现代生命科学进展 第2版PDF电子书下载

第1章 中心法则的补充和发展 1

1.1 中心法则的要点及其面临的挑战 1

1.1.1　中心法则的提出 1

1.1.2　20世纪70年代后的补充 1

1.1.3　20世纪90年代面临的新挑战 2

1.1.4　全面认识RNA生物功能的多样性和重要性 2

1.1.5　表观效应可以遗传 3

1.2　以蛋白质为模板的肽链合成 5

1.2.1　合成短杆菌肽S的多酶体系 5

1.2.2　以多酶体系为模板合成GS的步骤 6

1.2.3　以非核糖体合成酶为模板合成Surfactin短肽的过程 7

1.3　朊病毒的繁殖与复制模型 9

1.3.1　朊病毒的性质 9

1.3.2　两种不同类型的prp 10

1.3.3　prpsc的繁殖与复制 11

1.4　蛋白质的自剪接 14

1.4.1　蛋白质的内含子和外显子 14

1.4.2　蛋白质自剪接机制 15

1.5　新生肽的折叠 16

1.5.1　新生肽折叠研究中的新观点 16

1.5.2　帮助新生肽折叠的蛋白质——分子伴侣 17

1.5.3　分子内分子伴侣 19

思考题 20

主要参考文献 21

第2章　人类基因组计划与基因组工业的崛起 22

2.1　人类基因组计划的提出及其意义 22

2.1.1　基因和基因组 22

2.1.2　人类基因组计划的建立 22

2.2　人类基因组计划的内容 23

2.2.1　人类基因组计划的研究目标 23

2.2.2　人类基因组计划的技术路线 23

2.3　人类基因组计划的作图 24

2.3.1　遗传作图 24

2.3.2　物理作图 24

2.4　人类基因组计划的测序 25

2.4.1　测序策略 25

2.4.2　测序技术 26

2.5　人类基因组计划的信息处理 26

2.5.1　建立和发展数据库 26

2.5.2　建立和发展相应的软件 27

2.6　人类基因组计划研究进展 28

2.6.1　酿酒酵母基因组的DNA序列 28

2.6.2　大肠杆菌基因组的DNA序列 30

2.6.3　秀丽新小杆线虫基因组的DNA序列 34

2.6.4　果蝇基因组的DNA序列 36

2.6.5　人类22号染色体的DNA序列 39

2.6.6　人类21号染色体的DNA序列 42

2.6.7　人类20号染色体的DNA序列 47

2.6.8　水稻（籼稻）基因组的DNA序列 47

2.6.9　拟南芥基因组的DNA序列 47

2.7　我国人类基因组研究计划 47

2.8　人类基因组计划推动了基因组工业的崛起 48

2.9　人类基因组计划的实施带动了新学科的产生和发展 49

思考题 49

主要参考文献 50

第3章　基因组学 51

3.1　基因组学的提出及其任务 51

3.2　结构基因组学 51

3.2.1　基因组作图 52

3.2.2　序列分析 53

3.2.3　基因组分析 53

3.3　功能基因组学 55

3.3.1　功能基因组学的提出 55

3.3.2　功能基因组的研究方法 55

3.4　比较基因组学 56

3.4.1　比较基因组学的任务 56

3.4.2　比较基因组学的研究方法 58

3.5　药物基因组学 59

3.5.1　个体对药物不同反应的遗传背景研究 60

3.5.2　为药物设计和筛选提供依据 60

3.6　基因组研究推动了现代生物医药业的第三次浪潮 61

3.6.1　现代生物医药业概况 61

3.6.2　生物医药的三次浪潮 61

思考题 62

主要参考文献 62

第4章　蛋白质组学 64

4.1　蛋白质组学的产生 64

4.2　蛋白质组及蛋白质组学的概念 64

4.3　高通量mRNA表达分析技术 65

4.4　双向凝胶电泳 66

4.4.1　双向凝胶电泳（2-DE）原理 67

4.4.2　图像分析与数据库构建 68

4.5　生物质谱技术 69

4.5.1　种类及其原理 69

4.5.2　肽质量指纹谱鉴定技术（PMF） 71

4.5.3　肽序列标签串联质谱技术（PST） 72

4.5.4　翻译后修饰蛋白质的鉴定 72

4.6　蛋白质组数据库 72

4.7　蛋白质芯片技术 73

4.8　分析蛋白质－蛋白质相互作用的酵母双杂交系统 73

4.8.1　酵母双杂交系统的基本原理 73

4.8.2　酵母双杂交系统的改进 74

4.9　蛋白质组研究进展 75

4.9.1　病毒蛋白质组研究 75

4.9.2　细菌蛋白质组研究 76

4.9.3　酿酒酵母蛋白质组研究 76

4.9.4　多细胞生物蛋白质组研究 78

思考题 80

主要参考文献 80

第5章　迅速发展中的转录组学和代谢组学 82

5.1　转录组学 82

5.1.1　转录物的多样性 82

