本書以現代生物化學基礎知識為主體內容，強調生物化學原理在各個領域，尤其是在能源生產工程上的實際套用。全書內容共分四篇。第一篇為能源靜態生物化學部分，主要介紹各生物大分子的結構、功能及其理化性質。第二篇為能源動態生物化學部分，主要介紹各生物大分子的代謝及其相互轉化規律。第三篇為能源的生物化學代謝部分，主要介紹了能源生產的代謝途徑及技術方法。第四篇為能源生物化學的實驗，此十個實驗為理論知識的實際操作部分。每章後附有習題，便於複習掌握所學知識要點。本書適合能源工程、環境科學與工程、生物能源、農業工程、化學工程、製藥工程、發酵工程和食品工程等專業讀者和科研技術人員閱讀參考,也可供相關專業工程類學生作為教材使用。
基本介紹
- 書名：能源生物化學
- 出版社：化學工業出版社
- 頁數：336頁
- 開本：16
- 品牌：化學工業出版社
- 作者：鄭國香 肖鵬飛
- 出版日期：2014年7月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7122182630
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,序言,
基本介紹
內容簡介
全國首次系統闡述生物質能源開發利用過程中涉及的生物化學知識、生物化學方法和途徑，對生產生物質能源等新能源的生物化學技術、原理進行了系統介紹，理論與套用技術結合，原理與實用技術融匯。
作者簡介
李永峰，東北林業大學林學院，教授 博士生導師，主要教學經歷（授課名稱、起止時間、授課對象、授課學時、所在單位等）
《環境工程微生物學》：2006.9-2012.12；本科，32學時，東北林業大學
《環境毒理學》：2006.9-2012.12；本科，32學時，東北林業大學
《環境生物學》：2006.9-2011.7；本科，32學時，東北林業大學
《中國可持續發展》：2006.9-2012.12；本科，32學時，東北林業大學
。。。。。。 。。。。。。
《固體廢棄物污染控制工程》：2006.9-2011.7；本科，32學時，上海工程技術大學
《生物化學》：2006.9-2011.7；本科，32學時，上海工程技術大學
《環境倫理學》：2006.9-2011.7；本科，32學時，上海工程技術大學
《生命科學概論》：2006.9-2011.7；本科，32學時，上海工程技術大學
。。。。。。 。。。。。。
主要教學、科學研究、實踐經歷（項目名稱、項目來源、鑑定結論、獲獎情況等）
1. 《環境生物技術原理與套用》研究生精品課程建設，2009-2010，東北林業大學
2. 《環境生物與毒理》研究生精品課程建設，2009-2010，東北林業大學
3. 強化發酵制氫系統產氫效能的技術與設備(2006AA05Z109)，國家863
東北林木良種基地普查，2007-2010，國家林業局
《環境工程微生物學》：2006.9-2012.12；本科，32學時，東北林業大學
《環境毒理學》：2006.9-2012.12；本科，32學時，東北林業大學
《環境生物學》：2006.9-2011.7；本科，32學時，東北林業大學
《中國可持續發展》：2006.9-2012.12；本科，32學時，東北林業大學
。。。。。。 。。。。。。
《固體廢棄物污染控制工程》：2006.9-2011.7；本科，32學時，上海工程技術大學
《生物化學》：2006.9-2011.7；本科，32學時，上海工程技術大學
《環境倫理學》：2006.9-2011.7；本科，32學時，上海工程技術大學
《生命科學概論》：2006.9-2011.7；本科，32學時，上海工程技術大學
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主要教學、科學研究、實踐經歷（項目名稱、項目來源、鑑定結論、獲獎情況等）
1. 《環境生物技術原理與套用》研究生精品課程建設，2009-2010，東北林業大學
2. 《環境生物與毒理》研究生精品課程建設，2009-2010，東北林業大學
