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第一章 核酸的结构与功能，基因及基因工程的概念 1

第一节 核酸的结构与功能 1

一、核酸的化学组成 1

二、DNA的结构与功能 4

三、RNA的空间结构与功能 10

第二节 基因和基因工程的概念 18

一、基因的概念 19

二、基因组 28

三、基因工程的定义和研究内容 33

四、基因工程的发展史 34

五、基因工程的诞生 36

复习思考题 36

第二章 基因工程中常用的工具酶 38

第一节 限制性核酸内切酶与DNA分子的体外切割 38

一、限制性核酸内切酶的制备方法 38

二、限制性核酸内切酶分类和命名 39

三、Ⅱ型限制性核酸内切酶的基本特性 40

四、影响限制性核酸内切酶活性的因素 42

第二节 DNA连接酶和DNA分子的体外连接 43

一、DNA连接酶 44

二、DNA分子的体外连接 44

第三节 其他工具酶 48

一、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ（E.Coli DNA PolⅠ） 48

二、DNA聚合酶Ⅰ大片段（Klenow酶） 48

三、T4DNA聚合酶 49

四、逆转录酶 50

五、末端脱氧核苷酰转移酶 50

六、核酸酶S1 51

七、核酸酶BAL31 51

八、外切核酸酶Ⅲ 51

九、T4多聚核苷酸激酶 51

十、碱性磷酸酶 52

十一、甲基化酶 52

复习思考题 53

第三章 基因克隆载体 54

第一节 质粒载体 54

一、质粒的基本特性 55

二、质粒的分离纯化方法 58

三、质粒载体的选择 61

四、大肠杆菌质粒载体 62

五、多种功能的衍生质粒的组建 66

第二节 噬菌体载体 68

一、噬菌体的一般生物学特性 68

二、λ噬菌体载体 70

三、黏性质粒 77

四、单链DNA噬菌体载体 78

第三节 真核细胞的克隆载体 79

一、在酵母细胞中克隆基因常用的载体 80

二、植物基因克隆的载体——Ti质粒 81

三、动物细胞基因克隆的载体 84

复习思考题 88

第四章 目的基因的分离和克隆 89

第一节 目的基因的获得 89

一、基因的合成 90

二、建立基因组DNA文库 92

三、构建cDNA文库筛选目的基因 94

四、其他方法 98

第二节 获得目的基因方法的选择 99

一、根据获得目的基因的研究目的选择方法 99

二、根据目的基因本身特点选择方法 100

三、根据实验室设备条件选择方法 100

第三节 目的基因重组体的构建 101

一、质粒DNA的分离纯化 101

二、目的基因与载体的连接 101

复习思考题 104

第五章 重组DNA导入宿主细胞与转化子的筛选 105

第一节 重组DNA向宿主细胞的导入 105

一、转化（transformation） 105

二、通过接合作用传递质粒DNA 108

三、通过转染／转导作用传递遗传物质 108

第二节 转化子的筛选与鉴定 108

一、利用遗传标志的表型特征筛选 108

二、根据重组子的结构特征筛选 110

三、目的基因表达的鉴定 112

第三节 目的基因序列测定 112

一、目的基因序列测定的意义 112

二、目的基因测序方法 113

复习思考题 119

科研实例 119

一、人IL-24基因克隆、重组表达 119

二、人白细胞介素-17F基因克隆及在大肠杆菌中的表达 121

第六章 外源基因在大肠杆菌中的表达调控 124

第一节 基因表达的概述和基本条件 124

一、基因表达的基本概念 124

二、基因表达的基本条件 125

三、真核基因在原核细胞中表达及调控 125

第二节 在大肠杆菌中影响外源基因表达的因素 137

一、启动子结构对表达效率的影响 137

二、表达载体的选择 137

三、外源基因（cDNA）中密码子的选用 138

四、mRNA的一级结构与基因表达 138

五、mRNA的二级结构对翻译起始的影响 139

六、mRNA稳定性的影响 140

七、转录终止区对外源基因表达效率的影响 140

八、转录后的若干因素与基因表达的关系 140

九、宿主选择对表达的影响 140

十、培养条件的控制对表达效率的影响 141

复习思考题 141

科研实例 142

