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目录1

前言1

第1章 中心法则的补充和发展1

1.1 蛋白质到蛋白质传递遗传信息的可能性1

1.1.1 中心法则的提出1

1.1.2 20世纪70年代后的补充1

1.1.3 20世纪90年代面临的新挑战2

1.2 以蛋白质为模板的肽链合成2

1.2.1 合成短杆菌肽S的多酶体系3

1.2.2 以多酶体系为模板合成GS的步骤3

1.3 朊病毒的繁殖与复制模型4

1.3.1 朊病毒的性质4

1.3.2 两种不同类型的prp5

1.3.3 prpsc的繁殖与复制6

1.4 蛋白质的自剪接8

1.4.1 蛋白质的内含子和外显子8

1.4.2 蛋白质自剪接机制9

1.5 新生肽的折叠11

1.5.1 新生肽折叠研究中的新观点11

1.5.2 帮助新生肽折叠的蛋白质——分子伴侣11

1.5.3 分子内分子伴侣14

思考题15

主要参考文献15

2.1.2 人类基因组计划的建立16

2.1.1 基因和基因组16

2.1 人类基因组计划的提出及其意义16

第2章 人类基因组计划与基因组工业的崛起16

2.2 人类基因组计划的内容17

2.2.1 人类基因组计划的研究目标17

2.2.2 人类基因组计划的技术路线17

2.3 人类基因组计划的作图18

2.3.1 遗传作图18

2.3.2 物理作图18

2.4.1 测序策略19

2.4 人类基因组计划的测序19

2.4.2 测序技术20

2.5 人类基因组计划的信息处理20

2.5.1 建立和发展数据库20

2.5.2 建立和发展相应的软件21

2.6 人类基因组计划研究进展22

2.6.1 酿酒酵母基因组的DNA序列22

2.6.2 大肠杆菌基因组的DNA序列24

2.6.3 秀丽新小杆线虫基因组的DNA序列28

2.6.4 果蝇基因组的DNA序列30

2.6.5 人类22号染色体的DNA序列33

2.6.6 人类21号染色体的DNA序列36

2.6.7 人类20号染色体的DNA序列41

2.6.8 水稻（籼稻）基因组的DNA序列41

2.7 我国人类基因组研究计划41

2.8 人类基因组计划推动了基因组工业的崛起42

主要参考文献43

思考题43

2.9 人类基因组计划的实施带动了新学科的产生和发展43

第3章 蛋白质组及蛋白质组学45

3.1 蛋白质组学的产生45

3.2 蛋白质组及蛋白质组学的概念45

3.3 蛋白质组学的研究技术46

3.3.1 蛋白质的分离46

3.3.2 蛋白质的鉴定47

3.4 蛋白质组研究内容及进展49

3.4.1 原核生物蛋白质组研究49

3.4.2 酿酒酵母蛋白质组研究50

3.4.3 多细胞生物蛋白质组研究52

思考题53

主要参考文献53

第4章 生物信息学54

4.1 生物信息学及其产生的背景54

4.2 发现编码蛋白的新基因55

4.3 寻找蛋白质家族新成员及预测二级结构57

4.4 生物信息学的公用数据库58

4.4.1 序列数据库58

4.4.2 数据库的电子邮件检索60

4.4.3 怎样向数据库发送核酸序列数据61

4.5 生物信息学的分析工具63

4.5.1 序列相似性查询软件63

4.5.2 预测蛋白质结构的软件64

思考题66

主要参考文献66

第5章 分子生物学技术进展67

5.1 DNA芯片技术的原理及应用67

5.1.1 什么是DNA芯片67

5.1.2 DNA芯片的两种形式67

5.1.3 制备FormatⅠ芯片68

5.1.4 制备FormatⅡ芯片68

5.1.6 DNA芯片技术的应用71

5.1.5 靶DNA与探针杂交及荧光标记检测71

5.2 蛋白质芯片技术原理及应用73

5.2.1 什么是蛋白质芯片73

5.2.2 蛋白质芯片的制备73

5.2.3 蛋白质芯片的应用74

5.3 基因表达连续分析技术74

5.4 DNA shuffling技术76

5.4.1 DNA shuffling技术原理76

