绪论 1
一、生物技术的基本概念 1
二、从传统技术到高技术的历史背景 2
三、生物技术的发展趋势与前景 4
四、我国关于加速生物技术研究与开发的方略 8
第一章 基因工程的理论基础 11
第一节 DNA的结构以及基因的结构与组合 11
一、DNA的一级结构 11
二、DNA的二级结构 19
三、染色体——DNA的高级结构 20
第二节 DNA复制 21
一、DNA复制机制 22
二、DNA的复制过程 26
第三节 RNA的生物合成及转录水平的调控 32
一、转录机制 32
二、mRNA的转录与加工 36
第四节 遗传密码 41
第五节 蛋白质的生物合成及翻译的调控 45
一、核糖体的结构和装配 45
二、原核生物蛋白质生物合成机制 46
三、真核生物蛋白质的生物合成 50
四、蛋白质翻译后的修饰 51
五、蛋白质翻译过程中的调控 51
第二章 基因工程的技术基础 53
第一节 凝胶电泳技术 53
一、凝胶电泳的基本原理 53
二、琼脂糖凝胶电泳 53
三、聚丙烯酰胺凝胶电泳 59
第二节 核酸分子杂交技术 62
一、放射性同位素标记的DNA探针的制备 62
二、待测核酸的处理 64
三、杂交及杂交后漂洗 64
四、自显影 65
第三节 细菌转化 70
第四节 DNA核苷酸序列分析技术 71
一、Sanger双脱氧链终止法 71
二、Maxam-Gilbert DNA化学降解法 72
第五节 PCR扩增技术 73
一、基本原理 73
二、PCR的设计和参数 73
三、PCR技术的应用 79
第三章 基因工程的酶学基础 80
第一节 限制性核酸内切酶和DNA分子的体外切割 80
一、Ⅱ类限制性内切酶的基本特点 80
二、限制性内切酶的来源及命名 86
三、影响限制性内切酶活性的因素 86
四、限制性内切酶酶切图谱分析 86
第二节 DNA连接酶与DNA分子的体外连接 87
一、DNA连接酶 87
二、DNA的连接方法 88
第三节 DNA聚合酶及其在基因工程中的应用 88
一、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ（全酶） 89
二、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ大片段（Klenow片段） 90
三、T4噬菌体DNA聚合酶 91
四、T7噬菌体DNA聚合酶 91
五、经修饰的T7噬菌体DNA聚合酶（测序酶） 92
六、Taq DNA聚合酶及Ampli TaqTM DNA聚合酶 92
七、反转录酶 92
八、末端转移酶 93
第四节 核酸外切酶及核酸内切酶 93
一、核酸外切酶 93
二、核酸内切酶 94
第五节 其它DNA和RNA的修饰酶及其应用 95
第四章 基因工程的载体和表达系统 96
第一节 细菌质粒载体 96
一、质粒的基本特性 97
二、不同用途的细菌质粒载体 98
第二节 噬菌体载体 105
一、λ噬菌体 105
二、M13噬菌体 108
第三节 酵母系统载体 108
一、酵母整合质粒 109
二、酵母复制子质粒 109
三、酵母游离基因载体 109
第四节 动物病毒载体 110
一、病毒颗粒载体 111
二、病毒DNA混合型载体 112
第五节 原核细胞表达系统 113
一、影响真核基因在大肠杆菌中表达的主要因素 114
二、外源基因在胞内表达重组蛋白 116
三、重组蛋白分泌到周质 119
四、重组蛋白分泌到胞外培养基中 121
第六节 真核细胞表达系统 122
一、酵母表达系统 123
二、哺乳动物细胞基因表达系统 127
第七节 个体表达系统 130
第五章 基因工程的基本程序 132
第一节 基因工程的基本程序 132
第二节 DNA体外重组和扩增 133
一、目的基因的制备和载体基因的选择与改造 133
二、目的DNA片段与载体DNA体外重组 139
三、重组子的扩增 144
第三节 重组DNA分子的选择与鉴定 145
一、抗性选择 145
二、从转化菌落快速提取质粒鉴定大小选择重组质粒 147
三、快速提取质粒进行酶切鉴定 148
四、菌落杂交法挑选重组质粒 151
五、DNA的序列分析 152
第四节 重组DNA的表达与检测 152
一、磷酸钙和DNA共沉淀物的转染 154
二、改进的磷酸钙介导细胞转染法 156
三、DEAE-葡聚糖介导的转染 157
四、利用polybrene的DNA转染 159
五、利用原生质体融合进行DNA转染 159
六、电穿孔法DNA转染 160
七、重组DNA表达蛋白质的检测与分析 161
第五节 体内基因工程 161
第六节 基因工程应用性研究的现状及发展趋势 163
一、基因工程应用研究的现状 163
二、DNA体外重组技术在生命科学理论研究中的应用 165
三、基因工程研究的发展趋势和展望 167
第六章 转基因动物 172
第一节 转基因的设计与制备 172
一、转基因及转基因的设计 172
二、转基因的制备 177
