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第一章 绪论1

第一节 生命科学的概念1

一、生命科学的基本概念1

二、学习生物学的意义3

第二节 生命科学对人类未来的影响3

一、改善农业生产，解决粮食短缺3

二、控制疾病危害，延长人类寿命4

三、治理环境污染，提供再生资源5

四、启发设计灵感，改良工程材料的性能6

主要参考文献7

第二章 生命的物质基础8

第一节 生命系统的特征8

一、生命对化学元素的选择8

二、各种化合物是元素的存在形式10

三、生命形式多样性11

第二节 生命系统的环境11

一、水是生命系统的环境基础11

二、生物体的缓冲系统13

三、生命系统大环境——生物圈14

第三节 糖类化合物16

一、糖类的结构和分类16

二、糖类的生物学功能22

三、糖类的研究与应用22

第四节 脂类化合物24

一、脂类化合物的分类与结构25

二、生物膜27

三、脂类化合物的生物学功能28

第五节 生命现象的物质基础——蛋白质29

一、蛋白质的结构29

二、蛋白质的理化特性33

三、绝大部分酶是生命体重要的蛋白质34

四、蛋白质的生物学功能36

第六节 遗传现象的物质基础——核酸37

一、核酸的结构38

二、核酸的生物学功能41

三、核酸类物质的应用42

第七节 营养与健康45

一、人体和动物的消化与吸收45

二、能量与营养50

三、营养失衡与疾病58

主要参考文献63

第三章 细胞与细胞工程64

第一节 细胞的增殖与周期64

一、有丝分裂和减数分裂64

二、细胞周期的时相及类型67

三、细胞周期的调控68

第二节 细胞的分化72

一、细胞的全能性72

二、细胞的分化及形态发生74

第三节 细胞工程77

一、细胞培养技术77

二、细胞融合与单克隆抗体80

三、胚胎干细胞与胚胎工程85

四、细胞克隆技术90

主要参考文献101

第四章 分子遗传与生物信息学102

第一节 遗传学的发展102

一、遗传学的历史102

二、基因的由来107

三、原核基因108

四、真核基因110

第二节 基因工程113

一、基因工程的原理114

二、基因扩增技术114

三、DNA重组技术118

四、转基因技术120

五、基因工程的应用122

第三节 生物信息学124

一、生物信息学概论124

二、生物信息数据库126

三、序列分析129

四、蛋白质结构功能预测130

五、生物系统模拟与计算机辅助药物设计133

第四节 人类遗传病与基因治疗136

一、人类遗传病及防治136

二、基因治疗152

三、展望163

主要参考文献163

第五章 微生物与健康165

第一节 微生物简介165

一、微生物的概念165

二、微生物五大共性166

三、微生物的分类与命名168

四、微生物的结构169

第二节 微生物生命活动规律186

一、微生物的营养186

二、微生物的生长繁殖190

三、微生物的遗传与变异191

四、微生物的基因表达与调控195

五、基因突变与微生物育种196

六、有害微生物的防控199

第三节 微生物工程（发酵工程）203

一、微生物工程的概念203

二、发酵生产的工艺流程203

三、发酵产品的类型及其应用205

第四节 微生物与健康216

一、感染与免疫216

二、病原微生物概述221

三、肠道微生物与人类健康224

四、病毒与疾病227

五、生物制品及其应用232

主要参考文献235

第六章 环境与人体健康237

第一节 环境与污染239

一、环境与污染的基本概念239

二、污染物在环境中的迁移和转化240

三、环境污染物在体内的生物转运和生物转化241

四、环境污染物在生物体内的浓缩、积累与放大249

五、环境污染物对生物的影响250

第二节 水体环境与人体健康255

一、水资源简介255

二、水污染256

三、饮用水与健康258

第三节 土壤环境与人体健康260

一、土壤环境简介260

二、土壤的污染261

第四节 大气环境与人体健康263

一、大气与大气污染263

二、大气污染的危害265

第五节 环境物理因素与人体健康270

一、物理性污染简介270

二、辐射及健康影响271

三、噪声及其健康影响274

第六节 居住环境与人体健康275

一、人居环境275

二、居住区和人体健康275

三、室内空气污染276

四、不良建筑物综合征278

主要参考文献278

第七章 生物材料与仿生工程学280

第一节 生物材料280

一、生物材料概述280

二、生物材料的应用及发展前景281

三、生物医用材料285

四、纳米生物材料289

第二节 仿生学291

一、仿生学简介及其应用前景292

二、仿生材料及其应用292

三、信息仿生292

四、控制仿生294

五、拟态仿生298

六、结构仿生298

七、化学仿生300

八、生物医学仿生303

主要参考文献307