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出版者:

作者:高丕英，李江波编

出品人:

页数:425

译者:

出版时间:2007-6

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787030196156

丛书系列:

图书标签:

• 物理化学
• 热力学
• 化学动力学
• 量子化学
• 统计热力学
• 分子结构
• 相平衡
• 溶液化学
• 电化学
• 谱学

现代生物工程导论 一、书籍定位与读者对象 《现代生物工程导论》旨在为生命科学、化学工程、材料科学以及相关交叉学科的本科高年级学生、研究生提供一本全面、深入且具有前瞻性的教材与参考书。本书不仅系统梳理了生物工程领域的核心理论基础，更聚焦于当代最前沿的技术进展与产业化应用，强调理论与实践的紧密结合。 本书特别适合希望深入了解基因工程、蛋白质工程、细胞工程、代谢工程以及生物过程放大等关键领域的学习者。对于希望从事生物制药、农业生物技术、环境生物工程、生物材料开发等方向的科研人员和工程师而言，本书提供了扎实的知识框架和必要的工程思维训练。 二、内容结构与核心章节概述 本书共分为六大部分，三十个章节，循序渐进地构建起现代生物工程的知识体系： 第一部分：生物工程基础与工具（The Foundations and Tools） 本部分着重于奠定坚实的数理基础和分子生物学基础，为后续的工程化设计铺平道路。 第1章：生物工程学的历史沿革与学科范畴： 追溯从经典发酵工程到现代合成生物学的演变历程，界定生物工程在21世纪的战略地位。 第2章：生命系统的热力学与动力学： 侧重于理解生物反应（如酶催化、细胞生长）的能量转化效率、平衡限制以及反应速率方程的构建，引入非平衡态热力学在活体系统中的初步应用。 第3章：分子生物学核心工具箱（I）：DNA操作技术： 详述限制性内切酶、连接酶的原理与应用，重组DNA技术的构建流程，以及聚合酶链式反应（PCR）的变体及其定量分析。 第4章：分子生物学核心工具箱（II）：RNA与蛋白质调控： 深入探讨RNA干扰（RNAi）、反义寡核苷酸技术，以及各类蛋白质表达调控机制，为下游产物的高效获取做准备。 第二部分：细胞工程与遗传操作（Cell Engineering and Genetic Manipulation） 本部分是现代生物工程的核心，关注如何改造和优化生物“工厂”——细胞。 第5章：宿主细胞的选择与改造策略： 对比大肠杆菌、酵母、哺乳动物细胞（CHO, HEK293）和植物细胞作为工程宿主的优劣势，以及无菌操作与细胞传代的规范。 第6章：基因克隆与载体构建原理： 详细介绍不同类型载体（质粒、病毒载体、人工染色体）的设计原则，以及如何实现高效率的基因组整合。 第7章：蛋白质定向进化与酶工程： 阐述随机诱变、定点突变、DNA重组技术在优化酶的活性、稳定性、底物特异性方面的应用，并介绍高通量筛选技术。 第8章：基因组编辑技术（CRISPR/Cas系统）： 全面解析CRISPR/Cas9、Cas12等系统的作用机制、脱靶效应控制，以及其在基因敲除、敲入和调控中的最新突破。 第三部分：生物过程的放大与反应器设计（Bioprocess Scale-up and Reactor Engineering） 本部分转向工程学的核心，探讨如何将实验室成果转化为工业规模生产。 第9章：生物反应器基础理论： 详细介绍理想搅拌釜式反应器（CSTR）、填充床反应器（PBR）和气升式反应器（Airlift）的设计方程，重点分析传质与传热限制。 