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1 绪论 1

1．1 分子生物学的概念与研究内容 1

1．1．1 分子生物学的概念 1

1．1．2 分子生物学的主要研究内容 1

1．2 分子生物学的发展历史 3

1．2．1 分子生物学的早期研究 3

1．2．2 分子生物学的建立和发展 4

1．2．3 分子生物学的鼎盛发展期 5

1．3 分子生物学的应用 7

1．3．1 分子生物学与农牧业的关系 7

1．3．2 分子生物学与基础生命科学的关系 7

1．3．3 分子生物学与人类医学的关系 7

1．3．4 分子生物学与工业的关系 8

2 生物大分子的结构与性质 9

2．1 核酸分子 9

2．1．1 DNA的分子结构 10

2．1．2 染色体和染色质 13

2．1．3 RNA 15

2．2 蛋白质分子 20

2．2．1 蛋白质一级结构 20

2．2．2 蛋白质二级结构 20

2．2．3 超二级结构 23

2．2．4 结构域 24

2．2．5 三级结构 25

2．2．6 四级结构 25

2．2．7 稳定蛋白质高级结构的作用力 26

2．2．8 蛋白质的性质 28

2．3 糖分子 30

2．3．1 糖的分类 31

2．3．2 糖分子的化学组成 32

2．3．3 糖的物理性质 37

2．3．4 单糖的化学性质 37

2．3．5 双糖和多糖的理化性质 43

3 DNA的复制、转录与翻译 44

3．1 DNA的复制 44

3．1．1 DNA复制的一般特点 44

3．1．2 参与DNA复制的酶和辅因子 45

3．1．3 DNA复制的过程 52

3．1．4 几种特殊的DNA复制方式 61

3．1．5 DNA变性、复性与杂交 62

3．2 转录 65

3．2．1 RNA聚合酶 66

3．2．2 转录产生的RNA种类 67

3．2．3 转录的基本特征 70

3．2．4 转录的一般过程 71

3．2．5 转录后的加工 75

3．3 翻译 80

3．3．1 遗传密码 81

3．3．2 核糖体 84

3．3．3 翻译的过程 85

3．3．4 翻译后的加工和修饰 89

4 基因的概念及发展 92

4．1 基因的经典概念 92

4．1．1 遗传因子 92

4．1．2 基因的“三位一体”概念 93

4．2 基因的顺反子概念 93

4．2．1 顺反子互补测验 93

4．2．2 顺反子学说 94

4．3 基因的现代概念 95

4．3．1 基因类型的多样性 95

4．3．2 基因的精细结构与分类 99

4．4 基因突变类型及其分子机制 100

4．4．1 基因突变类型及后果 101

4．4．2 DNA损伤修复机制 102

5 基因表达的调控 108

5．1 原核生物基因表达的调控 109

5．1．1 乳糖操纵子 110

5．1．2 色氨酸操纵子 112

5．1．3 σ因子的不同使用 115

5．1．4 DNA重组对基因表达的调控 116

5．2 真核生物基因表达的调控 117

5．2．1 DNA水平的调控方式 117

5．2．2 转录水平的调控 123

5．2．3 Britten-Davidson模型 133

5．2．4 转录后水平的调控 133

5．2．5 翻译水平的调控 137

6 动物的基因组 140

6．1 基因组与基因组学 140

6．1．1 基因组的概念与组成 140

6．1．2 基因组计划与遗传图谱 140

6．1．3 基因组学 146

6．2 动物的基因组结构 146

6．2．1 基因组结构的复杂度 146

6．2．2 基因组DNA的序列 148

6．3 动物核外基因组 150

6．3．1 动物线粒体DNA的结构 151

6．3．2 动物线粒体DNA的遗传特征 152

6．4 基因组的变异与进化 153

6．4．1 基因组的保持与变异 154

6．4．2 基因组的进化模式与机制 156

7 分子生物学发展前沿与展望 160

7．1 基因内涵的新发展 160

7．2 组（-ome）与组学（-nomics） 161

7．2．1 代谢组学 162

7．2．2 营养基因组学 163

7．2．3 小RNA组学 165

7．3 从分子生物学到系统生物学 167

7．4 农业动物分子生物学研究展望 169

8 基因克隆及功能研究技术 171

8．1 分子克隆 171

8．1．1 分子克隆的概念 171

8．1．2 工具酶与载体 171

8．1．3 分子克隆的基本流程 176

8．2 文库技术 177

8．2．1 基因组文库 177

8．2．2 cDNA文库 179

8．3 基于差异表达原理的基因克隆技术 180

8．3．1 差别杂交 180

8．3．2 消减杂交 181

8．3．3 mRNA差别显示技术 181

8．3．4 代表性差异分析 182

8．3．5 抑制性消减杂交 182

8．3．6 交互消减RNA差别显示技术 183

8．3．7 基因表达系列分析（SAGE） 183

8．3．8 电子消减 183

8．4 性状相关基因的克隆技术 184

8．4．1 突变体筛选 184

8．4．2 分子数量遗传分析 185

8．5 其他克隆技术 186

8．5．1 电子克隆 187

8．5．2 RACE和SMART RACE 187

8．5．3 Tail-PCR 188

8．6 基因功能研究技术 188

8．6．1 转染与共转染 188

8．6．2 反义技术 190

8．6．3 RNAi 190

