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目录1

绪论1

0.1 基因工程的诞生及其发展史2

0.1.1 基因工程产生的基础2

0.1.2 基因工程的诞生3

0.1.3 基因工程的快速发展4

0.2 基因工程的研究内容及其应用5

0.2.1 基因工程的研究内容5

0.2.2 基因工程的应用6

0.3 基因工程的安全性10

0.3.1 基因工程早期的安全性争论10

0.3.2 基因工程的安全性问题11

0.3.3 基因工程技术应用的安全管理12

思考题13

推荐参考书13

附 基因工程安全管理办法14

第1章 基因工程的基础知识与基本技术17

1.1 基因工程的基础知识17

1.1.1 基因的结构特点17

1.1.2 从DNA到蛋白质21

1.1.3 基因研究进展27

1.2 基因工程的基本技术29

1.2.1 电泳技术29

1.2.2 PCR技术31

1.2.3 分子杂交33

1.2.4 DNA序列分析36

1.2.5 基因突变技术37

思考题40

推荐参考书40

第2章 基因操作的工具酶41

2.1 限制性核酸内切酶41

2.1.1 寄主控制的限制与修饰作用42

2.1.2 限制性核酸内切酶的分类与命名43

2.1.3 Ⅱ型限制酶的特性与DNA的切割45

2.1.4 影响限制性核酸内切酶活性的因素49

2.2.2 连接酶对DNA分子的连接作用50

2.2 DNA连接酶类50

2.2.1 DNA连接酶50

2.2.3 影响连接反应的因素52

2.3 DNA聚合酶类52

2.3.1 大肠埃细菌DNA聚合酶Ⅰ52

2.3.2 Klenow聚合酶53

2.3.3 T4DNA聚合酶54

2.3.4 T7DNA聚合酶54

2.3.5 Taq DNA聚合酶54

2.3.6 逆转录酶55

2.4 修饰酶类55

2.4.2 碱性磷酸酶56

2.4.1 S1核酸酶56

2.4.3 T4多核苷酸激酶57

2.4.4 末端脱氧核苷酸转移酶57

思考题58

推荐参考书58

第3章 基因克隆的载体59

3.1 质粒载体60

3.1.1 质粒的生物学特性60

3.1.2 理想质粒载体构建的基本原理和方法63

3.1.3 大肠埃细菌的几种克隆载体的构建69

3.2.1 噬菌体的生物学特性77

3.2 噬菌体载体77

3.2.2 λ噬菌体载体的构建78

3.2.3 λ噬菌体载体的类型82

3.3 柯斯质粒载体85

3.3.1 柯斯质粒载体的组成85

3.3.2 柯斯质粒载体的特性85

3.3.3 使用柯斯质粒克隆载体的基本程序86

3.4 单链DNA噬菌体（M13噬菌体）克隆载体87

3.4.1 M13噬菌体的生物学特性87

3.4.2 构建M13噬菌体克隆载体的策略和途径88

3.4.3 M13克隆载体的应用89

3.5.2 pUC118和pUC119噬菌粒载体90

3.5.1 噬菌粒载体的概念90

3.5 噬菌粒载体90

3.6 人工染色体克隆载体94

3.6.1 人工染色体克隆载体的含义和特点94

3.6.2 酵母人工染色体克隆载体的构建94

3.6.3 细菌人工染色体的构建95

3.6.4 哺乳动物人工染色体96

3.6.5 人工染色体克隆载体的应用97

思考题98

推荐参考书98

4.1 基因克隆方案99

4.1.1 含目的基因的DNA片段获得99

第4章 DNA分子克隆99

4.1.2 载体与目的DNA片段的体外重组100

4.1.3 重组DNA分子导入宿主细胞100

4.1.4 重组子的筛选100

4.2 重组体的构建102

4.2.1 黏末端连接102

4.2.2 平末端连接103

4.2.3 修饰黏末端连接104

4.2.4 连接条件的优化108

4.2.5 重组体构建的修饰108

4.3 重组体导入宿主细胞109

4.3.1 重组DNA分子的转化或转染109

4.3.2 重组体的体外包装及λ噬菌体的转导110

4.3.3 直接转化技术111

4.4 重组体克隆的筛选与鉴定112

