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第一章 绪论1

第一节 生物技术基础1

一、生物技术的定义1

二、生物技术的内容2

三、生物技术的发展3

四、生物技术的应用4

第二节 环境生物技术基础5

一、环境生物技术的产生5

二、环境生物技术的研究范围6

第三节 石化环境生物技术基础8

一、石化环境生物技术的来源9

二、石化环境生物技术的研究内容9

三、石化环境生物技术的研究任务、研究对象和发展趋势10

第二章 环境生物培养和分离技术12

第一节 环境微生物基础12

一、环境中微生物的特点与分类12

二、原核微生物13

三、真核微生物26

四、微生物的生理特性29

五、微生物的代谢34

六、微生物的生长41

七、微生物的遗传变异44

八、环境因子对微生物的影响46

九、菌种的退化、复壮及保藏47

第二节 石油化工环境微生物的分离培养技术50

一、无菌技术50

二、纯培养物的分离培养方法51

第三节 石化环境中微生物的纯化与分离56

一、石化环境中的微生物56

二、目的菌的筛选、富集与培养57

三、石化环境中石油降解菌的筛选、驯化59

四、共基质在难降解污染物分解中的作用62

五、培养基的分类63

第四节 石油降解菌筛选实例66

一、材料66

二、方法67

三、分离结果68

四、石油降解菌最优营养条件的确定69

五、筛选菌株在土壤异位修复中的应用69

第三章 生物酶技术72

第一节 概述72

一、酶的简介72

二、酶工程简介及研究内容73

第二节 酶的催化特性77

一、酶为什么能催化化学反应78

二、酶如何降低化学反应的活化能—中间产物学说78

三、酶与普通催化剂的共性78

四、酶催化作用的特性79

第三节 酶的作用原理83

一、酶的分类和命名83

二、酶的作用原理84

三、酶促反应的影响因素87

第四节 酶的产生和分离纯化90

一、微生物酶的发酵生产90

二、酶的分离纯化（优良产酶菌种的筛选）93

三、基因工程菌（细胞）的构建99

四、酶的纯度与活力100

五、酶制剂的保存100

第五节 酶分子修饰101

第六节 酶固定化106

一、固定化方法106

二、固定化酶反应条件的变化109

三、固定化酶（细胞）的特性109

四、固定化酶（细胞）的指标112

第七节 酶反应器112

一、酶反应器的基本类型113

二、酶反应器的设计原则114

三、酶反应器的性能评价114

四、酶反应器的操作114

第八节 生物酶技术在石化行业的应用案例115

第四章 生物基因工程技术118

第一节 概述118

一、基因技术的发展历程118

二、基因技术的内容122

第二节 基因技术的分子生物学基础123

一、DNA结构和功能123

二、DNA的变性、复性和杂交127

三、特异性DNA片段的PCR扩增128

四、DNA片段的化学合成130

五、DNA片段的连接重组130

六、遗传信息的传递和中心法则132

第三节 基因工程工具酶133

一、限制性内切核酸酶133

二、连接酶134

三、DNA聚合酶136

四、DNA修饰酶138

第四节 基因克隆载体138

一、定义138

二、质粒克隆载体139

三、病毒（噬菌体）克隆载体142

四、染色体定位克隆载体145

五、人工染色体克隆载体145

六、几种特殊用途的染色体载体146

七、载体的必备条件147

八、载体的分类147

第五节 目的基因的获得148

一、基因的概念148

二、目的基因的来源148

三、获得目的基因的途径149

第六节 目的基因导入受体细胞151

一、受体细胞151

二、受体细胞分类152

三、目的基因导入克隆载体153

第七节 重组体的筛选和鉴定154

一、遗传学检测法154

二、DNA电泳检测法155

三、核酸杂交法156

四、免疫化学类检测法158

第八节 重组子的鉴定158

一、根据重组子DNA分子特征鉴定重组子158

二、根据目的基因转录产物（mRNA）鉴定重组子160

三、根据目的基因翻译产物（蛋白质、酶、多肽）鉴定重组子160

第九节 DNA的序列分析161

一、Maxam-Gilbert化学降解法162

二、Sanger双脱氧法163

第十节 分子生态技术165

一、原位荧光杂交165