5.1.2　转录组及转录组学的含义 83

5.1.3　转录组学研究的方法 83

5.2　代谢组学 85

5.2.1　代谢组学的定义和研究任务 85

5.2.2　代谢组学的研究方法 86

5.2.3　代谢网络和数据库 87

思考题 88

主要参考文献 88

第6章　生物信息学 90

6.1　生物信息学及其产生的背景 90

6.2　发现编码蛋白的新基因 91

6.3　寻找蛋白质家族新成员及预测二级结构 93

6.4　用EST分析推导全长蛋白质编码序列 94

6.5　分子系统发育分析 95

6.5.1　距离法 96

6.5.2　最大简约法 96

6.5.3　最大似然法 96

6.5.4　分子系统树检验 97

6.5.5　分子系统发育分析软件 97

6.6　生物信息学的公用数据库 97

6.6.1　序列数据库 97

6.6.2　数据库的电子邮件检索 99

6.6.3　怎样向数据库发送核酸序列数据 100

6.7　生物信息学的分析工具 102

6.7.1　序列相似性查询软件 102

6.7.2　预测蛋白质结构的软件 103

6.8　生物信息学的应用 105

6.8.1　基因组分析和蛋白质组分析方面 105

6.8.2　生物芯片方面 105

6.8.3　药物开发方面 106

6.8.4　遗传流行病学方面 106

思考题 106

主要参考文献 107

第7章　分子生物学技术进展 108

7.1 PCR技术的进展 108

7.1.1　PCR技术是分子生物方法学上的一次革命 108

7.1.2　实时定量PCR 109

7.1.3　快速扩增cDNA末端 111

7.1.4　芯片PCR技术 112

7.1.5　固相PCR 113

7.1.6　电子PCR 114

7.1.7　快循环PCR 114

7.1.8　滚环DNA扩增 115

7.1.9　LAPCR（10ng and accurate PCR）技术 116

7.1.10　乳胶PCR 117

7.2　DNA序列分析技术新进展 118

7.2.1　Pyrosequencing技术 118

7.2.2　在微微升反应系统中对Mycoplasma genitalium基因组序列分析 119

7.2.3　一种快速非电泳DNA序列分析细菌基因组技术 121

7.2.4　一种检测人类全基因组SNP基因型的序列分析技术 122

7.3 结合微流（Microfluidics）技术开创分子生物技术新篇章 123

7.3.1　什么是Microfluidics 123

7.3.2　微流技术用于分离和培养细胞 124

7.3.3　微流技术用于PCR 126

7.3.4　微流技术用于凝胶电泳 126

7.3.5　微流技术用于DNA合成 127

7.3.6　微流技术和微阵列 128

7.3.7　微流技术与药物开发 128

7.4　DNA芯片技术的原理及应用 129

7.4.1　什么是DNA芯片 129

7.4.2　DNA芯片的两种形式 129

7.4.3　制备FormatⅠ芯片 129

7.4.4　制备FormatⅡ芯片 130

7.4.5　靶DNA与探针杂交及荧光标记检测 131

7.4.6　DNA芯片技术的应用 132

7.5　蛋白质芯片技术原理及应用 133

7.5.1　什么是蛋白质芯片 133

7.5.2　蛋白质芯片的制备 134

7.5.3　靶蛋白与捕捉分子结合情况的检测 134

7.5.4　蛋白质芯片的应用 135

7.6　基因表达连续分析技术 136

7.7 DNA shuffling技术 136

7.7.1　DNA shuffling技术原理 138

7.7.2　DNA shuffling操作步骤 138

7.7.3　DNA shuffling效果 138

7.8　噬菌体表面呈现技术 139

7.8.1　噬菌体表面呈现技术原理及操作步骤 139

7.8.2　噬菌体表面呈现技术的应用 140

7.9　遗传分子标记技术研究进展 141

7.9.1　限制性片段长度多态性（RFLP）标记 141

7.9.2　随机扩增多态性DNA标记 145

7.9.3　AFLP标记 146

7.9.4　微卫星多态性标记 147

7.9.5　单链构象多态性标记 149

7.9.6　单核苷酸多态性（SNP）标记 151

7.9.7　SCAR标记 153

7.9.8　CAPs标记 154

7.9.9　STS和EST 154

7.10　RNA干扰技术的研发 155

7.10.1　什么是RNA干扰技术 155

7.10.2　RNA干扰技术的机制 155

7.10.3　RNA干扰技术的应用 157

7.10.4　miRNA 158

