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第一章绪论
基因是存在于DNA上的核苷酸序列,具有特定的结构、功能以及遗传特征。从基因到基因工程的一个多世纪的研究结果,充分展现了人类从认识自然到改造自然的过程。基因工程技术在造福于人类的同时,也给人类无限遐想的空间,基因工程的迅猛发展将人类带入实现梦幻的年代。
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●1.1前言
前言
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●1.2基因工程的诞生
基因工程的诞生
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●1.3基因克隆基本流程
基因克隆基本流程
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第二章基因工程基本技术原理
基因工程是一门实践性与实验性并进的学科。本章重点介绍基因工程基本技术原理和实技能,并将基因工程基本理论和实验技能应用在科研工作中,对基因工程操作过程中经常出现的问题进行了分析。培养学生综合应用基因工程理论知识和实验技能的能力 。
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●2.1核酸的提取与鉴定
提取高质量的DNA、RNA和质粒是顺利进行基因工程研究的前提和基础。本节重点介绍DNA、RNA和质粒提取的原理、方法和步骤,并介绍了提取核酸的鉴定和含量测定方法,分析了影响核酸提取成功的因素。
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●2.2PCR技术
PCR技术已成为分子生物学和基因工程研究中强有力的工具之一,随着科学的进步,不断衍生了新的PCR技术。本节重点介绍了PCR技术的基本原理、PCR反应体系和反应条件,并对目前比较热门的PCR衍生技术基本原理和应用进行了介绍。
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●2.3分子杂交技术
分子杂交技术广泛应用于基因工程中基因的筛选与鉴定中。本章重点介绍了Southern杂交、Northern杂交、Western杂交、菌落原位杂交和荧光原位杂交技术的基本原理、步骤和应用。
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第三章基因工程工具酶
各种核酸酶类是基因工程中的重要工具。 基因工程实验操作主要是在核酸分子之间进行的,由一系列的酶类催化完成,其中限制性核酸内切酶和DNA连接酶是完成DNA分子重组的主要酶。此外,还有DNA聚合酶、碱性磷酸酶、末端核苷酸转移酶等核酸修饰酶类。所有这些酶类作为DNA操作的工具,为人们进行重组DNA创造了条件。 本章旨在着重讨论限制性核酸内切酶、聚合酶和连接酶在重组DNA分子中的作用,同时简要讨论其他一些核酸酶类。
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●3.1限制性核酸内切酶
限制性核酸内切酶
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●3.2DNA聚合酶
DNA聚合酶
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●3.3DNA连接酶
DNA连接酶
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●3.4核酸修饰酶
核酸修饰酶
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●3.5甲基化酶
甲基化酶
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第四章基因工程载体与表达系统
本章主要介绍了基因工程中常用克隆载体如质粒载体、噬菌体载体、噬菌粒载体、病毒载体和人工染色体的特性与功能,并以常用的原核表达系统和真核表达系统为例,介绍了基因工程中的蛋白表达系统。
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●4.1载体的共性
载体的共性
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●4.2质粒载体
质粒载体
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●4.3a-互补
a-互补
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●4.4噬菌体载体
噬菌体载体
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●4.5植物表达载体
植物表达载体
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第五章目的基因分离与鉴定
对基因功能的研究,首先需要获取基因或基因片段,即目的基因(target gene)。从体内或体外分离目的基因是进行基因操作的最为关键的步骤之一。随着分子生物学研究的发展,基因工程操作中的目的基因范围也变得越来越广泛,既包括包含完整开放阅读框或部分编码序列的DNA或cDNA,也包括启动子、增强子或其他基因调控序列的DNA片段。 本章主要介绍基因文库的构建、目的基因的分离,对图位克隆、转座子标签法、电子克隆等方法也进行了较为详细的介绍,提供了获取基因的基本思路与技术方法。
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●5.1基因工程原理
基因工程原理
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●5.2PCR 法
PCR法
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●5.3文库筛选法
文库筛选法
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●5.4酵母双杂交法
酵母双杂交法
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●5.5其他的筛选方法
其他的筛选方法
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第六章基因功能研究技术
基因功能研究是人类从认识自然到改造自然的必经阶段。基因功能研究技术主要包括常规分析技术、高通量分析技术以及大分子相互作用分析技术等。研究层面上可分为分子、细胞和整体,目前普遍使用了的是通过基因剔除、突变、相互作用回答基因功能。光遗传操作技术为研究神经基因功能,揭示大脑奥秘提供了强有力的工具。
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●6.1基因芯片和转录组测序
基因芯片和转录组测序
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●6.2蛋白质芯片
蛋白质芯片
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●6.3酵母双杂交
酵母双杂交
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●6.4免疫共沉淀
免疫共沉淀
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●6.5RNAi技术
RNAi技术
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●6.6Micro-RNA
Micro-RNA
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●6.7Crispr-cas9系统
Crispr-cas9系统
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●6.8光遗传
光遗传
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第七章动植物基因工程
通过基因工程技术可以构建人们所需要的各类基因工程动植物,以满足科学研究、医学、农业的不同需求。有多种动植物转基因的方法,各有优势与不足。为增强基因表达可以使用调控元件,通过理化及分子生物学方法筛选、鉴定转基因动植物,使之应用于各种需求。
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●7.1转基因植物
转基因植物
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●7.2转基因动物
转基因动物
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第八章基因信息分析技术
生物信息学已经成为生命科学领域中的一颗明珠,对核酸和蛋白质序列的分析也成为生命科学工作者的一项基本技能。本章重点介绍了一些常用的生物数据库和使用方法,介绍了VectorNTI、Mega、Primer软件的基本原理及使用方法。
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●8.1常用生物分子数据库
本节重点介绍了NCBI网站的核酸数据库和蛋白质数据库,介绍了NCBI网站的一些功能,介绍了如何通过数据库查找核酸序列和蛋白质序列。
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●8.2软件分析应用
本节重点介绍了利用NCBI 网站进行blast分析,学习VectorNTI、Mega、Primer软件的基本原理及使用方法,利用VectorNTI软件进行比对等综合分析,利用Mega软件构建系统进化树,利用Primer软件进行引物设计。