内容简介
《基因工程/全国高等学校“十三五”生命科学规划教材》共13章，包括原理部分与各论应用部分，两者互为补充。原理部分以基因操作流程为主线，系统介绍基因工程的基本原理与技术基础，包括基因工程的酶学基础和载体、目的基因的获取、基因的体外重组和转移、重组子的筛选和鉴定、克隆基因的表达、外源基因表达产物的分离纯化等，并尽可能反映基因工程领域的新成果和技术。各论应用部分突出基因工程的应用性，通过选取大肠杆菌、酵母、高等动植物等经典实例，系统介绍了基因工程菌的构建，基因转移、表达、调控及蛋白质产品的检测与分离纯化等内容。
《基因工程/全国高等学校“十三五”生命科学规划教材》脉络清晰、结构紧凑，内容简明实用，适合作为高等学校生物科学、生物技术和生物工程及相关专业基因工程课程教材，也可供医药、化工、农林、环境及能源等领域的研究生及科研人员参考。
目 录
第一章 绪论
第一节 基因工程的诞生
一、基因及基因工程的含义
二、基因工程诞生的理论基础
三、基因工程诞生的技术突破
四、基因工程的诞生与发展
五、基因工程的主要操作内容和基本技术路线
第二节 基因工程的安全性及其管理
一、基因工程对人类健康安全性的影响
二、基因工程对环境安全性的影响
三、基因工程引发的伦理道德问题
四、基因工程安全性评价与管理
第三节 基因工程的应用
一、基因工程在农业中的应用
二、基因工程在工业中的应用
三、基因工程在医药中的应用
四、基因工程在环境保护中的应用
第二章 基因工程的主要技术原理
第一节 DNA的提取与纯化
一、质粒DNA的提取
二、基因组DNA的提取
三、DNA的定量和纯度测定
四、DNA相对分子质量的估计
第二节 DNA的凝胶电泳
一、电泳的基本原理
二、琼脂糖凝胶电泳
三、聚丙烯酰胺凝胶电泳
第三节 核酸和蛋白质的分子杂交
一、Southern杂交
二、Northern杂交
三、Western杂交
四、原位杂交
五、菌落杂交
第四节 PcR技术及应用
一、PCR及其发明
二、PCR技术的原理
三、PCR的温度循环过程
四、PCR的特点
五、影响PCR扩增的因素
六、PCR技术的扩展
七、PCR技术的应用
第五节 DNA序列分析
一、双脱氧链终止法
二、：Maxam-Gilbert化学降解法
三、。DNA杂交测序
四、。DNA自动化测序
五、第二代测序技术
六、第三代测序技术
第六节 IDNA与蛋白质相互作用分析
一、凝胶阻滞试验
二、DNase足迹试验
三、染色体免疫沉淀技术
四、酵母双杂交系统
五、酵母单杂交系统
第七节 RNA干扰技术
一、RNAi作用机制
二、RNAi机制相关基因和酶
三、RNAi技术的应用
四、RNAi技术要点
第三章 基因工程的酶学基础
第一节 限制性内切核酸酶
一、限制性内切核酸酶的基本概念和生物学功能
二、限制性内切核酸酶的命名
三、限制性内切核酸酶的分类
四、限制性内切核酸酶产生的末端
五、影响限制性内切核酸酶酶切反应的因素
第二节 DNA连接酶
一、DNA连接酶的基本性质和特点
二、DNA连接酶的类型
三、DNA连接酶的连接反应机制
四、DNA连接酶的连接反应条件
五、影响DNA连接酶连接反应的因素
第三节 DNA聚合酶
一、大肠杆菌DNA聚合酶I
二、Klenow片段
三、T4 DNA聚合酶
四、T7 DNA聚合酶
五、修饰后的T7 DNA聚合酶
六、反转录酶
第四节 DNA修饰酶
一、末端脱氧核苷酸转移酶
二、T4多核苷酸激酶
三、碱性磷酸酶
第五节 外切核酸酶
一、单链DNA外切酶
二、双链DNA外切酶
第六节 单链DNA内切酶
一、S1单链核酸酶
二、Bal 31核酸酶
第四章 基因工程载体
第一节 质粒载体
一、质粒
二、质粒载体
三、经典的大肠杆菌质粒载体
四、其他质粒载体
五、质粒载体的稳定性
第二节 噬茵体载体
一、噬菌体的一般特性
二、噬菌体的生活周期
三、单链噬菌体载体
四、双链噬菌体载体——λ载体
第三节 大分子DNA克隆载体
一、酵母人工染色体
二、细菌人工染色体
三、人类人工染色体
四、植物人工染色体
第四节 病毒载体
一、CaMV载体
二、SV40病毒载体
三、腺病毒载体
四、反转录病毒载体
第五节 RNAi载体
一、VICS载体
二、hpRNA表达载体
第五章 目的基因的获取
第一节 化学合成法
