1基因工程概述/ 001
1.1基因工程的概念与基本流程/ 001
1.1.1基因工程的概念/ 001
1.1.2基因工程的基本流程/ 002
1.2基因工程的发展简史/ 003
1.2.1基因工程诞生的背景/ 003
1.2.2基因工程的诞生/ 004
1.2.3基因工程的发展/ 006
1.3基因工程的研究意义和应用/ 007
1.3.1基因工程在功能基因组学研究中的应用/ 007
1.3.2基因工程在工业领域的应用/ 008
1.3.3基因工程在农业领域的应用/ 009
1.3.4基因工程在医药领域的应用/ 011
本章小结/ 013
复习题/ 013
2基因工程工具酶/ 014
2.1限制性核酸内切酶/ 014
2.1.1限制性核酸内切酶的发现和种类/ 014
2.1.2限制性核酸内切酶的命名/ 016
2.1.3限制性核酸内切酶的特征/ 016
2.1.4限制性核酸内切酶的同尾酶/ 018
2.1.5影响限制性核酸内切酶酶切反应的因素/ 020
2.1.6限制性核酸内切酶酶切位点的引入与消失/ 022
2.2DNA连接酶/ 023
2.2.1DNA连接酶的作用/ 023
2.2.2不同末端的连接策略/ 025
2.2.3影响DNA连接反应的因素/ 027
2.3DNA聚合酶类/ 029
2.3.1大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ/ 029
2.3.2Klenow大片段酶/ 030
2.3.3耐热的DNA聚合酶Taq/ 030
2.3.4T4噬菌体DNA聚合酶/ 031
2.3.5逆转录酶/ 032
2.4碱性磷酸酶/ 033
2.4.1碱性磷酸酶防止载体自连/ 033
2.4.2获得5′末端磷酸基团标记的探针/ 036
2.5末端脱氧核苷酸转移酶/ 036
2.6其他工具酶/ 037
2.6.1Ⅱs型限制性核酸酶/ 038
2.6.2Cas核酸内切酶/ 039
2.6.3Dicer酶/ 039
2.6.4重组酶/ 040
本章小结/ 043
复习题/ 043
3基因工程载体/ 044
3.1克隆载体/ 044
3.1.1质粒载体/ 045
3.1.2噬菌体载体/ 053
3.1.3黏粒载体/ 057
3.1.4人工微小染色体/ 058
3.2表达载体/ 060
3.2.1原核表达载体/ 060
3.2.2真核表达载体/ 072
本章小结/ 076
复习题/ 076
4目的基因的获取与制备/ 077
4.1从基因文库获取目的基因/ 078
4.1.1基因组文库的构建与筛选/ 078
4.1.2cDNA基因文库的构建与筛选/ 083
4.2电子克隆法获取目的基因/ 092
4.2.1利用EST数据库进行电子克隆/ 093
4.2.2利用基因组数据库进行电子克隆/ 093
4.2.3全长cDNA 的判断/ 094
4.2.4电子克隆基因的生物信息学分析/ 095
4.3PCR 获取与扩增目的基因/ 095
4.3.1常规PCR/ 095
4.3.2反向PCR/ 102
4.3.3反转录PCR/ 104
4.3.4实时荧光定量PCR/ 105
4.3.5多重PCR/ 110
4.3.6巢式PCR/ 113
4.3.7不对称PCR/ 113
4.3.8RACEPCR/ 114
4.3.9原位PCR/ 114
4.4通过蛋白质工程改建目的基因/ 116
4.4.1蛋白质工程的概念/ 116
4.4.2蛋白质工程的定点突变技术/ 117
4.4.3蛋白质工程的定向进化技术/ 121
本章小结/ 123
复习题/ 124
5目的基因导入受体细胞的方法/125
5.1把目的基因导入大肠杆菌/ 126
5.1.1自然条件下的转化过程/ 126
5.1.2感受态受体细胞的选择/ 128
5.1.3外源目的基因转化进入大肠杆菌细胞的方法/ 129
5.1.4外源基因通过噬菌体转导进入受体细胞/ 131
5.2把目的基因导入酵母细胞/ 133
5.2.1聚乙二醇介导的酵母转化/ 133
5.2.2金属阳离子介导的酵母转化/ 134
5.3把目的基因导入植物细胞/ 134
5.3.1DNA直接转移法/ 135
5.3.2农杆菌Ti质粒载体介导法/ 137
5.4把目的基因导入动物细胞/ 141
5.4.1外源基因导入离体培养的动物细胞/ 142
5.4.2外源基因导入在体动物细胞/ 144
本章小结/ 147
复习题/ 147
6阳性转化子的鉴定/148
6.1遗传表型检测法/ 148
6.1.1利用载体提供的表型特征筛选和鉴定重组DNA分子/ 149
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/ 153
6.2酶切电泳检测/ 155
6.2.1凝胶电泳检测筛选/ 155
6.2.2限制性核酸内切酶酶切分析筛选/ 156
6.3核酸分子杂交/ 158