3. 強化發酵制氫系統產氫效能的技術與設備(2006AA05Z109)，國家863
東北林木良種基地普查，2007-2010，國家林業局
圖書目錄
第一篇能源靜態生物化學基礎
第1章緒論1
1.1生物化學的含義1
1.2生物化學的研究內容1
1.3生物化學與其他生命科學的關係2
1.4生物化學與能源3
第2章蛋白質化學4
2.1概述4
2.1.1蛋白質的概念4
2.1.2蛋白質的分類4
2.1.3蛋白質的生物學功能6
2.2蛋白質的基本單位――胺基酸7
2.2.1胺基酸的結構通式8
2.2.2胺基酸的分類8
2.2.3胺基酸的性質10
2.3肽14
2.3.1肽的概念14
2.3.2生物活性肽14
2.4蛋白質的分子結構17
2.4.1蛋白質的一級結構17
2.4.2蛋白質的空間結構17
2.4.3蛋白質結構與功能的關係20
2.5蛋白質的性質21
2.5.1蛋白質分子的大小21
2.5.2兩性解離和等電點21
2.5.3膠體性質21
2.5.4沉澱作用21
2.5.5變性作用21
2.5.6顏色反應22
2.6蛋白質及胺基酸的分離純化與測定23
2.6.1分離純化的一般原則及基本步驟23
2.6.2分離純化的基本方法24
2.6.3胺基酸的分離26
2.6.4蛋白質及胺基酸的分析測定27
習題30
參考文獻30
推薦書目31
第3章核酸化學32
3.1概述32
3.1.1核酸的研究歷史32
3.1.2核酸的化學組成33
3.2核酸的結構與功能37
3.2.1DNA的結構與功能37
3.2.2RNA的結構與功能39
3.3核酸的性質及純度測定42
3.3.1核酸的溶解性42
3.3.2核酸的解離42
3.3.3核酸的紫外吸收42
3.3.4變性與復性43
3.3.5核酸的含量與純度測定44
3.3.6核酸鹼基序列的測定45
3.4核酸化學中的幾種重要技術46
3.4.1核酸的分子雜交技術46
3.4.2PCR技術46
3.4.3基因定點突變技術47
3.4.4定向分子進化48
習題48
參考文獻48
推薦書目49
第4章糖類的化學50
4.1概述50
4.1.1糖的定義與元素組成50
4.1.2糖的分類與命名50
4.1.3糖類的生物學功能51
4.2單糖的結構和性質51
4.2.1單糖的旋光性與開鏈結構51
4.2.2單糖的環狀結構52
4.2.3單糖及其衍生物53
4.2.4單糖的性質57
4.3寡糖的結構和性質61
4.3.1雙糖的結構和性質61
4.3.2三糖的結構和性質62
4.4多糖的結構和性質62
4.4.1同聚多糖62
4.4.2雜聚多糖64
4.5複合糖類66
習題68
參考文獻68
推薦書目68
第5章脂類和生物膜化學69
5.1概述69
5.1.1脂質的概念69
5.1.2脂質的分類69
5.1.3脂類的生理功能70
5.2油脂的結構和性質70
5.2.1油脂的結構70
5.2.2油脂的性質71
5.3磷脂和固醇類73
5.3.1磷脂73
5.3.2固醇類76
5.4生物膜78
5.4.1生物膜的組成及結構模型78
5.4.2生物膜的特性79
5.4.3生物膜的功能80
5.4.4膜生物工程80
習題81
參考文獻81
推薦書目81
第6章酶化學82
6.1概述82
6.1.1酶的概念82
6.1.2酶的催化特性82
6.1.3酶的組成及分類83
6.2酶的結構與功能的關係85
6.2.1活性部位和必需基團85
6.2.2酶原的激活86
6.2.3同工酶87
6.3酶催化反應的機制88
6.4酶促反應動力學89
6.4.1底物濃度對酶反應速率的影響89
6.4.2酶濃度對酶反應速率的影響91
6.4.3溫度對酶反應速率的影響91
6.4.4pH值對酶反應速率的影響92
6.4.5激活劑對酶反應速率的影響92
6.4.6抑制劑對酶反應速率的影響92
6.5酶的製備94
6.5.1酶的製備及純化94
6.5.2酶活性的測定94
6.6酶在工業上的套用及酶工程95
6.6.1酶在食品工業中的套用95
