《基因工程》第二版为国家精品课程建设教材、国家精品资源共享课教材，与教材配套有慕课视频可供学习。系统阐述基因工程的基本概念、基本原理、转基因技术的完整流程、基因工程操作的主要工具和关键技术及其最新进展，尤其是基因工程在组学和基因功能研究中的应用进展。
本教材主要内容包括三部分：一是基因工程的基本原理与基本技术，涉及工具酶和基因工程载体及常用的基因表达系统，目的基因获取、制备、扩增、导入与鉴定的各种方法，包括最新的高通量测序和单细胞测序技术等基因检测方法。二是基因工程用于功能基因组学研究的技术，包括基因表达谱研究技术、全基因组化学诱变和转座子饱和诱变技术、基因敲除与基因敲减技术、过表达和异位表达技术、染色质沉淀等基因相互作用研究技术等，这部分一直是本教材的特色和重点，第二版还大篇幅增加了TALEN和CRISPR基因编辑技术的发展历史和最新进展。三是基因工程在工农业生产和医学研究中的应用，包括转基因植物、转基因动物的制备与应用，转基因安全评价与监管，基因治疗的原理、策略与研究进展，尤其是免疫治疗的最新研究进展等。扫描书中二维码可见精美彩图。
本教材可用作国内高等院校及科研院所生物科学、生物技术、生物工程及基础医学和制药专业的本科生、研究生及科研人员学习的教材和参考书，也可作为对转基因技术和基因工程感兴趣的其他领域人士科普学习的参考书。
袁婺洲，湖南师范大学生命科学院教授，博士生导师。1988年毕业于北京师范大学生物学系，1994年获湖南农业大学遗传学博士学位。美国密西根大学博士后，英国伦敦大学学院研究学者。自1994年起在湖南师范大学生命科学学院从事《基因工程》和《遗传学》等课程的教学工作。主持《基因工程》国家精品课程及国家精品资源共享课程各1项，湖南省精品在线开放课程1项。主编教材2部，合编教材3部。获“第11届全国多媒体课件大赛”二等奖1项，湖南师范大学教学成果一等奖2项，教学奖5项。主编的《基因工程》教材获2012年中国石油和化学工业出版物奖（教材奖）二等奖。研究方向是利用动物模型研究人类心脏发育及心血管疾病基因的功能与调控机制。主持国家自然科学基金项目5项、教育部新世纪人才支持计划1项及省级课题多项。在国内外杂志发表研究论文120多篇，合作出版专著4部。获湖南省科技进步一等奖1项、湖南省自然科学奖一等奖1项、第五届湖南省青年科技奖1项、湖南省“芙蓉百岗”1项。
1 基因工程概述
1.1 基因工程的概念与基本流程
1.1.1 基因工程的概念
1.1.2 基因工程的基本流程
1.2 基因工程的发展简史
1.2.1 基因工程诞生的背景
1.2.2 基因工程的诞生
1.2.3 基因工程的发展
1.3 基因工程的研究意义和应用
1.3.1 基因工程在功能基因组学研究中的应用
1.3.2 基因工程在工业领域的应用
1.3.3 基因工程在农业领域的应用
1.3.4 基因工程在医药领域的应用
本章小结
复习题
2 基因工程工具酶
2.1 限制性核酸内切酶
2.1.1 限制性核酸内切酶的发现和种类
2.1.2 限制性核酸内切酶的命名
2.1.3 限制性核酸内切酶的特征
2.1.4 限制性核酸内切酶的同尾酶
2.1.5 影响限制性核酸内切酶酶切反应的因素
2.1.6 限制性核酸内切酶酶切位点的引入与消失
2.2 DNA连接酶
2.2.1 DNA连接酶的作用
2.2.2 不同末端的连接策略
2.2.3 影响DNA连接反应的因素
2.3 DNA聚合酶类
2.3.1 大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ
2.3.2 Klenow大片段酶
2.3.3 耐热的DNA聚合酶Taq
2.3.4 T4噬菌体DNA聚合酶
2.3.5 逆转录酶
2.4 碱性磷酸酶
2.4.1 碱性磷酸酶防止载体自连
2.4.2 获得5′末端磷酸基团标记的探针
2.5 末端脱氧核苷酸转移酶
2.6 其他工具酶
2.6.1 Ⅱs型限制性核酸酶
2.6.2 Cas核酸内切酶
2.6.3 Dicer酶
2.6.4 重组酶
本章小结
复习题
3 基因工程载体
3.1 克隆载体
3.1.1 质粒载体
3.1.2 噬菌体载体
3.1.3 黏粒载体
3.1.4 人工微小染色体
3.2 表达载体
3.2.1 原核表达载体
3.2.2 真核表达载体
本章小结
复习题
4 目的基因的获取与制备
4.1 从基因文库获取目的基因
4.1.1 基因组文库的构建与筛选
4.1.2 cDNA基因文库的构建与筛选
4.2 电子克隆法获取目的基因
4.2.1 利用EST数据库进行电子克隆
4.2.2 利用基因组数据库进行电子克隆
4.2.3 全长cDNA的判断
4.2.4 电子克隆基因的生物信息学分析
4.3 PCR 获取与扩增目的基因
4.3.1 常规PCR
4.3.2 反向PCR
