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생명현상의 해명을 통하여 생물자원인 미생물ㆍ동식물세포를 육종하거나 조작(manipulation)함으로써 그 기능의 일부를 개량하고, 이를 산업적으로 이용하기 위한 연구분야를 생물공학이라고 할 수 있다. 수많은 연구자들의 노력에 의해 이루어진 연구결과는 단순히 지금까지의 고전적인 발효공학의 개념을 넘어서서 새로운 기술의 도입이 요구되며, 특히 미생물을 이용한 다양한 분야의 응용을 필요로 하고 있다.

이러한 여건을 고려하여 이 책에서는 생물산업 중에서 공학적인 부분을 중심으로 하여 오랫동안 강의해온 내용을 새로이 정리하였다. 생물공학과 생물산업의 전체적인 흐름을 먼저 설명하고, 이에 따른 미생물의 특성과 유용미생물의 선발, 유전자조작 및 유전공학의 응용, 효소반응 등 생물산업의 기초적인 내용을 다루었다.

그리고 미생물 및 동식물세포의 배양공학, 생물반응기, 생물공정공학, 생성물의 회수와 정제, 생물환경공학에 이르기까지 모든 공정과 더불어 대표적인 생물산업 등에 대하여 다루었다. 특히, 대학이나 대학원에서 생물공학 또는 생물화학공학을 강의하기에 알맞도록 중요한 내용을 알기 쉽게 설명하였다.

- 출판사 제공

제1장 생물공학의 이해
1. 생물공학과 생물산업
1.1 생물공학의 발전
1.2 생물공학의 정의
2. 생물공학의 영역
3. 생물공학의 흐름
3.1 생물공학의 역사
3.2 생물공학의 현황
3.3 생물공학의 연구개발 전망
4. 생물공학적 생산물의 특성
4.1 알코올과 유기용매
4.2 유기산
4.3 아미노산
4.4 단백질
4.5 비타민
4.6 항생물질
4.7 ergot alkaloids
4.8 nucleotide와 nucleoside
4.9 다당류
5. 생물화학공학의 역할
5.1 배양설비와 배양방법의 개선
5.2 무균조작
5.3 공정제어
5.4 생성물의 회수와 정제
6. 생물산업의 과제

제2장 미생물의 특성
1. 미생물의 분류와 명명법
1.1 미생물의 분류법
1.2 미생물의 명명법
1.3 미생물 보존기관
1.4 미생물의 분류
2. 미생물의 종류
2.1 세 균
2.2 효 모
2.3 사상균
2.4 조 류
3. 균체의 구성성분과 물리적 성질
3.1 균체성분
3.2 물리적 성질
4. 미생물과 환경
4.1 영양원의 영향
4.2 온도의 영향
4.3 pH의 영향
4.4 산소의 영향
4.5 기 타
4.6 최적 생육조건과 최적 생산조건
5. 미생물 반응의 특징
5.1 미생물 반응의 장점
5.2 미생물 반응의 단점

제3장 효소 및 효소반응
1. 효 소
1.1 효소의 명명법
1.2 효소의 분류
2. 효소의 촉매작용
3. 효소기능에 영향을 주는 구조의 특성
4. 효소의 반응속도
5. 효소반응의 영향인자
5.1 pH와 이온강도
5.2 온 도
5.3 저해제
6. 생물전환
6.1 생물촉매의 활용 형태
6.2 생물전환기술의 특징
6.3 생물전환기술에 의한 유용물질의 생산
7. 효소의 고정화
7.1 물리적 방법
7.2 화학적 방법
7.3 혼합법
8. 효소반응기
8.1 교반반응기
8.2 베드형 반응기(bed reactor)
8.3 막 반응기(membrane reactor)
8.4 기 타
9. 고정화효소의 산업적 이용
9.1 L-amino acid 의 생산
9.2 고과당 시럽(HFCS)의 생산
9.3 올리고당의 생산
9.4 기 타

제4장 유용 미생물의 선발과 육종
1. 미생물의 선발방법
2. 미생물의 분리선발
2.1 유용균주의 분리조건
2.2 분리배지의 선택
2.3 새로운 물질의 검정
3. 돌연변이법에 의한 미생물 육종
3.1 돌연변이
3.2 돌연변이 유발물질
3.3 돌연변이주의 선발방법
4. 균주의 보존
4.1 동결건조 보존법
4.2 냉동보존법
4.3 저온보존법
4.4 유동중층 보존법
4.5 토양보존법

제5장 유전자 재조합
1. 유전자 재조합 기술의 발전
1.1 유전공학의 역사
1.2 유전자의 기능과 특성
1.3 유전정보의 전달과 단백질 생합성
2. 유전자 재조합에 관련된 주요 용어
3. 제한효소
4. 유전자 운반체
4.1 plasmid
4.2 phage
4.3 cosmid
4.4 기 타
5. 숙주세포
6. 재조합체 DNA 구성법
6.1 접착성 말단 연결법
6.2 homopolymer tail 이용법
6.3 linker 이용법
6.4 cDNA 합성법
7. 유전자 도입방법
7.1 transformation
7.2 electroporation
7.3 transfection
7.4 transduction
7.5 conjugation
7.6 fusion
7.7 microinjection
7.8 particle gun
8. 재조합 DNA 함유 clone 선별분리법
8.1 plasmid vector의 marker를 이용하여 선별하는 방법
8.2 DNA 혼성화 반응을 이용한 선별 방법
8.3 immunological assay 법
8.4 protein activity 측정법
9. 중합효소 연쇄반응
10. 유전자 재조합 기술의 산업적 이용분야

