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生物工程生物技术专业英语课文翻译

生物工程生物技术专业英语课文翻译
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第一章导论

1.1 生物工程的特征

生物工程是属于应用生物科学和技术的一个领域,它包含生物或其亚细胞组分在制造业、服务业和环境管理等方面的应用。生物技术利用病毒、酵母、真菌、藻类、植物细胞或者哺乳动物培养细胞作为工业化处理的组成部分。只有将微生物学、生物化学、遗传学、分子生物学、化学和化学工程等多种学科和技术结合起来,生物工程的应用才能获得成功。

生物工程过程一般包括细胞或菌体的生产和实现所期望的化学改造。后者进一步分为:

(a)终产物的构建(例如,酶,抗生素、有机酸、甾类);

(b)初始原料的降解(例如,污水处理、工业垃圾的降解或者石油泄漏)。

生物工程过程中的反应可能是分解代谢反应,其中复合物被分解为简单物质(葡萄糖分解代谢为乙醇),又或者可能是合成代谢反应或生物合成过程,经过这样的方式,简单分子被组建为较复杂的物质(抗生素的合成)。分解代谢反应常常是放能反应过程,相反的,合成代谢反应为吸能过程。

生物工程包括发酵工程(范围从啤酒、葡萄酒到面包、奶酪、抗生素和疫苗的生产),水与废品的处理、某些食品生产以及从生物治疗到从低级矿石种进行金属回收这些新增领域。正是由于生物工程技术的应用多样性,它对工业生产有着重要的影响,而且,从理论上而言,几乎所有的生物材料都可以通过生物技术的方法进行生产。据预测,到2000年,生物技术产品未来市场潜力近650亿美元。但也应理解,还会有很多重要的新的生物产品仍将以化学方法,按现有的生物分子模型进行合成,例如,以干扰为基础的新药。因此,生命科学与化学之间的联系以及其与生物工程之间的关系更应阐释。

生物工程所采用的大部分技术相对于传统工业生产更经济,耗能低且更加安全,而且,对于大部分处理过程,其生产废料是经过生物降解的,无毒害。从长远角度来看,生物工程为解决世界性难题提供了一种方法,尤其是那些有关于医学、食品生产、污染控制和新能源开发方面的问题。

1.2 生物工程的发展历史

与一般所理解的生物工程是一门新学科不同的是,而是认为在现实中可以探

寻其发展历史。事实上,在现代生物技术体系中,生物工程的发展经历了四个主要的发展阶段。

食品与饮料的生物技术生产众所周知,像烤面包、啤酒与葡萄酒酿造已经有几千年的历史;当人们从创世纪中认识葡萄酒的时候,公元前6000,苏美尔人与巴比伦人就喝上了啤酒;公元前4000,古埃及人就开始烤发酵面包。直到17世纪,经过列文虎克的系统阐述,人们才认识到,这些生物过程都是由有生命的生物体,酵母所影响的。对这些小生物发酵能力的最确凿的证明来自1857-1876年巴斯得所进行的开创性研究,他被认为是生物工程的始祖。

其他基于微生物的过程,像奶制品的发酵生产如干酪和酸乳酪及各种新食品的生产如酱油和豆豉等都同样有着悠久的发展历史。就连蘑菇培养在日本也有几百年的历史了,有300年历史的Agarius蘑菇现在在温带已经有广泛养殖。

所不能确定的是,这些微生物活动是偶然的发现还是通过直观实验所观察到的,但是,它们的后继发展成为了人类利用生物体重要的生命活动来满足自身需求的早期例证。最近,这样的生物过程更加依赖于先进的技术,它们对于世界经济的贡献已远远超出了它们不足为道的起源。

有菌条件下的生物技术19世纪末,经过生物发酵而生产的很多的重要工业化合物如乙醇、乙酸、有机酸、丁醇和丙酮被释放到环境中;对污染微生物的控制通过谨慎的生态环境操作来进行,而不是通过复杂的工程技术操作。尽管如此,随着石油时代的来临,这些化合物可从石油生产的副产品中以低成本进行生产,因此,进行这类化合物生产的工业就处于岌岌可危的境地。近年来,石油价格的上涨导致了对这些早期发酵工艺的重新审视,与前面所讲的食品发酵技术相比,这类发酵工艺相对简单而且可进行大规模操作生产。

其它关于有菌生物技术的典型例子有废水处理和都市固体垃圾堆肥。长期以来,人们利用微生物来分解和去除生活污水中的有毒物质,及像化工业产生的小部分工业毒害垃圾。目前世界上进行的发酵工程中,利用生物工程进行污水处理的规模是最大的。

将无菌消毒技术引入生物工程20世纪40年代,由于大规模微生物培养这个复杂的生物技术的引入,生物工程的发展开始了新的方向,从而确保那些需要将污染微生物排除的特殊生物过程得以进行。因此,通过对培养基和生物反应器的提

前灭菌消毒以及用来消除新进入的污染物的工程供应,生物反应中就只留有所选的生物催化剂。诸如此类,在生物工程中占有极大份额的产品有抗生素、氨基酸、有机酸、酶、多糖和疫苗。大部分这样的过程是复杂的,成本昂贵,仅适于高附加值产品的生产,尽管这类产品的产量较大,但采用食品与酿造生产中较老的生物技术,它们的规模与商业回报都是很小的。

生物工程的新领域在最近的十年里,分子生物学和过程控制取得了长足的发展,不见开创了生物工程应用的新领域,同时还大大提高了已有生物工程工业的效率和经济性。正是由于这些发现和发展,才会有对于未来生物工程在世界经济中所扮演角色的良好评价。

(a)基因工程对于重要的工业用生物基因组的有性重组或突变操作一直是工业遗传学家革新目录中的组成部分。重组DNA新技术包括温和的进行活细胞破碎、DNA提取、纯化和利用高度专一性的酶进行随后的有选择性切割;对目的基因片断分类、鉴定、筛选和纯化;用化学方法将目的基因连接到载体分子的DNA上及将重组DNA分子导入选择的受体细胞进行增值和细胞合成。重组DNA技术可较简便的进行基因组操作,而且可避免物种间与属间的不相容性。无限可能性是存在的,人类胰岛素与干扰素基因已导入了微生物细胞并进行了表达。原生质融合、多克隆抗体制备和组织培养技术(包括从细胞培养上清液中进行植物的再生)的广泛应用对生物工程的发展有着深远的影响。

(b)酶工程酶分离工程一直是许多生物技术过程的组成部分,而且随着允许对生物代谢产物进行重新利用的更适合的固定化技术的发展,它们的代谢产物可被进一步利用。利用固定化细菌的葡萄糖异构酶生产高果糖浆,其发展具有特殊的重要意义(年产300万吨)。基于生物催化的目的,未来的发展是细胞整体的固定化。

(c)生物化学工程生物反应器在生物工程过程中扮演了核心角色,它在初始原料或底物与终产物之间建立了联系。生物反应器设计、过程调控技术与发酵过程的计算机监控方面取得了重要进展。尽管如此,许多年来,过程控制在生物工程工业领域中的应用落后其在化学工程工业领域操作中的应用,对生物工程产品新的处理方法(下游工程)将提高所有处理过程的

经济性。因此,对高效回收工艺的设计的需求不断增加,尤其对于具有高价值产品例如L-天冬酰胺酶,其回收与发酵生产的成本比例约为3.0,而乙醇为0.16。然而,下游处理过程仍是生物工程中被忽视的部分。

(d)工程化产品和系统利用蛋白质和细胞固定化技术可进行如抗体和酶这类生物分子的大量生产,这使应用于生物诊断和生物解毒的新型传感器得到了发展。这样的系统可以与微电子装置和终端计算机相连,从而在很多生物工程工业与服务业领域进行精密的程序控制。

生物工程有两个典型的特点:与实际应用的联系和各学科间的合作。从事生物工程的人员采用的技术来源于化学、微生物学、遗传学、生物化学、化学工程和计算机原理。他们的主要任务是对生物工程进行革新、发展并对过程操作进行优化,其中生化代谢体制有着根本和不可取代的位置。生物工程不是一门新的学科,而是一种实践活动,不同学科的专家学者们都将做出贡献。

我们对生命科学与生物工程必须清楚的区分开,生命科学所涉及的是生物知识的获得,而生物工程则是生物知识的应用。生物工程过程在大多数情况下是低温下操作,耗能少,总体上依赖廉价的原料为底物。

不同专业的生命学家和工程师将个人的努力贡献于生物工程,生物工程学家这一术语作为涵盖那些应用自身技能知识进行生物材料处理的科学家或工程师。

然而,这个术语它只能导致混淆,必须停止采用。我们比较一下,一名生化工程师是一名过程工程师,他的职责是将生物学家的知识转移到生产实际操作中去。一名生化工程师应当在生物过程的设计和操作方面受过科学和工程原理的训练。

一个完美的生物工程师是不存在的,因为没有一个人同时成为微生物学、生物化学、分子生物学、化学工程等专业的专家。然而,从事这方面工作的人员必须努力去学习了解其他组成学科的语言,不同专业的科学家之间共同语言的缺乏势必会成为完全发挥生物工程潜在价值的主要阻力。

1.3 生物工程的应用

生物工程过程可在其规模和价值的基础上进行评估。因此,大规模、低价值的产品或服务包括有水的净化、废水和垃圾处理及甲烷、乙醇、菌体和动物饲料的生产;相对大容量、高价值的中间体产品包括氨基酸与有机酸、食品、面包酵

母、丙酮、丁酮和某些多聚物,然而那些小规模、价值高的产品包括抗生素、干扰素、疫苗、单克隆抗体、酶和维生素。

从工业发展规模角度进行考虑,而不是单个生产单元大小的角度,现在和未来的生物工程可简单的分为三个领域:

(a)小规模生物工程是专指那些只利用生物学方法就可比较经济的进行生化产品的生产,这类生物工程发展时间久,并且发展迅速,尤其是新产品领域方面,但他们造成了工业企业与市场发展的严酷竞争。其产品有抗生素、单克隆抗体和干扰素。

(b)中等规模的生物工程与基于石油的技术竞争生产目前的化学原料同时与农业竞争,生产天然产品包括蛋白质和脂肪酸。

(c)大规模的生物工程与石油和煤竞争,提供主要的有化合物原料作为燃料和大量的工业产品。

尽管中等和大规模的生物工程技术目前只取得了很小部分的经济效益,但可以确定的是在未来的20年里,将要建立利用植物原料作为原料的大规模微生物处理工程(图1.2)。针对该类产品的市场已存在,同时也刺激了节约型生物工程的发展。

1.4 生物工程的发展

未来生物工程的发展在很大程度上取决于以下三个前提:

(a)利用传统工艺与基因工程技术体系,扩大对有价值产品的生产范围。(b)从再生资源获得粗原料的能力。

(c)要意识到,很多情况下生物工程的处理过程比现有的化学工程处理植物原料更加经济。

中等规模与大规模生物工程发展的一个最重要的方面是过程中,适宜原材料与底物的利用率。原料成本可以占到终产物成本的30-70%。原料的利用受技术与政治因素的影响。

因此,从各种有机原料中生产酒精汽油未能带来可观的经济效益。但从政治角度,可以议价以抵制不断增长的石油进口。

来自农业、林业和工业有机废料的再生资源越来越重要,经过生物工程处理,为食品、畜牧饲料、化学原料试剂的生产提供了政治策略上的重要基础。然而,

为了实现这样的目标,不仅需要扩大生物工程项目,而且国家管理方面的项目范围也要扩大。

1.5 生物工程的发展策略蓝图

每个生物工程方案都一直需要对可利用资源、经济效益与对环境的影响及操作和使用者的健康与安全性进行评价。生物工程如果能够正确地加以设计,就能够在自然资源、人类需求与环境间建立良好的平衡关系。

