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第一章 概论1

一、基因的概念及其分子与结构基础1

二、基因克隆的概念与基本步骤3

三、基因工程的研究内容4

四、基因工程的安全性问题6

第二章 核酸分子的结构与功能9

第一节 核酸的化学9

一、核酸的化学组成9

二、碱基与核糖9

三、核苷与核苷酸10

四、核苷酸之间的连接11

第二节 DNA的结构与功能11

一、DNA的一级结构11

二、DNA的二级结构11

三、DNA的三级结构16

第三节 RNA的结构与功能17

一、核糖体RNA17

二、mRNA与不均一核RNA（hnRNA）18

三、转运RNA（tRNA）20

四、其他RNA分子21

第四节 核酸的变性、复性与杂交22

一、变性22

二、复性23

三、核酸杂交23

第三章 基因与基因组的结构与功能25

第一节 基因的结构与功能25

一、转位因子25

二、断裂基因27

四、重叠基因29

三、假基因29

一、病毒基因组的结构与功能特点30

第二节 基因组的结构与功能30

二、原核生物基因组31

三、真核生物基因组33

四、人类基因组37

第四章 基因的表达与调控41

第一节 基因表达调控的基本概念与原理41

一、基因表达调控的概念及方式41

二、基因表达调控的基本原理41

第二节 原核生物的基因表达调控44

一、操纵子的调控模式44

二、翻译水平的调控48

第三节 真核生物的基因表达调控49

二、转录水平的调控50

一、DNA水平的调控50

三、转录后水平调控53

四、翻译水平的调控54

五、翻译后水平的调控55

第五章 克隆操作中使用的工具酶57

第一节 限制性核酸内切酶57

一、限制性核酸内切酶的发现和生物功能58

二、限制性核酸内切酶的命名与分类58

第二节 DNA连接酶62

第三节 DNA聚合酶63

一、DNA聚合酶Ⅰ63

二、Klenow聚合酶64

五、T4DNA聚合酶65

三、TaqDNA聚合酶65

四、逆转录酶65

六、T7DNA聚合酶67

第四节 修饰酶67

一、碱性磷酸酶67

二、末端转移酶68

三、T4多核苷酸激酶69

四、S1核酸酶69

第六章 基因工程相关技术71

第一节 PCR技术71

一、PCR技术基本原理71

二、PCR技术的特点73

三、引物的设计74

四、PCR反应体系的组成及其条件的优化75

五、扩增产物的检测分析78

六、PCR常见问题及解决办法80

第二节 DNA序列测定80

一、Sanger双脱氧链终止法81

二、Maxam-Gilbert化学修饰法82

三、DNA序列分析自动化83

第三节 DNA合成84

一、化学合成法84

二、酶促合成法85

三、基因的自动化合成86

四、化学合成寡聚核苷酸片段连接成完整基因的方法86

五、人工合成的寡聚核苷酸片段的应用86

六、人工合成基因的局限性86

二、核酸探针的制备87

一、核酸分子杂交技术的原理87

第四节 核酸分子杂交技术87

三、核酸探针的标记88

四、核酸分子杂交技术89

五、DNA芯片技术93

第七章 基因克隆载体95

第一节 质粒载体95

一、质粒DNA的基本特性95

二、质粒载体的基本要求96

三、几种常用的质粒载体96

第二节 噬菌体载体102

一、噬菌体的一般生物学特性103

二、λ噬菌体103

四、噬菌粒106

三、M13噬菌体106

五、黏粒108

第三节 酵母载体108

一、酵母载体108

二、酵母人工染色体110

第四节 病毒载体110

一、SV40病毒及SV40病毒载体110

二、逆转录病毒载体111

三、腺病毒及其载体112

第八章 目的基因克隆113

第一节 克隆基因的一般方法113

一、化学合成法113

二、逆转录PCR克隆目的基因115

三、其他PCR方法克隆目的基因115

一、黏性末端DNA片段的连接117

第二节 目的基因片段与载体的连接117

一、构建cDNA文库克隆目的基因121

第三节 构建文库克隆目的基因121

二、构建基因组文库克隆目的基因126

第九章 目的基因克隆的其他方法131

第一节 mRNA差异显示技术131

