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第一章 基因工程概述1

第一节 基因工程的发展简史1

一、基因工程的概念1

二、基因工程的基本原理3

三、基因工程在生物工程中的地位3

第二节 基因工程的诞生与发展5

一、基因工程的诞生5

二、基因工程的发展与成熟6

三、基因工程的未来展望7

第三节 基因工程的研究意义8

一、人类疾病与基因8

二、人类基因组计划与目标9

三、基因工程对农业现代化的影响10

四、基因工程对社会科学发展的影响和可能带来的问题11

第二章 基因工程操作的基本技术16

第一节 基因工程操作的基本程序和内容16

一、基因工程操作的基本程序16

二、基因工程操作的基本内容16

第二节 核酸的提取与纯化16

一、质粒DNA的提取16

二、RNA的提取18

第三节 核酸凝胶电泳19

一、核酸凝胶电泳技术的基本原理19

二、核酸凝胶电泳技术20

三、脉冲电场凝胶电泳21

第四节 基因工程工具酶21

一、限制性核酸内切酶22

二、DNA连接酶30

三、DNA聚合酶32

四、其他工具酶34

第五节 PCR技术35

一、PCR扩增原理35

二、PCR操作程序37

三、PCR的成分38

四、PCR的条件39

五、PCR引物设计原则40

六、PCR技术应用41

第三章 基因文库的构建与目的基因的获得49

第一节 真核基因组DNA文库的构建49

一、用于构建基因组文库的载体49

二、基因组DNA克隆片段的制备54

三、重组DNA分子的构建54

四、重组DNA分子导入受体细胞55

五、基因文库的扩增及保存55

六、相对于cDNA文库，基因组文库的优点56

第二节 cDNA文库的构建56

一、mRNA的提取及其完整性的确定56

二、cDNA克隆片段的获得57

第三节 目的基因的获得61

一、基因的克隆和分离的常规程序61

二、对已知序列基因的分离62

三、对未知序列基因的分离67

四、目的cDNA的结构分析75

五、cDNA产物的功能分析75

第四章 基因工程载体76

第一节 质粒载体76

一、质粒的一般生物学特性76

二、理想质粒载体的必备条件79

三、常用的质粒载体类型82

第二节 噬菌体和柯斯质粒载体83

一、λ噬菌体83

二、单链DNA噬菌体载体86

三、噬菌粒载体88

四、柯斯质粒89

第三节 其他载体91

一、人工染色体91

二、植物基因工程载体92

三、哺乳动物细胞的载体93

第四节 表达载体98

一、表达载体构建的一般原则98

二、表达质粒载体101

三、植物表达载体102

第五节 DNA的体外重组103

一、重组DNA的概念103

二、载体DNA与外源基因片段的连接104

三、基因转移110

第六节 重组体的筛选与鉴定112

一、遗传学检测法113

二、核酸分子杂交检测法115

三、物理检测法122

四、免疫化学检测法123

五、核酸序列分析及其他方法124

第五章 外源基因的表达129

第一节 外源基因在大肠杆菌中的表达129

一、正确表达的基本条件129

二、常用的表达载体139

三、外源蛋白质表达部位144

四、提高外源基因表达效率的方法148

五、表达实例158

第二节 真核细胞表达概述161

一、酵母表达系统161

二、哺乳动物细胞表达系统166

第六章 基因工程技术的应用171

第一节 转基因植物171

一、抗植物病虫害基因171

二、抗除草剂基因172

三、提高作物产量的基因174

四、改良作物品质的基因174

五、改良食品加工原料的基因175

第二节 转基因动物176

一、转基因动物在医药领域中的应用177

二、转基因动物在农业领域中的应用179

第三节 转基因微生物180

一、应用于酒类生产180

二、应用于乳品生产182

三、应用于有机酸和食用色素生产185

四、应用于酶制剂生产186

第四节 基因工程药物186

一、第一代和第二代基因工程药物187

二、蛋白质工程药物187

三、基因工程制药的技术路径188

第七章 技能实训191

实训一 质粒DNA的提取191

一、目的191

二、原理191

三、仪器和试剂192

四、操作步骤193

五、注意事项195

六、思考题195

实训二 DNA酶切及凝胶电泳196

一、目的196

二、原理196

三、仪器和试剂199

四、操作步骤199

五、注意事项200

六、思考题201

实训三 基因的PCR扩增技术201

一、目的201

二、原理201

三、仪器和试剂203

四、操作步骤204

五、注意事项204

六、思考题205

实训四 重组质粒的连接、转化及筛选206

一、目的206

二、原理207

三、仪器与试剂208

四、操作步骤209

五、注意事项211

实训注意事项211

如何撰写实训报告212

一、通则212

二、实训报告的结构213

三、注意事项214

附图：基因工程常用设备215

参考文献219