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出版者:第1版 (2002年7月1日)

作者:陆德如

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-7

价格:30.0

装帧:平装

isbn号码:9787502538217

丛书系列:

图书标签:

• 基因工程
• 现代生物技术
• 生物技术
• 遗传工程
• 分子生物学
• 生物科学
• 生命科学
• 生物工程
• 基因组学
• 生物技术产业

生物技术前沿：从基础到应用 丛书主题： 本丛书旨在系统梳理和深入探讨当前生物技术领域最前沿的基础理论、核心技术及其在各个交叉学科中的创新应用。内容涵盖分子生物学、细胞生物学、遗传学、生物信息学等基础学科的最新进展，并聚焦于合成生物学、基因编辑技术、蛋白质工程、生物制药以及生物能源等高新技术领域的发展趋势与实践案例。 目标读者： 适合生命科学、生物工程、医学、农学、环境科学等相关专业的本科生、研究生、科研人员，以及对现代生物技术充满热情的行业从业者和政策制定者。 --- 第一卷：分子生物学核心：基因的调控与机制 引言：生命的蓝图与动态调控 本卷立足于生命科学的基石——分子生物学，但视角聚焦于当前突破性研究热点，而非经典教科书内容的简单复述。它深入探讨了基因表达的复杂性、非编码RNA的功能网络，以及表观遗传学如何实现跨代信息的传递与环境的适应。 第一章：后基因组时代的复杂性解析 转录组学的高分辨率成像： 不再局限于测序，重点介绍单细胞RNA测序（scRNA-seq）及其衍生技术（如空间转录组学）如何揭示细胞异质性及其在组织发育和疾病发生中的作用。讨论数据分析中的挑战，如批次效应校正和生物学意义的提取。 蛋白质组学的动态视角： 关注蛋白质翻译后修饰（PTM）的实时监测技术，例如高分辨质谱在磷酸化、泛素化信号通路中的应用。探讨蛋白质-蛋白质相互作用组（PPI）的动态网络构建方法。 第二章：基因编辑技术的深化与优化 超越CRISPR-Cas9： 本章详细介绍第二代和第三代基因编辑工具，如碱基编辑器（Base Editing）和先导编辑器（Prime Editing），重点分析它们如何实现无双链断裂（DSB）的精确修改，从而降低脱靶效应和细胞毒性。 体内递送系统的瓶颈与突破： 深入探讨将基因编辑系统安全、高效送达目标组织和细胞的技术（如腺相关病毒载体优化、脂质纳米颗粒LNP的靶向修饰），这是从实验室走向临床的关键障碍。 第三章：表观遗传调控的新维度 染色质重塑与高级结构： 阐述染色质可及性测序（ATAC-seq）如何揭示转录因子结合位点的激活状态。介绍核小体定位对基因启动子区域调控的精细作用机制。 DNA和组蛋白修饰的精确解码： 重点介绍用于识别5-mC、5-hmC等修饰的新型化学标记技术及其对基因沉默和激活的长期影响。 总结： 本卷强调分子机制的动态性和环境响应性，为理解生命系统的复杂性提供了最前沿的分子工具和理论框架。 --- 第二卷：合成生物学与系统工程：重构生命系统 引言：从阅读生命到编写生命 本卷将合成生物学视为一门工程学科，关注如何设计、构建和优化具有特定功能的新型生物系统。内容侧重于工程学原理在生物设计中的应用，以及如何实现复杂路径的模块化和标准化。 第一章：设计与构建的自动化流程 生物元件库的标准化与存储： 介绍iGEM标准（BioBricks）的演进，以及如何利用自动化高通量平台（如液体工作站）来快速合成、克隆和测试设计模块（如启动子、核糖体结合位点RBS）。 