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绪论1

0.1　现代生物技术革命1

0.1.1　生物技术含义与范畴2

0.1.2　现代生物技术产生2

0.1.3 Herber Boyer Stanley Cohen基因重组实验及其意义6

0.2　现代生物技术前景7

0.2.1　现代生物技术对社会经济与技术发展的影响8

0.2.2　现代生物技术商业化与产业化特点11

0.2.3　现代生物技术安全性及其对伦理、法律的影响14

0.3.1 中国现代生物技术研究成果15

0.3　现代生物技术与中国15

0.2.4　现代生物技术规范化管理15

0.3.2 中国面临现代生物技术R D挑战17

复习思考题18

第一篇 现代生物技术基础21

第一章　基因工程21

1.1 DNA的结构与功能21

1.1.1 DNA的分子组成与基本结构21

1.1.2 DNA分子的基本功能24

1.2 DNA重组技术25

1.2.1 典型DNA重组技术路线25

1.2.2　基因工程常用工具酶26

1.2.3　基因工程载体29

1.2.4 目的基因的来源与获得36

1.2.5　重组DNA导入受体细胞40

1.2.6　重组子筛选与鉴定40

1.2.7　克隆基因的表达42

1.3　蛋白质工程44

1.3.1　蛋白质分子设计和改造44

1.3.2　蛋白质工程研究方法45

复习思考题49

第二章　细胞工程51

2.1　细胞工程理论与技术基础51

2.1.1　细胞学基础知识51

2.1.2　细胞工程的技术基础52

2.2　动物细胞工程56

2.2.1　转基因动物和克隆动物56

2.2.2　动物细胞融合与单克隆抗体61

2.3　植物细胞工程68

2.3.1　植物细胞与植物组织培养68

2.3.2　花药花粉培养与单倍体育种74

2.3.3　离体胚培养和杂种植株获得74

2.3.4　原生质体培养与体细胞融合（杂交）74

2.3.5　植物细胞培养与次级代谢物细胞工程75

复习思考题77

3.1.1　发酵的基本概念78

3.1.2　发酵的一般工艺流程78

3.1　微生物发酵78

第三章　现代发酵工程78

3.1.3　发酵工业中常用微生物种类79

3.1.4　发酵操作方式与微生物生长动力学81

3.1.5　微生物发酵过程检测与优化86

3.1.6　固体发酵92

3.2　动物细胞大规模培养93

3.2.1　培养动物细胞的形态与生理特点93

3.2.2　动物细胞大规模培养方法与操作方式95

3.3　植物细胞大规模培养97

3.4.1　生物反应器基本类型与特点98

3.4　生物反应器98

3.4.2　生物反应器设计原则102

复习思考题103

第四章　酶工程105

4.1　酶的特性与酶工程概况105

4.1.1　酶的特性105

4.1.2　酶的系统分类106

4.1.3　酶工程简介107

4.2　酶的来源和发酵生产109

4.2.1　酶的来源109

4.2.2　酶的发酵生产111

4.3　酶的固定化113

4.3.1 固定化酶制备方法114

4.3.2　固定化酶性质与活力测定115

4.4　酶分子改造117

4.4.1　酶的化学修饰117

4.4.2　酶的人工模拟118

4.4.3　有机相酶反应119

4.5　酶工程的应用120

复习思考题122

第五章　生物下游加工过程123

5.1　生物下游加工一般过程123

5.1.1　发酵液的预处理和固液分离124

5.1.2　初步分离125

5.1.3　高度纯化125

5.1.4　成品加工125

5.2　生物下游加工过程的设计原则126

5.3　分离效率评价127

5.4　生物下游加工过程的发展128

5.4.1　基础理论研究128

5.4.2　新型高效下游加工技术研究开发129

5.4.3　工程放大研究129

复习思考题130

第二篇 现代生物技术与人类133

第六章　人类疾病的基因治疗133

6.1　基因治疗的现状与回顾133

6.1.1　基因治疗的基本思想与概念133

6.1.2　基因治疗的发展与现状134

6.2.1　基因治疗的操作对象137

6.2.2　基因治疗的基本方式137

6.2　基因治疗的方式137

6.2.3　基因治疗中的基因转移载体144

6.2.4　基因治疗中外源基因导入细胞的其他方法153

6.3　肿瘤基因治疗154

6.3.1　导入抑癌基因进行基因治疗154