6.6.2酶在醫藥工業中的套用95
6.6.3酶在科研中的套用96
6.6.4酶工程96
習題97
參考文獻97
推薦書目97
第7章維生素和輔酶98
7.1概述98
7.1.1維生素的含義及其生理功能98
7.1.2維生素的分類98
7.2水溶性維生素與輔酶98
7.2.1維生素B1與焦磷酸硫胺素（TPP）98
7.2.2維生素B2與黃素輔酶99
7.2.3維生素PP與輔酶Ⅰ、輔酶Ⅱ101
7.2.4泛酸與輔酶A102
7.2.5維生素B6與磷酸吡哆素103
7.2.6生物素104
7.2.7葉酸與葉酸輔酶104
7.2.8維生素B12與輔酶B12106
7.2.9維生素C107
7.3脂溶性維生素107
7.3.1維生素A107
7.3.2維生素D108
7.3.3維生素E109
7.3.4維生素K110
習題111
參考文獻111
推薦書目111
第二篇能源動態生物化學基礎
第8章新陳代謝總論與生物氧化112
8.1新陳代謝總論112
8.1.1新陳代謝的概念112
8.1.2新陳代謝的研究方法114
8.1.3生物體內能量代謝的基本規律115
8.1.4高能化合物與ATP115
8.2生物氧化117
8.2.1生物氧化的概念和特點117
8.2.2生物氧化中二氧化碳的生成118
8.2.3生物氧化中水的生成119
8.2.4氧化磷酸化作用124
習題127
參考文獻127
推薦書目127
第9章糖代謝128
9.1概述128
9.1.1多糖及寡糖的降解128
9.1.2糖的吸收與轉運130
9.2糖的分解代謝131
9.2.1酵解途徑（EMP）――糖的無氧分解131
9.2.2三羧酸循環（TCA）――糖的需氧分解136
9.2.3磷酸己糖途徑（HMP）――糖需氧分解的代謝旁路143
9.3糖的合成代謝145
9.3.1糖異生作用145
9.3.2糖原合成146
9.4糖代謝在工業上的套用148
9.4.1酒精發酵148
9.4.2甘油發酵149
9.4.3丙酮丁醇發酵149
9.4.4有機酸發酵149
習題151
參考文獻151
推薦書目151
第10章脂類代謝152
10.1概述152
10.1.1脂肪的降解152
10.1.2脂肪的吸收與轉運153
10.2脂肪的代謝154
10.2.1甘油代謝155
10.2.2脂肪酸的分解代謝156
10.2.3脂肪酸的合成代謝160
10.3磷脂代謝和固醇代謝165
10.3.1磷脂代謝165
10.3.2固醇代謝166
10.4脂質代謝在工業上的套用169
10.4.1脂質代謝在食品工業中的套用（以共軛亞油酸為例）169
10.4.2多不飽和脂肪酸發酵170
10.4.3石油工業中的套用170
習題171
參考文獻171
推薦書目171
第11章核酸代謝172
11.1核酸的降解和核苷酸代謝172
11.1.1核酸的酶促降解172
11.1.2核苷酸的分解代謝173
11.1.3核苷酸的合成代謝174
11.2DNA複製與修復177
11.2.1DNA複製有關的酶177
11.2.2DNA的複製方式179
11.2.3DNA複製過程180
11.2.4DNA畸變與遺傳病182
11.2.5DNA損傷與修復185
11.3RNA的生物合成188
11.3.1RNA聚合酶188
11.3.2基因轉錄的過程189
11.3.3基因轉錄的方式192
11.3.4轉錄產物的加工修飾192
11.3.5RNA的複製合成195
習題196
參考文獻196
推薦書目196
第12章蛋白質代謝197
12.1概述197
12.1.1蛋白質的消化與吸收197
12.1.2蛋白質的營養價值198
12.2胺基酸的代謝199
12.2.1胺基酸的脫氨基作用199
12.2.2胺基酸的脫羧基作用201
12.2.3氨與α?酮酸的轉化202
12.2.4個別胺基酸的分解代謝204
習題206
參考文獻206
推薦書目206
第13章代謝的調節控制207
13.1生物體內的代謝調控模式207
13.1.1細胞分子水平的調控207