7.11　蛋白质转导技术 160

7.11.1　蛋白质转导 160

7.11.2　蛋白质转导结构域 161

7.11.3　蛋白质转导的应用潜力 162

7.12　纳米技术在生命科学中的应用 162

7.12.1　生物制药中的应用 162

7.12.2　生物组织工程中的应用 163

7.12.3　开发新型荧光生物标记 163

思考题 164

主要参考文献 164

第8章　基因工程研究进展 167

8.1　转基因植物 167

8.1.1　转基因植物的目的基因 168

8.1.2　分离、鉴定和修饰目的基因 170

8.1.3　转化方法 172

8.1.4　转化细胞的筛选及转基因植物的鉴定 174

8.1.5　提高外源基因表达的研究 176

8.1.6　植物反应器制药 178

8.1.7　转基因植物的安全性 178

8.2　转基因动物 179

8.2.1　转基因动物的技术原理及发展 179

8.2.2　转基因动物乳腺反应器制药业的兴起 182

8.3　克隆动物及其意义 184

8.3.1　克隆动物研究简史 185

8.3.2　克隆动物的技术 186

8.3.3　体细胞核移植进展 187

8.4　基因治疗 188

8.4.1　基因转移技术 189

8.4.2　基因转移的受体细胞 191

8.4.3　外源基因的靶向表达 191

8.4.4　肿瘤基因治疗的策略 192

8.4.5　基因治疗研究进展 193

8.5　生物制药产业的发展 195

思考题 196

主要参考文献 196

第9章　免疫分子生物学 198

9.1　免疫的概念和基础知识 198

9.1.1　免疫的现代概念及功能 198

9.1.2　免疫反应的特征 198

9.1.3　免疫器官和淋巴组织 200

9.1.4　免疫细胞 201

9.1.5　克隆选择假说 202

9.2　免疫的分子生物学 204

9.2.1　免疫球蛋白的分子结构 205

9.2.2　免疫球蛋白的基因结构 206

9.2.3　免疫球蛋白基因重排与DNA的多样性 208

9.2.4　免疫球蛋白基因表达 212

9.2.5　T细胞抗原受体（TCR）基因表达 214

9.2.6　主要组织相容性复合体 216

9.2.7　MHC的细胞特异性表达及发育调控 217

9.3　杂交瘤单克隆抗体技术 221

9.3.1　杂交瘤单克隆抗体技术的理论基础 221

9.3.2　杂交瘤单克隆抗体技术 223

9.3.3　单克隆抗体的应用 224

9.4　基因工程抗体与抗体库技术 224

9.4.1　反转录PCR（RT-PCR）克隆Ig可变区基因 225

9.4.2　鼠－人嵌合体的构建 226

9.4.3　单链抗体 226

9.4.4　噬菌体抗体库技术 227

思考题 229

主要参考文献 229

第10章　发育分子生物学 230

10.1　生物的个体发育 230

10.1.1　发育的概念 230

10.1.2　生殖细胞和受精 230

10.1.3　早期胚胎发生 230

10.1.4　发育中基因活动的理论 232

10.1.5　同源转换区基因与同源域蛋白 232

10.2　细胞周期的调控 236

10.2.1　细胞周期及其调控体系 236

10.2.2　周期蛋白 237

10.2.3　周期蛋白依赖性蛋白激酶（Cdk） 237

10.3　细胞程序性死亡 238

10.3.1　细胞凋亡与细胞坏死 238

10.3.2　细胞凋亡的生物学意义 239

10.3.3　细胞凋亡的机制 240

10.3.4　细胞凋亡与疾病 242

10.4　细胞的信号传导 244

10.4.1　酪氨酸激酶途径 246

10.4.2　G蛋白耦联的信号传递途径 249

10.5　干细胞研究进展 251

10.5.1　什么是人的胚胎干细胞 251

10.5.2　人胚胎干细胞研究进展 252

10.5.3　成体干细胞概念的变化 252

10.5.4　成体干细胞的鉴别与分离纯化 253

10.5.5　成体干细胞向多种功能细胞的诱导分化 254

10.5.6　成体干细胞的应用前景 255

10.6　个体发育的调控 256

10.6.1　果蝇的发育依赖于大量转录调节因子的级联反应 256

10.6.2　在早期胚胎发育中母体效应基因的产物形成轴性梯度 257

10.6.3　背－腹轴发育利用特定的受体－配体相互作用 258

10.6.4　决定体节发育的基因调节 259

10.6.5　果蝇同源转换区基因复合座与发育调控 260

思考题 261

主要参考文献 261

第11章　神经生物学 262

11.1　细胞神经生物学 262

11.1.1　神经元的功能结构 262

