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绪论1

第一节 生物技术概述1

一、生物技术的定义1

二、生物技术研究的内容1

三、生物技术涉及的学科2

第二节 生物技术的发展5

一、传统生物技术的产生5

二、现代生物技术的发展5

三、生物技术对经济和社会发展的影响5

本章小结9

复习思考题9

第一章 基因工程11

第一节 基因工程概述11

一、基因工程的含义11

二、基因工程研究的理论依据11

三、基因工程操作的基本技术路线12

四、基因工程研究突出的优点12

第二节 DNA重组13

一、DNA概述13

二、目的DNA片段的获得17

三、DNA片段的连接21

第三节 基因克隆载体22

一、质粒载体23

二、病毒（噬菌体）克隆载体25

三、人工染色体载体——大片段克隆载体27

四、体内同源重组整合载体（系统）29

第四节 目的基因的制备32

一、目的基因的来源32

二、分离目的基因的途径32

第五节 目的基因导入受体细胞36

一、受体细胞36

二、重组DNA分子导入受体细胞37

三、克隆子的筛选39

第六节 重组子的鉴定41

一、根据重组DNA分子特征鉴定重组子41

二、根据目的基因转录产物mRNA鉴定重组子43

三、根据目的基因翻译产物蛋白质（酶）、多肽鉴定重组子43

第七节 基因工程的应用和安全性问题44

一、基因工程的应用44

二、基因工程的安全性问题44

本章小结45

复习思考题45

实训一 植物基因组DNA的提取47

第二章 细胞工程48

第一节 细胞工程概述48

一、细胞工程的基本概念48

二、细胞工程基础知识48

三、细胞工程基本技术49

第二节 植物细胞工程及其应用49

一、植物组织培养49

二、植物细胞培养和次生代谢物的生产51

三、植物细胞原生质体的制备与融合53

四、单倍体植物诱发与利用56

五、人工种子的研制58

六、植物脱病毒技术60

第三节 动物细胞工程及其应用61

一、动物细胞培养61

二、动物细胞组织培养61

三、动物细胞融合62

四、单克隆抗体生产技术63

五、细胞核移植与动物克隆64

六、染色体转移66

七、干细胞研究67

第四节 微生物细胞工程70

一、原核细胞的原生质体融合70

二、真菌的原生质体融合70

本章小结71

复习思考题71

实训二 植物组织培养73

实训三 蝴蝶兰快速繁殖技术74

第三章 发酵工程76

第一节 发酵工程概述76

一、发酵工程的概念76

二、发酵类型76

三、发酵技术的特点及应用78

第二节 微生物发酵过程78

一、工业生产常用微生物79

二、培养基79

三、发酵的一般过程80

第三节 液体深层发酵82

一、深层发酵的操作方式82

二、发酵工艺控制85

三、发酵设备87

四、下游加工过程89

第四节 固体发酵91

第五节 典型产品的发酵生产92

一、抗生素发酵生产92

二、氨基酸发酵生产93

三、维生素发酵生产94

四、柠檬酸的生产95

五、发酵乳的生产95

本章小结96

复习思考题96

实训四 豆腐乳的制作98

第四章 酶工程100

第一节 酶工程概述100

一、酶及酶工程的概念100

二、酶的发展历程102

第二节 酶的发酵生产103

一、产酶菌种的筛选103

二、基因工程菌的构建104

三、微生物酶的发酵生产104

第三节 酶的分离纯化107

一、酶制剂生产的基本过程107

二、酶的纯度与酶活力111

三、酶制剂的保存111

第四节 酶分子的改造112

一、酶分子修饰112

二、酶的蛋白质工程113

三、生物酶的人工模拟114

第五节 酶与细胞的固定化114

一、酶的固定化115

二、细胞的固定化116

三、固定化酶的性质117

四、固定化酶的指标117

第六节 酶反应器118

一、酶反应器的基本类型118

二、酶反应器的设计原则119

三、酶反应器的性能评价119

四、酶反应器的操作119

第七节 生物传感器120

一、生物传感器的原理120

二、生物传感器的分类121

三、生物传感器的发展前景122

第八节 酶的应用122

一、酶应用的领域122

二、酶应用的例子123

本章小结126

复习思考题126

实训五 淀粉酶在果葡糖浆生产上的应用127

第五章 蛋白质工程130

第一节 蛋白质工程概述130

