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图1.1 烟草花叶病毒（TMV）杆状粒子的电子显微镜照片1

第一节 从基因到DNA1

第一章 分子生物学与植物分子生物学简史1

图1.3 肺炎双球菌的两种不同形态的菌落3

图1.2 埃弗里首次证明DNA是遗传物质3

第二节 从噬菌体到DNA双螺旋结构4

图1.4 埃弗里的细菌转化实验示意图4

图1.5 噬菌体的结构模型与赫尔希－蔡斯试验5

图1.6 使DNA双螺旋结构得以破解的X射线衍射照片7

图1.7 沃森（左）和克里克（右）正在研究DNA结构模型7

第三节 RNA与遗传密码8

图1.8 乳糖操纵子（Lac Operon）示意图9

第四节 生物技术时代来临10

图1.9 世界上第一个基因工程产品——促生长素抑制素（somatostatin）的结构11

第五节 植物分子生物学11

第六节 基因组学的诞生14

第一节 植物的基因组16

表2.1 一些物种的细胞核基因组（双倍体）DNA含量和物理长度16

一、基因组的复杂性16

第二章 植物的基因组与基因组学16

二、简单序列和重复序列17

图2.1 拟南芥细胞蛋白质二维聚丙烯酰胺凝胶电泳图18

三、表达基因的数量18

图2.2 植物叶绿体基因组结构示意图19

四、叶绿体基因组19

表2.2 已知DNA序列的植物质体基因组20

五、线粒体基因组21

图2.3 甜菜线粒体基因组图22

七、线粒体和叶绿体中的RNA编辑23

六、混源DNA23

第二节 基因组学简介25

八、线粒体和叶绿体的起源25

一、以互联网络为平台的数据库26

二、组建基因组的物理图谱和遗传图谱27

三、基因组序列分析及其策略27

图2.5 鸟枪法全基因组测序及组装28

图2.4 作图法基因组测序及组装28

四、分析基因组序列的结构特点29

图2.6 人类基因组中GC含量与基因的关系30

五、鉴定基因组中的基因并确定其功能31

六、建立基因表达数据库33

图2.7 序列相关基因之间的亲缘关系33

图2.8 几丁质诱导的拟南芥基因表达34

七、建立基因及表现型之间的关系34

八、确定DNA序列的多样性35

九、为比较不同生物的基因组提供资料36

十、基因的命名36

十一、基因组学研究举例：全基因组鸟枪法测序人类基因组研究38

第三节 拟南芥基因组41

二、拟南芥基因组的结构特点42

一、拟南芥基因组概况42

图2.9 拟南芥基因组中串联重复基因排列的数量分布43

图2.10 拟南芥基因组大片段基因加倍43

表2.3 拟南芥三个基因组的一般特征44

表2.4 拟南芥基因组中转座子的类型及分布45

三、非编码RNA基因46

四、编码基因47

表2.5 拟南芥基因组编码的主要蛋白质家族48

表2.6 部分InterPro结构域蛋白质在拟南芥、酵母、果蝇、线虫蛋白质组中的分布49

五、主要蛋白功能类群50

表2.7 一些重要的和植物独特的转录因子家族52

表2.8 拟南芥的受体蛋白激酶家族成员种类53

一、籼稻基因组57

第四节 水稻基因组57

二、粳稻基因组59

三、国际水稻基因组计划62

表2.9 水稻两个亚种间在第四染色体部分序列间的多态性63

表2.10 水稻和拟南芥基因组的基本特征比较63

图3.1 无所不能的RNA64

第三章 基因的结构64

表3.1 非编码RNA的名称和种类65

第一节 非编码RNA基因的结构65

表3.2 ncRNA参与的细胞生物过程66

一、具有核酶性质的RNA66

表3.3 核酶的种类67

图3.2 原生动物Tetrah ymena thermophila的Ⅰ类内含子二级结构68

图3.3 核酶切割RNA的酸－碱催化反应和双金属离子催化反应69

图3.4 内含子自我拼接的机制70

图3.5 桃潜隐花叶类病毒的二级结构及构成的锤头状核酶结构71

图3.6 锤头状核酶的三维结构72