6.3.1Southern印迹杂交/ 159
6.3.2Northern印迹杂交/ 164
6.3.3蛋白质印迹分析/ 167
6.4PCR扩增鉴定筛选/ 168
6.5DNA序列测定/ 169
6.5.1Sanger双脱氧末端终止法/ 169
6.5.2化学降解法/ 171
6.5.3自动测序法/ 172
6.5.4二代测序技术/ 173
6.5.5三代测序技术/ 176
6.5.6单细胞测序技术/ 179
6.5.7高通量测序在组学研究中的应用/ 180
本章小结/ 184
复习题/ 184
7基因工程在基因功能研究中的应用/185
7.1基因的表达谱研究技术/ 185
7.1.1胚胎原位杂交技术/ 186
7.1.2胚胎抗体染色技术/ 190
7.1.3基因芯片技术/ 194
7.2基因的突变研究技术/ 199
7.2.1化学诱变/ 199
7.2.2转座子全基因组诱变/ 200
7.3基因敲除技术/ 204
7.3.1完全基因敲除技术/ 204
7.3.2条件基因敲除技术/ 209
7.4基因编辑技术/ 214
7.4.1锌指核酶基因敲除技术/ 215
7.4.2TALEN基因编辑技术/ 218
7.4.3CRISPR基因编辑技术/ 221
7.5基因敲减技术/ 241
7.5.1RNA干扰技术/ 241
7.5.2Morpholino干扰技术/ 244
7.6基因过表达与异位表达技术/ 246
7.6.1GAL4/UAS系统的构建/ 247
7.6.2GAL4/UAS定时开启系统/ 248
7.7基因的相互作用研究技术/ 249
7.7.1凝胶迁移率阻滞技术/ 250
7.7.2染色质免疫沉淀技术/ 250
7.7.3酵母双杂交技术/ 253
7.7.4免疫共沉淀技术/ 256
本章小结/ 257
复习题/ 258
8转基因植物/259
8.1转基因植物研究和生产现状/ 260
8.1.1转基因植物的研究概况/ 260
8.1.2抗除草剂转基因作物/ 261
8.1.3抗虫转基因作物/ 263
8.1.4提高作物产量和品质的转基因作物/ 266
8.1.5其他转基因作物/ 268
8.1.6植物生物反应器/ 273
8.2转基因植物的筛选与检测/ 275
8.2.1报告基因/ 275
8.2.2分子生物学检测方法/ 277
8.3转基因植物的安全性/ 278
8.3.1转基因安全性的由来/ 279
8.3.2转基因安全性的争论/ 279
8.3.3转基因作物安全性评价程序/ 284
8.3.4转基因作物安全性的监管/ 285
本章小结/ 287
复习题/ 287
9转基因动物/288
9.1动物转基因技术/ 289
9.1.1显微注射法/ 289
9.1.2逆转录病毒感染法/ 294
9.1.3胚胎干细胞介导法/ 297
9.1.4体细胞核移植法/ 299
9.2转基因动物的筛选与检测/ 305
9.2.1报告基因/ 305
9.2.2分子生物学检测方法/ 306
9.2.3转基因动物整体表型的观察/ 309
9.3转基因动物的现状与应用/ 309
9.3.1转基因动物的现状/ 309
9.3.2转基因动物在基因功能研究中的应用/ 310
9.3.3转基因技术在动物育种中的应用/ 311
9.3.4转基因动物在医学研究中的应用/ 313
9.3.5动物生物反应器/ 314
本章小结/ 318
复习题/ 318
10基因治疗/319
10.1基因治疗的概念与策略/ 319
10.1.1基因治疗的途径与策略/ 320
10.1.2基因治疗的基本程序/ 321
10.1.3基因治疗的发展、现状与问题/ 323
10.2基因治疗的载体/ 328
10.2.1逆转录病毒载体/ 328
10.2.2腺病毒载体/ 329
10.2.3腺相关病毒载体/ 332
10.2.4单纯疱疹病毒载体/ 333
10.2.5非病毒载体/ 335
10.3重要疾病的基因治疗/ 336
10.3.1遗传病的基因治疗/ 336
10.3.2肿瘤的基因治疗/ 342
10.3.3艾滋病的基因治疗/ 358
本章小结/ 367
复习题/ 367
参考书目与文献/368

《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。
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。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，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近期新进展。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。
本教材可用作靠前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。