Biology 101 Lab Manual pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Zanni

出品人:

页数:158

译者:

出版时间:2005-8

价格:$ 42.38

装帧:Pap

isbn号码:9780471779735

丛书系列:

图书标签:

• Biology
• Lab Manual
• College
• Science
• Education
• Textbook
• Undergraduate
• Experiments
• Life Science

好的，这是一本关于高级微生物学与分子生物学技术的专著的详细简介，旨在为该领域的研究生和专业技术人员提供前沿的理论指导与精细化的实验操作手册，完全避开了《Biology 101 Lab Manual》所涵盖的基础生物学内容。 --- 《前沿生物科学：高级微生物组学、基因编辑与蛋白质组学实操指南》 第一部分：微生物生态学与宏基因组学：超越培养的界限 本书的开篇深入探讨了现代微生物学研究的核心挑战——如何解析那些无法在标准实验室条件下培养的微生物群落。我们不再满足于传统的琼斯（Jones）培养基，而是全面转向基于高通量测序的生态学解析。 第一章：从样本采集到数据处理的宏基因组学流程 本章详细拆解了宏基因组学（Metagenomics）的完整技术链条。首先，我们对不同环境样本（如深海沉积物、人类肠道、极端热泉）的微生物DNA提取进行了深度优化，特别关注了如何最大程度地减少环境背景污染，并提高了从低生物量样本中获得高质量高分子量DNA的效率。我们引入了针对不同细胞壁结构的细胞裂解优化方案，包括酶解组合、机械力冲击（如Bead-beating的频率与时间控制），以及溶剂体系的选择。 随后，重点讨论了文库构建策略。针对Shotgun Metagenomics和Amplicon Sequencing (16S/ITS)，我们对比了不同建库试剂盒的偏差（Bias），并提供了基于ONT（Oxford Nanopore Technologies）和Illumina平台文库的差异化制备指南。 数据分析部分是本章的重中之重。我们超越了基础的OTU（Operational Taxonomic Unit）聚类，转向了ASV（Amplicon Sequence Variant）分析，并详细介绍了QIIME2和DADA2流程的定制化脚本。对于宏基因组数据，我们引入了基于MetaPhlAn和Kraken2的快速物种注释流程，并着重讲解了如何使用HUMAnN3进行功能基因（KEGG/COG）的定量分析和代谢通路重建。对于复杂的生态网络分析，我们提供了基于R语言的igraph和WGCNA模块，用于识别关键的功能节点和共发生模块。 第二章：微生物组与宿主互作的深度解析 本章聚焦于微生物组在健康与疾病中的作用，特别是肠脑轴、皮肤微生物与免疫调节的关系。内容涵盖了代谢产物分析（Metabolomics）与微生物组数据的整合。我们详细介绍了短链脂肪酸（SCFA，如丁酸盐、丙酸盐）的GC-MS分析方法，以及胆汁酸谱的LC-MS/MS定量技术。在互作模型方面，我们提供了人源化小鼠模型（Humanized Mouse Models）的建立、维护和伦理审批流程，并指导读者如何设计严格的干预性实验（如抗生素冲击、益生菌干预）并进行统计学验证。 第二部分：分子生物学前沿技术：基因编辑与蛋白质工程 本部分旨在为具备分子生物学基础的研究人员提供指导，以掌握当前生命科学研究中最尖端的工具。 第三章：CRISPR/Cas9系统的优化与递送策略 本章聚焦于CRISPR技术在复杂细胞系和体内系统中的应用。我们深入探讨了非同源末端连接（NHEJ）与同源重组修复（HDR）的效率调控。对于HDR效率低下，我们提供了单链寡脱氧核苷酸（ssODN）作为修复模板的优化长度和浓度范围，并展示了如何通过调控细胞周期（如使用Aphidicolin阻滞）来提高精确编辑的频率。 