化学生物学与生物技术PDF电子书下载

目录 1

《南开大学近代化学教材丛书》序 1

序 1

第1章　绪论 1

1.1　化学生物学及其发展 1

1.1.1　化学生物学的任务与作用 1

1.1.2　化学生物学的发展简史 2

1.1.3　化学生物学与其他相关学科的关系 4

1.1.4　当今化学生物学研究的重要方面 5

1.2　生物技术 6

1.2.1　生物技术发展简况 6

1.2.2　生物技术发展的几个重要方面 7

1.3　生物技术与化学工业 12

1.3.1　生物技术促进化学工业的发展 13

1.3.2　生物催化技术 14

1.4　本书编写的特点 15

1.4.1　基础性 15

1.4.3　前沿性 16

1.4.2　交叉性 16

1.5　网站与主要刊物 17

1.5.1　化学生物学网站 17

1.5.2　化学生物学期刊 19

1.5.3　生物技术网站 20

1.5.4　生物技术期刊 21

参考文献 21

第2章　生物有机化学 23

2.1　氨基酸、多肽和蛋白质性质 23

2.1.1　氨基酸、多肽和蛋白质简介 23

2.1.2　氨基酸的组成、结构与功能 23

2.1.3　肽键、多肽的结构 25

2.1.4　蛋白质的多维结构与功能 26

2.1.5　氨基酸、多肽的化学合成 27

2.2　酶的化学和生物学性质 33

2.2.1　酶的性质与特征 33

2.2.2　酶催化的机理 33

2.2.3　酶催化的化学反应 35

2.3　核酸的化学和生物学性质 40

2.3.1　核酸的化学及生物学简介 40

2.3.2　核酸的组成 40

2.3.3　核酸的结构与功能 42

2.3.4　核苷酸的合成 44

2.3.5　核酸序列分析方法和聚合酶链反应技术 53

2.3.6　核酸与小分子间的相互作用 57

2.4　糖类的化学和生物学性质 70

2.4.1　糖组成、结构性质 70

2.4.2　糖的化学和生物合成方法 73

2.5　化学遗传学 89

2.5.1　化学遗传学简介 89

2.5.2　化学遗传学特例 90

参考文献 91

第3章　生物无机化学 93

3.1　导言 93

3.2.1　重要的生物金属离子 94

3.2　生物无机化学体系中的配位化学原理 94

3.2.2　重要的生物配体 95

3.2.3　配合物的光磁性质 96

3.2.4　混配配合物的形成及其生物意义 98

3.3　金属离子及其配合物与核苷酸和核酸的相互作用 103

3.3.1　金属离子与核苷酸的相互作用 103

3.3.2　金属离子与DNA和RNA的相互作用 103

3.3.3　金属配合物与核酸的相互作用 104

3.3.4　化学核酸酶 107

3.3.5　核酸探针 119

3.4　金属蛋白和金属酶 120

3.4.1　生物电子传递 121

3.4.2　非氧还机理进行的底物结合和活化 129

3.5　几种重要的无机小分子与生物大分子的作用 136

3.5.1　概述 136

3.5.2　稀土与氨基酸、肽及蛋白质的作用 136

3.5.3　稀土与单核苷酸及核酸的作用 139

3.5.4　砷与端粒、端粒酶的作用 140

3.5.5　硒的化学生物学 142

参考文献 144

第4章　生物分析化学 146

4.1　概述 146

4.1.1　任务与作用 146

4.1.2　分类 146

4.1.3　分析特征 148

4.1.4　生物样品的提取与纯化 153

4.2　核酸分析 153

4.2.1　DNA序列分析 154

4.2.2　DNA传感技术 160

4.2.3　单核苷酸多态性研究 171

4.3　蛋白质分析 174

4.3.1　蛋白质分离技术 174

4.3.2　结构与构象研究 186

4.3.3　蛋白质的定量分析 198

4.3.4　蛋白质功能分析 203

4.3.5　蛋白质芯片 203

4.4　生物活性小分子分析 205

4.4.1　一氧化氮分析 206

4.4.2　儿茶酚胺类神经递质分析 208

4.4.3　兴奋剂检测 209

4.5　单细胞分析 213

4.5.1　单细胞组分分析 214

4.5.2　成像分析 219

4.5.3　实时动态监测 222

4.5.4　应用 224

参考文献 227

5.1.1　热力学第一定律与能量转化 230

