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