一、蛋白质工程的概念130

二、蛋白质概述131

第二节 蛋白质工程的研究方法132

一、蛋白质工程的研究策略132

二、改变现有蛋白质的结构133

三、蛋白质全新设计133

第三节 蛋白质工程的应用实例134

一、胰蛋白酶134

二、金属硫蛋白134

三、人白细胞介素-2135

四、组织纤维蛋白溶酶原激活因子135

五、枯草杆菌蛋白酶136

本章小结137

复习思考题137

实训六 胰蛋白酶酶活力的测定138

第六章 生物技术与食品142

第一节 生物技术与食品生产142

一、单细胞蛋白142

二、食品和饮料的发酵生产149

三、酶与食品加工157

四、新型甜味剂158

五、其他食品添加剂161

六、转基因食品161

七、重组牛生长激素（rBST）163

八、转基因动物164

九、转基因植物165

第二节 生物技术与食品包装167

一、酶工程在食品包装中的应用167

二、基因工程在食品包装中的应用168

三、包装检测指示剂在食品包装中的应用169

四、生物信息技术在食品包装检测中的应用169

第三节 生物技术与食品检测170

一、核酸探针技术170

二、聚合酶链反应技术（PCR）173

三、DNA芯片与微阵列技术174

四、抗体检测系统176

五、荧光检测技术179

六、生物传感器检测技术180

第四节 转基因生物与食品安全180

一、转基因食品的PCR检测181

二、转基因食品的ELISA检测181

三、转基因食品的生物芯片检测181

第五节 伦理、安全和规范182

一、消费者的观点和食品生物技术182

二、转基因作物的安全评估和规范183

第六节 生物技术与未来食品工业189

一、新时代食品工业的特点189

二、现代生物技术在未来食品工业上的应用189

本章小结190

复习思考题191

实训七 发酵法生产多维胡萝卜饮料191

第七章 生物技术与农业193

第一节 生物技术与种植业193

一、生物技术在诱导植物雄性不育中的应用193

二、生物技术培育抗逆性作物品种195

三、转基因作物品质改良199

四、植物细胞工程的应用199

五、生物农药及生物控制201

第二节 生物技术与养殖业201

一、动物转基因技术与分子育种202

二、动物繁殖新技术205

三、生物技术与动物饲料工业209

四、畜禽基因工程疫苗211

五、动物生物反应器212

六、核移植技术及其在养殖业中的应用212

七、胚胎干细胞技术在养殖业中的应用213

本章小结214

复习思考题214

第八章 生物技术与人类健康216

第一节 生物技术与疫苗216

一、疫苗概述216

二、病毒性疾病疫苗220

三、细菌性疾病疫苗224

四、寄生虫病疫苗229

五、DNA疫苗229

六、避孕疫苗230

七、治疗性疫苗230

第二节 生物技术与疾病诊断231

一、ELISA技术与单克隆抗体232

二、DNA诊断技术235

第三节 生物技术与生物制药238

一、抗生素及其他天然药物239

二、基因工程药物241

三、治疗性抗体243

第四节 生物技术与生物疗法244

一、基因治疗244

二、干细胞的利用245

第五节 人类基因组计划246

一、HGP产生的背景246

二、HGP的任务247

三、HGP研究进展247

四、HGP对医学发展的影响247

五、基因资源的保护248

六、我国的HGP计划248

本章小结249

复习思考题250

第九章 生物技术在其他方面的应用252

第一节 生物技术与能源252

一、微生物技术与石油开采252

二、未来石油的替代物——乙醇254

三、植物“石油”256

四、传统可再生能源——甲烷256

五、未来的新能源——氢能259

第二节 生物技术与环境259

一、污水处理259

二、大气净化262

三、固体废弃物的生物处理264

四、被污染的环境的生物修复265

五、环境污染监测与评价的生物技术269

第三节 对生物技术发明创新的保护270

一、专利保护270

二、商业秘密271

三、生物技术发明的其他保护形式272

四、生物技术专利保护的负面影响273

第四节 生物技术安全性及其应对措施274

一、转基因生物的安全性274

二、动物克隆275

三、生物武器275

四、人类基因的研究、应用与影响277

本章小结278

复习思考题279

参考文献280