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出版者:Cambridge University Press

作者:Colin Ratledge

出品人:

页数:584

译者:

出版时间:2001

价格:£35.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780521779173

丛书系列:

图书标签:

• 科学和心理学
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好的，这是一份关于《高级分子生物学与基因工程原理》的图书简介，内容详尽，旨在为读者提供一个全面、深入的学术视角，且完全不提及或影射您提到的《Basic Biotechnology》。 --- 《高级分子生物学与基因工程原理》 本书导言：探索生命系统的深层机制与前沿应用 在二十一世纪，生命科学已然成为推动科技进步和人类福祉的核心驱动力。《高级分子生物学与基因工程原理》并非对基础概念的简单复述，而是旨在引导读者深入探索生命活动的微观调控网络，并掌握将这些知识转化为实际工程应用的关键技术。本书立足于结构生物学、基因组学、表观遗传学以及合成生物学的交叉前沿，为生命科学、医学、农学及生物工程等领域的专业人士、研究生及高年级本科生提供了一套结构严谨、内容前沿的理论框架与实验指导。 全书共分为六大部分，逻辑递进，从分子层面构建起对复杂生命现象的认知体系。 --- 第一部分：生命分子结构与功能的高级解析 本部分聚焦于理解生命大分子如何通过其精确的三维结构实现高度特异性的功能。我们摒弃了对基本化学结构的初级介绍，转而深入探讨蛋白质的折叠动力学、动态稳定性及变构调控机制。 第一章：蛋白质组学的精细化研究 重点阐述如何利用高分辨率冷冻电镜（Cryo-EM）和高场核磁共振（NMR）技术解析复杂蛋白质复合物的瞬时结构。深入讨论伴侣蛋白（Chaperones）在维持细胞稳态中的关键作用，以及蛋白质修饰（如泛素化、磷酸化）如何作为细胞信息传递的“开关”，影响蛋白质的亚细胞定位和酶活性。特别关注结构生物信息学在预测蛋白质-蛋白质相互作用网络（PPI Networks）中的前沿应用。 第二章：核酸结构与动态拓扑学 超越DNA双螺旋的标准模型，本章详细剖析了非经典核酸结构，如G-四链体（G-quadruplexes）在启动子和端粒区域的形成与调控功能。同时，深入探讨RNA的多种结构形式（如siRNA、miRNA、lncRNA）如何参与基因沉默和转录后调控。内容涵盖了拓扑异构酶如何在超螺旋水平上管理基因组的物理状态，这是理解染色质高级结构的基础。 --- 第二部分：基因组学与后基因组时代的挑战 本部分将研究重点从单个基因扩展到整个基因组，聚焦于高通量测序技术带来的数据爆炸及其生物学意义。 第三章：下一代测序（NGS）的数据解析与应用 本书不仅介绍Illumina、PacBio等测序技术的原理，更着重于深度生物信息学分析流程。涵盖从原始数据（FASTQ）到高质量比对（BAM/CRAM），再到变异检测（如SNV, indel, CNV）和结构变异（SV）的完整管道。强调单细胞测序技术（scRNA-seq, scATAC-seq）如何揭示细胞异质性，并用于解析发育轨迹和肿瘤微环境。 第四章：表观遗传学的动态调控网络 本章深入探讨基因表达调控的“软件层”——表观遗传修饰。详述DNA甲基化（5mC, 5hmC）与组蛋白修饰（乙酰化、甲基化、磷酸化）的复杂交叉对话。