对生物工程发展尤为重要的是,适宜的训练有素的工作队伍的可利用性。必须认识到,生物工程出发点是在校的所有学生,经过有选择的进行技术等级水平培训,就可培养出一支工业与研究中心需要的专家。没有合适的和经过充分培训的人员,生物工程将无法发挥其潜在价值,特别是只有拥有经过良好培训的工作队伍,高水平的生物工程才能顺利开展。

而且,当我们考虑将生物学发现应用于未来工业发展的时候,不能忽略时间的重要性。从一个新的发现到成功生产出商业产品,这中间经过5-20年的时间。因此新的生物技术可望到90年代才能有较大的发展。

这些不是试图描述或分析目前生物工程实践中不同的处理过程,而是试图去证实围绕着基本原理的生物技术的核心部分已经得到了发展。

1.6 总结

生物工程是将生物体和过程处理应用于制造工业的技术。生物工程涵盖的学科范围广泛,尽管今天,它的实际操作非常复杂,但是许多新的处理过程已经记载在历史的新篇章中。

这种特殊的处理过程是经过微生物、植物或动物细胞,或者是它们自身的产物如酶进行催化反应的。生物工程的生物体可被收集,它们可实现化学改造,可作为生物活性分子如酶和单克隆抗体的来源。

基因工程技术开辟了应用遗传学的新领域,并未最新工业处理过程的使用创造了机会。例如,利用细菌细胞生产人干扰素。过程控制工程于发酵工程也取得了重要的进展,这将进一步加快生物工业的发展。

生物工程就如一个不断扩张和充满机遇的领域,它涉及了许多产业,包括农业、食品与饲料加工业、医药业、能源与水处理工业。

生物工程在新药、激素、疫苗和抗体生产方面,提供廉价可靠的能源以及(从

长远来看)在化学饲料方面、环境控制体系的改进提高与废物管理方面都将扮演重要的角色。生物工程主要以可再生与可回收资源为基础,由于能源愈来愈贵并且供给不足,从而它将更好的满足世界的需求。

第二章生长与代谢的生物化学

2.1 前言

一个微生物以生产另一个微生物为目的。在某些情况下,利用微生物的生物学家们希望这样的情况能够快速频繁的发生。在另外一些产物不是生物体自身的情况下,生物学家必须对它进行操纵使微生物的目标发生变化,这样以来,微生物就要努力的挣脱对它们繁殖能力的限制,生产出生物学家希望得到的产物。生物体的生长过程及其生产出的各种产物与微生物代谢的本质特点是密不可分的。

代谢过程是两种互相紧密联系又以相反方向进行的活动过程。合成代谢过程主要是细胞物质的生成,不仅包括构成细胞的主要组成物质(蛋白质、核酸、脂质、碳水化合物等等),同时也包括它们的前提物质——氨基酸、嘌呤与嘧啶、脂肪酸、各种糖与糖苷。合成代谢不是自发进行的,必须由能量所推动,对大多数微生物来说,是通过一系列的产能分解代谢过程来供给能量。碳水化合物分解为CO2和水的过程是最为常见的分解代谢反应,然而微生物以这样的方式还能够利用更大范围的还原性含碳化合物。分解代谢与合成代谢所有微生物生物化学的基础,可以从两者的平衡关系或者分别对它们进行讨论。

实际中,我们要有效的区分那些需要空气中的氧进行需氧代谢的生物与那些进行厌氧代谢的生物。还原性含碳化合物与O2反应生成水和CO2,这是一个高效的放热反应过程。因此,一个进行需氧代谢的生物要使用一小部分底物进行分解代谢以维持某一水平的合成代谢,即成长过程。对于厌氧型生物,其底物的转化的过程基本上是一个不匀称的反应(氧化还原反应),产生很少的能量,因此,大部分底物都要被分解从而维持一定水平的合成代谢。

在生物体中这种差别能够明显的体现出来,比如酵母,它属于兼性厌氧生物,即它可在有氧条件下生长也可在无氧环境下生存。需氧酵母使糖以同样的速度转化为CO2和水,相对产生高产量的新酵母。而厌氧条件下,酵母菌生长缓慢,此时酵母被有效的转化为酒精和CO2。

2.2 代谢与能量

分解代谢与合成代谢间的有效联系在于,各种分解代谢过程促进少量反应物的合成,而后又被用来促进全面的合成代谢反应。在这种重要的中间产物中,其中最为重要的是ATP ,其含有生物学家所说的“高能键”。在ATP 分子中,酐与焦磷酸残基相联。高能键在水解过程中所产生的热量就被用来克服在其形成过程中需要摄入的能量。像ATP 这类分子,为细胞提供了流通能量,当将ATP 用于生物合成反应时,其水解产物为ADP (腺苷二磷酸)或者某些时候为AMP (腺苷一磷酸):(反应式)

仍含有一个高能键的ADP 通过腺苷酸激酶反应也可生成ATP :(反应式)。 磷酸化作用是生物体中普遍的反应,通常由ATP 作用而发生。

经过磷酸化生成的物质通常比最初的化合物更具有反应活性,用无机磷酸进行磷酸化反应是无法进行的,因为,平衡反应式的相反方向生成大量的水(55M )。

细胞的“能量状态”认为是由占有优势的组分:ATP 、ADP 、AMP 作用形成的。为了给出一个量值,Daniel Atksirson 提出了“能荷”这个概念,定义一个细胞的能荷为:

在“满荷”细胞中,仅含有ATP 一种腺嘌呤核苷酸,它的能荷值定义为1.0。如果三种核苷酸的量相等,即ATP=ADP=AMP ,则细胞的能荷为0.5。

与所有的习惯用法相同,能荷概念的使用是有限制的,没有人能够确定假如一个细胞的能荷是0.7而不是0.8或者0.6到底是什么意思。

这个概念没有考虑细胞中核苷酸的确切数量,也没有表明对于单体酶和ATP 与其镁复合物之间的显著差别。它也无法解释细菌、酵母菌与霉菌中能荷值的差异。尽管如此,这个概念对于给定的细胞类型如生长期细胞中随后的能量与酶活性的改变来讲是有所帮助的。当细胞迅速生长时,能荷处于最低值;ATP 以它重新合成的最快速度被消耗,在生长末期,生长速度开始变慢,相对于ADP 和AMP ,ATP 组分开始增大,因此,能荷值开始增大,当细胞停止生长时,所有的ADP 和AMP 都已经转化为ATP ,此时能荷值达到最大。

2.3 分解代谢途径

尽管微生物可以利用不同的含碳化合物进行生长,但我们主要关心的是葡萄ATP+0.5 ADP ATP+ ADP+AMP

糖的代谢,鉴于乙醇(和其它C2化合物)、烃和脂肪酸、甲烷和甲醇这些物质的不断增长的重要的经济价值。

2.3.1 葡萄糖和其它糖

几乎在所有的生命细胞中,最重要的两种糖代谢途径是二磷酸己糖途径与一磷酸己糖途径,它们常常同时发生,为合成代谢过程提供重要的联系,它们之间的相互作用受关键控制机制的支配。

二磷酸己糖途径(常被称为恩伯纳-迈耶霍夫或者糖酵解途径)如图2.2所示。这个过程将葡萄糖转化为丙酮酸,碳原子数量无变化,还原2分子NAD+辅酶生成2分子ATP。生成的丙酮酸是合成代谢重要的前提物质的来源,在好氧有机体中,它还是氧化还原反应的底物,而在厌氧有机体中,丙酮酸或者它转化的产物是NADH的氧化剂。

一磷酸己糖途径即磷酸戊糖途径如图2.4。作为氧化过程,它将葡萄糖转化为戊糖和CO2,还原2分子NADP+生成NADPH。[NAD+ NADP+和NADH/NADPH 都是通过H转移而作用,但它们是有差别的;NADH主要在于能量相关的氧化还原反应中发挥作用,而NADPH主要作用于合成代谢过程中的还原反应步骤。

经过一系列可逆互变过程,如图2.4所示,磷酸戊糖与其它含有3-7个碳原子的磷酸糖相平衡,并根据环境条件,扮演不同的代谢角色。磷酸丙糖与糖酵解过程中所生成的相同,而且跳过糖酵解途径的cleavage step生成二磷酸己糖;磷酸丁糖是重要的合成代谢生产芳香环氨基酸的前体,而磷酸戊糖也是合成核苷酸所必需的物质。

对大多数有机体而言,66-80%的葡萄糖是经过恩伯纳-迈耶霍夫途径进行代谢的,剩下的则通过磷酸戊糖途径进行代谢。每个代谢途径中碳原子流向的控制点通常是恩伯纳-迈耶霍夫途径中,当6-磷酸果糖被磷酸果糖激酶(PFK)催化发生磷酸化作用生成1,6-二磷酸果糖时候。这种酶分子组成可以根据细胞所进行的主要代谢情况而对酶活性进行调节:当需要更多能量的时候,PFK的活性就增大;而如果细胞中有足够的能量或者足够的C3代谢产物,则PFK的活性就降低。

这种通过调节催化活性从而对酶进行控制的原则是很普遍。代谢途径是一直被控制的,对细胞来说,必须协调并最有效的行使它的整体活动。对于PFK的

控制通过两种手段。第一,酶的激活。在存在有ATP或ADP时,酶催化反应的速度被增大。因此,当细胞能荷低时,PFK将以高速率催化反应地进行。第二,酶被中间产物一般为磷酸烯醇式丙酮酸或者柠檬酸抑制,从而代谢过程被减缓。因此,如果它们其中的一种不能被有效转化为其它物质的话,就无法使细胞继续进行生长。

葡萄糖代谢的其他可控制点根据有机体的不同而不同。但是分解代谢必须尽可能的满足合成代谢的需求。

恩伯纳-迈耶霍夫途径与磷酸戊糖循环途径不是葡萄糖仅有的代谢过程,尽管它们是非常普遍的代谢途径。相对于恩伯纳-迈耶霍夫途径,另一种主要的代谢途径是恩特纳—道德洛夫途径,见于某些假单孢菌与细菌中,如图2.5所示。磷酸戊糖途径中的酶对C5和C4糖的产生来说仍是必需的,但代谢方向与图2.4中所示的相反。

磷酸酮醇酶是另一种较重要的酶,也许比人们一般上了解到的使用范围更加广泛。这类酶(不是一个)作用于磷酸C5和C6糖,产生乙酰磷酸和3-磷酸甘油醛或者4-磷酸赤藓糖(取决于是C5还是C6糖被利用)如图2.6。这些酶最早见于进行异型发酵的乳酸杆菌与醋酸杆菌中,它们取代恩伯纳-迈耶霍夫途径而发挥作用。产生的乙酰磷酸可以被转化为乙酰或者乙醇。最近发现在酵母菌中,当大多数酵母以木糖作为单一碳源进行好氧生长时,磷酸酮醇酶是一种诱导酶。木糖经过最初代谢由木糖醇转化为木酮糖,然后以5-磷酸木酮糖进行磷酸酮醇酶反应,如图2.6所示(在以利用木糖进行生长的细菌中,有一种异构酶可直接将木糖转化为木酮糖)。在这种情况下,C5-磷酸酮醇酶不取代恩伯纳-迈耶霍夫途径而仅仅是为有机体将戊糖转化为C2或者C3单元进行进一步代谢提供一种有效的途径。这类酶从而存在于很多微生物中而不单单是酵母,当利用木糖或其它戊糖进行生长代谢。

