《生命科學與生物技術(第2版)》突出介紹了生命科學與生物技術各領域的新進展和發展趨勢。在內容編排上，注重生命科學及生物技術與工科及其他學科的交叉，力求通俗易懂、深入淺出，做到知識性、系統性、生動性的統一。
《生命科學與生物技術(第2版)》可作為高等院校非生命科學專業研究生、本科生的公共課教材以及生命科學及生物技術專業本科生的基礎課，也可供綜合性大學、農業及醫學類等高等院校的教師、研究生、本科生及研究機構的科研人員參考。
21世紀是生命科學的世紀。生命科學與生物技術領域的發展日新月異，其研究成果正在逐步運用到人類生活的各個方面，同時，隨著科學技術的發展與不斷進步，生命科學及生物技術正在不斷與其他學科交叉，產生新的交叉學科，并同其他學科一道，共同推進科學的發展與社會進步。
在一定意義上講，生命科學與生物技術既是古老的學科，也是新興的學科。之所以“古老”，是因為人類關注生命現象的歷史極為久遠，甚至開始對生命科學進行系統觀察、研究，對生物技術進行利用的歷史至少也可以追溯到公元前。之所以“新興”，是因為相對于其他學科，如數學、物理、化學等，對生命科學及生物技術的研究還有更多未知的規律等待人類探索。
伴隨著其他學科技術的進步，生命科學與生物技術的發展正在步入快速成長期。克隆羊的誕生、人類基因組計劃的完成、人類及動物胚胎干細胞技術、動植物轉基因技術等正在對人類科學的進步與社會發展產生空前的推進作用。人類從沒有像現在這樣關注生命科學與生物技術的發展。21世紀，生命科學與生物技術必將對人類的發展和社會的進步帶來重大變革，這也是我國趕超世界發達國家科技水平最有前途和希望的領域。
當今，人類知識呈現“爆炸式”增長。21世紀學科的發展趨勢之一是多學科交叉，這就意味著生命科學與生物技術的發展將對許多過去看似不相關的學科具有積極的推進作用。仿生學、生物能源、生物傳感器、人工智能控制等領域的研究成果將不斷滲透到機械、制造、加工、建筑、船舶、石油等各個領域。同時，21世紀是知識型經濟，對新型人才的培養目標，要求培養的人才具有廣博的基礎知識。在現今社會中，生命科學與生物技術知識的重要性正在不斷引起重視，其全方位發展呼喚我國高等教育培養出更多高水平復合型科技人才，將其與計算機、外語一樣，作為非生物類專業的共同課程已經成為一種共識。
基于上述原因，我們編寫了這本適合于非生命科學專業研究生、本科生公共課，以及生命科學及生物技術專業本科生基礎課的教材。本書在闡述生命科學與生物技術的基本概念、基礎知識、基本原理的同時，盡可能突出涉及生命科學與生物技術領域的最新進展，注重生命科學及生物技術與工科及其他學科的交叉，力求通俗易懂、深入淺出，做到知識性、系統性、生動性的統一。
本書共分十章，第二章、第五章由天津大學季靜編寫，第一章、第四章由天津大學王罡編寫，第三章由淮海工學院王萍編寫，第六章由天津大學季靜、宋英今、關春峰編寫，第七章由南京工業大學姜岷編寫，第八章由天津大學楊少輝編寫，第九章由天津大學張秦英編寫，第十章由天津大學王潔華編寫。
前言
第一章 緒論
第一節 生命與生命科學
一、生命的本質
二、生命的基本特征
三、特殊類型的生命——病毒
第二節 生命科學及生物技術的發展
一、生命科學的地位及生物的分界
二、生命科學與生物技術發展概況
第三節 21世紀的現代生命科學與生物技術
一、現代生命科學及生物技術的發展熱點
二、生命科學及生物技術與社會發展
三、現代生命科學與其他學科間的相互作用
四、生命科學充滿未解之謎
第二章 生命的基本單位——細胞
第一節 細胞的組成元素與生物分子
一、生物體的元素組成
二、生物分子特性
三、生物分子的種類及功能
第二節 細胞的形態結構
一、真核細胞的形態結構
二、細胞膜
三、細胞質與細胞器
四、細胞核
五、原核細胞
第三節 染色體
一、染色體與染色質
二、染色體的結構
三、A染色體和B染色體
四、染色體的變異
五、染色體的分子結構——從DNA到染色體
第四節 細胞分裂、分化
一、細胞分裂
二、細胞的分化