图3.7 酵母细胞核核酸酶P的RNA亚基二级结构73

二、小细胞核RNA74

图3.8 拼接小体催化核心的二级结构模型及与Ⅱ类内含子第Ⅴ、第Ⅵ结构域的比较75

三、小细胞核仁RNA75

图3.9 Box C/D和Box H/ACA snoRNA的结构与功能76

图3.10 两种RNA中被修饰的核苷77

四、miRNA78

图3.11 拟南芥和水稻miRNA基因结构的保守性79

五、其他非编码RNA80

表3.4 在植物中发现的部分ncRNA81

第二节 编码基因的一般结构82

图3.12 大肠杆菌基因的启动子结构82

一、原核生物基因的特点82

图3.13 典型真核生物基因的结构示意图83

二、植物基因的结构83

图3.14 1993年诺贝尔生理或医学奖获得者理查德·罗伯茨（Richard John Roberts）及他利用电子显微镜证明内含子存在的照片84

图3.15 U2型细胞核mRNA前体内含子的保守序列85

图3.16 多顺反子与单顺反子概念示意图86

第三节 参与基因转录的蛋白质结构87

图3.17 mRNA的5′帽子结构87

一、RNA聚合酶Ⅱ88

表3.5 不同RNA聚合酶对抗生素利福平（rifampicin）和毒伞肽毒素（a-amanitin）的敏感性88

二、普通转录因子及辅助激活子89

图3.18 酵母RNA聚合酶Ⅱ的三维结构89

图3.19 人类TBP、TFIIB与腺病毒启动子组成的复合体91

表3.6 人类RNA聚合酶Ⅱ及其转录因子的结构与功能92

表3.7 转录辅助调节子分类93

三、激活子（特异转录因子）95

图3.20 后生动物TAFII250的示意图95

图3.21 转录辅助激活子复合体与基因表达96

图3.22 拟南芥R2R3型MYB结构域的保守序列97

图3.24 Ⅱ型MADS蛋白的一般结构98

图3.23 MADS盒蛋白序列98

图3.25 人类血清反应因子（SRF）MADS结构域的X射线衍射模型98

四、转录因子的典型结构域99

图3.26 果蝇EN蛋白同源异型结构域与DNA结合的高级结构示意图99

图3.27 锌指结构示意图100

图3.28 螺旋－环－螺旋结构与DNA结合示意图101

图3.30 翼式螺旋结构域NMR模型102

图3.29 亮氨酸拉链示意图102

图3.31 花椰菜花叶病毒的电子显微镜照片（300 000倍）103

第四节 植物基因和用于植物基因研究的启动子103

一、35S启动子104

图3.32 CaMV 35S RNA启动子的结构与序列105

二、可诱导的启动子106

图3.34 四环素抑制子系统与35S启动子组成的杂合启动子108

图3.33 Tn10上的四环素抗性基因系统的调控108

图3.35 细胞核受体蛋白的基本结构109

图3.36 糖皮质激素控制的蛋白质功能激活系统110

图3.37 受糖皮质激素控制的基因转录系统110

图3.38 糖皮质激素及其类似物的分子结构式111

图3.39 根据曲霉的alc调控元设计的植物转基因可诱导表达系统111

图3.40 报告基因在alcR alc::GUS转基因拟南芥中的表达受诱导物乙醇剂量的控制112

第一节 染色质结构对基因转录的影响113

一、染色质结构的变化对转录起始过程至关重要113

第四章 基因的表达与调控113

图4.1 染色质结构的动态变化114

图4.2 核小体核心粒体和1466bpDNA片段组成的复合体X射线衍射结构115

二、染色质结构变化的机制116

图4.3 转录激活子VP16引起的染色质大规模松弛116

图4.4 依赖于ATP的染色质重建117

图4.5 脊椎动物组蛋白N端序列的修饰位点118

表4.1 组蛋白乙酰转移酶家族119

图4.6 人类TAFII2500双bromodomain的三维结构图122

第二节 编码基因的转录过程124

图4.7 启动子的TATA盒与转录起始因子结合三维示意图125

一、编码基因转录的起始过程125