一、基本原理和方法131

二、DDRT-PCR的特点132

第二节 差别杂交和扣除杂交克隆的目的基因134

一、差别杂交134

二、扣除杂交134

第三节 代表性差别分析技术克隆目的基因136

一、基本原理136

二、RDA和cDNA-RDA的特点137

一、SSH的主要原理139

第四节 抑制性减法杂交技术139

二、SSH的基本过程140

三、SSH技术的优越性141

四、SSH的主要缺陷142

第十章 重组体的筛选与鉴定143

第一节 重组DNA导入受体细胞143

一、自然条件下的转化现象143

二、受体细胞的选择144

三、转化方法145

四、转化率及其影响因素147

第二节 重组体的筛选与鉴定148

一、根据遗传表型的筛选方法148

二、依赖重组子结构特征的筛选法151

第一节 原核生物基因表达的特点154

第十一章 外源基因在原核细胞中的表达154

第二节 大肠杆菌表达系统155

一、大肠杆菌表达载体的表达元件155

二、大肠杆菌表达载体的选用159

三、重组DNA表达载体的构建和表达162

四、提高外源基因表达水平的措施164

五、包涵体165

第三节 芽孢杆菌表达系统166

一、芽孢杆菌基因表达的特点166

二、芽孢杆菌表达系统167

三、存在的问题169

第四节 链霉菌基因表达系统169

一、链霉菌的生物学特征170

二、链霉菌基因表达的特点170

三、链霉菌基因表达系统172

四、影响链霉菌中基因表达的因素174

五、链霉菌作为表达系统的优缺点及发展趋势175

第十二章 外源基因在真核细胞中的表达177

第一节 酵母表达系统177

一、酵母表达系统177

二、酵母表达系统的应用180

三、酵母表达系统新的应用方向182

第二节 昆虫表达系统183

一、杆状病毒表达系统183

二、家蚕核型多角体病毒（BmNPV）表达系统188

第三节 哺乳动物细胞表达系统189

一、哺乳动物细胞表达系统的构成189

三、基因的导入方法194

二、常用的细胞表达系统194

四、外源基因在哺乳细胞的表达和基因表达产物的检测197

五、进展与展望198

第十三章 基因工程菌的大规模培养202

第一节 基因工程菌发酵的特点202

一、发酵产物生成的代谢途径不同202

二、基因工程菌遗传不稳定性202

三、基因工程菌发酵的其他特点204

第二节 基因工程菌的深层培养方式204

一、分批培养204

二、补料分批培养205

三、连续培养205

一、机械搅拌发酵罐206

第三节 基因工程菌发酵生物反应器206

五、固定化培养206

四、透析培养206

二、气升式发酵罐208

第四节 基因工程菌的发酵条件和控制210

第十四章 转基因动物细胞的大规模培养214

第一节 动物细胞培养特点214

第二节 规模培养用动物细胞的要求与特性215

一、规模培养用动物细胞的要求215

二、常用动物细胞的特性216

第三节 动物细胞培养条件与培养基217

一、动物细胞培养条件217

二、培养基218

第四节 动物细胞的大规模培养方法与操作方式220

一、动物细胞的大规模培养方法220

二、动物细胞培养的操作方式222

第五节 动物细胞生物反应器223

第十五章 外源基因表达产物的分离纯化与质量控制226

第一节 分离纯化的目标和策略226

一、产品的纯度、安全性和成本考虑226

二、纯化策略226

第二节 分离纯化的一般过程227

一、细胞抽提与重组蛋白质的回收228

二、包涵体的溶解和重组蛋白质的复性229

三、分泌蛋白质的浓缩229

四、柱层析分离方法230

五、选择分离纯化方法的依据233

六、分离纯化工艺的放大234

一、定量分析235

第三节 重组蛋白质的分析鉴定和质量控制235

二、纯度分析236

三、重组蛋白质的鉴定237

四、基因工程药物的质量控制238

第十六章 转基因动物240

第一节 转基因动物的原理与方法240

一、转基因动物的原理240

二、制备转基因动物的方法240

三、各种转基因动物研究现状244

四、转基因动物的应用245

五、转基因动物研究存在的问题247

附录 基因工程安全管理办法249

主要参考文献253

一些有用的网址253