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基因工程(第4版)

“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

作者:
张惠展、叶江、欧阳立明、吴海珍
定价:
49.00元
ISBN:
978-7-04-057921-5
版面字数:
540.000千字
开本:
16开
全书页数:
暂无
装帧形式:
平装
重点项目:
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
出版时间:
2022-11-28
读者对象:
高等教育
一级分类:
生物技术/生物工程

本书主要论述基因工程的基本原理、单元操作和应用策略。基本原理涉及基因的高效表达原理、重组表达产物的活性回收原理、基因工程菌(细胞)的稳定生产原理;单元操作包括DNA的切接反应、DNA重组分子的转化、转化子的筛选与重组子的鉴定;应用策略部分以大肠杆菌、酵母、高等动物及高等植物等基因工程受体系统为主线,结合具体的产业化案例,归纳出基因工程技术的实际应用策略。书中还简要述及了蛋白质工程(第二代基因工程)和途径工程(第三代基因工程)的原理与应用。

全书纸质内容与数字化资源一体化设计,数字课程涵盖彩色插图、教学课件、科技史话、术语扩展及自测试题等板块,在提升课程教学效果的同时,为学生学习提供思维与探索的空间,利于学生自主学习。

本书可作为高等学校生物工程、生物技术专业本科“基因工程”课程的教材,课堂教学建议学时为32~48;也可供从事生物工程技术研究和开发的人员参考。

  • 前辅文
  • 1 概述
    • 1.1 基因工程的基本概念
      • 1.1.1 基因工程的基本定义
      • 1.1.2 基因工程的基本过程
      • 1.1.3 基因工程的基本原理
      • 1.1.4 基因工程的基本体系
    • 1.2 基因工程的发展历史
      • 1.2.1 基因工程的诞生
      • 1.2.2 基因工程的成熟
      • 1.2.3 基因工程的腾飞
    • 1.3 基因工程的研究意义
      • 1.3.1 第四次工业大革命
      • 1.3.2 第二次农业大革命
      • 1.3.3 第四次医学大革命
  • 2 DNA重组克隆单元操作
    • 2.1 DNA重组的载体
      • 2.1.1 质粒载体
      • 2.1.2 λ双链噬菌体DNA载体
      • 2.1.3 M13单链噬菌体DNA载体
      • 2.1.4 噬菌体/质粒杂合载体
      • 2.1.5 人工染色体载体
    • 2.2 DNA的体外重组(切与接)
      • 2.2.1 限制性内切核酸酶
      • 2.2.2 T4 DNA连接酶
      • 2.2.3 其他用于DNA重组的工具酶
      • 2.2.4 DNA切接反应的影响因素
      • 2.2.5 DNA分子重组的方法
    • 2.3 DNA重组分子的转化与扩增(转与增)
      • 2.3.1 DNA重组分子转化的基本概念
      • 2.3.2 受体细胞的选择
      • 2.3.3 转化方法
      • 2.3.4 转化率及其影响因素
      • 2.3.5 转化细胞的扩增
    • 2.4 转化子的筛选与重组子的鉴定(检)
      • 2.4.1 基于载体遗传标记的筛选与鉴定
      • 2.4.2 基于克隆片段序列的筛选与鉴定
      • 2.4.3 基于外源基因表达产物的筛选与鉴定
    • 2.5 目的基因的克隆
      • 2.5.1 鸟枪法
      • 2.5.2 cDNA法
      • 2.5.3 PCR扩增法
      • 2.5.4 化学合成法
      • 2.5.5 基因文库的构建
  • 3 大肠杆菌基因工程
    • 3.1 外源基因在大肠杆菌中的高效表达原理
      • 3.1.1 启动子
      • 3.1.2 终止子
      • 3.1.3 SD序列
      • 3.1.4 密码子
      • 3.1.5 质粒拷贝数
    • 3.2 大肠杆菌工程菌的构建策略
      • 3.2.1 包涵体型异源蛋白的表达
      • 3.2.2 分泌型异源蛋白的表达
      • 3.2.3 融合型异源蛋白的表达
      • 3.2.4 寡聚型异源蛋白的表达
      • 3.2.5 整合型异源蛋白的表达
      • 3.2.6 蛋白酶抗性或缺陷型表达系统的构建
    • 3.3 重组异源蛋白的体外复性活化
      • 3.3.1 包涵体的溶解与变性
      • 3.3.2 异源蛋白的复性与重折叠
    • 3.4 大肠杆菌工程菌培养的最优化控制
