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第一章 绪论1

一、基因及基因工程含义1

二、基因工程理论依据2

三、基因工程研究的主要操作内容和技术路线3

四、基因工程的发展历程4

五、基因工程的巨大意义及我国在该领域取得的成就5

复习思考题7

第二章 基因工程的技术基础8

第一节 限制性内切酶8

一、限制性内切酶的分类8

二、限制性内切酶的命名及其识别特点9

三、限制性内切酶的切割方式9

四、限制性内切酶产生的末端的连接10

五、限制性内切酶反应的影响因素10

第二节 工具酶11

一、DNA聚合酶11

二、末端脱氧核苷酸转移酶13

三、T4多聚核苷酸激酶15

四、碱性磷酸酶15

五、核酸酶15

六、DNA连接酶16

第三节 DNA序列分析17

一、Maxam-Gilbert化学法17

二、Sanger的双脱氧法18

三、自动测序的发展18

第四节 寡核苷酸的合成19

一、寡核苷酸的生物合成19

二、寡核苷酸的化学合成19

三、DNA化学合成的应用20

第五节 聚合酶链式反应技术21

一、聚合酶链式反应的原理21

二、PCR的反应条件22

三、Taq DNA聚合酶与PCR扩增的精确性22

四、PCR的模板23

五、PCR的引物23

六、PCR扩增产物的电泳分析24

七、PCR产物克隆方法25

八、PCR应用中存在的问题与解决方法26

九、PCR技术的新进展27

第六节 DNA片段的连接重组28

一、DNA片段之间的连接28

二、DNA重组类型33

复习思考题34

第三章 基因的克隆和分离35

第一节 基因分离和克隆的基本步骤35

一、选择含目的基因的材料35

二、DNA片段的制备和克隆36

三、目的基因的筛选37

第二节 cDNA文库的构建38

一、cDNA合成38

二、获取全长cDNA39

三、将cDNA重组到载体上43

第三节 目的cDNA克隆的筛选44

一、用核酸探针筛选目的cDNA44

二、用寡核苷酸探针筛选目的cDNA44

三、差示筛选组织特异的cDNA44

四、用抗体筛选目的cDNA46

五、功能结合法筛选目的cDNA46

六、cDNA序列测定46

第四节 基因组DNA克隆48

一、制备用于克隆的DNA片段48

二、构建基因组文库的克隆载体48

三、染色体步移法分析长片段真核基因49

复习思考题50

第四章 基因工程载体52

第一节 质粒载体52

一、质粒载体的生物学特性52

二、插入失活56

三、转化57

四、常见的质粒载体类型59

第二节 基于λ噬菌体的载体65

一、λ噬菌体的生物学66

二、λ噬菌体载体70

第三节 黏粒载体73

一、柯斯质粒的特点73

二、大分子DNA克隆载体：YACs与BACs74

第四节 M13载体75

一、丝状大肠杆菌噬菌体的生物学75

二、M13噬菌体的基因组结构77

三、M13噬菌体的主要用途77

第五节 表达型载体78

一、表达载体的类型78

二、表达载体构建的一般原则81

第六节 真核细胞中的基因克隆与表达载体83

一、酵母83

二、哺乳动物细胞84

复习思考题87

第五章 目的基因导入受体细胞88

第一节 受体细胞88

一、受体细胞的概念及其选择的原则88

二、几类受体细胞概述88

第二节 重组DNA分子转入原核生物细胞90

一、重组质粒DNA分子转化大肠杆菌90

二、重组λ噬菌体DNA分子转导大肠杆菌93

三、受体细胞的选择95

四、重组DNA分子转入真核细胞96

第三节 重组子的筛选103

一、遗传表型直接筛选法103

二、依赖于重组子结构特征分析的筛选法110

三、核酸分子杂交检测法111

四、免疫化学检测法121

五、转译筛选法123

六、插入失活法125

七、基因表达产物分析法126

复习思考题127

第六章 外源基因的表达128

第一节 外源基因的表达机制128

一、外源基因的起始转录128

二、mRNA的延伸与稳定性128

三、外源基因mRNA的有效翻译129

四、表达蛋白在细胞中的稳定性129

五、目的基因沉默129

第二节 基因表达的调控元件130

一、启动子130

二、增强子132

三、终止子132

四、衰减子133

五、反义RNA133

第三节 外源基因表达系统134

一、大肠杆菌基因表达系统134

二、酵母表达系统137

三、哺乳动物细胞基因表达系统139

四、植物细胞基因表达系统142

第四节 基因表达产物的检测与分离纯化145

一、基因表达产物的检测145

二、基因表达产物的分离纯化146

复习思考题147

第七章 基因工程的应用148

第一节 基因工程药物148

一、基因工程激素类药物148

二、基因工程细胞因子类药物149

三、基因工程抗体151

四、基因工程受体152

五、基因工程疫苗153

第二节 转基因植物155

一、抗病虫害转基因植物155

二、抗逆转基因植物157

三、药用转基因植物157

四、转基因植物食品158

五、其他转基因植物158

第三节 转基因动物159

一、利用转基因动物改良动物品种159

二、转基因动物作为生物反应器160

三、转基因动物筛选药物160

四、转基因动物应用于人体器官移植161

第四节 基因治疗161

一、肿瘤的基因治疗162

二、分子遗传病的基因治疗164

三、心血管病的基因治疗165

四、病毒病的基因治疗166

第五节 人类基因组计划167

一、疾病与基因167

二、人类基因组研究计划168

三、人类基因组研究进展与展望169

第六节 基因芯片技术及应用170

一、基因芯片技术170

二、基因芯片的应用171

复习思考题171

第八章 基因工程的争论和安全措施172

第一节 基因工程的安全隐患及其争论173

一、基因工程的安全隐患173

二、对基因工程的争论178

第二节 基因工程安全措施182

第三节 我国生物技术发展及其安全问题185

复习思考题188

第九章 基因工程实验实训指导189

实验一 大肠杆菌pBR322质粒DNA提取189

实验二 植物总RNA的提取191

实验三 核酸提取物的定量分析192

实验四 利用琼脂糖凝胶分离DNA片段193

实验五 目的基因的PCR扩增195

实验六 目的基因与载体的限制性内切酶酶切、连接与检测197

实验七 感受态菌的制备199

实验八 重组DNA的转化201

实验九 随机引物法制备核酸探针202

实验十 Southern印迹杂交204

附录207

附录1 常用的测量单位及换算207

附录2 常用的限制性内切酶的主要性质及缓冲液209

附录3 常用抗生素配制及使用浓度210

附录4 主要溶液（母液）及缓冲液配制211

附录5 部分重要的生物信息学网络资源214

主要参考文献215