高等院校生命科学专业基础课教材：基因工程及其分子生物学基础·基因工程分册（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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静国忠 著

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• 基因工程
• 分子生物学
• 生命科学
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• 生物技术
• 遗传学
• 生物工程
• 基因组学
• 生物科学

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301155462

版次：2

商品编码：10272279

包装：平装

开本：16开

出版时间：2009-07-01

用纸：胶版纸

页数：262

正文语种：中文

内容简介

　　《基因工程及其分子生物学基础：基因工程分册（第2版）》是高等院校生命科学专业基础课教材系列之一。《基因工程及其分子生物学基础：基因工程分册（第2版）》包括：基因工程的四大要素及实施要点、外源基因在宿主细胞中的高效表达、基因的融合和融合蛋白的表达、外源基因的分泌表达等等。

作者简介

　　静国忠（Jing Guozhong），河北玉田人。毕业于北京大学，师从崔之兰先生。中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室资深研究员，中国科学院研究生院客座教授。
研究工作涉及领域：基因表达调控，蛋白质及新生肽链折叠，蛋白质结构功能的研究。

内页插图

目录

1 基因工程的四大要素及实施要点
1.1 基因工程操作中常用的工具酶
1.2 基因的分离
1.3 基因工程载体
1.4 受体细胞和重组基因的导入
1.5 基因重组的方法
1.6 基因重组体的筛选

2 外源基因在宿主细胞中的高效表达
2.1 有效的转录起始与基因的高效表达
2.2 mRNA的有效延伸和转录终止与基因的高效表达
2.3 mRNA的稳定性与基因的高效表达
2.4 有效的翻译起始与基因的高效表达
2.5 遗传密码应用的偏倚性与基因的高效表达
2.6 mRNA的二级结构与基因的高效表达
2.7 RNA的加工与基因的高效表达
2.8 mRNA序列上终止密码的选择
2.9 表达质粒（或载体）的拷贝数及稳定性与基因的高效表达
2.10 外源蛋白的稳定性与基因的高效表达

3 基因的融合和融合蛋白的表达
3.1 利用基因融合技术表达外源基因的缘由
3.2 基因融合的策略
3.3 基因融合和重组蛋白的产生
3.4 基因融合和展示筛选
3.5 基因融合和蛋白分泌
3.6 融合蛋白的纯化
3.7 融合蛋白的位点特异性切割
附录 重组蛋白表达和纯化中常用的融合标签

4 外源基因的分泌表达
4.1 外源基因在E.coli细胞中的分泌表达
4.2 外源基因在枯草杆菌中的分泌表达
4.3 a-因子前导序列介导的酵母细胞分泌系统
4.4 外源基因在哺乳动物细胞中的分泌表达

5 重组蛋白的正确折叠及修饰
5.1 重组蛋白的可溶性表达和折叠
5.2 重组蛋白的重折叠
5.3 外源蛋白在翻译后的修饰

6 几种真核细胞表达系统
6.1 哺乳动物细胞表达系统
6.2 外源基因在哺乳动物细胞中的组成性表达和诱导性表达
6.3 核型多角体病毒为载体的昆虫（细胞）表达系统
6.4 转基因动物及其应用
6.5 转基因植物及其应用
6.6 DNA疫苗

7 分子杂交技术
7.1 探针与目标核酸相互作用的原理
7.2 探针的选择和特异性
7.3 杂交的速率与探针长度、浓度及杂交加速剂的关系
7.4 杂交的最适条件
7.5 放射性探针的制备
7.6 非放射性探针的制备
7.7 放射性和非放射性标记探针的应用范围
7.8 DNA微阵列——基因组芯片

8 粒子轰击和基因转移
8.1 粒子轰击技术简介
8.2 粒子轰击技术的应用范围

9 聚合酶链反应及其应用
9.1 聚合酶链反应的原理
9.2 标准的PCR扩增方案
9.3 PCR引物及其设计
9.4 关于热稳定的DNA聚合酶
9.5 PCR对模板质量的要求
9.6 PCR反应缓冲液和循环（周期）数
9.7 PCR相关技术的原理及其应用

