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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