第10章：微生物培养动力学与代谢流分析（MFA）： 深入探讨Monod方程的局限性，引入多级生长模型，并教授如何运用代谢流分析精确量化细胞内部物质转化效率。 第11章：过程控制与优化： 覆盖生物反应器中关键参数（pH、溶氧、温度、底物浓度）的在线监测技术（如生物传感器）和反馈控制策略。 第12章：动物细胞反应器的高效操作： 针对哺乳动物细胞对剪切力敏感的特点，专门讨论微载体培养技术、灌流培养模式（Perfusion）及其在单克隆抗体生产中的应用。 第四部分：下游分离纯化技术（Downstream Processing） 本部分关注目标生物产物（如重组蛋白、疫苗、代谢物）的有效回收与精制。 第13章：固液分离技术在生物过程中的应用： 介绍离心、膜过滤（微滤、超滤）和深层过滤的原理与工程选择。 第14章：色谱分离原理与工业化： 系统梳理亲和层析、离子交换层析和疏水作用层析的理论基础，并讨论其在工业规模层析柱设计中的考量。 第15章：膜分离技术（纳滤与反渗透）： 探讨膜污染控制、膜材料选择及其在缓冲液置换、浓缩过程中的应用。 第16章：产品稳定化与制剂设计： 涉及冻干、结晶、喷雾干燥技术，以及生物大分子（如抗体）的稳定性化学研究。 第五部分：新兴生物工程领域（Frontier Areas in Bioengineering） 本部分聚焦于当前最具活力的前沿研究方向。 第17章：合成生物学与基因回路设计： 阐述“元件-器件-系统”的设计哲学，介绍逻辑门、振荡器等基本生物学电路的设计与实现。 第18章：代谢工程与生物制造： 探讨如何通过系统生物学手段重新布线微生物代谢网络，以实现高价值化学品（如生物燃料、特种化学品）的高效生产。 第19章：生物信息学在工程中的应用： 介绍高通量测序数据分析、基因组注释以及蛋白质结构预测工具在指导实验设计中的作用。 第20章：细胞治疗与组织工程基础： 概述干细胞的体外扩增、分化诱导，以及生物支架材料的设计与生物相容性评估。 第三部分：生物工程的交叉与应用（Interdisciplinary Applications） 本部分探讨生物工程技术在特定行业中的深度融合与创新应用。 第21章：生物制药工程： 重点分析疫苗开发、重组蛋白药物（如胰岛素、生长因子）的生产流程、质量控制（CMC）与法规遵循。 第22章：农业生物技术与转基因作物： 讨论现代育种技术（分子标记辅助选择、基因编辑在农业中的应用）及其社会经济影响。 第23章：环境生物工程： 介绍微生物修复重金属、有机污染物的方法，以及生物燃料（如生物柴油、乙醇）的生产优化。 第24章：生物传感器与生物芯片技术： 讲解基于酶、抗体或核酸作为识别元件的传感器的设计原理、信号放大机制和实时监测应用。 三、本书特色 1. 工程思维强化： 本书从始至终贯穿工程化的严谨性，不只停留在分子层面，更强调产率、收率、成本控制和过程的可放大性。 2. 案例驱动教学： 每章节后附有详细的工业或前沿研究案例分析（如：某重磅抗体药物的产业化路径、新一代合成酵母菌株的构建过程），帮助读者理解理论在真实世界中的应用。 3. 前沿技术覆盖： 对CRISPR技术、单细胞分析、人工智能辅助蛋白设计等最新进展进行了深入且系统的阐述，确保内容的时效性。 4. 图表丰富： 包含大量结构清晰的流程图、反应器剖面图和数据分析图表，辅助复杂概念的理解。 四、学习目标 完成本书的学习后，读者将能够： 熟练掌握分子克隆、细胞培养和蛋白质纯化的基本实验技能。 能够独立设计和评估生物反应器的基本参数。 理解并批判性地分析当前生物制药、合成生物学领域的最新研究文献。 具备将实验室发现转化为可工业化生产工艺的初步工程规划能力。

