第一章 绪论 1
一、生物工程的概念 1
二、生物工程的发展过程 1
三、现代生物工程的主要内容 2
四、现代生物工程与药学 3
五、现代生物工程的成就及发展前景 3
第二章 基因工程 5
第一节 概述 5
一、基因工程的概念 5
二、基因工程的诞生与发展 5
三、基因工程的基本过程 7
第二节 基因工程的理论基础 8
一、基因的化学本质 8
二、蛋白质的生物合成 10
第三节 基因工程工具酶 13
一、限制型内切酶 14
二、T4 DNA连接酶 18
三、DNA聚合酶 18
四、DNA修饰酶 20
五、核酸水解酶 20
第四节 基因克隆载体 22
一、质粒 22
二、噬菌体载体 26
三、噬菌体-质粒杂合载体 30
四、人工染色体载体 34
第五节 目的基因的制备 35
一、基因文库的建立与靶基因的分离 35
二、聚合酶链反应技术 41
三、人工合成基因 44
第六节 目的基因与载体DNA的连接 45
一、黏端连接 46
二、平端连接 46
三、TA克隆 46
第七节 重组基因导入宿主细胞 46
一、基因导入微生物细胞 47
二、基因导入动、植物细胞 47
第八节 重组子的筛选与鉴定 49
一、根据遗传表型差异进行筛选 49
二、抗药性筛选 49
三、β-半乳糖酶显色反应选择 50
四、根据噬菌斑形成能力进行筛选 50
五、根据重组子的结构特征进行筛选 50
第九节 目的基因的高效表达 53
一、大肠杆菌表达系统 53
二、酵母表达系统 59
三、昆虫细胞表达系统 61
四、哺乳动物细胞表达系统 63
第十节 基因工程在医药工业中的应用 66
一、基因工程激素类药物 66
二、基因工程细胞因子药物 67
三、基因工程溶血栓药物 69
四、基因工程可溶性受体 70
五、基因工程抗体 71
六、基因工程在药物筛选中的应用 72
第十一节 基因工程研究新技术 72
一、蛋白质工程 72
二、反义药物 77
三、RNAi技术 80
四、新生物技术疫苗 85
五、人类基因组计划与新药研究 93
第十二节 基因工程在制药工业上的应用实例 96
实例一 大肠杆菌表达L-天冬酰胺酶Ⅱ 96
实例二 毕赤酵母表达人内皮细胞生长抑制素 97
实例三 昆虫杆状病毒表达人碱性成纤维细胞生长因子 100
实例四 哺乳动物细胞表达人促红细胞生成素 102
第三章 动物细胞工程 105
第一节 概述 105
一、动物细胞工程的概念和研究内容 105
二、动物细胞工程的发展过程 106
三、动物细胞工程制药的发展前景 109
第二节 动物细胞培养特性与营养及培养用液 110
一、动物细胞培养的特性 110
二、动物细胞的营养及培养基 113
第三节 动物细胞培养技术 116
一、动物细胞培养的技术基础 116
二、动物细胞培养技术的概念 119
三、动物细胞体外培养的阶段 120
四、动物细胞培养的一般技术 124
五、培养细胞的测定 128
六、细胞系（或株）的建立 130
七、动物细胞种质保存及其运输 132
八、动物细胞培养的应用领域 133
第四节 动物细胞融合技术 133
一、动物细胞融合技术的概念 134
二、动物细胞融合的促融因素 135
三、细胞融合及遗传物质转移方式 137
四、影响细胞融合的因素 140
五、杂种细胞筛选原理及筛选系统 140
六、细胞融合技术的应用 145
第五节 单克隆抗体技术和抗体工程 146
一、抗体工程的概念和研究内容 146
二、抗体工程的发展过程 146
三、单克隆抗体的生产技术 148
四、基因工程抗体 155
第六节 动物细胞大规模培养技术 165
一、动物细胞大规模培养技术的概念 165
二、动物细胞大规模培养的条件 166
三、动物细胞大规模培养的培养基 166
四、动物细胞大规模培养的方法 166
五、动物细胞大规模培养系统的操作方式 172
六、动物细胞生物反应器 173
七、动物细胞大规模培养的影响因素和过程监控 175
第七节 动物细胞工程的应用 179
一、临床医学与药物 179
二、畜牧业中的应用 183
第八节 动物细胞工程的研究进展 184
一、转基因技术 184
二、基因治疗 193
三、核移植与动物克隆技术 200
四、干细胞研究 203
五、组织工程 212
第九节 动物细胞工程在制药工业上的应用实例 216
一、利用动物细胞培养大规模生产蛋白质和疫苗 216
实例一 组织纤溶酶原激活剂的生产 217
实例二 抗HBsAg的单克隆抗体的生产 219
实例三 哺乳动物细胞系统表达基因工程乙型肝炎病毒疫苗 222