图4.8 编码基因的转录后处理：传统模式126

二、编码基因的转录及转录后处理126

图4.9 人类细胞hnRNA 3’端加polyA尾的过程128

图4.10 B1阶段的拼接小体结构129

三mRNA向细胞质内的运输129

图4.11 参与mRNA细胞核输出的蛋白质的结构131

图4.12 mRNA输出细胞核模型131

第三节 mRNA的质量监控131

图4.13 鉴定能够引发mRNA“无意义介导的降解”的蛋白质134

第四节 基因表达是一个整体的、连续的过程134

一、5’端加帽与转录的延长和终止135

二、转录的起始和延长与mRNA前体的处理135

三、mRNA输出与mRNA前体的处理过程是耦联的136

第五节 异位拼接与基因表达的调控137

图4.14 异位拼接的几个模式138

一、烟草抗病毒的N基因的异位拼接138

图4.15 烟草N基因的异位拼接139

二、拟南芥基因FCA通过异位拼接控制开花时机139

图4.16 FCA基因结构图及其与报告基因GUS组成的融合基因140

三、绿色荧光蛋白为什么不发光141

第六节 mRNA的翻译及其调控142

图4.17 GFP的mRNA在转录后被非正常地拼接142

一、mRNA携带的调控信息143

表4.2 植物mRNA起始密码子两侧碱基出现的频率144

图4.18 核糖体30s亚基及其上面的三个tRNA145

二、mRNA翻译的起始过程145

表4.3 真核细胞翻译mRNA的起始因子146

三、基因特异的翻译调控149

图4.19 烟草花叶病毒的Ω序列150

四、翻译水平的重新编码151

图4.20 烟草花叶病毒终止密码子UAG的翻译通过153

图4.22 大麦黄矮病毒（BYDV）P1-P2融合蛋白来自核糖体移框翻译154

图4.21 莫洛尼鼠白血病病毒的终止密码子翻译通过154

第七节 蛋白质功能的调控155

一、蛋白质的运输155

图4.23 真核细胞内蛋白质的运输156

表4.4 典型动物蛋白运输信号肽序列157

图4.24 输入素a的一般结构159

二、蛋白质的处理160

图4.25 N－甲基化的氨基酸分子结构式161

三、蛋白质的翻译后共价修饰161

图4.26 N－多糖和O－多糖与蛋白质的连接162

四、蛋白质的翻译后非共价修饰163

五、蛋白质的泛素化及蛋白质降解165

图4.27 泛素介导的蛋白质降解165

图4.28 拟南芥泛素前体蛋白UBQ4和UBQ1的结构166

图4.29 拟南芥E1蛋白UBA1（GenBank AAB39246）的结构166

图4.30 拟南芥中的四类E2蛋白167

图4.31 RING指的“双卡”结构168

图4.32 26S蛋白酶体的结构与功能169

图4.33 酵母20S蛋白酶体催化核心169

图4.34 AUX/IAA和ARF蛋白的结构特点172

第八节 基因沉默174

一、基因沉默现象是普遍存在的175

二、小干扰RNA与基因沉默机理176

图4.35 双链RNA诱导的基因沉默机理177

三、双链RNA是PTGS现象的关键179

四、PTGS是植物抵抗RNA病毒侵染的防御机制181

图4.36 马铃薯X病毒（PVX）和马铃薯Y病毒（PVY）的互促作用182

图4.37 PVY病毒基因克服病毒诱导的基因沉默183

图4.39 基因沉默调控子－钙调蛋白（rgs-CaM）的氨基酸残基序列及其在植物中的表达184

图4.38 PVY属病毒基因克服病毒诱导的GFP转基因沉默184

图4.40 rgs-CaM克服GFP转基因沉默185

图4.41 本珊烟草从TRV-GFP侵染中康复186

图4.42 康复与交叉保护作用的关系：PVX重组病毒挑战接种试验187

图4.43 TRV-GFP的康复与瞬间表达基因的PTGS188

图4.44 PVX诱导的交叉保护作用189

五、基因沉默与DNA的甲基化190

图4.46 烟草花叶病毒（TMV）病的症状和病毒RNA在植物体内的积累190