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我花费了很长时间才读完这本书，其带来的震撼是持续且深刻的。它最让我佩服的一点，是作者对知识体系的整体把握和取舍的艺术。在如此广阔的学科范围内，作者没有陷入面面俱到的冗余叙述，而是精准地挑选了那些最具代表性和普适性的核心概念进行深度挖掘。每一章的结尾都设置了富有启发性的思考题，这些问题不是简单的事实回顾，而是引导读者进行批判性思考和联系实际的挑战。比如，书中对统计力学基础的阐述，简直是教科书级别的典范，它清晰地界定了宏观可观测量与微观状态之间的桥梁，那种逻辑的严密性令人叹为观止。读完之后，我发现自己看世界的视角都发生了一些微妙的变化，看待日常中的热现象、溶解过程，都能下意识地调动书中学到的原理进行分析。这本书不仅仅是传授知识，它更像是在塑造一种科学思维模式，让人受益终身。

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这本书的价值，我认为主要体现在其广阔的视野和对跨学科思维的启发上。它绝非一本孤立的教材，而是巧妙地将该领域与其他相关学科，如材料科学、生物物理学乃至宏观世界的现象学联系起来。阅读过程中，我时常会停下来思考，书中阐述的微观原理是如何在宏观尺度上展现其影响的。例如，书中在讨论电化学反应时，不仅给出了标准的能斯特方程，还延伸探讨了在新能源技术，如电池材料设计中，这些基础知识如何指导实际创新。这种前瞻性和应用性的结合，极大地拓宽了我的知识边界。我本来以为这只是针对专业人士的工具书，但事实证明，它对任何对自然规律抱有好奇心的人都极具吸引力。作者似乎拥有一种魔力，能把最冰冷的物理定律赋予鲜活的生命力，让人在阅读中不断产生“原来如此”的顿悟时刻。这是一次真正意义上的智力探险。

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坦白讲，我购入这本书是抱着试一试的心态，毕竟市面上的同类书籍大多乏善可陈，要么过于侧重数学推导，让人望而生畏，要么就流于表面，蜻蜓点水。然而，这本书完全颠覆了我的既有印象。它的叙事逻辑非常清晰，结构层层递进，仿佛一位技艺精湛的建筑师，一步步带领读者搭建起对该学科的完整认知框架。特别值得称赞的是，作者对于“为什么”的探讨，远胜于对“是什么”的简单罗列。他总是追溯每一个核心定律的起源和发展脉络，比如热力学第二定律的提出，书中详尽描述了卡诺循环的迭代过程，让概念的形成不再是突兀的断层，而是自然而然的逻辑延伸。这种深挖根源的写作方式，极大地满足了我这种“刨根问底”型读者的求知欲。读完其中关于相平衡的部分，我感觉自己像是重新认识了这个世界，那些曾经模糊不清的相变点，此刻变得清晰锐利起来。这本书无疑是一座知识的灯塔，为迷航在理论海洋中的探索者指明了方向。

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这本书的封面设计得极其精美，那种深邃的蓝色调和古典的字体搭配，瞬间就吸引住了我的眼球。我原本以为这会是一本晦涩难懂的学术巨著，但翻开扉页后，我才发现自己大错特错。作者在行文风格上展现出一种近乎诗意的叙述能力，对于那些复杂的理论，他总能找到恰到好处的比喻来引人入胜。比如，他讲解分子间作用力时，没有直接抛出那些枯燥的公式，而是描绘了一幅微观世界中粒子们“舞蹈”的场景，那种画面感极强，让我一下子就记住了关键概念。更让我惊喜的是，书中对实验历史的追溯也颇为详尽，那些科学先驱们在实验室里筚路蓝缕的奋斗历程，读起来简直比小说还要精彩，让人对手中的知识油然而生敬意。这本书的排版也极为考究，大片的留白使得阅读体验非常舒适，即使是长时间沉浸其中，眼睛也不会感到疲劳。总而言之，这是一本在美学和内容深度上都做到了极高水准的作品，值得每一个热爱知识的灵魂细细品味。

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这本书的阅读体验，用“酣畅淋漓”来形容或许最为贴切。它的文字风格非常现代且富有活力，完全没有传统学术著作那种故作高深的架子。作者在关键概念的讲解上，总是采取一种非常直接、毫不拖泥带水的方式，直击问题的核心。更棒的是，书中融入了大量精心制作的图示和示意图，这些图形往往比文字描述更有效率地传达了复杂的空间关系和能量变化。我特别欣赏作者在处理计算部分时的态度，他不会直接将复杂的积分结果抛给你，而是会循序渐进地引导你理解每一步数学操作背后的物理意义，让人感觉自己是在亲手推导，而不是被动接受。这对于建立扎实的数学直觉至关重要。可以说，这本书成功地搭建了一座桥梁，连接了抽象的理论世界和可操作的计算方法。对于那些希望将理论知识转化为实际问题的解决能力的读者来说，这本书无疑是一份宝贵的财富。

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爱唱歌的老师

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蚂蚁一样的小错误让人很崩溃。。。

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爱唱歌的老师

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蚂蚁一样的小错误让人很崩溃。。。

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这也是我老师编的，高丕英老师非常喜欢说“我女儿。。。”，还喜欢总结某句话之后顺时针甩一下她的长发。。。哈哈