三、影响基因转移的因素 179
第二节 小鼠的准备 180
一、小鼠品系的选择 180
二、转基因用小鼠的种类 181
三、小鼠的繁殖特点及母鼠动情周期的判定 182
四、小鼠的安置和饲养 182
五、受精卵及其供、受体的制备 183
第三节 受精卵的显微注射及移植 188
一、受精卵注射 188
二、胚胎移植 194
三、存在问题及原因 195
第四节 转基因鼠的检测 196
一、DNA整合水平的检测 198
二、RNA转录水平的检测 204
三、蛋白质水平的表达检测 206
第五节 转基因鼠系的建立 212
第六节 转基因大动物 214
第七节 培育转基因动物的其它方法 215
一、胚胎干细胞介导的转基因 215
二、逆转录病毒介导的转基因 215
三、精子载体介导的转基因 216
第八节 转基因动物的应用前景 217
第七章 植物基因工程概论 221
第一节 植物基因工程的主要研究领域 222
一、光合作用 222
二、固氮及同化作用 223
三、增加种子营养 224
四、抗病虫害、抗除草剂的研究 225
五、产生次生代谢产物 226
六、对植物抗逆性及可育性的研究 226
第二节 植物基因工程实验技术 226
一、植物基因操作技术 227
二、植物细胞的遗传转化 237
三、植物组织培养 241
第三节 植物基因工程研究的主要进展 243
一、植物抗病毒基因工程 243
二、经过转移细菌毒素基因获得对病虫害的抗性 246
三、抗除草剂植物的生产 247
四、对植物细胞器的基因工程操作 247
第八章 动物细胞工程 249
第一节 动物细胞的培养 250
一、培养细胞的起源和特征 250
二、动物细胞培养的基本技术 250
第二节 细胞融合与重组 261
一、细胞融合的基本技术 262
二、融合后杂种细胞的筛选 263
三、融合细胞的特征及应用 264
第三节 染色体转移 268
一、微细胞介导的基因转移法 269
二、染色体介导的基因转移法 270
第四节 DNA介导的基因转移 273
一、基因转移的载体 273
二、基因导入细胞的途径 274
三、转化细胞的选择方法 274
四、外源基因在哺乳动物细胞中的表达 275
五、DNA介导的基因转移的应用 275
第五节 核移植技术 276
一、低等动物的核移植 276
二、哺乳动物的核移植 277
第六节 胚胎干细胞简介 278
一、胚胎干细胞的基本特征 278
二、胚胎干细胞的分离和培养 278
三、胚胎干细胞的个体发育 279
第九章 植物细胞工程 280
第一节 植物细胞培养技术 280
第二节 植物微繁殖技术 282
第三节 植物单倍体的诱导形成及应用 285
一、单倍体植物的特点及研究状况 285
二、单倍体诱导产生的途径与过程 286
三、单倍体的应用 291
第四节 原生质培养和细胞杂交 292
一、植物原生质体的培养 292
二、植物细胞杂交 300
第五节 植物细胞突变体系及其利用 305
一、起始材料的选择 305
二、诱变和突变体分离的一般程序 305
三、植物细胞突变体在农业上的应用潜力 307
第六节 植物细胞大量培养技术及次生代谢物质的生产 309
一、生产次生代谢物的植物细胞的特征 310
二、高产细胞株的选择 311
三、培养条件 312
四、培养方法 314
第七节 植物细胞工程的发展 315
第十章 酶工程 317
第一节 酶的制备 317
一、优良酶菌种的筛选 318
二、微生物酶的发酵生产 318
第二节 酶的分离纯化 320
一、酶制剂的制备 321
二、酶的纯化与精制 321
三、酶的纯度与酶活力 323
四、酶制剂的保存 324
第三节 酶分子的改造 324
一、酶分子修饰 324
二、生物工程酶 325
第四节 酶的固定化 327
一、酶的固定化方法 327
二、细胞的固定化方法 329
三、固定化酶（细胞）的特性 329
第五节 酶（多酶）反应器 331
一、酶反应器的基本类型 331
二、酶反应器的设计原则 332
三、酶反应器的性能评价 332
四、酶反应器的操作 333
第六节 生物传感器 334
一、生物传感器原理 334
二、生物传感器的分类 335
三、生物传感器的发展前景 336
第七节 酶的应用 336
第十一章 发酵工程 338
第一节 概述 338
第二节 发酵微生物 340
一、微生物代谢 340
二、微生物代谢的调控 341
第三节 发酵微生物育种 345
一、自然选育 345
二、诱变育种 345
三、杂交育种与原生质体融合 347
四、基因工程育种 348
第四节 连续培养与固定化微生物技术 352
第五节 生物反应器 353
一、发酵器的研究 353
二、酶（微生物）反应器 354
三、其它 355
第六节 发酵参数 355
一、热参数 357
二、溶氧参数 357
三、pH值 357
四、菌浓度和微生物生长 357
五、氧化还原电位 358
第七节 发酵工程的发展前景 358