图4.45 烟草RdRP基因mRNA在野生型和转基因植物中的积累190

表4.5 利用限制性内切核酸酶检测DNA的甲基化194

第五章 基因的功能分析196

图5.1 分子遗传学的研究方向197

第一节 遗传图谱与连锁分析197

一、遗传图谱与物理图谱197

图5.2 拟南芥第一染色体图谱199

二、拟南芥的基因组图谱199

图5.3 拟南芥的基因组序列图谱局部放大图200

图5.4 拟南芥的遗传图谱局部放大图200

三、分子标记技术201

图5.5 检测限制性片段长度多态性的主要步骤202

图5.6 AFLP试验的主要成分203

图5.7 简单序列长度多态性及其检测方法204

表5.1 拟南芥Col-0和Ler生态型间的22个SSLP标记205

图5.8 酶切位点扩增多态性（CAPs）及其检测方法206

四、利用分子标记进行基因定位206

图5.9 近等基因系的建立207

图5.10 群分法分析拟南芥幼苗的突变209

第二节 基于作图的基因克隆209

一、根据作图从拟南芥中克隆基因210

二、青椒细菌性斑点病抗病基因Bs2的克隆211

图5.11 根据图谱克隆青椒细菌斑点病抗病基因Bs2213

三、克隆控制番茄糖度的QTL213

图5.12 数量性状位点（QTL）Brix9-2-5的精细作图215

图5.13 Brix9-2-5的精确位置216

图5.14 IL9-2-5在有限开花番茄背景下的高精度数量性状位点图谱217

四、定位及克隆控制番茄果实重量的QTL218

图5.15 fw2.2在番茄第二染色体上的高精度遗传图谱和物理图谱219

图5.16 番茄第二染色体fw2.2区域重组植物基因型图示220

图5.17 fw2.2的定位与克隆220

第三节 基因的突变分析221

一、化学诱变及目的基因突变植物的筛选222

二、转座子及转座子突变系统223

图5.18 TILLING：瞄准基因组中诱导的局部突变223

图5.19 玉米Ac转座子的结构及表达225

图5.20 细菌插入序列的转座模型226

图5.21 利用转座子诱导基因的插入突变227

四、加强子陷阱、启动子陷阱和基因陷阱228

三、T-DNA及T-DNA突变系统228

五、激活标签突变229

六、根据基因标签克隆基因229

图5.22 质粒拯救法鉴定T-DNA插入的基因230

图5.23 TAIL-PCR的原理和程序231

第四节 基因的表达分析231

一、基因的超量表达232

二、基因的抑制表达233

三、通过基因的表达研究基因功能233

图5.24 ACS基因在番茄中的表达236

图5.25 乙烯诱导ACS基因在番茄中的表达237

图5.26 ACS基因在成熟Nr突变型番茄中的表达238

图5.27 ACS基因在番茄乙烯合成过程中的表达调控模型239

一、蛋白质的结构分析与同源分析240

第五节 蛋白质的序列分析240

二、蛋白质的信息资源241

三、蛋白质序列分析举例243

图5.28 BLAST分析CAF的同源蛋白结果的图像显示244

表5.2 InterPro分析CAF序列的结果246

图5.29 用CAF蛋白序列在CDD数据库检索的结果246

表5.3 CAF蛋白序列在PANAL数据库的分析结果247

一、植物病理学基础248

第六节 植物的抗病性与抗病基因248

图5.30 决定植物病害发生的三个因素249

图5.31 基因对基因理论的遗传学模型250

二、抗病基因的结构与功能250

表5.4 已知基因序列的植物抗病基因及其结构特征251

图5.33 富含亮氨酸重复序列（LRR）的高级结构255

图5.32 植物R蛋白与动物参与内部免疫反应的蛋白质的结构比较255

图5.34 番茄R蛋白Cf-4和Cf-9的结构比较256

图5.35 SNARE蛋白复合体是由4个a螺旋组成的复式螺旋257

表5.5 拟南芥基因组中与R蛋白结构域同源的基因数量258

三、病原菌无毒力蛋白质及其与R蛋白的相互作用259

