具体描述
《医用化学》改变了以往化学教材以物质结构为基础，以元素周期律为主线的学科体系，突出了化学与医学、化学与生活、化学与环境的关系，并由这些关系引出基本的也是医学及医学相关专业的学生必须具备和掌握的化学知识。
《医用化学》努力从化学的视角来展示人体的组成、人体中的化学反应及平衡、人体所需营养物质，同时揭示了药物、生活、环境与化学的关系，开阔了学生的视野，强化了学生对化学在人体中生理和病理现象、改善公民生活及促进社会发展方面所起作用的认识。
《医用化学》既可供中等卫生职业学校护理、妇幼、乡村医士、中西医结合、卫生保健、医学影像技术、康复技术、口腔工艺技术等专业的学生使用，也可作为医疗卫生技术人员岗位培训的辅导教材。
现代生物技术导论：从基础原理到前沿应用 第一章：生物技术学的宏观图景与历史脉络 本导论旨在为读者构建一个全面而深入的现代生物技术学知识框架。不同于侧重于人体生理与化学反应的《医用化学》，本书将目光投向生命科学领域最活跃、最具变革性的分支——生物技术。我们将从生物技术学的基本定义、研究范畴及其在社会、经济和伦理层面引发的深刻变革入手，为后续的专业学习奠定坚实的理论基础。 生物技术并非一个新概念，其历史可以追溯到古代的发酵酿造。然而，20世纪下半叶，特别是DNA双螺旋结构的发现和基因工程技术的突破，标志着现代生物技术的诞生。本章将系统梳理从巴斯德的发酵实验到重组DNA技术的里程碑事件，探讨技术进步如何驱动学科边界的拓展。我们将分析生物技术如何被划分为不同的世代，例如第一代（传统发酵）、第二代（酶工程与细胞工程）和第三代（基因工程与基因组学），并着重探讨当前的第四代技术（合成生物学与基因编辑技术）所展现出的巨大潜力。理解这些发展历程，有助于我们把握技术演变的内在逻辑和未来趋势。 第二章：分子生物学核心技术：基因操作的基石 要理解生物技术，必须深入掌握其操作对象——基因。本章聚焦于分子生物学的核心技术，这些技术是构建所有现代生物制剂和诊断工具的基石，与《医用化学》中关注的代谢通路和药物作用机理有本质区别。 我们将详细介绍核酸的提取、纯化与定量方法。随后，重点讲解聚合酶链式反应（PCR）技术及其在分子诊断中的多种变体（如实时荧光定量PCR, qPCR），阐述其如何实现对微量核酸的指数级扩增，为后续分析奠定物质基础。 接下来是基因克隆的核心技术。这包括限制性内切酶的选择性切割原理、DNA连接酶的作用机制，以及载体（如质粒、病毒载体）的设计与构建。我们将深入剖析如何将目标基因片段精确地插入到表达载体中，并探讨转化、转染等将外源DNA导入宿主细胞（细菌、酵母、哺乳动物细胞）的效率优化策略。本章将提供大量的实验流程图和关键操作参数，以确保读者对分子克隆的“艺术与科学”有清晰的认识。 第三章：基因编辑技术与蛋白质工程 如果说基因克隆是将外源基因导入，那么基因编辑技术则实现了对生物体自身基因组的精确“修改”和“重写”。本章将深入探讨革命性的CRISPR-Cas9系统。我们将从细菌的天然免疫机制入手，解释sgRNA的设计原则、Cas9核酸酶的切割活性，以及非同源末端连接（NHEJ）和同源重组修复（HDR）在实现基因敲除或精确替换中的作用。此外，我们还会概述其他重要的基因编辑工具，如TALENs和ZFNs，并讨论基因编辑技术在基础研究、疾病模型构建和未来基因治疗中的伦理边界。 蛋白质是生命活动的执行者，蛋白质工程则是生物技术应用的关键环节。本章将介绍如何利用基因工程手段表达和纯化目标蛋白（如重组胰岛素、单克隆抗体）。重点内容包括：蛋白质的正确折叠、翻译后修饰的调控，以及如何通过定点突变或理性设计来优化蛋白质的稳定性、催化活性或特异性。