重点分析特定的“读者”、“写者”和“擦除者”蛋白（如BET家族蛋白、DNMTs、HDACs）如何协同作用，建立起细胞身份的稳定记忆。讨论染色质可及性（ATAC-seq）在定义转录因子结合位点中的核心作用。 --- 第三部分：先进基因编辑与分子重塑技术 本部分是全书的工程核心，详细解析当前最具颠覆性的基因操作技术，并探讨其精确性、脱靶效应和递送策略。 第五章：CRISPR-Cas系统的机制进化与精准化 本书超越了对Cas9的初步介绍，重点剖析了CRISPR家族的生物多样性（如Cas12, Cas13）。深入探讨碱基编辑器（Base Editors）和先导编辑器（Prime Editors）如何实现无双链断裂（DSB-free）的精确点突变。同时，详细阐述了体内（in vivo）和体外（ex vivo）递送系统的挑战，包括腺相关病毒（AAV）血清型的选择、脂质纳米颗粒（LNP）的设计，以及针对特定组织的靶向策略。 第六章：基因组规模的筛选与功能验证 介绍如何利用高通量CRISPR/Cas9或shRNA文库进行全基因组功能筛选，以发现新的药物靶点或调控因子。讨论如何结合CRISPRi/a系统实现对基因表达的精准激活或抑制，从而在不改变基因序列的前提下，解析特定调控元件的功能。 --- 第四部分：合成生物学与基因线路设计 本部分探讨如何像工程师一样设计和构建具有新功能的生物系统，是跨学科融合的前沿领域。 第七章：生物逻辑门与基因振荡器 详细介绍如何利用转录因子、启动子和反馈回路构建基本的生物逻辑门（AND, OR, NOT）。深入分析化学振荡器与生物振荡器的建模与实现，理解时间调控在细胞周期、生物节律中的应用。重点介绍如何设计可编程的基因网络以实现复杂的细胞命运决策。 第八章：代谢通路工程与异源宿主构建 聚焦于利用基因工程手段优化微生物的代谢产出。讨论如何通过基因组编辑和代谢流平衡分析来增强目标产物的合成效率（如生物燃料、高价值化学品）。详细阐述宿主细胞的“去调控”策略，即移除内源性竞争通路，为外源基因表达腾出资源。 --- 第五部分：分子诊断与疾病模型构建 本部分侧重于将分子生物学工具应用于临床转化和疾病机制研究。 第九章：液体活检与分子标志物的发现 探讨循环肿瘤DNA (ctDNA) 和外泌体（Exosomes）在早期癌症筛查和耐药性监测中的潜力。介绍基于ddPCR、数字PCR和高灵敏度测序技术如何实现对极低丰度生物标志物的精确量化。 第十章：人源化模型与疾病机制解析 详细描述诱导性多能干细胞（iPSCs）技术的优化，以及如何利用iPSCs分化构建具有生理相关性的类器官（Organoids）模型，用于药物筛选和疾病建模。讨论如何利用基因敲入技术（如使用CRISPR/HDR）在人类细胞系中精确复现遗传性疾病的点突变，以揭示疾病的分子病理过程。 --- 第六部分：生物技术的伦理、安全与监管前沿 在掌握强大技术的同时，必须具备深刻的伦理认知与安全意识。 第十一章：基因治疗的转化瓶颈与监管框架 深入探讨嵌合体（Mosaicism）、免疫原性和长期毒性等基因治疗的关键安全问题。分析当前国际上对生殖系编辑（Germline Editing）的伦理共识与法律限制。讨论如何建立有效的风险评估模型，确保基因技术应用的社会责任性。 --- 总结 《高级分子生物学与基因工程原理》旨在超越教科书的范畴，提供一个充满挑战性、面向未来的学习平台。它要求读者不仅理解“是什么”，更要探究“如何做”、“为何如此”以及“未来能做什么”。通过严谨的理论阐述和对最新研究案例的引用，本书致力于培养新一代生命科学研究者和工程师的批判性思维和创新能力。

