本教材以现代生命科学与生物技术的发展为主线，围绕前沿学科与技术、人们密切关注的热点问题、对学科技术和社会发展有重大影响的科技成果，设计选择12个热点主题。绪沦主要以生命科学的分支学科和重大技术的兴衰演替为主体，介绍了生命科学和生物技术的发展历史和生命科学的方法论。生命科学领域的热点包括基因组学、系统生物学、病毒与艾滋病、分子肿瘤学；生物技术领域热点包括合成生物学、基因技术、动物隆、干细胞工程、纳米生物技术、生物芯片、生物能源；生命与社会领域的热点包括生物安全。从概念出发，介绍了各个主题的发展经过和基础知识，重点论述了基本原理与技术及其成果应用。把近期新的科技进展引入教材，内容具有知识性、趣味性、信息性、科学性与人文性。
本书可作为研究生教材，也可作为高年级生物学（或生物技术、生物工程）本科生选用教材或医药、科研、生产等相关领域技术人员的参考书。
第1章 绪论
1.1 概述
1.1.1 生命的过程特征
1.1.2 生命系统的等级结构
1.1.3 生命科学及其地位
1.2 生命科学的发展
1.2.1 古代的生命科学
1.2.2 形态学
1.2.3 19世纪的生命科学
1.2.4 20世纪的生命科学
1.3 生物技术的发展
1.3.1 农业经济时代的生物技术
1.3.2 工业经济时代的生物技术
1.3.3 信息经济时代的现代生物技术
1.3.4 生物经济时代
1.4 生命科学思想与方法论
1.4.1 哲学与生命科学
1.4.2 生命科学的方法论
1.4.3 人类文明与生命伦理
第2章 基因组学
2.1 概述
2.1.1 基因
2.1.2 脱氧核糖核酸
2.1.3 基因组
2.2 人类基因组计划
2.2.1 人类基因组计划的提出和实施
2.2.2 非营利研究机构和生物技术公司的竞争
2.2.3 人类基因组序列草图的完成
2.2.4 中国承担的人类基因组计划
2.2.5 其他生物基因组研究进展
2.2.6 基因组计划的局限
2.3 后基因组时代的生命科学
2.3.1 后基因组时代
2.3.2 衍生基因组学
2.3.3 系统生物学
2.3.4 生物信息学
第3章 系统生物学
3.1 概述
3.1.1 系统论与系统生物学
3.1.2 系统生物学的研究策略
3.1.3 系统生物学的研究步骤
3.1.4 系统生物学的挑战
3.2 转录组学
3.2.1 转录组及转录组学
3.2.2 转录组学研究方法
3.3 蛋白质组学
3.3.1 蛋白质组及蛋白质组学
3.3.2 蛋白质组学研究方法
3.3.3 蛋白质组学的应用
3.4 代谢物组学
3.4.1 代谢组学及代谢物组学
3.4.2 代谢物组学研究方法
第4章 合成生物学
4.1 概述
4.1.1 合成生物学的概念
4.1.2 合成生物学的发展
4.1.3 合成生物学的应用
4.2 生物元器件
4.2.1 合成生物的单元
4.2.2 合成生物的设计与优化
4.3 DNA的合成与元器件装配
4.3.1 基因定向突变合成技术
4.3.2 核酸的全化学合成
4.3.3 生物砖的合成与基因电路的集成
4.3.4 基因组的合成与装配
4.4 合成生物的功能实现
4.4.1 青蒿素代谢电路设计与从头合成
4.4.2 不错醇燃料代谢电路设计与从头合成
4.4.3 生物成像
4.4.4 生物计算机
第5章 病毒与艾滋病
5.1 概述
5.1.1 艾滋病的发现
5.1.2 艾滋病的起源
5.1.3 艾滋病的流行现状
5.2 病毒与免疫
5.2.1 病毒
5.2.2 免疫
5.3 艾滋病的发病机制
5.3.1 艾滋病毒
5.3.2 HIV的感染
5.4 艾滋病的临床症状
5.4.1 急性HIV感染期
5.4.2 HIV潜伏期
5.4.3 艾滋病期
5.4.4 HIV的实验室检测
5.5 艾滋病的治疗与预防
5.5.1 艾滋病的治疗
5.5.2 艾滋病的预防与控制
第6章 分子肿瘤学
6.1 概述
6.1.1 肿瘤的概念
6.1.2 人类对肿瘤本质的认识
6.1.3 癌细胞及其生长的特性
6.1.4 常见的恶性肿瘤
6.2 致癌因素及其致癌机制
6.2.1 化学致癌因素及其致癌机制
6.2.2 物理致癌因素及其致癌机制
6.2.3 病毒致癌因素及其致癌机制
6.3 肿瘤相关基因及其调控机制
6.3.1 癌基因
