本書為全校性通識(shí)課課程教材,為適應(yīng)不同知識(shí)背景學(xué)生需要,本書在編寫原則上力爭(zhēng)體現(xiàn)知識(shí)的系統(tǒng)性、完整性和學(xué)科共性為主,一方面強(qiáng)調(diào)理論創(chuàng)新和資源觀,另一方面展示產(chǎn)業(yè)利用前景和實(shí)例,鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者以積極的態(tài)度對(duì)待可再生資源,指導(dǎo)其學(xué)習(xí)方向和職業(yè)規(guī)劃。本書主要內(nèi)容有生物資源的基本屬性、生物質(zhì)資源、生物遺傳資源、生物信息資源、生物資源工程、生物基化學(xué)品、生物資源與大健康、特殊生境生物資源、生物資源保護(hù)等。
資源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。相對(duì)于其他資源,生物資源與人類的衣食住行和生老病死都密切關(guān)聯(lián)。人類社會(huì)的特定發(fā)展階段,某個(gè)國(guó)家或地區(qū)人們的生活質(zhì)量和發(fā)展?jié)摿χ苯邮艿缴镔Y源質(zhì)量的制約。因此,世界各國(guó)都十分重視生物資源的保護(hù)和開(kāi)發(fā)。當(dāng)今世界,生物資源是地球上可大規(guī)模持續(xù)利用并足以支撐社會(huì)發(fā)展的實(shí)物性資源,生物資源的收集保護(hù)、整理建設(shè)、創(chuàng)新利用,可實(shí)現(xiàn)“社會(huì)一資源一環(huán)境”協(xié)調(diào)友好發(fā)展模式,為消除貧困和共同繁榮提供基本保障。
資源是從利用價(jià)值方面來(lái)認(rèn)識(shí)的,也就是說(shuō)必須具備實(shí)際或潛在利用價(jià)值。生物資源雖為可再生資源,但有其自身特點(diǎn),并非取之不盡,用之不竭。因此,對(duì)生物資源須合理利用,遵循“適時(shí)取之,而不天其生;適量取之,而不絕其長(zhǎng)”的原則。同時(shí),需要利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)原理與條件,保護(hù)、發(fā)展和建設(shè)新的資源。生物資源學(xué)作為現(xiàn)代生命科學(xué)、資源科學(xué)、信息科學(xué)、健康科學(xué)和工程科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域繼承、交叉和衍生出的新興學(xué)科,順應(yīng)了時(shí)代的大發(fā)展,近年來(lái),一些國(guó)家已把生物資源學(xué)作為獨(dú)立學(xué)科,在高等院校開(kāi)設(shè)新專業(yè)。在此背景下,我們結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)此領(lǐng)域的各種研究進(jìn)展,對(duì)生物資源進(jìn)行了比較科學(xué)和全面的闡釋。其中,遺傳資源或種質(zhì)資源是自然資源;生物質(zhì)資源和生物信息資源是社會(huì)資源,也就是人類勞動(dòng)所獲得的,具備更多直接的財(cái)富特征。將生物質(zhì)資源和生物信息資源作為生物資源的主要內(nèi)涵,不僅有效地區(qū)分了生物資源學(xué)與生物分類學(xué),而且體現(xiàn)了其本身的資源特征,也就是可利用價(jià)值。
