生物化学与分子生物学实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:关亚群

出品人:

页数:120

译者:

出版时间:2012-7

价格:19.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030179180

丛书系列:

图书标签:

• 生物化学
• 分子生物学
• 实验指导
• 高等教育
• 理工科
• 教学参考
• 实验教学
• 生物技术
• 医学
• 生命科学

《探索生命的奥秘：生物化学与分子生物学经典实验解析》 本书并非一本简单的实验指导手册，而是一场深入生命本质的科学探险。它将带领读者跨越生物化学与分子生物学的边界，通过精心挑选的经典实验，揭示生命体运行的底层逻辑和分子机制。我们旨在构建一座连接理论知识与实践操作的坚实桥梁，让枯燥的抽象概念在生动的实验过程中焕发生机，从而激发读者对生命科学领域更深层次的探索欲。 第一部分：聚焦生命的基本构建单元——生物化学的精髓 在这一部分，我们将从细胞最基础的化学组成出发，逐步深入到复杂的生物分子网络。 蛋白质的结构与功能： 氨基酸序列与三维结构的关系： 我们将从理解氨基酸的理化性质入手，探讨不同氨基酸残基如何通过肽键、氢键、离子键、疏水相互作用以及二硫键等多种化学键的协同作用，折叠形成特定且高度有序的三维结构。我们将详细解析蛋白质折叠过程中的能量学考量，以及错误折叠可能导致的生理病变。 关键蛋白质的功能解析： 实验将聚焦于几类具有代表性的蛋白质，如酶、结构蛋白和信号蛋白。例如，通过酶动力学实验，我们将学习如何测定酶的活性、米氏常数（Km）和最大反应速率（Vmax），理解底物浓度、酶浓度、pH值和温度对酶活性的影响。这不仅是理解代谢途径的关键，也是设计药物和优化生物工艺的基础。我们还将模拟研究肌红蛋白或血红蛋白的氧结合特性，揭示蛋白质构象变化如何影响其结合能力，并探讨别构调节的分子机制。此外，对结构蛋白（如胶原蛋白）的体外重构实验，将展示蛋白质如何组装形成稳定的组织结构，理解其在维持细胞形态和组织完整性中的作用。 蛋白质的分离与鉴定： 学习各种经典的分离技术，如盐析、透析、凝胶过滤色谱（尺寸排阻色谱）、离子交换色谱和亲和层析。通过这些技术，读者将亲手将目标蛋白质从复杂的细胞裂解液中分离出来，并掌握SDS-PAGE（十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳）和Western Blot（蛋白质印迹）等鉴定方法，精确地确定分离产物的分子量、纯度和特异性。 核酸的奥秘：DNA与RNA的复制、转录与翻译： DNA的结构与复制机制： 我们将从DNA双螺旋的稳定性、碱基配对原则出发，深入解析DNA聚合酶的催化机制，以及DNA复制过程中所需的各种辅助蛋白（如解旋酶、引发酶、连接酶）。实验部分将涉及DNA提取与纯化，并利用PCR（聚合酶链式反应）技术扩增特定DNA片段，学习其在分子诊断和基因研究中的广泛应用。我们将模拟DNA复制过程中的关键步骤，如冈崎片段的形成与连接。 RNA的转录与调控： 深入理解RNA聚合酶的工作原理，包括启动子识别、链的延伸和终止。我们还会探讨不同类型的RNA（mRNA, tRNA, rRNA, microRNA）在基因表达中的特殊功能。实验部分将聚焦于RNA提取，并通过Northern Blot（RNA印迹）验证基因转录水平。我们将讨论转录因子如何与DNA结合，调控特定基因的表达，以及表观遗传修饰（如DNA甲基化和组蛋白修饰）对转录过程的影响。 蛋白质的翻译： 详细阐述密码子、反密码子以及核糖体在蛋白质合成中的作用。我们将学习翻译起始、延伸和终止的精确调控，并理解tRNA的氨基酰化过程。实验部分将尝试体外翻译系统，观察多肽链的合成过程，并利用SDS-PAGE分析不同时段的翻译产物。 