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目录 1

第一章　基因和基因组及基因工程的概念 1

第一节 基因的概念 1

一、基因与“遗传因子” 1

二、基因与染色体 2

三、基因与蛋白质 2

四、基因与DNA 2

五、基因密码的破译 3

六、基因的概念 3

七、基因的新概念 4

第二节 基因组 10

一、病毒基因组 11

二、细菌基因组（大肠杆菌E.Coli） 11

三、真核生物基因组 13

第三节 基因工程的定义和研究内容 16

第四节 基因工程的发展史 17

一、四大里程碑 17

二、三大技术发明 18

三、基因工程的诞生 18

一、寄主控制的限制与修饰作用 20

第二章　基因工程中常用的工具酶 20

第一节 限制性核酸内切酶与DNA分子的体外切割 20

二、限制性核酸内切酶的制备方法 22

三、限制性核酸内切酶分类和命名 22

四、Ⅱ型限制性核酸内切酶的基本特性 23

五、影响限制性核酸内切酶活性的因素 25

第二节　DNA连接酶和DNA分子的体外连接 27

一、DNA连接酶 27

二、DNA分子的体外连接 28

一、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ（E.Coli DNA Pol Ⅰ） 31

第三节 其他工具酶 31

二、DNA聚合酶Ⅰ大片段（Klenow酶） 32

三、T4DNA聚合酶 33

四、逆转录酶 33

五、末端脱氧核苷酰转移酶 34

六、核酸酶S1 34

七、核酸酶BAL31 34

八、外切核酸酶Ⅲ 34

十、碱性磷酸酶 35

十一、甲基化酶 35

九、T4多聚核苷酸激酶 35

第三章 基因克隆载体 37

第一节 质粒载体 37

一、质粒的基本特性 37

二、质粒的分离纯化方法 41

三、质粒载体的选择 43

四、大肠杆菌质粒载体 45

五、多种功能的衍生质粒的组建 48

一、噬菌体的一般生物学特性 51

第二节 噬菌体载体 51

二、λ噬菌体载体 53

三、粘性质粒 60

四、单链DNA噬菌体载体 61

第三节 真核细胞的克隆载体 62

一、在酵母细胞中克隆基因常用的载体 62

二、植物基因克隆的载体——Ti质粒 64

三、动物细胞基因克隆的载体 67

第四章 目的基因的分离和克隆 72

第一节 目的基因的获得 72

一、基因的合成 73

二、建立基因组DNA文库 75

三、构建cDNA文库筛选目的基因 77

四、其他方法 81

第二节 获得目的基因方法的选择 82

一、根据获得目的基因的研究目的选择方法 83

二、根据目的基因本身特点选择方法 83

三、根据实验室设备条件选择方法 83

第三节 目的基因重组体的构建 84

一、质粒DNA的分离纯化 84

二、目的基因与载体的连接 85

一、转化 88

第一节 重组DNA向宿主细胞的导入 88

第五章 重组DNA导入宿主细胞与转化子的筛选 88

二、通过接合作用传递质粒DNA 90

三、通过转染／转导作用传递遗传物质 90

第二节 转化子的筛选与鉴定 91

一、利用遗传标志的表型特征筛选 91

二、根据重组子的结构特征筛选 92

第三节 目的基因序列测定 94

一、目的基因序列测定的意义 94

二、目的基因测序方法 95

二、基因表达的基本条件 102

一、基因表达的基本概念 102

第六章　外源基因在大肠杆菌中的表达调控 102

第一节 基因表达的概述和基本条件 102

三、真核基因在原核细胞中表达及调控 103

第二节 在大肠杆菌中影响外源基因表达的因素 115

一、启动子结构对表达效率的影响 115

二、表达载体的选择 115

三、外源基因（cDNA）中密码子的作用 115

四、mRNA的一级结构与基因表达 116

五、mRNA的二级结构对翻译起始的影响 117

六、mRNA稳定性的影响 117

九、宿主选择对表达的影响 118

七、转录终止区对外源基因表达效率的影响 118

八、转录后的若干因素与基因表达的关系 118

十、培养条件的控制对表达效率的影响 119

第七章　外源基因在真核细胞中表达及调控 120

第一节 真核生物基因表达的调控 120

一、真核生物基因表达的特点及优势 120

二、真核细胞表达及调控元件 121

第二节 哺乳动物细胞表达系统的选择标记基因 127

一、胸苷激酶基因选择标记 127

二、二氢叶酸还原酶基因选择标记 127

五、黄嘌呤-鸟嘌呤转移酶（XGPRT）基因 128

三、新霉素抗性基因选择标记 128

四、氯霉素乙酰转移酶基因选择标记 128

第三节 真核细胞表达系统的载体种类 129

一、载体的类型 129

二、几种常用的真核表达载体 130

第八章　基因突变 135

第一节 基因突变的基本概念 135

第二节 基因突变的分类 135

二、碱基插入突变 136

三、碱基缺失突变 136

一、点突变 136

第三节 随机突变 137

一、限制性内切酶法 138

二、接头插入法 138

三、系列缺失法 138

四、核苷酸随机取代法 139

第四节 DNA的定位诱变及点突变技术 139

一、区域随机诱变 140

二、基因的点突变技术 140

三、点突变技术的应用 144

一、基因工程技术在农业上的应用 146

第九章　基因工程技术与国民经济的关系及其应用 146

第一节 基因工程对农牧业发展的巨大影响 146

二、基因工程技术在畜牧渔业中的应用 147

第二节 基因工程技术在开发能源和解决污染中的应用 148

第三节 基因工程技术潜在的工业经济意义 149

第四节 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 149

一、引言 149

二、家蚕核多角体病毒（BmVPV）的特性 150

三、用家蚕建立的细胞系 151

四、家蚕核多角体病毒转移载体 154

五、重组的家蚕核多角体病毒的构建 159

第十章　基因工程药物的研究开发及其产业化 164

一、基因制药的研究开发状况 164

二、基因工程药物研究开发的程序 170

第十一章　基因工程疫苗的研究与开发 177

一、基因重组表达的抗原疫苗 177

二、核酸疫苗 179

第十二章　基因工程抗体与导向药物 182

一、抗体的基因结构和重排 182

二、基因工程抗体的构建和类型 184

四、导向药物 188

三、基因工程抗体的表达 188

五、基因工程抗体的导向生物治疗 189

第十三章　基因治疗 190

一、基因治疗的概念及遵循原则 190

二、基因治疗的程序 190

三、基因治疗的策略 193

四、基因治疗的临床应用 194

五、基因治疗的问题与前景 200

六、裂解型（HSV-Ⅰ）载体用于脑肿瘤的基因治疗 202

第十四章　转基因动物和动物克隆 211

一、转基因动物 212

二、转基因的“动物药厂” 213

三、抗感染动物 215

四、转基因动物技术路线中的转基因胚胎干细胞 215

五、基因敲除的小鼠模型 216

六、克隆羊和动物克隆 217

附录 220

附录1　氨基酸与遗传密码子 220

附录2　核酸、蛋白质换算数据 222

附录3　大肠杆菌常用基因类型 224

参考文献 227