表5.6 AvrBs3和AvrRxv/YopJ蛋白家族成员的核心序列260

表5.7 AvrBs3诱导的超敏反应需要细胞核定位信号261

图5.36 鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）丙型分泌系统示意图262

四、Pto介导的植物抗病机理研究263

表5.8 AvrPto与Pto的结合能力及其和抗病反应的关系264

图5.37 利用计算机程序比较Pti和同源蛋白质序列266

表5.9 启动子中有PR盒序列的植物防御基因267

图5.38 Pto-avrPto相互作用诱导的PR基因表达268

图5.39 AvrPto诱导的植物抗病反应途径268

表5.10 AvrPto诱导的番茄基因表达269

图5.40 Pto的活化区域270

图5.41 AvrPto激活Pto的模型271

图5.42 Pto自我磷酸化位点的突变对超敏反应的影响272

表5.11 通过分析与Pto同源的蛋白激酶氨基酸序列判断Pto自我磷酸化位点272

图5.43 Pto自我磷酸化位点的突变株在酵母二元杂交系统中与AvrPto、Ptil和Pti4的相互作用273

图5.44 AvrPto-Pto与超敏反应信号转导途径模型274

五、植物抗病反应的信号转导274

表5.12 病原菌和参与抗病反应的信号对拟南芥基因表达的影响278

图5.45 植物抗病途径及其相互作用279

表5.13 一些参与抗病途径基因的特性280

表5.14 病程蛋白的分类283

第六章 植物细胞的信号转导285

第一节 信号及信号转导的本质286

一、植物细胞感受的信号286

图6.1 几种植物内源信号分子的结构式287

二、信号受体蛋白288

图6.2 具有富含亮氨酸重复序列（LRR）的类似受体蛋白激酶（RLK）和类似受体蛋白质（RLP）290

图6.3 根瘤菌合成的根瘤因子的一般化学结构291

图6.4 植物根瘤因子受体蛋白的结构292

图6.5 三类组氨酸蛋白激酶受体的结构293

三、次级信使293

图6.7 钙调蛋白的构型变化295

图6.6 果蝇钙调蛋白与钙离子结合的三维结构295

图6.9 拟南芥双孔通道蛋白TPCl的拓扑结构模型297

图6.8 依赖于钙调蛋白的蛋白激酶和依赖于钙离子的蛋白激酶结构比较297

图6.10 cAMP（adenosine 3′,5′-cyclic monophosphate）的分子结构式299

图6.11 巯基氧化氮谷胱甘肽（S-nitrosoglutathione）分子结构式302

四、信号转换的中介：G蛋白303

图6.12 异源三体G蛋白与GDP结合时的高级结构303

五、MAPK级联反应308

图6.13 植物信号转导途径中的MAPK级联反应309

表6.1 信号途径中的部分转录因子及反应基因310

六、转录因子及信号反应基因310

七、信号转导途径的调控311

八、植物细胞完整信号转导途径举例312

图6.14 被flg22激活的早期防卫基因314

图6.15 信号在植物中的转导途径316

一、生长激素信号途径317

第二节 植物激素信号的转导317

二、细胞激动素与二元信号系统318

图6.16 二元信号系统的组成321

三、赤霉素与种子中淀粉水解及植物株高323

图6.17 由组氨酸蛋白激酶介导的细胞激动素信号转导途径323

图6.18 具有生物活性的赤霉素分子结构式324

图6.19 转录因子GRAS家族的基本结构326

图6.20 赤霉素在禾谷类种子糊粉层细胞中的信号转导途径328

四、脱落酸与气孔关闭330

图6.21 脱落酸生物合成途径及其调控331

图6.22 环腺苷二磷酸核糖（a）和S1P（b）的分子结构式334

图6.23 脱落酸信号控制的植物气孔关闭途径335

五、乙烯信号途径337

六、芸苔素类固醇信号的受体337

图6.24 XA21和BRIl嵌合基因及其生物反应338

