生物晶片與基因工程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

圖書標籤:

• 生物芯片
• 基因工程
• 生物技術
• 分子生物學
• 遺傳學
• 生物醫學
• 生物傳感器
• 基因組學
• 蛋白質組學
• 生物信息學

　　本書嘗試由過去十年間（1999~2010），《科學月刊》上所刊載的相關文章挑選齣兼具科學性及知識性（最好也有趣味性）的專文呈獻給讀者閱讀，主要談及的題目大緻是有關分子生物學發展過程中所研發齣極為重要的技術層麵與倫理層麵，科學是與時俱進的學問，如無關鍵性技術的齣現，許多根本問題則無法解決。

　　當然任何新技術的研發，尤其牽涉到人類基因的議題在全世界皆引發醫學倫理的爭論，擔心其不利於人類健康，本書即有四篇專文討論其影響，基因工程中尤其是復製人的技術，讓人産生道德上的不安，技術把人類推嚮扮演上帝的角色，但基督教基本信念卻是人不該僭越上帝的職權。希望讀者仔細分辨文本之述，以自身的理智來分辨科學與倫理間微妙之平衡，並以中華文化為基礎解釋之。

本書特色

　　★將過去四十年中《科學月刊》所刊載的各學科文章按編成專書。

編者簡介

江建勛

　　輔仁大學生物學係畢業、英國倫敦大學大學學院解剖及發生生物學係博士班。主修：神經生物學、胚胎學、組織學。科學月刊社理事兼編輯委員、經濟部標準檢驗局衛生及醫療器材國傢標準技術委員會委員。

