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目录1

《南开大学近代化学教材丛书》序1

序1

第1章　绪论1

1.1　化学生物学及其发展1

1.1.1　化学生物学的任务与作用1

1.1.2　化学生物学的发展简史2

1.1.3　化学生物学与其他相关学科的关系4

1.1.4　当今化学生物学研究的重要方面5

1.2　生物技术6

1.2.1　生物技术发展简况6

1.2.2　生物技术发展的几个重要方面7

1.3　生物技术与化学工业12

1.3.1　生物技术促进化学工业的发展13

1.3.2　生物催化技术14

1.4　本书编写的特点15

1.4.1　基础性15

1.4.3　前沿性16

1.4.2　交叉性16

1.5　网站与主要刊物17

1.5.1　化学生物学网站17

1.5.2　化学生物学期刊19

1.5.3　生物技术网站20

1.5.4　生物技术期刊21

参考文献21

第2章　生物有机化学23

2.1　氨基酸、多肽和蛋白质性质23

2.1.1　氨基酸、多肽和蛋白质简介23

2.1.2　氨基酸的组成、结构与功能23

2.1.3　肽键、多肽的结构25

2.1.4　蛋白质的多维结构与功能26

2.1.5　氨基酸、多肽的化学合成27

2.2　酶的化学和生物学性质33

2.2.1　酶的性质与特征33

2.2.2　酶催化的机理33

2.2.3　酶催化的化学反应35

2.3　核酸的化学和生物学性质40

2.3.1　核酸的化学及生物学简介40

2.3.2　核酸的组成40

2.3.3　核酸的结构与功能42

2.3.4　核苷酸的合成44

2.3.5　核酸序列分析方法和聚合酶链反应技术53

2.3.6　核酸与小分子间的相互作用57

2.4　糖类的化学和生物学性质70

2.4.1　糖组成、结构性质70

2.4.2　糖的化学和生物合成方法73

2.5　化学遗传学89

2.5.1　化学遗传学简介89

2.5.2　化学遗传学特例90

参考文献91

第3章　生物无机化学93

3.1　导言93

3.2.1　重要的生物金属离子94

3.2　生物无机化学体系中的配位化学原理94

3.2.2　重要的生物配体95

3.2.3　配合物的光磁性质96

3.2.4　混配配合物的形成及其生物意义98

3.3　金属离子及其配合物与核苷酸和核酸的相互作用103

3.3.1　金属离子与核苷酸的相互作用103

3.3.2　金属离子与DNA和RNA的相互作用103

3.3.3　金属配合物与核酸的相互作用104

3.3.4　化学核酸酶107

3.3.5　核酸探针119

3.4　金属蛋白和金属酶120

3.4.1　生物电子传递121

3.4.2　非氧还机理进行的底物结合和活化129

3.5　几种重要的无机小分子与生物大分子的作用136

3.5.1　概述136

3.5.2　稀土与氨基酸、肽及蛋白质的作用136

3.5.3　稀土与单核苷酸及核酸的作用139

3.5.4　砷与端粒、端粒酶的作用140

3.5.5　硒的化学生物学142

参考文献144

第4章　生物分析化学146

4.1　概述146

4.1.1　任务与作用146

4.1.2　分类146

4.1.3　分析特征148

4.1.4　生物样品的提取与纯化153

4.2　核酸分析153

4.2.1　DNA序列分析154

4.2.2　DNA传感技术160

4.2.3　单核苷酸多态性研究171

4.3　蛋白质分析174

4.3.1　蛋白质分离技术174

4.3.2　结构与构象研究186

4.3.3　蛋白质的定量分析198

4.3.4　蛋白质功能分析203

4.3.5　蛋白质芯片203

4.4　生物活性小分子分析205

4.4.1　一氧化氮分析206

4.4.2　儿茶酚胺类神经递质分析208

4.4.3　兴奋剂检测209

4.5　单细胞分析213

4.5.1　单细胞组分分析214

4.5.2　成像分析219

4.5.3　实时动态监测222

4.5.4　应用224

参考文献227

