第一章概论1一、基因工程的概念与基本步骤2二、基因工程技术的发展历程4三、基因工程的研究内容8第二章基因与基因表达调控11第一节基因的结构与功能11一、基因的分子基础11二、结构基因的基本结构12三、原核生物基因结构与调控模式13四、真核生物基因结构与调控模式14五、特殊结构与功能的基因16第二节基因组的结构与功能18一、病毒基因组的结构与功能特点19二、原核生物基因组的结构与功能特点20三、真核生物基因组结构与功能的特点20四、线粒体基因组21五、人类基因组22第三节基因的表达与调控23一、基因表达调控的基本原理24二、原核生物的基因表达调控26三、真核生物的基因表达调控31本章小结36思考题37第三章核酸分子的分离提取与酶切连接38第一节核酸的分离纯化38一、核酸分离提取的原则与要求38二、核酸提取的主要步骤39三、质粒DNA的分离纯化40四、基因组DNA的制备42五、RNA的提取42六、核酸的定量43七、核酸的凝胶电泳44第二节DNA分子的酶切47一、限制性核酸内切酶47二、限制性内切酶切割DNA的方法50三、影响限制性内切酶活性的因素53四、DNA酶切的应用54第三节DNA分子的连接55一、连接酶55二、DNA片段之间的连接56三、平末端DNA片段的连接57四、影响连接反应的因素58第四节DNA分子的修饰59一、末端转移酶对DNA的修饰作用59二、T4多聚核苷酸激酶对DNA的修饰作用60三、碱性磷酸酶对DNA的修饰作用61本章小结61思考题62第四章基因工程载体63第一节质粒载体63一、质粒的一般生物学特性63二、理想质粒载体的必备条件65三、常用的质粒载体65第二节噬菌体载体69一、噬菌体载体的生物学特性69二、λ噬菌体载体70第三节酵母载体75一、整合型载体（YIp）76二、复制型载体（YRp）77三、附加体型载体（YEp）77第四节Ti质粒表达载体78一、Ti质粒的结构78二、Ti质粒的改造79三、Ti质粒表达载体80第五节病毒表达载体81一、昆虫细胞的杆状病毒表达载体81二、SV40病毒表达载体82三、反转录病毒载体84四、腺病毒克隆载体88第六节人工染色体载体91一、酵母人工染色体（YAC）载体92二、细菌人工染色体（BAC）载体94三、P1人工染色体载体96本章小结97思考题97第五章目的基因克隆99第一节PCR扩增法获得目的基因99一、RT-PCR法99二、其他PCR法101第二节基因的合成107一、DNA合成的原理108二、人工合成基因109第三节基因组DNA的克隆110一、基因组文库的构建和检测111二、大片段文库在环境基因组中的应用114第四节cDNA文库构建及筛选115一、RNA提取与质量鉴定116二、cDNA文库构建117三、cDNA文库的质量评价120第五节差异克隆技术120一、mRNA差异显示技术（DDRTPCR）120二、抑制性差减杂交技术122第六节DNA诱变124一、定点突变124二、随机突变127第七节转化、筛选与鉴定128一、重组DNA导入受体细胞129二、重组子的筛选与鉴定133三、DNA序列测定135本章小结138思考题139第六章原核细胞基因工程140第一节原核表达系统的种类140一、大肠杆菌表达系统141二、芽孢杆菌表达系统142三、链霉菌表达系统142四、蓝藻表达系统143第二节原核细胞表达策略143一、融合型表达144二、非融合型表达144三、分泌型表达145四、多拷贝表达145五、整合型表达146六、提高表达效率的方法147第三节基因工程菌的大规模培养152一、基因工程菌发酵的特点152二、基因工程菌的深层培养方式153三、相关发酵的反应器155第四节原核细胞表达产物的分离纯化156一、分离纯化的目标与策略156二、分离纯化的一般过程158三、包涵体的溶解和重组蛋白的复性160四、分泌蛋白质的浓缩162第五节基因工程菌不稳定性及对策163一、基因工程菌不稳定性产生的原因163二、改善基因工程菌不稳定性的方法164第六节原核细胞表达应用举例166本章小结167思