碳水化合物与脂质：能量代谢与信号传导的核心： 糖类的功能与代谢： 探索单糖、二糖和多糖的结构多样性，以及它们在细胞能量供应、结构支持和信息传递中的作用。我们将重点解析糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化等关键代谢途径。实验部分将涉及糖原的提取与酶促水解，以及葡萄糖在细胞内的代谢产物的定量分析，如乳酸的测定。 脂质的结构与功能： 深入研究脂肪酸、甘油三酯、磷脂和固醇的结构特点，以及它们在细胞膜构建、能量储存、激素合成和信号转导中的多重角色。我们将考察脂肪酸的β-氧化过程，理解其如何转化为乙酰-CoA进入三羧酸循环。实验将模拟细胞膜的提取与脂质成分的鉴定，例如利用薄层色谱（TLC）分析不同脂质分子。 第二部分：分子生物学的前沿探索——基因组、转录组与蛋白质组 本部分将带领读者进入更宏观的层面，理解生命信息如何在分子水平上被整合、表达和调控。 基因工程技术与应用： 重组DNA技术： 详细介绍限制性内切酶、DNA连接酶、载体（质粒、病毒载体）等关键工具的原理与应用。我们将学习如何构建基因表达载体，将外源基因插入宿主细胞，实现目标蛋白质的表达。实验部分将包括质粒DNA的提取、限制性酶切分析、以及连接反应，通过电泳验证DNA片段的连接效率。 基因克隆与表达： 学习基因克隆的策略，包括基因组文库和cDNA文库的构建。我们将探讨不同宿主系统（如大肠杆菌、酵母、哺乳动物细胞）在基因表达中的优缺点，以及如何优化表达条件以获得高产率的目的蛋白。 基因编辑技术（CRISPR/Cas9）： 介绍CRISPR/Cas9系统的工作原理，包括sgRNA的设计、Cas9酶的作用以及DNA修复机制。我们将探讨其在基因功能研究、疾病模型构建以及基因治疗中的巨大潜力。虽然直接操作CRISPR/Cas9可能超出基础实验范畴，但我们将通过案例分析和模拟实验，使其原理清晰化。 基因表达调控的精细机制： 转录后调控： 深入研究mRNA的加工（剪接、加帽、加尾）及其对蛋白质合成的影响。我们将探讨miRNA和siRNA等非编码RNA在转录后调控中的关键作用，以及它们如何影响mRNA的稳定性或翻译效率。 蛋白质翻译后修饰： 关注蛋白质翻译后发生的各种化学修饰，如磷酸化、糖基化、泛素化、乙酰化等，理解这些修饰如何影响蛋白质的活性、定位、稳定性以及与其他分子的相互作用。实验将涉及特定的磷酸化蛋白的鉴定，或利用抗体检测特定翻译后修饰的蛋白质。 表观遗传学： 探讨DNA甲基化、组蛋白修饰（如乙酰化、甲基化、磷酸化）等表观遗传学机制如何不改变DNA序列而影响基因表达。我们将讨论这些机制在细胞分化、发育以及疾病发生中的作用。 生物信息学在生命科学中的应用： 序列比对与数据库查询： 学习使用NCBI、Ensembl等生物信息学数据库，掌握BLAST等序列比对工具，进行基因、蛋白质序列的相似性搜索，推测未知序列的功能。 基因预测与功能注释： 介绍预测基因组中编码区域、启动子、内含子/外显子界限的算法。学习如何利用生物信息学工具对基因进行功能注释，理解其在蛋白质组学、转录组学研究中的重要作用。 系统生物学的初步认识： 介绍如何利用生物信息学工具分析大量的组学数据（如基因芯片、RNA-Seq、质谱数据），构建生物分子相互作用网络，研究细胞内的复杂调控系统。 贯穿全书的核心理念： 实验设计与数据分析： 强调科学的实验设计原则，包括对照组的设置、样本量的选择、误差的控制。引导读者掌握基本的统计学方法，对实验数据进行有效分析和解读。 仪器操作与安全规范： 详细介绍各种常用实验仪器的操作方法，如离心机、移液器、恒温水浴、pH计、分光光度计、PCR仪、电泳仪等，并强调实验室安全操作规程的重要性。 文献阅读与科学思维： 鼓励读者阅读相关的科学文献，理解科学研究的最新进展，培养批判性思维和解决问题的能力。 通过以上内容，本书旨在为读者提供一个全面、深入且具有实践指导意义的学习体验。我们相信，当读者在亲手操作中理解了这些复杂的分子机制时，生命科学的魅力将更加鲜活地呈现在眼前。