為了循序漸進(jìn)地介紹資源的相關(guān)基礎(chǔ)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,《生物資源學(xué)導(dǎo)論》分為基礎(chǔ)篇、技術(shù)篇和應(yīng)用篇三大部分。其中,基礎(chǔ)篇主要介紹了生物資源內(nèi)涵;技術(shù)篇主要包括生物資源保護(hù)和生物資源工程;應(yīng)用篇?jiǎng)t介紹了生物基化學(xué)品、生物資源與大健康和海洋與灘涂生物資源等?紤]作為通識(shí)課程教材,部分大學(xué)生還沒(méi)有系統(tǒng)學(xué)習(xí)生物學(xué)基礎(chǔ)課,如分類學(xué)、生物化學(xué)和生理學(xué)等。因此,在介紹生物資源的概念之后,專門介紹了生物資源的屬性,以供缺少生物學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生選讀。
在高等教育出版社生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)出版事業(yè)部和中國(guó)生物工程學(xué)會(huì)生物資源專業(yè)委員會(huì)的指導(dǎo)與倡議下,本教材在編寫過(guò)程中,聯(lián)合了國(guó)內(nèi)24所教學(xué)研究機(jī)構(gòu)的40多位同行共同參與,以求集思廣益,博采眾長(zhǎng),保證了本教材編寫內(nèi)容的科學(xué)性和適用性。其間,參考了許多國(guó)內(nèi)相關(guān)教材與專著,同時(shí)也參閱了大量近幾年來(lái)的國(guó)內(nèi)外新文獻(xiàn),采用了章節(jié)導(dǎo)讀、知識(shí)導(dǎo)圖,并采用“紙質(zhì)教材+數(shù)字課程”的編寫方式,力求圖文并茂,生動(dòng)活潑,既具有一定的專業(yè)水準(zhǔn),又能深入淺出、通俗易懂,以豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容和增添閱讀樂(lè)趣。
本教材共分10章,是全體編撰者共同勞動(dòng)的成果。各章編寫分工如下:第一章由陳集雙撰寫;第二章由陳集雙組織撰寫;第三章由蔣繼宏組織撰寫;第四章由歐江濤撰寫;第五章由陳功錫組織撰寫;第六章由陳世品和宋發(fā)軍組織撰寫,李明福提供了基本素材;第七章由何農(nóng)躍組織撰寫;第八章由姜岷組織撰寫;第九章由唐伯平撰寫;第十章由梁宗鎖組織撰寫。全書由陳集雙和歐江濤統(tǒng)稿,由歐陽(yáng)平凱和韋萍任主審。陸祥安博士承擔(dān)了本書插圖的繪制工作。
本教材為江蘇省“十三五”高等學(xué)校重點(diǎn)教材,是編者們共同努力的結(jié)果,此外還要感謝南京工業(yè)大學(xué)教學(xué)事務(wù)
1 緒論
第一節(jié) 生物資源與生物資源學(xué)
第二節(jié) 生物資源的內(nèi)涵
一、生物質(zhì)資源及其利用
二、生物遺傳資源及其開(kāi)發(fā)
三、生物信息資源建設(shè)
第三節(jié) 生物資源的保護(hù)與挑戰(zhàn)
一、生物資源保護(hù)及其任務(wù)
二、生物資源保護(hù)面臨的挑戰(zhàn)
第四節(jié) 生物資源工程及其內(nèi)涵
一、生物資源工程的定義
二、生物遺傳資源改造工程
三、生物信息資源建設(shè)工程
四、生物質(zhì)生產(chǎn)和利用工程
第五節(jié) 生物資源學(xué)的發(fā)展概況
一、國(guó)內(nèi)外生物資源學(xué)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀
二、生物資源學(xué)的發(fā)展機(jī)遇
2 生物質(zhì)資源
第一節(jié) 木質(zhì)纖維素
一、木質(zhì)纖維素的特點(diǎn)
二、木質(zhì)纖維素的功能
三、木質(zhì)纖維素利用的歷史
第二節(jié) 生物活性物質(zhì)
一、生物活性物質(zhì)及其代謝
二、生物活性物質(zhì)的種類
第三節(jié) 動(dòng)物和微生物源生物質(zhì)
一、動(dòng)物源生物質(zhì)
二、微生物源生物質(zhì)
三、幾丁質(zhì)
第四節(jié) 農(nóng)業(yè)源生物質(zhì)資源
