基本信息
书名：图说基因工程
定价：29.0元
作者：陶伟,李雪
出版社：中国农业科学技术出版社
出版日期：2015-01-01
ISBN：9787511608598
字数：188000
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.4kg
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内容提要
陶伟、李雪主编的《图说基因工程》共有五章内容，章为基因工程概述；第二章介绍了动物基因工程；第三章介绍了植物基因工程；第四章介绍了医药基因工程；第五章介绍了微生物基因工程。
本书图文并茂，兼具知识性与趣味性为一体，适合所有对基因工程感兴趣的读者阅读。
目录
作者介绍
陶伟，男，教授。北京大学生命科学院教授、博士生导师，中国生物化学与分子生物学学会会员国家队入围选手教练，长期从事大学生生物奥赛和中学生生物奥赛、联赛教学工作。主讲：遗传学、细胞生物、分子生物学、生化。曾获德国国家癌症研究所客座研究基金、教育部自然科学奖二等奖。
文摘
序言
【XH】 图说基因工程 书籍简介 在探索生命奥秘的宏伟画卷中，基因工程无疑是近年来最为璀璨夺目的篇章之一。它以前所未有的力量，让我们得以窥探生命的底层密码，并以前所未有的精妙手段，重塑生命的蓝图。【XH】《图说基因工程》并非一本简单的科普读物，而是一次深入浅出的探索之旅，旨在为所有对生命科学抱有好奇心的人们，搭建一座通往基因工程殿堂的桥梁。本书将以图文并茂、深入浅出的方式，系统性地介绍基因工程的核心概念、关键技术、发展历程以及其在各个领域的广泛应用和深远影响。 第一部分：基因工程的基石——理解遗传信息的载体 在深入基因工程的奇妙世界之前，我们必须先牢固掌握其最根本的物质基础：基因。本书的开篇，将带领读者回归生命最基本的组成单位——细胞，并详细阐述遗传信息是如何以DNA的形式被编码、储存和传递的。 DNA的结构与功能： 我们将从DNA的双螺旋结构入手，逐一解析其构成要素，包括脱氧核糖、磷酸基团和四种碱基（腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T）。理解碱基的配对规则（A与T配对，G与C配对）是理解遗传密码的关键。本书将用清晰的示意图，生动地展示DNA分子的精巧构造，并解释DNA如何储存着生物体的所有遗传信息，如同一个巨大的生命蓝图。 基因的概念与组成： 究竟什么是基因？本书将解释基因是DNA分子上具有特定遗传信息功能的片段，它们决定着生物体的各种性状，从身高、肤色到罹患某些疾病的倾向。我们将介绍基因的组成，包括编码区（外显子）和非编码区（内含子），以及它们在蛋白质合成中的不同作用。 从基因到蛋白质：遗传信息的流动： 遗传信息的最终体现形式是蛋白质，而蛋白质则负责执行细胞内的绝大多数生命活动。本书将详细阐述“中心法则”，即DNA通过转录生成RNA，RNA再通过翻译合成蛋白质的过程。我们将用形象的比喻和流程图，清晰地展示信息从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程，让读者理解基因表达的分子机制。 染色体与基因组： 遗传信息是如何组织和包装的？本书将介绍染色体的概念，以及DNA如何缠绕在蛋白质上形成高度有序的染色体结构。我们将进一步探讨基因组，即一个生物体所拥有的全部遗传物质，并介绍人类基因组计划的里程碑意义，以及它如何为基因工程研究提供了宝贵的数据资源。 第二部分：基因工程的核心技术——操纵生命密码的利器 理解了遗传信息的载体，我们就可以开始探索基因工程如何实现对这些信息的精准操纵。本部分将集中介绍基因工程的几项核心技术，这些技术是基因工程得以蓬勃发展的基石。 