具体描述
《生物技术综合实验(21世纪高等院校教材)》包括基因工程、蛋白工程、细胞工程（植物细胞工程、动物细胞t程） 和微生物工程四大工程技术的基本方法， 以分子生物学技术为主线， 同时兼顾细菌、植物细胞、动物细胞的核酸及蛋白质的基本研究方法。每一部分内容既相对独立叉相互联系，既有理论原理又有具体的实验方法和操作，同时还给出不同的结果进行分析和改进。
现代有机合成方法学：从理论到实践 本书简介 《现代有机合成方法学：从理论到实践》是一本深入探讨当代有机合成化学核心概念、关键反应、创新策略和实际操作技术的专著。本书旨在为高年级本科生、研究生以及从事精细化学品、药物研发和材料科学研究的专业人员，提供一个全面而系统的学习框架，使读者不仅理解有机合成的经典原理，更能掌握当前前沿的研究工具和技术。 本书的撰写严格遵循从基础原理到前沿应用的递进逻辑，力求在理论深度与实际操作指导之间取得完美平衡。全书共分七大部分，涵盖了有机合成领域最具影响力的方法和技术。 --- 第一部分：有机合成的理论基石与反应动力学 本部分着重回顾和深化了读者对有机反应本质的理解，为后续复杂合成策略的构建打下坚实的理论基础。 1. 反应机理的精细解析： 详细阐述了电子效应（诱导效应、共轭效应、超共轭效应）在过渡态稳定性和反应选择性中的决定性作用。内容包括碳正离子、碳负离子、自由基以及各类杂原子中间体的稳定性排序与反应性预测模型。 2. 反应的立体化学控制： 深入探讨了立体选择性合成的核心问题。内容涵盖了手性诱导的理论基础（如Felkin-Anh模型、Cram规则的修正版），以及非对映选择性和对映选择性反应的定量描述。重点分析了立体电子效应（Stereoelectronic Effects）在环状和半环状体系反应中的导向作用。 3. 反应动力学与热力学考量： 讨论了反应速率常数、活化能与反应产率之间的关系。特别引入了“动力学控制”与“热力学控制”的实际应用场景，并介绍了如何通过溶剂效应、温度调控以及添加剂设计来精准地平衡这两类控制因素。 --- 第二部分：金属有机催化的革命 金属有机催化是现代合成化学的支柱，本部分系统地梳理了从早期发展到当前热点领域的关键进展。 4. 贵金属催化的偶联反应（Cross-Coupling）： 详细讲解了钯（Pd）、镍（Ni）催化的所有主流偶联反应的循环机制（氧化加成、转金属化、还原消除）。重点剖析了Suzuki-Miyaura、Heck、Sonogashira、Negishi以及Kumada偶联在C-C键、C-N键构建中的应用。特别关注了无配体催化体系的最新发展及其在工业放大中的挑战与机遇。 5. C-H键活化策略： 这一前沿领域被赋予了专门章节。系统介绍了导向基团（Directing Group）的设计原则，以及钌（Ru）、铑（Rh）、铱（Ir）在惰性C-H键选择性官能团化中的应用。内容包括邻位C-H活化、远端C-H活化，以及如何利用光氧化还原技术增强C-H活化的效率和普适性。 6. 均相与非均相催化剂的比较与选择： 分析了负载型催化剂（如负载型钯催化剂）在回收和稳定性方面的优势，并探讨了如何在均相高活性和非均相易分离之间做出取舍。 --- 第三部分：不对称催化：实现手性分子的高效构建 本部分聚焦于如何精确地构建具有单一构型的复杂手性分子。 7. 手性配体的设计与应用： 详细介绍了BINAP、Josiphos、Salen等经典手性配体的结构-活性关系。内容包括刚性骨架和柔性骨架配体对催化环境的影响，以及如何通过计算机辅助设计（如分子力学模拟）来优化配体的空间位阻和电子性质。 8. 不对称氢化与烯烃环丙烷化： 深入探讨了不对称转移氢化（ATH）和不对称催化氢化（ACH）的工业应用案例。对于烯烃不对称环丙烷化，分析了基于铑和铜催化剂的卡宾插入机理，以及如何控制环丙烷的相对和绝对立体化学。 9. 有机小分子催化（Organocatalysis）： 阐述了有机小分子催化（如Proline衍生催化剂、硫脲催化剂）如何替代金属催化剂。重点解析了共价催化（如Enamine/Iminium离子机理）和非共价催化（如氢键网络）的调控策略。 --- 第四部分：新型合成转化与反应模式 本部分收录了近年来极大地拓宽合成工具箱的新兴反应类型。 10. 光氧化还原催化（Photoredox Catalysis）： 详细讲解了可见光驱动的自由基反应体系。内容包括常用光催化剂（如Iridium配合物、有机染料）的激发态特性、氧化还原电位调节，以及如何利用光氧化还原策略实现传统热反应无法完成的偶联、环化和官能团转化。 11. 流动化学与微反应器技术： 从反应工程角度探讨了连续流合成的优势。分析了如何利用微反应器实现高放热反应的安全控制、快速混合，以及在极端条件（高压、高温）下进行光化学或自由基反应的可行性。 12. 氧化还原中性反应（Redox-Neutral Reactions）： 探讨了不产生或消耗外部氧化剂/还原剂的合成方法，如使用电化学方法或双官能团底物进行分子内氧化还原重排，以实现原子经济性更高的转化。 --- 第五部分：合成策略与分子构建 本部分关注如何将单个反应有效地组合成高效的合成路线。 13. 合成设计原则与逆合成分析： 提供了系统性的逆合成分析工具箱，包括功能团转化（FTC）、分步脱保护/重保护（PG/DP）策略的规范化流程。强调了目标导向合成（Target-Oriented Synthesis）的设计思路。 14. 环化反应的精妙控制： 深入分析了Diels-Alder反应、[3+2]环加成、复分解反应（Metathesis）在构建复杂环系中的应用。特别关注了烯烃复分解反应（RCM, CM, ROMP）中Grubbs、Schrock等代催化剂的选择性与稳定性。 15. 串联反应与一锅法（Cascade/One-Pot Synthesis）： 介绍了如何设计多步反应顺序，使中间体无需分离纯化即可连续发生转化。重点分析了串联反应中各步骤反应条件的兼容性设计，以提高整体收率和操作效率。 --- 第六部分：天然产物全合成案例剖析 选取数个具有里程碑意义的天然产物全合成案例，演示了如何将上述方法学应用于解决具有高度挑战性的结构问题。分析将侧重于关键步骤的选择、立体中心构建的策略，以及合成路线的创新性。 --- 第七部分：反应的放大与优化（Scale-Up Considerations） 本部分面向工业应用，讨论了从实验室克级到公斤级放大的实际工程问题，包括：反应热管理、结晶纯化技术、溶剂绿色化选择（如超临界CO2、深共熔溶剂的应用），以及杂质谱的控制与分析。 --- 本书特色： 深度聚焦方法学创新： 摒弃对基础化学反应的冗长重复，将笔墨集中于近十五年内涌现出的、改变游戏规则的新方法。 图示与机理并重： 每一个关键反应都配有详尽的、由专业化学家绘制的循环机理图，确保读者能直观理解电子流向。 跨学科视野： 内容紧密结合药物化学、化学生物学前沿，展示了合成化学如何服务于更广阔的科学目标。 本书是追求卓越的合成化学研究者不可或缺的参考工具书。
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目录信息
前言第1章 基因工程技术 1.1 基因工程技术基本原理与实践 1.1.1 基因工程简述 1.1.2 基因工程技术实践 1.2 原核生物基因工程技术 1.2.1 目的DNA的获得 实验1 细菌基因组DNA的制备 实验2 植物基因组DNA的制备和分析 实验3 动物细胞基因组DNA的制备 实验4 PCR扩增目的DNA 1.2.2 大肠杆菌质粒载体的制备 实验5 碱裂解法 实验6 小量一步提取法 实验7 试剂盒法 1.2.3 载体和目的DNA的限制酶消化 实验8 基因组DNA的限制酶消化 实验9 质粒载体的限制酶消化 实验10 DNA片段的回收纯化 1.2.4 载体与目的基因的体外重组 实验11 载体和目的基因的体外重组 实验12 PCR产物的TA重组 1.2.5 重组质粒导人大肠杆菌 实验13 CaCl2介导转化法 1.2.6 转化菌落的筛选 实验14 PCR法快速筛选阳性克隆 实验15 菌落原位杂交 1.3 真核生物(酵母)的基因工程 实验16 酵母基因组DNA的提取 