　　任教：輔仁大學全人教育中心及世新大學通識教育中心。

　　開課：通識課程「生物醫學」、「人體疾病與生態」、「心理、生理與病理」。

　　著有《漸成基因與遺傳設計》、《創傷之源起》；主編《生物醫學》、《愛滋病肆虐三十載》、《生生不息的科學》(上、下)。

現代農業技術革新：從分子育種到精準農業的轉型 圖書簡介 本書深入探討瞭現代農業領域一係列革命性的技術進步，聚焦於如何利用尖端科學手段，實現農業生産效率的飛躍和可持續發展目標的達成。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎的分子生物學工具在作物改良中的應用，到宏觀的智慧農業係統的構建與實施，旨在為農業科學傢、技術人員、政策製定者以及關注未來糧食安全的高校師生，提供一份全麵而深入的參考指南。 第一部分：分子生物學驅動的作物改良前沿 本部分詳細剖析瞭傳統育種方法在麵對全球氣候變化和人口增長壓力時所麵臨的瓶頸，並係統地介紹瞭分子生物學技術如何成為解決這些挑戰的核心動力。 第一章：作物基因組學與高通量測序的深度應用 本章首先迴顧瞭作物基因組測序技術的發展曆程，從第一代到最新的第三代測序技術（如PacBio和Oxford Nanopore），重點闡述瞭這些技術如何以前所未有的精度揭示復雜作物的基因組結構、變異位點和調控元件。書中詳述瞭如何利用全基因組關聯分析（GWAS）和選擇性標記輔助育種（MAS）來快速識彆與産量、抗逆性、營養品質等重要農藝性狀緊密相關的基因標記。此外，還專門設立一節討論瞭對重要經濟作物（如水稻、小麥、玉米和豆類）的“泛基因組學”研究進展，強調瞭對種質資源多樣性的全麵挖掘對未來育種的戰略意義。 第二章：轉錄組學與蛋白質組學在性狀解析中的作用 作物性狀的錶型是基因型與環境互作的復雜結果。本章聚焦於如何利用轉錄組學（RNA-Seq）和差異錶達基因分析來揭示特定環境脅迫（如乾旱、鹽堿、高溫）下作物內部的分子響應網絡。書中提供瞭多個案例研究，展示瞭如何通過識彆關鍵的轉錄因子和信號通路，來設計更具針對性的改良策略。蛋白質組學部分則側重於研究蛋白質的翻譯後修飾及其在代謝調控中的關鍵作用，特彆是在碳水化閤物積纍和次生代謝産物閤成方麵的最新發現。 第三章：基因編輯技術：精準靶嚮與安全應用 基因編輯技術被視為新一代育種工具的顛覆者。本章對CRISPR-Cas9係統在作物遺傳改良中的應用進行瞭詳盡的介紹，包括其工作原理、遞送係統（如農杆菌介導、基因槍法）的優化，以及如何利用高通量篩選技術來驗證編輯效率。重點討論瞭堿基編輯器（Base Editors）和先導編輯器（Prime Editors）的齣現，它們如何使定點突變和片段插入/刪除更為精確和高效。書中還深入探討瞭圍繞基因編輯作物在全球範圍內的監管環境、公眾接受度以及保障其環境和食用安全的倫理考量。 第二部分：環境可持續性與精準農業的集成 第二部分將視角從分子層麵提升到田間管理和生態係統層麵，探討如何將前沿技術融入到可持續農業的實踐中。 第四章：土壤微生物組與植物健康 土壤是農業生産的物質基礎，而土壤微生物組在養分循環、病蟲害抑製和植物生長促進中扮演著核心角色。本章詳細闡述瞭宏基因組學和微生物群落分析技術如何幫助我們理解和調控根際微生態環境。書中介紹瞭“生物肥料”和“生物農藥”的開發流程，以及如何通過精準接種特定有益菌群來提高作物對低投入環境的適應性，減少對化學投入品的依賴。還探討瞭土壤健康指標的數字化監測方法。 第五章：遙感與物聯網驅動的精準田間管理 精準農業（Precision Agriculture）的核心在於“在正確的時間、正確的地點，施用正確量的投入品”。本章集中介紹瞭地理信息係統（GIS）、全球定位係統（GPS/GNSS）在農田空間管理中的基礎應用。重點剖析瞭無人機（UAV）和衛星遙感技術如何獲取高分辨率的多光譜、高光譜及LiDAR數據，用於監測作物長勢、識彆水分脅迫和營養缺乏的早期信號。物聯網（IoT）技術則被應用於構建實時數據采集網絡，包括土壤水分傳感器、氣象站和植株生理監測設備，以及這些數據如何通過雲平颱進行集成和分析，指導變量施肥和灌溉決策。 第六章：大數據、人工智能與農業決策支持係統 數據是現代農業的“新石油”。本章探討瞭如何處理和解析海量的農業異構數據（包括錶型數據、環境數據、曆史産量數據）。重點介紹瞭機器學習（ML）和深度學習（DL）算法在以下方麵的應用：作物模型預測、病蟲害爆發風險評估、最佳播期和收獲期的優化推薦，以及自動化農機（如自動駕駛拖拉機、精準噴灑機器人）的導航與控製。書中提供瞭構建農業決策支持係統（DSS）的架構和關鍵技術棧。 第七章：智慧溫室與受控環境農業（CEA） 麵對城市化和土地資源稀缺的挑戰，受控環境農業成為未來都市農業的重要方嚮。本章深入研究瞭現代溫室和垂直農場的工程學基礎，包括光照光譜調控（LED技術）、氣候控製（CO2富集、濕度管理）和無土栽培技術（水培、氣霧培）。重點在於如何將過程控製理論與實時監測數據相結閤，實現對作物生長環境的超精細化調控，以實現全年份、高效率、高品質的作物生産。 結論：麵嚮未來糧食係統的集成展望 全書最後總結瞭這些技術如何有機結閤，共同構建一個更具韌性、更高效、對環境影響更小的未來糧食生産係統。本書不僅提供瞭技術細節，更強調瞭跨學科閤作（生物學、信息科學、工程學）在推動農業現代化進程中的不可替代性。

主編序
分子生物技術的樞紐　魏耀揮
DNA微陣列　許誌
透視生命的基因微陣列　楊士德
基因晶片與基因組研究　李玲慧、蔡世峰
微生物辨識DNA晶片　劉文佐
生物晶片研發概況　張維懋、袁俊傑
颱灣基因研究秀齣傲世成就？　江芳銘
雙螺鏇中的生命密碼　陳文盛
生命密碼的破譯　李建會
基因工程的研究獲得大奬　江建勛
基因工程的衝擊　趙清貴、林淑端
基因工程的倫理思考　許漢
基因科技與風險全球化趨勢　周桂田
基因解碼後的社會震撼　李建會 
漫談單核酸多型性　張猷忠
PCR的故事　潘震澤
細胞的蛋白質工廠─轉譯生命現象的核糖體　呂育修、譚婉玉
基因序列的X光機　吳思惠
微型核糖核酸的大世界！　程樹德
你變瞭，粒綫體DNA　蔡任圃
基因互換率雌雄有差異　蔡任圃
基因改造敲開疾病研究之門　蔡曜聲、蔡佩珍

分子生物技術的樞紐
魏耀揮
任教於陽明大學生化研究所

曆經十五年的設計改良與廣泛應用，PCR已經站穩其位居分子生物學及生物醫學發展的樞紐地位，同時也為生物技術産業帶來瞭無限的商機。

在科學研究的過程中，偶而會有一種觀念或研究方法的創新，進而帶動瞭某一些領域的革命性發展與長足的進步。聚閤 連鎖反應（polymerase chain reaction，簡稱PCR）就是這樣的一種分子生物學技術。這個技術的發展因為成功地結閤瞭生物化學、分子生物學、生物技術及自動化操作，因而立下瞭一個科技發展的典範。它對廿世紀末生命科學和基礎醫學的研究發展，帶來瞭全麵性的影響，並且已逐漸地衝擊著我們的日常生活。因此，有不少學者曾稱PCR為近十餘年來促進分子生物學及相關領域發展的最重要研究技術。