第五節(jié) 加工副產(chǎn)物
一、加工副產(chǎn)物的資源現(xiàn)狀
二、加工副產(chǎn)物的無(wú)害化處理
三、加工副產(chǎn)物的工業(yè)化利用
第六節(jié) 生物質(zhì)能和能源生物質(zhì)
一、生物質(zhì)能的定義
二、生物質(zhì)直接燃燒和固體燃料
三、生物質(zhì)液體燃料及相關(guān)資源
四、生物質(zhì)氣化和沼氣資源
第七節(jié) 生物質(zhì)材料
一、紙漿與包裝材料
二、天然纖維復(fù)合材料
三、其他材料的生物質(zhì)
四、生物炭和活性炭
五、生物基礦物質(zhì)
3 生物遺傳資源
第一節(jié) 生物遺傳資源的內(nèi)涵與外延
一、生物遺傳資源的定義
二、生物遺傳資源的開(kāi)發(fā)利用
第二節(jié) 微生物資源
一、微生物資源的存在形式
二、微生物資源利用技術(shù)
第三節(jié) 植物資源
一、野生植物資源
二、作物資源
三、藥用植物資源
第四節(jié) 動(dòng)物資源
一、野生動(dòng)物資源
二、家養(yǎng)動(dòng)物資源
三、昆蟲(chóng)資源
四、水產(chǎn)動(dòng)物資源
4 生物信息資源
第一節(jié) 生物信息資源概述
一、生物信息資源的內(nèi)涵與外延
二、大數(shù)據(jù)與生物信息資源
三、生物信息資源與新生物產(chǎn)業(yè)
第二節(jié) 生物信息資源數(shù)據(jù)庫(kù)
一、生物信息資源數(shù)據(jù)庫(kù)概述
二、NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)資源
三、EMBL一EBI數(shù)據(jù)庫(kù)
四、ENCODE數(shù)據(jù)庫(kù)
第三節(jié) 生物信息資源的組學(xué)技術(shù)
第四節(jié) 生物信息資源的應(yīng)用
一、生物信息資源與生物醫(yī)學(xué)
二、生物信息資源與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)
三、生物信息資源與現(xiàn)代工業(yè)
四、生物信息資源與合成生物學(xué)
5 生物資源的屬性
第一節(jié) 生物資源的物質(zhì)屬性
一、構(gòu)成生物資源的基本元素
二、生物分子
第二節(jié) 生物資源的生命屬性
一、生命的基本特征
二、生命的層級(jí)系統(tǒng)與多樣性
第三節(jié) 生物資源的生態(tài)屬性
一、生物資源與生態(tài)系統(tǒng)
二、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)
三、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)
四、生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞
第四節(jié) 生物資源的經(jīng)濟(jì)屬性
一、生物資源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值
二、生物資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值的評(píng)價(jià)
三、生物資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值的獲取
6 生物資源保護(hù)
第一節(jié) 生物多樣性
一、生物多樣性的概念
二、生物多樣性的資源價(jià)值
三、生物多樣性喪失的原因
四、生物多樣性修復(fù)
第二節(jié) 生物資源保護(hù)的對(duì)策和行動(dòng)
一、生物資源保護(hù)思想
二、生物資源保護(hù)對(duì)策
三、生物資源保護(hù)方式
四、瀕危種等級(jí)保護(hù)制度
五、有關(guān)生物資源保護(hù)的重要行動(dòng)
