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1．绪论1

1.1 生物技术的概念1

1.2 生物技术的学科基础1

1.3 生物技术的研究领域2

1.4 生物技术的发展5

1.5 生物工程的服务领域及对经济社会发展的影响6

1.5.1 人类健康6

1.5.2 农业9

1.5.3 资源和能源9

1.5.4 环境保护10

1.6 生物技术的安全性和社会伦理问题10

1.6.1 转基因技术的安全性问题10

1.6.2 克隆人的伦理问题11

1.6.3 个人基因信息的隐私权问题11

1.6.4 基因应用问题11

1.6.5 生物技术引发的其他问题11

2．基因工程13

2.1 基因工程的概念和基本操作步骤15

2.2 基因工程工具酶15

2.2.1 限制性核酸内切酶17

2.2.2 DNA连接酶和DNA片段末端修饰酶20

2.2.3 其他基因工程工具酶20

2.3 基因工程载体21

2.3.1 原核生物宿主的载体23

2.3.2 真核生物宿主的载体27

2.3.3 植物宿主的载体30

2.3.4 动物宿主的载体31

2.3.5 染色体定位整合载体31

2.3.6 几种特殊用途的载体32

2.4 目的基因的获得34

2.4.1 原核生物目的基因的获得35

2.4.2 真核生物目的基因的获得36

2.5 目的基因与载体DNA的连接38

2.5.1 黏性末端DNA片段的连接38

2.5.2 非互补黏性或平末端DNA片段的连接39

2.6 目的基因导入受体细胞40

2.7 重组子的筛选41

2.8 目的基因的表达41

2.9 基因工程的应用43

3．细胞工程46

3.1 植物细胞工程47

3.1.1 植物组织培养47

3.1.2 植物细胞培养52

3.1.3 植物细胞原生质体制备与融合61

3.1.4 单倍体植物的诱发与利用（花药和花粉的培养）70

3.1.5 人工种子76

3.1.6 植物细胞培养的应用81

3.2 动物细胞工程82

3.2.1 动物细胞组织培养83

3.2.2 动物细胞融合89

3.2.3 淋巴细胞杂交瘤产生单克隆抗体技术（McAb）90

3.2.4 细胞核移植与动物克隆93

3.2.5 染色体转移96

3.2.6 干细胞研究97

4．酶工程102

4.1 微生物酶的发酵生产104

4.1.1 产酶菌种的筛选104

4.1.2 基因工程菌的构建106

4.1.3 微生物酶的发酵生产107

4.2 酶反应器109

4.3 酶的分离纯化110

4.4 酶的化学修饰115

4.5 酶的固定化115

4.6 化学人工酶（人工合成酶或模拟酶）117

4.7 生物酶工程118

4.8 酶的蛋白质工程119

4.9 酶制剂的应用120

4.9.1 用于诊断和治疗疾病120

4.9.4 能源开发上的应用122

4.9.2 酶在工业上的应用122

4.9.3 用于生物工程其他分支领域122

4.9.5 环境工程上的应用123

4.10 生物传感器124

4.10.1 生物传感器的概念124

4.10.2 生物传感器的原理125

4.10.3 生物传感器的特点125

4.10.4 生物传感器的种类125

5．发酵工程（微生物工程）127

5.1 发酵工程概述128

5.1.1 发酵类型128

5.1.2 发酵工程的一般过程130

5.1.3 发酵产品及其分离提纯133

5.2 液体深层发酵134

5.2.1 分批发酵（间歇发酵）135

5.2.2 连续发酵136

5.2.3 补料分批发酵137

5.3 固体发酵138

5.4 发酵设备（微生物反应器）139

5.4.1 通气发酵罐140

5.4.2 厌氧微生物反应器（嫌气发酵罐）142

5.5 发酵的应用143

5.6 典型产品的发酵生产144

5.6.1 抗生素发酵生产144

5.6.2 维生素发酵生产146

6．蛋白质工程150

6.1 蛋白质结构基础152

6.1.1 蛋白质的氨基酸组成和分类152

6.1.2 蛋白质的生物学功能153

6.1.3 氨基酸的性质153

6.1.4 肽154

6.1.5 蛋白质的分类154

6.1.6 蛋白质的分子结构154

6.1.7 蛋白质结构与功能的关系155

6.1.8 蛋白质的理化性质156

6.1.9 蛋白质的分离和纯化157

6.2 蛋白质工程基本原理159

6.2.1 蛋白质工程与基因工程159

6.2.2 基因的定向诱变161

6.2.3 蛋白质改造工程举例162

7．生物技术与人类健康166

7.1 生物技术与疫苗166

7.1.1 疫苗发展简介167

7.1.2 基因工程疫苗171

7.1.3 基因疫苗（核酸疫苗）174

7.2 生物技术药物177

7.3 生物技术与疾病诊断179

7.3.1 ELISA技术179

7.3.2 DNA诊断技术182

7.3.3 生物芯片技术192

7.4.1 基因治疗（gene therapy）194

7.4 生物技术与生物疗法194

7.4.2 肿瘤的基因治疗198

7.5 组织和干细胞工程202

7.5.1 组织工程202

7.5.2 干细胞工程204

7.6 生物技术营造人居健康生态环境206

8．生物技术与环境209

8.1 环境污染及其现状209

8.1.1 “温室效应”与全球增暖212

8.1.2 臭氧屏蔽的破坏213

8.1.3 土地荒漠化214

8.1.4 生态环境的破坏214

8.2 我国的环境污染现状216

8.3 环境生物修复技术216

8.3.1 污水处理218

8.3.2 石油污染的生物修复223

8.4 生物能源和生物材料225

8.5 生物技术在环境领域的应用展望226