第1章 基因工程的物质基础 1
1.1 DNA的结构与功能 1
1.1.1 染色体 1
1.1.2 DNA的结构 3
1.1.3 DNA的生物学功能 6
1.1.4 DNA的复制 7
1.2 RNA的结构与功能 12
1.2.1 RNA的结构 12
1.2.2 RNA的种类与生物学功能 14
1.2.3 RNA合成 17
1.3 蛋白质的化学组成、结构与功能 19
1.3.1 蛋白质的化学组成与分类 19
1.3.2 蛋白质的结构与生物学功能 20
1.3.3 蛋白质合成 22
1.3.4 蛋白质与基因功能研究 23
1.4 基因 27
1.4.1 基因的基本结构 27
1.4.2 基因组 29
1.4.3 基因表达 34
1.5 基因工程的酶学基础 39
第2章 DNA重组技术原理 47
2.1 DNA重组的分子基础 48
2.1.1 核酸的制备 48
2.1.2 限制酶 49
2.1.3 分子杂交 50
2.1.4 载体 51
2.1.5 宿主细胞 57
2.2 外源DNA片段与质粒载体连接的依据 58
2.2.1 外源DNA片段末端的性质 58
2.2.2 质粒载体和外源DNA中限制酶酶切位点的性质 59
2.3 DNA重组技术的基本过程 59
2.3.1 目的基因的获得 60
2.3.2 重组 61
2.3.3 重组DNA分子的转化与转染 61
第3章 聚合酶链反应技术原理 64
3.1 PCR技术的基本原理 64
3.2 PCR反应的基本要素 65
3.3 PCR技术的基本操作过程 68
3.4 PCR技术的扩展 68
3.5 PCR产物克隆的方法 72
3.6 PCR扩增产物的分析 73
第4章 基因克隆技术原理 74
4.1 基因克隆的技术路线 74
4.2 DNA材料的制备及载体的构建 76
4.2.1 核酸的提取与纯化 76
4.2.2 基因文库的构建 76
4.2.3 载体的构建 81
4.3 目的DNA片段与载体分子的体外连接 82
4.4 重组DNA分子导入受体细胞 82
4.5 目的基因单克隆的分离和筛选 85
4.6 目的基因测序分析 86
4.6.1 质粒提取 86
4.6.2 DNA测序分析 87
5.1 基因打靶技术的基本原理 89
第5章 基因打靶技术原理 89
5.2 基因打靶基本操作 91
5.2.1 基因打靶的必要条件 91
5.2.2 靶细胞的选择 91
5.2.3 因打靶载体的构建和同源重组 92
5.2.4 重组表型筛选及打靶后生物学效应的鉴定 93
5.3 动物基因的敲除 93
5.4 基因打靶技术的应用 95
第6章 基因沉默技术原理 96
6.1 基因沉默的机制 97
6.1.1 转录水平上的基因沉默 97
6.1.2 转录后的基因沉默 98
6.2.1 RNA干扰的发展 100
6.2 RNA干扰 100
6.2.2 RNA干扰的分子机制 101
6.2.3 RNA干扰研究的基本操作流程 102
6.3 基因沉默是获得性免疫的新途径 103
6.4 基因沉默的克服技术 104
6.5 基因沉默的应用 105
6.5.1 在动、植物育种中的应用 105
6.5.2 在医学中的应用 106
6.5.3 在功能基因组学上的应用 106
6.5.4 抑制效应的利用 107
第7章 转基因技术原理 108
7.1 基因转移方法 108
7.1.1 基因转移的物理学方法 109
7.1.2 基因转移的化学方法 113
7.1.3 基因转移的生物学方法 115
7.2 植物转基因 118
7.2.1 转基因植物研究 118
7.2.2 转基因植物 118
7.2.3 植物组织培养 119
7.2.4 细菌载体 120
7.2.5 病毒侵染和基因调控 121
7.3 转基因动物 123
7.3.1 转基因动物研究 123
7.3.2 胚胎干细胞研究 124
7.3.3 动物转基因 127
7.4 动植物间的转基因 131
8.1 材料的选择及预处理 133
第8章 蛋白质纯化技术原理 133
8.2 细胞的破碎 134
8.3 蛋白质的分离纯化 135
8.3.1 蛋白质（酶）的提取 135
8.3.2 蛋白质的分离纯化 136
8.4 样品的浓缩、干燥及保存 138
8.4.1 浓缩 138
8.4.2 干燥 139
8.4.3 储存 139
第9章 分子遗传标记技术原理 141
9.1 分子遗传标记技术 142
9.1.1 限制性片段长度多态分析技术 142
9.1.2 DNA指纹分析技术 143
9.1.4 扩增片段长度多态性分析技术 144
9.1.3 随机引物扩增多态性DNA技术 144
9.1.5 聚合酶链反应-单链构象多态技术 145
9.1.6 染色体原位杂交 146
9.2 分子遗传标记在遗传工程中的应用 146
9.2.1 基因定位 146
9.2.2 构建基因图谱 147
