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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