三、細胞分化的主要機制
第五節 細胞的衰老和凋亡
一、衰老與細胞
二、細胞衰老的機理
三、展望和未來
第六節 脫離正常軌道的細胞——癌細胞
一、癌細胞的主要特征
二、腫瘤形成
第三章 生物的遺傳與變異
第一節 生物的遺傳物質
一、遺傳物質的發現與遺傳學基本定律
二、基因概念的發展與基因的本質
第二節 生物性狀的遺傳
一、生物的性別
二、人類的性狀遺傳
三、孟德爾遺傳的延伸
四、多基因遺傳
五、核外遺傳
第三節 生物的遺傳變異
一、染色體結構變異
二、染色體數目變異
三、基因突變
第四節 遺傳病與優生優育
一、遺傳病的概念與分類
二、遺傳病的診斷
三、遺傳病的基因治療
四、優生優育
第四章 生物的進化
第一節 生命的起源
一、對生命起源的認識過程
二、生命出現的歷程
第二節 生物進化史及生物進化圖譜
一、單細胞生物的繁衍
二、多細胞生物的出現與演化
三、人類的起源與社會文明
四、生物進化圖譜
第三節 生物進化論與生物進化的證據
一、生物進化論
二、生物進化的證據
第五章 生物技術原理
第一節 基因工程操作原理
一、什么是基因工程
二、基因工程操作技術及原理
第二節 細胞工程操作原理
一、什么是細胞工程
二、細胞工程技術與原理
第三節 酶工程
一、酶工程的概念和內容
二、酶分析技術
三、酶的生產
四、酶的提取和分離純化
五、酶的固定化方法
六、酶的應用
第四節 發酵工程
一、發酵工程的概念和內容
二、發酵工程操作技術
三、發酵工程的應用
四、發酵工程產品～-氨基酸
第五節 蛋白質工程
一、什么是蛋白質工程
二、蛋白質結構分析
第六節 分子雜交與遺傳標記
一、分子雜交
二、遺傳標記
三、分子標記技術的應用
第六章 生物技術的應用
第一節 人類基因組計劃與生物技術
一、人類基因組計劃的目的
二、人類基因組研究方案及技術
三、確定特定基因的方法
四、利用染色體特征研究人類基因組
五、人類基因組計劃的實際意義
第二節 生物技術在醫藥衛生領域的應用
一、生物醫藥行業特征
二、基因工程藥物
三、基因診斷
四、基因治療
五、基因疫苗
六、創建遺傳病的動物模型
七、轉基因動物作為生物反應器
第三節 生物技術在農業科學方面的應用
一、生物技術與糧食
二、生物技術與農藥
三、花卉基因工程
四、基因工程動物在畜牧業方面的應用
第四節 生物技術在工業領域的應用
一、玉米變成生物降解塑料
二、改良纖維素酶效能以提高葡萄糖產量
三、生物新原料與新材料
四、生物催化技術
五、醫藥衛生工業
六、去除石油污染
七、在貧礦中提取金屬
第五節 生物技術在食品業的應用
一、生物技術在食品領域的應用現狀
二、生物技術在食品加工過程的應用
三、生物技術在農副產品深加工和綜合利用方面的應用
四、生物技術推動食品工業的可持續發展
五、生物技術與食品安全性檢測
六、生物技術在食品領域中的應用前景
第六節 生物技術在能源開發上的應用
一、我國擁有豐富的生物質資源
二、生物能源的主要形式
三、微生物與生物能源
四、生物能源的發展趨勢
第七節 生物技術在環境科學方面的應用
一、什么是環境生物技術
二、生物技術在環境保護中的應用
第七章 生物信息學
第一節 生物信息學概論
一、生物信息學產生的背景
二、生物信息學研究的目標與內容
第二節 生物信息學常用數據庫及其信息檢索
一、生物信息學常用數據庫
二、生物信息學常用檢索工具
第三節 生物信息學研究前沿
一、生物芯片技術
二、計算機輔助藥物設計
三、虛擬細胞技術
第八章 豐富多彩的生物世界
第一節 生物的分類和命名
一、生物的分類等級
二、生物的分界
三、生物的命名
第二節 郁郁蔥蔥的植物世界
一、植物在自然界的作用
二、植物的生活史
三、植物的結構與功能
四、植物的類群
五、植物的運動
第三節 燦爛多姿的動物世界
一、動物在自然界中的地位
二、動物的類群
三、動物的生長、發育
四、動物的行為
第四節 神奇的微生物世界
一、微生物的概念
二、微生物的種類
三、微生物的特點
四、微生物的應用