9.2.3 选择背景基因型 147
9.2.4 杂交选育 147
9.3 分子遗传标记技术在农业中的应用 148
9.3.1 分子遗传标记技术在作物育种中的应用 148
9.3.2 分子遗传标记技术在动物改良中的应用 151
第10章 动物克隆技术原理 155
10.1 哺乳动物克隆研究 155
10.3 细胞核供体 158
10.2 哺乳动物克隆的技术路线 158
10.4 细胞核移植 159
10.5 重组胚胎的培养 160
10.6 供体细胞核与受体细胞质的兼容性 160
10.7 哺乳动物克隆的应用 161
第11章 遗传改良技术的应用和发展 163
11.1 人工选择 163
11.2 遗传学的发展与基因工程 164
11.3 农业绿色革命 165
11.4 植物基因工程 166
11.5 转基因作物 167
11.6 动物基因工程 167
11.7.2 药物蛋白的目标性生产 169
11.7.1 人类疾病模型 169
11.7 转基因动物的应用 169
11.7.3 对动物解剖学和生理学特征的改良 170
11.8 微生物基因工程 170
11.9 生物医药和生物疫苗 171
第12章 耐除草剂转基因作物 173
12.1 杂草控制 173
12.2 耐除草剂转基因作物 174
12.3 Monsanto公司的耐除草剂转基因作物 177
12.4 耐除草剂转基因作物与环境 178
第13章 抗虫害转基因作物和转基因病毒防虫 181
13.1 苏云金芽孢杆菌 181
13.2 转bt基因玉米 182
13.3 蛋白酶抑制剂和外源凝集素 185
13.4 表达多种性状的多功能基因 186
13.5 利用转基因技术控制虫害 188
13.6 转基因病毒防虫 189
第14章 其他转基因作物的研究 191
14.1 基因工程技术对食品加工和食品风味的改善 191
14.2 转基因技术改善作物蛋白质的组成 195
14.3 转基因技术培育抗病毒性状 196
14.4 转基因技术培育抗真菌作物 197
14.5 转基因技术提高作物的抗线虫能力 198
14.6 转基因技术改善作物的光合作用和固氮作用 199
14.7 基因工程技术与抗逆性作物 201
14.8 转基因技术可提高作物的抗旱性能 202
14.9 基因工程技术提高作物抗寒力 202
15.1.1 基因工程产品BST 206
第15章 动物基因工程 206
15.1 重组牛生长激素 206
15.1.2 BST对家畜生产性能的影响 207
15.1.3 BST对人类健康的影响 208
15.2 医药用型转基因家畜 209
15.3 动物生物反应器 211
15.4 异种器官移植 212
第16章 克隆动物的研究 215
16.1 动物克隆的理论基础 215
16.2 多莉羊的克隆 216
16.2.1 发育生物学的相关知识 216
16.2.2 青蛙细胞带给多莉羊克隆的启示 217
16.2.3 克隆多莉羊 218
16.2.4 多莉羊克隆带来的思考 222
16.3 其他动物的克隆 223
16.4 体细胞克隆的成功使得克隆人类在技术上更为可行 226
16.4.1 多莉是真正的克隆 226
16.4.2 克隆小鼠的成功使得克隆人类在技术上更为可行 226
16.5 动物克隆的应用前景 228
第17章 基因组研究与后基因组时代 230
17.1 人类基因组研究 230
17.1.1 人类基因组计划 231
17.1.2 人类基因组研究 232
17.2 其他物种的基因组研究 234
17.3 后基因组时代 235
17.3.1 后基因组计划 236
17.3.2 后基因组时代的生物科学 237
17.4 后基因组时代生命科学的发展趋势 240
第18章 基因工程带来的生态风险 242
18.1 风险分析 242
18.2 跨越种间障碍的转基因风险 243
18.3 抗病毒转基因作物带来的风险 244
18.4 转基因动物克隆带来的风险 245
18.5 转基因微生物可能产生的风险 246
18.6 转基因给其他生物所带来的负面影响 247
18.7 基因工程产品带来的风险 248
18.8 基因工程药物风险 252
18.9 转基因的扩散风险 254
19.2 动物权益保护 257
19.1 伦理敏感性基因 257
第19章 基因工程引起的有关争论 257
19.3 生物安全管理 259
19.4 DNA的生命属性 260
第20章 转基因生物的安全管理 262
20.1 转基因生物的安全性 262
20.2 转基因生物的安全管理 262
20.2.1 中国转基因生物的安全管理 265
20.2.2 美国转基因生物的安全管理 268
20.2.3 欧盟（附英国）转基因生物的安全管理 271
20.2.4 其他国家转基因生物的安全管理 275
专业术语 278
主要参考文献 307
名词索引 312