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第一章 核酸的结构与功能，基因及基因工程的概念1

第一节 核酸的结构与功能1

一、核酸的化学组成1

二、DNA的结构与功能4

三、RNA的空间结构与功能10

第二节 基因和基因工程的概念18

一、基因的概念19

二、基因组28

三、基因工程的定义和研究内容33

四、基因工程的发展史34

五、基因工程的诞生36

复习思考题36

第二章 基因工程中常用的工具酶38

第一节 限制性核酸内切酶与DNA分子的体外切割38

一、限制性核酸内切酶的制备方法38

二、限制性核酸内切酶分类和命名39

三、Ⅱ型限制性核酸内切酶的基本特性40

四、影响限制性核酸内切酶活性的因素42

第二节 DNA连接酶和DNA分子的体外连接43

一、DNA连接酶44

二、DNA分子的体外连接44

第三节 其他工具酶48

一、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ（E.Coli DNA PolⅠ）48

二、DNA聚合酶Ⅰ大片段（Klenow酶）48

三、T4DNA聚合酶49

四、逆转录酶50

五、末端脱氧核苷酰转移酶50

六、核酸酶S151

七、核酸酶BAL3151

八、外切核酸酶Ⅲ51

九、T4多聚核苷酸激酶51

十、碱性磷酸酶52

十一、甲基化酶52

复习思考题53

第三章 基因克隆载体54

第一节 质粒载体54

一、质粒的基本特性55

二、质粒的分离纯化方法58

三、质粒载体的选择61

四、大肠杆菌质粒载体62

五、多种功能的衍生质粒的组建66

第二节 噬菌体载体68

一、噬菌体的一般生物学特性68

二、λ噬菌体载体70

三、黏性质粒77

四、单链DNA噬菌体载体78

第三节 真核细胞的克隆载体79

一、在酵母细胞中克隆基因常用的载体80

二、植物基因克隆的载体——Ti质粒81

三、动物细胞基因克隆的载体84

复习思考题88

第四章 目的基因的分离和克隆89

第一节 目的基因的获得89

一、基因的合成90

二、建立基因组DNA文库92

三、构建cDNA文库筛选目的基因94

四、其他方法98

第二节 获得目的基因方法的选择99

一、根据获得目的基因的研究目的选择方法99

二、根据目的基因本身特点选择方法100

三、根据实验室设备条件选择方法100

第三节 目的基因重组体的构建101

一、质粒DNA的分离纯化101

二、目的基因与载体的连接101

复习思考题104

第五章 重组DNA导入宿主细胞与转化子的筛选105

第一节 重组DNA向宿主细胞的导入105

一、转化（transformation）105

二、通过接合作用传递质粒DNA108

三、通过转染／转导作用传递遗传物质108

第二节 转化子的筛选与鉴定108

一、利用遗传标志的表型特征筛选108

二、根据重组子的结构特征筛选110

三、目的基因表达的鉴定112

第三节 目的基因序列测定112

一、目的基因序列测定的意义112

二、目的基因测序方法113

复习思考题119

科研实例119

一、人IL-24基因克隆、重组表达119

二、人白细胞介素-17F基因克隆及在大肠杆菌中的表达121

第六章 外源基因在大肠杆菌中的表达调控124

第一节 基因表达的概述和基本条件124

一、基因表达的基本概念124

二、基因表达的基本条件125

三、真核基因在原核细胞中表达及调控125

第二节 在大肠杆菌中影响外源基因表达的因素137

一、启动子结构对表达效率的影响137

二、表达载体的选择137

三、外源基因（cDNA）中密码子的选用138

四、mRNA的一级结构与基因表达138

五、mRNA的二级结构对翻译起始的影响139

六、mRNA稳定性的影响140

七、转录终止区对外源基因表达效率的影响140

八、转录后的若干因素与基因表达的关系140

九、宿主选择对表达的影响140

十、培养条件的控制对表达效率的影响141

复习思考题141

科研实例142