第三节 植物外源信号转导途径340

一、光信号的转导340

图6.26 趋光素LOV结构域与黄素单核苷酸结合结构342

图6.25 植物细胞中三种光信号受体蛋白的结构342

图6.27 拟南芥光信号转导途径简化图345

二、非生物胁迫信号的转导345

图6.28 植物光敏素的一级结构和光化学性质346

第四节 异源三体G蛋白与植物激素信号转导352

一、G蛋白与脱落酸352

二、G蛋白与生长激素353

表6.2 AGBl和GPAl相互作用假说356

图6.29 G蛋白基因与生长激素在根细胞分裂过程中的相互作用模型357

三、G蛋白与赤霉素358

图6.30 水稻Ga基因RGAl的染色体定位、在矮化突变株中的表达以及表现型359

图6.31 5个水稻矮化突变株与其亲本的RGAl基因序列比较360

图6.32 转化互补试验361

图6.33 野生型和dl突变型水稻对赤霉素（GA）信号的反应362

第七章 植物的细胞分化和器官发育363

第一节 细胞分化的分子机理364

一、顶端分生组织中的CLV基因系统365

图7.1 分生组织的结构和干细胞数量的调控367

二、拟南芥根细胞的分化与SHR/SCR基因系统368

图7.2 拟南芥根尖纵切照片368

图7.3 SHR在发育的根部细胞间运动产生位置信号的模型371

三、表皮毛的分化371

图7.4 拟南芥叶毛的发育阶段及突变类型372

图7.5 ttg突变株基因分析373

一、表皮毛的格局建立375

第二节 格局建立的分子机理375

图7.6 控制拟南芥表皮毛分化的基因377

图7.7 控制拟南芥叶毛分布的遗传学模型377

表7.1 参与植物表皮毛起始的基因及其功能378

二、叶片的格局建立380

表7.2 金鱼草野生型和cin突变型叶片形态参数的比较384

图7.8 表面曲度与均匀生长384

三、分枝与顶端优势385

一、从花序分生组织到花器官的形成：概述387

第三节 从营养生长向生殖生长的转化及花器官的发育387

表7.3 拟南芥中与开花有关的基因举例388

图7.9 拟南芥花器官的结构388

二、影响植物从营养生长到生殖生长转变的信号途径390

图7.10 拟南芥影响开花的光周期反应途径392

图7.11 影响开花的途径及其相互作用396

表7.4 花器官发育的第一代ABC模型397

三、花器官发育的ABC模型及其修正397

图7.12 花器官发育的“经典ABC模型”399

图7.13 花器官发育的“四聚体模型”401

第四节 植物的胚胎发生401

一、胚胎发生的一般过程401

二、植物胚胎发育的分子机理403

图7.14 mea、fis2和fie突变株的种子被反义METl花粉挽救408

图7.15 PIN1在胚胎发育早期的定位409

图7.16 Brefeldin A的分子结构式410

三、自交不亲和现象411

图7.17 芸苔属S8单倍型SI的基因在染色体上的相对位置和蛋白质结构412

表7.5 自交不亲和系的重组SCR蛋白处理柱头阻止其他花粉的萌发413

一、果实的发育成熟过程414

第五节 植物果实的发育414

二、番茄及其他肉质果实的后熟机制415

表7.6 在番茄后熟过程中受乙烯影响表达的部分基因417

图7.18 番茄果实后熟过程中乙烯信号转导的可能途径417

三、控制拟南芥的长角果开裂的分子机制418

图7.19 拟南芥果实的结构419

第八章 植物生物技术421

第一节 植物的遗传转化及瞬间表达技术422

一、细胞核基因组的转化：农杆菌介导的植物遗传转化方法422

二、叶绿体基因组的转化427

三、无标记基因遗传转化和标记基因的剔除429

图8.1 番茄叶绿体基因组转化载体的构建429

四、植物病毒载体法432

图8.2 马铃薯Y病毒科烟草蚀刻病毒（TEV）基因组的表达方式433

图8.3 烟草花叶病毒（TMV）基因组的表达方式433

图8.4 核糖体内部进入位点（IRES）在植物蛋白载体中的应用434