2.3.2 三羧酸循环

目前所讨论的代谢途径其终产物为C3或者C2化合物,称为丙酮酸酯或者乙酰,前者如乙酰CoA是一种硫酯(如图2.7),具有酐的反应性(脱氢反应活性)。丙酮酸酯与乙酰CoA的进一步有氧代谢经过一个循环过程,具有两种作用。它产生的中间产物用来进行生物合成反应,化合物最终被氧化为CO2和水,它将

氧化反应与能量转移相联系。乙酰CoA氧化反应循环过程普遍存在于所有好氧细胞中(被称为三羧酸循环,克雷布斯循环)。

在真核生物细胞中,三羧酸循环与产生能量的反应是在线粒体内完成的,而在细菌体内,产生能量的酶位于细胞质膜上。由于线粒体内的代谢过程首先七十于将丙酮酸转运到线粒体中,从而更容易的使丙酮酸进行三羧酸循环反应。

丙酮酸转化为乙酰CoA的整个过程是由一种多酶复合物所催化的,丙酮酸脱氢酶。

乙酰CoA接下来通过图2.8所示的三羧酸循环反应而代谢。

这个循环的作用包括:

(i)生产可用于其它生物合成途径的中间产物例如:天冬氨酸与谷氨酸反应是非常重要的代谢途径,细胞通过该途径同化氨。

(ii)从氧化反应中回收能量。异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶这些酶催化中间产物的进一步氧化反应,同

时辅酶有氧化型转为还原型。辅酶I(NAD+)和FAD分别转变为NADH

和FADH.,然后又经氧化磷酸化作用重新氧化为最初形式的辅酶,每

摩尔NADH产生3摩尔ATP,而摩尔FADH2产生2摩尔ATP。琥珀

酸激酶反应也可获得能量。

尽管这种循环自身是永不停止的,一旦从草酰乙酸启动将不断进行下去,但实际上这种情况是不存在的。就像已经说明的那样,这个循环同时为生物合成反应储备中间产物,一旦任何一种中间产物从循环中被除去,草酰乙酸与柠檬酸的合成就无法进行。因此,额外的草酰乙酸就必须独立自主的合成,这主要通过丙酮酸的羧化作用。

这个反应由丙酮酸羧化酶催化,但是由于经过循环反应过程也合成了草酰乙酸,因此,必须对丙酮酸的羧化反应进行调控,以使得乙酰CoA于草酰乙酸的含量保持均等,主要通过丙酮酸羧化酶实现对它的控制。乙酰CoA是丙酮酸羧化酶的正效应物,也就是说它可以提高酶的活性。乙酰CoA含量越高,草酰乙酸的合成速度就越快。当草酰乙酸与乙酰CoA合成了柠檬酸,乙酰CoA的浓度就减少;丙酮酸羧化酶的活性随之下降,但由于丙酮酸脱氢酶仍旧存在,将会产生更多的乙酰CoA。这样,柠檬酸合成不仅不会停止,这两个物质也使柠檬酸

的前提物质始终保持平衡。

其它辅助控制也能实现对循环过程的调节,其中的有些酶的活性受ATP抑制,而有些则受到AMP浓度的影响。因此,循环反应过程可以通过ATP与AMP 相应的比例来进行调控,也就是细胞的能荷。这种控制机制没有广泛采用,但对于单个有机体或一群有机体是被证实的,在这里不详细讨论,但控制机制的普遍原则如对糖酵解过程的控制仍被应用。

2.3.3 乙醛酸途径(以C2化合物为碳源)

如果一个有机体利用C2化合物或者脂肪酸或烃进行生长,那么产物主要为C2单元,三羧酸循环不能完全满足有机体的生长代谢,像前面内容中所讲过的,任何用来进行合成代谢的化合物,一旦在三羧酸循环中缺少,那么草酰乙酸的生成便会停止,由于C2化合物不能转化为丙酮酸(丙酮酸脱氢酶的反应是不可逆反应),因此,没有一种途径可将草酰乙酸或者更准确地说是任何一种C4化合物通过目前已经所述的反应由C2化合物合成。

如果被作为碳源而利用,乙酰CoA可直接由乙酰生成,或者来源于还原性比乙酰更强的C2化合物,如乙醛或者乙醇。

通过已知的乙醛酸途径如图2.9,乙酰转化为C4化合物,这个过程需要用到在三羧酸循环中作用的酶:异柠檬酸裂解酶与苹果酸合成酶。两种酶都是可被诱导的,当微生物利用C2化合物生长代谢;在这样的生长条件下,酶的活性可提高到20-50倍。乙醛酸途径不会取代三羧酸循环;例如:必须合成α-酮戊二酸用来为蛋白质的合成提供谷氨酸等。琥珀酸、柠檬酸裂解酶的另一个产物,同以前代谢生产的产物一样为苹果酸,然后是草酰乙酸。因此,经过乙醛酸循环,C4化合物就由C2单元进行合成,然后用来合成所有的细胞代谢物。它们转化为糖的过程在2.4部分中详细介绍。

2.3.4 脂肪酸和烃

利用烃进行生长的情况并不多见,但却见于细菌、酵母和霉菌中,这种利用脂肪酸或油和脂肪这种含有脂肪酸的物质进行代谢的现象是比较常见的。

烃类可作为生产单细胞蛋白的唯一碳源,也可用于其它代谢过程,如柠檬酸的生产。常在抗生素生产中加入脂肪酸和植物油作为辅料。为了利用油和脂肪,有机体必须用脂肪酶水解(细胞内或细胞外)酯键,而生成3摩尔游离脂肪酸和

1墨尔甘油;甘油在恩伯纳—迈耶霍夫途径中被利用,很多微生物也可利用游离脂肪酸,但无论这类酸是被摄入到细胞内还是就此形成,它们都是剧毒性的(由于它们具有表面活性剂的性质)从而必须立刻转化为其辅酶A的硫酯形式。

硫酯又经过如图2.10的循环过程活化,用来降解脂肪链。每轮循环,都将产生1摩尔乙酰CoA,与此同时,其链上少了2个碳原子的酯酰基CoA又开始了新一轮的氧化循环。这个过程即为β-氧化循环,它将一直持续到反应终产物为C4化合物,乙酰乙酰CoA,此时产生2摩尔的乙酰CoA。如果脂肪酸含有的碳原子数为奇数,那么该降解过程不断延续直到生成丙酸CoA,它将通过2.7.3部分中所讲反应的可逆反应转化为丙酮酸。

微生物利用烷烃进行生长通常由攻击两个甲基基团中的一个而开始,利用这种攻击机制,烷烃羟化酶包含氧分子和含铁的氧化辅因子,这个辅因子是经氧化的,而它的还原型重新生成过程最终与氢化物载体相关,或者是NADH或者是NADPH。

经过两部脱氢作用,脂肪醇被氧化为相应的脂肪酸:(反应式)

一般来说,所有的参与烷烃降解作用的酶都具有底物专一性,而且容易与C10-C18的底物起作用。某些微生物可作用于更短或更长的链。少数情况下,对烷烃作用后生成甲基酮,它最终经过进一步氧化被裂解为甲酸和比初始烷烃少2个碳原子的脂肪酸。

尽管在某些有机体中,存在一种产生二羧酸的ω-氧化,但烷烃一般上都是经过β-氧化循环而被降解为脂肪酸,这些脂肪酸又从一个终点开始,经过β-氧化而降解。脂肪酸也被细胞用来直接合成自身脂肪,因此,细胞中脂肪酸链的长度就代表了烷烃链的长度。

烷烃和某些支链烃也可能进行代谢;它们不是从商业角度进行利用而是作为饲料中的微小部分。它们的氧化反应过程同样涉及转化为脂肪酸的过程。

2.3.5 甲烷和甲醇

少数(细菌和酵母)被称为甲基营养菌的微生物能够利用甲醇作为唯一的碳源;到目前为止,只发现一小部分细菌具有利用甲烷的能力,称为甲烷营养菌。极少数微生物能利用甲酸为碳源。这三种化合物的代谢是相关的,被最终氧化为CO2,它们合成细胞物质的机制与自养CO2固定化作用机制是不同的。

[能够利用CO2作为唯一碳源的包括进行光合作用的植物与微生物和很少一部分无机化能营养型细菌,其是利用无机化合物的反应作为能量的来源。这些生物目前在生物工程中的应用较少。若想进一步了解CO2自养固定化的读者可参阅任何一本生物化学课本,但必须注意到,至少有两种不同的代谢途径:卡尔文循环和还原性羧酸循环。]

甲烷的氧化过程为:(反应式)

第一步是通过一种氧合酶与NADH(或NADPH)辅因子来进行,(与上述高级烷烃的氧化相比较)。

氧合酶(3种蛋白质复合物)也可以氧化其它多种化合物,包括多种烷烃甚至甲醇本身。

接下来的第二步反应由甲醇脱氢酶催化,以一种新发现的物质吡咯并喹啉醌为辅因子。

在某些细菌中,甲醛进一步转化为甲酸的过程被同种酶催化;而在另一些细菌中,有一种独立作用的甲酸脱氢酶,NAD是它的辅因子。

最后一步反应是将甲酸转化为CO2,它是通过甲酸脱氢酶来催化进行的,伴有NAD+的还原过程。

来自甲醇或甲烷中的碳同化为细胞物质甲醛,经过两种独立的代谢途径:一磷酸核酮糖循环和丝氨酸途径,分别如图2.11和2.12所示。

单磷酸核酮糖循环与卡尔文循环相似,都是通过磷酸戊糖途径的反应进行CO2自养固定化而生成以后的C1化合物受体,只多了两种酶:磷酸己糖合成酶和3-磷酸己糖异构酶。

丝氨酸途径中的关键酶是:生成乙酰CoA和甘油的苹果酰CoA以及丝氨酸转甲基酶,这是一种广泛存在的酶,作用于四氢叶酸(四氢叶酸是一种辅因子,可形成必需的活化C1中间产物,N10-甲酰四氢叶酸,而后乙醛酸途径利用乙酰CoA。所以细胞就可在C2底物上进行生长。异柠檬酸裂解酶去阻遏从而确保C3单元的生成。

酵母中,磷酸戊糖循环又进一步发生了一些变化,甲醛与5-磷酸木酮糖反应生成了3-磷酸甘油醛和2-羟基丙酮。此反应过程由转酮酶催化,完成甲醛循化同化过程唯一需要另外加入的酶是一种新的激酶,它将二羟基丙酮转化为二羟基

磷酸丙酮。

2.4 葡糖异生作用

当一个有机体利用C2和C3化合物进行生长,或者利用经过代谢过程能够生成C2或C3这种化合物的物质进行生长的时候,在丙酮酸的代谢水平或者低于该水平(例如脂肪烃、乙酸、乙醇或者乳酸),对有机体来说,就必须合成各种糖类以满足其代谢需求。这被称为葡糖异生作用。