      • 3.4.1 细菌生长的动力学原理
      • 3.4.2 发酵过程的最优化控制
      • 3.4.3 大肠杆菌工程菌的高密度发酵
    • 3.5 基因工程菌的遗传不稳定性及其对策
      • 3.5.1 工程菌遗传不稳定性的表现与机制
      • 3.5.2 改善工程菌不稳定性的对策
    • 3.6 利用重组大肠杆菌生产人胰岛素
      • 3.6.1 胰岛素的结构及其生物合成
      • 3.6.2 人胰岛素的生产方法
      • 3.6.3 产人胰岛素大肠杆菌工程菌的构建策略
  • 4 酵母基因工程
    • 4.1 酵母的受体系统
      • 4.1.1 提高重组异源蛋白产率的突变型受体
      • 4.1.2 抑制超糖基化作用的突变型受体
      • 4.1.3 减少泛素依赖型蛋白质降解作用的突变型受体
      • 4.1.4 内源性蛋白酶缺陷型的突变型受体
    • 4.2 酵母的载体系统
      • 4.2.1 酿酒酵母中的2µ环状质粒
      • 4.2.2 乳酸克鲁维酵母中的线状质粒
      • 4.2.3 果蝇克鲁维酵母中的环状质粒
      • 4.2.4 含有ARS的YRp和YEp质粒及其构建
      • 4.2.5 含有CEN的YCp载体及其构建
      • 4.2.6 含有TEL的YAC载体及其构建
    • 4.3 酵母的转化系统
      • 4.3.1 酵母的转化程序
      • 4.3.2 转化质粒在宿主细胞中的命运
      • 4.3.3 用于转化子筛选的标记基因
    • 4.4 酵母的表达系统
      • 4.4.1 酵母启动子的基本特征与选择
      • 4.4.2 酵母启动子的可调控表达系统
      • 4.4.3 外源基因在酵母中表达的限制性因素
      • 4.4.4 酵母表达系统的选择
    • 4.5 酵母的蛋白质修饰分泌系统
      • 4.5.1 酵母的蛋白质分泌运输机制
      • 4.5.2 酵母的信号肽及其剪切系统
      • 4.5.3 酵母分泌型蛋白的糖基化修饰
    • 4.6 利用重组酵母生产乙肝疫苗
      • 4.6.1 乙肝病毒的结构
      • 4.6.2 产乙肝表面抗原的重组酿酒酵母的构建
      • 4.6.3 产乙肝表面抗原的重组巴斯德毕赤酵母的构建
    • 4.7 利用重组酵母生产人血清清蛋白
  • 5 高等动物基因工程
    • 5.1 动物转基因技术的基本概念
      • 5.1.1 动物转基因的效率
      • 5.1.2 动物转基因的结构
      • 5.1.3 动物转基因的表达特性
      • 5.1.4 动物转基因的生物学效应
    • 5.2 转基因导入动物体内的方法
      • 5.2.1 转基因的动物受体细胞系统
      • 5.2.2 动物细胞物理转化法
      • 5.2.3 动物病毒转染法
      • 5.2.4 工程胚胎干细胞法
      • 5.2.5 体细胞转基因克隆法
    • 5.3 利用动物转基因技术研究基因的表达与功能
      • 5.3.1 利用转报告基因探测动物基因组中的调控序列
      • 5.3.2 利用同源基因灭活细胞内源基因
      • 5.3.3 利用Cre/loxP系统条件性敲除基因
      • 5.3.4 利用CRISPR/Cas系统条件性敲除基因
      • 5.3.5 利用反义基因抑制细胞基因表达
      • 5.3.6 利用干扰RNA阻断特定基因表达
    • 5.4 利用转基因动物或细胞生产生物大分子
      • 5.4.1 动物细胞高效表达异源蛋白的基本原理
      • 5.4.2 利用哺乳动物细胞大规模培养技术生产结构复杂的人体蛋白质
      • 5.4.3 利用动物乳腺组织生产蛋白质药物
    • 5.5 转基因技术在动物遗传性状改良中的应用
      • 5.5.1 转基因鼠
      • 5.5.2 转基因兔、猪、羊
      • 5.5.3 转基因牛
      • 5.5.4 转基因鸡
      • 5.5.5 转基因鱼
    • 5.6 基因治疗
      • 5.6.1 基因治疗的基本策略
      • 5.6.2 肿瘤的基因治疗
      • 5.6.3 囊性纤维变性症的基因治疗
      • 5.6.4 杜氏肌营养不良症的基因治疗
      • 5.6.5 重度联合免疫缺陷症的基因治疗
      • 5.6.6 糖尿病的基因治疗策略
      • 5.6.7 骨髓细胞的转基因研究
      • 5.6.8 基因治疗的副反应及其对策
  • 6 高等植物基因工程
    • 6.1 高等植物的遗传学特性
    • 6.2 高等植物的基因转移系统