6.3.2 抑癌基因
6.3.3 肿瘤转移相关基因
6.4 端粒、端粒酶与肿瘤
6.4.1 端粒和端粒酶
6.4.2 端粒、端粒酶与肿瘤
6.5 肿瘤的防治
6.5.1 肿瘤的预防
6.5.2 肿瘤的生物治疗
第7章 基因技术
7.1 基因扩增技术
7.1.1 PCR简史
7.1.2 PCR原理与技术
7.1.3 PCR技术应用进展
7.2 基因测序技术
7.2.1 核酸测序技术简史
7.2.2 传统测序技术
7.2.3 高通量测序技术
7.3 基因重组技术
7.3.1 传统的重组技术
7.3.2 Shuffling技术
7.4 生物制造
7.4.1 生物制造领域
7.4.2 微生物发酵技术
7.4.3 转基因植物
第8章 动物克隆
8.1 概述
8.1.1 细胞克隆技术
8.1.2 真核细胞的特点
8.1.3 细胞增殖与细胞分化
8.1.4 细胞分化
8.2 动物克隆技术
8.2.1 动物克隆的概念
8.2.2 动物克隆的方法
8.2.3 动物克隆的操作
8.2.4 胚胎生物技术
8.3 克隆技术与社会经济发展
8.3.1 克隆技术的科学价值
8.3.2 克隆技术的社会经济价值
8.3.3 克隆技术的医疗保健价值
8.3.4 克隆人的争论
第9章 干细胞工程
9.1 概述
9.1.1 干细胞
9.1.2 干细胞工程的研究进展
9.1.3 干细胞工程的重要性及意义
9.1.4 干细胞工程的应用
9.2 干细胞体外培养技术
9.2.1 干细胞的获取
9.2.2 干细胞培养的环境
9.2.3 干细胞培养的基本方法及类型
9.3 干细胞治疗及临床应用
9.3.1 造血干细胞
9.3.2 胚胎干细胞
9.3.3 其他类型的干细胞
9.4 干细胞工程的展望
9.4.1 干细胞工程的前景
9.4.2 干细胞工程的挑战
第10章 纳米生物技术
10.1 概述
10.1.1 纳米和纳米科技
10.1.2 纳米生物学和纳米生物技术
10.1.3 生物大分子的观测和操纵
10.1.4 纳米生物技术的国内外研究现状
10.2 纳米生物材料
10.2.1 天然纳米生物材料
10.2.2 纳米仿生材料
10.2.3 纳米医学材料
10.3 纳米生物传感器
10.3.1 基本概念
10.3.2 纳米生物传感器的研究状况
10.4 纳米载药系统
10.4.1 纳米药物载体
10.4.2 纳米基因传递系统
10.4.3 纳米微粒药物
10.5 纳米生物机器人
10.5.1 基本概念
10.5.2 纳米生物机器人的研究状况
10.5.3 纳米生物机器人未来的发展
第11章 生物芯片
11.1 概述
11.1.1 生物芯片的产生
11.1.2 生物芯片的基本概念
11.1.3 主要生物芯片简介
11.1.4 生物芯片的应用
11.1.5 国内外生物芯片的现状
11.1.6 生物芯片的发展趋势
11.2 生物芯片的构建
11.2.1 生物芯片的原料
11.2.2 生物芯片的构建方法
11.3 生物芯片的工作原理
11.3.1 待测样品的制备
11.3.2 生物芯片与样品的相互作用
11.3.3 信号检测
11.3.4 生物芯片信息学
第12章 生物能源
12.1 概述
12.1.1 生物质与生物能源
12.1.2 生物质的转化路线
12.1.3 国内外发展状况
12.1.4 生物能源的发展趋势
12.2 生物质的生物转化
12.2.1 生物乙醇
12.2.2 生物氢
12.2.3 沼气
12.3 生物质的物理化学转化
12.3.1 生物柴油
12.3.2 生物质液化
12.3.3 生物质气化
12.3.4 生物质压缩成型技术
第13章 生物安全
13.1 概述
13.1.1 生物安全的概念
13.1.2 生物安全发展历史
13.2 转基因生物的安全性
13.2.1 转基因生物的安全性评价的由来
13.2.2 评价过程
13.2.3 转基因植物的环境安全性
13.2.4 转基因植物的争论
13.2.5 转基因食品的安全性评价
13.2.6 生物安全法规与管理
13.3 反生物恐怖
13.3.1 生物恐怖
13.3.2 炭疽
13.3.3 炭疽杆菌的生物学
13.3.4 生物恐怖的预防和控制措施
附录1 诺贝尔生理学或医学奖年鉴
附录2 诺贝尔化学奖年鉴（部分）
