生物反应器生态系统的动力学概论149

4.3 生物絮凝剂的生产与应用150

4.3.1 生物絮凝剂及其意义150

4.3.2 生物絮凝剂发展历史152

4.3.3 生物絮凝剂产生茵及筛选152

4.3.4 生物絮凝剂的结构及絮凝机理153

4.3.5 影响生物絮凝剂絮凝效果的因素156

4.3.6 生物絮凝剂的遗传学研究157

4.3.7 生物絮凝剂的发酵生产158

4.3.8 生物絮凝剂的应用161

4.3.9 发展与展望162

4.4 寡果糖的生产163

4.4.1 寡果糖及其作用163

4.4.2 寡果糖的生物合成机制164

4.4.3 寡果糖的工业化生产165

4.4.4 提高发酵液中寡果糖含量的研究166

4.4.5 利用废糖蜜生产寡果糖167

4.5 甲壳素和壳聚糖的生产167

4.5.1 虾蟹壳制备甲壳素与壳聚糖169

4.5.2 微生物法生产甲壳素与壳聚糖169

4.6 微生物生产单细胞蛋白174

4.6.1 单细胞蛋白简介174

4.6.2 生产单细胞蛋白的微生物175

4.6.3 可用于生产单细胞蛋白的原料177

4.6.4 单细胞蛋白的生产工艺177

4.6.5 发展单细胞蛋白需注意的问题179

4.7 微生物肥料179

4.7.1 微生物肥料的定义及作用180

4.7.2 微生物肥料的作用机理180

4.7.3 微生物肥料简介182

4.8 微生物农药184

4.8.1 生物农药的概念185

4.8.2 植物性农药研究与应用简介185

4.8.3 微生物农药186

4.9 微生物生产可降解塑料188

4.9.1 可降解塑料概述188

4.9.2 PHAs 的结构及理化性质189

4.9.3 PHAs 的生物合成190

4.9.4 PHB 的提取技术191

4.9.5 PHB 的生物降解193

4.9.6 PHB 生产存在的问题及解决办法193

第5章 生物技术与能源194

5.1 概述194

5.1.1 能源问题及解决途径194

5.1.2 环境问题与能源195

5.1.3 生物能源的种类196

5.2 利用微生物提高石油开采率197

5.2.1 石油勘探与微生物197

5.2.2 微生物三次采油200

5.3 燃料酒精的微生物生产203

5.3.1 燃料酒精的发展历程及现状203

5.3.2 燃料乙醇的发酵生产工艺204

5.3.3 燃料乙醇的脱水工艺206

5.3.4 燃料酒精的效益分析210

5.4 清洁能源——氢气的生物生产212

5.4.1 生物制氢技术的研究及发展现状212

5.4.2 发酵产氢微生物的产氢机理探讨215

5.4.3 有机废水发酵法生物制氢技术研究221

5.4.4 发酵法生物制氢工业化生产工艺研究222

5.5 微生物发酵生产甲烷223

5.5.1 甲烷的微生物转化机理223

5.5.2 甲烷的微生物生产224

5.6 生物燃料电池224

5.6.1 燃料电池工作原理225

5.6.2 燃料电池分类与特点226

5.6.3 生物燃料电池226

第6章 污染预防的生物技术228

6.1 环境污染物的来源及污染预防的意义228

6.1.1 自然界中化学污染物的来源和种类228

6.1.2 污染预防的重要性和意义231

6.2 原油中氮的微生物脱除231

6.2.1 原油中氮的存在形式231

6.2.2 应用生物技术进行原油脱氮的研究232

6.3 煤的生物脱硫233

6.3.1 煤中硫的存在形态233

6.3.2 煤中硫的脱除方法比较233

6.3.3 煤中硫的微生物脱除233

6.3.4 微生物脱硫工艺研究235

6.3.5 微生物脱硫存在的问题和发展方向236

6.4 微生物湿法冶金236

6.4.1 微生物冶金的发展236

6.4.2 微生物冶金用浸矿微生物237

6.4.3 微生物浸矿的影响因素240

6.4.4 微生物浸矿工艺240

6.4.5 微生物浸矿原理241

6.5 有机物的微生物合成242

第7章 环境生物监测技术244

7.1 概述244

7.1.1 生物监测特点244

7.1.2 生物监测类型245

7.2 环境污染的生物监测与评价246

7.2.1 水污染的生物监测与评价246

7.2.2 大气污染的生物监测与评价264

7.2.3 土壤污染的生物监测与评价发276

7.3 生物传感器281

7.3.1 生物传感器的原理281

7.3.2 生物传感器的分类282

7.3.3 生物传感器的发展前景283

7.4 生态系统和环境遥感283

7.4.1 生态系统概述283

7.4.2 环境遥感的基本原理287

7.4.3 环境遥感的应用288

参考文献289