表8.1 植物病毒载体举例435

第二节 分子育种：植物生物技术在种植业中的应用436

表8.2 美国FDA公布的被批准的转基因作物品种名录（截至2002年10月）437

一、抗虫植物440

图8.5 Bt内毒素蛋白和结晶的结构442

二、抗病植物444

图8.6 表达菌原体细胞膜蛋白抗体的烟草植物抵抗菌原体447

图8.7 防御素的高级结构448

三、抗除草剂植物449

四、改善植物的农艺性状450

图8.8 植物类黄酮生物合成途径的关键酶452

图8.9 黄金水稻中维生素A前体β胡萝卜素的生物合成途径453

五、改善植物的营养品质453

六、提高植物的抗逆性455

图8.10 能够改善植物细胞渗透压的分子456

图8.11 利用逆境可诱导启动子控制逆境转录因子转基因导致植物抗逆458

一、植物生物反应器458

第三节 分子农业：植物生物技术在医药业中的应用458

表8.3 常用转基因植物作为生物反应器的比较461

二、利用植物生产医用和药用蛋白462

表8.4 在植物中表达的人类蛋白基因及其表达水平463

图8.12 t-PA转基因烟草的RNA杂交实验464

图8.13 免疫球蛋白IgG的结构示意图465

表8.5 治疗和诊断用植物抗体466

三、利用植物生产口服疫苗467

四、利用植物生产可降解塑料469

图8.14 霍乱毒素B亚基的五聚体结构469

五、利用植物生产功能性化学物质470

图8.15 多聚β-羟基丁酸（PHB）的分子结构式470

图8.16 异黄酮genistein的分子结构式471

表8.6 重要工业和饲料业用酶的基因举例472

一、分子添加剂业的内容和特点472

第四节 分子添加剂业472

二、淀粉酶的利用474

图8.17 支链淀粉（amylopectin）的局部结构475

三、纤维素酶476

图8.18 纤维素是葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接而组成的多聚体477

图8.19 阿拉伯木聚糖（arabinoxylan）478

四、半纤维素酶478

图8.20 β－葡聚糖是由β-1,3－和β-1,4－糖苷键连接的吡喃型葡萄糖组成的线性多聚体479

图8.21 植酸（肌醇六磷酸）的分子结构式480

五、植酸酶的用途480

第五节 植物治理481

一、植物治理的概念和内容481

二、金属硫蛋白和植物螯合素482

图8.22 植物螯合素（PC）的生物合成及其与金属结合484

三、细胞色素P450484

四、利用细菌基因进行植物治理485

图8.23 苯脲类除草剂之一绿麦隆的分子结构式485

第六节 植物生物技术的社会问题488

图8.24 儿茶酚双氧酶裂解儿茶酚的不同途径488

一、转基因生物的安全性问题489

二、美国生物技术产品的管理机构及其政策492

三、知识产权问题494

表8.7 用于研制“黄金水稻”的转化载体之一pBin19h的知识产权问题497

第九章 植物学和分子生物学词汇498

第一节 细胞学与植物学498

一、细胞的结构498

二、细胞的分裂500

三、植物的结构500

第二节 遗传学502

第三节 生物化学505

一、碳水化合物505

图9.1 糖酵解途径506

二、脂肪506

图9.2 核酸中5种碱基的分子结构式507

三、核酸507

四、蛋白质508

表9.1 碱基、核苷、核苷酸的英文508

表9.2 氨基酸资料简表508

一、基因513

第四节 分子生物学513

二、克隆517

三、载体518

四、分子生物学工具酶519

五、分子杂交522

六、引物及其应用523

七、电泳524

八、基因组学525

图9.3 常用电泳介质分子结构图525

九、生物技术527

附录1：人类基因组计划的缘起529

附录2：商业科学家文特尔531

附图1.1 J.C．文特尔531

附录3：分子生物学经典论文选目及简明注释534