在递送系统方面，我们详细对比了脂质纳米粒（LNP）、腺相关病毒（AAV）和慢病毒载体的优缺点、包装效率和安全性考量。对于AAV载体，我们提供了包装rAAV2/8和rAAV9血清型的详细Protocols，以及滴度测定（Titer Determination）的标准曲线建立方法。此外，本章还涉及了Base Editing和Prime Editing技术在实现精确点突变和插入/缺失时的具体操作流程，包括引导RNA（gRNA）的设计算法和体外转录优化。 第四章：高级蛋白质组学与生物大分子相互作用研究 本章的核心在于解析复杂细胞系统中的蛋白质功能和动态变化。我们不再局限于SDS-PAGE和Western Blotting的基础检测，而是转向定量和高分辨率的分析。 蛋白质纯化与结构解析预备： 详细阐述了亲和层析（Affinity Chromatography）中标签（如His-tag, Strep-tag II）的选择和洗脱条件（如咪唑浓度梯度、生物素解离条件）的优化，以实现高纯度（>95%）的目标蛋白制备。我们还探讨了尺寸排阻层析（SEC）用于分析蛋白质复合物的寡聚状态和稳定性。 定量蛋白质组学（Quantitative Proteomics）： 本章详细介绍了TMT (Tandem Mass Tagging) 和 iTRAQ 标记策略在多样本比较中的应用。我们提供了从细胞裂解到胰酶消化的S-Trap过滤技术，以去除抑制剂干扰。数据分析部分聚焦于MaxQuant软件的参数设置，如何进行归一化（Normalization）、如何准确过滤FDR（False Discovery Rate）并进行磷酸化位点（Phosphosite）的富集分析。 蛋白质相互作用（PPIs）的验证： 除了基础的Co-IP，我们重点介绍了Co-IP/MS（用于发现未知结合蛋白）的实验设计，以及高通量、高特异性的BioID（Bacterial Biologic Identification of Target）技术在活细胞内捕获瞬时或弱结合蛋白的方法学。 第三部分：生物信息学与数据可视化的高级应用 本部分旨在弥合湿实验与干分析之间的鸿沟，确保研究人员能够有效地解读海量高通量数据。 第五章：RNA测序（RNA-Seq）的数据深度解读与差异表达分析 本章假设读者已完成基本的FASTQ文件处理。我们专注于转录组组装（针对非模式生物，使用Trinity或SOAPdenovo-Trans）和定量分析（使用Salmon或Kallisto进行快速量化）。 差异表达分析（DEA）部分，我们详细对比了DESeq2和EdgeR在处理不同文库大小和批次效应（Batch Effect）时的表现。重点讲解了如何使用limma-voom方法处理RNA-seq数据，以及如何进行多重比较校正（如BH-FDR）。数据可视化方面，除了热图和火山图，我们引入了GSEA（Gene Set Enrichment Analysis）和ssGSEA，用于识别通路级别的变化，而非孤立的基因变化。 第六章：系统生物学建模与网络拓扑分析 本章面向希望从数据推导出机制的进阶研究者。我们介绍了动态系统建模的基础，包括常微分方程（ODE）在酶促反应网络和信号转导通路中的应用。 我们指导读者如何使用Cytoscape平台构建基因调控网络（GRN）和蛋白质相互作用网络，并应用PageRank和Betweenness Centrality等拓扑指标来识别网络中的“枢纽基因”（Hub Genes）。最后，我们探讨了如何利用时间序列数据（如TMT或单细胞数据的时间点采样）来构建更具预测性的因果网络模型。 --- 目标读者： 本书专为分子生物学、生物化学、生物医学工程领域的研究生（硕士/博士）、博士后研究人员、以及生物技术和制药公司的研发人员设计。掌握本书内容，将使读者能够独立设计并执行复杂的前沿生物学实验，并对获得的数据进行深入的、具有统计学意义的解读。 （字数：约1550字）

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