一、人IL-24基因与pET21（+）表达质粒的重组和在E.Coli中表达及其抗肿瘤作用142

二、人白细胞介素-17F基因克隆及在大肠杆菌中的表达及其生物学活性145

第七章 外源基因在真核细胞中表达及调控150

第一节 真核生物基因表达的调控150

一、真核生物基因表达的特点及优势150

二、真核细胞表达及调控元件151

第二节 哺乳动物细胞表达系统的选择标记基因157

一、胸苷激酶基因选择标记157

二、二氢叶酸还原酶基因选择标记158

三、新霉素抗性基因选择标记158

四、氯霉素乙酰转移酶基因选择标记158

五、黄嘌呤-鸟嘌呤转移酶（XGPRT）基因159

第三节 真核细胞表达系统的载体种类159

一、载体的类型159

二、几种常用的真核表达载体161

复习思考题164

科研实例164

人IL-24基因与pcDNA 3.0真核表达质粒的构建和表达及其抑瘤效应164

第八章 基因突变171

第一节 基因突变的基本概念171

第二节 基因突变的分类172

一、点突变（point mutation）172

二、碱基插入突变172

三、碱基缺失突变173

第三节 随机突变174

一、限制性内切酶法174

二、接头插入法174

三、系列缺失法175

四、核苷酸随机取代法175

第四节 DNA的定位诱变及点突变技术176

一、区域随机诱变176

二、基因的点突变技术176

三、点突变技术的应用180

复习思考题181

科研实例182

一、腺病毒介导的（m→h）ING4对A549肺癌细胞体内外生长的抑制作用及机制182

二、腺病毒介导的（m→h）ING-4对A549肺癌细胞体外生长的抑制作用及机制185

三、polyA-promoter中的PacⅠ酶切位点突变188

第九章 家蚕核多角体杆状病毒基因转移载体及其在家蚕细胞中对外源性基因的表达190

一、引言190

二、家蚕核多角体病毒（BmNPV）的特性190

三、用家蚕建立的细胞系192

四、家蚕核多角体病毒转移载体194

五、重组的家蚕核多角体病毒的构建198

复习思考题203

第十章 基因工程技术与国民经济的关系及其应用204

第一节 基因工程对农牧业发展的巨大影响204

一、基因工程技术在农业上的应用204

二、基因工程技术在畜牧渔业中的应用205

第二节 基因工程技术在开发能源和解决污染中的应用206

第三节 基因工程技术潜在的工业经济意义207

第四节 基因工程药物的研究开发及其产业化208

一、基因制药的研究开发现状208

二、基因工程药物研究开发的程序218

复习思考题223

第十一章 基因工程疫苗的研究与开发224

一、基因重组表达的抗原疫苗224

二、核酸疫苗226

三、基因重组疫苗的研究进展228

复习思考题230

第十二章 基因工程抗体与导向药物231

一、抗体的基因结构和重排231

二、基因工程抗体的构建和类型234

三、基因工程抗体的表达237

四、导向药物238

五、基因工程抗体的导向生物治疗238

复习思考题240

第十三章 基因治疗241

一、基因治疗的概念及遵循原则241

二、基因治疗的程序242

三、基因治疗的策略245

四、基因治疗的临床应用245

五、基因治疗的问题与前景251

六、裂解型（HSV-Ⅰ）载体用于脑肿瘤的基因治疗253

复习思考题261

科研实例262

一、hIL-24基因与腺病毒载体的构建与鉴定262

二、Ad-hIL-24对肝癌的细胞及其移植瘤的体内外的抑瘤效应及机制265

三、腺病毒介导的PTEN对A549肺癌细胞体内外生长的影响272

第十四章 转基因动物和动物克隆277

一、转基因动物278

二、转基因的“动物药厂”279

三、抗感染动物281

四、转基因动物技术路线中的转基因胚胎干细胞282

五、基因敲除的小鼠模型282

六、克隆羊和动物克隆283

复习思考题286

“医用基因工程”（专业课）总复习练习题287

附录292

附录1氨基酸与遗传密码子292

附录2核酸、蛋白质换算数据294

附录3大肠杆菌常用基因类型296

附录4常用限制性核酸内切酶及酶切位点298

参考文献300