5.4.3 DNA shuffling效果77

5.4.2 DNA shuffling操作步骤77

5.5 噬菌体表面呈现技术78

5.5.1 噬菌体表面呈现技术原理及操作步骤78

5.5.2 噬菌体表面呈现技术的应用79

5.6 遗传分子标记技术研究进展79

5.6.1 限制性片段长度多态性（RFLP）标记80

5.6.2 随机扩增多态性DNA标记83

5.6.3 AFLP标记85

5.6.4 微卫星多态性标记86

5.6.5 单链构象多态性标记88

5.6.6 单核苷酸多态性（SNP）标记90

5.6.7 STS和EST92

5.7 RNA干扰技术的研发92

5.7.1 什么是RNA干扰技术92

5.7.2 RNA干扰技术的机制93

5.7.3 RNA干扰技术的应用94

主要参考文献95

思考题95

第6章 基因工程研究进展96

6.1 转基因植物96

6.1.1 转基因植物的目的基因97

6.1.2 分离、鉴定和修饰目的基因99

6.1.3 转化方法101

6.1.4 转化细胞的筛选及转基因植物的鉴定103

6.1.5 提高外源基因表达的研究105

6.1.7 转基因植物的安全性107

6.1.6 植物反应器制药107

6.2 转基因动物108

6.2.1 转基因动物的技术原理及发展108

6.2.2 转基因动物乳腺反应器制药业的兴起111

6.3 克隆动物及其意义113

6.3.1 克隆动物研究简史114

6.3.2 克隆动物的技术115

6.3.3 体细胞核移植进展116

6.4 基因治疗117

6.4.1 基因转移技术117

6.4.2 基因转移的受体细胞120

6.4.3 外源基因的靶向表达120

6.4.4 肿瘤基因治疗的策略120

6.5 生物制药产业的发展122

思考题122

主要参考文献123

7.1.2 免疫反应的特征124

7.1.1 免疫的现代概念及功能124

7.1 免疫的概念和基础知识124

第7章 免疫分子生物学124

7.1.3 免疫器官和淋巴组织126

7.1.4 免疫细胞127

7.1.5 克隆选择假说128

7.2 免疫的分子生物学130

7.2.1 免疫球蛋白的分子结构131

7.2.2 免疫球蛋白的基因结构132

7.2.3 免疫球蛋白基因重排与DNA的多样性134

7.2.4 免疫球蛋白基因表达138

7.2.5 T细胞抗原受体（TCR）基因表达140

7.2.6 主要组织相容性复合体142

7.2.7 MHC的细胞特异性表达及发育调控143

7.3 杂交瘤单克隆抗体技术147

7.3.1 杂交瘤单克隆抗体技术的理论基础147

7.3.2 杂交瘤单克隆抗体技术149

7.3.3 单克隆抗体的应用150

7.4 基因工程抗体与抗体库技术151

7.4.1 反转录PCR（RT-PCR）克隆Ig可变区基因151

7.4.2 鼠-人嵌合体的构建152

7.4.3 单链抗体152

7.4.4 噬菌体抗体库技术153

思考题155

主要参考文献155

第8章 发育分子生物学156

8.1 生物的个体发育156

8.1.1 发育的概念156

8.1.2 生殖细胞和受精156

8.1.3 早期胚胎发生156

8.1.4 发育中基因活动的理论158

8.1.5 同源转换区基因与同源域蛋白158

8.2 细胞周期的调控162

8.2.1 细胞周期及其调控体系162

8.2.3 周期蛋白依赖性蛋白激酶（Cdk）163

8.2.2 周期蛋白163

8.3 细胞程序性死亡164

8.3.1 细胞凋亡与细胞坏死164

8.3.2 细胞凋亡的生物学意义165

8.3.3 细胞凋亡的机制166

8.3.4 细胞凋亡与疾病168

8.4 细胞的信号传导170

8.4.1 酪氨酸激酶途径171

8.4.2 G蛋白耦联的信号传递途径175

8.5 干细胞研究进展177

8.5.1 什么是人的胚胎干细胞177

8.5.2 人胚胎干细胞研究进展178

8.5.3 成体干细胞概念的变化178