11.1.2　神经纤维兴奋的产生及其传导的机制 263

11.1.3　突触的结构、类型以及突触传递机制 264

11.1.4　神经胶质细胞 266

11.2　分子神经生物学 268

11.2.1　神经递质、调质、神经内分泌 268

11.2.2　神经生长因子及营养因子 269

11.2.3　神经活动过程中c-fos/c-jun基因表达的研究 270

11.2.4　离子通道 273

11.3　泛脑网络学说 276

11.3.1　泛脑层次与泛脑关系 276

11.3.2　泛脑网络学说的意义 279

思考题 280

主要参考文献 280

第12章　癌基因的分子生物学 282

12.1　细胞转化 282

12.2　癌基因 282

12.2.1　原癌基因的发现 282

12.2.2　反转录病毒癌基因的起源 283

12.2.3　原癌基因编码的蛋白质种类 284

12.2.4　原癌基因与蛋白激酶的关系 285

12.2.5　原癌基因与信号转导系统的关系 285

12.2.6　原癌基因和生长因子的关系 286

12.2.7　原癌基因和转录因子的关系 286

12.3　抑癌基因 287

12.3.1　p53 287

12.3.2　p21 289

12.3.3　p19ARF、p16INK4a、pRb 290

12.4　癌变理论 290

12.4.1　增强子插入模型 290

12.4.2　转座子模型 291

12.4.3　基因突变说 292

12.4.4　癌基因的两阶段作用学说 292

12.4.5　癌基因的表观遗传学 293

12.5　肿瘤抗原 294

12.6　肿瘤治疗 297

思考题 297

主要参考文献 297

第13章　病毒的分子生物学 299

13.1　艾滋病毒的分子生物学 299

13.1.1　艾滋病毒的致病性 299

13.1.2　HIV病毒的结构 302

13.1.3　HIV的生活周期 305

13.1.4　HIV－Ⅰ基因的表达调控 310

13.1.5　HIV预防与治疗 315

13.2　SARS冠状病毒的研究 317

13.2.1　冠状病毒的形态结构 318

13.2.2　冠状病毒RNA基因组 318

13.2.3　SARS病毒蛋白质组 320

13.2.4　SARS病毒的检测 321

13.2.5　SARS病的疫苗和治疗药物 322

13.3　丙型肝炎病毒（HCV）的研究 322

13.3.1　HCV基因组的结构与功能 322

13.3.2　HCV的致病性、检测和治疗 324

13.4　禽流感病毒的研究 325

13.4.1　AIV的形态与结构 326

13.4.2　AIV的致病机理 327

13.4.3　AIV的诊断与防治 328

思考题 328

主要参考文献 329

第14章　环境生物学 330

14.1　环境生物学概述 330

14.1.1　环境生物学的定义 330

14.1.2　环境生物学的研究内容 330

14.1.3　环境生物学的形成与发展 330

14.2　环境污染物在生态系统中的行为 331

14.2.1　环境污染源和污染物 331

14.2.2　污染物在环境中的迁移、转化和生物放大 332

14.2.3　污染物的群落与生态系统效应 333

14.3　环境监测与评价的生物学方法 335

14.3.1　生物监测 335

14.3.2　危害性与风险评价 337

14.4　环境污染的生物净化与降解 338

14.4.1　水污染的生物防治 338

14.4.2　大气污染的生物防治 342

14.4.3　土壤污染的生物治理 342

14.4.4　固体废弃物的生物处理 343

14.4.5　基因工程在环境污染生物处理中的应用 343

14.5　生物资源的保护 344

14.5.1　自然资源过度开发 344

14.5.2　生物多样性保护 347

思考题 348

主要参考文献 348

第15章　生物进化研究 349

15.1 向进化论挑战的寒武纪生物大暴发 349

15.1.1 困扰达尔文的寒武纪生物群大暴发之谜 349

15.1.2　我国澄江生物群寒武纪大暴发的确证 350

15.1.3　寒武纪大暴发成因的推测 352

15.1.4　进化论在化石记录中面对的主要难题 353

15.2　黑格尔“重演论”虚伪性的被揭露 354

15.2.1　黑格尔“重演论”的依据 354

15.2.2　黑格尔“重演论”依据的虚伪性 355

15.3　关于生命起源的探索 356

15.3.1 “先有蛋白质”之说 357

15.3.2 “先有核酸”之说 358

思考题 359

主要参考文献 359

第二版后记 361

第一版后记 362