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第一章 绪论1

一、生物工程（技术）的含义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9

第三节 基因工程工具酶12

一限制型内切核酸酶13

二、T4DNA连接酶17

三、 DNA聚合酶17

四、DNA修饰酶18

五、核酸水解酶19

第四节 基因克隆载体20

一、质粒载体20

二、噬菌体载体24

三、噬菌体-质粒杂合载体26

四、人工染色体载体31

第五节 目的基因的制备32

一、基因文库的建立与靶基因的分离33

二、聚合酶链反应技术38

三、人工合成基因41

第六节 目的基因与载体DNA的连接41

一、黏端连接42

二、平端连接42

三、TA克隆42

第七节 重组基因导入宿主细胞43

一、基因导入微生物细胞43

二、基因导入动、植物细胞43

第八节 重组子的筛选与鉴定45

一、根据遗传表型差异筛选45

二、根据抗药性筛选45

三、根据β-半乳糖酶显色反应筛选45

四、根据噬菌斑形成能力筛选46

五、根据重组子的结构特征筛选46

第九节 目的基因的高效表达48

一、大肠杆菌表达系统48

二、酵母表达系统54

三、昆虫细胞表达载体系统56

四、哺乳动物细胞表达系统58

第十节 基因工程在医药工业中的应用60

一、基因工程激素类药物60

二、基因工程细胞因子药物61

三、基因工程溶血栓药物63

四、基因工程可溶性受体64

五、基因工程抗体64

六、基因工程在药物筛选中的应用65

第十一节 基因工程研究新进展66

一、蛋白质工程66

二、反义药物70

三、RNAi技术74

四、基因治疗78

五、新生物技术疫苗84

六、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-门冬酰胺酶Ⅱ96

实例二 毕赤酵母表达人内皮细胞生长抑素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101

第三章 动物细胞工程104

第一节 概述104

一、动物细胞工程的概念和研究内容104

二、动物细胞工程的发展历程104

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、营养和培养用液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118

三、动物细胞体外培养的阶段118

四、动物细胞培养的一般技术122

五、培养细胞的测定126

六、细胞系（或株）的建立128

七、动物细胞种质保存及其运输129

八、动物细胞培养的应用领域130

第四节 动物细胞融合技术131

一、动物细胞融合技术的概念132

二、动物细胞融合技术的原理和步骤133

三、动物细胞融合的促融因素133

四、动物细胞融合及遗传物质转移方式135

五、动物细胞融合的影响因素137

六、杂种细胞筛选原理及筛选系统137

七、动物细胞融合技术的应用142

第五节 抗体工程和单克隆抗体技术143

一、抗体工程的建立143

二、抗体工程的概念和研究内容144

三、单克隆抗体技术144

四、基因工程抗体152

第六节 动物细胞大规模培养技术163

一、动物细胞大规模培养技术的概念163

二、动物细胞大规模培养的条件164

三、动物细胞大规模培养的培养基164

四、动物细胞大规模培养的方法164

五、动物细胞大规模培养系统的操作方式169

六、动物细胞生物反应器171

七、动物细胞大规模培养的影响因素和过程监控173

第七节 动物细胞工程的应用176

一、在临床医学与药物研发中的应用176

二、在畜牧业中的应用180

第八节 动物细胞工程的研究进展181

一、转基因技术181

二、细胞核移植与哺乳动物克隆技术190

三、干细胞研究193

四、组织工程201

第九节 动物细胞工程在制药工业上的应用实例205

一、利用动物细胞培养大规模生产蛋白质和疫苗205

实例一 组织纤溶酶原激活剂的生产206

实例二抗HBsAg单克隆抗体的生产208

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210

二、转基因动物生产药物211

实例 利用大鼠乳腺反应器特异性表达人促红细胞生成素211

三、转基因动物作为药物筛选模型212

实例HCV5′ NCR转基因小鼠模型的建立212

第四章 植物细胞工程214

第一节 概述214

第二节 植物细胞培养的理论基础215

一、植物细胞的全能性215

二、植物细胞的脱分化和再分化216

三、植物激素的调控217

第三节 植物细胞工程一般培养技术218

一、植物组织培养的概念218

二、植物细胞培养的特性218

三、植物细胞培养的培养基及配制218

四、植物细胞的培养方法222

五、细胞突变体筛选技术224

六、植物细胞种质保存225

第四节 植物原生质体培养技术227

一、植物原生质体制备227

二、植物原生质体培养229

三、原生质体培养的意义230

第五节 植物细胞融合技术231

一、诱导融合的方法231

二、杂合体的鉴别与筛选233

第六节 植物细胞大规模培养技术234

一、培养基的选择234

二、培养方式234

三、影响细胞培养因素236

第七节 植物转基因技术237

一、细胞转化方式237

二、植物基因转化的受体系统244

三、转入基因的表达和分析244

第八节 植物细胞工程在制药工业上的应用实例245

一、利用植物细胞培养生产天然药物246

实例一 人参细胞培养246

实例二 红豆杉细胞培养247

实例三 其他细胞培养249

实例四 利用植物细胞培养进行生物转化250

二、转基因植物生产抗体、重组疫苗和多肽类药物251

实例一 利用转基因植物生产抗体252

实例二 利用转基因植物生产疫苗252

实例三 利用转基因植物生产其他生物药物254

第五章 酶工程255

第一节 概述255

一、酶的定义与性质255

二、酶的分类与命名255

三、酶的结构与特性256

四、酶的来源257

第二节 酶工程技术258

一、化学酶工程技术258

二、生物酶工程技术270

三、酶的分离、提纯及活性测定279

四、酶工程研究中的热点问题281

第三节 酶反应器与酶反应动力学282

一、酶反应器的概念282

二、酶反应器的类型282

三、酶反应器的设计与选型284

四、酶反应动力学与固定化酶反应动力学284

第五节 固定化酶技术在制药工业上的应用实例291

一、聚丙烯酰胺凝胶包埋法制备固定化大肠杆菌（含门冬氨酸酶）291

二、包埋法固定化假单胞菌（含L-门冬氨酸-β-脱羧酶）生产L-丙氨酸291

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292

四、固定化氨基酰化酶拆分DL-苯丙氨酸292

五、固定化酵母细胞生产果糖-1， 6-二磷酸293

六、固定化大肠杆菌生产γ-氨基丁酸293

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）294

第六章 微生物工程295

第一节 概述295

一、微生物工程的概念及发展295

二、微生物工程的一般过程296

三、微生物工程的特点298

第二节 微生物细胞培养技术298

一、培养基的组成299

二、培养基的种类301

三、灭菌302

四、微生物的培养方法303

五、发酵过程的控制303

第三节 微生物菌种选育及原生质体技术308

一、菌种选育的理论基础308

二、菌种选育的经典方法309

三、原生质体融合311

第四节 代谢工程313

一、代谢工程的概念313

二、代谢网络理论314

三、代谢工程的研究方法314

四、代谢工程的应用315

第五节 微生物工程的应用与发展前景317

一、微生物工程产品的主要类型317

二、微生物工程在医药工业中的应用318

三、微生物工程的发展前景320

第六节 微生物工程在制药工业上的应用实例322

一、青霉素的生产工艺322

二、L-赖氨酸生产工艺324

三、L-门冬酰胺酶的生产工艺325

参考文献327