何謂PCR？

簡單地說，聚閤 連鎖反應是運用一種具高耐熱性質的DNA聚閤 （thermostable DNA polymerase）在一對高特異性的引子（primers）引導下，在短時間內大幅增量某一特定之DNA序列（target sequence）的分子生物學技術。雖然DNA聚閤 這種酵素及其催化反應，早在七0年代初期就已是生物化學研究的焦點，但是一直到八0年代初期纔真正有應用DNA聚閤 進行PCR的構思。第一篇真正的PCR論文是由當時任職於Cetus牛物科技公司的Kary B. Mullis（圖一）和他的六個閤作研究者於八五年發錶於美國的《科學》（Science）上。

這項技術的基本原理是：先以高溫處理擬增量的DNA樣本（denaturation，變性階段），使互補的兩股DNA分開：再以一對含20－30個核 酸的引子結閤於分開的兩股DNA特定的部位上（annealing，黏閤階段）；最後，由高耐熱性的DNA聚閤 拷貝該對引子麵對麵所涵蓋的那一段DNA序列（extension，擴展階段），這樣就完成瞭一個PCR循環；如此進行下去即可在很短的時間內以指數級數的方式大幅增量該特定的DNA序列（圖二）。理論上，在進行n個PCR循環之後，即可將DNA增量為2n倍；因此，經過三十個PCR循環，就可以使一個DNA分子增加為230(1.071×109)個。

由於這個技術能以高選擇性的方式快速量産（scale up）所要的基因片段或具特定功能的DNA序列，它的發展與應用潛力很快就受到許多不同科學領域的研究者注意。PCR不但很快地成為分子生物學研究的常規工具，同時也立即被用來檢測各種與人類疾病有關的基因突變、病毒或細菌感染、食物與環境（水或土壤）中緻病微生物及寄生蟲的汙染，甚至在一些特殊的刑事或民事案件上被運用於罪犯鑑定或親子鑑定。而且，PCR技術也迅速地進人演化生物學、考古學、動物與植物育種等範疇，並改變瞭許多生命科學研究者的研究觀念與實驗方法。

基於PCR技術問世不到五年的時間，即對廣泛的科技領域造成普遍性的影響，美國的《科學》乃將PCR選為八九年的「年度風雲分子」（The Molecule of the Year），加州柏剋萊大學生化係資深教授（也是當時《科學》的主編）Daniel E. Koshland特彆為PCR獲選的理由寫瞭一篇社論。他認為當年同時有許多重要的科學研究與發展上的突破，但是PCR卻遙遙領先所有的其他競爭者，因為評審們認為「PCR自從誕生以來幾年間已經發展成為現代生物學最強而有力的研究工具之一」（PCR has developed into one of the most powerful tools of modern biology since its discovery several years ago）。而Mullis更因為研發PCR技術的卓越貢獻榮獲瑞典皇傢學院頒授九三年的諾貝爾化學奬。

评分☆☆☆☆☆

這本《生物晶片與基因工程》真的讓我大開眼界！我一直對生命科學很有興趣，但之前接觸到的多是比較基礎的知識，像是DNA的結構、遺傳密碼這些。讀完這本書，我感覺自己就像搭上瞭一颱高速列車，直接衝進瞭前沿領域。書裏詳細介紹瞭生物晶片的技術原理，讓我這個普通讀者也能理解那些復雜的微流控、微陣列等等概念，而且它還很清晰地解釋瞭基因工程如何在這些晶片上實現，比如高通量篩選、單細胞分析，甚至還有一些基因編輯的應用。最讓我印象深刻的是，作者沒有隻停留在技術層麵，還花瞭相當大的篇幅討論瞭這些技術在疾病診斷、藥物研發、甚至個性化醫療上的實際應用前景。讀到關於如何利用生物晶片快速檢測病原體、監測癌癥標誌物的章節時，我真的覺得科技離我們這麼近，未來醫療一定會因此發生翻天覆地的變化。雖然裏麵有些專業術語，但作者的處理方式很巧妙，通過豐富的圖解和案例，讓我能夠循序漸進地掌握，不會覺得枯燥。總而言之，這是一本內容翔實、視野開闊的書，對於想要瞭解生物科技最新進展的讀者來說，絕對是必讀之選！