4.4.1 表型特征筛选（遗传检测法）113

4.4.2 菌落（噬菌斑）原位杂交筛选120

4.4.3 免疫学方法筛选124

4.4.4 结构分析筛选127

4.4.5 转译筛选129

思考题131

推荐参考书131

5.1.1 亚磷酸三酯法132

5.1 化学合成法获得目的基因132

第5章 目的基因的获取132

5.1.2 基因的组装133

5.2 PCR技术获取目的基因134

5.2.1 反转录PCR134

5.2.2 依据基因部分序列信息获得基因全长序列136

5.3 筛选基因文库获取目的基因139

5.3.1 基因文库的构建139

5.3.2 cDNA文库的构建141

5.3.3 筛选基因文库获取目的基因143

5.4.1 转座子标签法的基本原理144

5.4.2 转座子标签法的应用144

5.4 转座子标签法获得目的基因144

5.5 图位克隆获得目的基因145

5.5.1 染色体步移146

5.5.2 染色体登陆146

5.6 mRNA差别显示技术获得差异表达的基因147

5.6.1 mRNA差别显示技术原理147

5.6.2 mRNA差别显示技术的应用分析147

5.7 酵母双杂交系统分离目的基因147

5.7.1 酵母双杂交技术的基本原理147

5.7.2 酵母双杂交系统的组成成分149

5.8.1 利用EST数据库发现新基因150

5.8.2 通过蛋白家族的保守性分离目的基因150

5.8 生物信息技术分离和鉴定目的基因150

5.7.3 酵母双杂交技术的实验程序150

5.9 获取目的基因方法的选择策略151

思考题152

推荐参考书152

第6章 克隆基因的表达153

6.1 克隆基因表达的基本规律154

6.1.1 克隆基因表达的过程154

6.1.2 克隆基因表达的调控元件156

6.2 克隆基因的表达系统161

6.2.1 大肠埃细菌表达系统161

6.2.2 酵母表达系统165

6.3.1 影响克隆基因表达的因素169

6.3 克隆基因高效表达的策略169

6.3.2 大肠埃细菌高效表达外源基因的策略171

6.3.3 克隆基因表达产物的利用174

思考题176

推荐参考书177

第7章 基因工程相关技术178

7.1 基因信息分析技术178

7.1.1 核酸序列的检索178

7.1.2 核酸序列的基本分析180

7.1.3 基因的电子表达谱分析183

7.1.4 核酸序列的电子基因定位分析185

7.1.5 基于核酸序列比对分析的功能预测186

7.1.6 cDNA序列的开放读码框分析188

7.1.7 引物设计188

7.2 基因芯片技术190

7.2.1 基因芯片的技术原理191

7.2.2 基因芯片的制备191

7.2.3 靶序列的标记和杂交195

7.2.4 基因芯片的应用196

思考题198

推荐参考书198

第8章 转基因生物技术简介199

8.1.1 植物基因转化系统200

8.1 转基因植物技术200

8.1.2 转基因植物的筛选与检测204

8.1.3 植物基因工程表达载体的改进和优化205

8.1.4 植物基因工程应用206

8.2 转基因动物技术210

8.2.1 培育转基因动物的基本操作过程210

8.2.2 外源基因导入动物细胞的方法211

8.2.3 转基因动物的研究成果及应用217

8.3 杆状病毒与昆虫细胞表达系统224

8.3.1 杆状病毒的分子生物学特性224

8.3.2 杆状病毒表达系统的优点226

8.3.3 杆状病毒载体226

8.3.5 利用虫体生产重组蛋白229

8.3.4 昆虫培养细胞表达系统在外源蛋白生产上的应用229

8.4 蓝藻基因工程230

8.4.1 蓝藻基因工程的概况230

8.4.2 蓝藻基因工程的载体构建231

8.4.3 蓝藻遗传转化233

8.4.4 用作外源基因表达的宿主蓝藻233

8.4.5 基因筛选与检测234

8.4.6 蓝藻基因工程的应用234

思考题235

推荐参考书235

参考文献236

英文专业名词索引237