尽管糖酵解途径中的大部分反应都是可逆的,但那些被丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶催化地反应则是不可逆的,对细胞来说,就要避开这种阻碍。

一般而言,磷酸烯醇式丙酮酸不能由丙酮酸形成,尽管在少数有机体内存在一种磷酸烯醇式丙酮酸合成酶可以催化这个反应。

通常,草酰乙酸作为磷酸烯醇式丙酮酸的前体物质。

这个反应由磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化进行,它是葡糖异生作用中的关键酶。已经讲过草酰乙酸的生成,果糖二磷酸化酶的作用可避开磷酸果糖激酶的不可逆作用的性质(其作用产生1,6-二磷酸果糖)。

从这一点来看,通过终止糖酵解途径可积累己糖,通过磷酸戊糖循环又可生成C3和C4糖,葡萄糖不是葡糖异生作用的终产物,然而6-磷酸葡萄糖被用来合成细胞壁组分,和各种细胞外物质及储备多糖。

2.5 好氧生物的能量代谢

在葡萄糖代谢和三羧酸循环中已经讲过,如何把各种代谢中间产物的氧化过程与辅因子(NAD+、NADP+、FAD+)还原为其还原型(NADH、NADPH、FADH)的还原反应过程联系起来的。这些产物的还原性是由一系列复杂的反应过程而是释放。这个反应过程最终与空气中氧气的还原相关。在这个反应过程中,由电子传递上的ATP或者2-3个具体位点上的无机磷而生成ATP,这取决于最初还原剂的性质。如图2.14,总反应式如下:。。。。。。。

每摩尔葡萄糖经过恩伯纳-迈耶霍夫途径所生成的ATP和丙酮酸经三羧酸循环产生的ATP总结于表2.1。

能够被生物利用的ATP形式的能量是在膜上产生的,可以是真核细胞的线粒体膜或者是细菌细胞的细胞质膜,其产生过程大致相同。具体差异根据个体差异而不同。电子传递链的主要成分是黄素蛋白,醌和细胞色素。细胞色素具有还

原性(接受氢离子或者电子),经过氧化可以有效释放电子到下一个载体上。每个载体都有不同的氧化-还原能,大约可以从NADH/NAD+反应的320摩尔到1/2O2/H2O终反应的800mV。在电子传递链上的特定位点,两个相邻电子载体的氧化-还原能差就已足够进行可逆反应:。。。。向合成ATP的方向进行。这个过程需要一种复杂的多亚基酶ATPase的协助。

有两种原理来说明ATPase是怎样作用的。在化学渗透学说中,过去二十年里米歇尔对其进行了发展,认为电子传递上的各组分是跨膜排列的,由于质子从一边向另一边移动,这样便产生了pH和电子浓度梯度。质子跨膜运动就推动了ATPase反应合成ATP。ATPase是定向作用的,质子只能从一边靠近催化位点,图2.15对这个概念进行了简单说明。

ATP合成的第二种解释为,电子传递链上的载体与假设的将要被活化的中间产物相互作用使ATP磷酸化。这种中间产物称为偶联因子。

两种理论个具有优缺点,都可以解释不成对氧化磷酸化作用产生的影响,如鱼藤酮、安必妥、抗霉素A等。它们可以阻止ATP的合成。

2.6 厌氧生物能量生成过程

在2.5部分中所说的ATP生成过程需要供应氧气。某些有机体则可以用磷酸盐,另一些则用硫酸盐或铁离子来代替氧气分子,而且如果在培养集中,这些物质被大量供应,那么有机体利用电子传递体在没有空气的条件下仍可以生成ATP,从而进行厌氧生长。如果没有合适的电子受体,或者(如大多数细菌)有机体缺少这类物质,那么一旦缺少氧气,有机体将不能以这样的方式合成ATP。所以,进行厌氧生长的有机体就必须将ATP 合成反应与能量生成反应相联系,才能获得ATP,这被称为底物水平磷酸化。这只发生在有限数量的反应中。反应自由能的变化必须能够进行ATP磷酸化反应。其中最为重要的反应归纳于表2.2。

这6种反应,其中后3种只对少数生物体来说是重要的。表2.2中其它的3个反应中,反应1与反应2涉及糖酵解的中间产物,涉及乙酰磷酸的反应3广泛存在于厌氧有机体中。乙酰磷酸由乙酰CoA与无机磷反应而合成,它还是被磷酸酮醇酶作用的。

乙酰CoA可以由乙酰乙酰CoA 降解而生成,或者由丙酮酸经3种反应中的一种而生成:丙酮酸脱氢酶反应,丙酮酸甲酸裂解酶反应,铁氧还蛋白氧化还原

酶反应,该反应与丙酮酸脱氢酶反应产生同样的产物,但是用到了一种铁硫蛋白,铁氧还蛋白不是NAD+作为还原剂(还原型铁氧还蛋白被氢化酶还原为铁氧蛋白,释放出氢气)这三种酶中,后两种对氧敏感,当含有它们的有机体被暴露于空气中的时候,它们便会迅速失活。

越来越多的证据表明,电子传递磷酸化同样可以进行延胡羧酸还原酶的反应。这种酶对于某些产甲烷菌,还原硫酸盐的有机体及进行氢气与二氧化碳发酵的氢化菌来说大概是重要的。反应:。。。。。,氢原子可以由各种辅因子提供,包括NADPH,而某些有机体如大肠杆菌、其氢原子的生成经过了电子传递链,即使与好氧有机体中的电子传递链不同,但也至少是类似的。因此,尽管没有氧气,有机体仍通过偶联不同的反应从而生成ATP。

所有的厌氧有机体都面临两个问题:第一,在氧化磷酸化作用中,缺少将NADH或NADPH的再氧化与ATP的生成相联系。每摩尔底物所生成的ATP量比好氧代谢产生的少。第二,不能将NADH的氧化与氧气的还原相联系,这样如何进行这个重要的反应就成为一个问题,当所有的NAD+不可逆的转化为NADH,代谢过程也就很快被停止。

厌氧生物采用很多方法使还原型辅因子重新被氧化。其中的核心部分为:。。。

这里,由AH2 A这步是厌氧生物利用底物时所采用的途径中的一部分。通常,底物B是补充还原反应所必需的,也直接来源于底物;BH2一旦形成,就不再进一步代谢。AH2的代谢与BH2的补偿性生成在化学计量上相关。这样以来,厌氧生物必须积累还原型代谢产物从而能够进行任何底物的降解过程。而且,就像已经说明的那样,既然厌氧生物从降解底物后获得极少的ATP,那么还原型代谢产物的积累与合成的细胞物质必将有极大的联系。以这种方式进行的厌氧代谢将在后面内容中讲述。

2.7 厌氧代谢

选择底物来氧化还原剂,例如NADH、NADPH、FADH2是非常普遍的现象,同时产生相应的各种终产物,因此对厌氧代谢途径的描述也就是个体将积累何种终产物的描述。这些终产物例如乙醇有着很高的商业价值。即使是在厌氧条件下,葡萄糖仍是生成丙酮酸,但是只有小部分丙酮酸进入三羧酸循环从而生成用来合成主要的细胞物质的中间体。三羧酸循环反应只提供这些中间体而不生成能量,

通常,三羧酸循环不会完全发挥作用,尤其是α-酮戊二酸脱氢酶不作用,因此,这个循环成为一个铁蹄形,其中草酰乙酸转化为琥珀酸,而柠檬酸转化为α-酮戊二酸。

2.7.1发酵产酒精

在酿酒酵母这样的酵母菌中,氧化剂是缩醛;从葡萄糖转化的丙酮酸大部分转化为酒精。(反应式)

1摩尔葡萄糖可生成2摩尔丙酮酸;产生的酒精可以重新氧化在磷酸丙糖脱氢酶反应过程中生成的NADH,总的化学计量如下式:

ATP为酵母细胞的生长提供能量,但是由表2.1中比较得知,每摩尔葡萄糖在好氧条件下转化的量少于5%。

葡萄糖通过磷酸戊糖途经主要的代谢产物为必需的C5和C4糖,经过这个过程摩尔葡萄糖仅能生成1摩尔的丙酮酸,同时产生2摩尔NADPH和1摩尔NADH。这些附属的还原性物质必须与其它反应相连从而被重新氧化。

这些反应中最重要的反应过程是脂肪酸的形成,它们是化学合成的还原性化合物,其合成过程需要大量的相应的还原性物质。

某些细菌也可进行生产酒精,通常还伴有其他终产物的生成,某些霉菌也能生产酒精,而且厌氧条件一般对生产最大量的酒精来说是必需的。如果产酒精的有机体可以像酿酒酵母那样进行好氧生长,那么一旦通入氧气,积累的酒精就常常被细胞吸收并以醋酸的形式作为生长底物而被利用。

2.7.2 乳酸发酵

发酵产乳酸的过程是仅次于酒精发酵的过程,对于食品工业均具有重要的历史意义。

除乳酸外,杂发酵乳酸菌生产各种还原性化合物,而且没有主要的糖酵酶-醛缩酶;而使用磷酸酮醇酶,它是生成乙酰磷酸的酶。在厌氧条件下,乙酰磷酸经过生成ATP的过程而转化为酒精和乙酸,酒精重新生产NAD+。磷酸酮醇酶的另一个反应产物是3-磷酸甘油,其通过普遍的糖酵解系列反应转化为丙酮酸,然后经过乳酸脱氢酶的作用转化为乳酸。

单纯乳酸菌也进行这样的反应过程;这类有机体没有磷酸酮醇酶,结果乳酸是位的终产物。某些乳酸杆菌生产D-乳酸,其他的则生产L-乳酸,而另一些乳

酸杆菌则生产两种乳酸的混合物,主要是乳酸脱氢酶的不同。

2.7.3 丙酸发酵

丙酸菌,例如在格鲁–耶尔奶酪中发现,经过一系列以甲基丙二酰CoA为中间产物的反应,可将丙酮酸转化为丙酸。在特殊的转羧化反应中,被用作丙酸的直接来源。

甲基丙二酰CoA经过内部转羧化作用,由琥珀酸CoA形成,可由草酰乙酸重新生成(经苹果酸、延胡羧酸和琥珀酸),同时2摩尔NADH被氧化NAD+。在某些羧状芽孢杆菌中,丙酸可由丙酮酸经乳酸和丙烯酸直接生成;这个转化过程又将2摩尔NADH重新氧化。

2.7.4 丁二醇发酵

。。。。。。。。。。2摩尔丙酮酸经过浓缩最终生成2,2-丁二醇,只有最后一步反应与NADH的氧化相联系,因此,1摩尔丙酮酸只生成0.5摩尔NAD+,这些有机体也可将丙酮酸转化为其他产物包括乳酸和甲酸。

2.7.5 甲酸发酵

在不同的细菌体内,丙酮酸部分转化为乳酸,部分转化为乙酰CoA+甲酸。后一种反应被称为磷酸裂解反应,甲酸能够少量积累但常常被甲酸水解酶转化为CO2+H2。这种从丙酮酸到乙酰CoA的途径,其优点是它不生成NADH从而避免了必需的再氧化过程。乙酰CoA经过醛脱氢酶作用转化为乙醛。