8，6．4 酵母杂交系统 191

8．6．5 Gateway系统 192

8．6．6 SELEX技术 192

8．6．7 ChIP免疫共沉淀 193

8．6．8 亚细胞定位 193

8．6．9 RPA技术 194

8．6．10 动物模型技术 194

9 DNA序列测定技术 196

9．1 传统DNA测序技术 196

9．1．1 加减法 196

9．1．2 双脱氧链末端终止法 197

9．1．3 化学降解法 199

9．2 短片段DNA测序新技术 200

9．2．1 合成测序 200

9．2．2 连接法测序 204

9．2．3 DNA单分子测序 205

9．3 基因组测序策略 207

9．3．1 随机测序策略 207

9．3．2 定向测序策略 207

9．4 应用DNA测序技术检测基因组序列变异 208

9．4．1 变性高效液相色谱 209

9．4．2 焦磷酸测序技术 210

10 聚合酶链反应（PCR）技术与应用 213

10．1 PCR技术概论 213

10．1．1 PCR技术的基本原理 214

10．1．2 PCR反应体系的组成及作用 214

10．1．3 PCR引物设计原则与操作程序 215

10．2 PCR相关技术 216

10．2．1 定量PCR技术 217

10．2．2 其他核酸体外扩增技术 218

10．3 基于PCR的分子标记技术 219

10．3．1 PCR-SSCP 220

10．3．2 PCR-RFLP 220

10．3．3 PCR-AFLP 221

10．3．4 ASP 221

10．3．5 RAPD 222

10．4 DNA标记在动物育种中的应用 223

10．4．1 动物重要经济性状分子标记的开发 223

10．4．2 标记辅助选择 224

10．4．3 分子标记辅助选择的多基因聚合 225

10．4．4 标记辅助导入 226

11 蛋白质组与蛋白质组学技术 229

11．1 蛋白质组学的研究内容 229

11．1．1 基因组信息解析 230

11．1．2 蛋白质鉴定 230

11．1．3 蛋白质翻译后修饰 232

11．1．4 蛋白质功能确定 233

11．2 蛋白质组研究技术 234

11．2．1 二维电泳 234

11．2．2 Edman测序法 236

11．2．3 质谱 236

11．2．4 数据库利用 238

11．3 差异蛋白质组学 240

12 生物芯片技术 242

12．1 DNA芯片 242

12．1．1 表达谱芯片 242

12．1．2 SNP芯片 250

12．2 蛋白质芯片 253

12．2．1 基本原理 254

12．2．2 技术流程 254

12．2．3 蛋白质芯片应用的影响因素 255

12．3 生物芯片的应用 256

12．3．1 结构基因组变异研究 256

12．3．2 转录组学研究 256

12．3．3 蛋白质组学研究 257

12．3．4 药物筛选与新药开发 257

12．3．5 基因芯片在农业动物育种中的应用 258

13 动物转基因原理、方法与进展 261

13．1 转基因动物的概念 261

13．2 转基因动物发展简史 261

13．3 转基因动物的制作方法 265

13．3．1 原核期胚胎显微注射技术 265

13．3．2 逆转录病毒载体技术 266

13．3．3 胚胎干细胞技术 266

13．3．4 精子载体技术 267

13．3．5 人工染色体技术 269

13．3．6 体细胞核移植技术 269

13．4 转基因动物新技术的发展 270

13．4．1 应用于转基因的基因打靶技术 270

13．4．2 基因打靶与核移植 274

13．4．3 锌指核酸酶在基因打靶中的应用 275

13．4．4 转座子介导的基因转移 277

13．4．5 iPS cell在转基因动物中的应用 278

13．5 转基因动物的应用前景 279

13．5．1 转基因动物在生命科学基础研究中的应用 279

13．5．2 转基因动物在农业中的应用 279

13．5．3 转基因动物在医药科学研究中的应用 281

13．5．4 转基因动物在环保方面的应用 284

13．5．5 转基因动物在生物材料上的应用 284

13．6 转基因动物生物安全评价 284

13．7 存在问题及展望未来 285

14 分子生物学与生物信息学及信息资源 292

14．1 分子生物学与生物信息学概述 292

14．2 生物信息数据库资源 293

14．2．1 核酸与蛋白序列信息数据库 293

14．2．2 基因组图谱信息数据库 297

14．2．3 生物芯片信息数据库 299

14．3 生物信息数据库的检索与数据分析 303

14．3．1 常用数据库的检索 303

14．3．2 核酸序列的特征描述 305

14．3．3 核酸序列数据的对比检索 307

14．3．4 核酸序列数据的比对分析 308

14．3．5 进化树的构建与分子进化的研究 311

14．3．6 分子多态性的分析 312

14．3．7 蛋白分子的互作与生化途径 314

14．4 常用实验室分子生物学信息技术简介 316

14．4．1 PCR引物和杂交探针的设计方法与工具 316

14．4．2 DNA序列的聚类与组装 318

14．4．3 基因预测技术、工具与方法 320

14．4．4 蛋白序列、结构分析预测的方法与工具 322

14．4．5 基因源解（ontology）与基因注释 325

14．4．6 比较基因组学的工具与方法 326

附录 英汉词汇对照与名词解释 329