6.3.2　导入针对癌基因的基因进行基因治疗154

6.3.3　导入“自杀”基因进行基因治疗155

6.3.4　导入细胞因子基因进行基因治疗155

6.3.5　导入MHC Ⅰ抗原基因进行基因治疗156

6.3.6　导入MDR Ⅰ基因进行基因治疗156

6.3.7　细胞融合法基因治疗156

6.4.2　血友病的基因治疗157

6.4　遗传性疾病与其他疾病的基因治疗157

6.4.1　严重联合免疫缺陷综合症基因治疗157

6.4.3　家族性高胆固醇血症158

6.4.4　囊性纤维化的基因治疗158

6.4.5　几种肝脏疾病的基因治疗158

6.4.6　遗传性神经疾病的基因治疗159

6.4.7　帕金森病基因治疗159

6.5　基因治疗的前景160

6.5.1　基因治疗存在的技术问题160

6.5.2　基因治疗中存在的伦理和社会问题160

6.5.3　基因治疗的近期发展趋势161

6.5.4　人类基因组计划简介161

复习思考题166

第七章　预防性和治疗性疫苗167

7.1　人类免疫与免疫应答167

7.1.1　免疫系统组成与功能167

7.1.2　免疫应答基本过程174

7.2　传统疫苗174

7.2.1　传统疫苗的发展历史174

7.2.2　典型疫苗的种类与特点175

7.2.3　传统疫苗生产方法与应用的局限性175

7.3　现代生物技术疫苗175

7.3.1　基因工程疫苗176

7.3.2　活体重组疫苗及其载体179

7.3.3　免疫避孕疫苗185

7.3.4　肿瘤疫苗186

7.3.5 AIDS疫苗190

7.3.6　DNA免疫193

7.4　非典型性肺炎治疗194

7.4.1　非典型性肺炎（SARS）的定义194

7.4.2 SARS的研究现状195

7.4.3 SARS的检测与诊断196

7.4.4 SARS动物模型及疫苗研制196

复习思考题198

第八章　现代生物技术对经济与技术发展的影响200

8.1　现代生物技术在医药领域的应用200

8.1.1　生产基因工程医用蛋白200

8.1.2　利用现代生物技术改造传统制药工业203

8.1.3　医学诊断与治疗208

8.2　现代生物技术在生命科学基础研究领域的应用210

8.2.1　研究基因结构与功能210

8.2.2　研究细胞功能211

8.3　现代生物技术在农业领域的应用212

8.3.1　生物技术在植物种植业中的应用212

8.3.2　生物技术在动物养殖业中的应用219

8.4　现代生物技术在食品生产中的应用221

8.4.1　单细胞蛋白221

8.4.2　食品的发酵生产224

8.4.4　转基因食品227

8.4.3　新型甜味剂与食品添加剂227

8.4.5　生物技术与未来的食品工业228

8.5　生物技术在能源领域的应用228

8.5.1　微生物与石油勘探和开采229

8.5.2　利用纤维素发酵生产乙醇230

8.5.3　甲烷与燃料源233

8.5.4　氢气能234

8.6　生物技术在环境保护中的应用234

8.6.1　污水生物处理235

8.6.2　大气生物净化239

8.6.3　固体废弃物生物处理240

复习思考题245

9.1.1 生物安全的含义与基本内容246

9.1　生物技术安全性246

第九章　现代生物技术安全性及其影响246

9.1.2　转基因作物与转基因食品247

9.1.3　基因重组微生物的安全性251

9.1.4　生物入侵对生态系统的影响252

9.1.5　生物武器254

9.2　现代生物技术对人类社会伦理观念的影响255

9.2.1　克隆动物与克隆人问题255

9.2.2 器官移植258

9.2.3　人类基因组计划259

复习思考题261

10.1　现代生物技术专利262

10.1.1　生物技术专利的产生262

第十章　现代生物技术专利与法规262

10.1.2　专利申请与保护263

10.1.3　对生物技术实施专利保护的迫切性与负面影响267

10.1.4　现代生物技术成果的其他保护形式269

10.2　现代生物技术制药规则与要求269

10.2.1　基因工程药物审批的一般程序270

10.2.2　基因工程药物生产的环境要求271

10.3　ISO与ISO证书简介272

10.4 中国转基因生物安全性法规建设与安全性评价273

10.4.1　转基因生物安全评价273

10.4.2　中国转基因生物安全法规建设274

复习思考题276

主要参考文献278