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这本书的语言风格非常严谨，但又不失清晰的逻辑导向性，读起来让人感觉像是在接受一位经验丰富、要求严格的导师的亲自指导。它对实验安全和规范性的强调是贯穿始终的，这对于培养初级研究人员的科学素养至关重要。例如，在涉及高风险试剂（如强酸、有机溶剂或放射性同位素——如果涉及的话）的操作章节中，安全规范的要求被置于比实验步骤本身更为醒目的位置，并且附带了详细的应急处理预案。这种对科学伦理和操作严谨性的重视，远超出了普通实验指导书的范畴，它在塑造操作者的职业习惯方面起到了潜移默化的作用。我感觉，这本书不仅仅是教我如何“做实验”，更是在教我如何成为一个“负责任的科学家”。

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这本书的排版和图示质量简直令人惊喜，这在很多实验手册中是很难得的。我尤其欣赏它在讲解复杂技术，比如蛋白质的Western Blotting时，所采用的逻辑结构。它不是简单地罗列步骤，而是将整个流程分解成几个核心模块——抗原的提取、电泳的原理、转膜的效率控制，以及最终显影的优化策略。每一个模块都配有高清、精确的流程图和可能出现的问题及对应的解决方案，读起来一点也不觉得枯燥。例如，在讨论抗体孵育条件时，书中不仅给出了推荐的稀释比例，还用表格的形式列举了温度和时间对非特异性信号的影响曲线，这种数据驱动的建议，远比空泛的“仔细摸索”要实用得多。对于我目前正在进行的信号通路研究，这本书提供的关于磷酸化蛋白检测的优化参数，直接帮我省去了数周的摸索时间，效率提升是显而易见的。

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我个人对这本书的“故障排除”部分给予高度评价，这部分内容充分体现了作者丰富的实践经验。很多时候，理论知识无懈可击，但实际操作中总会出现各种意想不到的“怪问题”，比如DNA提取产物的A260/A280比值异常，或者细胞培养基中出现混浊。这本书对这些常见和罕见错误的分析非常透彻，它不仅指出了错误现象，更重要的是，它构建了一套系统性的排查流程。例如，对于酶切反应失败，它会引导读者从核酸的质量、缓冲液的离子强度、酶的活性状态，逐一进行交叉验证。这种贴近实际的、带着“过来人”经验的指导，极大地降低了实验失败带来的挫败感，也让我在处理突发状况时能保持冷静和条理清晰。

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这本书的封面设计得非常朴实，拿到手上感觉沉甸甸的，一看就知道内容肯定非常扎实。我原本以为这是一本偏理论的书，但翻开目录才发现，它更侧重于实验操作和技术细节的讲解。比如，关于酶动力学那一部分，作者没有仅仅停留在公式的罗列，而是深入剖析了不同反应条件下如何精确控制变量，以及如何通过图形分析来解读数据背后的生物学意义。特别是对于色谱分离技术，它详细描述了从样品准备到洗脱条件的优化全过程，连不同填料的特性差异都分析得一清二楚，这对于我这种刚接触分子生物学实验的新手来说，简直是如获至宝。我尝试按照书里的步骤去操作几次后，发现实验的重复性和可靠性大大提高了，这很大程度上归功于作者在细节上的极致追求，很多教科书中一笔带过的关键步骤，在这里都被赋予了细致的图示和警告标识，让人在使用时心里非常有底气。

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与其他同类书籍相比，这本书的视野显得更为开阔，它似乎在努力构建一个完整的、从宏观到微观的实验思维框架，而不是仅仅提供一个操作菜谱。我特别喜欢它在每个实验章节后加入的“理论延伸与前沿展望”部分。比如，在讲解PCR技术时，它不仅教会了如何扩增DNA，还讨论了数字PCR（dPCR）与传统qPCR在灵敏度和绝对定量上的优势差异，甚至提及了基于纳米孔测序的实时扩增监测技术。这种前瞻性的内容，让读者在掌握基础技能的同时，不会脱离当前科研领域的发展脉络。这使得这本书不仅仅是实验室中的工具书，更像是我们进行课题设计和方法选择时的参谋，帮助我们理解“为什么”要选择这个实验方法，以及未来可能有哪些更好的替代方案。

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