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《Basic Biotechnology》在阐述一些新兴的生物技术领域时，表现出了前瞻性。比如，在关于合成生物学和基因组编辑的章节，作者并没有将它们仅仅作为独立的章节来讲解，而是将它们置于整个生物技术发展的宏观背景下，强调了它们对于未来科技和社会可能带来的深远影响。这种视角让我认识到，生物技术并非一成不变，而是不断发展和演进的。 然而，对于这些前沿领域的介绍，我感觉有些地方仍然停留在“概念普及”的层面。例如，在介绍合成生物学时，虽然提到了“设计和构建生物系统”的理念，但对于具体的“设计”思路和“构建”工具，我希望能有更深入的探讨。或许是关于DNA的“标准化零件”或者“模块化设计”的理念，能有更详细的例子来支撑。毕竟，对于一个完全陌生的新领域，清晰的实例往往是理解其精髓的关键。

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阅读《Basic Biotechnology》的过程，我最大的感受就是它的“厚重感”。这本书并非仅仅停留在概念的介绍，而是对生物技术发展的历史脉络、关键里程碑以及未来趋势都有所涉猎。作者在引言部分就为我们勾勒出了生物技术从萌芽到蓬勃发展的宏大图景，让我对这个学科的演变有了初步的了解。随后，在各个技术分支的介绍中，也常常会穿插一些历史性的事件和重要的科学发现，这使得我在学习技术本身的同时，也能感受到科学探索的艰辛与辉煌。 当然，正因为这种“厚重感”，书中包含的信息量非常庞大。有时候，我会在某一章读完之后，感觉自己吸收了大量的新知识，但也可能因为信息过于密集，而对某些细节的记忆有些模糊。这可能也是所有“基础”类书籍的通病吧，在追求知识的全面性时，往往很难做到让每一个读者都能将所有内容都融会贯通。我希望将来能够有机会，在阅读这本书的某个特定章节时，能够有更多的案例研究或者思考题，来帮助我巩固和深化对某个知识点的理解。

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《Basic Biotechnology》这本书的语言风格总体而言是比较严谨且具有学术性的，但作者也努力在其中加入了一些通俗易懂的比喻和类比，以方便初学者理解。例如，在解释DNA复制机制时，作者将DNA比作一本“生命蓝图”，将核苷酸比作“建筑砖块”，将DNA聚合酶比作“精确的建筑工人”。这些比喻虽然简单，但却能有效地帮助读者构建起对复杂生物学过程的直观认知。这种将科学严谨性与教学艺术性相结合的尝试，我个人觉得是相当成功的，使得阅读过程不至于过于枯燥乏味。 不过，在某些技术性较强的章节，比如基因编辑技术（CRISPR-Cas9）的介绍，虽然提到了其颠覆性的意义，但对于其具体作用机制的阐述，我觉得还可以再深入一些。例如，作者只是简略地提到了Cas9酶和向导RNA的作用，但对于它们是如何精确识别目标DNA序列并进行切割的，如果能有更详细的分子层面解释，或者配以更清晰的示意图，相信对于理解这项技术的核心会更有帮助。我知道这已经是“基础”层面，但对于像我这样对细节充满好奇的读者来说，一些更深入的探讨会更有价值。

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我非常喜欢书中对生物技术伦理和法规的探讨。在讨论基因工程、转基因食品等技术的同时，作者没有回避其可能引发的伦理争议和社会影响。书中详细阐述了不同国家和地区在生物技术监管方面的差异，以及相关的法律法规。这让我认识到，任何一项技术的发展，都必须在法律和伦理的框架下进行。 不过，在对这些伦理问题的探讨上，我感觉有些地方略显浅尝辄止。例如，在讨论基因编辑技术可能带来的“设计婴儿”问题时，书中只是提到了其潜在的担忧，但并没有深入探讨不同学派的观点，或者分析一些标志性的伦理辩论案例。对于像我这样对社会影响和伦理议题比较关注的读者来说，更深入的讨论将有助于我形成更全面的认识。

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这本书在对生物技术的研究方法和实验设计方面，提供了一些非常实用的指导。例如，在介绍分子克隆的实验步骤时，作者不仅仅列出了各个环节，还详细说明了每个步骤的目的、可能遇到的问题以及如何解决。这一点对于我这样的初学者来说，是非常宝贵的。我能够从中了解到，看似简单的实验操作背后，蕴含着多少精妙的设计和严谨的考量。这让我对科学研究的过程有了更真实的认识，也为我将来可能进行的实验操作打下了基础。 同时，书中对数据分析和结果解读的介绍也让我受益匪浅。生物技术研究往往会产生大量的数据，如何有效地分析和解读这些数据，是得出可靠结论的关键。作者在这方面提供了一些基础的统计学方法和图表展示的技巧，虽然篇幅不长，但足以让我对数据分析有一个初步的概念，并意识到其在生物技术研究中的重要性。我希望未来这本书能够在这个部分增加更多具体的例子，展示如何运用这些方法来解决实际的科学问题。

