生物技術入門

《生物技術入門(中文版)》是《生物技術入門系列》(全十冊)的合集，可供生命科學相關專業的學生、教師或科研人員作為入門教材和參考書，也可成為面向科技管理者以及任何一位對生物技術感興趣的非專業人士的科普讀物。萊因哈德·倫內貝格教授用幽默、通俗的文字和大量史實般的圖片，為我們介紹了生物技術的發展歷程、原理與應用，涉及了生物技術與生命科學的核心內容與多個分支領域，包括微生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、生態學、基因工程等。與普通教科書不同的是，作者結合歷史、經濟、政治、軍事、文學、藝術等人類文明的各個方面，介紹了生物技術發展史上的名人軼事，並對很多問題進行了頗為深入的討論。我們從中既可以感受科學家的熱忱與信念，領略理性與感性的完美交融，也會獲得良多啟示。

中文版序言

原版前言

第一章 啤酒，麵包，乳酪——生物工藝與美食

1.1 酒文化伊始

1.2 酵母：發酵背後的秘密

1.3 時至今日，啤酒釀造的原材料依然是酵母、水、麥芽和啤酒花

1.4 萬物生長靠太陽

1.5 酒精發酵：酵母生存的應急措施

1.6 蒸餾：一種有效的酒精提純法

1.7 細菌與食品貯藏

1.8 咖啡、可可、香精、煙草：發酵使它們更美味

1.9 黴菌與細菌：乳酪生產中的聯盟軍

1.10 醬油與清酒

1.11 究竟何謂發酵？

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小測驗

第二章 酶——在生活與工業中廣為使用的超級分子催化劑

2.1 酶是具有高度特異性的高效生物催化劑

2.2 溶菌酶：在微小分子水平上最早被了解其結構和功能的酶類

2.3 輔助因子在複合酶類中的作用

2.4 酶類的來源：動物、植物以及微生物

2.5 胞外水解酶將生物高分子聚合物降解為小分子

2.6 用於釀酒、烘焙以及退漿的澱粉酶

2.7 用於增加蔬果汁產量的果膠酶

2.8 生物清潔劑：應用最廣泛的水解酶

2.9 軟化肉類與皮革的蛋白酶

2.10 固定：酶類的重複使用

2.11 葡萄糖異構酶與果糖糖漿：提高糖的甜度

2.12 固態酶在人類與動物食品生產中的應用

2.13 酶膜反應器：輔助因子再生性的應用

2.14 固定細胞

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小測驗

第三章 基因工程的奇迹

3.1 DNA：攜帶遺傳信息的雙螺旋結構

3.2 DNA聚合酶催化DNA雙鏈的複製

3.3 DNA之外的遺傳信息儲存載體：RNA病毒中的單鏈RNA

3.4 破譯遺傳密碼

3.5 人類基因組：一套23卷的大百科全書

3.6 通過合成RNA破譯DNA密碼

3.7 結構基因附近的DNA位點控制基因表達

3.8 核糖體：細胞中由大分子RNA和蛋白質構建的蛋白生產工廠

3.9 重組：把基因重新“洗牌”