13.1.2體液激素的調控212
13.1.3神經系統的調控215
13.2反饋調節215
13.2.1前饋與反饋215
13.2.2反饋調節的機理216
13.3誘導與阻遏218
13.3.1酶的誘導合成218
13.3.2酶合成的阻遏作用220
13.3.3分解代謝產物對酶合成的阻遏221
13.4代謝調控在工業上的實踐意義221
習題222
參考文獻222
推薦書目222
第三篇能源生物化學代謝
第14章微生物的產甲烷代謝與沼氣化工程223
14.1沼氣發酵基本原理223
14.2產甲烷微生物224
14.2.1產酸發酵性細菌224
14.2.2產氫產乙酸菌226
14.2.3同型產乙酸菌226
14.2.4產甲烷菌227
14.3甲烷合成代謝途徑240
14.3.1由H2和CO2形成甲烷240
14.3.2甲酸產甲烷途徑245
14.3.3甲醇和甲胺產甲烷途徑245
14.3.4乙酸產甲烷途徑247
習題250
參考文獻250
推薦書目251
第15章微生物的產乙醇代謝與燃料乙醇252
15.1產乙醇微生物252
15.1.1六碳糖發酵微生物252
15.1.2五碳糖發酵微生物254
15.1.3合成氣發酵微生物256
15.2乙醇合成代謝途徑259
15.2.1六碳糖乙醇發酵途徑259
15.2.2五碳糖乙醇發酵途徑264
15.2.3合成氣乙醇發酵的代謝途徑265
15.2.4發酵運動單胞菌乙醇發酵
機理266
15.3乙醇發酵生產工藝與套用267
15.3.1澱粉類原料製取乙醇工藝267
15.3.2糖類原料生產燃料乙醇的工藝268
15.3.3纖維類原料生產燃料乙醇工藝269
習題272
參考文獻272
推薦書目272
第16章石油與煤炭的微生物生理生化
代謝273
16.1微生物採油的生物化學機制273
16.1.1微生物採油技術的發展歷程274
16.1.2採油微生物的分類275
16.1.3微生物開採石油的機理276
16.1.4現代技術在微生物採油中的套用279
16.2石油中的硫酸鹽還原菌280
16.2.1來源於地下油層水的硫酸鹽還原菌280
16.2.2非培養技術檢測硫酸鹽還原菌283
16.2.3結論284
16.3煤炭中的微生物轉化機理284
16.3.1煤的形成與微生物轉化285
16.3.2煤炭微生物轉化分類285
16.3.3煤炭微生物轉化機理287
16.3.4煤炭轉化微生物選育289
16.3.5煤炭微生物轉化技術套用290
習題290
參考文獻290
推薦書目291
第17章新能源的生物化學機理292
17.1生物制氫292
17.1.1生物制氫微生物292
17.1.2生物制氫機理294
17.2生物柴油300
17.2.1物理法301
17.2.2化學法301
17.2.3無催化劑條件下生產生物柴油303
17.3生物甲醇303
17.3.1用礦物燃料生產甲醇304
17.3.2通過甲酸甲酯生產甲醇305
17.3.3甲烷選擇性氧化生成甲醇305
17.3.4利用生物質製取甲醇305
17.3.5利用二氧化碳生產甲醇306
17.4生物丁醇306
17.4.1丙酮—丁醇生產中常用的微生物306
17.4.2丙酮—丁醇的發酵機理307
17.4.3丙酮—丁醇發酵技術309
17.5微生物燃料電池310
17.5.1產電微生物310
17.5.2MFC結構和工作原理316
17.5.3產電微生物電子傳遞機理317
習題319
參考文獻319
推薦書目319
第四篇能源生物化學實驗
實驗1胺基酸和蛋白質的呈色反應320
實驗2Molisch反應鑑定醛糖323
實驗3酶的特性實驗324
實驗4磷鉬酸法測定維生素C的含量325
實驗5酵母核糖核酸的分離及組分鑑定326
實驗6DNA的酶切分析328
實驗7微生物沼氣發酵330
實驗8固定化酵母發酵產啤酒331
實驗9餐廚垃圾厭氧制氫實驗333
實驗10卵磷脂的提取和鑑定335
參考文獻336
推薦書目336
第1章緒論1
1.1生物化學的含義1