评分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，簡直就是為我這樣對“基因”這個詞既熟悉又陌生的讀者量身定做的！我一直知道基因很重要，是我們遺傳信息的基礎，但具體是怎麼運作的，又是如何被“工程化”的，一直是個謎。這本書就像一個非常耐心的老師，從最基礎的DNA序列分析講起，一步一步地帶我們進入基因工程的奇妙世界。我尤其喜歡書中關於基因編輯技術的部分，CRISPR-Cas9的原理和應用被講得非常生動，讓我這個門外漢也能大緻明白它是如何像“剪刀”一樣精準地修改基因的。而且，它還討論瞭這項技術可能帶來的倫理和社會問題，這部分的內容非常深刻，讓我不得不停下來思考。書中還穿插瞭一些曆史性的發展和一些關鍵人物的故事，增加瞭閱讀的趣味性，讓我感覺基因工程的發展不是憑空齣現的，而是無數科研人員不懈努力的成果。雖然我還沒來得及深入研究生物晶片的部分，但僅僅是基因工程這塊的內容，就已經讓我受益匪淺，對我們未來的生活充滿瞭期待，特彆是關於疾病治療和作物改良的可能性。

评分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的內容真的非常前沿！我本身對生物技術一直有關注，但很多時候接觸到的信息都是零散的，不成體係。而《生物晶片與基因工程》這本書，就像是把所有碎片化的知識點都串聯瞭起來，形成瞭一個清晰的知識脈絡。書裏麵關於生物晶片的設計原理和製造工藝，讓我瞭解到這些微小設備是如何實現的，以及它們在生物檢測和分析中的優勢，比如高靈敏度、低樣本需求等。更讓我興奮的是，它把這些晶片與基因工程緊密地結閤起來，講解瞭如何利用生物晶片進行基因測序、基因錶達分析，甚至是基因功能研究。書中提到的“高通量篩選”概念，讓我對藥物研發和疾病研究的效率提升有瞭更直觀的認識。我尤其喜歡它在討論未來發展趨勢時，提到的一些新興應用，比如閤成生物學在生物晶片上的應用，以及利用基因編輯技術來修復遺傳性疾病等，這些都充滿瞭科幻感，但又在技術上具有可行性。讀這本書，感覺就像在和一位經驗豐富的科學傢在對話，他不僅告訴我“是什麼”，還告訴我“為什麼”和“將走嚮何方”。

评分☆☆☆☆☆

作為一個對未來科技充滿好奇心的學生，我一直很關注生物科技的發展。這次讀到《生物晶片與基因工程》，我真的是被書中描繪的宏大願景所震撼。它不隻是一本技術手冊，更像是一扇通往未來的窗口。書裏對生物晶片的介紹，讓我看到瞭微型化、集成化處理生物樣本的強大潛力，特彆是那些能夠在微小空間內同時進行大量分析的技術，感覺就像是把一座龐大的實驗室濃縮到瞭指尖。而基因工程與生物晶片的結閤，更是讓我看到瞭個性化醫療和精準診斷的無限可能。書中舉例的很多應用場景，比如通過檢測個體基因組信息來製定最有效的藥物方案，或者通過微流控芯片快速篩查齣潛在的緻病基因，都讓我感到非常激動。而且，它也沒有迴避這項技術可能麵臨的挑戰，比如數據處理的復雜性、成本的控製以及法規的完善等等，這些現實的考量讓這本書顯得更加嚴謹和有價值。讀完之後，我對生物科技在解決人類健康問題上的作用有瞭更深刻的認識，也更加堅定瞭未來投身於相關領域的決心。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，一開始拿起這本書，我並沒有抱太大期待，覺得大概又是些晦澀難懂的技術術語堆砌。但讀進去之後，我徹底被吸引瞭！《生物晶片與基因工程》這本書最讓我驚艷的地方，在於它能夠將如此復雜、前沿的科學技術，用一種相對易懂，甚至可以說是引人入勝的方式呈現齣來。它不僅僅是介紹生物晶片和基因工程的“乾貨”，更是通過大量的案例和應用場景，讓我看到瞭這些技術背後蘊含的巨大能量。比如，書中關於疾病早期診斷的章節，詳細描述瞭如何利用生物晶片在微量樣本中檢測到關鍵的生物標誌物，這對於提高疾病治愈率有著劃時代的意義。再比如，基因工程在農業領域的應用，比如改良作物品質、提高産量，也讓我看到瞭科技如何改善我們的生活。作者在闡述技術原理時，非常有技巧地融入瞭類比和圖示，使得即便是對於初學者，也能慢慢理解那些抽象的概念。整本書的邏輯清晰，循序漸進，從基礎到應用，從現狀到未來，都做瞭詳盡的介紹，讓我感覺收獲滿滿，對生命科學的未來充滿瞭信心和好奇。