将乙醛还原为乙醇的过程通过进一步的NADH来完成。注意这种生成酒精的过程与酵母产酒精过程是不同的。

2.7.6 丁酸发酵

历史上,丁酸、丙酮和propan-2-ol的生产过程是最古老的精细发酵过程,i.e.从利用已知单菌株进行的发酵过程规律发展而来。这类葡萄糖代谢的终产物经过图2.17的代谢流程,由羧状芽孢杆菌进行生产。

有一些不同的是,某些羧状芽孢杆菌生产丁酸、乙酸、CO2和H2;而另一些则主要生产丙酮而不是propan-2-ol,由于所选用的物种和菌株以及培养条件的不同,终产物所占的比例也就发生变化。

2.7.7 miscellaneous

2.8 生物合成与生长

微生物细胞可以利用简单的营养物进行自身的繁殖,生物细胞用以完成这个过程所利用的途径数目是巨大的。一个细菌细胞可能包含有100多种酶,而真核生物细胞含有的酶的种类大约为细菌中的2倍。细胞中所有的大分子物质是由100多种单体而组成的(蛋白质、核酸、多糖等)。图2.18总结概括了这些单体物质生物合成途径(氨基酸、嘌呤、嘧啶、脂肪酸、糖等)。这些生物合成途径是相互联系的,都依赖于有足够量的必要的中间体。然而,我们无法说明这些途径的特点,关于它们研究普通生物学的部分,这方面的参考书也较多。因此,由于特定的代谢途径与具体的发酵过程相联系,我们将在合适的章节中进行讲述。

由于细胞所进行的代谢活动是以平衡方式进行的,因此所产生的终产物不会过量也不会不足,这种过量与不足都是不利的。为生物细胞必须能够对周围环境的变化做出调整,同时也要充分利用供给的氨基酸、嘌呤和嘧啶。这是自然习惯常会发生的情况,也是一个复杂的营养物作为生长底物被利用的场所。这些营养物含有大量的含碳化合物,因此,细胞可以通过停止合成已经足量的物质来保存碳和能量,而且通过停止合成多余的酶进一步实现节约,因此就有了两种完全不同的作用方式——酶活性的调控和酶合成的调控,通过这两种方法,细胞就能够调控各种化合物的合成过程。相同的调控机制也用来对合成过程进行平衡,甚至在没有天然物质供给的情况下。这种控制机制在这个部分讲述。

2.8.1 控制机制

2.8.1.1营养物的吸收

细胞代谢控制从细胞吸收营养物的调控开始。大部分营养物,除了氧气与极少数含碳化合物以外,都是通过特定的传递机制而被吸收的,因此,这些营养物在细胞外的稀释液在细胞中得到浓缩,这种“主动传递”过程需要能量供应。这个过程是可以控制的,一旦吸收到细胞内的营养物的含量达到了所需要的浓度,就会停止后面营养物的摄入。

2.8.1.2 区分

第二种形式的代谢控制是利用细胞间隔或是细胞器以实现对代谢产物库的分隔,最明显的例子是真核细胞的线粒体把三羧酸循环反应与细胞质中的反应分隔开来。另一个例子是,过氧化物酶体,它包含降解脂肪酸所有的酶。然而同时有些相似的酶可催化并合成脂肪酸。其他细胞器相类似的控制细胞中的其他反应

学术英语医学Unit1-3-7-9课文翻译

学术英语unit1,unit3,unit4,unit9课文翻译 Unit 1 Text A 神经过载与千头万绪的医生 患者经常抱怨自己的医生不会聆听他们的诉说。虽然可能会有那么几个医生确实充耳不闻,但是大多数医生通情达理,还是能够感同身受的人。我就纳闷为什么即使这些医生似乎成为批评的牺牲品。我常常想这个问题的成因是不是就是医生所受的神经过载。有时我感觉像变戏法,大脑千头万绪,事无巨细,不能挂一漏万。如果病人冷不丁提个要求,即使所提要求十分中肯,也会让我那内心脆弱的平衡乱作一团,就像井然有序同时演出三台节目的大马戏场 突然间崩塌了一样。有一天,我算过一次常规就诊过程中我脑子里有多少想法在翻腾,试图据此弄清楚为了完满完成一项工作,一个医生的脑海机灵转动,需 要处理多少个细节。 奥索里奥夫人 56 岁,是我的病人。她有点超重。她的糖尿病和高血压一直控制良好,恰到好处。她的胆固醇偏高,但并没有服用任何药物。她锻炼不够多,最后一次 DEXA 骨密度检测显示她的骨质变得有点疏松。尽管她一直没有爽约,按时看病,并能按时做血液化验,但是她形容自己的生活还有压力。总的说来,她健康良好,在医疗实践中很可能被描述为一个普通患者,并非过于复杂。 以下是整个 20 分钟看病的过程中我脑海中闪过的念头。 她做了血液化验,这是好事。

血糖好点了。胆固醇不是很好。可能需要考虑开始服用他汀类药物。 她的肝酶正常吗? 她的体重有点增加。我需要和她谈谈每天吃五种蔬果、每天步行 30 分钟的事。 糖尿病:她早上的血糖水平和晚上的比对结果如何?她最近是否和营养师谈过?她是否看过眼科医生?足科医生呢? 她的血压还好,但不是很好。我是不是应该再加一种降血压的药?药片多了是否让她困惑?更好地控制血压的益处和她可能什么药都不吃带来的风险孰重孰轻? 骨密度 DEXA 扫描显示她的骨质有点疏松。我是否应该让她服用二磷酸盐,因为这可以预防骨质疏松症?而我现在又要给她加一种药丸,而这种药需要详细说明。也许留到下一次再说吧? 她家里的情况怎么样呢?她现在是否有常见的生活压力?亦或她有可能有抑郁症或焦虑症?有没有时间让她做个抑郁问卷调查呢? 健康保养:她最后一次乳房 X 光检查是什么时候做的?子宫颈抹片呢? 50 岁之后是否做过结肠镜检查?过去 10 年间她是否注射过破伤风加强疫苗?她是否符合接种肺炎疫苗的条件? 奥索里奥夫人打断了我的思路,告诉我过去的几个月里她一直背痛。从她的角度来看,这可能是她此次就诊最要紧的事。但事实是,她让我如火如荼的思绪戛然而止(当时我正在考虑她的血糖问题,继而又有了一个念头,准备和她讨论饮食和锻炼的事,这时又跳出了另一个想法,要和她探讨是否开始服用他汀类药物)。我的本能反应是举手,阻止她打断我的思路。这并不是说我不想听她一定要说的话,而是我千头万绪,在到点前需要解决所这些问题,这种感

生物工程生物技术专业英语翻译(七)

第七章仪器化 7.1介绍 本章主要介绍发酵过程中检测和控制的仪表。显然这些仪表并不时专门用于生物发酵领域的,它们在生物工程或相关的领域中也有广泛的应用。在实际中,大多数应用与生物工程的分析仪表并不是由生物工程发展的产物,至今,生物学家常用的仪表是在化学工业中应用的而发掌出来的。但是,这些精确的仪表并不是为更加复杂的生物反应专门设计的,在计算机控制出现以后,这表现的更加明显。 计算机自动化的发展主要基于各种探测器的发展,它们可以将有意义的信号转化成控制动作。现在适合于提供发酵过程详细参数的适当仪器已经有了很大的改进,这可以提高产量和产率。遗憾的是,在商业化中实现这些自动控制还很困难,但是改变这种情况只是时间的问题。本章只讨论现有的仪表和设备,它们目前都有各自的局限性。 计算机控制是目前发酵工程中的惯用语,不久之后,发酵过程也许真的可以和计算机匹配。但是在这一进步过程中,我们开始考虑一句谚语,“工具抑制创造性思维”。计算机控制需要在线仪表,我们在章中会有涉及。 7.2 术语 如果我们所有对生物工程过程的理解需要仪表,我们真正熟悉我们所用的仪表就非常重要,否则我们就会对这些仪

表的适用性和特性产生错误的判断。下面对一些常用的性质加以介绍。 反应时间通常是描述90%输入信号转换成输出信号所需要的时间。作为经验法则,用于生物系统的仪表的反应时间要小于倍增时间的10%。因此,在典型的发酵工程中,如果倍增时间是3h,超过18min反应时间的仪表将无法完成在线控制。很多仪表有更小的反应时间,它们通常被用于一些其它样品的操作,它们的测定和控制动作的之后时间更长。 灵敏度是衡量仪表输出结果变化和输入信号变化之间的关系。通常,考虑到高灵敏度的仪表可以测量微小的输入变化,灵敏度越高的仪表越好。然而,仪表的其它参数,如线性,精确性,和测定范围也是选择仪表的考虑因素。 输入与输出的线性关系是二者最简单的关系,校正过程也最为容易。 分辨率是可以测定的输入信号的最小值,通常以仪表读数最大偏转角的百分数来表示。 残留误差是指输出结果与输入保持恒定时的真实结果的偏离值。 重现性永远不要被忽视,只要有可能,就要对仪表进行校正,尤其是那些测定氧气和二氧化碳测定的仪表。 7.3 过程控制 在过程控制中,有三种可能实现的目标:

生物工程专业英语翻译(第一篇)改

1.1 生物技术的属性 生物技术是一个属于应用生物科学和技术的一个领域,它包含生物或亚细胞组分在制造行业、服务也和环境管理等方面的应用。生物技术利用细菌、酵母菌、真菌、藻类、植物细胞或培养的哺乳动物细胞作为工业过程的组成成分。只有将包括微生物学、生物化学、遗传学、分子生物学、化工原理在内的多种学科和技术综合起来才能获得成功的应用。 生物技术过程通常会涉及到细胞的培养和生物量,并得到所需的产品,后者可进一步分为:生成所需产品(如酶、抗生素、有机酸和类固醇); 原料的分解(如污水处理、工业废料处理和石油泄漏处理)。 生物技术的反应过程是分解过程,即把复杂化合物分解为简单化合物(如葡萄糖分解为乙醇),也是合成或同化过程,即把简单的分子合称为复杂的化合物(如抗生素的合成)。分解过程通常释放热量,而合成过程通常吸收能量。 生物技术包括发酵过程(如啤酒、果酒、面包、奶酪、抗生素和疫苗的生产)、供水与废物处理、食品技术以及越来越多的新应用,包括从生物医学到从地品位矿石中回收金属各个领域。由于生物技术的普遍性,它将在许多工业生产过程中产生重大的影响。理论上,几乎所有的有机物都能用生物技术来生产。到2000年,生物技术在未来全球市场的潜力预计接近650亿美元(表1.1)。然而,我们必须意识到,许多重要的生物产品仍将利用现有的分子模型通过化学方法合成。因此,应该从广义上来理解生物化学和化学以及他们与生物技术的关系。 生物技术所采用的众多技术通常比传统工业更经济、更低能耗、更安全,而且生产过程中的残留物都能够通过生物降解而且无毒。从长远来看,生物技术提供了一种可以解决众多世界性难题的方法,尤其是医药、食品生产、污染控制和新能源发展领域的问题。 表1.1 全球生物技术市场在2000年之前的增长潜力 摘自Sheets公司(1983n年)生物技术通报11月版。