1.2生物化學的研究內容1
1.3生物化學與其他生命科學的關係2
1.4生物化學與能源3
第2章蛋白質化學4
2.1概述4
2.1.1蛋白質的概念4
2.1.2蛋白質的分類4
2.1.3蛋白質的生物學功能6
2.2蛋白質的基本單位――胺基酸7
2.2.1胺基酸的結構通式8
2.2.2胺基酸的分類8
2.2.3胺基酸的性質10
2.3肽14
2.3.1肽的概念14
2.3.2生物活性肽14
2.4蛋白質的分子結構17
2.4.1蛋白質的一級結構17
2.4.2蛋白質的空間結構17
2.4.3蛋白質結構與功能的關係20
2.5蛋白質的性質21
2.5.1蛋白質分子的大小21
2.5.2兩性解離和等電點21
2.5.3膠體性質21
2.5.4沉澱作用21
2.5.5變性作用21
2.5.6顏色反應22
2.6蛋白質及胺基酸的分離純化與測定23
2.6.1分離純化的一般原則及基本步驟23
2.6.2分離純化的基本方法24
2.6.3胺基酸的分離26
2.6.4蛋白質及胺基酸的分析測定27
習題30
參考文獻30
推薦書目31
第3章核酸化學32
3.1概述32
3.1.1核酸的研究歷史32
3.1.2核酸的化學組成33
3.2核酸的結構與功能37
3.2.1DNA的結構與功能37
3.2.2RNA的結構與功能39
3.3核酸的性質及純度測定42
3.3.1核酸的溶解性42
3.3.2核酸的解離42
3.3.3核酸的紫外吸收42
3.3.4變性與復性43
3.3.5核酸的含量與純度測定44
3.3.6核酸鹼基序列的測定45
3.4核酸化學中的幾種重要技術46
3.4.1核酸的分子雜交技術46
3.4.2PCR技術46
3.4.3基因定點突變技術47
3.4.4定向分子進化48
習題48
參考文獻48
推薦書目49
第4章糖類的化學50
4.1概述50
4.1.1糖的定義與元素組成50
4.1.2糖的分類與命名50
4.1.3糖類的生物學功能51
4.2單糖的結構和性質51
4.2.1單糖的旋光性與開鏈結構51
4.2.2單糖的環狀結構52
4.2.3單糖及其衍生物53
4.2.4單糖的性質57
4.3寡糖的結構和性質61
4.3.1雙糖的結構和性質61
4.3.2三糖的結構和性質62
4.4多糖的結構和性質62
4.4.1同聚多糖62
4.4.2雜聚多糖64
4.5複合糖類66
習題68
參考文獻68
推薦書目68
第5章脂類和生物膜化學69
5.1概述69
5.1.1脂質的概念69
5.1.2脂質的分類69
5.1.3脂類的生理功能70
5.2油脂的結構和性質70
5.2.1油脂的結構70
5.2.2油脂的性質71
5.3磷脂和固醇類73
5.3.1磷脂73
5.3.2固醇類76
5.4生物膜78
5.4.1生物膜的組成及結構模型78
5.4.2生物膜的特性79
5.4.3生物膜的功能80
5.4.4膜生物工程80
習題81
參考文獻81
推薦書目81
第6章酶化學82
6.1概述82
6.1.1酶的概念82
6.1.2酶的催化特性82
6.1.3酶的組成及分類83
6.2酶的結構與功能的關係85
6.2.1活性部位和必需基團85
6.2.2酶原的激活86
6.2.3同工酶87
6.3酶催化反應的機制88
6.4酶促反應動力學89
6.4.1底物濃度對酶反應速率的影響89
6.4.2酶濃度對酶反應速率的影響91
6.4.3溫度對酶反應速率的影響91
6.4.4pH值對酶反應速率的影響92
6.4.5激活劑對酶反應速率的影響92
6.4.6抑制劑對酶反應速率的影響92
6.5酶的製備94
6.5.1酶的製備及純化94
6.5.2酶活性的測定94
6.6酶在工業上的套用及酶工程95
6.6.1酶在食品工業中的套用95
6.6.2酶在醫藥工業中的套用95
6.6.3酶在科研中的套用96
6.6.4酶工程96
習題97
參考文獻97
推薦書目97
第7章維生素和輔酶98
7.1概述98
7.1.1維生素的含義及其生理功能98
7.1.2維生素的分類98