3.10 質粒：遺傳材料的理想載體

3.11 分子級別的剪刀和膠水：限制性核酸內切酶和DNA連接酶

3.12 基因技術的第次嘗試：呱呱落地的細菌

3.13 如何獲得基因

3.14 從細菌中得到人類胰島素

3.15 人體內的胰島素合成

3.16 小鼠胰島素原：基因工程的開端

3.17 DNA雜交：怎樣使用DNA探針找到細菌

3.18 輕微的轉變：生長激素抑制素——第一種由細菌生產的人類蛋白質

3.19 蛋白酶是如何將豬胰島素轉變為人類胰島素的

3.20 Eureka！第一種遺傳工程胰島素的誕生

3.21 Aslomar會議：現代基因技術的風險

3.22 從單大腸桿菌菌株中獲得人類胰島素

3.23 使用麵包酵母生產胰島素原產品

3.24 通過蛋白質工程獲取人造胰島素突變蛋白

3.25 使用轉基因哺乳動物細胞生產改造后的複合蛋白質

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小測驗

第四章 白色生物技術——作為合成工廠的細胞

4.1 概述

4.2 戰術性適應

4.3 戰略性適應：酶的需求量

4.4 一種具有變構效應的分子：谷氨醯胺合成酶

4.5 分解代謝物的抑制和聚合酶的誘導

4.6 用黴菌代替檸檬

4.7 賴氨酸的大規模生產：突變體怎樣克服天冬氨酸激酶的反饋抑制

4.8 L-谷氨酸：調味品中富含的左旋氨基酸

4.9 化學合成與微生物生產

4.10 L-抗壞血酸(維生素C)

4.11 阿斯巴甜：一種很甜的二肽酯化物

4.12 固定化細胞生產氨基酸和有機酸

4.13 突變：定向微生物工程的一種手段

4.14 點青黴：亞歷山大-弗萊明發現的神奇真菌

4.15 篩選：生物化學家尋找黴菌

4.16 微生物的食譜是什麼？

4.17 現代生物工廠

4.18 熱、冷和乾燥會導致微生物死亡

4.19 下游生產過程

4.20 鏈黴素和頭孢菌素：新一代抗生素

4.21 微生物抗性問題的解決

4.22 環孢黴素：用於轉基因植物的微生物產物

4.23 甾醇類激素：可的松和避孕藥

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小測驗

第五章 病毒、抗體和疫苗

5.1 病毒：借來的生命

5.2 病毒怎樣攻擊細胞

5.3 機體怎樣防止自身被感染：通過抗體進行體液免疫應答

5.4 細胞免疫應答：殺傷T細胞

5.5 第一個疫苗：對抗天花的牛痘

5.6 現代疫苗

5.7 活疫苗

5.8 單克隆抗體

5.9 催化性抗體

5.10 重組抗體

5.11 重組抗體文庫

5.12 噬菌體展示：新一輪的革命

5.13 高親和力生長激素的噬菌體展示

5.14 癌症患者的新希望：重組抗體利妥昔

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小測驗

第六章 環境生物技術——從“單行道”到自然循環

6.1 清潔水：一種生物產品

6.2 有氧的水純化：污水處理田，滴濾器和活性污泥

6.3 沼氣

6.4 沼氣能挽救森林！

6.5 工業國家把沼氣當做液體肥料

6.6 生長在田裡的燃料作物

6.7 查克拉巴提的“吃油鬼”

6.8 源於木材的糖和酒精

6.9 生物質中的基本化學物質

6.10 沉默的礦藏

6.11 重獲新生的枯油井

6.12 生物塑料：從死胡同到旋轉木馬

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第七章 綠色生物技術

7.1 可食用的微生物

7.2 藻類和藍綠藻

7.3 單細胞蛋白質：廉價蛋白質資源的希望

7.4 作為一種植物蛋白質，真菌蛋白受到消費者的青睞

7.5 門檻上的“綠色”生物技術

7.6 試管領域：植物的體外培養

7.7 分生組織培養

7.8 單倍體培養：花藥和子房

7.9 愈傷組織和懸浮培養

7.10 在生物反應器中的植物細胞產生有活性的物質

7.11 繼紫草素之後的植物活性物質會是什麼？

7.12 根癌農桿菌：害蟲也能當基因工程師

7.13 基因槍轉化法：從槍里射出的DNA

7.14 轉基因植物：除草劑抗性

7.15 生物殺蟲劑

7.16 藍色康乃馨和“硬”番茄

7.17 轉基因食品的危險？

7.18 轉基因食品應該被標記出來嗎？

7.19 基因藥師

7.20 轉基因植物：一場激烈的討論

7.21 冰天雪地中的熱帶棕櫚樹？

7.22 雪槍中的細菌保衛滑雪度假

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第八章 胚胎、無性繁殖系和轉基因動物

8.1 人工授精

8.2 胚胎移植和體外受精

8.3 胚胎移植用於保護瀕危動物

8.4 齊美拉式動物至少擁有四個遺傳學上的親代

8.5 轉基因動物：從巨型小鼠到巨型奶牛

8.6 牛和豬的生長素

8.7 基因藥物：奶製品和雞蛋中寶貴的人類蛋白

8.8 轉基因魚：從熒光魚到巨型鱒魚

8.9 基因敲除小鼠

8.10 異種移植

8.11 克隆：雙胞胎的批量生產

8.12 青蛙和蠑螈的克隆

8.13 多莉：動物克隆中的突破

8.14 克隆過程中遇到的困難

8.15 克隆貓

8 16 與人類相關的克隆、IVF和PID

8.17 通過胚胎以窺全部

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第九章 心肌梗塞、症和幹細胞——生物技術拯救生命

9.1 心肌梗塞和抗凝血劑

9.2 心肌梗塞形成后的纖維蛋白溶解：利用酶使助栓溶解

9.3 中風患者：從吸血酶中獲得的幫助

9.4 遺傳工程因子Ⅷ：血友病的安全助手

9.5 腎病患者和運動時的EPO

9.6 抗擊病毒和癌症的干擾素

9.7 白細胞介素

9.8 腫瘤：非正常的細胞無限制生長

9.9 新的癌症治療方法

9.10 紫杉醇抗癌藥

9.11 人類生長激素

9.12 表皮生長激素：消除皺紋，治癒糖尿病性腳痛

9.13 幹細胞，青春之泉

9.14 基因治療

9.15 變廢為寶：RNA干擾

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第十章 分析生物技術和人類基因組

10.1 造福於數百萬糖尿病患者的酶檢測試驗

10.2 生物感測器

10.3 微生物感測器：酵母在五分鐘內就可檢測出水質的污染

10.4 免疫妊娠試驗

10.5 AIDS診斷

10.6 心肌梗塞診斷

10.7 醫護點(POC)診斷

10.8 如何分析DNA——凝膠電泳通過DNA片段大小對其進行分離

10.9 生與死：遺傳指紋圖譜在親子鑒定和犯罪調查中的作用

10.10 DNA標準物：短串聯重複序列(STRs)和單核苷酸多態性(SNPs)

10.11 聚合酶鏈式反應：DNA呈百萬級的擴增

10.12 恐龍和猛獁可以獲得新生？

10.13 基因的測序

10.14 Southern雜交

10.15 DNA自動測序

10.16 熒光原位雜交：鑒定基因在染色體上的定位及拷貝數

10.17 生物技術領域的最大成就：人類基因組計劃

10.18 基因組遺傳圖譜

10.19 基因組物理圖譜的繪製

10.20 基因組測序方法的競爭：片段重疊群法和鳥槍法7

10.21 人類基因組計劃：我們要去向何方？

10.22 如何解讀基因組序列？

10.23 藥物基因組學

10.24 DNA晶元

10.25 基因表達譜：鑒定致病原因

10.26 蛋白質組學

10.27 基質輔助激光解吸電離-飛行時間質譜(MALDI-TOF)：氣相蛋白離子

10.28 適體和蛋白質晶元

10.29 有可能對人類基因組進行完全控制嗎？

10.30 生物技術將何去何從？

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