生物工程生物技术专业英语翻译一

第一章导论 1.1生物工程的特征 生物工程是属于应用生物科学和技术的一个领域,它包含生物或其亚细胞组分在制造业、服务业和环境管理等方面的应用。生物技术利用病毒、酵母、真菌、藻类、植物细胞或者哺乳动物培养细胞作为工业化处理的组成部分。只有将微生物学、生物化学、遗传学、分子生物学、化学和化学工程等多种学科和技术结合起来,生物工程的应用才能获得成功。 生物工程过程一般包括细胞或菌体的生产和实现所期望的化学改造。后者进一步分为: (a)终产物的构建(例如,酶,抗生素、有机酸、甾类); (b)初始原料的降解(例如,污水处理、工业垃圾的降解或者石油泄漏)。 生物工程过程中的反应可能是分解代谢反应,其中复合物被分解为简单物质(葡萄糖分解代谢为乙醇),又或者可能是合成代谢反应或生物合成过程,经过这样的方式,简单分子被组建为较复杂的物质(抗生素的合成)。分解代谢反应常常是放能反应过程,相反的,合成代谢反应为吸能过程。 生物工程包括发酵工程(范围从啤酒、葡萄酒到面包、

奶酪、抗生素和疫苗的生产),水与废品的处理、某些食品生产以及从生物治疗到从低级矿石种进行金属回收这些新增领域。正是由于生物工程技术的应用多样性,它对工业生产有着重要的影响,而且,从理论上而言,几乎所有的生物材料都可以通过生物技术的方法进行生产。据预测,到2000年,生物技术产品未来市场潜力近650亿美元。但也应理解,还会有很多重要的新的生物产品仍将以化学方法,按现有的生物分子模型进行合成,例如,以干扰为基础的新药。因此,生命科学与化学之间的联系以及其与生物工程之间的关系更应阐释。 生物工程所采用的大部分技术相对于传统工业生产更经济,耗能低且更加安全,而且,对于大部分处理过程,其生产废料是经过生物降解的,无毒害。从长远角度来看,生物工程为解决世界性难题提供了一种方法,尤其是那些有关于医学、食品生产、污染控制和新能源开发方面的问题。 1.2生物工程的发展历史 与一般所理解的生物工程是一门新学科不同的是,而是认为在现实中可以探寻其发展历史。事实上,在现代生物技术体系中,生物工程的发展经历了四个主要的发展阶段。 食品与饮料的生物技术生产众所周知,像烤面包、啤酒与

医学英语_课文翻译

Unit One Text A:Hippocratic Oath, The Medical Ideal 或许在医学史上最持久的,被引用最多次的誓言就是”希波克拉底誓言”.这个以古希腊著名医师希波克拉底命名的誓言,被作为医师道德伦理的指导纲领.虽然随着时代的变迁,准确的文字已不可考,但誓言的主旨却始终如一——尊敬那些将毕生知识奉献于医学科学的人,尊重病人,尊重医师尽己所能治愈病人的承诺。 作为被大家公认的”医学之父”,我们对希波克拉底知之甚少.他生活于约公元前460-380年,作为一名职业医师,与苏格拉底是同代人.在他的时代,他被推举为当时最著名的医师和医学教育者.收录了超过60篇论文的专著——希波克拉底文集,被归于他的名下;但是其中有些论文的内容主旨相冲突,并成文于公元前510-300年,所以不可能都是出自他之手. 这个宣言是以希波克拉底命名的,虽然它的作者依然存在疑问。根据医学历史权威的看法,这个宣言的内容是在公元前四世纪起草的,这使希波克拉底自己起草这个宣言成为可能。无论如何,不管是否是希波克拉底自己起草的(希波克拉底宣言),这个宣言的内容都反映了他在医学伦理上的看法。 作为代表当时希腊观点的唯一一小部分,希波克拉底誓言首次被写时并没有受到很好的欢迎。然而,在那远古时代结束时,医生们开始遵循誓言的条款。当科学医学在罗马帝国衰亡后遭受一显而易见的衰退时,这个誓言,连同希波克拉底医学的指示命令,在西方都几乎被遗忘是有可能的。正是通过东方坚持不懈的探索精神,使得希波克拉底医学信念和希波克拉底宣言得以在这一恶化的时期幸存下来,尤其是通过阿拉伯当局在医学上的著作。希腊医学知识而后在西方基督教复活是通过了阿拉伯文论著和原始希腊文的拉丁文翻译。 到17世纪后期,专业行为标准已经在西方世界建立。被专业组织通过的第一部医学伦理学的法典是由英国内科医生托马斯·珀西瓦尔(1740 - 1804)1794年编写的, 并在1846年被改编和通过了美国医学协会(AMA)。Thomas Percival提出的道德规范为职业医师提供了金标准,主宰着医生们服务他人时的道德权威和独立性以及医生对病人的责任,还有医生的个人荣誉。 6.The seeds had been sown by Hippocrates - or one of his ghost writers. 种子已经被希波克拉底或者他的代笔者们所播种。 7.二战之后,由于在罪犯身上进行骇人听闻的医学实验而违反了医学伦理准则,23位来自行德国纳粹集中营的医生被判有罪。这一事件导致了纽伦堡宣言的诞生(1947),这意味着关于人类受试者的道德治疗的讨论的开启,概述了在医学研究中关于这些受试者权益的道德问题。这反过来导致1948年世界医学协会通过了维也纳宣言的宣誓。 Contemporary dilemmas in the Modern World

生物工程专业英语翻译(第二章)

Lesson Two Photosynthesis 内容: Photosynthesis occurs only in the chlorophyllchlorophyll叶绿素-containing cells of green plants, algae藻, and certain protists 原生生物and bacteria. Overall, it is a process that converts light energy into chemical energy that is stored in the molecular bonds. From the point of view of chemistry and energetics, it is the opposite of cellular respiration. Whereas 然而 cellular细胞的 respiration 呼吸is highly exergonic吸收能量的and releases energy, photosynthesis光合作用requires energy and is highly endergonic. 光合作用只发生在含有叶绿素的绿色植物细胞,海藻,某些原生动物和细菌之中。总体来说,这是一个将光能转化成化学能,并将能量贮存在分子键中,从化学和动能学角度来看,它是细胞呼吸作用的对立面。细胞呼吸作用是高度放能的,光合作用是需要能量并高吸能的过程。Photosynthesis starts with CO2 and H2O as raw materials and proceeds through two sets of partial reactions. In the first set, called the light-dependent reactions, water molecules are split裂开 (oxidized), 02 is released, and ATP and NADPH are formed. These reactions must take place in the presence of 在面前 light energy. In the second set, called light-independent reactions, CO2 is reduced (via the addition of H atoms) to carbohydrate. These chemical events rely on the electron carrier NADPH and ATP generated by the first set of reactions. 光合作用以二氧化碳和水为原材料并经历两步化学反应。第一步,称光反应,水分子分解,氧分子释放,ATP和NADPH形成。此反应需要光能的存在。第二步,称暗反应,二氧化碳被还原成碳水化合物,这步反应依赖电子载体NADPH以及第一步反应产生的ATP。 Both sets of reactions take place in chloroplasts. Most of the enzymes and pigments 色素for the lightdependent reactions are embedded 深入的内含的in the thylakoid 类囊体 membrane膜隔膜 of chloroplasts 叶绿体. The dark reactions take place in the stroma.基质 两步反应都发生在叶绿体中。光反应需要的大部分酶和色素包埋在叶绿体的类囊体膜上。暗反应发生在基质中。 How Light Energy Reaches Photosynthetic Cells(光合细胞如何吸收光能的) The energy in light photons in the visible part of the spectrum can be captured by biological molecules to do constructive work. The pigment chlorophyll in plant cells absorbs photons within a particular absorption spectrums statement of the amount of light absorbed by chlorophyll at different wavelengths. When light is absorbed it alters the arrangement of electrons in the absorbing molecule. The added energy of the photon boosts the energy condition of the molecule from a stable state to a less-stable excited state. During the light-dependent reactions of photosynthesis, as the absorbing molecule returns to the ground state, the "excess" excitation energy is transmitted to other molecules and stored as chemical energy. 生物分子能捕获可见光谱中的光能。植物细胞中叶绿素在不同光波下吸收部分吸收光谱。在吸收分子中,光的作用使分子中的电子发生重排。光子的能量激活了分子的能量状态,使其

生物工程生物技术专业英语翻译二

生物工程生物技术专业英 语翻译二 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

第二章生长与代谢的生物化学 前言 一个微生物以生产另一个微生物为目的。在某些情况下,利用微生物的生物学家们希望这样的情况能够快速频繁的发生。在另外一些产物不是生物体自身的情况下,生物学家必须对它进行操纵使微生物的目标发生变化,这样以来,微生物就要努力的挣脱对它们繁殖能力的限制,生产出生物学家希望得到的产物。生物体的生长过程及其生产出的各种产物与微生物代谢的本质特点是密不可分的。 代谢过程是两种互相紧密联系又以相反方向进行的活动过程。合成代谢过程主要是细胞物质的生成,不仅包括构成细胞的主要组成物质(蛋白质、核酸、脂质、碳水化合物等等),同时也包括它们的前提物质——氨基酸、嘌呤与嘧啶、脂肪酸、各种糖与糖苷。合成代谢不是自发进行的,必须由能量所推动,对大多数微生物来说,是通过一系列的产能分解代谢过程来供给能量。碳水化合物分解为CO2和水的过程是最为常见的分解代谢反应,然而微生物以这样的方式还能够利用更大范围的还原性含碳化合物。分解代谢与合成代谢所有微生物生物化学的基础,可以从两者的平衡关系或者分别对它们进行讨论。 实际中,我们要有效的区分那些需要空气中的氧进行需氧代谢的生物与那些进行厌氧代谢的生物。还原性含碳化合

物与O2反应生成水和CO2,这是一个高效的放热反应过程。因此,一个进行需氧代谢的生物要使用一小部分底物进行分解代谢以维持某一水平的合成代谢,即成长过程。对于厌氧型生物,其底物的转化的过程基本上是一个不匀称的反应(氧化还原反应),产生很少的能量,因此,大部分底物都要被分解从而维持一定水平的合成代谢。 在生物体中这种差别能够明显的体现出来,比如酵母,它属于兼性厌氧生物,即它可在有氧条件下生长也可在无氧环境下生存。需氧酵母使糖以同样的速度转化为CO2和水,相对产生高产量的新酵母。而厌氧条件下,酵母菌生长缓慢,此时酵母被有效的转化为酒精和CO2。 代谢与能量 分解代谢与合成代谢间的有效联系在于,各种分解代谢过程促进少量反应物的合成,而后又被用来促进全面的合成代谢反应。在这种重要的中间产物中,其中最为重要的是ATP,其含有生物学家所说的“高能键”。在ATP分子中,酐与焦磷酸残基相联。高能键在水解过程中所产生的热量就被用来克服在其形成过程中需要摄入的能量。像ATP这类分子,为细胞提供了流通能量,当将ATP用于生物合成反应时,其水解产物为ADP(腺苷二磷酸)或者某些时候为AMP(腺苷一磷酸):(反应式)