第5　生物物理化学 230

5.1　生命体系中的热力学原理 230

5.1.2　自由能与反应自发性 231

5.1.3　生命体与“熵” 231

5.1.4　生命体的耗散结构特征 235

5.2　核酸的物理化学性质 238

5.2.1　DNA 238

5.2.2　RNA 241

5.2.3　药物小分子与DNA相互作用的热力学 243

5.3　蛋白质的物理化学性质 251

5.3.1　蛋白质的结构与功能 252

5.3.2　蛋白质折叠与错误折叠 263

5.3.3　RNA折叠与蛋白质折叠 264

5.3.4　小分子与蛋白质相互作用 264

5.3.5　病毒对细胞识别的热力学与动力学 267

5.3.6　生物大分子相互作用的动力学 270

5.4　酶促反应动力学 273

5.4.1　简单酶促反应动力学 273

5.4.2　温度对酶促反应的影响 275

5.4.3　复杂酶促反应动力学 277

5.4.4　酶促反应的抑制作用 277

5.4.5　核酶和抗体酶 281

5.5　线粒体代谢过程热动力学 281

5.5.1　线粒体研究的重要性 282

5.5.2　线粒体代谢过程热动力学模型 282

5.5.3　药物和毒物与线粒体相互作用 284

5.6　细胞反应过程动力学 290

5.6.1　生长代谢动力学 291

5.6.2　非生长代谢过程热动力学 297

5.7　现代生命科学研究中的微量热技术 299

5.7.1　微量热测量原理及仪器简介 300

5.7.2　微量热法的应用 301

5.7.3　差示扫描量热 306

5.7.4　等温滴定量热 306

5.7.5　微量热技术在生研究中的展望 307

参考文献 308

推荐网站 309

第6章　基因工程 310

6.1　概述 310

6.1.1　基因工程的概念 310

6.1.2　基因工程的重大意义 310

6.2　基因克隆 312

6.2.1　传统方法 313

6.2.2　酶促逆转录合成法 315

6.2.3　聚合酶链式反应 316

6.2.4　基因文库法 318

6.2.5　基因芯片法 319

6.2.6　mRNA差异显示法 320

6.2.7　图位克隆法 321

6.3 DNA和RNA分子的切割与连接 322

6.3.1　DNA的切割和连接 322

6.3.2　DNA连接酶 323

6.3.3　DNA聚合酶 323

6.3.4　限制性核酸内切酶 323

6.3.5　RNA的切割和连接 326

6.3.7　内含子 327

6.3.6　剪接反应 327

6.4　基因克隆载体的选择和构建 330

6.4.1　细菌质粒载体 330

6.4.2　噬菌体载体 336

6.4.3　动物病毒载体 342

6.5　重组体的选择和鉴定 344

6.5.1　依赖具选择性载体 345

6.5.2　核酸杂交 348

6.5.3　免疫化学方法 351

6.5.4　DNA-蛋白质筛选法 355

6.6　重组DNA的导入 356

6.6.1　生物学方法 356

6.6.2　化学方法 365

6.6.3　生物化学方法 368

6.6.4　生物物理学方法 371

6.6.5　物理学方法 372

6.7.1　外源基因在微生物中的表达体系 379

6.7　目的基因表达体系的建立……………………………? ? 379

6.7.2　植物细胞表达系统 383

6.7.3　动物细胞表达载体 385

6.7.4　新型的胞浆表达体系 387

6.7.5　基因治疗 387

6.8　基因工程展望 388

6.8.1　基因工程的应用前景 388

6.8.2　伦理、道德、法律问题 389

参考文献 391

7.1　概述 393

第7章　蛋白质工程 393

7.2　蛋白质的生物合成 395

7.2.1　遗传密码 395

7.2.2　蛋白质的合成过程 397

7.2.3　蛋白质生物合成后的加工 403

7.2.4　蛋白质合成的阻断 404

7.3　蛋白质的分子修饰 405

7.3.1　侧链修饰 406

7.3.2　主链修饰 410

7.3.3　通过DNA重组技术生产蛋白 412

7.4　蛋白质的定位与导向 416

7.4.1　细胞内蛋白质定位与导向 416

7.4.2　胞内蛋白质定位的空间障碍及运输方式 418

7.4.3　信号假说 419

