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第一章 绪论1

第一节 生物工程的概念和内容1

一、生物工程的概念1

二、生物工程概念的演变2

第二节 生物工程的组成学科2

一、基因工程2

二、细胞工程3

三、发酵工程3

四、酶工程4

五、蛋白质工程5

第三节 生物工程的发展历史和趋势5

第四节 我国生物工程的现状7

第二章 生物工程一般技术8

第一节 细胞培养无菌操作与常用设备9

一、细胞培养无菌操作9

二、细胞培养常用器材及灭菌方法9

三、细胞培养及无菌操作需要的设备11

第二节 培养基及其配制14

一、培养基的成分及其作用14

二、培养基的类型16

三、培养基的配制18

第三节 细胞的大规模培养与常用设备22

一、植物细胞的大规模培养与常用设备22

二、动物细胞的大规模培养与常用设备25

三、微生物的大规模培养与常用设备28

第三章 基因工程33

第一节 遗传物质基础的概述33

一、基因工程研究的理论基础34

二、基因工程操作的基本技术路线34

三、DNA的结构和特性34

四、RNA的结构与功能37

五、DNA和RNA的分离40

第二节 基因表达的调控43

一、原核生物基因表达的调控44

二、真核生物基因表达的调控50

三、生物中心法则54

第三节 基因工程技术中常用工具酶55

一、限制性核酸内切酶55

二、DNA连接酶57

三、DNA修饰酶58

第四节 载体和宿主细胞59

一、质粒载体60

二、噬菌体载体61

三、其他病毒载体及大容量载体62

四、宿主细胞类型63

第五节 目的基因克隆策略64

一、获得目的基因的途径64

二、有功能启动子的分离和构建67

第六节 聚合酶链式反应69

一、PCR的基本特征69

二、PCR引物的设计71

三、PCR反应中使用的DNA聚合酶71

四、改进的PCR技术73

五、PCR产物的加工73

六、PCR技术的应用73

第七节 重组子的鉴定和分析75

一、根据载体选择标记基因筛选转化子75

二、根据重组DNA分子鉴定重组子76

三、应用DNA芯片鉴定重组子77

四、根据目的基因转录产物（mRNA）鉴定重组子78

五、根据目的基因翻译产物鉴定重组子79

第八节 基因表达体系79

一、原核基因和真核基因表达调控机制79

二、原核表达体系80

三、酵母表达体系80

四、高等生物细胞表达体系81

第九节 转基因动物81

一、转基因鼠的研究方法82

二、人类疾病的转基因动物模型85

三、基因敲除与基因治疗86

四、其他转基因动物的研究方法86

五、克隆动物87

第四章 细胞工程92

第一节 细胞工程基础92

一、细胞生物学基础92

二、细胞工程概述96

第二节 植物细胞工程99

一、植物细胞工程与药物生产100

二、植物细胞的培养101

三、次生代谢物的分离108

四、原生质体融合与不对称体细胞杂交110

第三节 动物细胞工程113

一、常用动物组织细胞的培养113

二、细胞的超低温保存技术115

三、动物细胞融合和细胞重组116

四、干细胞技术与组织工程120

第五章 发酵工程124

第一节 发酵工程概述124

一、发酵工程的概念及内容124

二、发酵工程发展简史125

三、发酵工程的发展趋势128

四、我国发酵工程的应用与发展128

第二节 发酵菌种及发酵工业上常见的微生物130

一、发酵菌种130

二、菌种制备与扩大培养132

三、常见微生物的发酵类型136

第三节 发酵工艺条件及主要控制参数137

一、发酵基本技术及操作137

二、发酵过程的代谢变化144

三、影响发酵过程的主要参数及其控制146

四、发酵终点的确定149

第四节 发酵异常及其处理150

一、种子异常及其处理150

二、发酵过程异常及其处理150

三、染菌及其处理151

第五节 发酵经济学154

一、概述154

二、影响发酵成本的主要因素154

第六章 酶工程159

第一节 酶学基础159

一、酶的组成与结构159

二、酶的分类与命名160

三、酶的性质161

四、影响酶促反应的因素162

第二节 酶制剂的来源162

一、动植物组织中直接提取162

二、微生物的发酵生产162

三、动植物细胞培养产酶163

四、基因工程酶163

第三节 酶的分离与纯化163

一、细胞制酶的一般流程164

二、酶的分离与纯化方法164

三、酶制剂的浓缩和干燥166

第四节 酶分子的改造166

一、酶分子修饰167

二、酶的定制168

第五节 酶和细胞的固定化169

一、酶的固定化169

二、细胞的固定化170

第六节 酶反应器171

一、概念171

二、酶反应器的类型171

第七节 酶在医药学方面的应用172

一、酶在疾病诊断中的应用172

二、酶在疾病治疗中的作用173

三、酶在制药中的应用174

第七章 生物工程在医药方面的应用177

第一节 生物药物的历史和发展177

第二节 生物药物的种类178

第三节 生物制药新技术179

第四节 基因工程180

一、基因工程药物品种开发180

二、改良菌种，产生新的微生物药物180

三、建立新药筛选模型180

四、改进药物生产工艺180

五、人类基因组计划181

六、基因诊断183

七、基因治疗183

第五节 细胞工程184

一、单克隆抗体技术184

二、植物细胞培养生产次生代谢产物184

三、动物细胞培养184

四、利用转基因动、植物生产蛋白质类药物184

第六节 发酵工程184

第七节 酶工程185

第八章 基因工程与生物安全186

第一节 转基因食品及转基因生物的安全性问题187

第二节 人类基因的研究、应用及其安全性问题189

第三节 克隆动物的安全性问题190

第四节 其他转基因生物的安全性问题191

实训实验193

实训一 生物工程基础操作193

实验一 动物细胞培养主要溶液的配制与灭菌193

实训二 基因工程实训195

实验二 外周血有核细胞基因组DNA的提取195

实验三 DNA片段的回收与纯化198

实验四 DNA的重组连接198

实验五 大肠杆菌的转化及重组菌的筛选200

实验六 重组质粒的抽提201

实验七 限制性内切酶切割DNA203

实验八 PCR反应及其产物检测204

实训三 动物细胞工程实训206

实验九 细胞复苏与培养207

实验十 细胞计数与传代培养208

实验十一 细胞冻存209

实训四 发酵工程实训210

实验十二 庆大霉素菌种的制备210

实验十三 庆大霉素菌种的保存212

实验十四 小型发酵罐应用和酵母菌发酵213

实验十五 庆大霉素发酵操作214

实训五 酶工程实训216

实验十六 酵母细胞的固定化技术与活性观察216

习题答案218

教学大纲220