제6장 유전공학의 응용
1. 유전자변형 생물체
1.1 기존의 품종개량 방법과의 차이
1.2 유전자변형 생물체의 개발방법
1.3 유전자변형 농산물의 분석법
1.4 유전자변형 동물
2. 동물복제
2.1 동물복제 방법
2.2 동물 복제기술의 응용
3. 유전자 치료
3.1 유전자 치료 대상질환
3.2 유전자 운반법
3.3 유전자 치료의 전망
4. 바이오칩
4.1 DNA chip
4.2 단백질 칩(protein chip)

제7장 미생물 배양공학
1. 미생물공업의 역사
2. 미생물 배지의 특성
3. 배지의 종류와 성분
3.1 탄소원
3.2 질소원
3.3 무기질
3.4 기타 성분
4. 산업용 발효 배지
5. 영양원의 수송기작
6. 미생물의 배양특성
6.1 회분배양
6.2 유가배양
6.3 연속배양
7. 연속배양의 이론과 실제
7.1 연속배양의 특성
7.2 정상상태의 연속배양 이론
7.3 연속배양의 예
8. 배양 생성물의 유형
8.1 Gaden의 분류방식
8.2 Deindoerfer의 분류방식
9. 균체수율

제8장 동식물세포 배양공학
1. 식물세포 배양
1.1 식물세포 배양의 필요성
1.2 식물세포 배양방법
1.3 식물세포 배양기
1.4 식물세포 배양기술의 상업화
2. 동물세포 배양
2.1 동물세포 배양 개요
2.2 동물세포 배양방법
2.3 단일군 항체 생산

제9장 생물반응기
1. 효소반응기
1.1 회분식 반응기
1.2 연속교반형 반응기
1.3 연속충진형 반응기
2. 미생물 배양용 발효조
2.1 교반형 통기교반조
2.2 기포탑 발효조
2.3 유동층 배양기
2.4 충진탑 배양기
3. 생물반응기의 보조장치
3.1 교반장치와 혼합장치
3.2 통기장치
3.3 무균장치
4. 제어계측장치
4.1 온도 측정장치
4.2 pH 측정장치
4.3 용존산소 측정장치
4.4 배기가스 측정장치
4.5 거품제거
4.6 기타 조절장치

제10장 살균공정
1. 미생물의 가열살균 이론
1.1 온도가 미생물 살균에 미치는 영향
1.2 미생물 사멸속도의 측정
1.3 가열살균시간의 결정
2. 배지의 살균
2.1 살균시간의 결정
2.2 연속식 배지살균
2.3 살균장치
3. 공기의 살균

제11장 생물공정공학
1. 바이오센서
1.1 바이오센서의 특징
1.2 바이오센서의 원리
1.3 트랜스듀서
1.4 바이오센서의 분류
1.5 바이오센서의 활용
2. 생물공정 모니터링
2.1 공정 변수의 측정방법
3. 생물공정 모델링
3.1 수학적 모델링
3.2 회분배양의 수학적 모델링
3.3 변형 Monod 모델
3.4 유가배양 모델
3.5 재조합 단백질 생산을 위한 유가배양 모델링
3.6 매개변수의 추정
4. 생물공정 최적화
4.1 회분배양
4.2 유가배양
4.3 연속배양
4.4 생물공정의 모델링에 근거한 최적화 기술
4.5 생물반응기 제어

제12장 생성물의 회수와 정제
1. 서 론
2. 균체의 회수
2.1 여 과
2.2 원심분리
3. 균체의 파쇄
3.1 실험실 방법
3.2 상업적인 방법
4. 대사산물의 추출 및 분리법
4.1 침전법
4.2 용매추출법
4.3 증 류
5. 정제방법
5.1 크로마토그래피
5.2 막분리
5.3 전기투석
5.4 건조 및 결정화

제13장 생물환경공학
1. 서 론
2. 폐수처리 관련 생물의 종류 및 특성
2.1 세 균
2.2 사상균
2.3 원생동물
2.4 후생동물
2.5 조 류
2.6 기타 생물
2.7 생물의 상호작용
3. 폐수처리 관련 용어
3.1 부유성 물질
3.2 유기물량
3.3 F/M 비
3.4 용존산소
3.5 슬러지
3.6 HRT(hydraulic retention time)
4. 폐수처리 공정
4.1 활성슬러지법
4.2 살수여상법
4.3 회전원판법
4.4 유동층법
4.5 혐기적 처리법
4.6 산화지법
4.7 특정 무기물의 제거방법
5. 생물학적 복원기술
5.1 생물학적 복원기술의 원리
5.2 생물학적 복원기술의 특징
5.3 생물학적 정화방법

제14장 생물산업
1. 생물산업의 개요
1.1 생물산업 분야
1.2 생물산업의 발전과 특징
1.3 생물산업의 현황
2. 생물의약 및 의료산업
2.1 항생물질 생산공업
2.2 생물학적 치료제
3. 효소산업
3.1 효소공업의 발전
3.2 국내의 효소공업
3.3 효소의 응용
4. 식품 및 농업분야
4.1 유전자변형 농산물
4.2 동물복제
4.3 생물농약
4.4 식품소재
5. 화학분야
5.1 유기산 공업
5.2 아미노산 공업