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绪论 1

第一节 生物技术概述 1

一、生物技术的定义 1

二、生物技术研究的内容 1

三、生物技术涉及的学科 2

第二节 生物技术的发展 5

一、传统生物技术的产生 5

二、现代生物技术的发展 5

三、生物技术对经济和社会发展的影响 5

本章小结 9

复习思考题 9

第一章 基因工程 11

第一节 基因工程概述 11

一、基因工程的含义 11

二、基因工程研究的理论依据 11

三、基因工程操作的基本技术路线 12

四、基因工程研究突出的优点 12

第二节 DNA重组 13

一、DNA概述 13

二、目的DNA片段的获得 17

三、DNA片段的连接 21

第三节 基因克隆载体 22

一、质粒载体 23

二、病毒（噬菌体）克隆载体 25

三、人工染色体载体——大片段克隆载体 27

四、体内同源重组整合载体（系统） 29

第四节 目的基因的制备 32

一、目的基因的来源 32

二、分离目的基因的途径 32

第五节 目的基因导入受体细胞 36

一、受体细胞 36

二、重组DNA分子导入受体细胞 37

三、克隆子的筛选 39

第六节 重组子的鉴定 41

一、根据重组DNA分子特征鉴定重组子 41

二、根据目的基因转录产物mRNA鉴定重组子 43

三、根据目的基因翻译产物蛋白质（酶）、多肽鉴定重组子 43

第七节 基因工程的应用和安全性问题 44

一、基因工程的应用 44

二、基因工程的安全性问题 44

本章小结 45

复习思考题 45

实训一 植物基因组DNA的提取 47

第二章 细胞工程 48

第一节 细胞工程概述 48

一、细胞工程的基本概念 48

二、细胞工程基础知识 48

三、细胞工程基本技术 49

第二节 植物细胞工程及其应用 49

一、植物组织培养 49

二、植物细胞培养和次生代谢物的生产 51

三、植物细胞原生质体的制备与融合 53

四、单倍体植物诱发与利用 56

五、人工种子的研制 58

六、植物脱病毒技术 60

第三节 动物细胞工程及其应用 61

一、动物细胞培养 61

二、动物细胞组织培养 61

三、动物细胞融合 62

四、单克隆抗体生产技术 63

五、细胞核移植与动物克隆 64

六、染色体转移 66

七、干细胞研究 67

第四节 微生物细胞工程 70

一、原核细胞的原生质体融合 70

二、真菌的原生质体融合 70

本章小结 71

复习思考题 71

实训二 植物组织培养 73

实训三 蝴蝶兰快速繁殖技术 74

第三章 发酵工程 76

第一节 发酵工程概述 76

一、发酵工程的概念 76

二、发酵类型 76

三、发酵技术的特点及应用 78

第二节 微生物发酵过程 78

一、工业生产常用微生物 79

二、培养基 79

三、发酵的一般过程 80

第三节 液体深层发酵 82

一、深层发酵的操作方式 82

二、发酵工艺控制 85

三、发酵设备 87

四、下游加工过程 89

第四节 固体发酵 91

第五节 典型产品的发酵生产 92

一、抗生素发酵生产 92

二、氨基酸发酵生产 93

三、维生素发酵生产 94

四、柠檬酸的生产 95

五、发酵乳的生产 95

本章小结 96

复习思考题 96

实训四 豆腐乳的制作 98

第四章 酶工程 100

第一节 酶工程概述 100

一、酶及酶工程的概念 100

二、酶的发展历程 102

第二节 酶的发酵生产 103

一、产酶菌种的筛选 103

二、基因工程菌的构建 104

三、微生物酶的发酵生产 104

第三节 酶的分离纯化 107

一、酶制剂生产的基本过程 107

二、酶的纯度与酶活力 111

三、酶制剂的保存 111

第四节 酶分子的改造 112

一、酶分子修饰 112

二、酶的蛋白质工程 113

三、生物酶的人工模拟 114

第五节 酶与细胞的固定化 114

一、酶的固定化 115

二、细胞的固定化 116

三、固定化酶的性质 117

四、固定化酶的指标 117

第六节 酶反应器 118

一、酶反应器的基本类型 118

二、酶反应器的设计原则 119

三、酶反应器的性能评价 119

四、酶反应器的操作 119

第七节 生物传感器 120

一、生物传感器的原理 120

二、生物传感器的分类 121

三、生物传感器的发展前景 122

第八节 酶的应用 122

一、酶应用的领域 122

二、酶应用的例子 123

本章小结 126

复习思考题 126

实训五 淀粉酶在果葡糖浆生产上的应用 127

第五章 蛋白质工程 130

