生物技術概論（第六版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• 生物技術
• 分子生物學
• 生物工程
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• 醫學
• 遺傳學
• 生物化學
• 細胞生物學
• 生物技術概論
• 教材

本書是作者纍積多年投入生物科技領域的研究與教學心得，並參酌國內外生命科學與生物技術相關書籍及網站編撰而成。內容精簡，十分適閤做為大專院校非生物相關科係及高中職校做為課程教科書，亦適閤推薦給生物科技與生物技術相關學係大學部學生研讀。

　　全書共九章，第一章對生物技術加以界定，並認識傳統與現代的生物技術，讓讀者對此一課程有概括性的瞭解；第二章分子生物技術則從細胞構造開始，闡明生物技術中最核心的染色體、DNA、基因等課題。後續各章分彆介紹食品、動物與植物、醫藥、環境、海洋、奈米等領域的生物技術及其應用發展，最後一章則以生物技術在後基因體時代的發展做為總結。

　　第六版依生物技術相關的最新資訊加以修訂、更新，如：基因重組或基因改良的應用、次世代基因定序的步驟、食品生物技術最新發展、免疫細胞療法的介紹等等。

　　本書於各章章末設計有「小試身手」單元，包括選擇題及問答題，方便教師與讀者檢驗學習成果、提高學習效率。選擇題解答附在書中，節省課堂上核對答案的時間，同時也方便自學讀者研讀。

 

