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出版者:北京师大

作者:赵宝

出品人:

页数:267

译者:

出版时间:2007-8

价格:26.50元

装帧:

isbn号码:9787303085675

丛书系列:

图书标签:

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现代生物工程技术前沿 图书简介 本书系统梳理了当前生物工程领域最前沿的研究方向、核心技术与应用实例，旨在为生物科学、医学工程、农业科学等相关专业的学生、研究人员以及行业从业者提供一份全面且深入的参考资料。全书内容紧密结合当前国际学术界和产业界的热点，力求在理论深度与工程实践之间取得完美的平衡。 第一部分：合成生物学与基因组编辑的革命 本部分聚焦于当前生物技术领域最具颠覆性的两大支柱：合成生物学和先进的基因组编辑工具。 第一章：合成生物学：从设计到构建 详细阐述了合成生物学的基本原理，即运用工程学的思想来设计和构建新的生物系统或重新设计现有的生物系统。我们将深入探讨DNA的自动化合成技术（如芯片合成技术），以及如何利用模块化设计原则（如BioBricks标准）来构建复杂的基因线路。 智能细胞工厂的构建： 重点解析如何通过代谢通路工程和调控网络设计，将微生物（如大肠杆菌、酵母）转化为高效的“细胞工厂”，用于生产高价值化学品、生物燃料和新型药物前体。案例分析将涵盖从基础乳酸菌到生产萜类化合物的复杂改造路径。 基因振荡器与逻辑门： 阐述如何利用负反馈回路设计出具有精确周期性的基因振荡器，以及如何通过基因电路实现AND、OR、NOT等逻辑运算，为构建更复杂的智能生物计算机奠定基础。 蛋白质机器的理性设计： 介绍使用计算工具（如AlphaFold等）辅助的蛋白质结构预测与功能优化，重点在于设计新型酶催化剂和具有特定结合位点的人工受体。 第二章：CRISPR-Cas系统的深度挖掘与优化 CRISPR-Cas系统已成为分子生物学的核心工具，本章将超越基础的基因敲除应用，探讨其在复杂体系中的精准调控能力。 高保真与脱靶控制： 深入剖析新型Cas蛋白（如Cas12, Cas13）的特性，以及通过优化sgRNA结构和使用碱基编辑器（Base Editing）、先导编辑器（Prime Editing）来提高编辑的精确性，最大程度降低脱靶效应。 表观遗传调控与功能重塑： 介绍如何利用失活的Cas9（dCas9）与各种效应因子（如转录激活/抑制结构域）的融合体，实现对特定基因组位点进行非切割性的转录激活（CRISPRa）或抑制（CRISPRi），从而在不改变DNA序列的情况下调控基因表达。 体内（In Vivo）递送挑战： 详细探讨将CRISPR/Cas系统安全、高效地递送到目标组织和细胞中的策略，包括使用腺相关病毒（AAV）、脂质纳米粒（LNP）和外泌体的最新进展。 第二部分：先进生物医学工程与再生医学 本部分关注生物工程技术在解决人类健康问题，特别是疾病治疗和组织修复方面的突破性应用。 