具体描述
本书对植物细胞工程领域各分支学科的基础理论、实验技术及应用成就进行了较为全面的论述，特别对各种实验设计原理、技术关键和操作注意事项等进行了详细的介绍，并对每种实验都列举了成功的操作实例，是一本资料丰富、内容全面、既有理论评述又有详细操作方法、实用性较强的植物细胞工程实验技术专著。本书可作为各高校植物、园艺、生物技术等专业教师、学生教学用书，也适合相关领域研究、技术人员和实验室人员参考。
好的，这是一本关于微生物代谢工程原理与应用的图书简介，内容详尽，旨在涵盖该领域的前沿知识和实用技术，与您提及的《植物细胞工程实验技术》无任何关联。 --- 图书名称：微生物代谢工程原理与应用 核心主题与定位 本书是一部系统阐述现代微生物代谢工程（Metabolic Engineering）从基础理论到前沿应用的综合性专著。它聚焦于如何通过分子生物学、基因组学、生物信息学以及合成生物学的工具和策略，对微生物细胞的内部代谢网络进行定向、精确的重塑与优化，从而高效地生产高附加值的化学品、生物燃料、药物中间体乃至新型生物材料。 本书不仅深入剖析了代谢流分析、调控网络解析等理论基石，更强调其实际操作流程与案例分析，旨在为生物技术、制药工程、食品科学及化学工程等领域的科研人员、工程师和高年级学生提供一套完整的知识框架与实践指南。 深度内容结构 本书内容组织严谨，分为四大核心模块：基础理论、核心技术、案例应用与未来展望。 第一部分：代谢工程的理论基石 第一章：微生物代谢网络概览与建模基础 本章首先对主要的模式微生物（如大肠杆菌、酿酒酵母）的核心代谢途径进行详尽梳理，包括糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径等。重点介绍代谢网络（Metabolic Network）的概念，如何利用拓扑学分析揭示网络结构特征。随后引入代谢流分析（Metabolic Flux Analysis, MFA）的数学基础，包括稳态近似与非稳态分析，以及如何通过同位素示踪实验获取实验数据，从而计算细胞内的代谢流分布。 第二章：调控元件与代谢流调控 深入探讨微生物如何通过遗传和表观遗传机制对代谢途径进行实时调控。内容涵盖转录因子、小RNA、以及酶活性（如变构调节、共价修饰）对代谢流的动态影响。本章强调“靶点识别”的重要性，即如何结合基因组学数据，运用系统生物学工具（如基因表达谱分析），锁定限制目标产物合成的关键瓶颈酶或调控节点。 第三章：合成生物学与代谢工程的交叉融合 详细阐述合成生物学（Synthetic Biology）如何为代谢工程提供强大的设计和构建工具箱。讨论标准元件库（BioBricks）、基因组编辑技术（如CRISPR/Cas系统）在重构代谢途径中的应用。引入“设计-构建-测试-学习”（DBTL）循环的概念，并阐述如何利用自动化高通量筛选平台（如流式细胞仪、微流控技术）加速工程菌株的优化过程。 第二部分：核心实验技术与工具箱 第四章：高通量组学数据在代谢工程中的整合 本章聚焦于如何整合多组学数据（基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学）来全面解析工程菌株的行为。重点介绍代谢组学（Metabolomics）在量化内源性代谢物变化中的作用，以及如何利用生物信息学方法（如网络可视化软件、多元统计分析）从海量数据中提取生物学意义。 第五章：基因组编辑与途径重塑技术 详述现代基因编辑技术在代谢工程中的精确操作。详细介绍CRISPRi/a系统在沉默或激活特定基因方面的应用，以实现对非关键或抑制性途径的“敲除”或“增强”。讨论如何使用基因组工程技术，如有目的地整合外源基因簇（Pathway Cloning and Integration）到宿主基因组的特定安全位点（Safe Harbor Loci）。 第六章：发酵过程优化与规模化放大 代谢工程的最终目标是高效、低成本的生产。本章转向工程应用层面，系统介绍分批发酵、补料分批发酵及连续发酵的工艺设计。重点讨论溶解氧、pH值、氧化还原电位等关键过程参数对代谢流的耦合影响，并介绍生物反应器设计原则及传感器技术在实时过程监测中的应用。 第三部分：前沿应用案例深度剖析 第七章：生物基化学品的高效合成 本章通过详尽的案例研究，展示代谢工程在生产平台化学品方面的成就。例如，如何通过重构碳源流向，将微生物“编程”为高效合成丁二酸、乳酸或1,3-丙二醇。深入分析为提高产率，对宿主菌株内源性副产物代谢途径所做的关键调控策略。 第八章：生物燃料与能源代谢重构 关注以生物质为原料生产先进生物燃料（如生物丁醇、生物航空燃料前体）的技术。讨论如何设计新的电子传递链和辅因子再生系统，以提高细胞对能源的利用效率。解析将C5糖或木质纤维素降解产物导入代谢网络进行高效转化的工程思路。 第九章：药物分子与复杂天然产物的异源表达 探讨如何利用代谢工程手段，在非天然宿主中构建复杂的天然产物（如萜类、类黄酮、非核糖体多肽）的合成途径。重点阐述如何解决活性中间体的细胞毒性问题，以及如何通过调控细胞膜通透性或分泌系统来提高目标产物的提取效率。 第四部分：面临的挑战与未来方向 第十章：模型驱动的代谢工程 展望未来，本书强调模型在代谢工程中的核心地位。讨论如何利用“多尺度模型”（从分子到细胞器再到整个细胞系统）来预测工程菌株在不同环境压力下的表现，从而指导更高效的实验设计，减少盲目试错。 第十一章：人工生命与极端环境工程菌株 探讨构建具有全新或扩展代谢能力的“人工代谢系统”。讨论如何利用极端微生物（如嗜热菌、耐酸菌）作为平台细胞，以应对工业发酵中苛刻的工艺条件，从而拓宽生物制造的应用边界。 适读人群 生物工程、生物技术、制药工程及化学工程专业的研究生和高年级本科生。 从事工业微生物发酵、生物催化、合成生物学领域研发的技术人员和工程师。 希望系统学习和掌握现代生物制造核心技术的科研工作者。 --- 本书特色： 本书特色在于其对理论深度与工程实践的紧密结合。它不仅提供“如何做”的操作指南，更着重阐述“为什么这样做”的科学逻辑，确保读者能够灵活应对复杂的代谢工程挑战。书中包含了大量最新的研究案例和详细的流程图示，是理解和应用微生物代谢工程技术的必备参考书。
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