第三節(jié) 生物資源保護(hù)的法律框架
第四節(jié) 生物入侵與防控
一、生物入侵的概況
二、生物入侵的原因
三、生物入侵的特點(diǎn)
四、生物入侵的危害
五、生物入侵的控制
六、生物入侵的修復(fù)
七、檢驗(yàn)檢疫與物種資源的安全引進(jìn)
第五節(jié) 品種資源保護(hù)
一、品種的概念和特性
二、品種的類型
三、品種的命名
四、品種保護(hù)的法律途徑
五、有關(guān)品種保護(hù)的重要法規(guī)簡(jiǎn)介
六、品種多樣性保護(hù)
第六節(jié) 動(dòng)物資源保護(hù)
一、野生和瀕危動(dòng)物的保護(hù)
二、家養(yǎng)動(dòng)物資源的保護(hù)
第七節(jié) 植物保護(hù)
一、植物保護(hù)的意義
二、有害生物對(duì)植物的危害
三、植物保護(hù)的主要措施
四、植物保護(hù)與生物資源可持續(xù)利用
7 生物資源工程
第一節(jié) 種質(zhì)資源育種工程
一、育種技術(shù)
二、工程化育種技術(shù)
第二節(jié) 生物質(zhì)生產(chǎn)工程
一、種植與養(yǎng)殖
二、生物反應(yīng)器
三、微生物發(fā)酵工程
第三節(jié) 生物信息工程
一、生物信息資源的建設(shè)與利用
二、生物醫(yī)學(xué)信息工程
三、生物信息資源的農(nóng)業(yè)利用
第四節(jié) 生物質(zhì)加工工程
一、生物活性物質(zhì)工程
二、生物質(zhì)煉制工程
第五節(jié) 生物質(zhì)處理工程
一、生物質(zhì)收集和處理的必要性
二、低品質(zhì)生物質(zhì)及其資源化利用
三、生物質(zhì)的處理處置方式
四、污水與污泥的處理方式
第六節(jié) 園藝與生態(tài)工程
一、園藝工程
二、生態(tài)工程
8 生物基化學(xué)品
第一節(jié) 生物基化學(xué)品的概述
一、生物基化學(xué)品的定義
二、生物基化學(xué)品的主要類型
三、生物基化學(xué)品的開(kāi)發(fā)利用
四、生物基化學(xué)品的前景與展望
第二節(jié) 生物基材料單體與聚合物
一、概述
二、琥珀酸
三、2,3一丁二醇
四、戊二胺
五、生物合成的高分子聚合物
六、生物基材料的前景與展望
第三節(jié) 生物基精細(xì)化學(xué)品
一、概述
二、氨基酸
三、維生素
四、低聚糖
五、生物基精細(xì)化學(xué)品的應(yīng)用與前景
9 海洋與灘涂生物資源
第一節(jié) 海洋與灘涂生物資源概述
第二節(jié) 海洋與灘涂生物資源的分類
一、按生活方式分類
二、按生物學(xué)特征分類
第三節(jié) 海洋與灘涂動(dòng)物資源
第四節(jié) 海洋與灘涂植物資源
第五節(jié) 海洋與灘涂生物資源的生產(chǎn)
一、灘涂養(yǎng)殖業(yè)
二、海洋養(yǎng)殖業(yè)
三、養(yǎng)殖業(yè)的問(wèn)題與對(duì)策
四、灘涂種植業(yè)
第六節(jié) 海洋和灘涂生物資源的永續(xù)利用
一、海洋和灘涂生物資源面臨的挑戰(zhàn)
二、海洋和灘涂生物資源保護(hù)與科學(xué)
利用行動(dòng)
10 生物資源與大健康
第一節(jié) 大健康概述
一、大健康的概念
二、大健康與大健康產(chǎn)業(yè)
三、生物資源與大健康產(chǎn)業(yè)
第二節(jié) 微生物與健康
一、微生物與健康
二、微生物與環(huán)境健康
三、微生物健康產(chǎn)品
第三節(jié) 植物與健康
一、植物與健康
二、植物與環(huán)境健康
第四節(jié) 動(dòng)物與健康
一、動(dòng)物與健康
二、藥用與藥食同源動(dòng)物
三、動(dòng)物源性藥物
第五節(jié) 生態(tài)資源與養(yǎng)生
一、生態(tài)資源與生態(tài)文明
二、生態(tài)資源與休閑養(yǎng)生
三、生態(tài)資源破壞對(duì)人類健康的影響