第二节 直接分离法
第三节 体外扩增法
第四节 文库构建法
一、基因文库的构建
二、cDNA文库的构建
第五节 基于差异袁达分离目的基因
一、mRNA差异显示PCR
二、消减杂交
三、cDNA代表性差异分析技术
四、抑制性消减杂交技术
第六章 基因的体外重组和转移
第一节 目的基因的体外重组
一、目的基因和载体的酶切
二、酶切DNA的电泳检测与回收
三、酶切DNA片段的体外连接
四、重组质粒的验证
第二节 重组栽体导入原核生物
一、基因工程常用的原核生物
二、重组载体导人大肠杆菌
第三节 重组载体导入真核生物
……
第七章 重组子克隆的筛选和鉴定
第八章 克隆基因的表达
第九章 外源基因表达产物的分离纯化
第十章 大肠杆菌基因工程
第十一章 酵母基因工程
第十二章 高等植物基因工程
第十三章 哺乳动物基因工程
前言/序言
人类基因组计划（HGP）是20世纪自然科学史上最伟大的计划之一，其主要内容包括人类23条染色体遗传图和物理图的绘制和人类基因组全部序列的测定，辅以进行基因组作图和测序技术的改进和模式生物的基因组研究。2003年当人类基因组计划宣告完成后，生物学研究的主要任务是阐明基因组的功能，其重点也“从基因组转向蛋白质组”，生物学进入了崭新的后基因组学时代。后基因组学（postgenomics），又称为功能基因组学（functional genomics），是利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和利用新的实验手段，以高通量、大规模的实验统计及计算机数据分析为特征，在基因组和系统水平上全面分析基因的功能，从单一基因或蛋白质的层次拓展到对多个基因或蛋白质进行系统、动态、多维度的研究，包括功能基因表达谱、功能蛋白质组学、比较基因组学和生物信息学等内容。基因工程技术是推动现代生命科学发展的核心和基础技术，自诞生以来就深刻影响和促进了生命科学的发展，已成为探索复杂生命活动规律的重要工具。同时，基因工程技术在生物制品、制药、生物化工、品种改良和环境保护等领域广泛应用，对现代医药、化工、农业、林业、环保及能源等产业的发展起到了巨大的推动作用。
基因工程是普通高等学校生物科学、生物技术和生物工程及相关专业的核心课程之一，是以遗传学、生物化学和分子生物学等为基础构建的一门重要的课程，具有理论性强、内容丰富、技术更新快和应用面广等特点。因此，我们编写这本教材时，遵循了以下原则：①以基因操作流程为主线，分章系统介绍基因工程的基本原理，以达到主线明了、脉络清晰的目的，便于学习者从整体上掌握。②尽可能反映基因工程领域的最新成果和技术。在各章节中除了介绍基本技术方法以外，还对近10多年来较成熟的新技术、新方法做了介绍，如第二代SOLiD测序、第三代Heloscope单分子测序、qPCR、RNAi、基因打靶技术（含锌指核酸酶技术、TALENs和CRISPR/Cas9）等。③突出应用性。各论部分将技术开发应用中最成功的案例引入相应章节，如大肠杆菌基因工程着重介绍重组工程菌生产人胰岛素，酵母基因工程着重介绍利用重组巴斯德毕赤酵母生产乙肝表面抗原等，以满足普通高等教育复合型、应用型人才培养目标的需求。④适应现代教育教学改革如翻转课堂和MOOC等的需要，我们同步建设了配套数字课程，以服务于更广泛的自主学习需要。
本书共13章，第一章至第四章，主要介绍基因工程相关的理论与技术基础，含绪论、基因操作的主要技术原理、酶学基础和载体等；第五章至第九章，主要按基因工程操作流程介绍基因操作与表达的技术原理，含目的基因的获取、基因的体外重组和转移、重组体的筛选和鉴定、克隆基因的表达与调控、外源基因表达产物——异源蛋白的分离纯化等；第十章至第十三章，主要介绍基因工程在大肠杆菌、酵母、高等植物和哺乳动物等特定领域的应用。
本书编写过程中，得到了高等教育出版社王莉副编审和高新景编辑的大力帮助和指导，也得到了参编学校老师们的多方支持．方波老师在图表绘制方面做了大量的工作，同时本书引用和参考了相关论著的内容和学者们的研究成果，在此一并表示由衷的感谢。
由于基因工程涵盖面广，发展日新月异，新成果和新技术如雨后春笋，层出不穷，加之编者眼界和水平有限，书中难免存在疏漏和错误之处，恳请广大读者提出宝贵的修改意见，以便改正。
编者
2017年3月5日