一、人IL-24基因与pET21（+）表达质粒的重组和在E.Coli中表达及其抗肿瘤作用 142

二、人白细胞介素-17F基因克隆及在大肠杆菌中的表达及其生物学活性 145

第七章 外源基因在真核细胞中表达及调控 150

第一节 真核生物基因表达的调控 150

一、真核生物基因表达的特点及优势 150

二、真核细胞表达及调控元件 151

第二节 哺乳动物细胞表达系统的选择标记基因 157

一、胸苷激酶基因选择标记 157

二、二氢叶酸还原酶基因选择标记 158

三、新霉素抗性基因选择标记 158

四、氯霉素乙酰转移酶基因选择标记 158

五、黄嘌呤-鸟嘌呤转移酶（XGPRT）基因 159

第三节 真核细胞表达系统的载体种类 159

一、载体的类型 159

二、几种常用的真核表达载体 161

复习思考题 164

科研实例 164

人IL-24基因与pcDNA 3.0真核表达质粒的构建和表达及其抑瘤效应 164

第八章 基因突变 171

第一节 基因突变的基本概念 171

第二节 基因突变的分类 172

一、点突变（point mutation） 172

二、碱基插入突变 172

三、碱基缺失突变 173

第三节 随机突变 174

一、限制性内切酶法 174

二、接头插入法 174

三、系列缺失法 175

四、核苷酸随机取代法 175

第四节 DNA的定位诱变及点突变技术 176

一、区域随机诱变 176

二、基因的点突变技术 176

三、点突变技术的应用 180

复习思考题 181

科研实例 182

一、腺病毒介导的（m→h）ING4对A549肺癌细胞体内外生长的抑制作用及机制 182

二、腺病毒介导的（m→h）ING-4对A549肺癌细胞体外生长的抑制作用及机制 185

三、polyA-promoter中的PacⅠ酶切位点突变 188

第九章 家蚕核多角体杆状病毒基因转移载体及其在家蚕细胞中对外源性基因的表达 190

一、引言 190

二、家蚕核多角体病毒（BmNPV）的特性 190

三、用家蚕建立的细胞系 192

四、家蚕核多角体病毒转移载体 194

五、重组的家蚕核多角体病毒的构建 198

复习思考题 203

第十章 基因工程技术与国民经济的关系及其应用 204

第一节 基因工程对农牧业发展的巨大影响 204

一、基因工程技术在农业上的应用 204

二、基因工程技术在畜牧渔业中的应用 205

第二节 基因工程技术在开发能源和解决污染中的应用 206

第三节 基因工程技术潜在的工业经济意义 207

第四节 基因工程药物的研究开发及其产业化 208

一、基因制药的研究开发现状 208

二、基因工程药物研究开发的程序 218

复习思考题 223

第十一章 基因工程疫苗的研究与开发 224

一、基因重组表达的抗原疫苗 224

二、核酸疫苗 226

三、基因重组疫苗的研究进展 228

复习思考题 230

第十二章 基因工程抗体与导向药物 231

一、抗体的基因结构和重排 231

二、基因工程抗体的构建和类型 234

三、基因工程抗体的表达 237

四、导向药物 238

五、基因工程抗体的导向生物治疗 238

复习思考题 240

第十三章 基因治疗 241

一、基因治疗的概念及遵循原则 241

二、基因治疗的程序 242

三、基因治疗的策略 245

四、基因治疗的临床应用 245

五、基因治疗的问题与前景 251

六、裂解型（HSV-Ⅰ）载体用于脑肿瘤的基因治疗 253

复习思考题 261

科研实例 262

一、hIL-24基因与腺病毒载体的构建与鉴定 262

二、Ad-hIL-24对肝癌的细胞及其移植瘤的体内外的抑瘤效应及机制 265

三、腺病毒介导的PTEN对A549肺癌细胞体内外生长的影响 272

第十四章 转基因动物和动物克隆 277

一、转基因动物 278

二、转基因的“动物药厂” 279

三、抗感染动物 281

四、转基因动物技术路线中的转基因胚胎干细胞 282

五、基因敲除的小鼠模型 282

六、克隆羊和动物克隆 283

复习思考题 286

“医用基因工程”（专业课）总复习练习题 287

附录 292

附录1氨基酸与遗传密码子 292

附录2核酸、蛋白质换算数据 294

附录3大肠杆菌常用基因类型 296

附录4常用限制性核酸内切酶及酶切位点 298

参考文献 300