1 生物技术总论 1
1.1 生物技术的含义 2
1.1.1 生物技术的定义 2
1.1.2 生物技术的种类及其相互关系 2
1.1.3 生物技术涉及的学科 4
1.2 生物技术发展简史 8
1.2.1 传统生物技术的发展 8
1.2.2 现代生物技术的发展 9
1.3 生物技术对经济社会发展的影响 9
1.3.1 改善农业生产、解决食品短缺 9
1.3.2 提高生命质量、延长人类寿命 12
1.3.3 解决能源危机、治理环境污染 16
1.3.4 制造工业原料、生产贵重金属 17
2 基因工程 20
2.1 核酸的结构和功能 20
2.1.1 核酸的结构 20
2.1.2 核酸的功能 23
2.2 基因工程工具酶和DNA加工 27
2.2.1 限制性内切酶 27
2.2.2 DNA连接酶 29
2.2.3 DNA片段末端修饰酶 30
2.3 基因克隆载体 31
2.3.1 质粒载体 31
2.3.2 噬菌体和病毒克隆载体 34
2.4 目的基因 38
2.4.1 结构基因组成 39
2.4.2 分离目的基因的途径 41
2.5 目的基因导入受体细胞 44
2.5.1 受体细胞 44
2.5.2 目的基因组入克隆载体 45
2.5.3 重组DNA分子导入原核生物细胞 45
2.5.4 重组DNA分子导入真核生物细胞 47
2.6 克隆子的筛选和鉴定 50
2.6.1 利用克隆载体携带的选择标记基因筛选克隆子 51
2.6.2 利用双酶切片段重组法初筛克隆子 52
2.6.3 利用报告基因筛选克隆子 52
2.6.4 克隆子的进一步鉴定 52
2.7.1 基础研究 55
2.7 基因工程研究进展 55
2.7.2 应用研究 57
3 细胞工程 61
3.1 细胞工程的基础知识与基本技术 61
3.1.1 基础知识 61
3.1.2 基本操作 62
3.2 植物细胞工程 63
3.2.1 植物组织培养 63
3.2.2 植物细胞培养和次生代谢物的生产 67
3.2.3 植物细胞原生质体制备与融合 71
3.2.4 单倍体植物的诱发与利用 76
3.2.5 人工种子的研制 80
3.3 动物细胞工程 84
3.3.1 细胞组织培养 84
3.3.2 动物细胞融合 88
3.3.3 淋巴细胞杂交瘤产生单克隆抗体技术 90
3.3.4 细胞拆合 91
3.4 微生物细胞工程 97
3.4.1 原核细胞的原生质体融合 97
3.4.2 真菌的原生质体融合 98
4 发酵工程 101
4.1 发酵工程概况 102
4.1.1 发酵工程的内容 102
4.1.2 发酵技术的特点及应用 104
4.2 微生物发酵过程 106
4.2.1 工业生产常用微生物 107
4.2.2 培养基 109
4.2.3 发酵的一般过程 112
4.3 发酵操作方式及工艺控制 115
4.3.1 发酵的操作方式 115
4.3.2 发酵工艺控制 121
4.4 发酵设备 126
4.4.1 机械搅拌式发酵罐 126
4.4.2 通风搅拌式发酵罐 129
4.4.3 厌氧发酵设备 130
4.5 下游加工过程 132
4.5.1 发酵液预处理和固液分离 132
4.5.2 提取 133
4.5.3 精制 134
4.5.4 成品加工 134
4.6 固体发酵 135
4.7.1 抗生素发酵生产 136
4.7 典型产品的发酵生产 136
4.7.2 氨基酸发酵生产 139
4.7.3 维生素发酵生产 141
5 酶工程 144
5.1 酶的发酵生产 145
5.1.1 优良产酶菌种的筛选 146
5.1.2 微生物酶的发酵生产 147
5.2 酶的分离纯化 150
5.2.1 酶制剂的制备 151
5.2.2 酶的纯化与精制 152
5.2.3 酶的纯度与酶活力 156
5.3 酶分子的改造 157
5.2.4 酶制剂的保存 157
5.3.1 酶分子修饰 158
5.3.2 生物酶工程 159
5.4 生物催化剂的固定化 163
5.4.1 酶的固定化方法 164
5.4.2 细胞的固定化方法 168
5.4.3 固定化酶（细胞）的性质 169
5.4.4 固定化酶（细胞）的指标 170
5.5 酶反应器 171
5.5.1 酶反应器的基本类型 172
5.5.2 酶反应器的设计原则 174
5.5.3 酶反应器的性能评价 175
5.5.4 酶反应器的操作 175
5.6 生物传感器 177
5.6.1 生物传感器的原理 178
5.6.2 生物传感器的分类 180