7.4.4　蛋白质的分选 421

7.4.5　分子伴侣在蛋白质折叠和运转中的作用 424

7.5　蛋白质工程策略与展望 426

7.5.1　研究主要内容 426

7.5.2　蛋白质工程基本步骤 427

7.5.3　蛋白质工程实际应用举例 428

7.5.4　研究进展及应用前景 430

7.6　生物信息学在基因组学和蛋白质组学中的应用 432

7.6.1　概述 432

7.6.2　生物信息学在蛋白质组学中的应用 434

7.6.3　生物信息学的应用前景 437

参考文献 438

推荐网站 438

8.1.1　发酵工程定义 439

8.1.2　发酵工程的发展简史 439

第8章　发酵工程 439

8.1　发酵工程概述 439

8.1.3　发酵工业的特点及应用 441

8.1.4　工业发酵的类型 443

8.1.5　发酵工艺的一般过程 443

8.2　工业微生物菌种与培养基 444

8.2.1　常用的工业微生物菌种 444

8.2.2　工业微生物菌种筛选 445

8.2.3　工业微生物菌种选育 447

8.2.4　工业微生物菌种保藏 448

8.2.5　基因工程菌的构建及其应用 449

8.2.6　发酵培养基 450

8.3　无菌技术 451

8.3.1　基本概念 451

8.3.2　工业发酵染菌的危害及防治 452

8.3.3　灭菌方法 453

8.3.4　培养基及设备灭菌 454

8.3.5　空气除菌 456

8.4　发酵过程控制 459

8.4.1　概述 459

8.4.2　温度对发酵的影响及其控制 460

8.4.3　溶氧对发酵的影响及其控制 461

8.4.4　pH对发酵的影响及其控制 465

8.4.5　CO2对发酵的影响及其控制 466

8.4.6　基质浓度对发酵的影响及其控制 467

8.5　发酵罐 469

8.5.1　发酵罐的分类 470

8.5.2　发酵罐的设计 470

8.5.3　发酵罐的放大 477

8.6　发酵产物的提取与精制 484

8.6.1　发酵产物提取精制原理………………………………? ? 484

8.6.2　提取精制一般流程和单元操作 486

8.6.3　发酵产品提取精制新技术 491

8.7.1　概述 493

8.7　发酵工程在化学工业中的应用 493

8.7.2　发酵工程改造传统化学工业 494

8.7.3　发酵工程建立新的化学工业 495

8.7.4　发酵工程与绿色化学工业 496

参考文献 498

第9章　细胞工程 499

9.1　概述 499

9.1.1　细胞工程简介 499

9.1.2　细胞工程发展历史 499

9.2.1　细胞培养概述 500

9.2　细胞培养技术 500

9.2.2　植物细胞组织培养 501

9.2.3　动物细胞培养 504

9.2.4　微生物细胞培养 506

9.3　原生质体融合 508

9.3.1　原生质体的分离与纯化 508

9.3.2　融合的方法及其原理 510

9.3.3　融合子的筛选与杂种的鉴定 511

9.3.4　杂交瘤技术及应用 513

9.3.5　细胞融合的新进展 515

9.4　染色体工程 517

9.4.1　概述 517

9.4.2　多倍体育种 517

9.4.3　单倍体育种 518

9.4.4　雌雄核发育 519

9.4.5　动物的性别控制 521

9.4.6　染色体技术 524

9.5.1　基本概念 525

9.5　动物细胞克隆技术 525

9.5.2　克隆的技术基础 526

9.5.3　克隆动物一般制备技术 527

9.5.4　克隆技术新进展——干细胞技术………? ? 528

9.5.5　克隆技术的应用及意义 531

9.6　植物细胞工程应用 531

9.6.1　植物细胞培养生产天然产物 531

9.62　人工种子 532

9.6.3　植物细胞工程育种 533

9.6.4　植物离体快速繁殖 534

9.7　动物细胞工程应用 535

9.7.1　动物细胞培养的应用 535

9.7.2　胚胎工程的应用 535

9.7.3　转基因动物及其应用 540

9.8　细胞工程存在的问题与展望 542

9.8.1　生物伦理问题 542

9.8.2　生物安全问题 545

9.8.3　展望 546

参考文献 547