本书共分12 章，以生物工艺学为主线，以系统介绍生物工艺相关理论与实践知识为特色，内容包括绪论、微生物菌种选育与保藏技术、微生物培养技术、灭菌与发酵污染控制、生物工艺过程动力学、生物工艺过程优化与控制、酶催化反应、生物反应器及工艺放大技术、动物细胞培养、植物细胞培养、微藻培养技术、下游分离纯化技术。各章既独立成章，又相互联系，内容安排强调系统性基础上的相互衔接，紧扣现代生物工艺学常用技术知识方法与领域方向。通过本教材的学习，使学生可以全面掌握生物工艺学方法原理及技术应用，熟悉生物工艺的领域内容和重点方向，为今后从事生物工艺相关产品与工艺的研究与开发打下良好的理论与技术基础。

本书配套的数字课程提供了知识拓展、技术应用、科技视野、教学课件、自测题、参考文献等资源，增加了知识深度和广度。

本书可作为生物工程、生物技术、生物科学等相关专业的本科生教学用书。同时适用于轻工、食品、医药、化工、农业、环境、能源等专业的学生、教师和科研人员参考，也可供从事生物技术产业的生产与管理人员参考。

前辅文
1 绪论
  1.1 生物工艺学概述
   1.1.1 生物工艺学的内涵
   1.1.2 生物工艺学与其他学科的关系
  1.2 生物工艺学的发展历程
   1.2.1 发展简史
   1.2.2 工艺演进规律
  1.3 生物生产工艺的特性
   1.3.1 生物生产过程的特征
   1.3.2 生物工艺过程的共性和多样性
   1.3.3 生物反应过程应重视的问题
  1.4 我国生物工业领域的主要成就
  1.5 生物工艺学的发展趋势
   1.5.1 技术层面上的主要发展趋势
   1.5.2 工业应用领域的主要发展趋势
2 微生物菌种选育与保藏技术
  2.1 遗传育种及应用
   2.1.1 自然选育
   2.1.2 诱变育种
   2.1.3 杂交育种和原生质体融合
   2.1.4 基因工程育种
   2.1.5 代谢工程育种
  2.2 突变株筛选技术
   2.2.1 诱变处理后菌悬液的后培养
   2.2.2 筛选方法
   2.2.3 高通量技术发展
  2.3 合成生物学——微生物细胞工厂新思路
   2.3.1 什么是合成生物学
   2.3.2 合成生物学的理论基础和研究内容
   2.3.3 合成生物学在生物制造领域的重要进展
  2.4 菌种保藏技术和方法
   2.4.1 菌种保藏原理与方法
   2.4.2 菌种保藏机构
3 微生物培养技术
  3.1 培养基的成分及来源
   3.1.1 碳源
   3.1.2 氮源
   3.1.3 无机盐及微量元素
   3.1.4 前体、生长因子、促进剂和抑制剂
  3.2 培养基的类型及选择
   3.2.1 培养基的类型
   3.2.2 培养基成分和配比的选择
   3.2.3 影响培养基质量的因素
  3.3 种子制备工艺
   3.3.1 实验室种子制备
   3.3.2 生产车间种子制备
   3.3.3 影响种子质量的因素
   3.3.4 种子质量的控制措施
  3.4 培养技术原理
   3.4.1 分批培养
   3.4.2 补料分批培养
   3.4.3 半连续培养
   3.4.4 连续培养
   3.4.5 与产物回收结合的培养
   3.4.6 细胞高密度培养
  3.5 发酵工艺
   3.5.1 发酵过程的代谢变化规律
   3.5.2 温度对发酵的影响及其控制
   3.5.3 溶解氧浓度对发酵的影响及其控制
   3.5.4 pH 对发酵过程的影响及其控制
   3.5.5 CO2 浓度对发酵的影响及其控制
   3.5.6 基质浓度对发酵的影响及其控制
   3.5.7 泡沫控制
   3.5.8 发酵终点的判断
4 灭菌与发酵污染控制
  4.1 培养基灭菌及灭菌设备
   4.1.1 灭菌的方法
   4.1.2 培养基的灭菌
   4.1.3 培养基分批灭菌
   4.1.4 培养基连续灭菌
  4.2 空气除菌及设备