第九章 宏觀層次的生命系統——環境生態學概述
第一節 生態學基礎知識
一、生態因子及其特點
二、種群生態學
三、群落生態學
四、生態系統
五、生物圈與生物多樣性
第二節 人類活動與全球環境的變化
一、人為干擾
二、人類活動帶來的污染
第三節 環境保護與可持續發展
一、生態環境保護
二、可持續發展
三、環境科學相關研究
第十章 生物仿生學
第一節 仿生學的定義
一、仿生學的由來及定義
二、仿生學的研究范圍
第二節 仿生學的誕生與意義
一、仿生學的誕生及歷史
二、仿生學的研究對象
第三節 仿生學的研究內容及方法
一、仿生學的研究內容
二、仿生學的研究方法
第四節 經典的仿生學舉例
一、感覺仿生
二、結構仿生
三、運動仿生
四、化學仿生
第五節 生物仿生學的新進展
一、仿生器官組織工程蓬勃興起
二、仿生機器人爭相“進化”
三、納米仿生學
四、分子仿生學
參考文獻
生命科學是研究生命活動的過程、規律以及生命體與環境相互作用規律的科學；生命科學中重大現象和科學規律的揭示及進展，使人類認識自我、認識生命世界逐步深入。生命科學是生物技術發展的基礎和主要知識源泉，為人們發展醫藥生物技術、農業生物技術等提供理論指導和技術支撐。
在世界上，就目前人類的認知水平，可以總結出5種基本運動形式，即機械運動（如杠桿原理等）、物理運動（光、電、磁等）、化學運動（氧化還原反應等）、生命運動（生物體的新陳代謝等）和社會運動（人類各種活動規律等），前4種運動形式屬于自然科學領域，后者則是屬于社會科學，這5種基本運動形式呈現出由簡單到復雜的趨勢。隨著科學技術的不斷發展，人類認知世界的能力在不斷增強，人類也必將越來越有能力在復雜的運動形式領域取得突破性的發現。
回顧科學發展史，20世紀50年代以前，人類取得的最重要的發現無疑主要集中在物理學及化學研究領域，這一觀點可以從歷史上我們熟悉的牛頓、居里夫人、門捷列·夫，直到愛因斯坦這些舉世聞名的科學巨匠們的工作中得到印證。進入到20世紀的后50年中，生命科學得到前所未有的發展，生命科學世紀的到來已日見成熟，而1997年體細胞克隆羊“多莉”的降生則標志著21世紀這一生命科學世紀的提前到來。
（二）生物的分界
生物的分界是隨著科學的發展而不斷變化并完善的。最早將生物僅劃分為植物和動物兩界，隨后，出現了三界及四界分類系統。隨著電子顯微鏡的發展，人們進一步觀察到原核細胞與真核細胞在結構上的差異，基于前人的工作基礎，1969年魏泰克（Whit-taker）提出了生物的五界分類系統：將原核生物（prokaryote）劃分為原核生物界（Monera），真核生物（eukaryote）中的單細胞及群體單細胞生物劃分為原生生物界（Protista），進一步依據營養方式的不同，將多細胞生物劃分為真菌界（Fungi）、植物界（Plantae）和動物界（Animalia）。雖然有關生物的分界尚存在不同觀點，但由于該五界分界系統較好地反映出自然界生物的進化歷程，因而成為目前學術界應用較為廣泛的分類系統。在各種有關生物分界的觀點中，應該提到的是我國學者陳世驤提出的在上述五界生物分界系統的基礎上，將病毒獨立為病毒界的觀點，由于我們提到過病毒作為生命形態的特殊性，該觀點在分類上具有較為充分的依據。
二、生命科學與生物技術發展概況
人類對生命較為系統的認識可以追溯到公元前6世紀，主要集中在古希臘。盡管由于歷史發展水平的限制，有些觀點是片面的，但其在生命科學領域中的地位和產生的影響是不容忽視的，如同哥白尼的“日心說”一樣。
早在這一時期，阿那克西曼德（Anaximander，公元前610～公元前546）就提出，最早產生的是水生生物，之后一部分水生生物逐漸適應了陸地上的環境，形成陸生生物，甚至人類也是起源于某種類似于魚的動物，其根據是嬰兒在母體內的環境是水。這在某種意義上講，距提出“個體發育重演系統發育”理論僅一步之遙。
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