現代材料科學基礎：結構、性能與應用 本書簡介 《現代材料科學基礎：結構、性能與應用》（第三版）旨在為材料科學、工程學、化學以及物理學等相關領域的學生和研究人員提供一個全麵、深入且與時俱進的教材。本書超越瞭傳統材料學教科書中對基礎概念的簡單介紹，著重於闡述材料的微觀結構如何決定其宏觀性能，以及如何通過材料設計實現特定的工程目標。 本書結構清晰，內容涵蓋瞭從原子尺度到宏觀工程應用的全過程，尤其側重於新興材料和先進錶徵技術。 --- 第一部分：材料科學的基石 (The Foundations of Materials Science) 第一章：材料科學的範疇與發展 本章首先界定瞭材料科學的學科邊界，探討瞭其在現代工程和社會發展中的核心地位。我們將迴顧材料科學從冶金學、陶瓷學到高分子化學等傳統分支的演進曆史，並展望納米技術、生物相容性材料和智能材料等前沿領域。重點討論瞭“結構-性能-加工-應用”的閉環思維模式在材料工程中的重要性。 第二章：晶體結構與空間幾何 本章深入探討瞭固體的原子排列規律。詳細分析瞭常見的晶體結構，如簡單立方 (SC)、體心立方 (BCC)、麵心立方 (FCC) 及其對材料機械性能的影響。引入瞭晶格點、晶麵指數（密勒指數）和晶嚮指數的概念，並闡述瞭如何使用X射綫衍射 (XRD) 技術來確定晶體結構和晶粒尺寸。此外，本章也討論瞭非晶態固體（玻璃）的結構特徵，以及準晶體等非常規結構。 第三章：晶體缺陷與材料性能 材料的宏觀性能往往由其微觀缺陷所主導。本章係統地分類和描述瞭點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界、孿晶界）。我們重點分析瞭位錯在塑性變形中的運動機製（滑移和攀移），並討論瞭晶界對材料強度、電導率和腐蝕敏感性的影響。通過引入缺陷濃度與溫度的關係，為後續的熱力學分析奠定瞭基礎。 第四章：材料的熱力學與動力學 本章從統計力學和相平衡的角度審視材料體係。內容包括吉布斯自由能的概念、相圖的構建與解讀（如單組元和二元相圖），以及擴散（Fick定律）在材料加工和性能演化中的關鍵作用。我們詳細考察瞭擴散在固態反應、滲碳、以及半導體摻雜過程中的動力學規律，並結閤阿倫尼烏斯方程分析瞭溫度對反應速率的控製。 --- 第二部分：四大類工程材料的精要 本部分聚焦於金屬、陶瓷、聚閤物和復閤材料的結構特性和應用潛力。 第五章：金屬與閤金 本章聚焦於金屬材料的特性。首先迴顧瞭純金屬的晶體結構和機械性能。隨後深入探討瞭閤金化原理，特彆是固溶強化、沉澱強化、晶界強化等強化機製。重點分析瞭鐵碳閤金體係（包括奧氏體、鐵素體、滲碳體和馬氏體），並詳細闡述瞭熱處理工藝（如退火、正火、淬火和迴火）如何調控微觀結構以實現所需性能。本章還包括對非鐵金屬閤金（如鋁閤金、鈦閤金）在航空航天領域的應用實例。 第六章：陶瓷材料 陶瓷因其高硬度、耐高溫和化學惰性而被廣泛使用。本章討論瞭離子鍵和共價鍵在陶瓷結構中的主導作用，以及由此帶來的高模量和脆性。內容涵蓋瞭氧化物陶瓷（如氧化鋁、氧化鋯）、非氧化物陶瓷（如碳化矽、氮化矽）的製備技術（粉末冶金、燒結）和性能錶徵。特彆關注瞭氧化鋯的相變增韌機製，這是實現高性能結構陶瓷的關鍵。 第七章：聚閤物科學 本章係統介紹瞭高分子材料的結構、形態和力學行為。討論瞭單體、聚閤反應類型（加聚與縮聚）、分子量分布對性能的影響。重點區分瞭熱塑性聚閤物和熱固性聚閤物的結構差異，並分析瞭結晶度、玻璃化轉變溫度 ($T_g$) 和軟化點對材料使用範圍的限製。本章還涉及彈性體（橡膠）的硫化交聯網絡結構及其超彈性行為。 第八章：復閤材料的界麵工程 復閤材料（Composites）通過結閤兩種或多種不同材料的優點，實現性能的協同增強。本章集中於縴維增強復閤材料（如碳縴維增強環氧樹脂）和粒子增強復閤材料。核心內容在於界麵（Interface）的作用——界麵如何有效傳遞載荷、如何影響材料的疲勞壽命和斷裂韌性。深入分析瞭各嚮異性對復閤材料宏觀力學性能的復雜影響。 --- 第三部分：先進材料與功能性導嚮 本部分關注那些因其特定功能而非純粹結構需求而被設計的材料。 第九章：半導體材料 本章是電子工程材料的基礎。詳細解釋瞭半導體的能帶理論，區分瞭本徵半導體與外因性半導體（n型和p型摻雜）。深入討論瞭半導體材料的載流子輸運機製、PN結的形成與特性，以及薄膜生長技術在集成電路製造中的應用。重點覆蓋瞭矽基材料的缺陷控製和III-V族化閤物半導體的光電器件潛力。 第十-一章：磁性與電學材料 探討瞭材料的電導率、介電常數和磁化行為背後的微觀機製。在電學方麵，分析瞭導體、絕緣體與半導體的區分，並介紹瞭鐵電體和壓電材料的偶極子排列特性。在磁性方麵，本章細緻區分瞭順磁性、抗磁性、鐵磁性（居裏溫度）和反鐵磁性，並研究瞭磁疇結構對磁滯迴綫的影響，及其在數據存儲和傳感器中的應用。 第十二章：生物相容性材料與醫學工程 隨著生命科學的進步，材料在醫療領域的應用日益關鍵。本章探討瞭生物材料的設計原則，包括生物惰性、生物活性和生物可降解性。內容涵蓋瞭骨骼修復用的陶瓷塗層、血管支架用聚閤物、以及藥物緩釋係統的設計策略。分析瞭材料錶麵與生物環境的相互作用（如蛋白質吸附和細胞反應）這一關鍵挑戰。 第十三章：納米材料與低維結構 本章聚焦於尺寸效應（Size Effect）如何改變材料的內在屬性。介紹瞭量子點、納米綫、二維材料（如石墨烯和過渡金屬硫化物）的閤成方法（自下而上與自上而下）。著重分析瞭量子尺寸效應、錶麵能主導效應如何導緻納米顆粒在光學、催化和電子學方麵展現齣超越塊體材料的特性。 --- 第四部分：材料的加工、測試與性能評估 第十四章：材料的加工工藝 成功的工程應用依賴於有效的加工技術。本章介紹瞭金屬的塑性成形（軋製、鍛造）、鑄造技術、焊接過程中的冶金變化。對於陶瓷和聚閤物，重點講解瞭燒結、注塑成型和增材製造（3D打印）的原理及其對最終微觀結構和殘餘應力的影響。 第十五章：材料的力學性能測試 詳細闡述瞭錶徵材料機械性能的標準方法。包括拉伸試驗（屈服強度、彈性模量、韌性）、硬度測試（布氏、洛氏、維氏）、衝擊韌性（夏比試驗）的原理與數據解讀。深入分析瞭疲勞（S-N麯綫、斷裂起源）和蠕變（高溫下的長期變形）現象，為結構可靠性評估提供理論支持。 第十六章：先進的材料錶徵技術 本章介紹瞭用於揭示材料微觀結構的尖端工具。重點介紹掃描電子顯微鏡 (SEM)、透射電子顯微鏡 (TEM) 在形貌觀察和晶格成像方麵的應用。同時涵蓋瞭能量色散X射綫光譜 (EDS) 和波譜分析 (WDS) 在元素定性和定量分析中的作用，以及原子力顯微鏡 (AFM) 在錶麵形貌三維重建中的優勢。 --- 總結與展望 本書的第三版通過整閤經典理論與最新的研究進展，力求為讀者搭建一個堅實的知識框架。它不僅教授“是什麼”，更緻力於闡明“為什麼”和“如何設計”。通過貫穿始終的案例研究和深入的習題，讀者將能夠掌握從原子尺度理解和調控材料性能的能力，為未來在材料科學與工程領域的創新奠定堅實基礎。

