微藻生物合成与转化9787562874362
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作者范建华 著
出版社华东理工大学出版社
ISBN9787562874362
出版时间2023-04
装帧精装
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货号17679644
上书时间2024-12-17
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目录
第.1章绪论1 1.1微藻分类学特征与属性………………………………………………1 1.2微藻生物产业的发展简史……………………………………………2 1.3碳中和背景下的微藻生物技术发展机遇与挑战……………………4 1.3.1碳中和背景下微藻生物技术的发展机遇……………………4 1.3.2微藻固碳产业面临的挑战……………………………………5 参考文献………………………………………………………………………6 第2章微藻基础生物学8 2.1微藻的基本特征………………………………………………………8 2.2藻类系统发生与分类…………………………………………………10 2.2.1系统演化过程…………………………………………………10 2.2.2分类和繁殖……………………………………………………11 2.3全球分布与生态影响…………………………………………………15 2.3.1藻类对河流湖泊池塘等生态系统的影响……………………15 2.3.2微藻对海洋生态系统的影响…………………………………16 参考文献………………………………………………………………………17 第3章微藻的光合固碳属性18 3.1CO2浓缩机制…………………………………………………………19 3.2固碳反应的关键酶Rubisco…………………………………………23 3.3光合作用与叶绿体进化………………………………………………262微藻生物合成与转化 3.4光合生理生化测定与分析……………………………………………30 参考文献………………………………………………………………………32 第4章微藻的生长与繁殖34 4.1微藻种质资源采集与纯化……………………………………………34 4.1.1国际主要藻类资源库的保藏和共享利用……………………34 4.1.2我国藻类资源保藏现状………………………………………36 4.1.3微藻样品的采集………………………………………………37 4.1.4微藻的分离纯化………………………………………………38 4.2微藻的营养模式………………………………………………………40 4.2.1光自养模式……………………………………………………40 4.2.2异养模式………………………………………………………41 4.2.3混合营养模式…………………………………………………42 4.2.4光异养培养……………………………………………………44 4.3常见培养模式与设备…………………………………………………44 4.3.1微藻培养模式…………………………………………………44 4.3.2培养设备———光生物反应器…………………………………47 4.4影响生长繁殖的关键因素……………………………………………53 4.4.1培养基成分……………………………………………………53 4.4.2环境因子………………………………………………………56 参考文献………………………………………………………………………59 第5章微藻基因编辑技术与合成生物学61 5.1基因转移技术…………………………………………………………62 5.1.1转化方法………………………………………………………62 5.1.2微藻基因编辑技术……………………………………………65 5.2基因表达系统…………………………………………………………67 5.2.1核转化系统……………………………………………………67 5.2.2叶绿体基因表达系统…………………………………………69 5.2.3真核微藻生产与优化…………………………………………69 5.2.4微藻基因表达系统的优势……………………………………70 5.2.5利用合成生物学.生产藻类产品的商业附加值………………71目录3 5.3转基因株系的筛选方法………………………………………………72 5.3.1核转化筛选方法………………………………………………72 5.3.2叶绿体转化筛选方法…………………………………………74 5.4基因编辑策略与工具…………………………………………………75 5.4.1启动子和终止子………………………………………………75 5.4.2内含子促进表达………………………………………………76 5.4.3密码子优化……………………………………………………76 5.4.4位置效应和基因沉默…………………………………………76 5.4.5多基因共表达…………………………………………………77 5.4.6叶绿体和线粒体基因组转化…………………………………78 5.5合成重组蛋白…………………………………………………………78 5.5.1微藻合成重组蛋白质类药物的优缺点………………………79 5.5.2真核微藻中的基因表达、翻译和翻译后修饰………………81 5.5.3微藻表达重组蛋白的应用……………………………………83 5.6生产不饱和脂肪酸……………………………………………………84 5.6.1微藻脂质生物合成途径………………………………………85 5.6.2脂质代谢改造…………………………………………………85 5.7微藻重组疫苗…………………………………………………………92 5.7.1重组微藻在人类疾病中的应用………………………………92 5.7.2重组微藻疫苗预防水产养殖病害……………………………94 5.8微藻靶向药物递送……………………………………………………97 5.8.1微藻机器人(MicroalgaebasedRobot)的特性………………98 5.8.2微藻机器人的表面功能化与集成途径………………………99 5.8.3微藻靶向药物递送应用……………………………………101 参考文献……………………………………………………………………104 第6章微藻生物质下游处理技术106 6.1常见的微藻采收方法………………………………………………106 6.2细胞破碎方法…………………………………………………………110 6.2.1细胞破碎技术概述…………………………………………110 6.2.2几种常用的细胞破碎技术…………………………………111 6.3活性物质提取技术…………………………………………………113 6.3.1微藻提取技术概述…………………………………………1134微藻生物合成与转化 6.3.2常用提取方法………………………………………………114 