4.3.3 反转录PCR
4.3.4 实时荧光定量PCR
4.3.5 多重PCR
4.3.6 巢式PCR
4.3.7 不对称PCR
4.3.8 RACEPCR
4.3.9 原位PCR
4.4 通过蛋白质工程改建目的基因
4.4.1 蛋白质工程的概念
4.4.2 蛋白质工程的定点突变技术
4.4.3 蛋白质工程的定向进化技术
本章小结
复习题
5 目的基因导入受体细胞的方法
5.1 把目的基因导入大肠杆菌
5.1.1 自然条件下的转化过程
5.1.2 感受态受体细胞的选择
5.1.3 外源目的基因转化进入大肠杆菌细胞的方法
5.1.4 外源基因通过噬菌体转导进入受体细胞
5.2 把目的基因导入酵母细胞
5.2.1 聚乙二醇介导的酵母转化
5.2.2 金属阳离子介导的酵母转化
5.3 把目的基因导入植物细胞
5.3.1 DNA直接转移法
5.3.2 农杆菌Ti质粒载体介导法
5.4 把目的基因导入动物细胞
5.4.1 外源基因导入离体培养的动物细胞
5.4.2 外源基因导入在体动物细胞
本章小结
复习题
6 阳性转化子的鉴定
6.1 遗传表型检测法
6.1.1 利用载体提供的表型特征筛选和鉴定重组DNA分子
6.1.2 利用外源目的基因本身的序列提供的表型特征筛选
6.2 酶切电泳检测
6.2.1 凝胶电泳检测筛选
6.2.2 限制性核酸内切酶酶切分析筛选
6.3 核酸分子杂交
6.3.1 Southern印迹杂交
6.3.2 Northern印迹杂交
6.3.3 蛋白质印迹分析
6.4 PCR扩增鉴定筛选
6.5 DNA序列测定
6.5.1 Sanger双脱氧末端终止法
6.5.2 化学降解法
6.5.3 自动测序法
6.5.4 二代测序技术
6.5.5 三代测序技术
6.5.6 单细胞测序技术
6.5.7 高通量测序在组学研究中的应用
本章小结
复习题
7 基因工程在基因功能研究中的应用
7.1 基因的表达谱研究技术
7.1.1 胚胎原位杂交技术
7.1.2 胚胎抗体染色技术
7.1.3 基因芯片技术
7.2 基因的突变研究技术
7.2.1 化学诱变
7.2.2 转座子全基因组诱变
7.3 基因敲除技术
7.3.1 完全基因敲除技术
7.3.2 条件基因敲除技术
7.4 基因编辑技术
7.4.1 锌指核酶基因敲除技术
7.4.2 TALEN基因编辑技术
7.4.3 CRISPR基因编辑技术
7.5 基因敲减技术
7.5.1 RNA干扰技术
7.5.2 Morpholino干扰技术
7.6 基因过表达与异位表达技术
7.6.1 GAL4/UAS系统的构建
7.6.2 GAL4/UAS定时开启系统
7.7 基因的相互作用研究技术
7.7.1 凝胶迁移率阻滞技术
7.7.2 染色质免疫沉淀技术
7.7.3 酵母双杂交技术
7.7.4 免疫共沉淀技术
本章小结
复习题
8 转基因植物
8.1 转基因植物研究和生产现状
8.1.1 转基因植物的研究概况
8.1.2 抗除草剂转基因作物
8.1.3 抗虫转基因作物
8.1.4 提高作物产量和品质的转基因作物
8.1.5 其他转基因作物
8.1.6 植物生物反应器
8.2 转基因植物的筛选与检测
8.2.1 报告基因
8.2.2 分子生物学检测方法
8.3 转基因植物的安全性
8.3.1 转基因安全性的由来
8.3.2 转基因安全性的争论
8.3.3 转基因作物安全性评价程序
8.3.4 转基因作物安全性的监管
本章小结
复习题
9 转基因动物
9.1 动物转基因技术
9.1.1 显微注射法
9.1.2 逆转录病毒感染法
9.1.3 胚胎干细胞介导法
9.1.4 体细胞核移植法
9.2 转基因动物的筛选与检测
9.2.1 报告基因
9.2.2 分子生物学检测方法
9.2.3 转基因动物整体表型的观察
9.3 转基因动物的现状与应用
9.3.1 转基因动物的现状
9.3.2 转基因动物在基因功能研究中的应用
9.3.3 转基因技术在动物育种中的应用
9.3.4 转基因动物在医学研究中的应用
9.3.5 动物生物反应器
本章小结
复习题
10 基因治疗
10.1 基因治疗的概念与策略
10.1.1 基因治疗的途径与策略
10.1.2 基因治疗的基本程序
10.1.3 基因治疗的发展、现状与问题
10.2 基因治疗的载体
10.2.1 逆转录病毒载体
10.2.2 腺病毒载体
10.2.3 腺相关病毒载体
10.2.4 单纯疱疹病毒载体
10.2.5 非病毒载体
10.3 重要疾病的基因治疗
10.3.1 遗传病的基因治疗
10.3.2 肿瘤的基因治疗
10.3.3 艾滋病的基因治疗
本章小结
复习题
参考书目与文献
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