第三章：类器官（Organoids）与“芯片上的器官”（Organ-on-a-Chip） 介绍体外模型在药物研发和疾病机制研究中的重要性，以及如何利用工程学手段模拟复杂的人体生理环境。 多细胞系构建与组织特异性： 详细解析从多能干细胞（PSC）定向分化出具有三维结构和细胞间通讯功能的类器官模型（如脑类器官、肠道类器官）的培养条件与基质选择。 微流控技术与生理模拟： 阐述如何结合微流控芯片技术，构建“芯片上的器官”，精确控制流体力学剪切力、营养梯度和屏障功能，用于模拟药物吸收、代谢和毒性测试。 疾病建模与个性化治疗： 重点展示如何利用患者来源的细胞构建疾病特异性类器官，用于筛选最有效的靶向药物和评估患者的个体反应。 第四章：生物材料与组织工程的融合 探讨功能性生物材料在引导细胞行为、支持组织再生中的关键作用。 智能支架的设计与制造： 介绍利用3D生物打印技术（如挤出式、光固化）精确制造具有生物活性孔隙结构和机械性能匹配的支架，用以替代或修复受损的骨骼、软骨和心肌组织。 生物活性水凝胶与可注射材料： 深入分析用于原位（In situ）修复的交联水凝胶，其响应外部刺激（如pH、温度或酶活性）的能力，以及作为细胞或生长因子缓释载体的机制。 血管化与集成挑战： 重点讨论工程化组织成功存活的关键——构建功能性的血管网络。介绍内皮细胞共培养、血管诱导因子释放以及体内血管化策略的最新进展。 第三部分：生物信息学与大规模组学数据分析 随着高通量实验技术的发展，生物工程越来越依赖于强大的计算工具来解析海量数据。 第五章：单细胞测序技术的数据解析流程 单细胞组学是理解异质性的关键。本章聚焦于从原始数据到生物学洞见的完整流程。 数据预处理与降噪： 详细介绍单细胞RNA测序（scRNA-seq）和ATAC测序数据中，如何进行质量控制、批次效应校正和特征选择，特别是针对低表达基因的过滤策略。 降维、聚类与细胞类型鉴定： 阐述主成分分析（PCA）、t-SNE和UMAP等降维技术在可视化复杂数据集中的应用，以及如何利用差异表达基因（DEG）结合已知细胞图谱来准确标注新的细胞亚群。 轨迹推断与细胞命运决定： 介绍如Monocle、PAGA等算法在拟合连续性发育过程中的应用，用于追踪细胞在不同命运分支点上的动态变化。 第六章：基因组数据挖掘与功能注释 本章侧重于从全基因组、转录组数据中提取可操作的生物学信息。 非编码区功能的预测： 探讨计算方法（如ChIP-seq数据整合、Hi-C数据分析）在识别增强子、绝缘子等调控元件中的应用，特别是它们如何与远端启动子互作。 蛋白质-蛋白质相互作用网络构建： 介绍基于组学数据融合（磷酸化蛋白质组、泛基因组数据）的系统生物学方法，用于识别疾病关键调控因子和潜在的药物靶点网络。 人工智能在生物学中的应用： 概述深度学习模型在预测蛋白质结构、设计新型抗体以及加速药物先导化合物筛选中的最新案例和局限性。 本书内容结构严谨，覆盖了从基础理论到尖端应用的多个维度，旨在培养读者运用跨学科知识解决复杂生物工程问题的能力。

