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第一章 绪论1

第一节 生命与生命科学1

一、生命的本质1

二、生命的基本特征3

三、特殊类型的生命——病毒4

第二节 生命科学及生物技术的发展4

一、生命科学的地位及生物的分界4

二、生命科学与生物技术发展概况5

第三节 21世纪的现代生命科学与生物技术7

一、现代生命科学及生物技术的发展热点7

二、生命科学及生物技术与社会发展14

三、现代生命科学与其他学科间的相互作用15

四、生命科学充满未解之谜16

第二章 生命的基本单位——细胞21

第一节 细胞的组成元素与生物分子21

一、生物体的元素组成21

二、生物分子特性23

三、生物分子的种类及功能24

第二节 细胞的形态结构28

一、真核细胞的形态结构28

二、细胞膜30

三、细胞质与细胞器32

四、细胞核36

五、原核细胞38

二、染色体的结构42

一、染色体与染色质42

第三节 染色体42

三、A染色体和B染色体44

四、染色体的变异44

五、染色体的分子结构——从DNA到染色体45

第四节 细胞分裂、分化46

一、细胞分裂46

二、细胞的分化53

三、细胞分化的主要机制55

第五节 细胞的衰老和凋亡58

一、衰老与细胞59

二、细胞衰老的机理62

一、癌细胞的主要特征66

第六节 脱离正常轨道的细胞——癌细胞66

三、展望和未来66

二、肿瘤形成67

第三章 生物的遗传与变异71

第一节 生物的遗传物质71

一、遗传物质的发现与遗传学基本定律71

二、基因概念的发展与基因的本质75

第二节 生物性状的遗传77

一、生物的性别77

二、人类的性状遗传80

三、孟德尔遗传的延伸82

四、多基因遗传85

五、核外遗传91

一、染色体结构变异95

第三节 生物的遗传变异95

二、染色体数目变异98

三、基因突变102

第四节 遗传病与优生优育105

一、遗传病的概念与分类105

二、遗传病的诊断106

三、遗传病的基因治疗108

四、优生优育110

第四章 生物的进化113

第一节 生命的起源113

一、对生命起源的认识过程114

二、生命出现的历程115

一、单细胞生物的繁衍119

第二节 生物进化史及生物进化图谱119

二、多细胞生物的出现与演化121

三、人类的起源与社会文明123

四、生物进化图谱124

第三节 生物进化论与生物进化的证据126

一、生物进化论126

二、生物进化的证据129

第五章 生物技术原理133

第一节 基因工程操作原理133

一、什么是基因工程133

二、基因工程操作技术及原理134

二、细胞工程技术与原理139

一、什么是细胞工程139

第二节 细胞工程操作原理139

第三节 酶工程142

一、酶工程的概念和内容142

二、酶分析技术144

三、酶的生产144

四、酶的提取和分离纯化145

五、酶的固定化方法145

六、酶的应用146

第四节 发酵工程147

一、发酵工程的概念和内容147

二、发酵工程操作技术148

三、发酵工程的应用152

四、发酵工程产品——氨基酸154

第五节 蛋白质工程155

一、什么是蛋白质工程155

二、蛋白质结构分析155

第六节 分子杂交与遗传标记158

一、分子杂交159

二、遗传标记159

三、分子标记技术的应用162

第六章 生物技术的应用164

第一节 人类基因组计划与生物技术164

一、人类基因组研究方案及技术165

二、确定特定基因的方法167

三、利用染色体特征研究人类基因组168

一、“多莉”169

第二节 克隆技术与“多莉”169

二、“多莉”的身世——细胞工程材料170

三、“多莉”的诞生——细胞工程操作170

四、“多莉”的生育能力——细胞工程生物的生存能力170

五、动物的体细胞克隆170

六、动物细胞克隆的意义171

七、克隆人存在天然障碍——克隆技术存在的问题171

第三节 生物技术在医药卫生领域的应用171

一、生物医药行业特征171

二、基因工程制药172

三、基因诊断172

五、基因疫苗173

四、基因治疗173

六、创建遗传病的动物模型174

七、转基因动物作为生物反应器174

八、干细胞工程174

第四节 生物技术在农业科学方面的应用175

一、生物技术与粮食175

二、生物技术与农药177

三、花卉基因工程178

四、基因工程动物在畜牧业方面的应用179

第五节 生物技术在工业领域的应用180

一、玉米变成生物降解塑料180

二、改良纤维素酶效能提高葡萄糖产量180

三、生物新原料与新材料180

第六节 生物技术在食品业的应用181

七、在贫矿中提取金属181

一、生物技术在食品领域的应用现状181

五、医药卫生工业181

六、去除石油污染181

四、生物催化技术181

二、生物技术在食品加工过程的应用183

三、生物技术在农副产品深加工和综合利用方面的应用184

四、生物技术推动食品工业的可持续发展185

五、生物技术与食品安全性检测185

六、生物技术在食品领域中的应用前景187

第七节 生物技术在能源开发上的应用188

一、我国拥有丰富的生物质资源189

二、生物能源的主要形式189

三、微生物与生物能源190

四、生物能源的发展趋势191

第八节 生物技术在环境科学方面的应用192

一、什么是环境生物技术192

二、生物技术在环境保护中的应用193

第七章 生物信息学199

第一节 生物信息学简介199

一、生物信息学概念199

二、生物信息学的内容200

第二节 常用的分子生物学软件和数据库210

一、常用商业性分子生物学软件210

二、免费分子生物学软件211

三、免费序列数据库213

二、各序列数据库检索方法219

第三节 文献检索及序列分析219

一、PubMed219

三、序列比对与数据库搜索220

第八章 丰富多彩的生物世界224

第一节 生物的分类和命名224

一、生物的分类等级224

二、生物的分界225

三、生物的命名225

第二节 郁郁葱葱的植物世界226

一、植物在自然界的作用226

二、植物的生活史227

三、植物的结构与功能228

四、植物的类群236

五、植物的运动240

第三节 灿烂多姿的动物世界241

一、动物在自然界中的地位241

二、动物的类群241

三、动物的生长、发育249

四、动物的行为252

第四节 神奇的微生物世界253

一、微生物的概念253

二、微生物的种类254

三、微生物的特点261

四、微生物的应用261

第一节 生态学基础知识263

一、生态因子及其特点263

第九章 宏观层次的生命系统——环境生态学263

二、种群生态学265

三、群落生态学269

四、生态系统272

五、生物圈与生物多样性282

第二节 人类活动与全球环境的变化283

一、人为干扰283

二、人类活动带来的污染284

第三节 环境保护与可持续发展291

一、生态环境保护291

二、可持续发展293

三、环境科学相关研究294

一、生物技术发展对人类的贡献296

第一节 生物技术发展对人类的贡献和负面影响296

第十章 生物技术的发展与应用引起的伦理学和社会学问题296

二、生物技术的负面效应298

第二节 生物技术引发的生命伦理问题299

一、基因检测的伦理问题299

二、胚胎干细胞、克隆技术中的生命伦理问题300

三、基因治疗的伦理学问题301

四、生物医学研究中利用动物的伦理学302

五、生物技术专利与生物资源保护302

六、基因武器303

第三节 如何面对生物技术引发的伦理与社会问题303

一、正确认识生物技术303

二、立法、技术监督与社会教育304

参考文献307