二、转基因动物生产药物 223
实例 利用大鼠乳腺反应器特异性表达人促红细胞生成素 223
三、转基因动物作为药物筛选模型 224
实例 HCV5'NCR转基因小鼠模型的建立 224
第四章 植物细胞工程 225
第一节 概述 225
一、植物细胞工程的概念和研究内容 225
二、植物细胞工程的发展过程 225
第二节 植物细胞培养的理论基础 227
一、植物细胞的全能性 227
二、植物细胞的脱分化和再分化 227
三、植物激素的调控 228
第三节 植物细胞工程一般培养技术 229
一、植物组织培养的概念 229
二、植物细胞的培养特性 229
三、植物组织培养的培养基及配制 229
四、植物细胞的一般培养方法 234
五、细胞突变体筛选技术 236
六、植物细胞种质的保存 237
第四节 植物原生质体培养技术 239
一、原生质体制备 239
二、植物原生质体培养 241
三、原生质体培养的意义 242
第五节 植物细胞融合技术 242
一、诱导融合的方法 243
二、杂合体的鉴别与筛选 245
第六节 植物细胞大规模培养技术 246
一、培养基的选择 246
二、培养方式 246
三、影响细胞培养的因素 248
第七节 植物转基因技术 249
一、细胞转化方式 249
二、植物基因转化的受体系统 256
三、转入基因的表达和分析 257
第八节 植物细胞工程在制药工业上的应用实例 258
一、利用植物细胞培养生产天然药物 258
实例一 人参细胞培养 259
实例二 红豆杉细胞培养 260
实例三 其他细胞培养 262
实例四 利用植物细胞培养进行生物转化 263
二、转基因植物生产抗体、重组疫苗和多肽类药物 263
实例一 利用转基因植物生产抗体 264
实例二 利用转基因植物生产疫苗 265
实例三 利用转基因植物生产其他生物药物 266
第五章 酶工程 268
第一节 概述 268
一、酶的定义与性质 268
二、酶的分类与命名 268
三、酶的结构与特性 270
四、酶的来源 271
五、酶促反应动力学 271
六、酶的分离纯化与酶的活力测定 272
第二节 固定化生物催化剂 274
一、固定化酶的概念和优点 274
二、固定化酶的偶联效率 275
三、固定化酶活力 275
四、固定化酶（细胞）的制备方法 277
五、固定化方法与载体的选择 284
第三节 酶反应器与酶反应动力学 285
一、酶反应器的类型 285
二、酶反应器的设计与选型 287
三、酶反应动力学与固定化酶反应动力学 288
第四节 酶工程的研究进展 295
一、酶分子的化学修饰 295
二、生物传感器 298
三、酶的非水相催化 301
四、抗体酶 304
五、极端酶 309
六、酶分子定向进化 312
第五节 固定化酶技术在制药工业上的应用实例 315
实例一 聚丙烯酰胺凝胶包埋法制备固定化大肠杆菌（含天冬氨酸酶） 315
实例二 包埋法固定化假单胞菌（含L-天冬氨酸-β-脱羧酶）生产L-丙氨酸 316
实例三 卡拉胶包埋法制备固定化黄色短杆菌（含延胡索酸酶）生产L-苹果酸 317
实例四 固定化氨基酰化酶拆分DL-苯丙氨酸 317
实例五 固定化酵母细胞生产1，6-二磷酸果糖 318
实例六 固定化大肠杆菌生产γ-氨基丁酸 319
实例七 明胶-戊二醛包埋法制备固定化链霉菌细胞（含葡萄糖异构酶） 320
第六章 微生物工程 321
第一节 概述 321
一、微生物工程的概念及发展 321
二、微生物工程的一般过程 322
三、微生物工程的特点 324
第二节 微生物细胞培养技术 324
一、培养基的组成 325
二、培养基的种类 327
三、灭菌 328
四、微生物的培养方法 329
五、发酵过程的控制 330
第三节 微生物菌种选育及原生质体技术 335
一、菌种选育的理论基础 335
二、菌种选育的经典方法 337
三、原生质体融合 338
第四节 代谢工程 341
一、代谢工程的概念 341
二、代谢网络理论 342
三、代谢工程的研究方法 342
四、代谢工程的应用 343
第五节 微生物工程的应用与发展前景 345
一、微生物工程产品的主要类型 345
二、微生物工程在医药工业中的应用 346
三、微生物工程的发展前景 350
第六节 微生物工程在制药工业上的应用实例 351
实例一 青霉素的生产工艺 351
实例二 L-赖氨酸的生产工艺 353
实例三 L-天冬酰胺酶的生产工艺 355
参考文献 357