限制性内切酶：基因的“剪刀”： 基因工程的起点往往是获得特定的基因片段。限制性内切酶，又称限制酶，就像是基因的“分子剪刀”，它们能够识别并切割DNA序列中特定的识别位点。本书将通过图示，演示限制酶如何切割DNA，以及切割产生的不同类型的末端（黏性末端和平末端），这对于后续的基因连接至关重要。 DNA连接酶：基因的“胶水”： 有了“剪刀”，自然少不了“胶水”。DNA连接酶能够将不同来源的DNA片段连接在一起，形成重组DNA分子。我们将解释DNA连接酶的工作原理，以及它如何帮助我们将外源基因插入到载体DNA中，实现基因的重组。 基因载体：承载新基因的“快递员”： 要将外源基因导入到目标细胞中，需要一个载体来完成“快递”任务。本书将介绍几种常见的基因载体，包括： 质粒（Plasmid）： 细菌中存在的环状DNA分子，是基因工程中最常用的载体。我们将展示质粒的结构以及如何将其转化为“感受态”，以接受外源基因。 病毒载体（Viral Vector）： 利用病毒的天然感染能力来递送基因。我们将介绍不同类型的病毒载体，如腺病毒、慢病毒等，以及它们在特定应用中的优势。 人工染色体（Artificial Chromosome）： 用于递送较大片段DNA的载体，如YAC（酵母人工染色体）和BAC（细菌人工染色体）。 基因导入技术：将外源基因送入细胞： 将重组DNA分子导入到目标细胞是基因工程的关键步骤。本书将介绍多种基因导入技术： 转化（Transformation）： 主要用于细菌，通过热激或电击等方法增加细胞膜的通透性，使质粒DNA进入细胞。 转染（Transfection）： 主要用于真核细胞，包括化学法（如磷酸钙沉淀法、脂质体法）和物理法（如显微注射、电穿孔、基因枪）。 病毒介导法： 利用基因载体中包含的病毒成分，感染宿主细胞，将基因递送进去。 PCR技术：基因的“扩增器”：聚合酶链式反应（PCR）是一项革命性的技术，它能够在体外快速、高效地扩增特定的DNA片段。本书将详细讲解PCR的原理，包括DNA变性、退火和延伸三个基本步骤，以及它在基因克隆、基因诊断等方面的广泛应用。 基因编辑技术（CRISPR-Cas9）：精准修改基因的“魔术手”： 近年来，基因编辑技术，特别是CRISPR-Cas9系统，极大地推动了基因工程的发展。本书将深入浅出地介绍CRISPR-Cas9的工作原理，如何利用向导RNA（gRNA）定位到目标DNA序列，并由Cas9蛋白进行切割。我们将展示基因编辑技术如何实现对基因的精确删除、插入或替换，为疾病治疗和生物改良带来了前所未有的机遇。 第三部分：基因工程的应用领域——改变世界的强大力量 基因工程并非仅仅停留在实验室的理论层面，它已经渗透到人类生活的方方面面，并正在以前所未有的力量改变着我们的世界。 医药卫生领域： 重组DNA药物的生产： 基因工程已成为生产重要药物的关键技术。我们将介绍如何利用基因工程技术生产胰岛素、生长激素、干扰素、疫苗等。例如，通过将人类胰岛素基因插入细菌，细菌便能大量生产出纯净的胰岛素，为糖尿病患者带来福音。 基因治疗： 基因治疗旨在通过改变或补充患者的基因来治疗疾病。本书将探讨基因治疗的原理、不同类型的基因治疗策略（如基因替换、基因添加、基因失活），以及其在治疗遗传性疾病、癌症等领域的探索与进展。 基因诊断： 基因工程技术能够帮助我们更早、更准确地诊断疾病，尤其是遗传性疾病。我们将介绍基因检测技术，如PCR、DNA测序等，如何在胎儿诊断、疾病易感性预测等方面发挥重要作用。 农业领域： 转基因作物（GM Crops）： 基因工程在改良农作物性状方面取得了显著成就。本书将介绍如何通过基因工程技术培育具有抗虫、抗除草剂、耐旱、营养成分增强等优良性状的转基因作物，以及这些作物对提高产量、减少农药使用、改善粮食安全的影响。我们将探讨例如抗虫棉花、耐除草剂大豆等成功案例。 