生物技術與諾貝爾獎

第1章　概論  1
1.1　諾貝爾獎概述  2
1.1.1　諾貝爾其人與諾貝爾獎  2
1.1.2　諾貝爾獎的評選和頒發(fā)  3
1.1.3　諾貝爾獎探索生命奧秘  5
1.2　生物技術的進步  6
1.2.1　中心法則的逐步確立  6
1.2.2　諾貝爾獎與生命科學發(fā)展  8
1.2.3　諾貝爾獎與生物技術進步  10
1.3　生物經(jīng)濟與全球政策  15
1.3.1　華人科學家與其他重要獎項  15
1.3.2　中國生物經(jīng)濟與政策規(guī)劃  16
1.3.3　國際生物經(jīng)濟與政策規(guī)劃  17
第2章　DNA——生物信息的載體  21
2.1　生物信息的起源  22
2.1.1　DNA的發(fā)現(xiàn)  22
2.1.2　DNA的自我復制  23
2.1.3　基因的存在形式  23
2.1.4　DNA的螺旋結(jié)構(gòu)  23
2.2　DNA測序技術  24
2.2.1　桑格測序  25
2.2.2　第二代測序技術  26
2.2.3　第三代測序技術  27
2.3　DNA的修飾和改造  28
2.3.1　DNA擴增技術——PCR  28
2.3.2　定點突變技術  31
2.3.3　可移動的遺傳元件  32
2.3.4　DNA的修復機制  32
2.3.5　基因的靶向修飾  34
2.3.6　CRISPR基因組編輯技術  35
2.4　DNA的化學與計算機學科應用  37
2.4.1　DNA的合成技術  37
2.4.2　DNA的數(shù)字化存儲  37
第3章　RNA——遺傳信息的傳遞者  43
3.1　RNA家族  44
3.2　RNA病毒的一生——轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄和翻譯  46
3.2.1　逆轉(zhuǎn)錄病毒與轉(zhuǎn)錄  47
3.2.2　自我增殖病毒和翻譯  49
3.3　遺傳密碼——RNA奉行的真理  53
3.3.1　密碼子的破譯  54
3.3.2　密碼子的性質(zhì)  56
第4章　蛋白質(zhì)——生物信息的表達  59
4.1　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)  60
4.1.1　一級結(jié)構(gòu)  62
4.1.2　二級結(jié)構(gòu)  62
4.1.3　三級結(jié)構(gòu)  62
4.1.4　四級結(jié)構(gòu)  62
4.2　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和解析  62
4.3　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測  67
4.3.1　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測的發(fā)展  67
4.3.2　從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測到創(chuàng)造蛋白質(zhì)  70
4.4　生物節(jié)律  73
4.4.1　生物節(jié)律的發(fā)現(xiàn)  73
4.4.2　蛋白質(zhì)與生物節(jié)律相關發(fā)現(xiàn)和應用  75
4.5　端粒和端粒酶  76
4.5.1　端粒和端粒酶的發(fā)現(xiàn)  76
4.5.2　端粒與長壽和衰老  79
4.6　蛋白質(zhì)與健康  82
4.6.1　人造肉與天然肉  83
4.6.2　疾病的治療  85
第5章　觀察生物大分子的眼睛  90
5.1　生命現(xiàn)象的本質(zhì)——生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能  91
5.1.1　蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)與功能  94
5.1.2　核酸分子的結(jié)構(gòu)與功能  96
5.1.3　天作之合——蛋白質(zhì)與核酸（“剪不斷，理還亂”的關系）  96
5.2　生物大分子分析技術——工欲善其事，必先利其器  97
5.2.1　X射線衍射——最早看到了生物大分子的光學探測方法  97
5.2.2　質(zhì)譜、核磁共振譜——一級結(jié)構(gòu)與三維結(jié)構(gòu)  103
5.2.3　電子顯微鏡——讓生物大分子的模樣更清晰可見  107
5.2.4　冷凍電鏡技術  109
第6章　生物小分子  115
6.1　生物小分子的重要作用  116
6.1.1　抗瘧之旅——青蒿素的發(fā)現(xiàn)  116
6.1.2　人體為什么需要維生素？  120
6.2　生物小分子的合成與代謝  128
6.2.1　生命活動的能量從何而來——糖酵解途徑  128
6.2.2　物質(zhì)代謝與能量代謝的樞紐——三羧酸循環(huán)  130
6.3　生物小分子的合成與應用  134
6.3.1　膽固醇是“壞”分子嗎——膽固醇的合成與應用  134
6.3.2　脂肪酸是如何獲得的？——脂肪酸的合成與應用  137
6.3.3　微生物“變身”大藥房——天然產(chǎn)物的合成與應用  138
第7章　藥物的發(fā)現(xiàn)  142
7.1　自然界的瑰寶  143
7.1.1　古時醫(yī)藥的出現(xiàn)  143
7.1.2　微生物與疾病關聯(lián)的發(fā)現(xiàn)  143
7.1.3　青霉素的發(fā)現(xiàn)——拉開抗生素時代的大幕  147
7.2　走向設計藥物  148
7.2.1　砷凡納明的發(fā)明  148
7.2.2　失敗了的設計藥物——齊多夫定  149
7.2.3　一氧化氮與西地那非、硝化甘油  150
7.2.4　氣體遞質(zhì)  151
7.3　重大疾病的攻克  151
7.3.1　抗高血壓藥物設計  151
7.3.2　曾經(jīng)的絕癥——癌癥  153
7.3.3　阿爾茨海默病是不是絕癥？  155
7.4　未來——人工智能理性設計藥物？  156