本书分为3篇共16章，立足生物制造从“理解生命”到“编写生命”的范式革命，旨在搭建生命科学、工程学与信息技术交叉融合的完整知识框架，帮助读者破解生物制造的底层逻辑，把握生物制造产业发展前沿。全书遵循基础认知—技术改造—创造应用的递进编写思路，层层递进解构生物制造全貌。基础篇追溯百年生命科学探索历程，解析细胞、基因、蛋白质的生命底层逻辑与细胞智能规律；技术篇系统阐释基因测序、DNA合成、基因编辑、合成生物学及AI赋能等核心技术，构建“设计—构建—测试—学习”技术闭环；应用篇落地工厂、生活、材料、健康、环境、未来应用场景，展现细胞工厂、生物催化、基因治疗、环保固碳、DNA存储等产业化实践。
本书理论严谨、案例鲜活，突出绿色低碳、智能高效特色，融入前沿进展与伦理规范，适合生物工程、生物技术、生物制造、合成生物学等专业师生教学使用，也可供相关领域科研、产业从业者及生命科学科普爱好者阅读参考。
- 目录
- 前辅文
- 基础篇
- 1 绪论
- 1.1 人类对生命的认识
- 1.2 细胞——自然界的物质生产大师
- 1.3 细胞的多水平“智能”
- 1.4 以生物造万物——重塑物质世界的工程革命
- 1.5 生物制造的发展现状与趋势
- 2 基因——生命系统的编程语言
- 2.1 基因——生命系统的信息载体
- 2.2 核酸——生命信息的分子介质
- 2.3 基因的模块化结构
- 2.4 基因的功能
- 3 细胞——物质制造工厂
- 3.1 什么是细胞
- 3.2 细胞器——物质生产车间
- 3.3 细胞工厂——生物制造的底盘
- 4 蛋白质——生命的分子机器
- 4.1 蛋白质的合成
- 4.2 蛋白质的结构与功能
- 4.3 人工设计蛋白质分子机器
- 5 基因表达调控——细胞的“智能”机制
- 5.1 细胞协作的“智能”机制
- 5.2 基因表达调控
- 5.3 原核生物基因表达调控
- 5.4 真核生物基因表达调控
- 5.5 基因表达调控与生物制造
- 技术篇
- 6 阅读生命之书
- 6.1 人类基因组计划
- 6.2 DNA测序
- 6.3 多组学分析
- 7 编写生命之书
- 7.1 DNA体外复制——聚合酶链式反应
- 7.2 DNA合成技术
- 7.3 重组DNA技术
- 7.4 伦理与争议
- 8 改写生命之书
- 8.1 基因编辑技术分类
- 8.2 CRISPR/Cas系统
- 8.3 基因编辑应用
- 8.4 基因编辑法律规范
- 9 创造生命之书
- 9.1 合成生物学概述
- 9.2 合成生物学的研究内容
- 9.3 合成生物学相关技术
- 9.4 合成生物学的应用
- 9.5 合成生物学伦理安全
- 10 人工智能赋能生命技术
- 10.1 人工智能在生命科学的发展历程与多维度视角
- 10.2 核心技术突破
- 10.3 基于AI的生物领域工具
- 10.4 AI在关键领域的应用
- 应用篇
- 11 生物制造之工厂应用
- 11.1 生物制造概述
- 11.2 生物制造的平台技术
- 11.3 技术挑战与优化策略
- 12 生物制造之生活应用
- 12.1 生物制造生活应用概述
- 12.2 生物制造化妆品
- 12.3 生物制造食品
- 12.4 生物制造纺织
- 13 生物制造之材料应用
- 13.1 生物医学材料——医生工具箱里的重要武器
- 13.2 生物基建筑材料——走向低碳与循环的绿色革命
- 13.3 生物制造材料展望
- 14 生物制造之健康应用
- 14.1 生物制造与健康
- 14.2 细胞治疗
- 14.3 基因治疗
- 14.4 RNA药物
- 14.5 生物制造健康应用展望
- 15 生物制造之环境应用
- 15.1 环境问题与可持续发展
- 15.2 生物制造与能源革命
- 15.3 海洋生物能源开发与碳减排的生物制造策略
- 15.4 生物制造推动经济、社会与环境协同发展
- 16 生物制造之未来应用
- 16.1 DNA存储——基于生物分子的下一代数据存储革命
- 16.2 黑灯实验室——工业4.0重塑生物研发与制造
- 16.3 生物制造的未来图景