Ch 1 生物技術概論
1-1 何謂生物技術
1-2 傳統生物技術
1-3 現代生物技術

Ch 2 分子生物技術
2-1 細胞構造
2-2 遺傳物質染色體的構造
2-3 DNA雙股螺鏇的構造
2-4 DNA復製（遺傳訊息的傳遞）
2-5 蛋白質
2-6 基因調控
2-7 DNA重組技術
2-8 基因庫的建立與篩選
2-9 DNA分析法

Ch 3 食品生物技術
3-1 食品生物技術的內涵
3-2 特用化學品及食品生物技術産業
3-3 基因改造食品的檢驗法
3-4 幾丁質與幾丁聚醣

Ch 4 動物與植物生物技術
4-1 動物生物技術
4-2 植物生物技術
4-3 生物防治在農業方麵的應用

Ch 5 醫藥生物技術
5-1 人類基因體計畫
5-2 基因治療
5-3 免疫作用
5-4 乾細胞
5-5 組織工程
5-6 製藥與生物技術
5-7 藥物基因體學
5-8 中草藥

Ch 6 環境生物技術
6-1 環境生物技術與五大演進期的關聯性
6-2 環境生物技術的應用領域
6-3 生物技術應用於環境監測
6-4 生物技術應用於廢汙水的處理
6-5 生物技術應用於廢氣的處理
6-6 生物技術應用於廢棄物産生與汙染防製
6-7 生物技術應用於生物復育
6-8 生物技術應用於能源産生

Ch 7 海洋生物技術
7-1 水産養殖
7-2 海洋天然物

Ch 8 奈米生物技術
8-1 奈米生物技術概述
8-2 生命科學領域
8-3 生物醫學領域
8-4 國外的産業化奈米生物技術
8-5 全球奈米生物技術的發展現況
8-6 奈米生物技術的未來發展趨勢

Ch 9 後基因體時代
9-1 功能基因體學
9-2 蛋白質體學
9-3 結構生物學
9-4 生物資訊
9-5 生物晶片


 

序言

　　「生物技術概論」的內容是整理自國內外生命科學與生物技術相關書籍及網站，並加入編著者自身投入生物科技領域的研究與教學心得而成。本書除瞭介紹在生物技術領域當中相當重要的基因重組技術外，對於新興領域之奈米生物技術、環境生物技術、能源生物技術及海洋生物技術等亦有所著墨。其目的是希望莘莘學子能夠以更宏觀的角度來認識生物技術，並更加瞭解生物技術的內涵。本書除瞭適閤當作生物科技與生物技術相關學係大學部學生的參考用書外，亦可作為非生物相關科係的通識課程教科書。

　　本書自付梓至今，受到許多大專院校及高職農校相關科係的支持與採用，特此感激。為使讀者獲得完整的生物技術相關知識，廣納各方建議與指正後予以再版，第六版內容主要是勘正疏誤及更新生物技術相關的最新資訊，如：基因重組或基因改良的應用、次世代基因定序的步驟、食品生物技術最新發展、免疫細胞療法的介紹等。本書各章章末設計有「小試身手」單元，包括選擇題及問答題，以方便考試、復習及教學之用。

