現(xiàn)代生物技術(shù)導論

前言

　　現(xiàn)代生物技術(shù)革命使人們改造自然和推動社會發(fā)展的能力邁上了一個新的臺階，它的發(fā)展對世界政治、經(jīng)濟、軍事、社會文化等各方面的發(fā)展進程正產(chǎn)生越來越深遠的影響。正如美國技術(shù)評估委員會1987年對現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展作出的評估那樣，現(xiàn)代生物技術(shù)是一次像當年的工業(yè)革命和今天的計算機革命一樣，是可以改變?nèi)祟惿臀磥淼目茖W革命。操縱遺傳物質(zhì)來滿足生命體的特殊需要，將會給人類的現(xiàn)代生活帶來根本性的變化?！　∥覀冎志帉憽冬F(xiàn)代生物技術(shù)導論》作為高等院校通識教育教材時的豐要指導思想，是要讓本書盡可能地反映田內(nèi)外現(xiàn)代生物技術(shù)的基本技術(shù)內(nèi)涵和最新發(fā)展，以及現(xiàn)代牛物技術(shù)對人類社會經(jīng)濟、政治、文化、倫理、道德、法律法規(guī)和人們思維觀念等方而的影響。目的是讓學生通過閱讀本書后不僅能夠了解現(xiàn)代生物技術(shù)基本原理和基本知識，并且能夠?qū)W到一些解決問題的方法和科學的思維方式，從而提高獨立思考、獨立判斷的能力?！　”緯闹饕獌?nèi)容分為兩部分：第一篇介紹現(xiàn)代生物技術(shù)基本原理與技術(shù)范疇，包括堆因工程、細胞工程、現(xiàn)代發(fā)酵工程、酶工程和生物下游加工過程五個章節(jié)；第二篇介紹現(xiàn)代生物技術(shù)對人類社會所產(chǎn)生的巨大影響，包括人類疾病的基因治療、預防性與治療性疫苗、現(xiàn)代生物技術(shù)對社會技術(shù)經(jīng)濟的影響、現(xiàn)代生物技術(shù)安全性及其影響和生物技術(shù)專利與法規(guī)五個章節(jié)。本書的編寫力求突出以下三點：一是在內(nèi)容編寫上既考慮到教材的基礎(chǔ)性，又考慮到學科發(fā)展的先進性。作為跨專業(yè)通識教育課程，需要給學生提供最基本的知識，又要對學科的最新進展進行追蹤。本書編寫時選取現(xiàn)代生物技術(shù)基本理論與技術(shù)進行系統(tǒng)介紹，并對學科的最新發(fā)展力求有所反映。二是在內(nèi)容設(shè)置上既考慮到教材的理論性和學科的系統(tǒng)性，又考慮到教材的適用性。對一些必要的和關(guān)基礎(chǔ)知識進行了簡要的鋪墊，使學生便于自學。三是既考慮到現(xiàn)代生物技術(shù)的科學性，又考慮到其社會性。從現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展中典型實例介紹其對人類社會的深刻影響，使學生在學習過程中綜合素質(zhì)得到一定提高。

內(nèi)容概要

　　現(xiàn)代生物技術(shù)迅猛發(fā)展，取得了令人矚目的成就，推動著科學的進步，促進著經(jīng)濟的發(fā)展，改變著人類的生活與思維，影響著人類社會的發(fā)展進程；同時它也是21世紀高新技術(shù)革命的核心內(nèi)容，具有巨大的經(jīng)濟效益和現(xiàn)實的與潛在的生產(chǎn)力?！冬F(xiàn)代生物技術(shù)導論》主要介紹了現(xiàn)代生物技術(shù)基本原理、研究方法、發(fā)展趨勢及其對人類社會政治、經(jīng)濟、文化、倫理道德、法律法規(guī)、思維觀念等方面產(chǎn)生的深刻影響。《現(xiàn)代生物技術(shù)導論》內(nèi)容豐富、文字通俗流暢、可讀性較強，內(nèi)容涉及基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程、生物下游加工過程等現(xiàn)代生物技術(shù)基本理論與技術(shù)范疇。全書共分為11章，每章后面附有內(nèi)容摘要和復習思考題供學生學習之用。　　《現(xiàn)代生物技術(shù)導論》可作為師范大學、綜合性大學、醫(yī)學院校、農(nóng)學院校等本科公共通識教育教材，也可作為相關(guān)專業(yè)本科生、研究生和教師參考書籍。