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从工具使用的角度来看，这本书的价值同样无可替代。它不仅仅提到了螺丝刀和防静电手环这些基础工具，而是深入探讨了高级诊断工具的应用。我特别喜欢其中关于“电源测试仪”和“显卡功率测试卡”的使用说明部分。作者详细解释了如何通过这些设备获取量化的数据，而非仅仅依赖“开机听声音”这样的主观判断。例如，在测试电源时，书中给出了不同负载下12V和5V轨道的电压波动范围的行业标准，并教会读者如何根据读数判断电源是否已经老化或即将损坏，而不是等到它彻底罢工。对于更专业的读者而言，书中关于主板级维修的介绍也展现了极高的水准。它用清晰的图示展示了如何使用示波器来检测主板上关键电压点的波形，以及如何通过热成像仪来快速定位短路元件。这些深入到硬件层面的技能讲解，使得这本书不仅仅停留在“组装”层面，更迈入了“专业维修与诊断”的领域，这对于希望深入技术领域的人来说，是极其宝贵的财富。

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这本书对于软件和驱动层面的讲解深度，简直是超乎了我的预期。我原本以为这主要是一本关于物理拆装的书籍，但没想到它在系统初始化和驱动层面的覆盖面非常广阔且细致。特别是关于UEFI/BIOS设置部分的阐述，简直是里程碑式的。它不像其他书籍那样只是简单地介绍几个常用菜单项，而是详细剖析了不同主板厂商（如AMI、Phoenix）BIOS界面的细微差别，以及虚拟化技术（VT-x/AMD-V）在不同操作系统下的兼容性问题。更让我印象深刻的是，它用了一个专门的章节来讨论“固件层面的安全防护”，详细介绍了如何通过安全启动（Secure Boot）和TPM模块来抵御Rootkit攻击，这在以往的入门级教程中是绝对看不到的深度。当我们讨论到操作系统的安装时，作者没有局限于Windows，还花了大量篇幅讲解了如何使用LVM（逻辑卷管理）在Linux环境下进行定制化分区部署，并提供了实战脚本，这种前瞻性和兼容性处理，使得这本书的适用范围大大拓宽，不再是单一平台的局限性指导手册。

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这本书的排版设计着实让人眼前一亮，那种现代而又不失稳重的气息扑面而来。封面采用了深邃的蓝色调，配合着银色的线条勾勒出的电路板纹理，立刻就给人一种专业、可靠的感觉。内页的纸张质量也是上乘，触感细腻，即便是长时间翻阅，眼睛也不会感到明显的疲劳。最让我欣赏的是它的图文结合方式，那些复杂的硬件结构图，不再是晦涩难懂的黑白线条，而是采用了高清的彩色渲染图，每一个芯片的布局、每一条数据线的走向，都标注得清清楚楚，简直就像是把一个拆解开的电脑主机直接呈现在了眼前。例如，在讲解内存条的工作原理时，作者没有采用枯燥的文字描述，而是配上了一张动态模拟图，清晰展示了数据在DRAM颗粒和主板插槽之间流动的过程，这种视觉化的教学方法，极大地降低了初学者的理解门槛。此外，书中的目录结构也十分合理，逻辑清晰，从基础的电子元件识别开始，逐步深入到系统级别的故障排查，让人感觉每一步的学习都是踏实且有依据的。可以说，光是这本书的装帧和设计，就已经超越了市面上许多同类教材，让人在捧读时就充满了学习的欲望和舒适感。

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我尤其想赞扬一下作者在叙事风格上展现出的那种老道的经验和幽默感。这本书读起来完全没有传统技术手册那种冷冰冰的刻板印象，反而像是有一位经验丰富的老师傅，坐在你身边，手把手地教你如何“对症下药”。比如，在讲到如何处理一次突发的蓝屏死机时，作者没有直接给出标准化的故障代码列表，而是先分享了一个自己早年遇到的“史上最奇葩”的蓝屏案例——竟然是因为机箱内积灰过多，导致某个次要电容受热变形引起的。这种“讲故事”的方式，一下子就拉近了与读者的距离，让原本令人头疼的硬件故障变得鲜活起来。更妙的是，他总能在关键的技术点后，用一个小小的“工程师笔记”来补充一些教科书上不会提及的“行业黑话”或者快捷操作技巧，比如如何用万用表的特定档位来快速判断电源输出是否稳定，这些都是需要多年实战经验才能总结出来的“窍门”。这种亦师亦友的口吻，让我在学习过程中感到无比的放松和自信，仿佛每翻过一页，自己就多积累了一分实战的底气。

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我必须强调这本书在“故障排除与诊断流程”设计上的严谨性与科学性。许多技术书籍在介绍故障排除时，往往是罗列各种可能的原因和对应的解决方案，让读者自行去“对号入座”，效率低下。但此书却构建了一套完整的、流程化的诊断树模型。它引入了类似流程图的结构，指导读者从最容易检查、最常见的问题入手（比如供电指示灯、内存金手指清洁），逐步排除干扰因素，直到锁定核心问题。例如，当遇到启动时CPU风扇转但屏幕无显示的情况，书中明确要求先检查CPU是否安装到位、再测试是否为假点火（CPU假启动），最后才考虑内存或显卡问题，这种由表及里的逆向工程思维，极大地提高了排查效率。此外，书中还收录了大量的“疑难杂症”案例，这些案例并非教科书上的标准故障，而是那些让经验丰富的人都会卡壳的罕见问题，配上精确的诊断步骤，让人感觉手里拿着的不是一本教程，而是一份顶级的技术支持手册。

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