7.2水溶性維生素與輔酶98
7.2.1維生素B1與焦磷酸硫胺素（TPP）98
7.2.2維生素B2與黃素輔酶99
7.2.3維生素PP與輔酶Ⅰ、輔酶Ⅱ101
7.2.4泛酸與輔酶A102
7.2.5維生素B6與磷酸吡哆素103
7.2.6生物素104
7.2.7葉酸與葉酸輔酶104
7.2.8維生素B12與輔酶B12106
7.2.9維生素C107
7.3脂溶性維生素107
7.3.1維生素A107
7.3.2維生素D108
7.3.3維生素E109
7.3.4維生素K110
習題111
參考文獻111
推薦書目111
第二篇能源動態生物化學基礎
第8章新陳代謝總論與生物氧化112
8.1新陳代謝總論112
8.1.1新陳代謝的概念112
8.1.2新陳代謝的研究方法114
8.1.3生物體內能量代謝的基本規律115
8.1.4高能化合物與ATP115
8.2生物氧化117
8.2.1生物氧化的概念和特點117
8.2.2生物氧化中二氧化碳的生成118
8.2.3生物氧化中水的生成119
8.2.4氧化磷酸化作用124
習題127
參考文獻127
推薦書目127
第9章糖代謝128
9.1概述128
9.1.1多糖及寡糖的降解128
9.1.2糖的吸收與轉運130
9.2糖的分解代謝131
9.2.1酵解途徑（EMP）――糖的無氧分解131
9.2.2三羧酸循環（TCA）――糖的需氧分解136
9.2.3磷酸己糖途徑（HMP）――糖需氧分解的代謝旁路143
9.3糖的合成代謝145
9.3.1糖異生作用145
9.3.2糖原合成146
9.4糖代謝在工業上的套用148
9.4.1酒精發酵148
9.4.2甘油發酵149
9.4.3丙酮丁醇發酵149
9.4.4有機酸發酵149
習題151
參考文獻151
推薦書目151
第10章脂類代謝152
10.1概述152
10.1.1脂肪的降解152
10.1.2脂肪的吸收與轉運153
10.2脂肪的代謝154
10.2.1甘油代謝155
10.2.2脂肪酸的分解代謝156
10.2.3脂肪酸的合成代謝160
10.3磷脂代謝和固醇代謝165
10.3.1磷脂代謝165
10.3.2固醇代謝166
10.4脂質代謝在工業上的套用169
10.4.1脂質代謝在食品工業中的套用（以共軛亞油酸為例）169
10.4.2多不飽和脂肪酸發酵170
10.4.3石油工業中的套用170
習題171
參考文獻171
推薦書目171
第11章核酸代謝172
11.1核酸的降解和核苷酸代謝172
11.1.1核酸的酶促降解172
11.1.2核苷酸的分解代謝173
11.1.3核苷酸的合成代謝174
11.2DNA複製與修復177
11.2.1DNA複製有關的酶177
11.2.2DNA的複製方式179
11.2.3DNA複製過程180
11.2.4DNA畸變與遺傳病182
11.2.5DNA損傷與修復185
11.3RNA的生物合成188
11.3.1RNA聚合酶188
11.3.2基因轉錄的過程189
11.3.3基因轉錄的方式192
11.3.4轉錄產物的加工修飾192
11.3.5RNA的複製合成195
習題196
參考文獻196
推薦書目196
第12章蛋白質代謝197
12.1概述197
12.1.1蛋白質的消化與吸收197
12.1.2蛋白質的營養價值198
12.2胺基酸的代謝199
12.2.1胺基酸的脫氨基作用199
12.2.2胺基酸的脫羧基作用201
12.2.3氨與α?酮酸的轉化202
12.2.4個別胺基酸的分解代謝204
習題206
參考文獻206
推薦書目206
第13章代謝的調節控制207
13.1生物體內的代謝調控模式207
13.1.1細胞分子水平的調控207
13.1.2體液激素的調控212
13.1.3神經系統的調控215
13.2反饋調節215
13.2.1前饋與反饋215
13.2.2反饋調節的機理216
13.3誘導與阻遏218
13.3.1酶的誘導合成218