基因工程育种： 除了直接转入外源基因，基因工程还可以加速传统育种过程，例如通过标记辅助选择、基因组选择等方式，提高育种效率。 工业领域： 生物催化剂的生产： 基因工程能够用于改造微生物，使其产生高效的生物催化剂，用于生产各种化学品、酶制剂等。例如，利用工程菌生产洗涤剂中的酶，可以降低洗涤温度，节约能源。 生物燃料的生产： 基因工程在提高生物质转化为生物燃料的效率方面也发挥着重要作用，例如通过改造微生物或植物，使其能够更有效地发酵糖类或降解纤维素。 环境领域： 环境修复： 基因工程微生物可以被用于降解环境中的污染物，如石油泄漏、重金属污染等，从而实现环境的修复。 生物监测： 利用基因工程技术构建能够响应特定环境污染物的生物传感器，用于环境监测。 科学研究领域： 模式生物的研究： 基因工程技术使科学家能够对模式生物（如大肠杆菌、酵母、果蝇、斑马鱼、小鼠等）进行基因改造，从而深入研究基因的功能、生命过程的调控机制，为理解更复杂的生物系统奠定基础。 蛋白质组学和代谢组学研究： 基因工程在生产和表达重组蛋白，以及研究代谢通路方面发挥着重要作用。 第四部分：基因工程的挑战与未来展望 任何一项颠覆性技术的发展都伴随着挑战与争议，基因工程也不例外。本书的最后部分，将对基因工程面临的挑战进行探讨，并展望其未来的发展方向。 伦理与社会问题： 基因工程，尤其是涉及人类基因编辑的领域，引发了广泛的伦理讨论，包括基因歧视、“设计婴儿”的担忧、基因资源的公平分配等。本书将客观呈现这些伦理争议，并强调负责任的科学研究和审慎的社会讨论的重要性。 生物安全问题： 转基因生物的释放可能对生态环境产生潜在影响，因此生物安全评估和监管至关重要。本书将探讨基因工程在生物安全方面的考量，以及相关的风险管理措施。 技术瓶颈与挑战： 尽管基因工程取得了巨大进步，但在基因递送效率、基因表达调控的精确性、复杂遗传性状的改良等方面仍存在技术挑战。 未来发展趋势： 合成生物学： 结合基因工程、分子生物学、系统生物学等学科，设计和构建具有全新功能的生物系统。 个性化基因治疗： 针对个体基因差异，量身定制基因治疗方案。 基因组编辑的精准化和多样化： 进一步提高基因编辑的效率、特异性和安全性，并开发更多新的基因编辑工具。 大数据与人工智能在基因工程中的应用： 借助强大的计算能力和AI算法，加速基因功能解析、药物研发和生物设计。 【XH】《图说基因工程》以其严谨的科学性、清晰的逻辑结构和丰富的图示，力求将复杂的基因工程概念化繁为简。本书不仅为初学者提供了坚实的理论基础，也为相关领域的研究者和从业人员提供了参考。我们相信，通过本书的阅读，读者将能够更深入地理解基因工程的魅力，认识到它为人类社会带来的巨大机遇，并以更开阔的视野去思考生命科学的未来。这不仅仅是一本书，更是一扇窗，让我们得以窥见生命科学的无限可能。
这本书，虽然我还没有完全读完，但单单从目录和前几章的介绍来看，就足以让我对“基因工程”这个概念产生了全新的认识。它没有使用那些晦涩难懂的专业术语，而是通过大量生动形象的图例，将复杂的基因序列、DNA复制、基因重组等过程“可视化”了。我一直觉得基因这个东西离我们很遥远，就像科学杂志上的抽象概念，但这本书就像一位循循善诱的老师，用我能理解的方式，一步一步地引领我进入基因的微观世界。特别是关于基因编辑的部分，书中描绘的CRISPR-Cas9技术，简直就像科幻电影里的情节，但它又是真实发生在我们身边的科学突破。我很好奇，这种技术将来会如何改变我们的生活？是用来治疗绝症，还是会引发伦理争议？书中的图解清晰地展示了操作原理，虽然我还不懂具体的生化反应，但至少能理解“剪切”、“粘贴”基因这个比喻的精髓。这种“图说”的方式，极大地降低了阅读门槛，让原本枯燥的科学知识变得有趣起来。我期待着后续的内容，看看基因工程在农业、医药等领域还有哪些令人惊叹的应用。