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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2

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16

四、生命科学充满未解之谜17

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29

一、真核细胞的形态结构29

二、细胞膜31

三、细胞质与细胞器33

四、细胞核36

五、原核细胞39

第三节 染色体42

一、染色体与染色质42

二、染色体的结构42

三、A染色体和B染色体44

四、染色体的变异45

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47

一、细胞分裂47

二、细胞的分化54

三、细胞分化的主要机制56

第五节 细胞的衰老和凋亡59

一、衰老与细胞60

二、细胞衰老的机理63

三、展望和未来67

第六节 脱离正常轨道的细胞——癌细胞67

一、癌细胞的主要特征68

二、肿瘤形成69

第三章 生物的遗传与变异72

第一节 生物的遗传物质72

一、遗传物质的发现与遗传学基本定律72

二、基因概念的发展与基因的本质76

第二节 生物性状的遗传78

一、生物的性别78

二、人类的性状遗传81

三、孟德尔遗传的延伸83

四、多基因遗传86

五、核外遗传93

第三节 生物的遗传变异96

一、染色体结构变异97

二、染色体数目变异99

三、基因突变104

第四节 遗传病与优生优育107

一、遗传病的概念与分类107

二、遗传病的诊断109

三、遗传病的基因治疗111

四、优生优育112

第四章 生物的进化115

第一节 生命的起源115

一、对生命起源的认识过程116

二、生命出现的历程117

第二节 生物进化史及生物进化图谱121

一、单细胞生物的繁衍122

二、多细胞生物的出现与演化123

三、人类的起源与社会文明126

四、生物进化图谱127

第三节 生物进化论与生物进化的证据128

一、生物进化论128

二、生物进化的证据131

第五章 生物技术原理135

第一节 基因工程操作原理135

一、什么是基因工程135

二、基因工程操作技术及原理136

第二节 细胞工程操作原理141

一、什么是细胞工程141

二、细胞工程技术与原理142

第三节 酶工程145

一、酶工程的概念和内容145

二、酶分析技术146

三、酶的生产147

四、酶的提取和分离纯化147

五、酶的固定化方法148

六、酶的应用148

第四节 发酵工程150

一、发酵工程的概念和内容150

二、发酵工程操作技术151

三、发酵工程的应用155

四、发酵工程产品——氨基酸157

第五节 蛋白质工程158

一、什么是蛋白质工程158

二、蛋白质结构分析159

第六节 分子杂交与遗传标记162

一、分子杂交162

二、遗传标记163

三、分子标记技术的应用166

第六章 生物技术的应用168

第一节 人类基因组计划与生物技术168

一、人类基因组计划的目的168

二、人类基因组研究方案及技术169

三、确定特定基因的方法171

四、利用染色体特征研究人类基因组172

五、人类基因组计划的实际意义173

第二节 生物技术在医药卫生领域的应用175

一、生物医药行业特征175

二、基因工程药物175

三、基因诊断178

四、基因治疗178

五、基因疫苗179

六、创建遗传病的动物模型179

七、转基因动物作为生物反应器180

第三节 生物技术在农业科学方面的应用180

一、生物技术与粮食180

二、生物技术与农药182

三、花卉基因工程182

四、基因工程动物在畜牧业方面的应用184

第四节 生物技术在工业领域的应用185

一、玉米变成生物降解塑料185

二、改良纤维素酶效能以提高葡萄糖产量185

三、生物新原料与新材料185

四、生物催化技术186

五、医药卫生工业186

六、去除石油污染186

七、在贫矿中提取金属186

第五节 生物技术在食品业的应用186

一、生物技术在食品领域的应用现状186

二、生物技术在食品加工过程的应用188

三、生物技术在农副产品深加工和综合利用方面的应用189

四、生物技术推动食品工业的可持续发展190

五、生物技术与食品安全性检测190

六、生物技术在食品领域中的应用前景192

第六节 生物技术在能源开发上的应用193

一、我国拥有丰富的生物质资源194

二、生物能源的主要形式194

三、微生物与生物能源195

四、生物能源的发展趋势197

第七节 生物技术在环境科学方面的应用197

一、什么是环境生物技术197

二、生物技术在环境保护中的应用198

第七章 生物信息学205

第一节 生物信息学概论205

一、生物信息学产生的背景205

二、生物信息学研究的目标与内容207

第二节 生物信息学常用数据库及其信息检索209

一、生物信息学常用数据库209

二、生物信息学常用检索工具219

第三节 生物信息学研究前沿226

一、生物芯片技术226

二、计算机辅助药物设计227

三、虚拟细胞技术229

第八章 丰富多彩的生物世界232

第一节 生物的分类和命名232

一、生物的分类等级232

二、生物的分界233

三、生物的命名234

第二节 郁郁葱葱的植物世界234

一、植物在自然界的作用234

二、植物的生活史235

三、植物的结构与功能237

四、植物的类群244

五、植物的运动247

第三节 灿烂多姿的动物世界249

一、动物在自然界中的地位249

二、动物的类群249

三、动物的生长、发育257

四、动物的行为260

第四节 神奇的微生物世界262

一、微生物的概念262

二、微生物的种类262

三、微生物的特点269

四、微生物的应用270

第九章 宏观层次的生命系统——环境生态学概述272

第一节 生态学基础知识272

一、生态因子及其特点272

二、种群生态学274

三、群落生态学279

四、生态系统283

五、生物圈与生物多样性293

第二节 人类活动与全球环境的变化294

一、人为干扰294

二、人类活动带来的污染295

第三节 环境保护与可持续发展301

一、生态环境保护301

二、可持续发展303

三、环境科学相关研究305

第十章 生物仿生学307

第一节 仿生学的定义307

一、仿生学的由来及定义307

二、仿生学的研究范围308

第二节 仿生学的诞生与意义309

一、仿生学的诞生及历史309

二、仿生学的研究对象309

第三节 仿生学的研究内容及方法310

一、仿生学的研究内容310

二、仿生学的研究方法310

第四节 经典的仿生学举例311

一、感觉仿生311

二、结构仿生312

三、运动仿生314

四、化学仿生314

第五节 生物仿生学的新进展316

一、仿生器官组织工程蓬勃兴起316

二、仿生机器人争相“进化”317

三、纳米仿生学318

四、分子仿生学320

参考文献322