考题168第七章酵母基因工程169第一节酵母基因工程表达体系169一、酵母基因表达宿主系统169二、酵母表达载体171三、转化方法175第二节常见酵母基因表达系统175一、酿酒酵母表达系统175二、毕赤酵母表达系统178三、解脂耶氏酵母表达系统180四、粟酒裂殖酵母表达系统181五、乳酸克鲁维亚酵母表达系统183第三节影响外源基因表达的因素184一、转录水平控制184二、表达载体的拷贝数和稳定性185三、翻译水平控制185四、其他因素186五、酵母表达系统的新的应用方向186第四节酵母基因工程应用举例187一、利用重组酵母生产乙肝疫苗187二、利用重组酵母生产人血清白蛋白188本章小结189思考题190第八章动物基因工程191第一节动物细胞基因工程191一、动物细胞表达体系191二、动物细胞表达载体的构建196三、动物细胞转化方法与筛选198第二节转基因动物202一、转基因动物概念202二、哺乳动物的转基因操作203三、外源基因的整合与表达207第三节动物转基因技术的应用前景210一、基因功能的研究210二、在农业上的应用211三、在医学上的应用212本章小结213思考题214第九章植物基因工程215第一节植物基因工程载体215一、植物基因工程载体的种类和特性215二、植物基因工程载体的构建216第二节植物基因工程遗传转化的受体系统221一、植物基因转化受体的条件221二、转化受体系统的类型及其特性222第三节植物遗传转化的方法225一、农杆菌介导法225二、基因枪转化法227三、花粉管通道转化法228四、电激转化法228五、化学物质诱导转化法229六、显微注射转化法229七、激光微束穿孔转化法230八、脂质体介导转化法230九、超声波法230十、碳化硅纤维介导转化法230第四节转基因植物筛选与鉴定230一、生物学特性鉴定231二、分子生物学检测231三、基因芯片检测技术234第五节高等植物基因的诱导表达系统235一、外源基因的四环素诱导系统235二、外源基因的乙醇诱导系统237三、外源基因的类固醇诱导系统237四、外源基因的地塞米松诱导和四环素抑制系统238第六节植物基因工程的应用239一、基因工程生产转基因黄金水稻239二、抗虫害的转基因植物240三、抗除草剂植物的育种240本章小结241思考题242第十章基因工程相关新技术243第一节核酸分子杂交技术243一、核酸杂交的原理243二、核酸探针的制备243三、核酸杂交种类与方法249第二节芯片技术256一、基因芯片的基本原理256二、基因芯片的种类256三、基因芯片制作技术的基本步骤257四、基因芯片技术的应用259第三节蛋白质组学与酵母双杂交259一、蛋白质组学259二、酵母双杂交技术261第四节基因敲除技术264一、Cre-LoxP基因敲除系统265二、基因敲除技术的应用267第五节生物信息学267一、生物信息学概述268二、生物信息的检索及策略269三、生物大分子序列的比对分析270四、核酸序列分析271五、蛋白质结构分析273本章小结277思考题277第十一章重组DNA技术的应用279第一节DNA与疾病诊断279一、基因诊断的含义279二、基因诊断的原理及特点280三、基因诊断的方法280四、基因诊断的应用283五、问题及展望285第二节疾病的基因治疗285一、基因治疗的概念及内容286二、基因治疗的分子机制287三、载体系统287四、基因治疗的策略与方法287五、疾病的基因治疗288六、问题及展望290第三节传染病的防治291一、新发和再发传染病的特征291二、传染病防治的新策略及研究内容292三、基因工程疫苗292四、基因工程抗体295五、DNA重组技术在传染病防治方面的前景展望296本章小结296思考题296第十二章基因工程产品的安全管理与专利保护298一、基因工程实验室生物安全管理298二、基因工程操作对象和转基因产品可能带来的危害301三、基因工程产品的安全管理现状304四、基因工程产品的专利及保护问题306本章小结308思考题308参考文献309