   4.2.1 空气除菌原理
   4.2.2 空气除菌设备及流程
  4.3 发酵染菌及防控
   4.3.1 染菌对发酵的影响和染菌分析
   4.3.2 染菌的预防措施
   4.3.3 杂菌污染后的挽救和处理
5 生物工艺过程动力学
  5.1 细胞生长动力学
   5.1.1 生长速率和比生长速率
   5.1.2 Monod 方程
   5.1.3 细胞生长的其他动力学方程
   5.1.4 有抑制因素时的细胞生长动力学
  5.2 生物工艺过程动力学
   5.2.1 细胞反应计量学
   5.2.2 底物消耗和产物合成的动力学
   5.2.3 分批培养过程的细胞反应动力学
   5.2.4 连续培养过程的细胞反应动力学
  5.3 生物反应过程动力学分析实例
   5.3.1 细胞反应动力学模型的构建
   5.3.2 动力学参数求解
   5.3.3 参数分析和反应过程优化
6 生物工艺过程优化与控制
  6.1 概述
  6.2 基于微生物生理代谢特性的分阶段培养优化技术
   6.2.1 发酵过程中微生物的代谢特性
   6.2.2 丙酮酸发酵的供氧控制模式
   6.2.3 α- 酮戊二酸发酵的多阶段pH控制模式
  6.3 基于环境胁迫微生物生理应答机制的过程优化技术
   6.3.1 环境胁迫对微生物生理的影响
   6.3.2 pH 胁迫作用促进产朊假丝酵母生产谷胱甘肽
  6.4 基于代谢通量分析与代谢组学分析的过程优化技术
   6.4.1 代谢通量分析与代谢组学
   6.4.2 基于代谢通量分析的透明质酸发酵过程优化
   6.4.3 基于代谢组学分析的丙酸发酵过程优化
7 酶催化反应
  7.1 概述
   7.1.1 酶的分类、组成和结构特点
   7.1.2 酶催化反应的机理及特性
   7.1.3 影响酶催化作用的主要因素
   7.1.4 酶催化反应的类型
  7.2 均相酶催化反应
   7.2.1 简单的酶催化反应
   7.2.2 有抑制的酶催化反应
   7.2.3 复杂的酶催化反应
   7.2.4 酶的界面催化反应
  7.3 非水介质中的酶催化反应
   7.3.1 典型的非水介质酶催化反应体系
   7.3.2 非水介质中酶的结构与性质
   7.3.3 非水介质酶催化反应的特性
   7.3.4 非水介质酶催化反应的应用
  7.4 细胞酶催化反应
   7.4.1 生物转化的一般过程
   7.4.2 培养系统类型
   7.4.3 生物转化的类型
   7.4.4 生物转化的应用
  7.5 酶与细胞的固定化及反应特性
   7.5.1 酶的固定化
   7.5.2 细胞的固定化
   7.5.3 固定化生物催化剂反应特性
  7.6 酶分子的修饰
   7.6.1 酶分子的化学方法修饰
   7.6.2 酶分子的物理修饰
   7.6.3 酶的基因工程改造
   7.6.4 酶分子修饰的应用
8 生物反应器及工艺放大技术
  8.1 概述
   8.1.1 生物反应器发展
   8.1.2 生物反应器的特点及应用
   8.1.3 工艺放大及阶段
  8.2 生物反应器操作模式及类型
   8.2.1 生物反应器操作模式
   8.2.2 生物反应器类型
  8.3 生物反应器设计与选择
   8.3.1 生物反应器设计
   8.3.2 生物反应器的选择
  8.4 工艺放大技术
   8.4.1 工艺放大要解决的基本问题
   8.4.2 工艺放大的方法
   8.4.3 生物反应器的放大
9 动物细胞培养
  9.1 动物细胞培养的理论基础
   9.1.1 体外动物细胞培养的发展历史
   9.1.2 体外培养动物细胞的种类
  9.2 动物细胞培养的条件
   9.2.1 用于细胞培养的基本设备
   9.2.2 培养细胞的用品及消毒
   9.2.3 培养基的类型及制备
  9.3 细胞培养的基本操作
   9.3.1 动物细胞的复苏与冻存