5.6.3 生物传感器的发展前景 182
5.7 酶的应用 182
6 生物技术与农业 188
6.1 植物生物技术 188
6.1.1 植物雄性不育及杂种优势利用 189
6.1.2 植物抗逆性研究 192
6.1.3 生物农药及生物控制 197
6.1.4 植物生物技术的其他应用 198
6.2 动物生物技术 202
6.2.1 动物转基因技术 202
6.2.2 胚胎工程——家畜繁殖的新技术 207
6.2.3 生物反应器 210
7 生物技术与食品 214
7.1 生物技术与食品加工 215
7.1.1 单细胞蛋白 215
7.1.2 发酵生产食品和饮料 222
7.1.3 酶与食品加工 228
7.1.4 新型甜味剂 229
7.1.5 其他食品添加剂 231
7.2 生物技术与食品检测 233
7.2.1 免疫学技术的应用 233
7.2.2 分子生物学技术的应用 235
7.3 遗传工程食品 236
8.1.1 疫苗概说 239
8.1 生物技术与疫苗 239
8 生物技术与人类健康 239
8.1.2 病毒性疾病的疫苗 241
8.1.3 细菌性疾病的疫苗 248
8.1.4 寄生虫病疫苗 251
8.1.5 避孕疫苗 252
8.2 生物技术与疾病诊断 254
8.2.1 ELISA技术与单克隆抗体 254
8.2.2 DNA诊断技术 258
8.3 生物技术与生物制药 266
8.3.1 抗生素及其他天然药物 266
8.3.2 基因工程药物 268
8.4 疾病的基因治疗 274
8.4.1 遗传性疾病的基因治疗 275
8.4.2 瘤苗与肿瘤的基因治疗 278
8.5 人类基因组计划 281
8.5.1 HGP产生的背景 282
8.5.2 HGP的任务 283
8.5.3 HGP对医学发展的影响 284
8.5.4 基因资源的保护 285
8.5.5 我国的HGP计划 286
9 生物技术与能源 290
9.1 微生物与石油开采 291
9.1.1 微生物勘探石油 291
9.1.2 微生物二次采油 292
9.1.3 微生物三次采油 293
9.2.1 生产乙醇燃料的意义及生化机理 295
9.2 未来石油的替代物——乙醇 295
9.2.2 乙醇替代石油的典例 296
9.2.3 乙醇代替石油所用的原材料和所面临的困难 298
9.2.4 纤维素发酵生产乙醇 299
9.3 植物“石油” 301
9.3.1 能产“石油”的灌木树 301
9.3.2 油料植物 302
9.3.3 藻类产油 302
9.4 甲烷与燃料源 302
9.4.1 生产甲烷的生化机理 303
9.4.2 应用举例 304
9.5.1 氢能 305
9.5 未来新能源 305
9.5.2 生物燃料电池 307
10 生物技术与环境 311
10.1 污水处理 313
10.1.1 稳定塘法 314
10.1.2 人工湿地处理系统法 315
10.1.3 污水处理土地系统 317
10.1.4 活性污泥处理法 318
10.1.5 生物膜处理法 321
10.2 大气净化生物技术 322
10.2.1 生物净气塔 322
10.2.2 渗滤器 323
10.2.3 生物滤池 324
10.3.1 填埋技术 325
10.3 固体垃圾的处理 325
10.3.2 堆肥法 327
10.4 生物恢复和生物淋溶技术 330
10.4.1 生物恢复技术 330
10.4.2 生物淋溶技术 333
10.5 基因工程与污染治理 335
10.5.1 降解卤代芳烃的基因工程菌 336
10.5.2 降解除草剂的基因工程菌 336
10.5.3 产生杀虫剂的基因工程菌 337
10.5.4 分解尼龙寡聚物的基因工程菌 337
10.5.5 防治重金属污染的基因工程菌 337
10.5.6 清除石油污染物的基因工程菌 338
10.6.1 指示生物 339
10.6 环境污染监测与评价的生物技术 339
10.6.2 核酸探针和PCR技术 340
10.6.3 生物传感器及其他 341
11 对生物技术发明的保护 344
11.1 专利保护 345
11.2 商业秘密 349
11.3 植物育种者的权益 349
11.4 对生物技术发明实施保护的紧迫性 351
12 生物技术的安全性及其影响 354
12.1 微生物技术 355
12.2 基因作物及食品 356
12.3 动物克隆 359
12.4 生物武器 361
12.5 人类基因的研究、应用与影响 363