我们将探讨抗体工程学，包括杂交瘤技术、噬菌体展示技术，以及如何构建人源化抗体以减少免疫原性，这与药物化学中对小分子药物靶点结合的研究路径截然不同。 第四章：细胞工程：从培养到再生医学 细胞是生命活动的载体，细胞工程技术关注于对细胞进行体外培养、改造和应用。本章将区分原核细胞、真核细胞（酵母、昆虫细胞、哺乳动物细胞）培养的特定需求，包括培养基的组分优化、无菌操作规范以及规模化生产中的生物反应器设计。 重点内容将放在胚胎干细胞（ESCs）和诱导多能干细胞（iPSCs）的研究与应用。我们将讨论如何诱导去分化过程，以及如何体外定向诱导这些多能性细胞分化为特定谱系的细胞（如神经元、心肌细胞）。这部分内容与《医用化学》中讨论的细胞信号传导机制紧密相关，但本书更侧重于工程化、规模化的应用。 再生医学是细胞工程的前沿阵地。我们将探讨组织工程学的“支架-细胞-信号”三要素，分析生物材料的选择标准，以及3D生物打印技术如何为复杂器官的重建提供新的可能性。 第五章：发酵工程与生物制药的工业化生产 本章将视角转向生物技术的产业化层面，即发酵工程。与实验室中的小规模操作不同，工业发酵强调高密度培养、代谢调控和产物分离纯化。我们将详细分析微生物（如大肠杆菌、酿酒酵母）和哺乳动物细胞（如CHO细胞）在生物反应器中的生长动力学和代谢流分析。 关键的工业化挑战包括：如何通过过程控制（温度、pH、溶解氧等）最大化目标产物的得率和生产速率。此外，我们将深入探讨下游处理技术（DSP），这是决定最终产品质量和成本的关键环节。DSP技术涵盖了离心分离、膜过滤（超滤、微滤）、层析分离（离子交换、疏水作用、亲和层析）等一系列精密的纯化步骤，以确保生物制剂（如疫苗、单克隆抗体）达到药用级别的高纯度。 第六章：生物信息学与基因组学的数据驱动 现代生物技术产生了海量数据，生物信息学便是驾驭这些数据的工具。本章将介绍处理高通量测序数据（NGS）的基础知识。我们将探讨序列比对算法（如BLAST），基因组组装的挑战，以及如何进行差异表达分析（RNA-Seq）。 基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学共同构成了“组学”时代。我们将解析这些组学技术如何协同工作，描绘出生命体在不同状态下的全景图。例如，通过分析特定疾病状态下的基因表达谱，我们可以发现新的药物靶点，这是一种自下而上的、数据驱动的发现过程，与传统基于生化验证的假设驱动模式形成对比。 第七章：生物技术的应用领域与伦理挑战 本导论的最后一部分将展示生物技术在不同领域的广阔应用，并审视其引发的社会与伦理问题。 A. 农业生物技术： 涉及转基因作物（GMOs）的构建、抗虫害和抗除草剂性状的引入，以及利用分子标记辅助育种提高传统育种效率。 B. 工业生物技术： 关注利用工程微生物生产生物燃料（如生物乙醇、生物柴油）、生物塑料以及功能性化学品。 C. 环境生物技术： 讨论生物修复技术，利用微生物降解污染物，以及生物传感器在环境监测中的应用。 D. 医疗与健康： 除了前述的蛋白质药物，还将涉及新型疫苗技术（如mRNA疫苗）、基因治疗的载体设计与递送挑战，以及个性化医疗的分子基础。 最后，我们将严肃探讨生物技术的伦理、法律与社会影响（ELSI）。包括基因编辑的生殖系干预争议、数据隐私保护，以及生物技术的普及是否会加剧全球健康不平等。这些探讨要求未来的生物技术从业者不仅要有扎实的技术功底，更要具备深刻的社会责任感。 本书旨在提供一个全面、深入且侧重工程化和应用视角的生物技术知识体系，与专注于机理和临床应用的《医用化学》形成互补，共同构建现代生命科学的完整图景。
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