書籍目錄

前言緒論0.1 現(xiàn)代生物技術(shù)革命0.1.1 生物技術(shù)含義與范疇0.1.2 現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)生0.1.3 HerberBoyer＆stanley Cohen基因重組實驗及其意義0.2 現(xiàn)代生物技術(shù)前景0.2.1 現(xiàn)代生物技術(shù)對社會經(jīng)濟與技術(shù)發(fā)展的影響0.2.2 現(xiàn)代生物技術(shù)商業(yè)化與產(chǎn)業(yè)化特點0.2.3 現(xiàn)代生物技術(shù)安全性及其對倫理、法律的影響0.2.4 現(xiàn)代生物技術(shù)規(guī)范化管理0.3 現(xiàn)代生物技術(shù)與中田0.3.1 中國現(xiàn)代生物技術(shù)研究成果0.3.2 中國面臨現(xiàn)代生物技術(shù)R&D挑戰(zhàn)復習思考題第一篇 現(xiàn)代生物技術(shù)基礎(chǔ)第一章 基因工程1.1 DNA的結(jié)構(gòu)與功能1.1.1 DNA的分子組成與基本結(jié)構(gòu)1.1.2 DNA分子的基本功能1.2 DNA重組技術(shù)1.2.1 典型DNA重組技術(shù)路線1.2.2 基因工程常用工具酶1.2.3 基因工程載體1.2.4 目的基因的來源與獲得1.2.5 面組DNA導入受體細胞1.2.6 重組子篩選與鑒定1.2.7 克隆基因的表達1.3 蛋白質(zhì)工程1.3.1 蛋白質(zhì)分子設(shè)計和改造1.3.2 蛋白質(zhì)工程研究方法復習思考題第二章 細胞工程2.1 細胞工程理論與技術(shù)基礎(chǔ)的2.1.1 細胞學基礎(chǔ)知識2.1.2 細胞工程的技術(shù)基礎(chǔ)2.2 動物細胞工程2.2.1 轉(zhuǎn)基因動物和克隆動物2.2.2 動物細胞融合與單克降抗體2.3 植物細胞工程2.3.1 植物細胞與植物組織培養(yǎng)2.3.2 花藥花粉培養(yǎng)與單倍體育種2.3.3 離體胚培養(yǎng)和雜種植株獲得2.3.4 原生質(zhì)體培養(yǎng)與體細胞融合（雜交）2.3.5 植物細胞培養(yǎng)與次級代謝物細胞工程復習思考題第三章 現(xiàn)代發(fā)酵工程3.1 微生物發(fā)酵3.1.1 發(fā)酵的基本概念3.1.2 發(fā)酵的一般工藝流程3.1.3 發(fā)酵工業(yè)中常用微生物種類3.1.4 發(fā)酵操作方式與微生物生長動力學3.1.5 微生物發(fā)酵過程檢測與優(yōu)化3.1.6 同體發(fā)酵3.2 動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)3.2.1 培養(yǎng)動物細胞的形態(tài)與生理特點3.2.2 動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)方法與操作方式3.3 植物細胞大規(guī)模培養(yǎng)3.4 生物反應器3.4.1 生物反應器基本類型與特點3.4.2 生物反應器設(shè)計原則復習思考題第四章 酶工程4.1 酶的特性與酶工程概況4.1.1 酶的特性4.1.2 酶的系統(tǒng)分類4.1.3 酶工程簡介4.2 酶的來源和發(fā)酵生產(chǎn)4.2.1 酶的來源4.2.2 酶的發(fā)酵生產(chǎn)4.3 酶的固定化4.3.1 固定化酶制備方法4.3.2 固定化酶性質(zhì)與活力測定4.4 酶分子改造4.4.1 酶的化學修飾4.4.2 酶的人工模擬4.4.3 有機相酶反應4.5 酶工程的應用復習思考題第五章 生物下游加工過程5.1 生物下游加工一般過程5.1.1 發(fā)酵液的預處理和固液分離5.1.2 初步分離5.1.3 高度純化5.1.4 成品加工5.2 生物下游加工過程的設(shè)計原則5.3 分離效率評價5.4 生物下游加工過程的發(fā)展5.4.1 基礎(chǔ)理論研究5.4.2 新型高效下游加工技術(shù)研究開發(fā)5.4.3 工程放大研究復習思考題第二篇 現(xiàn)代生物技術(shù)與人類第六章 人類疾病的基因治療6.1 基因治療的現(xiàn)狀與回顧6.1.1 基因治療的基本思想與概念6.1.2 基因治療的發(fā)展與現(xiàn)狀6.2 基因治療的方式6.2.1 基因治療的操作對象6.2.2 基因治療的基本方式6.2.3 基因治療中的基因轉(zhuǎn)移載體6.2.4 基因治療中外源基因?qū)爰毎钠渌椒?.3 腫瘤基因治療6.3.1 導入抑癌基因進行基因治療6.3.2 導入針對癌基因的基因進行基因治療6.3.3 導入“自殺”基因進行基因治療6.3.4 導入細胞因子基因進行基因治療6.3.5 導入MHCI抗原基因進行基因治療6.3.6 導入MDR／基因進行基因治療6.3.7 細胞融合法基因治療6.4 遺傳性疾病與其他疾病的基因治療6.4.1 嚴重聯(lián)合免疫缺陷綜合癥基因治療6.4.2 血友病的基因治療6.4.3 家族性高膽固醇血癥6.4.4 囊性纖維化的基因治療6.4.5 幾種肝臟疾病的基因治療6.4.6 遺傳性神經(jīng)疾病的基因治療6.4.7 帕金森病基因治療6.5 基因治療的前景6.5.1 基因治療存在的技術(shù)問題6.5.2 基因治療中存在的倫理和社會問題6.5.3 基因治療的近期發(fā)展趨勢6.5.4 人類基因組計劃簡介復習思考題第七章 預防性和治療性疫苗7.1 人類免疫與免疫應答7.1.1 免疫系統(tǒng)組成與功能7.1.2 免疫應答基本過程7.2 傳統(tǒng)疫苗7.2.1 傳統(tǒng)疫苗的發(fā)展歷史7.2.2 典型疫苗的種類與特點7.2.3 傳統(tǒng)疫苗生產(chǎn)方法與應用的局限性7.3 現(xiàn)代生物技術(shù)疫苗7.3.1 基因工程疫苗7.3.2 活體重組疫苗及其載體7.3.3 免疫避孕疫苗……主要參考文獻