自下而上的基因组合成： 重点介绍从头设计和化学合成完整基因组的最新进展，特别是对真核生物（如酵母）染色体的重构实验，展示了对生命体基本单位的完全控制能力。 第二章：复杂代谢通路的工程化 微生物细胞工厂的设计与优化： 探讨如何利用代谢流分析（MFA）和随机基因表达筛选，对大肠杆菌或酿酒酵母进行多靶点改造，以提高目标产物（如生物燃料、特种化学品）的产量和选择性。 宿主间的基因组整合与宿主选择： 研究如何将复杂的外源代谢网络（如萜类、生物碱合成路径）成功导入到非天然宿主中，并解决物种间代谢兼容性的问题。 第三章：智能生物感受器与逻辑电路 构建基于细胞的传感器网络： 详细阐述如何设计“与门”、“非门”、“振荡器”等基本生物逻辑门，用于疾病诊断、环境监测或药物的定时释放。 多层级调控网络的集成： 探讨如何将多个调控元件（如光遗传学开关、化学诱导系统）整合到一个细胞内，实现对复杂生物过程的精确时空控制，例如癌细胞的靶向清除。 总结： 本卷致力于展示生物技术从“观察者”向“设计者”转型的过程，强调工程学思维在生命科学中的核心地位。 --- 第三卷：生物医学工程与精准治疗 引言：个性化医疗的生物技术引擎 本卷聚焦于生物技术如何驱动下一代医疗模式的革命，特别是精准诊断、靶向药物开发和再生医学的临床转化。 第一章：下一代生物制药的开发策略 抗体药物的进化： 深入分析双特异性抗体（BsAb）、抗体药物偶联物（ADC）的设计原理与优化，及其在肿瘤免疫治疗中的突破性应用。讨论如何利用噬菌体展示技术加速高亲和力配体的筛选。 新型疫苗技术平台： 重点介绍mRNA和DNA疫苗技术平台在传染病和肿瘤治疗中的巨大潜力，包括脂质纳米粒（LNP）递送系统的选择与优化，以及佐剂的创新设计。 第二章：再生医学与组织工程的前沿 诱导多能干细胞（iPSC）的临床级制备： 讨论从疾病建模到细胞治疗的转化流程优化，包括提高重编程效率、去除残留的转染因子，以及规模化生产的安全规程。 生物打印与功能化支架： 探讨三维生物打印技术如何与生物材料科学结合，制造具有复杂血管化结构和特定生物活性的组织替代物，以及生物墨水的设计原则。 第三章：液体活检与早期诊断 循环肿瘤DNA（ctDNA）的超灵敏检测： 阐述高灵敏度的下一代测序方法（如数字PCR、宏基因组学方法）在监测微小残留病灶（MRD）中的应用，以指导辅助治疗决策。 外泌体（Exosome）作为信息载体： 深入分析外泌体携带的蛋白质和核酸信息，如何作为无创性疾病早期生物标志物的潜在来源，及其在药物递送中的应用前景。 总结： 本卷强调了生物技术在解决人类重大疾病挑战中的实际效能，展示了从基础发现到临床应用的桥梁。 --- 附录：生物信息学工具箱与数据处理范式 本部分作为贯穿全书的技术支持，不涉及具体生物学内容，而是提供现代生物技术研究中不可或缺的数据处理和分析方法论。 高通量数据标准化与质量控制： 介绍NGS数据（RNA-seq, WGS/WES）的预处理流程和常用质量评估指标。 网络拓扑分析与深度学习在生物学中的应用： 讨论如何利用图论算法分析基因调控网络，以及如何使用卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）来预测蛋白质结构和药物-靶点相互作用。 可重复性研究的数据管理： 强调计算工作流程（Workflow）的最佳实践，如使用Snakemake或Nextflow确保实验分析的可重现性。