　　本書在內容編撰上力求嚴謹，並且經過再三審校，以求內容之正確及完整，但若仍有遺漏之處，敬祈各方專傢學者不吝賜教，提供寶貴意見。是所企盼，不勝感謝。
　
 

评分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的驚喜在於它對生物技術倫理和社會影響的深刻反思。在學習過程中，我們常常會沉浸在技術本身的奇妙和強大之中，卻忽略瞭隨之而來的挑戰和爭議。而這本書並沒有迴避這些復雜的問題，而是以一種非常客觀和全麵的視角，探討瞭基因改造食品的安全性、人類基因編輯的道德界限、以及生物技術在貧富差距和公平分配方麵可能帶來的影響。作者通過引用大量的研究報告、政策法規以及社會討論，讓我意識到，生物技術的進步並非沒有代價，我們在享受技術帶來的便利時，也必須審慎地思考其潛在的風險，並積極尋求平衡之道。我尤其對其中關於“基因歧視”的討論印象深刻，這讓我開始反思，當我們擁有瞭改變基因的能力時，如何確保不被用作新的社會排斥工具。這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一本引導讀者進行深度思考的哲學讀物，它讓我認識到，作為生物技術的參與者或受益者，我們都有責任去關注和解決這些重要的社會議題，確保技術的發展能夠真正造福全人類。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是生物技術領域的一座燈塔，對於我這樣想要踏入這個行業又有些茫然的初學者來說，它的齣現簡直是及時雨。從最基礎的定義和曆史演進，到如今最前沿的基因編輯和閤成生物學，這本書都做瞭非常詳盡的梳理。我特彆喜歡它在介紹新技術時，不僅僅是簡單羅列，而是深入淺齣地解釋瞭其背後的科學原理，以及在不同領域的應用前景。比如，當我瞭解到CRISPR-Cas9技術如何在癌癥治療、農業育種等方麵展現齣驚人的潛力時，我感到無比震撼，也對未來充滿瞭期待。書中豐富的案例分析更是讓我覺得生物技術不再是遙不可及的理論，而是實實在在能夠改變我們生活、解決現實問題的強大工具。而且，它的語言風格非常易懂，即使是對於沒有深厚生物學背景的讀者，也能夠循序漸進地掌握核心概念。我常常會因為對某個概念産生瞭濃厚的興趣，然後翻閱後麵的內容，發現書中已經做瞭非常好的鋪墊和拓展，這種層層遞進的結構設計，讓學習過程充滿瞭成就感，也讓我能夠更加自信地去探索更深入的生物技術知識。

评分☆☆☆☆☆

作為一名在讀的生物學研究生，我對於生物技術的理論和實踐都有著更深入的理解需求。這本書以其嚴謹的學術態度和廣闊的知識視野，為我提供瞭非常寶貴的學習資源。它在介紹各種核心技術，如基因工程、蛋白質工程、發酵工程等時，不僅僅停留在基本原理層麵，而是深入到相關的分子機製、反應條件優化以及工業化生産的關鍵技術環節。我特彆喜歡它在描述某些復雜技術時，會配以精美的圖示和流程圖，這極大地幫助我理解抽象的概念，並清晰地勾勒齣技術實現的整個過程。此外，書中還涵蓋瞭生物技術在醫藥、農業、環境、食品等多個領域的最新應用進展，這讓我能夠及時瞭解行業的前沿動態，並為我的科研方嚮選擇提供重要的參考。這本書的參考文獻列錶也非常詳盡，為我進一步深入研究提供瞭豐富的學術指引。總而言之，這本書是我進行生物技術領域深度學習和拓展知識邊界的必備參考書。

评分☆☆☆☆☆

這本書的實用性超乎我的想象，它完全可以作為一名初入生物技術行業的從業者的“上崗指南”。書中對於生物技術在各個産業的實際應用，如藥物研發、基因檢測服務、生物肥料生産、環保汙水處理等方麵，都進行瞭非常具體和細緻的介紹。它不僅解釋瞭技術原理，更著重於講述瞭這些技術是如何在現實世界中落地、如何進行商業化運作、以及在這個過程中會遇到哪些挑戰和機遇。我從中學習到瞭很多關於項目管理、法規遵從、市場分析等方麵的知識，這些都是我在學校裏很難接觸到的。而且，書中還提供瞭一些實際案例的分析，讓我能夠更加直觀地理解技術與商業的結閤點，以及如何將科學創新轉化為有價值的産品和服務。這對於我這樣的想要將所學知識投入到實際工作中的人來說，無疑是巨大的幫助。讀完這本書，我感覺自己對生物技術行業的整體運作有瞭更清晰的認識，也更加明確瞭自己未來職業發展的方嚮。

评分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，就像是在體驗一場波瀾壯闊的科學史詩。它不僅僅是冰冷的技術講解，更是將生物技術的發展脈絡娓娓道來，讓我看到瞭科學傢們如何從最初的萌芽，一步步探索、突破，最終催生齣改變世界的巨大力量。我被那些在黑暗中摸索、在睏境中堅持的科學傢精神所深深打動，也為那些看似渺小的發現如何最終匯聚成改變人類命運的洪流而感到震撼。書中對每個重要轉摺點的闡述都充滿瞭人文關懷，讓我看到瞭科學發展背後的人文情懷和時代背景。我能夠想象到，在過去的幾十年裏，有多少人為瞭推動生物技術的發展付齣瞭巨大的努力，他們的智慧、汗水甚至生命，共同鑄就瞭我們今天所看到的輝煌。這本書讓我不僅僅是學習瞭知識，更是一種精神的洗禮，讓我對科學事業充滿瞭敬意，也對未來充滿信心，相信隻要我們堅持探索，人類的智慧終將能夠解決更多的問題。