实验17 酵母细胞质粒DNA的分离 实验18 酵母细胞的转化 实验19 酵母单杂交 主要参考文献第2章 蛋白质工程技术 2.1 蛋白质工程技术原理 2.2 蛋白质工程技术 2.2.1 重组蛋白质的表达 实验1 重组蛋白在大肠杆菌中的诱导表达 实验2 重组蛋白在酵母中的诱导表达 2.2.2 重组表达蛋白的分离纯化 实验3 金属螯合层析法纯化带组氨酸标签的蛋白质 实验4 谷胱甘肽-琼脂糖亲和层析纯化融合蛋白 实验5 从包含体中纯化表达蛋白 实验6 利用凝胶过滤层析更换缓冲液 2.2.3 蛋白质溶液的浓缩 实验7 超滤法浓缩蛋白质溶液 实验8 透析法浓缩蛋白溶液 2.2.4 蛋白质浓度测定 实验9 Bradford检测法 实验10 Lowry检测法 2.2.5 蛋白质鉴定方法 实验11 蛋白质的sDSIPAGE 实验12 双向聚丙烯酰胺凝胶电泳 实验13 蛋白质印迹 2.2.6 蛋白质的定点突变 实验14 重叠延伸产生特异位点突变 主要参考文献第3章 植物细胞工程技术 3.1 植物细胞工程原理 3.2 植物细胞工程技术 3.2.1 植物组织培养技术 实验1 植物组织培养常用培养基的配制及灭菌 实验2 烟草组织快繁技术 实验3 植物细胞悬浮培养技术 3.2.2 植物原生质体分离与细胞融合技术 实验4 烟草叶片原生质体的分离与培养 3.2.3 植物体细胞杂交 实验5 电激法诱导植物原生质体融合 实验6 聚乙二醇诱导植物原生质体融合 3.2.4 植物转基因技术 实验7 叶盘法转化烟草 实验8 真空渗入法转化拟南芥 实验9 基因枪转化水稻愈伤组织 3.2.5 转基因植物的鉴定 实验10 外源基因整合的鉴定——斑点杂交 实验11 利用Southern杂交检测外源基因的整合 实验12 植物组织总RNA的提取 实验13 利用RT-PCR初步检测外源基因在植物体内的表达 实验14 利用实时荧光定量RT-PCR定量检测外源基因在植物体内的表达 实验15 gus基因检测 主要参考文献第4章 动物细胞工程技术 4.1 动物细胞工程技术原理 4.2 动物细胞工程技术 4.2.1 细胞培养的准备工作及基本操作 实验1 细胞培养的前期工作 实验2 细胞培养基的配制 实验3 细胞计数及活力测定 实验4 细胞传代培养(胰蛋白酶消化法) 实验5 细胞的冻存和复苏 4.2.2 原代细胞的培养 实验6 从小鼠胚胎中分离鼠胚胎成纤维细胞 实验7 从鸡胚胎中分离背根神经节细胞 4.2.3 细胞系的建立和培养 实验8 原代鼠胚胎成纤维细胞的永生化 实验9 细胞系的培养 4.2.4 DNA导入哺乳动物细胞 实验10 与磷酸钙形成共沉淀的DNA转染技术 实验11 脂质体介导的DNA转染技术 实验12 用电穿孔法导入DNA 实验13 运用显微注射法导入DNA 4.2.5 检测基因产物的表达 实验14 利用绿色荧光蛋白观察特定融合蛋白在细胞内的动态分布 实验15 用免疫荧光技术检测特定蛋白质在细胞中的定位 实验16 用免疫共沉淀法和免疫印记法检测蛋白质之间的相互作用 实验17 用流式细胞仪分析细胞周期的变化 实验18 利用双萤光素酶作为报告基因来检测启动子的活性和调控 主要参考文献第5章 微生物工程技术 5.1 微生物工程技术原理 5.1.1 微生物工程的定义 5.1.2 微生物工程的研究内容 5.1.3 微生物工程的发展历史 5.1.4 发酵工业的特点 5.1.5 微生物工程的应用 5.1.6 我国发酵工业发展概况 5.2 微生物工程技术 实验1 菌种的自然选育 实验2 土壤中放线菌的选择性分离 实验3 发酵菌株的初筛 实验4 微生物菌种的保藏 实验5 发酵菌种的诱变选育 实验6 四环素的定向发酵及效价测定 实验7 竹黄菌液体发酵及其活性物质的提取 实验8 淀粉质原料的酒精发酵 实验9 生长曲线和产物形成曲线的测定 实验10 发酵过程中糖的利用 实验11 抗生素的分离纯化 实验12 发酵污染的检测和判断 实验13 酸乳的发酵 主要参考文献
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