6.3.3浓缩与干燥…………………………………………………117 参考文献……………………………………………………………………117 第7章微藻生物转化与合成高价值产品119 7.1脂质与脂肪酸…………………………………………………………119 7.1.1微藻脂质代谢途径…………………………………………120 7.1.2微藻脂质提取方法…………………………………………121 7.1.3微藻多不饱和脂肪酸含量提高……………………………123 7.1.4多不饱和脂肪酸的应用……………………………………124 7.2微藻多糖………………………………………………………………125 7.2.1微藻多糖的结构……………………………………………126 7.2.2微藻多糖的生物活性及应用………………………………127 7.2.3已被开发研究的几类微藻多糖……………………………128 7.2.4多糖研究发展方向…………………………………………129 7.3捕光色素蛋白复合体………………………………………………130 7.3.1藻胆体………………………………………………………130 7.3.2岩藻黄素叶绿素a/c蛋白复合体(FCP)…………………132 7.3.3多甲藻黄素叶绿素a蛋白复合物(PCP)…………………133 7.3.4藻类天然荧光蛋白的应用…………………………………134 7.4色素……………………………………………………………………138 7.4.1叶绿素———小球藻…………………………………………139 7.4.2藻蓝蛋白———螺旋藻………………………………………139 7.4.3藻红蛋白———紫球藻………………………………………140 7.4.4β胡萝卜素———杜氏盐藻…………………………………140 7.4.5虾青素———雨生红球藻……………………………………141 7.4.6岩藻黄素———硅藻、褐藻等…………………………………142 7.5植物基蛋白……………………………………………………………143 7.6全细胞生物质———食品/饲料原料…………………………………148 参考文献……………………………………………………………………150目录5 第8章10种常见的代表性经济微藻152 8.1蓝藻门螺旋藻………………………………………………………152 8.2绿藻门小球藻…………………………………………………………155 8.3绿藻门雨生红球藻…………………………………………………158 8.4绿藻门莱茵衣藻……………………………………………………159 8.5裸藻门纤细裸藻……………………………………………………162 8.6硅藻门三角褐指藻…………………………………………………164 8.7红藻门紫球藻…………………………………………………………166 8.8金藻门等鞭金藻……………………………………………………168 8.9真眼点藻纲微拟球藻………………………………………………170 8.10沟鞭藻纲寇氏隐甲藻………………………………………………172 参考文献……………………………………………………………………174 第9章典型的微藻绿色低碳产品与应用175 9.1营养与健康食品……………………………………………………175 9.2生物与医药产品……………………………………………………184 9.2.1β胡萝卜素…………………………………………………184 9.2.2虾青素………………………………………………………185 9.2.3叶黄素………………………………………………………186 9.2.4多糖…………………………………………………………186 9.2.5肽……………………………………………………………187 9.2.6维生素………………………………………………………187 9.2.7藻胆蛋白……………………………………………………188 9.3饵料与饲料……………………………………………………………191 9.3.1微藻饵料的营养功能成分…………………………………192 9.3.2微藻饵料的技术功能特性及优势…………………………195 9.3.3微藻饵料与饲料的前景和挑战……………………………197 9.4生物能源………………………………………………………………198 9.4.1厌氧消化生产生物燃料……………………………………199 9.4.2光合产氢……………………………………………………201 9.4.3生产生物柴油………………………………………………202 9.4.4微藻生物燃料的发展现状与未来…………………………2036微藻生物合成与转化 9.5节能减排与环境修复………………………………………………204 9.5.1节能减排……………………………………………………204 9.5.2环境修复……………………………………………………207 9.6微藻肥与生态农业…………………………………………………209 9.6.1微生物肥的功能……………………………………………209 9.6.2微藻作为生物肥的方式……………………………………212 9.6.3利用废水培养微藻作为生物肥……………………………213 9.7微藻基生物材料……………………………………………………213 9.7.1有关生物基材料现行政策…………………………………214 9.7.2微藻生物材料的类型与应用………………………………214 9.7.3微藻生物材料的机遇和挑战………………………………217 参考文献……………………………………………………………………218 索引220
内容摘要
微藻始于地球改造初期,是最古老的光合生物之一,能天然利用太阳能固定CO2或者利用有机碳实现生长,实现“减污降碳”。从全生命周期来看,只要微藻藻体最终被利用,碳仍然会回到环境中,因此其利用的碳是中性碳,具有碳中和“零碳”的特征属性。本书以碳中和背景下的微藻生物合成技术发展机遇与挑战为切入点，详细介绍了微藻基础生物学、微藻的光合固碳属性、微藻的生长与繁殖、微藻基因编辑技术与合成生物学、微藻生物质下游处理技术、微藻生物转化与合成高价值产品、经济微藻、微藻绿色低碳制造产业。内容主要来源于范建华课题组多年积累。
精彩内容
微藻始于地球改造初期,是最古老的光合生物之一,能天然利用太阳能固定CO2或者利用有机碳实现生长,实现“减污降碳”。从全生命周期来看,只要微藻藻体最终被利用,碳仍然会回到环境中,因此其利用的碳是中性碳,具有碳中和“零碳”的特征属性。本书以碳中和背景下的微藻生物合成技术发展机遇与挑战为切入点，详细介绍了微藻基础生物学、微藻的光合固碳属性、微藻的生长与繁殖、微藻基因编辑技术与合成生物学、微藻生物质下游处理技术、微藻生物转化与合成高价值产品、经济微藻、微藻绿色低碳制造产业。内容主要来源于范建华课题组多年积累。
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