第一章 绪论 1
第一节 生物工程的概念和内容 1
一、生物工程的概念 1
二、生物工程概念的演变 2
第二节 生物工程的组成学科 2
一、基因工程 2
二、细胞工程 3
三、发酵工程 3
四、酶工程 4
五、蛋白质工程 5
第三节 生物工程的发展历史和趋势 5
第四节 我国生物工程的现状 7
第二章 生物工程一般技术 8
第一节 细胞培养无菌操作与常用设备 9
一、细胞培养无菌操作 9
二、细胞培养常用器材及灭菌方法 9
三、细胞培养及无菌操作需要的设备 11
第二节 培养基及其配制 14
一、培养基的成分及其作用 14
二、培养基的类型 16
三、培养基的配制 18
第三节 细胞的大规模培养与常用设备 22
一、植物细胞的大规模培养与常用设备 22
二、动物细胞的大规模培养与常用设备 25
三、微生物的大规模培养与常用设备 28
第三章 基因工程 33
第一节 遗传物质基础的概述 33
一、基因工程研究的理论基础 34
二、基因工程操作的基本技术路线 34
三、DNA的结构和特性 34
四、RNA的结构与功能 37
五、DNA和RNA的分离 40
第二节 基因表达的调控 43
一、原核生物基因表达的调控 44
二、真核生物基因表达的调控 50
三、生物中心法则 54
第三节 基因工程技术中常用工具酶 55
一、限制性核酸内切酶 55
二、DNA连接酶 57
三、DNA修饰酶 58
第四节 载体和宿主细胞 59
一、质粒载体 60
二、噬菌体载体 61
三、其他病毒载体及大容量载体 62
四、宿主细胞类型 63
第五节 目的基因克隆策略 64
一、获得目的基因的途径 64
二、有功能启动子的分离和构建 67
第六节 聚合酶链式反应 69
一、PCR的基本特征 69
二、PCR引物的设计 71
三、PCR反应中使用的DNA聚合酶 71
四、改进的PCR技术 73
五、PCR产物的加工 73
六、PCR技术的应用 73
第七节 重组子的鉴定和分析 75
一、根据载体选择标记基因筛选转化子 75
二、根据重组DNA分子鉴定重组子 76
三、应用DNA芯片鉴定重组子 77
四、根据目的基因转录产物（mRNA）鉴定重组子 78
五、根据目的基因翻译产物鉴定重组子 79
第八节 基因表达体系 79
一、原核基因和真核基因表达调控机制 79
二、原核表达体系 80
三、酵母表达体系 80
四、高等生物细胞表达体系 81
第九节 转基因动物 81
一、转基因鼠的研究方法 82
二、人类疾病的转基因动物模型 85
三、基因敲除与基因治疗 86
四、其他转基因动物的研究方法 86
五、克隆动物 87
第四章 细胞工程 92
第一节 细胞工程基础 92
一、细胞生物学基础 92
二、细胞工程概述 96
第二节 植物细胞工程 99
一、植物细胞工程与药物生产 100
二、植物细胞的培养 101
三、次生代谢物的分离 108
四、原生质体融合与不对称体细胞杂交 110
第三节 动物细胞工程 113
一、常用动物组织细胞的培养 113
二、细胞的超低温保存技术 115
三、动物细胞融合和细胞重组 116
四、干细胞技术与组织工程 120
第五章 发酵工程 124
第一节 发酵工程概述 124
一、发酵工程的概念及内容 124
二、发酵工程发展简史 125
三、发酵工程的发展趋势 128
四、我国发酵工程的应用与发展 128
第二节 发酵菌种及发酵工业上常见的微生物 130
一、发酵菌种 130
二、菌种制备与扩大培养 132
三、常见微生物的发酵类型 136
第三节 发酵工艺条件及主要控制参数 137
一、发酵基本技术及操作 137
二、发酵过程的代谢变化 144
三、影响发酵过程的主要参数及其控制 146
四、发酵终点的确定 149
第四节 发酵异常及其处理 150
一、种子异常及其处理 150
二、发酵过程异常及其处理 150
三、染菌及其处理 151
第五节 发酵经济学 154
一、概述 154
二、影响发酵成本的主要因素 154
第六章 酶工程 159
第一节 酶学基础 159
一、酶的组成与结构 159
二、酶的分类与命名 160
三、酶的性质 161
四、影响酶促反应的因素 162
第二节 酶制剂的来源 162
一、动植物组织中直接提取 162
二、微生物的发酵生产 162
三、动植物细胞培养产酶 163
四、基因工程酶 163
第三节 酶的分离与纯化 163
一、细胞制酶的一般流程 164
二、酶的分离与纯化方法 164
三、酶制剂的浓缩和干燥 166
第四节 酶分子的改造 166
一、酶分子修饰 167
二、酶的定制 168
第五节 酶和细胞的固定化 169
一、酶的固定化 169
二、细胞的固定化 170
第六节 酶反应器 171
一、概念 171
二、酶反应器的类型 171
第七节 酶在医药学方面的应用 172
一、酶在疾病诊断中的应用 172
二、酶在疾病治疗中的作用 173
三、酶在制药中的应用 174
第七章 生物工程在医药方面的应用 177
第一节 生物药物的历史和发展 177
第二节 生物药物的种类 178
第三节 生物制药新技术 179
第四节 基因工程 180
一、基因工程药物品种开发 180
二、改良菌种，产生新的微生物药物 180
三、建立新药筛选模型 180
四、改进药物生产工艺 180
五、人类基因组计划 181
六、基因诊断 183
七、基因治疗 183
第五节 细胞工程 184
一、单克隆抗体技术 184
二、植物细胞培养生产次生代谢产物 184
三、动物细胞培养 184
四、利用转基因动、植物生产蛋白质类药物 184
第六节 发酵工程 184
第七节 酶工程 185
第八章 基因工程与生物安全 186
第一节 转基因食品及转基因生物的安全性问题 187
第二节 人类基因的研究、应用及其安全性问题 189
第三节 克隆动物的安全性问题 190
第四节 其他转基因生物的安全性问题 191
实训实验 193
实训一 生物工程基础操作 193
实验一 动物细胞培养主要溶液的配制与灭菌 193
实训二 基因工程实训 195
实验二 外周血有核细胞基因组DNA的提取 195
实验三 DNA片段的回收与纯化 198
实验四 DNA的重组连接 198
实验五 大肠杆菌的转化及重组菌的筛选 200
实验六 重组质粒的抽提 201
实验七 限制性内切酶切割DNA 203
实验八 PCR反应及其产物检测 204
实训三 动物细胞工程实训 206
实验九 细胞复苏与培养 207
实验十 细胞计数与传代培养 208
实验十一 细胞冻存 209
实训四 发酵工程实训 210
实验十二 庆大霉素菌种的制备 210
实验十三 庆大霉素菌种的保存 212
实验十四 小型发酵罐应用和酵母菌发酵 213
实验十五 庆大霉素发酵操作 214
实训五 酶工程实训 216
实验十六 酵母细胞的固定化技术与活性观察 216
习题答案 218
教学大纲 220