13.3.2酶合成的阻遏作用220
13.3.3分解代謝產物對酶合成的阻遏221
13.4代謝調控在工業上的實踐意義221
習題222
參考文獻222
推薦書目222
第三篇能源生物化學代謝
第14章微生物的產甲烷代謝與沼氣化工程223
14.1沼氣發酵基本原理223
14.2產甲烷微生物224
14.2.1產酸發酵性細菌224
14.2.2產氫產乙酸菌226
14.2.3同型產乙酸菌226
14.2.4產甲烷菌227
14.3甲烷合成代謝途徑240
14.3.1由H2和CO2形成甲烷240
14.3.2甲酸產甲烷途徑245
14.3.3甲醇和甲胺產甲烷途徑245
14.3.4乙酸產甲烷途徑247
習題250
參考文獻250
推薦書目251
第15章微生物的產乙醇代謝與燃料乙醇252
15.1產乙醇微生物252
15.1.1六碳糖發酵微生物252
15.1.2五碳糖發酵微生物254
15.1.3合成氣發酵微生物256
15.2乙醇合成代謝途徑259
15.2.1六碳糖乙醇發酵途徑259
15.2.2五碳糖乙醇發酵途徑264
15.2.3合成氣乙醇發酵的代謝途徑265
15.2.4發酵運動單胞菌乙醇發酵
機理266
15.3乙醇發酵生產工藝與套用267
15.3.1澱粉類原料製取乙醇工藝267
15.3.2糖類原料生產燃料乙醇的工藝268
15.3.3纖維類原料生產燃料乙醇工藝269
習題272
參考文獻272
推薦書目272
第16章石油與煤炭的微生物生理生化
代謝273
16.1微生物採油的生物化學機制273
16.1.1微生物採油技術的發展歷程274
16.1.2採油微生物的分類275
16.1.3微生物開採石油的機理276
16.1.4現代技術在微生物採油中的套用279
16.2石油中的硫酸鹽還原菌280
16.2.1來源於地下油層水的硫酸鹽還原菌280
16.2.2非培養技術檢測硫酸鹽還原菌283
16.2.3結論284
16.3煤炭中的微生物轉化機理284
16.3.1煤的形成與微生物轉化285
16.3.2煤炭微生物轉化分類285
16.3.3煤炭微生物轉化機理287
16.3.4煤炭轉化微生物選育289
16.3.5煤炭微生物轉化技術套用290
習題290
參考文獻290
推薦書目291
第17章新能源的生物化學機理292
17.1生物制氫292
17.1.1生物制氫微生物292
17.1.2生物制氫機理294
17.2生物柴油300
17.2.1物理法301
17.2.2化學法301
17.2.3無催化劑條件下生產生物柴油303
17.3生物甲醇303
17.3.1用礦物燃料生產甲醇304
17.3.2通過甲酸甲酯生產甲醇305
17.3.3甲烷選擇性氧化生成甲醇305
17.3.4利用生物質製取甲醇305
17.3.5利用二氧化碳生產甲醇306
17.4生物丁醇306
17.4.1丙酮—丁醇生產中常用的微生物306
17.4.2丙酮—丁醇的發酵機理307
17.4.3丙酮—丁醇發酵技術309
17.5微生物燃料電池310
17.5.1產電微生物310
17.5.2MFC結構和工作原理316
17.5.3產電微生物電子傳遞機理317
習題319
參考文獻319
推薦書目319
第四篇能源生物化學實驗
實驗1胺基酸和蛋白質的呈色反應320
實驗2Molisch反應鑑定醛糖323
實驗3酶的特性實驗324
實驗4磷鉬酸法測定維生素C的含量325
實驗5酵母核糖核酸的分離及組分鑑定326
實驗6DNA的酶切分析328
實驗7微生物沼氣發酵330
實驗8固定化酵母發酵產啤酒331
實驗9餐廚垃圾厭氧制氫實驗333
實驗10卵磷脂的提取和鑑定335
參考文獻336
推薦書目336
序言
生物化學是一門交叉學科，是研究生命物質的化學組成、結構及生命活動過程中各種化學變化的基礎生命科學。它是生命科學中最古老的學科之一，最初是在19世紀末，從生理化學中分離而來。之後，在醫學、農業、某些工業和國防部門的生產實踐的推動下逐漸發展起來，如今已成為生物科學、生物技術、食品科學與工程、生物工程、製藥工程、化學工程、環境科學等眾多專業的最重要的基礎理論。