5.1.1　热力学第一定律与能量转化230

第5　生物物理化学230

5.1　生命体系中的热力学原理230

5.1.2　自由能与反应自发性231

5.1.3　生命体与“熵”231

5.1.4　生命体的耗散结构特征235

5.2　核酸的物理化学性质238

5.2.1　DNA238

5.2.2　RNA241

5.2.3　药物小分子与DNA相互作用的热力学243

5.3　蛋白质的物理化学性质251

5.3.1　蛋白质的结构与功能252

5.3.2　蛋白质折叠与错误折叠263

5.3.3　RNA折叠与蛋白质折叠264

5.3.4　小分子与蛋白质相互作用264

5.3.5　病毒对细胞识别的热力学与动力学267

5.3.6　生物大分子相互作用的动力学270

5.4　酶促反应动力学273

5.4.1　简单酶促反应动力学273

5.4.2　温度对酶促反应的影响275

5.4.3　复杂酶促反应动力学277

5.4.4　酶促反应的抑制作用277

5.4.5　核酶和抗体酶281

5.5　线粒体代谢过程热动力学281

5.5.1　线粒体研究的重要性282

5.5.2　线粒体代谢过程热动力学模型282

5.5.3　药物和毒物与线粒体相互作用284

5.6　细胞反应过程动力学290

5.6.1　生长代谢动力学291

5.6.2　非生长代谢过程热动力学297

5.7　现代生命科学研究中的微量热技术299

5.7.1　微量热测量原理及仪器简介300

5.7.2　微量热法的应用301

5.7.3　差示扫描量热306

5.7.4　等温滴定量热306

5.7.5　微量热技术在生研究中的展望307

参考文献308

推荐网站309

第6章　基因工程310

6.1　概述310

6.1.1　基因工程的概念310

6.1.2　基因工程的重大意义310

6.2　基因克隆312

6.2.1　传统方法313

6.2.2　酶促逆转录合成法315

6.2.3　聚合酶链式反应316

6.2.4　基因文库法318

6.2.5　基因芯片法319

6.2.6　mRNA差异显示法320

6.2.7　图位克隆法321

6.3 DNA和RNA分子的切割与连接322

6.3.1　DNA的切割和连接322

6.3.2　DNA连接酶323

6.3.3　DNA聚合酶323

6.3.4　限制性核酸内切酶323

6.3.5　RNA的切割和连接326

6.3.7　内含子327

6.3.6　剪接反应327

6.4　基因克隆载体的选择和构建330

6.4.1　细菌质粒载体330

6.4.2　噬菌体载体336

6.4.3　动物病毒载体342

6.5　重组体的选择和鉴定344

6.5.1　依赖具选择性载体345

6.5.2　核酸杂交348

6.5.3　免疫化学方法351

6.5.4　DNA-蛋白质筛选法355

6.6　重组DNA的导入356

6.6.1　生物学方法356

6.6.2　化学方法365

6.6.3　生物化学方法368

6.6.4　生物物理学方法371

6.6.5　物理学方法372

6.7.1　外源基因在微生物中的表达体系379

6.7　目的基因表达体系的建立……………………………? ?379

6.7.2　植物细胞表达系统383

6.7.3　动物细胞表达载体385

6.7.4　新型的胞浆表达体系387

6.7.5　基因治疗387

6.8　基因工程展望388

6.8.1　基因工程的应用前景388

6.8.2　伦理、道德、法律问题389

参考文献391

7.1　概述393

第7章　蛋白质工程393

7.2　蛋白质的生物合成395

7.2.1　遗传密码395

7.2.2　蛋白质的合成过程397

7.2.3　蛋白质生物合成后的加工403

7.2.4　蛋白质合成的阻断404

7.3　蛋白质的分子修饰405

7.3.1　侧链修饰406

7.3.2　主链修饰410

7.3.3　通过DNA重组技术生产蛋白412

7.4　蛋白质的定位与导向416

7.4.1　细胞内蛋白质定位与导向416

7.4.2　胞内蛋白质定位的空间障碍及运输方式418

