第一部分 细胞和分子生物学基础 3
1 细胞作为生命的基本单元 3
2 细胞大分子的结构与功能 6
2.1 概述 6
2.2 糖的结构和功能 7
2.3 膜脂类结构 9
2.4 蛋白质结构与功能 13
2.5 核苷酸和核酸（DNA和RNA）的结构 22
3 细胞的结构与功能 30
3.1 真核细胞的结构 30
3.2 细菌结构 53
3.3 病毒的结构 54
3.4 细胞分化 56
4 大分子的生物合成和功能（DNA，RNA和蛋白质） 59
4.1 基因组、染色体和复制 59
4.2 转录：从基因到蛋白质 74
4.3 蛋白质生物合成（翻译） 78
5 蛋白质在细胞中的分布（蛋白质分拣） 83
5.1 通过核孔的蛋白质输入与输出 84
5.2 向线粒体与叶绿体中输入蛋白质 85
5.3 蛋白质输送到内质网中 85
5.4 从ER经高尔基体向细胞质膜输送囊泡 88
6 生物多样性 91
6.1 原核生物 91
6.2 真核生物 92
第二部分 分子生物学中的标准方法 99
7 蛋白质的分离与纯化 99
7.1 介绍 99
7.2 制备蛋白抽提物 100
7.3 电泳分离方法 101
7.4 蛋白质沉淀的方法 103
7.5 柱色谱方法 104
7.6 示例 109
8 用电喷雾串联质谱分析多肽和蛋白质 112
8.1 介绍 112
8.2 质谱原理 112
8.3 质谱精度、分辨率和同位素分布 112
8.4 电喷雾离子化原理 113
8.5 串联质谱仪 114
8.6 用MS/MS进行多肽测序 116
8.7 用MS/MS-数据和蛋白数据库鉴定蛋白质 117
8.8 测定蛋白质分子质量 118
8.9 共价蛋白修饰分析 119
9 DNA和RNA的提取 122
9.1 介绍 122
9.2 DNA提取 122
9.3 RNA提取 124
10 核酸的色谱及电泳 125
10.1 介绍 125
10.2 核酸的色谱分离 125
10.3 电泳 126
11 核酸的杂交 128
11.1 碱基配对的重要性 128
11.2 实验杂交作用、动力学和热力学控制 128
11.3 分析技术 129
12 在核酸修饰中酶的使用 133
12.1 限制性酶（限制性内切核酸酶） 133
12.2 连接酶 135
12.3 甲基化酶 135
12.4 DNA聚合酶 136
12.5 核酸酶 137
12.6 T4多聚核苷酸激酶 137
12.7 小牛肠磷酸酯酶 137
13 聚合酶链反应（PCR） 138
13.1 介绍 138
13.2 技术 138
13.3 应用领域 141
14 DNA测序 143
14.1 介绍 143
14.2 DNA测序方法 143
14.3 人类基因组测序策略 144
14.4 DNA测序的实际意义 146
15 克隆步骤 147
15.1 介绍 147
15.2 重组载体的构建 147
16 重组蛋白的表达 161
16.1 介绍 161
16.2 在宿主细胞中表达重组蛋白 162
16.3 在无细胞体系中的表达 170
17 膜片钳方法 172
17.1 生物膜和离子通道 172
17.2 膜片钳方法的物理基础 172
17.3 膜片钳结构 173
17.4 异源表达系统和切片制备 175
18 细胞周期分析 177
18.1 细胞周期分析 177
18.2 细胞周期的实验分析 179
19 显微技术 185
19.1 光学显微术 185
19.2 相差光学显微术 185
19.3 暗视野显微术 186
19.4 偏振和干涉显微术 186
19.5 荧光显微术 186
19.6 共聚焦荧光显微术 187
19.7 电子显微术 188
20 激光的应用 191
20.1 激光技术的原理 191
20.2 激光辐射的性质 192
20.3 激光器类型以及它们的设置 193
20.4 应用 193
第三部分 关键主题 197
21 基因组学 197
21.1 介绍 197
21.2 测序方面的技术进展 199
21.3 基因组测序 203
21.4 cDNA计划 221
22 功能基因组学 236
22.1 介绍 236
22.2 个体基因的鉴定和分析 238
22.3 转录活性的调查 243
22.4 基于细胞的方法 257
22.5 整个基因组的功能分析 265
23 蛋白质-蛋白质和蛋白质-DNA相互作用 270
23.1 蛋白质-蛋白质相互作用 270
23.2 蛋白质-DNA相互作用 279
24 生物信息学 287
24.1 介绍 287
24.2 数据资源 287
24.3 序列分析 289
24.4 基因预测 295
24.5 转录组和蛋白组分析中的生物信息学 297
24.6 系统生物学 302
25 药物研究 306
25.1 介绍 306
25.2 活性化合物和它们的靶点 306
25.3 临床前期药理学和毒理学 319
25.4 临床开发 320
25.5 临床测试 321
26 药物靶向和前药 323
26.1 药物靶向 323
26.2 前药 328
26.3 药物沿生物膜的穿透 329
26.4 延长作用时间的前药 331
26.5 用于药物靶向释放的前药 332
26.6 减少副作用的前药 332
27 医学中的分子诊断学 335
27.1 分子诊断学的使用 335
27.2 哪种分子变异应该被检测？ 339
27.3 分子诊断的方法 342
27.4 展望 349
28 重组抗体和噬菌体展示 351
28.1 介绍 351
28.2 如何重组抗体？ 353
28.3 获得特异性的重组抗体 353
28.4 生产重组抗体 358
28.5 重组抗体的格式 360
28.6 重组抗体的应用 366
28.7 展望 367
29 遗传修饰鼠（转基因和敲除）以及它们对医学的影响 376
29.1 介绍 376
29.2 转基因鼠 378
29.3 遗传修饰鼠在生物医药中的影响 382
30 基因治疗：策略和载体 384
30.1 介绍 384
30.2 体细胞基因治疗的原理 386
30.3 生殖细胞系治疗 387
30.4 基因治疗的挫折 388
30.5 基因治疗的载体 389
30.6 特异表达 397
31 修饰的DNA，PNA及其在医药和生物技术中的应用 400
31.1 介绍 400
31.2 修饰核酸 401
31.3 DNA类似物与互补的DNA和RNA的相互作用 404
31.4 应用 406
32 植物生物技术 410
32.1 介绍 410
32.2 转基因植物的开发 411
32.3 筛选转化的植物细胞 417
32.4 转基因植物的再生 421
32.5 植物分析：基因工程植物的鉴定与表征 422
33 在化学工业中的生物催化 428
33.1 介绍 428
33.2 生物转化／酶法过程 430
33.3 工业用生物催化剂的开发 433
33.4 发酵过程 439
术语表 448