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第一章 生物科学概论1

第一节 生物科学的概念及其研究内容1

一、生物科学的基本概念1

生物科学篇1

二、生物科学研究的基本内容3

第二节 为什么要学习生物科学5

一、生物科学将成为21世纪的带头学科5

二、生物科学与社会可持续发展6

第三节 生物科学的研究进展9

一、生物科学的历史沿革9

二、生物科学发展前景展望12

一、遗传多样性13

第二章 生物多样性与分类13

第一节 什么是生物多样性13

二、物种多样性14

三、生态系统多样性14

四、景观多样性15

第二节 生物多样性的意义15

一、生物多样性的价值15

二、保护生物多样性的意义17

第三节 生物分类的标准19

一、生物分类的意义19

二、生物分类和生物物种的命名19

三、生物分类的标准和依据20

一、生物分类的等级22

第四节 生物分类系统22

二、分类系统23

第三章 生物细胞的结构与化学组成26

第一节 生物细胞的基本概念26

一、细胞是生命活动的基本单位26

二、原核和真核细胞27

第二节 生物细胞的结构28

一、原核细胞的结构28

二、真核细胞的结构30

第三节 细胞的基本化学组成36

一、生命的元素组成36

二、生命的分子组成37

一、细胞呼吸产生能量42

第四章 生物的能量与代谢42

第一节 细胞呼吸与能量的产生42

二、细胞呼吸的化学过程44

第二节 ATP的形成机理49

一、ATP的生成方式49

二、细胞呼吸的能量总账51

第三节 酶促反应52

一、酶的催化作用机理52

二、影响酶活性的因素54

第四节 生物代谢56

一、代谢是生命的基本特征56

二、生物代谢的调节57

一、繁殖是遗传的外在表现形式60

第一节 生物繁殖与遗传的关系60

第五章 生物的繁殖与遗传60

二、基因与染色体的复制61

三、细胞周期与有丝分裂62

四、配子形成与减数分裂63

第二节 遗传的基本法则64

一、孟德尔遗传学第一定律：分离定律65

二、孟德尔遗传学第二定律：自由组合定律68

三、遗传学第三定律：基因连锁与交换72

四、性染色体和伴性遗传74

第六章 生物的基因及其表达77

第一节 基因的起源77

一、基因的概念77

二、三个著名的实验78

三、基因的结构与功能81

第二节 基因的表达与调控82

一、原核生物基因的表达与调控83

二、操纵子学说86

三、真核生物基因的表达与调控88

第三节 人类疾病与基因表达90

一、镰状细胞贫血症90

二、癌症91

三、艾滋病91

四、基因治疗92

二、生物工程是一门多学科交叉的综合性学科93

一、生物工程是生物科学与工程技术的有机结合93

第一节 什么是生物工程93

第七章 生物工程概论93

生物工程篇93

三、现代生物工程的特点是高技术、高投入、高利润94

四、现代生物工程将成为21世纪支柱产业之一94

第二节 生物工程的研究内容94

一、基因工程94

二、细胞工程96

三、酶工程99

四、发酵工程101

第八章 基因工程104

第一节 基因工程概述104

一、基因工程的诞生和兴起104

二、基因工程的定义、特点与步骤107

三、基因工程早期开创性的研究成果109

第二节 基因工程常用的工具酶111

一、限制性核酸内切酶111

二、DNA连接酶113

三、DNA聚合酶114

四、DNA修饰酶115

第三节 基因工程常用的克隆载体116

一、质粒载体117

二、噬菌体载体119

三、病毒载体121

四、重组型载体122

第四节 外源目的基因的获得122

一、目的基因的化学合成123

二、构建基因组文库法分离目的基因124

三、酶促合成法制取目的基因125

第五节 目的基因与克隆载体的体外重组128

二、目的基因与λ噬菌体载体的连接130

第六节 重组克隆载体引入受体细胞131

一、受体细胞概述131

二、重组体DNA分子的转化或转染133

三、重组λ噬菌体DNA的体外包装与转导134

四、重组克隆载体导入哺乳动物细胞的转染135

第七节 目的重组体的筛选、鉴定与分析137

一、含目的基因重组体的筛选137

二、目的重组克隆的鉴定139

三、重组DNA的序列分析142

第八节 目的基因在宿主细胞中的表达143

一、外源目的基因在原核细胞中的表达144

二、外源目的基因在真核细胞中的表达147

第九节 基因工程的应用与发展态势147

一、基因工程制药147

二、蛋白质工程149

三、转基因动植物生产药物150

四、基因组工程151

第九章 酶工程153

第一节 酶的基本性质153

一、概论153

二、酶的性质156

三、酶的命名与分类160

四、酶的作用机制163

五、变构酶、同工酶及诱导酶170

第二节 酶促反应动力学173

一、酶促反应速度的测定174

二、底物浓度对酶促反应速度的影响174

三、酶浓度对酶促反应速度的影响177

四、温度对酶促反应速度的影响177

五、pH值对酶促反应速度的影响178

六、激活剂对酶促反应速度的影响179

七、抑制剂对酶促反应速度的影响179

第三节 酶工程的研究内容及应用180

一、酶工程的定义及分类180

二、酶工程的应用182

二、以基因工程与蛋白质工程改造和设计酶192

三、酶工程热点——酶法转化及拆分合成手性药物192

第四节 酶工程的最新研究进展192

一、微生物酶源是酶工程研究的主源流192

四、构建新酶——抗体酶、核酶及人工合成酶193

第十章 细胞工程195

第一节 细胞工程的发展概况195

第二节 细胞工程的研究内容196

一、植物细胞工程196

一、目的基因与质粒载体的连接202

二、动物细胞工程202

三、微生物细胞工程211

第三节 细胞工程的发展前景220

一、医药卫生业220

二、农牧渔业221

三、能源222

四、环境保护222

第十一章 发酵工程224

第一节 发酵工程概况224

一、发酵工程的概念224

二、发酵工程的组成部分224

三、发酵工程的发展简史225

四、发酵工程产品类型227

五、发酵工程的特点228

六、发酵工程的应用229

第二节 优良菌种的选育229

一、微生物的自然分布229

二、生产菌种的要求和来源230

三、优良菌种的选育232

第三节 发酵的操作方式及工艺控制234

一、微生物发酵的一般过程234

二、发酵的操作方式236

三、发酵工艺的控制237

第四节 生物反应器240

一、机械搅拌式发酵罐241

二、厌氧发酵设备242

第五节 发酵产品的下游加工过程243

一、发酵液预处理和固液分离244

二、目标产物的提取244

一、酒精的发酵生产245

第六节 典型产品的发酵生产245

三、精制及成品加工245

二、丙酮丁醇的发酵生产246

三、谷氨酸的发酵生产246

四、抗生素的发酵生产248

第十二章 新型生物技术及其未来250

第一节 人类基因组计划与后基因组时代250

一、人类基因组计划250

二、后基因组和功能基因组253

第二节 基因诊断和基因治疗256

一、基因诊断257

二、基因治疗260

一、生物芯片技术的产生和概念265

第三节 生物芯片技术265

二、生物芯片技术的一般原理267

三、生物芯片的研究应用概况268

第四节 克隆羊技术269

一、克隆羊“多莉”的问世269

二、生物技术的安全性和社会伦理问题271

第五节 生物能源273

一、生物能源概述274

二、生物能源的来源275

三、生物能源的微生物转化276

第六节 生物材料279

一、生物材料概述279

二、生物材料的应用分类280

参考文献286