能源是維持人類生存的物質基礎，也是促進人類物質文明發展的動力之源。當前，資源緊張、生態惡化加劇、環境破壞嚴重。開發生物質能等可再生能源及化石能源清潔利用技術，對於緩解當前的能源供給壓力、發展循環經濟等具有十分重要的意義。
根據生物化學的基礎知識，將先進的生物化學技術套用到生物質能源的開發利用中，將會對能源產量的提高、質量的改善、效率的提升有很大的影響。本書順應時代發展的需要，從生物化學的基本理論出發，分析清潔高效的生物質能源生產過程中所涉及的生化知識以及生化方法和途徑。
本書適合包括環境科學與工程、能源工程、生物能源、農業工程、化學工程、製藥工程、發酵工程和食品工程專業人士閱讀，也可作為相關專業本科生、研究生的教材。我們在編寫過程中十分重視保持本學科自身的完整性與系統性，使讀者掌握生物化學的基本原理、基本理論和基本研究方法，同時力求做到理論與套用結合，原理與技術融匯，開拓讀者思路，擴大知識面。
本書由東北林業大學、東北農業大學、上海工程技術大學和瓊州學院的專家們撰寫。全書共分17章。第1章～第6章和第11章～第13章由李永峰編寫，第7章～第10章由劉瑞娜編寫，第14章和第15章由肖鵬飛編寫，第16章由梁乾偉編寫，第17章由林尤偉、張洪、李巧燕編寫，實驗部分由林尤偉、謝敬怡、丁睿編寫。全書由肖鵬飛、劉瑞娜、李永峰任主編，鄭國香博士主審。
本書融匯“上海市科委重點科技攻關項目（No. 071605122）”、“上海市教委重點課程建設項目（s2007010004）”、“上海市教委重點科研項目（07ZZ156）”和國家“863”項目（No. 2006AA05Z109）、國家“973”項目（No. 2007CB512608）的技術成果並得到上述資金的支持，特此感謝！
由於編者水平有限，書中不妥之處在所難免，敬請同行和讀者批評、指正。
使用本書的學校可免費獲得電子課件，如有需要，可與李永峰教授聯繫。
編者
2014年3月
能源是維持人類生存的物質基礎，也是促進人類物質文明發展的動力之源。當前，資源緊張、生態惡化加劇、環境破壞嚴重。開發生物質能等可再生能源及化石能源清潔利用技術，對於緩解當前的能源供給壓力、發展循環經濟等具有十分重要的意義。
根據生物化學的基礎知識，將先進的生物化學技術套用到生物質能源的開發利用中，將會對能源產量的提高、質量的改善、效率的提升有很大的影響。本書順應時代發展的需要，從生物化學的基本理論出發，分析清潔高效的生物質能源生產過程中所涉及的生化知識以及生化方法和途徑。
本書適合包括環境科學與工程、能源工程、生物能源、農業工程、化學工程、製藥工程、發酵工程和食品工程專業人士閱讀，也可作為相關專業本科生、研究生的教材。我們在編寫過程中十分重視保持本學科自身的完整性與系統性，使讀者掌握生物化學的基本原理、基本理論和基本研究方法，同時力求做到理論與套用結合，原理與技術融匯，開拓讀者思路，擴大知識面。
本書由東北林業大學、東北農業大學、上海工程技術大學和瓊州學院的專家們撰寫。全書共分17章。第1章～第6章和第11章～第13章由李永峰編寫，第7章～第10章由劉瑞娜編寫，第14章和第15章由肖鵬飛編寫，第16章由梁乾偉編寫，第17章由林尤偉、張洪、李巧燕編寫，實驗部分由林尤偉、謝敬怡、丁睿編寫。全書由肖鵬飛、劉瑞娜、李永峰任主編，鄭國香博士主審。
本書融匯“上海市科委重點科技攻關項目（No. 071605122）”、“上海市教委重點課程建設項目（s2007010004）”、“上海市教委重點科研項目（07ZZ156）”和國家“863”項目（No. 2006AA05Z109）、國家“973”項目（No. 2007CB512608）的技術成果並得到上述資金的支持，特此感謝！
由於編者水平有限，書中不妥之處在所難免，敬請同行和讀者批評、指正。
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編者
2014年3月
