目 录 1
1基因工程概述 1
1.1基因工程的发展简史 1
1.1.1什么是基因工程 1
1.1.2基因工程的开端 1
1.1.3基因工程的发展 2
1.2基因工程的研究意义和应用 3
1.2.1基因工程在工业领域的应用 3
1.2.2基因工程在农业领域的应用 5
1.2.3基因工程在医药领域的应用 7
1.3结语 8
1.4基因工程课程与其他课程之间的关系 8
2基因工程的载体和工具酶 9
2.1载体 9
2.1.1质粒载体 9
2.1.2噬菌体载体 17
2.1.3其他载体 24
2.2工具酶 25
2.2.1限制性内切核酸酶 25
2.2.2 DNA聚合酶和Klenow大片段酶 29
2.2.3DNA连接酶 30
2.2.4碱性磷酸酶 31
2.2.5末端脱氧核苷酸转移酶 31
3基因工程的常规技术 32
3.1凝胶电泳技术 32
3.1.1琼脂糖凝胶电泳的原理 32
3.1.2琼脂糖凝胶电泳的影响因素 33
3.2杂交技术 34
3.2.1探针与探针标记 34
3.2.2 Southern杂交 35
3.3 PCR技术 36
3.2.5菌落（噬菌斑）原位杂交 36
3.2.4 Western杂交 36
3.2.3 Northern杂交 36
3.3.1 PCR技术的基本成分 37
3.3.2 PCR技术的原理和过程 40
3.3.3荧光定量PCR 42
3.4生物芯片 43
3.4.1基因芯片 44
3.4.2蛋白芯片 45
3.5基因文库构建 46
3.5.1基因组文库构建 46
3.5.2 cDNA文库的构建 47
3.6酵母双杂交系统 48
3.6.1酵母双杂交系统的基本原理 48
3.6.2酵母双杂交系统的应用 49
3.7 DNA测序 50
3.6.3酵母双杂交系统存在的问题 50
3.7.1 Sanger双脱氧链终止法 51
3.7.2 Maxam-Gilbert化学修饰法 51
4基因在大肠杆菌、酵母中的高效表达 53
4.1基因的表达系统与表达策略 53
4.1.1基因的表达系统 53
4.1.2根据表达蛋白用途选择基因的表达策略 54
4.2基因在大肠杆菌中的高效表达 56
4.2.1基于T7噬菌体RNA聚合酶／启动子的大肠杆菌表达系统 56
4.2.2蛋白质的融合表达 60
4.2.3蛋白质的分泌型表达 66
4.2.4蛋白质的包含体形式表达与蛋白质复性 68
4.2.5重组大肠杆菌的高密度培养 71
4.3基因在酵母中的高效表达 74
4.3.1酵母表达系统概述 74
4.3.2甲醇酵母表达系统 75
4.3.3组织纤溶酶原激活剂在甲醇酵母中的表达 80
5.1植物的转基因技术 84
5.1.1植物细胞培养技术 84
5转基因植物 84
5.1.2植物转基因技术的基本路线 85
5.1.3转基因的受体系统 85
5.1.4外源基因导入植物的方法 86
5.2转基因植物的筛选与检测 93
5.2.1报告基因 93
5.2.2分子生物学检测方法 97
5.3改进转基因的技术 98
5.3.1转基因植物中外源基因的沉默 99
5.3.2提高外源基因表达水平的策略 100
5.4农作物基因工程 104
5.4.1抗虫转基因作物 104
5.4.2抗病毒作物 106
5.4.4抗除草剂转基因作物 107
5.4.3抗细菌和真菌作物 107
5.4.5抗非生物胁迫作物 108
5.5生物反应器 108
5.6转基因植物的安全性 111
5.6.1标记基因的安全性 111
5.6.2转基因植物的安全性评价和争论的问题 112
6转基因动物 117
6.1动物转基因技术 117
6.1.1显微注射法 118
6.1.2逆转录病毒法 122
6.1.3胚胎干细胞法 123
6.1.4精子载体法 132
6.1.5体细胞核移植法 134
6.1.6受体介导法 135
6.2提高转基因效率的策略 136
6.3.1转基因动物在基因功能等生命科学基础研究中的应用 137
6.3转基因动物的应用 137
6.3.2转基因技术在动物育种中的应用 138
6.3.3转基因动物在医药科学研究中的应用 139
6.4转基因动物研究存在的问题及展望 144
7基因治疗 146
7.1基因治疗的概念与发展 146
7.1.1基因治疗的概念和策略 146
7.1.2基因治疗的基本程序 147
7.1.3基因治疗的现状与展望 149
7.2基因治疗的载体 150
7.2.1病毒载体 151
7.2.2非病毒载体 158
7.2.3载体与基因治疗中的靶向性问题 160
7.3重要疾病的基因治疗 163
7.3.1遗传病的基因治疗 163
7.3.2肿瘤的基因治疗 166
7.3.3病毒病的基因治疗 172
8蛋白质工程 180
8.1蛋白质工程的理论基础、诞生和发展 180
8.1.1蛋白质工程的理论基础 180
8.1.2蛋白质结构测定与结构预测 184
8.1.3蛋白质工程的诞生和发展 187
8.2蛋白质工程的关键技术 188
8.2.1定点诱变 189
8.2.2定向进化 192
8.2.3其他技术（高变菌株、tRNA介导蛋白质工程） 197
8.3蛋白质工程的应用及实例 199
8.3.1定点突变与蛋白质药物工程：胰岛素 199
8.3.2定点突变、定向进化与工业用酶：枯草杆菌蛋白酶等 202
8.3.3结构域的拼接与金属硫蛋白工程 204
8.3.4抗体工程 206
主要参考文献 208