医学英语课文翻译

Unit One Text A: Hippocratic Oath, The Medical Ideal 或许在医学史上最持久的,被引用最多次的誓言就是”希波克拉底誓言”.这个以古希腊著名医师希波克拉底命名的誓言,被作为医师道德伦理的指导纲领.虽然随着时代的变迁,准确的文字已不可考,但誓言的主旨却始终如一——尊敬那些将毕生知识奉献于医学科学的人,尊重病人,尊重医师尽己所能治愈病人的承诺。 作为被大家公认的”医学之父”,我们对希波克拉底知之甚少.他生活于约公元前460-380年,作为一名职业医师,与苏格拉底是同代人.在他的时代,他被推举为当时最著名的医师和医学教育者.收录了超过60篇论文的专著——希波克拉底文集,被归于他的名下;但是其中有些论文的内容主旨相冲突,并成文于公元前510-300年,所以不可能都是出自他之手. 这个宣言是以希波克拉底命名的,虽然它的作者依然存在疑问。根据医学历史权威的看法,这个宣言的内容是在公元前四世纪起草的,这使希波克拉底自己起草这个宣言成为可能。无论如何,不管是否是希波克拉底自己起草的(希波克拉底宣言),这个宣言的内容都反映了他在医学伦理上的看法。 作为代表当时希腊观点的唯一一小部分,希波克拉底誓言首次被写时并没有受到很好的欢迎。然而,在那远古时代结束时,医生们开始遵循誓言的条款。当科学医学在罗马帝国衰亡后遭受一显而易见的衰退时,这个誓言,连同希波克拉底医学的指示命令,在西方都几乎被遗忘是有可能的。正是通过东方坚持不懈的探索精神,使得希波克拉底医学信念和希波克拉底宣言得以在这一恶化的时期幸存下来,尤其是通过阿拉伯当局在医学上的著作。希腊医学知识而后在西方基督教复活是通过了阿拉伯文论著和原始希腊文的拉丁文翻译。 到17世纪后期,专业行为标准已经在西方世界建立。被专业组织通过的第一部医学伦理学的法典是由英国内科医生托马斯·珀西瓦尔(1740 - 1804)1794年编写的, 并在1846年被改编和通过了美国医学协会(AMA)。Thomas Percival提出的道德规范为职业医师提供了金标准,主宰着医生们服务他人时的道德权威和独立性以及医生对病人的责任,还有医生的个人荣誉。 种子已经被希波克拉底或者他的代笔者们所播种。 二战之后,由于在罪犯身上进行骇人听闻的医学实验而违反了医学伦理准则,23位来自行德国纳粹集中营的医生被判有罪。这一事件导致了纽伦堡宣言的诞生(1947),这意味着关于人类受试者的道德治疗的讨论的开启,概述了在医学研究中关于这些受试者权益的道德问题。这反过来导致1948年世界医学协会通过了维也纳宣言的宣誓。 誓言的重申一直是个问题。医学伦理相当复杂。他们必须平衡病人的期望、社会需求和禁忌、经济和政治现实以及并不断发展的医学和科学知识之间的关系。例如,当初的誓言要求无论在任何情况下患者都应得到治愈。然而,在双盲试验中使用安慰剂是在药物开发必不可少的,但却意味着医生没有试图进行治疗。而当初的誓言,也将禁止病人分流治疗。病人分流治疗用于战争或灾害时根据病人的生存机会优先进行治疗。对有或没有医疗保险的病人进行不同的医疗保健是不可能的。使用高剂量毒性药物进行化疗的某些危险形式将被禁止。最后,能够减轻身处无法治愈境地的病人痛苦的安乐死被当初的誓言所禁止。 因此,人们争辩自希波克拉底的时代以后,原始的希波克拉底誓言在一个发生了翻天覆地的社会经济、政治和道德变革的社会是无效的。这指引我们对誓言进行修改,使其更适合我们的时代。四个当今使用最广泛的版本是:日内瓦宣言(前文已提及);迈蒙尼德的祷告;Lasagna宣言;修复后的希波克拉底宣言.虽然他们的措辞和内容不同,主要原则是一样的

生物工程生物技术专业英语翻译(二)

第二章生长与代谢的生物化学 2.1 前言 一个微生物以生产另一个微生物为目的。在某些情况下,利用微生物的生物学家们希望这样的情况能够快速频繁的发生。在另外一些产物不是生物体自身的情况下,生物学家必须对它进行操纵使微生物的目标发生变化,这样以来,微生物就要努力的挣脱对它们繁殖能力的限制,生产出生物学家希望得到的产物。生物体的生长过程及其生产出的各种产物与微生物代谢的本质特点是密不可分的。 代谢过程是两种互相紧密联系又以相反方向进行的活动过程。合成代谢过程主要是细胞物质的生成,不仅包括构成细胞的主要组成物质(蛋白质、核酸、脂质、碳水化合物等等),同时也包括它们的前提物质——氨基酸、嘌呤与嘧啶、脂肪酸、各种糖与糖苷。合成代谢不是自发进行的,必须由能量所推动,对大多数微生物来说,是通过一系列的产能分解代谢过程来供给能量。碳水化合物分解为CO2和水的过程是最为常见的分解代谢反应,然而微生物以这样的方式还能够利用更大范围的还原性含碳化合物。分解代谢与合成代谢所有微生物生物化学的基础,可以从两者的平衡关系或者分别对它们进行讨论。 实际中,我们要有效的区分那些需要空气中的氧进行需氧代谢的生物与那些进行厌氧代谢的生物。还原性含碳化合物与O2反应生成水和CO2,这是一个高效的放热反应过程。因此,一个进行需氧代谢的生物要使用一小部分底物进行分解代谢以维持某一水平的合成代谢,即成长过程。对于厌氧型生物,其底物的转化的过程基本上是一个不匀称的反应(氧化还原反应),产生很少的能量,因此,大部分底物都要被分解从而

维持一定水平的合成代谢。 在生物体中这种差别能够明显的体现出来,比如酵母,它属于兼性厌氧生物,即它可在有氧条件下生长也可在无氧环境下生存。需氧酵母使糖以同样的速度转化为CO 2和水,相对产生高产量的新酵母。而厌氧条件下,酵母菌生长缓慢,此时酵母被有效的转化为酒精和CO 2。 2.2 代谢与能量 分解代谢与合成代谢间的有效联系在于,各种分解代谢过程促进少量反应物的合成,而后又被用来促进全面的合成代谢反应。在这种重要的中间产物中,其中最为重要的是ATP ,其含有生物学家所说的“高能键”。在ATP 分子中,酐与焦磷酸残基相联。高能键在水解过程中所产生的热量就被用来克服在其形成过程中需要摄入的能量。像ATP 这类分子,为细胞提供了流通能量,当将ATP 用于生物合成反应时,其水解产物为ADP (腺苷二磷酸)或者某些时候为AMP (腺苷一磷酸):(反应式) 仍含有一个高能键的ADP 通过腺苷酸激酶反应也可生成ATP :(反应式)。 磷酸化作用是生物体中普遍的反应,通常由ATP 作用而发生。 经过磷酸化生成的物质通常比最初的化合物更具有反应活性,用无机磷酸进行磷酸化反应是无法进行的,因为,平衡反应式的相反方向生成大量的水(55M )。 细胞的“能量状态”认为是由占有优势的组分:ATP 、ADP 、AMP 作用形成的。为了给出一个量值,Daniel Atksirson 提出了“能荷”这个概念,定义一个细胞的能荷为: 在“满荷”细胞中,仅含有ATP 一种腺嘌呤核苷酸,它的能荷值定义为 1.0。如果三种核苷酸的量相等,即ATP=ADP=AMP ,则细胞的能荷为ATP+0.5 ADP ATP+ ADP+AMP

医学英语课文翻译

Unit5 Reading B 肺炎的翻译和定义 1.当肺炎这个词被用在医学实践中,它最长指的是一种急性的反应,常见地细菌造成的综合征,它的特点是一半或一侧肺或两侧肺的临床的和/或放射照相的征象的实变。常用的这个词意然而已经很大程度上延伸到被各种各样的微生物造成的包括非细菌性的肺部的感染。Pneumonitis肺炎也偶尔被用作是肺炎pneumonia的一个同义词,特别的当炎症的肺由非感染因素造成比如化学或射线伤害。 2.从实际目的出发,肺炎的分类应当既依解剖学部位,又指明病因:前者使用描绘性词语表达肺(一侧肺或左右两侧)病程的发展程度和分布,后者指明涉及的微生物。考虑到,作为最初的原因,肺炎感染的原因被认为是否是社区或者是医院的感染是不被知道的。它也被有帮助的认为是否肺炎也许能由咽部吸入造成和是否或不是发生在免疫力下降的宿主身上。 3.从解剖学上肺炎习惯表明是否包括一个或更多进入肺叶或是否被限制在一节段或多节段的过程。在涉及面及小时,肺炎也许是节段的。对解剖部位的描述在实际中完全依赖胸透,(它透过X光检查)所显示的肺炎过程比体检所得到的的估计更准确。早期的诊断医生通过病理学组织在支气管肺炎和小叶性肺炎中分辨。支气管肺炎被认为是支气管在炎症性的过程被一小部分或中端的气管和肺叶对向它限制的并发症,因此是肺叶的交替性肺炎。小叶性肺炎,在另一方面,频繁地从头发生和特征是一种炎症性的外流或液体渗出物填充经过一叶或多叶肺。 4.作为补充的是小叶肺炎被认为是在临床和放射上表现的融合性实变出现在一部分或一肺叶或两个肺。组织离段型肺炎被认为是合并不扩张的大多肺叶但是和解剖学上的支气管肺段在一侧或两侧更紧密。当X光阴影的区域出现更多的小的阴影,压迫性肺炎是一个适当的可描述的组织,虽然这仍是暗指一个融合的和局限的过程。如果显示亚段病变的阴影呈零星状(非融合的),散布于一肺或左右肺的一部分或全部,很难定位,则仍可以使用支气管肺炎。

生物工程专业专业英语复习重点

Chapter One Fundamentals of Medicine Passage 1 Anatomy of Mouse and Human Heart 单词: Anatomy 解剖学 anatomical 解剖的,解剖学的 atria 心房 atria chamber 心房腔 cardiovascular 心血管系统 genetical 遗传的 conception 受孕 diaphragm 横膈,横膈膜 fetus 胎儿,胎 gestational 妊娠的,妊娠期的 morphological 形态学的 murine 鼠类,鼠性的 neonatal 新生的,新生期的,新生儿的,新生婴儿 pericardial cavity 心包腔 prenatal 产前的,出生前的 pulmonary 肺的 septation 分隔,中隔,隔膜 thoracic cavity 胸腔 句子:A fast-increasing number of genetically modified mouse models with structural and functional abnormalities in the cardiovascular system undoubtedly will contribute to an improved understanding of molecular and morphological mechanisms that regulate human heart development in health and disease.(5分)小鼠基因修饰模型是通过改变小鼠基因因而使其心血管系统结构和功能异常得到改变的一种动物模型。这类模型的大量增加,无疑会促进我们理解人的心脏在健康及病理状态下的分子和形态学机制。 Developmentally, it is interesting to note that the gestational window during which the heart develops is quite different in the mouse and human. In the human it takes about 2 mo (from conception) for the heart to complete septation, followed by another 7 mo to further mature until the baby is born and the pulmonary circulation kicks in. In the mouse, however, it takes only 2 wk from the time of conception for cardiac septation to complete. After that, the mouse fetus has less than 1 wk of prenatal life before birth. Without going into any detail, it suffices to say that some of the developmental events that in the human are more or less completed at birth are still in progress in the neonatal mouse. 人们有趣地发现小鼠与人的心脏在孕育其中的发育有很大不同。人的心脏约在最初2个月的时间(自受孕起)完成中隔生长,并在随后的7个月中进一步成熟,直至胎儿出生和肺循环产生。而小鼠,其心脏自受孕开始只用2周时间来完成中隔的生长。之后不到一周的时间小鼠便出生了。不需要太多细节,我们有充分的理由说,某些在人类婴儿出生时已基本完成的发育过程,在新生小鼠身上还继续进行着。 Passage 2 A Framework for the Study of Human Physiology