章節(jié)摘錄

　　2.2.1 轉(zhuǎn)基因動物和克隆動物　　2.2.1.1 克隆動物　　1997年2月27日，英囤胚胎學家Ian wilmut等科學家在《Nature》雜志報道了體細胞克隆羊“Dolly”的誕生讓全世界大為震驚，有人為之歡呼，有人為之恐慌。組成包括人體在內(nèi)的高等動物機體的億萬個細胞，都是由一個受精卵發(fā)育而來的；像胚胎干細胞一樣，分化了的體細胞仍然具有一整套完整的遺傳信息。過去人們認為，細胞的分化程度越高，它指導早期胚胎發(fā)育成新個體的能力就越低，高度分化的體細胞甚至完全不具備這種能力Ian wilmut的研究證明了哺乳動物高度分化的細胞核在卵母細胞質(zhì)支持下也能夠恢復全能性，也翻開了人類以體細胞核克隆哺乳動物的新篇章。此后的幾年內(nèi)，體細胞動物克隆技術(shù)上取得了重大的突破?！　　翱寺　保╟lone）一詞來源于希臘語，原意是用于扦插的枝條，也就是指無性繁殖的后代群體?？寺≡谥参锝绲膽靡延猩锨甑臍v史，理論上的突破則是20世紀的事。德圍植物學家Haberlandt（1902）指出，植物的體細胞具有母體全部的遺傳信息，并具有發(fā)育成為完整個體的潛能，因而每個植物細胞都可像胚胎細胞那樣，經(jīng)離體培養(yǎng)再生成為完整植株。這就是所謂的細胞全能性。許多科學家為證實植物細胞的全能性作出了不懈的努力使植物細胞全能性獲得了充分的論證。　　與植物細胞不同，在動物發(fā)育過程中分化了的細胞不能再產(chǎn)生完整的動物個體。然而，動物胚胎的生長、分化和發(fā)育是否造成體細胞基因組的不可逆性修飾，即在發(fā)育過程中分化了的細胞是否具有與受精卵相同的核等價性（nuclear equivalency）或基因組連續(xù)性，也就是說分化細胞具有與受精卵相同的遺傳信息，一直是發(fā)育生物學要解決的問題。早在20世紀30年代，著名的胚胎學家Spemann就提出了“分化了的細胞核移入去核卵子中構(gòu)建新胚胎”這樣的設(shè)想。用兩棲類動物進行的一些克隆實驗表明，早期胚胎細胞核經(jīng)移植可產(chǎn)生成熟的動物個體，而從蝌蚪及成體動物細胞中取出的細胞核經(jīng)移植生成的克隆動物最晚只能發(fā)育至蝌蚪期。隨后胚胎分割及胚胎細胞核移植克隆動物在許多物種中獲得了成功，以及體細胞克隆綿羊、小鼠、牛及山羊的成功，再次證明高度分化的細胞核仍具有全能性。

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