二、变性梯度凝胶电泳167

三、末端限制性酶切（T-RFLP）169

四、长度异质性PCR（LH-PCR）169

五、核糖体基因间隔序列分析（RISA）170

六、单链构象多态性分析（SSCP）170

七、实时定量PCR170

第十一节 基因工程技术在石油化工领域的应用171

一、石油污染降解体系的生物过程研究171

二、石油化工废水生物处理研究173

三、降解石油微生物的筛选、鉴定及基因工程菌的构建174

四、提高原油采收率的耐热产多糖基因工程菌构建176

五、降解石油的超级细菌构建176

第五章 蛋白质技术178

第一节 蛋白质的结构基础178

一、蛋白质结构的基本条件178

二、蛋白质的高级结构180

三、蛋白质分子间的相互关系181

四、蛋白质结构和功能关系181

第二节 蛋白质技术的研究方法182

一、蛋白质技术的研究策略182

二、蛋白质的全新设计183

三、改变现有蛋白质结构183

第三节 蛋白质的纯化和鉴定技术184

一、蛋白质的分离纯化原理及步骤184

二、电泳技术189

三、萃取技术193

四、色谱技术194

五、二维电泳技术（2-DE技术）200

六、质谱技术201

七、层析技术201

八、透析技术203

第四节 蛋白质技术在石油化工领域的应用205

一、蛋白质分离纯化205

二、微生物发酵法生产单细胞蛋白205

三、加氧酶在石油化工中的开发应用206

四、用腈水合酶生产丙烯酰胺206

五、原生质体融合技术构建高效驱油细胞工程菌的研究206

六、离子液体在石油化工与能源领域中的应用206

第六章 发酵工程技术208

第一节 发酵与发酵工程概述208

一、什么是发酵208

二、发酵工程的概念及特点209

三、发酵工程的一般特征210

四、发酵工程菌种的特点211

五、发酵生产工艺流程212

第二节 发酵工程的基本内容212

一、发酵工业菌种212

二、发酵工业培养基215

三、发酵罐220

第三节 发酵工程在石油化工领域的应用225

一、发酵法生产有机酸225

二、甘油发酵229

三、丙酮-丁醇发酵230

四、微生物发酵法生产丙烯酰胺231

五、发酵法生产1,3-丙二醇232

第七章 石化废水的生物处理235

第一节 石化废水的性质和特点235

一、石化废水的来源及对环境的污染235

二、石化废水的成分及特点236

第二节 石化废水生物处理的基本原理238

一、石化废水主要组分的生物降解过程238

二、石化废水生物处理的影响因素239

第三节 石化废水的生物处理技术242

一、石化废水的好氧生物处理技术242

二、石化废水的厌氧生物处理技术258

第四节 石化废水生物处理工程实例264

一、高浓度石化废水综合处理工程264

二、纤维滤池在石化废水深度处理中的应用267

第八章 石油污染环境的生物监测与修复技术270

第一节 概述270

一、石油污染环境270

二、生物监测与生物修复的基本概念276

三、生物监测的原理和特点279

四、生物修复的基本原理及影响因素279

第二节 石油污染土壤的生物监测与生物修复284

一、土壤石油污染的生物监测284

二、土壤石油污染的生物修复285

第三节 石油污染水体的生物监测与生物修复288

一、水体污染的生物监测288

二、地下水石油污染的生物修复293

三、海洋石油污染的生物修复294

第四节 石油污染生物修复工程案例298

一、土壤生物修复的应用实例与效果298

二、地下水生物修复的应用实例与效果298

三、海洋生物修复的应用实例与效果298

第五节 生物修复技术的前景和展望299

一、面临的问题与发展趋势299

二、应用和产业化前景301

第九章 生物采油技术303

第一节 微生物与石油勘探303

一、微生物勘探石油的发展历史及原理303

二、生物采油存在的问题及发展趋势306

第二节 本源微生物采油技术308

一、本源采油微生物的种类308

二、微生物群落检测方法及生物采油代谢产物的检测方法311

第三节 异源微生物采油技术321

一、异源微生物采油原理321

二、异源微生物采油技术及其影响因素323

第四节 生物采油技术工程实例328

一、辽河油田稠油的生物开采技术328

二、靖边黄家峁油田微生物现场采油330

三、大港油田港西四区微生物采油331

参考文献334