第一节 蛋白质工程概述 130

一、蛋白质工程的概念 130

二、蛋白质概述 131

第二节 蛋白质工程的研究方法 132

一、蛋白质工程的研究策略 132

二、改变现有蛋白质的结构 133

三、蛋白质全新设计 133

第三节 蛋白质工程的应用实例 134

一、胰蛋白酶 134

二、金属硫蛋白 134

三、人白细胞介素-2 135

四、组织纤维蛋白溶酶原激活因子 135

五、枯草杆菌蛋白酶 136

本章小结 137

复习思考题 137

实训六 胰蛋白酶酶活力的测定 138

第六章 生物技术与食品 142

第一节 生物技术与食品生产 142

一、单细胞蛋白 142

二、食品和饮料的发酵生产 149

三、酶与食品加工 157

四、新型甜味剂 158

五、其他食品添加剂 161

六、转基因食品 161

七、重组牛生长激素（rBST） 163

八、转基因动物 164

九、转基因植物 165

第二节 生物技术与食品包装 167

一、酶工程在食品包装中的应用 167

二、基因工程在食品包装中的应用 168

三、包装检测指示剂在食品包装中的应用 169

四、生物信息技术在食品包装检测中的应用 169

第三节 生物技术与食品检测 170

一、核酸探针技术 170

二、聚合酶链反应技术（PCR） 173

三、DNA芯片与微阵列技术 174

四、抗体检测系统 176

五、荧光检测技术 179

六、生物传感器检测技术 180

第四节 转基因生物与食品安全 180

一、转基因食品的PCR检测 181

二、转基因食品的ELISA检测 181

三、转基因食品的生物芯片检测 181

第五节 伦理、安全和规范 182

一、消费者的观点和食品生物技术 182

二、转基因作物的安全评估和规范 183

第六节 生物技术与未来食品工业 189

一、新时代食品工业的特点 189

二、现代生物技术在未来食品工业上的应用 189

本章小结 190

复习思考题 191

实训七 发酵法生产多维胡萝卜饮料 191

第七章 生物技术与农业 193

第一节 生物技术与种植业 193

一、生物技术在诱导植物雄性不育中的应用 193

二、生物技术培育抗逆性作物品种 195

三、转基因作物品质改良 199

四、植物细胞工程的应用 199

五、生物农药及生物控制 201

第二节 生物技术与养殖业 201

一、动物转基因技术与分子育种 202

二、动物繁殖新技术 205

三、生物技术与动物饲料工业 209

四、畜禽基因工程疫苗 211

五、动物生物反应器 212

六、核移植技术及其在养殖业中的应用 212

七、胚胎干细胞技术在养殖业中的应用 213

本章小结 214

复习思考题 214

第八章 生物技术与人类健康 216

第一节 生物技术与疫苗 216

一、疫苗概述 216

二、病毒性疾病疫苗 220

三、细菌性疾病疫苗 224

四、寄生虫病疫苗 229

五、DNA疫苗 229

六、避孕疫苗 230

七、治疗性疫苗 230

第二节 生物技术与疾病诊断 231

一、ELISA技术与单克隆抗体 232

二、DNA诊断技术 235

第三节 生物技术与生物制药 238

一、抗生素及其他天然药物 239

二、基因工程药物 241

三、治疗性抗体 243

第四节 生物技术与生物疗法 244

一、基因治疗 244

二、干细胞的利用 245

第五节 人类基因组计划 246

一、HGP产生的背景 246

二、HGP的任务 247

三、HGP研究进展 247

四、HGP对医学发展的影响 247

五、基因资源的保护 248

六、我国的HGP计划 248

本章小结 249

复习思考题 250

第九章 生物技术在其他方面的应用 252

第一节 生物技术与能源 252

一、微生物技术与石油开采 252

二、未来石油的替代物——乙醇 254

三、植物“石油” 256

四、传统可再生能源——甲烷 256

五、未来的新能源——氢能 259

第二节 生物技术与环境 259

一、污水处理 259

二、大气净化 262

三、固体废弃物的生物处理 264

四、被污染的环境的生物修复 265

五、环境污染监测与评价的生物技术 269

第三节 对生物技术发明创新的保护 270

一、专利保护 270

二、商业秘密 271

三、生物技术发明的其他保护形式 272

四、生物技术专利保护的负面影响 273

第四节 生物技术安全性及其应对措施 274

一、转基因生物的安全性 274

二、动物克隆 275

三、生物武器 275

四、人类基因的研究、应用与影响 277

本章小结 278

复习思考题 279

参考文献 280