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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cDNA 39

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cDNA 44

二、用寡核苷酸探针筛选目的cDNA 44

三、差示筛选组织特异的cDNA 44

四、用抗体筛选目的cDNA 46

五、功能结合法筛选目的cDNA 46

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BACs 74

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RNA 133

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