      • 6.2.1 Ti质粒介导的整合转化系统
      • 6.2.2 植物病毒介导的转染系统
      • 6.2.3 植物细胞的直接转化方法
      • 6.2.4 植物原生质体的再生
    • 6.3 高等植物的基因表达系统
      • 6.3.1 外源基因的四环素诱导系统
      • 6.3.2 外源基因的乙醇诱导系统
      • 6.3.3 外源基因的类固醇诱导系统
      • 6.3.4 外源基因的地塞米松诱导和四环素抑制系统
    • 6.4 利用植物转基因技术研究基因的表达与调控
      • 6.4.1 利用转报告基因展示高等植物基因表达与调控的信息谱
      • 6.4.2 利用病毒载体探查植物基因重排
      • 6.4.3 利用转座元件克隆植物基因
      • 6.4.4 利用T-DNA构建植物遗传突变株
    • 6.5 利用转基因植物生产重组异源蛋白和工业原料
      • 6.5.1 利用植物生物反应器生产医用蛋白
      • 6.5.2 利用植物生物反应器生产食品或饲料添加剂
      • 6.5.3 利用植物生物反应器生产工业原料
    • 6.6 转基因技术在植物品种改良中的应用
      • 6.6.1 控制果实成熟的转基因植物
      • 6.6.2 抗虫害的转基因植物
      • 6.6.3 抗病原体的转基因植物
      • 6.6.4 抗除草剂的转基因植物
      • 6.6.5 改变花型花色的转基因植物
      • 6.6.6 抗环境压力的转基因植物
      • 6.6.7 产生高品质产物的转基因植物
      • 6.6.8 转基因植物的安全性
  • 7 第二代基因工程——蛋白质工程
    • 7.1 蛋白质工程的基本概念
      • 7.1.1 蛋白质工程的基本特征
      • 7.1.2 蛋白质工程的研究内容及应用
      • 7.1.3 蛋白质工程实施的必要条件
    • 7.2 基因的体外定向突变
      • 7.2.1 局部随机掺入法
      • 7.2.2 碱基定点转换法
      • 7.2.3 部分片段合成法
      • 7.2.4 引物定点引入法
      • 7.2.5 PCR扩增突变法
    • 7.3 基因的体外定向进化
      • 7.3.1 易错PCR
      • 7.3.2 DNA混编
      • 7.3.3 体外随机引发重组
      • 7.3.4 交错延伸
      • 7.3.5 过渡模板随机嵌合生长
      • 7.3.6 渐增切割杂合酶生成
      • 7.3.7 同源序列非依赖性蛋白质重组
      • 7.3.8 突变文库的筛选模型
    • 7.4 蛋白质工程的设计思想与应用
      • 7.4.1 提高蛋白质或酶的稳定性
      • 7.4.2 减少重组多肽链的错误折叠
      • 7.4.3 改善酶的催化活性
      • 7.4.4 消除酶的被抑制特性
      • 7.4.5 修饰酶的催化特异性
      • 7.4.6 强化配体与其受体的亲和性
      • 7.4.7 降低异源蛋白药物的免疫原性
  • 8 第三代基因工程——途径工程
    • 8.1 途径工程的基本概念
      • 8.1.1 途径工程的基本定义
      • 8.1.2 途径工程的基本过程
      • 8.1.3 途径工程的基本原理
    • 8.2 途径工程的研究策略
      • 8.2.1 在现存途径中提高目标产物的代谢流
      • 8.2.2 在现存途径中改变物质流的性质
      • 8.2.3 利用已有途径构建新的代谢旁路
    • 8.3 初级代谢的途径工程
      • 8.3.1 乙醇生产菌的途径操作
      • 8.3.2 辅酶Q生产菌的途径操作
      • 8.3.3 氢气生产菌的途径操作
    • 8.4 次级代谢的途径工程
      • 8.4.1 聚酮生物合成的分子机制
      • 8.4.2 聚酮合酶各组成模块的操作策略
      • 8.4.3 聚酮生物合成基因的异源表达
    • 8.5 信号转导的途径工程
      • 8.5.1 信号转导途径的构成与功能
      • 8.5.2 信号转导途径的性能修饰
      • 8.5.3 信号转导途径的动力学行为修饰

基因工程(第4版)数字课程与纸质内容一体化设计,紧密配合。数字课程包括彩色插图(197幅PDF格式)、教学课件(603张PPT)、科技史话(8 段)、术语扩展(5例)及自测试题(402道标准化试题)等板块,希望在提升课程教学效果同时,丰富知识呈现形式,为学生学习提供思维与探索与空间。

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