生物工程_生物技术专业英语课文翻译_完整版

第一章导论 1.1 生物工程的特征 生物工程是属于应用生物科学和技术的一个领域,它包含生物或其亚细胞组分在制造业、服务业和环境管理等方面的应用。生物技术利用病毒、酵母、真菌、藻类、植物细胞或者哺乳动物培养细胞作为工业化处理的组成部分。只有将微生物学、生物化学、遗传学、分子生物学、化学和化学工程等多种学科和技术结合起来,生物工程的应用才能获得成功。 生物工程过程一般包括细胞或菌体的生产和实现所期望的化学改造。后者进一步分为:(a)终产物的构建(例如,酶,抗生素、有机酸、甾类); (b)初始原料的降解(例如,污水处理、工业垃圾的降解或者石油泄漏)。 生物工程过程中的反应可能是分解代谢反应,其中复合物被分解为简单物质(葡萄糖分解代谢为乙醇),又或者可能是合成代谢反应或生物合成过程,经过这样的方式,简单分子被组建为较复杂的物质(抗生素的合成)。分解代谢反应常常是放能反应过程,相反的,合成代谢反应为吸能过程。 生物工程包括发酵工程(范围从啤酒、葡萄酒到面包、奶酪、抗生素和疫苗的生产),水与废品的处理、某些食品生产以及从生物治疗到从低级矿石种进行金属回收这些新增领域。正是由于生物工程技术的应用多样性,它对工业生产有着重要的影响,而且,从理论上而言,几乎所有的生物材料都可以通过生物技术的方法进行生产。据预测,到2000年,生物技术产品未来市场潜力近650亿美元。但也应理解,还会有很多重要的新的生物产品仍将以化学方法,按现有的生物分子模型进行合成,例如,以干扰为基础的新药。因此,生命科学与化学之间的联系以及其与生物工程之间的关系更应阐释。 生物工程所采用的大部分技术相对于传统工业生产更经济,耗能低且更加安全,而且,对于大部分处理过程,其生产废料是经过生物降解的,无毒害。从长远角度来看,生物工程为解决世界性难题提供了一种方法,尤其是那些有关于医学、食品生产、污染控制和新能源开发方面的问题。 1.2 生物工程的发展历史 与一般所理解的生物工程是一门新学科不同的是,而是认为在现实中可以探寻其发展历史。事实上,在现代生物技术体系中,生物工程的发展经历了四个主要的发展阶段。 食品与饮料的生物技术生产众所周知,像烤面包、啤酒与葡萄酒酿造已经有几千年的历史;当人们从创世纪中认识葡萄酒的时候,公元前6000,苏美尔人与巴比伦人就喝上了啤酒;公元前4000,古埃及人就开始烤发酵面包。直到17世纪,经过列文虎克的系统阐述,人们才认识到,这些生物过程都是由有生命的生物体,酵母所影响的。对这些小生物发酵能力的最确凿的证明来自1857-1876年巴斯得所进行的开创性研究,他被认为是生物工程的始祖。 其他基于微生物的过程,像奶制品的发酵生产如干酪和酸乳酪及各种新食品的生产如酱油和豆豉等都同样有着悠久的发展历史。就连蘑菇培养在日本也有几百年的历史了,有300年历史的Agarius蘑菇现在在温带已经有广泛养殖。 所不能确定的是,这些微生物活动是偶然的发现还是通过直观实验所观察到的,但是,它们的后继发展成为了人类利用生物体重要的生命活动来满足自身需求的早期例证。最近,这样的生物过程更加依赖于先进的技术,它们对于世界经济的贡献已远远超出了它们不足为道的起源。 有菌条件下的生物技术19世纪末,经过生物发酵而生产的很多的重要工业化合物如乙醇、乙酸、有机酸、丁醇和丙酮被释放到环境中;对污染微生物的控制通过谨慎的生态环境操作来进行,而不是通过复杂的工程技术操作。尽管如此,随着石油时代的来临,这些化合

医学英语综合教程课文翻译

Unit1肺与肾得功能 肺得血管系统 肺从两个血管系统---—支气管循环系统与肺循环系统获得血液供应。它得营养血液来自于支气管循环系统,流向肺部除肺泡外得所有组织,因为支气管循环系统始于主动脉及上肋间动脉,接受大约1%得心输出量。大约三分之一得支气管循环得静脉输出流入全身静脉,然后回到右心房。剩余得输出流入肺静脉,并在心脏最小静脉得作用下,在正常情况下,以1%-2%得量自右向左分流. 肺动脉系统沿着气道从肺门向外周延伸,向下连接下段气道(直径大约2毫米)得动脉,它们壁薄且富有弹性。从这儿开始,动脉成肌肉化发展,直至其达到30微米,此时肌层消失。因为这些小肌肉动脉起着积极控制肺部血流分布得作用,所以大部分动脉压降产生在这些小肌肉动脉中.肺小动脉将血液排空,送入广泛分布得毛细血管网,进入肺静脉。肺静脉得壁很薄,它们最终在肺门处与动脉与支气管汇合,出肺进入左心房. 肾结构成分 人类肾脏在解剖学上位于腹膜后隙,与下胸椎与上腰椎平行。每个成年人得肾脏大约重150克,长、宽、厚分别为12厘米、6厘米以及3厘米.肾脏得冠状部分分为/由两个明确得区域(组成)。外周部得皮质大约1厘米厚,深部得髓质由几个肾锥体构成。这些锥体状结构得底部位于皮髓质结合处。锥体得顶部伸入肾门,称为肾**。每个肾**被一个肾小盏包裹.肾小盏与肾大盏相聚组成肾盂。经肾**流出得尿液汇集在肾盂,通过输尿管排入膀胱。由主动脉分支出来得肾总动脉为两肾输送血液。肾总动脉通常分为两个主侧支,这两个侧支又进一步分为叶动脉,为肾脏上、中、下区域供应血液。当这些血管进入肾实质,变成叶间动脉通向肾皮质时,(这些血管)又进一步细分。细分后得更小血管在皮髓质结合处成为竖支--弓状动脉.从弓状动脉伸出得叶间动脉进入皮质。由于传入小动脉始于这些末端叶间动脉,所以为肾小球毛细血管输送血液。 组织学上,肾脏就是由一个叫做“肾单位"得基本单位组成.每个肾脏约含有一百万个肾单位,“肾单位”有两个主要成分:过滤成分―紧包着毛细血管网(肾小球)与一个附着在上面得小管组成.这个小管包含几个明显得解剖与功能成分。 Unit 2细胞与衰老 衰老就是一种正常得生理过程,伴有肌体内平衡适应性反应得进行性改变。研究老年人健康问题与保健得特殊分支称作老年医学。 衰老得明显特征众所周知:头发花白与脱落,牙齿脱落,皮肤起皱,肌肉减少,脂肪积存增加。衰老得生理征兆就是肌体对环境压力反应得功能与能力逐渐减退、。如同保持不断地体内平衡应对温度、饮食与氧供反应变慢一样,机体代谢也减慢了。衰老得这些迹象与机体中细胞数得净减少及存余细胞得功能缺失有关。 衰老得另一个表现就是组织得细胞外成分也随年龄得变化而变化。负责肌腱力量得胶原纤维得数量增加,而质量却随着衰老降低。动脉壁胶原质中得变化造成动脉壁伸展性缺失,如同动脉壁上得积聚物造成动脉粥样硬化(即动脉壁脂肪物质堆积)一样。弹性蛋白就是另一种细胞外成分,主要负责血管与皮肤得弹性。随着年龄得变化,它得变粗,变碎并需要获得更大得钙亲与力,这些可能也就是造成动脉粥样硬化得原因。 葡萄糖在机体中就是最丰富得糖类,它在衰老得过程中也可能起作用.根据一个假设,任意给细胞内外得蛋白质增加葡萄糖,结果会在相邻蛋白质分子间形成不可逆交联。当人衰老时,会形成更多得交联,这可能导致正在衰老得组织变得僵化,丧失弹性. 虽然正常情况下,每分钟会有好几百万得新细胞产生,但人体有几种细胞:心脏细胞,骨骼肌纤维细胞,神经细胞就是无法替代得。实验显示,许多种类得细胞分裂能力有限。在机体外生长得细胞仅仅分裂几次就停止了。细胞分裂数与捐献者得年龄有关,与这些细胞获取得不

生物工程生物技术专业英语翻译(六)

第六章生物工程中的下游加工(技术) 6.1前言 “下游加工(技术)”对于从任何工业化生产中回收有用产品所需要的所有步骤来说是一个有用的词语。对于生物工程特别重要,我们想要的最终形式的产物常常非常远的从最先在生物反应器中获得的状态除去。例如,—个典型的发酵过程是一个分散的固体(细胞、也许有营养培养基的某些组分等)与稀释水溶液的混合物;所想要的产物也许作为一种非常复杂的混合物的组分存在于细胞中,或者存在于稀释的培养基溶液中,或甚至两者中都有。任何情况下,这个产品的回收、浓缩和纯化都需要有用并有效的操作,这也受生— 产经济性的限制。任何特殊的要求,如需要除去污染物或限制生产微生物(process organism )都只会增加困难。 许多实验室中的标准操作在生产中都是不实用或者不经济的。而且,生物产品常常是非常脆弱(labile )敏感的化 合物,其活性结构只能在限定并有限的pH、温度、离子强度 「 等条件下才能保持。想着这些限制( bearing in mind ), 如果 要用到所有可用的科学方法以发挥最佳的效果就需要更多的创造性。也明显的是,没有一种独特的、理想的、普遍适用的操作或 者仅是操作顺序可以推荐;对一个特定的问题应当以最适宜的方

式把单个单元操作结合起来。 6.2粒子的分离 在发酵终点,多数情况下第一步是将固体(通常是细胞,但也可以是在一个特定支持物上的细胞或者酶,不包括反应培养基固体组分)从几乎一直是水溶液的连续均匀的液体系统中分离出来。与这个分离相关的一些细胞特性列于表6.1 ; 注意,细胞的比重不比fermentation broth 大很多。细胞 的大小也给细菌带来了困难,但是比较大的细胞更容易分离,有 时候甚至只需要简单的定位于倾析器。分离的容易性取决于fermentation broth 的性质,它的pH、温度等等, 在许多情况下,通过添加助滤剂、絮凝剂的等等进行改进(见后面)。表6.2给出了分离方法的大体分类。 6.2.1 过滤 这个是分离filamentous fungi 和fermentation broth 中的filamentous bacteria (例如,链霉菌)所使用的最广泛和最典型的 方法。它也可以用于酵母絮凝物的分离。根据机理,过滤可以采 用表面过滤或者深层过滤;或者离心过滤; 所有情况下的驱动力都是压力,由超压产生或者由真空产生。 过滤的速率,如在一定时间内收集的滤液的体积,是过滤面积、液体的黏度和通过过滤基质的压力降以及(deposited filter cake )沉积的滤饼的作用。过滤基质与滤饼filter cake 的抗,性

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