第1章　概论 1
1.1　诺贝尔奖概述 2
1.1.1　诺贝尔其人与诺贝尔奖 2
1.1.2　诺贝尔奖的评选和颁发 3
1.1.3　诺贝尔奖探索生命奥秘 5
1.2　生物技术的进步 6
1.2.1　中心法则的逐步确立 6
1.2.2　诺贝尔奖与生命科学发展 8
1.2.3　诺贝尔奖与生物技术进步 10
1.3　生物经济与全球政策 15
1.3.1　华人科学家与其他重要奖项 15
1.3.2　中国生物经济与政策规划 16
1.3.3　国际生物经济与政策规划 17

第2章　DNA——生物信息的载体 21
2.1　生物信息的起源 22
2.1.1　DNA的发现 22
2.1.2　DNA的自我复制 23
2.1.3　基因的存在形式 23
2.1.4　DNA的螺旋结构 23
2.2　DNA测序技术 24
2.2.1　桑格测序 25
2.2.2　第二代测序技术 26
2.2.3　第三代测序技术 27
2.3　DNA的修饰和改造 28
2.3.1　DNA扩增技术——PCR 28
2.3.2　定点突变技术 31
2.3.3　可移动的遗传元件 32
2.3.4　DNA的修复机制 32
2.3.5　基因的靶向修饰 34
2.3.6　CRISPR基因组编辑技术 35
2.4　DNA的化学与计算机学科应用 37
2.4.1　DNA的合成技术 37
2.4.2　DNA的数字化存储 37

第3章　RNA——遗传信息的传递者 43
3.1　RNA家族 44
3.2　RNA病毒的一生——转录、逆转录和翻译 46
3.2.1　逆转录病毒与转录 47
3.2.2　自我增殖病毒和翻译 49
3.3　遗传密码——RNA奉行的真理 53
3.3.1　密码子的破译 54
3.3.2　密码子的性质 56

第4章　蛋白质——生物信息的表达 59
4.1　蛋白质结构 60
4.1.1　一级结构 62
4.1.2　二级结构 62
4.1.3　三级结构 62
4.1.4　四级结构 62
4.2　蛋白质结构和解析 62
4.3　蛋白质结构预测 67
4.3.1　蛋白质结构预测的发展 67
4.3.2　从蛋白质结构预测到创造蛋白质 70
4.4　生物节律 73
4.4.1　生物节律的发现 73
4.4.2　蛋白质与生物节律相关发现和应用 75
4.5　端粒和端粒酶 76
4.5.1　端粒和端粒酶的发现 76
4.5.2　端粒与长寿和衰老 79
4.6　蛋白质与健康 82
4.6.1　人造肉与天然肉 83
4.6.2　疾病的治疗 85

第5章　观察生物大分子的眼睛 90
5.1　生命现象的本质——生物大分子的结构与功能 91
5.1.1　蛋白质分子的结构与功能 94
5.1.2　核酸分子的结构与功能 96
5.1.3　天作之合——蛋白质与核酸（“剪不断，理还乱”的关系） 96
5.2　生物大分子分析技术——工欲善其事，必先利其器 97
5.2.1　X射线衍射——最早看到了生物大分子的光学探测方法 97
5.2.2　质谱、核磁共振谱——一级结构与三维结构 103
5.2.3　电子显微镜——让生物大分子的模样更清晰可见 107
5.2.4　冷冻电镜技术 109

第6章　生物小分子 115
6.1　生物小分子的重要作用 116
6.1.1　抗疟之旅——青蒿素的发现 116
6.1.2　人体为什么需要维生素？ 120
6.2　生物小分子的合成与代谢 128
6.2.1　生命活动的能量从何而来——糖酵解途径 128
6.2.2　物质代谢与能量代谢的枢纽——三羧酸循环 130
6.3　生物小分子的合成与应用 134
6.3.1　胆固醇是“坏”分子吗——胆固醇的合成与应用 134
6.3.2　脂肪酸是如何获得的？——脂肪酸的合成与应用 137
6.3.3　微生物“变身”大药房——天然产物的合成与应用 138

第7章　药物的发现 142
7.1　自然界的瑰宝 143
7.1.1　古时医药的出现 143
7.1.2　微生物与疾病关联的发现 143
7.1.3　青霉素的发现——拉开抗生素时代的大幕 147
7.2　走向设计药物 148
7.2.1　砷凡纳明的发明 148
7.2.2　失败了的设计药物——齐多夫定 149
7.2.3　一氧化氮与西地那非、硝化甘油 150
7.2.4　气体递质 151
7.3　重大疾病的攻克 151
7.3.1　抗高血压药物设计 151
7.3.2　曾经的绝症——癌症 153
7.3.3　阿尔茨海默病是不是绝症？ 155
7.4　未来——人工智能理性设计药物？ 156