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这本书的整体结构编排得相当不错，每一章节的主题都过渡得十分自然。从细胞的基本原理，到遗传物质的奥秘，再到更复杂的技术应用，逻辑链条清晰可见。尤其让我印象深刻的是关于生物反应器部分的讲解。作者没有仅仅停留在理论层面，而是详细描述了不同类型生物反应器的特点、适用范围以及操作中的一些关键考量因素，比如温度、pH值、溶氧量等的控制。这部分内容对于我理解生物制造过程的实际操作环境非常有帮助，让我能够将书本上的知识与现实中的工业生产场景联系起来。 我尤其欣赏作者在某些章节中穿插的案例分析。比如，在介绍基因治疗时，书中引用了一些关于罕见病治疗的实际案例，详细描述了基因治疗的原理、发展历程以及面临的挑战。这些案例不仅让枯燥的理论变得生动有趣，也让我看到了生物技术在改善人类健康方面的巨大潜力。这些故事性的叙述，为我这个初学者提供了一个宏观的视角，让我能够更好地理解这项技术的重要性和影响力。

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《Basic Biotechnology》在图文并茂方面做得相当出色。书中大量的插图、图表和流程图，都极大地帮助了我理解一些复杂的概念。例如，在介绍细胞信号转导通路时，书中提供的清晰的通路示意图，让我能够直观地把握信号分子的传递过程，大大减少了文字描述带来的理解难度。这种可视化的教学方式，对于任何学习者来说都是一种福音。 但我也注意到，有些插图虽然精美，但说明文字却相对简略。我希望在未来的版本中，作者能够在一些关键的图示旁边，提供更详细的标注和解释，以便读者能够更充分地理解图示所表达的含义。有时候，一张精美的图，如果能够配上更具信息量的文字说明，其教学效果会得到极大的提升。

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读完《Basic Biotechnology》这本书，我内心涌动着一股复杂的情绪，有惊喜，也有一些小小的遗憾。首先，我要说，这本书的标题“Basic Biotechnology”确实非常贴切，它为我这个对生物技术领域知之甚少的新手提供了一个扎实的入门。作者在开篇就以一种非常友好的方式，将一些听起来颇为深奥的概念，如基因工程、分子生物学、细胞培养等，用清晰易懂的语言进行了阐述。例如，在介绍基因重组技术时，作者并没有直接抛出复杂的酶切位点和载体构建的细节，而是先从DNA的基本结构讲起，然后引入基因“剪切”和“粘贴”的比喻，让我这个完全没有生物学背景的人也能大致理解其原理。这种循序渐进的讲解方式，无疑大大降低了学习的门槛，也让我对后续更深入的内容充满了期待。 然而，在一些细节的处理上，我个人觉得还有些提升的空间。比如，在讨论蛋白质工程时，书中对某些关键蛋白质结构预测软件的介绍，虽然点到了名字，但并没有提供更具体的实操指导，例如如何下载、安装以及进行简单的参数设置。对于像我这样希望能够动手实践的读者来说，这部分内容显得有些“点到为止”，留下了一些意犹未尽的感觉。当然，我也理解这本书的定位是“基础”，不可能面面俱到，但如果在某些章节能辅以更详尽的图文示例，或者提供一些在线资源的链接，相信会对读者有更大的帮助。

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这本书在引导读者进行自主学习方面，也做了一些努力。例如，在每一章的末尾，作者都会设置一些思考题和讨论题，鼓励读者回顾和巩固所学内容。这些问题设计的都很巧妙，能够引导读者从不同的角度去思考问题，并激发进一步探索的兴趣。 我特别欣赏的是，书中会时不时地提到一些相关的研究领域或者更专业的书籍，为有兴趣深入学习的读者提供进一步的指引。这种“授人以渔”的教学理念，让我觉得这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位循循善诱的老师。我希望在未来，作者能够在这个方面做得更系统，比如提供一个详细的书目推荐列表，或者一些值得关注的学术期刊。

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总而言之，《Basic Biotechnology》是一本非常值得推荐的生物技术入门读物。它以其清晰的结构、易懂的语言以及丰富的图文，为初学者打开了生物技术的大门。通过阅读这本书，我不仅掌握了生物技术的基本概念和原理，也对这个充满活力的领域有了更深层次的认识。这本书成功地激发了我对生物技术的好奇心，并让我对接下来的深入学习充满了信心。 当然，正如我之前提到的，在一些技术细节的阐述和前沿领域的深入探讨上，还有提升的空间。但这并不影响它作为一本优秀的“基础”读物的地位。对于任何想要了解生物技术的朋友来说，这本书都将是一个绝佳的起点。

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my first intro book to biotechnology - fermentation, genetic engineering, system biology, etc.

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太泛

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