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第一章　绪论1

第一节　现代生物技术的概念1

一、生物技术的含义1

二、生物技术的内容2

三、现代生物技术涉及的学科3

第二节　生物技术的发展简史5

第三节　现代生物技术的主要应用7

一、农业生产上的应用7

二、医药产业上的应用9

三、能源开发和环境保护方面的应用12

四、工业生产上的应用13

小结14

复习思考题14

主要参考文献14

第二章　基因工程15

第一节　基因工程基础15

一、概述15

二、基因工程的定义15

三、基因工程的内容和方法16

四、基因工程的分子生物学基础16

第二节　工具酶19

一、限制性内切酶20

二、连接酶23

三、修饰酶23

第三节　基因工程载体29

一、质粒载体29

二、噬菌体载体32

三、柯斯质粒载体33

第四节目的基因的制备34

一、目的基因34

二、基因文库34

三、目的基因的获取35

第五节　基因与载体连接37

一、重组DNA的概念37

二、载体DNA与外源基因片段的连接38

三、最佳连接反应42

第六节　重组DNA导入受体细胞42

一、目的DNA片段的扩增42

二、感受态细胞的制备43

三、重组体导入受体细胞43

第七节　重组子的筛选与鉴定44

一、遗传检测法45

二、核酸分析法47

三、物理检测法49

四、目的基因转录产物检测51

五、目的基因翻译产物检测52

小结52

复习思考题52

主要参考文献53

第三章　细胞工程54

第一节　细胞工程基础54

一、细胞工程的概念54

二、细胞工程基础知识55

三、细胞工程基本操作技术61

第二节　植物细胞工程62

一、植物体细胞胚胎发生62

二、植物细胞培养67

三、植物体细胞杂交74

四、单倍体植物的培养77

五、合子胚培养81

六、植物组织培养84

第三节　动物细胞工程85

一、动物细胞组织培养86

二、动物细胞融合89

三、动物细胞拆合93

第四节　微生物细胞工程98

一、微生物细胞融合98

二、原核细胞的原生质体融合99

三、真菌的原生质体融合100

小结100

复习思考题101

主要参考文献101

第四章　发酵工程102

第一节　发酵工程基础103

一、发酵工程的内容103

二、发酵技术的特点及应用105

第二节　发酵过程与工艺控制106

一、发酵常用微生物106

二、培养基108

三、发酵的一般过程110

四、发酵工艺控制112

第三节　发酵设备与发酵类型115

一、发酵设备115

二、发酵类型119

第四节　发酵下游加工过程125

一、发酵液预处理和固液分离125

二、发酵产物的提取125

三、精制131

四、成品加工132

第五节　典型产品的发酵生产132

一、抗生素发酵生产132

二、氨基酸发酵生产134

三、维生素发酵生产136

小结137

复习思考题137

主要参考文献137

第五章　酶工程139

第一节　酶工程基础140

一、酶的分类与命名140

二、酶的催化特性141

三、产酶菌种的选育和保藏141

第二节　酶的微生物发酵生产146

一、菌种的活化和扩大培养146

二、发酵培养基的制备146

三、酶合成的促进剂和阻遏物147

四、酶的发酵生产方法148

五、酶的发酵条件控制148

第三节　酶的分离纯化149

一、酶分离纯化的一般程序149

二、酶分离提取的条件控制150

三、酶的工业分离纯化技术150

四、酶的精制技术155

五、酶制剂的保藏条件159

第四节　酶分子的改造160

一、酶分子化学修饰160

二、生物酶工程163

第五节　酶的固定化与酶反应器166

一、酶的固定化166

二、细胞的固定化168

三、酶反应器169

第六节　生物传感器171

一、生物传感器的工作原理171

二、生物传感器的类型172

三、生物传感器的作用特点173

四、生物传感器的应用174

小结174

复习思考题174

主要参考文献175

专题篇177

第六章　基因克隆策略与转基因技术177

第一节　基因克隆策略177

一、一般克隆法177

二、功能克隆法181

三、表性克隆法182

四、插入分离法185

五、位置克隆法186

六、分子间互相作用法188

第二节　转基因技术190

一、动物转基因技术190

二、植物转基因技术193

三、微生物转基因技术198

四、报告基因和选择标记199

小结203

复习思考题203

主要参考文献203

第七章　转基因生物外源基因表达及其安全性205

第一节　转基因生物外源基因表达205

一、外源基因表达系统205

二、外源基因对转基因生物遗传的影响212

三、影响外源基因表达的主要因素及其调控策略215

四、基因表达调控技术217

第二节　转基因生物的安全性及其风险评估220

一、转基因生物安全性220

二、转基因生物安全性评价222

小结229

复习思考题230

主要参考文献230

第八章　基因组学与基因组工程231

第一节　基因组学概况231

一、基因组学概念231

二、基因组图谱的构建232

三、功能基因组学与蛋白质组学233

第二节　主要生物基域组研究进展234

一、人类基因组234

二、植物基因组236

三、微生物基因组244

第三节　基因组工程245

一、基因组工程的概念245

二、基因组工程及其在方法学上的差异246

三、基因组工程的主要应用展望247