7.4.3　信号假说419

7.4.4　蛋白质的分选421

7.4.5　分子伴侣在蛋白质折叠和运转中的作用424

7.5　蛋白质工程策略与展望426

7.5.1　研究主要内容426

7.5.2　蛋白质工程基本步骤427

7.5.3　蛋白质工程实际应用举例428

7.5.4　研究进展及应用前景430

7.6　生物信息学在基因组学和蛋白质组学中的应用432

7.6.1　概述432

7.6.2　生物信息学在蛋白质组学中的应用434

7.6.3　生物信息学的应用前景437

参考文献438

推荐网站438

8.1.1　发酵工程定义439

8.1.2　发酵工程的发展简史439

第8章　发酵工程439

8.1　发酵工程概述439

8.1.3　发酵工业的特点及应用441

8.1.4　工业发酵的类型443

8.1.5　发酵工艺的一般过程443

8.2　工业微生物菌种与培养基444

8.2.1　常用的工业微生物菌种444

8.2.2　工业微生物菌种筛选445

8.2.3　工业微生物菌种选育447

8.2.4　工业微生物菌种保藏448

8.2.5　基因工程菌的构建及其应用449

8.2.6　发酵培养基450

8.3　无菌技术451

8.3.1　基本概念451

8.3.2　工业发酵染菌的危害及防治452

8.3.3　灭菌方法453

8.3.4　培养基及设备灭菌454

8.3.5　空气除菌456

8.4　发酵过程控制459

8.4.1　概述459

8.4.2　温度对发酵的影响及其控制460

8.4.3　溶氧对发酵的影响及其控制461

8.4.4　pH对发酵的影响及其控制465

8.4.5　CO2对发酵的影响及其控制466

8.4.6　基质浓度对发酵的影响及其控制467

8.5　发酵罐469

8.5.1　发酵罐的分类470

8.5.2　发酵罐的设计470

8.5.3　发酵罐的放大477

8.6　发酵产物的提取与精制484

8.6.1　发酵产物提取精制原理………………………………? ?484

8.6.2　提取精制一般流程和单元操作486

8.6.3　发酵产品提取精制新技术491

8.7.1　概述493

8.7　发酵工程在化学工业中的应用493

8.7.2　发酵工程改造传统化学工业494

8.7.3　发酵工程建立新的化学工业495

8.7.4　发酵工程与绿色化学工业496

参考文献498

第9章　细胞工程499

9.1　概述499

9.1.1　细胞工程简介499

9.1.2　细胞工程发展历史499

9.2.1　细胞培养概述500

9.2　细胞培养技术500

9.2.2　植物细胞组织培养501

9.2.3　动物细胞培养504

9.2.4　微生物细胞培养506

9.3　原生质体融合508

9.3.1　原生质体的分离与纯化508

9.3.2　融合的方法及其原理510

9.3.3　融合子的筛选与杂种的鉴定511

9.3.4　杂交瘤技术及应用513

9.3.5　细胞融合的新进展515

9.4　染色体工程517

9.4.1　概述517

9.4.2　多倍体育种517

9.4.3　单倍体育种518

9.4.4　雌雄核发育519

9.4.5　动物的性别控制521

9.4.6　染色体技术524

9.5.1　基本概念525

9.5　动物细胞克隆技术525

9.5.2　克隆的技术基础526

9.5.3　克隆动物一般制备技术527

9.5.4　克隆技术新进展——干细胞技术………? ?528

9.5.5　克隆技术的应用及意义531

9.6　植物细胞工程应用531

9.6.1　植物细胞培养生产天然产物531

9.62　人工种子532

9.6.3　植物细胞工程育种533

9.6.4　植物离体快速繁殖534

9.7　动物细胞工程应用535

9.7.1　动物细胞培养的应用535

9.7.2　胚胎工程的应用535

9.7.3　转基因动物及其应用540

9.8　细胞工程存在的问题与展望542

9.8.1　生物伦理问题542

9.8.2　生物安全问题545

9.8.3　展望546

参考文献547