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基因工程以基因工程的研究步骤及实际操作中的需要为主线，共分十二章，包括基因工程的基本概念、基因工程基本技术原理、基因克隆的工具酶、载体、目的基因的克隆、外源基因的原核细胞表达系统、外源基因的真核细胞表达系统、转基因动物、转基因植物、基因治疗和蛋白质工程等。每章都有本章简介、思考题和参考文献。

本书可作为高等院校生物技术有关专业本科生教材，同时也可作为相关专业研究生和从事基因工程的教学、科技工作者一本有益的参考用书。

第1章绪论/1

1.1基因工程的基本概念/2

1.2基因工程的发展历史/5

1.3基因工程的研究意义/7

1.4基因工程的应用/8

1.5基因工程的安全性/12

1.6我国的《基因工程安全管理办法》/15

第2章基因工程的工具酶/18

2.1限制性核酸内切酶/18

2.2DNA连接酶/27

2.3DNA聚合酶和逆转录酶/35

2.4修饰酶类/39

2.5其他工具酶/43

第3章基因工程的克隆载体/47

3.1质粒载体/48

3.2噬菌体载体/63

3.3柯斯质粒载体/75

3.4噬菌粒载体/76

3.5病毒载体/77

3.6人工染色体克隆载体/85

第4章基因工程的基本技术/91

4.1核酸的提取、鉴定与保存/91

4.2凝胶电泳技术/97

4.3分子杂交技术/102

4.4PCR/105

4.5DNA序列分析/114

4.6基因芯片及数据分析/117

4.7研究蛋白质与DNA相互作用的主要方法/121

第5章目的基因的获取/130

5.1基因的人工化学合成/130

5.2PCR扩增目的基因/135

5.3从基因组文库获取目的基因/135

5.4从cDNA文库获得目的基因/138

基因工程目录5.5其他基因分离技术/144

第6章目的基因的导入与重组体的鉴定/156

6.1重组DNA导入原核细胞/156

6.2重组DNA导入真核细胞/164

6.3重组体克隆的筛选与鉴定/172

第7章外源基因的原核表达系统/189

7.1原核表达系统的特点/189

7.2原核细胞表达系统/198

7.3提高外源基因表达水平的措施/216

第8章外源基因的真核表达系统/226

8.1真核表达系统的特点/226

8.2酵母表达系统/227

8.3昆虫或昆虫细胞表达系统/237

8.4哺乳动物表达系统/244

第9章转基因植物/254

9.1转基因植物概述/254

9.2植物基因转化受体系统/256

9.3植物基因遗传转化方法/261

9.4转基因植物的筛选与鉴定/281

9.5提高外源基因在转基因植物中表达效率的途径/291

9.6转基因植物的应用和展望/295

9.7转基因植物的安全性评价/301

第10章转基因动物/308

10.1转基因动物发展简史/308

10.2转基因动物技术/310

10.3转基因动物的制备和检测/315

10.4转基因动物研究中出现的问题及其对策/317

10.5转基因动物技术的应用/319

10.6转基因动物的安全性及其未来/323

第11章基因治疗/325

11.1分子病与基因治疗的基本概念/325

11.2基因治疗的发展简史与现状/326

11.3基因治疗的策略/328

11.4基因治疗的基本程序/330

11.5基因治疗的应用/335

11.6基因治疗的前景/339

第12章蛋白质工程/343

12.1蛋白质工程的理论基础、诞生和发展/344

12.2蛋白质工程的关键技术/358

12.3蛋白质工程的设计思想/369

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前言

20世纪70年代以来，生物技术这门激动人心的技术正在改变着人们的生活方式，促进了国民经济的发展，而基因工程又是生物技术中吸引人的、重要的、发展迅速的技术。生物技术犹如一顶王冠，而基因工程技术则是这顶王冠上的一颗明珠。它的进一步发展必将为人类认识生命的本质，揭示生命现象的奥秘开辟一个全新的领域，对21世纪的生物制药、现代农业、疾病治疗、环境保护以及国民经济的可持续发展产生重大的影响。因此，基因工程始终是高校生物技术专业或生物工程专业本科生的专业基础课程。

根据生物技术专业或生物工程专业本科生学习时间少、学时缩短、合适的教材难于寻找、课程内容与其他课程重叠而难于取舍等现状，我们多个学校多年从事基因工程教学的主讲教师组织编写了这本教材。

基因工程是以遗传学、生物化学和分子生物学等学科为基础，引入了工程学的一些概念，通过周密的实验设计，进行精确的实验操作，高效率地达到预期的目标。本书编者遵从“重视基础、拓展眼界、联系实际”的原则，结合高等院校对学生知识的要求和培养性质与特点，结合生物工程企业用人单位的需求，同时融合了我们长期教学和科研经验，对教学体系和内容进行了有机的整合编写了本教材。本书从基因的基本概念出发，以基因工程技术体系为主线，对实际操作过程中所涉及的基本技术和基本概念进行了重点阐述；同时把基因工程的技术成就和学科发展动态结合到每一章节中，使学生在掌握基本技术原理和技能的基础上，了解基因工程技术的光明前景。

本书共分十二章，各章节具体分工如下：章由河南农业大学大学郑振宇老帅编写；第二章由滨州学院邵燕老师编写；第三章由哈尔滨工业大学韩凤桐老师编写；第四章由延安大学陈国梁老师编写；第五章由合肥大学阚劲松老师编写；第六章由大连海洋大学王秀利老师编写；第七章由淮阴工学院胡沂淮老师编写；第八章由重庆工商大学李宏老师编写；第九章由淮北师范大学宋运贤老师编写；第十章由延东学院刘丹梅老师编写；第十一章第1～3节由郑州轻工业学院孙新城老师编写，第4～6节由塔里木大学王彦芹老师编写；第十二章由塔里木大学老师张锐老师编写。在写作过程中得到了河南农业大学牧医工程学院领导和老师们的大力支持和帮助，各位编委也对本书的结构体系、内容取舍等提出了十分宝贵的建议，华中科技大学出版社的王新华编辑也对本书的编写和顺利出版花费了大量的心血，在此表示诚挚的感谢!

基因工程是一门发展十分迅速的新兴学科，每时每刻有新研究成果发表，并且它涉及的知识十分广泛，限于编者水平有限，书中的错漏和缺点在所难免，恳请同行和广大读者批评指正！