   9.3.2 动物细胞培养的方法
   9.3.3 动物细胞培养的操作方式
   9.3.4 动物细胞培养常见问题与解决方案
  9.4 动物细胞的大规模培养
   9.4.1 细胞培养规模的放大
   9.4.2 细胞培养过程中的代谢调控
   9.4.3 动物细胞培养生物反应器
  9.5 动物细胞培养的实际应用
   9.5.1 动物细胞培养生产医药蛋白
   9.5.2 动物细胞培养制备单克隆抗体
   9.5.3 动物细胞培养生产疫苗
   9.5.4 动物细胞培养的应用展望
10 植物细胞培养
  10.1 植物细胞培养的理论基础
   10.1.1 基本概念
   10.1.2 培养基及制备
   10.1.3 环境因素
  10.2 细胞培养体系构建
   10.2.1 外植体的消毒
   10.2.2 细胞培养类型
   10.2.3 细胞生长的测量
  10.3 培养体系的放大
   10.3.1 反应器设计
   10.3.2 操作方式
   10.3.3 植物细胞的固定化
  10.4 植物细胞的遗传转化
   10.4.1 农杆菌介导的遗传转化
   10.4.2 物理转化方式
   10.4.3 其他转化方法
   10.4.4 目的克隆子的筛选、表达与植株再生
  10.5 植物次级代谢产物的生产
   10.5.1 筛选高产细胞系
   10.5.2 诱导细胞分化
   10.5.3 工艺条件的优化
   10.5.4 改良代谢物连续积累和释放技术
  10.6 利用植物细胞生产重组蛋白
   10.6.1 提高重组蛋白产量的分子生物学手段
   10.6.2 提高重组蛋白产量的细胞培养技术
   10.6.3 重组蛋白的下游提取
11 微藻培养技术
  11.1 概述
   11.1.1 微藻概念与研究历程
   11.1.2 微藻的特性与营养价值
   11.1.3 微藻生物技术的发展
  11.2 微藻的种类及特征
   11.2.1 藻类的分类
   11.2.2 常见微藻种类及生物学特性
  11.3 微藻种质分离与保存技术
   11.3.1 藻种的分离
   11.3.2 藻种的保存
  11.4 微藻基础培养技术
   11.4.1 微藻营养需求
   11.4.2 常用微藻培养基配方
   11.4.3 微藻生长的环境因子
   11.4.4 微藻培养形式
   11.4.5 微藻生长动力学参数测定
  11.5 微藻高密度培养技术原理
   11.5.1 培养过程光照条件的影响与控制
   11.5.2 营养盐与抑制物的保持与控制
   11.5.3 通气与搅拌
   11.5.4 温度控制
   11.5.5 微藻的最适培养密度
   11.5.6 培养过程的污染防治
  11.6 微藻培养光生物反应器
   11.6.1 光生物反应器及其类型
   11.6.2 光生物反应器的设计原理
  11.7 微藻细胞采收与干燥
   11.7.1 微藻细胞采收技术
   11.7.2 微藻生物量干燥技术
  11.8 微藻生物量的应用开发
   11.8.1 微藻功能性食品和添加剂的开发
   11.8.2 微藻用于动物饲料的开发
   11.8.3 微藻在资源、环境中的开发利用
12 下游分离纯化技术
  12.1 下游加工过程的重要性与特点
   12.1.1 分离纯化的基本内容及作用
   12.1.2 分离纯化过程的特点
  12.2 分离纯化基本原理及一般工艺流程
   12.2.1 主要分离纯化技术的基本原理及特点
   12.2.2 分离纯化的一般工艺流程
  12.3 选择分离纯化技术的原则及方法
   12.3.1 选择的总体原则
   12.3.2 考虑的基本要素
  12.4 分离纯化方法的综合运用与工艺优化
   12.4.1 综合运用及优化的基本原则
   12.4.2 综合运用及优化的基本要素及方式
   12.4.3 分离纯化工艺设计及综合优化举例