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这本书的插图简直是神来之笔，色彩的运用和细节的刻画都达到了教科书级别的水准。我尤其欣赏它对复杂分子结构的视觉化处理，那些三维的模型图清晰明了，即便是初学者也能迅速抓住重点。比如，在讲解DNA复制机制时，作者没有仅仅依赖枯燥的文字描述，而是用了一整套精美的流程图，每一步的酶促反应都配上了栩栩如生的图像，让人仿佛置身于细胞核内观察这一切。光影的运用更是绝妙，它不仅增强了画面的立体感，更巧妙地突出了关键的化学键和活性位点。阅读过程中，我常常停下来，不是因为理解上有困难，而是忍不住要细细品味这些图画本身。它们不仅仅是辅助材料，更像是艺术品，极大地提升了阅读的愉悦度和学习效率。我敢说，市面上很少有生物技术类的书籍能把视觉信息做到如此极致，这绝对是它的一大亮点，对于那些依赖视觉学习的读者来说，简直是福音。

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我必须强调一下这本书的案例研究部分，它们是这本书的灵魂所在。这些案例并非空泛的理论假设，而是取材于真实世界的重大科学突破和产业应用，充满了生动的故事性。比如，关于胰岛素的工业化生产，作者不仅描述了重组DNA技术的应用，还穿插了当年科学家们在扩大培养规模、解决表达系统稳定性等方面所经历的波折与创新，这些细节极大地增强了知识的代入感和实用价值。通过这些活生生的例子，读者能够清晰地看到基础研究是如何转化为拯救生命的实际产品的，这比单纯的原理学习要震撼得多。这种“理论+实例+影响”的复合式讲解，让抽象的生物工程技术变得触手可及，也极大地激发了读者的创新热情，让人看完后，脑海中充满了“我也能做点什么”的冲动。

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内容覆盖的广度和深度，在同类书籍中绝对是名列前茅的，但最让人称道的是它的“与时俱进”。我手里拿着的版本，明显是经过了最新的科技进展校订的，这一点从它对CRISPR/Cas9系统的详尽阐述中就能看出来。它不仅解释了基础原理，还深入到了不同的编辑策略、递送系统，甚至是最近几年在临床试验中遇到的挑战和突破。更难得的是，它并未将这些前沿技术孤立处理，而是将它们置于整个生物工程技术的发展脉络中进行考察，比如如何从早期的基因克隆技术演变到现在的精准编辑。这种系统性和前瞻性的结合，让这本书不仅是学习入门的良好材料，也足以成为资深研究人员案头常备的参考手册。它成功地搭建了一座连接基础理论与尖端应用的坚固桥梁，确保了读者获取的信息既扎实又不过时。

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这本书的行文风格非常独特，它不是那种高高在上、充满专业术语的学术腔调，而是带着一种对未知世界探索的好奇心和分享欲。作者的叙事方式非常平易近人，仿佛是身边一位知识渊博但又谦逊有礼的长辈在娓娓道来。在介绍那些开创性的实验时，作者没有直接抛出结论，而是循着历史的脉络，详细描述了科学家们是如何一步步走出迷雾，那种“柳暗花明”的阅读体验让人激动不已。我尤其喜欢它对伦理和社会影响的探讨部分，它没有简单地给出“是”或“否”的判断，而是构建了一个多维度的思辨空间，引导读者去思考科技发展背后的责任与权衡。这种兼具深度与温度的笔触，让原本可能显得冷硬的科学知识，充满了人性的光辉和思想的张力，读完后不仅学到了知识，更引发了对生命本质的更深层次的哲学思考。

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这本书的组织结构堪称教科书级别的典范，逻辑链条异常清晰，知识点的衔接自然流畅，几乎没有出现让人感到突兀或跳跃的地方。作者似乎深谙读者的认知规律，总是先把宏观的框架搭好，再逐步深入到微观的细节。例如，在讲解发酵工程时，它会先从微生物的生理特性讲起，然后过渡到反应器的设计与优化，最后才详细讨论产物的分离纯化工艺。这种“由大到小，由表及里”的布局，使得复杂的工程概念变得易于消化和记忆。即便是跨学科的知识点，例如生物化学与化学工程的交叉部分，作者也能通过巧妙的过渡句和总结性的图表，将原本生硬的界限融会贯通。对于自学效率至关重要的读者来说，这种编排简直是太友好了，翻阅时有一种被引导着、稳健前行的舒适感。

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