8.5.4 成体干细胞的鉴别与分离纯化179

8.5.5 成体干细胞向多种功能细胞的诱导分化180

思考题181

主要参考文献181

8.5.6 成体干细胞的应用前景181

第9章 神经生物学183

9.1 细胞神经生物学183

9.1.1 神经元的功能结构183

9.1.2 神经纤维兴奋的产生及其传导的机制184

9.1.3 突触的结构、类型以及突触传递机制185

9.1.4 神经胶质细胞187

9.2 分子神经生物学189

9.2.1 神经递质、调质、神经内分泌189

9.2.2 神经生长因子及营养因子190

9.2.3 神经活动过程中c-fos/c-jun基因表达的研究191

9.2.4 离子通道194

9.3 泛脑网络学说197

9.3.1 泛脑层次与泛脑关系197

9.3.2 泛脑网络学说的意义200

思考题201

主要参考文献201

10.2.1 原癌基因的发现203

10.2 癌基因203

10.1 细胞转化203

第10章 癌基因的分子生物学203

10.2.2 反转录病毒癌基因的起源204

10.2.3 原癌基因编码的蛋白种类205

10.2.4 原癌基因与蛋白激酶的关系206

10.2.5 原癌基因与信号传导系统的关系206

10.2.6 原癌基因和生长因子的关系207

10.2.7 原癌基因和转录因子的关系207

10.3 抑癌基因208

10.4 癌变理论210

10.4.1 增强子插入模型210

10.4.2 转座子模型211

10.4.3 基因突变说212

10.4.4 癌基因的两阶段作用学说212

10.5 肿瘤抗原213

思考题216

主要参考文献216

10.6 肿瘤治疗216

第11章 艾滋病毒的分子生物学217

11.1 艾滋病毒的致病性217

11.2 HIV病毒的结构219

11.2.1 病毒颗粒的超微结构220

11.2.2 病毒基因组的结构与功能220

11.3 HIV的生活周期222

11.4.1 LTR序列227

11.4 HIV-I基因的表达调控227

11.4.2 参与HIV复制的调控蛋白230

11.5 HIV预防与治疗233

11.5.1 HIV的化学治疗233

11.5.2 高活性的抗反转录病毒治疗233

11.5.3 HIV疫苗的研制现状和展望233

思考题235

主要参考文献235

12.1.3 环境生物学的形成与发展236

12.1.2 环境生物学的研究内容236

12.1.1 环境生物学的定义236

12.1 环境生物学概述236

第12章 环境生物学236

12.2 环境污染物在生态系统中的行为237

12.2.1 环境污染源和污染物237

12.2.2 污染物在环境中的迁移、转化和生物放大238

12.2.3 污染物的群落与生态系统效应239

12.3 环境监测与评价的生物学方法241

12.3.1 生物监测241

12.3.2 危害性与风险评价243

12.4 环境污染的生物净化与降解244

12.4.1 水污染的生物防治244

12.4.2 大气污染的生物防治248

12.4.3 土壤污染的生物治理248

12.4.4 固体废弃物的生物处理249

12.4.5 基因工程在环境污染生物处理中的应用249

12.5.1 自然资源过度开发250

12.5 生物资源的保护250

12.5.2 生物多样性保护253

思考题254

主要参考文献254

第13章 生物进化研究255

13.1 向进化论挑战的寒武纪生物大暴发255

13.1.1 困扰达尔文的寒武纪生物群大暴发之谜255

13.1.2 我国澄江生物群寒武纪大暴发的确证256

13.1.3 寒武纪大暴发成因的推测258

13.2 黑格尔“重演论”虚伪性的被揭露259

13.2.1 黑格尔“重演论”的依据259

13.2.2 黑格尔“重演论”依据的虚伪性260

13.3 关于生命起源的探索261

13.3.1 “先有蛋白质”之说262

13.3.2 “先有核酸”之说263

思考题264

主要参考文献264

后记265