第四节　生物芯片248

一、概述248

二、基因芯片248

三、蛋白芯片252

小结252

复习思考题254

主要参考文献254

第九章　生物信息学255

第一节　生物信息学的基本概念255

第二节　分子生物信息数据库及其分析256

一、分子生物信息数据库256

二、数据库的查询与搜索263

第三节　生物信息学的主要应用266

一、大规模基因组测序中的信息分析266

二、新基因和单核苷酸多态性的发现与鉴定266

三、非编码区信息结构分析267

四、遗传密码的起源和生物进化研究268

五、完整基因组的比较研究268

六、大规模基因功能表达谱的分析269

七、蛋白质结构的预测与药物设计269

八、生物信息学在基因芯片上的应用270

九、生物信息学在农业育种上的应用271

第四节　生物技术发明的保护272

一、专利保护272

二、商业秘密275

三、植物育种者的权益276

四、对生物技术发明实施保护的紧迫性276

小结277

复习思考题278

主要参考文献278

第十章　生物反应器技术280

第一节　生物反应器基础280

一、质量、热量和动量传递过程280

二、生物反应器培养过程实质281

第二节　微生物培养反应器技术282

一、微生物培养环境与营养282

二、微生物培养生物反应器287

三、微生物培养应用289

第三节　植物细胞培养生物反应器技术290

一、植物细胞培养特征290

二、植物细胞培养生物反应器292

三、植物细胞培养的应用293

第四节　动物细胞培养生物反应器技术294

一、动物细胞培养特征294

二、动物细胞培养生物反应器296

三、动物细胞培养的应用298

第五节　其他生物反应器298

一、转基因植物生物反应器298

二、转基因动物生物反应器301

小结302

复习思考题303

主要参考文献303

应用篇305

第十一章　生物技术与农业305

第一节　植物生物技术305

一、植物组织培养在农业上的应用305

二、体细胞杂交在植物育种中的应用307

三、植物人工种子的研制308

四、植物细胞培养及次生代谢产物的生产311

五、植物转基因育种313

六、农作物分子标记辅助育种317

第二节　动物生物技术320

一、动物转基因技术321

二、动物克隆技术324

三、胚胎生物工程技术326

四、分子生物技术332

五、动物生物技术的趋势及展望333

第三节　微生物生物技术334

一、生物固氮334

二、微生物肥料335

三、微生物农药336

四、高等真菌的开发利用337

五、农产品有害残留物质的微生物降解339

小结340

复习思考题341

主要参考文献341

第十二章　生物技术与食品342

第一节　生物技术与食品加工342

一、发酵生产食品与饮料342

二、食品添加剂的生产349

第二节　生物技术与食品检验353

一、免疫学技术的应用353

二、分子生物学技术的应用355

第三节　转基因食品的安全性357

一、遗传工程体特性分析358

二、转基因食品的安全性评价原则358

三、安全性评价的主要内容359

四、安全性评价的数据库利用361

小结362

复习思考题363

主要参考文献363

第十三章　生物技术与环境364

第一节　不同类型污染的生物处理技术364

一、污水的生物处理364

二、固体垃圾的生物处理369

三、大气污染的生物治理371

第二节　石油污染与重金属污染的生物处理372

一、石油污染物的生物降解372

二、重金属污染的生物处理373

三、基因工程菌与污染治理374

第三节　生物技术与环境污染监测377

一、指示生物在环境污染检测中的应用377

二、PCR技术在环境污染检测中的应用379

三、生物传感器在环境污染检测中的应用379

四、生物芯片在环境污染检测中的应用379

小结380

复习思考题380

主要参考文献380

第十四章　生物技术与人类382

第一节　生物技术与诊断382

一、免疫学诊断技术382

二、核酸诊断技术384

第二节　生物技术与疫苗386

一、概述386

二、基因工程亚单位疫苗387

三、基因工程活疫苗387

四、合成疫苗388

五、核酸疫苗388

六、抗独特型疫苗389

七、病毒性疾病的疫苗390

八、细菌性疾病的疫苗391

九、寄生虫病疫苗391

十、避孕疫苗391

十一、其他类疫苗392

第三节　生物技术与制药393

一、微生物制药393

二、基因工程制药395

三、细胞工程制药398

第四节　生物技术与治疗400

一、基因治疗400

二、免疫治疗404

三、器官移植405

第五节　生物组织工程407

一、胚胎干细胞407

二、内皮细胞组织工程408

三、造血细胞工程409

四、成肌细胞组织工程410

五、骨细胞工程411

第六节　生物技术与道德伦理412

一、人类基因组计划与伦理412

二、基因治疗的伦理原则413

三、克隆技术与伦理414

小结418

复习思考题418

主要参考文献419

第十五章　生物技术与能源420

第一节　生物技术与能源开采420

一、微生物与石油开采420

二、石油生物脱硫423

三、石油生物脱氮424

四、煤的生物脱硫425

第二节　生物技术与能源生产427

一、乙醇生产427

二、甲烷生产430

三、氢能432

四、生物燃料电池433

五、海藻434

小结435

复习思考题435

主要参考文献435

附录现代生物技术常见词英汉对照437