10 各种生物学展示技术
10.1 噬菌体展示技术
10.2 细菌展示技术
10.3 酵母展示技术
10.4 核糖体展示技术
10.5 mRNA展示技术

11 基因打靶技术及其应用
11.1 同源重组与基因打靶
11.2 组织特异性的基因打靶
11.3 转座子介导的基因打靶
11.4 RNA干涉与基因敲除
11.5 反义核酸技术
11.6 细菌基因敲除方法
11.7 基因打靶技术的应用

12 DNA序列分析
12.1 Sanger的双脱氧链终止测序法
12.2 Maxam-GilbertDNA化学降解法
12.3 关于变性聚丙烯酰胺测序凝胶
12.4 全基因组DNA序列的分析

13 基因突变
13.1 寡核苷酸介导的基因突变
13.2 盒式突变法
13.3 利用PCR进行DNA序列的突变
13.4 关于随机突变

14 寡核苷酸的化学合成
14.1 寡核苷酸片段固相合成的原理及步骤
14.2 寡核苷酸片段的纯化及鉴定

15 蛋白质相互作用及其分析方法
15.1 蛋白质相互作用的重要性
15.2 蛋白质相互作用所产生的结果
15.3 蛋白质相互作用的类型
15.4 酵母双杂交系统
15.5 利用绿色荧光蛋白（GFP）片段重组装研究蛋白质相互作用——细菌双杂交法
15.6 蛋白质相互作用分析的in vitro方法

16 蛋白质一核酸相互作用
16.1 研究蛋白质一核酸相互作用的重要性
16.2 蛋白质一核酸相互作用的类型
16.3 蛋白质一核酸相互作用分析的in vitro方法

17 蛋白质工程概述
17.1 蛋白质分子的结构分析
17.2 蛋白质的结构预测与分子设计
17.3 基因工程是实现蛋白质工程的关键技术
参考文献

精彩书摘

　　酵母表达体系是真核细胞中应用最广的外源基因表达体系。作为一种单细胞的低等真核生物，酵母细胞具有对外源蛋白进行翻译后修饰的能力；由于其对营养要求低、生长快，可通过大规模高密度发酵产业化。利用酵母表达系统最成功的例子之一是利用酵母表达系统表达乙肝病毒表面抗原，制造乙肝疫苗，惠及亿万民众，特别是儿童。酵母表达体系有两种：细胞内表达和分泌表达。胞内表达的长处是重组蛋白的产率较高；其不足之外是细胞难破碎，给重组蛋白的抽提、纯化带来困难。此外，胞内表达还面临三方面的问题：①重组蛋白质翻译中和翻译后的修饰与哺乳动物细胞不同，酵母蛋白的糖基化仅仅是甘露糖基化（manno-sylation）；②易受蛋白水解酶降解；③为表达和纯化而加到重组蛋白N或C端的标签可能使重组蛋白变得不可溶并在细胞中聚集。
　　分泌表达是酵母表达体系中另一种外源基因的表达形式。翻译共转移（co-translatedtransition）是目前研究得较为清楚的分泌途径。当外源蛋白的N端信号肽刚从核糖体合成出来，信号识别蛋白（signalrecognized protein，SRP）就立即与之结合，核糖体的翻译过程暂停；随后，SRP引导着新生肽链及核糖体与内质网上的SRP受体相结合，再由信号识别蛋白受体引导至内质网上的跨膜通道sec61复合体，翻译过程重新被启动。新生肽链由此通道进入内质网，在此，信号肽被信号肽酶切除；进而在分子伴侣Bip和PDI（二硫键异构酶）的辅助下，肽链形成正确的构象，最后经高尔基体（Go1gi）的进一步修饰，转运到特定位置。

前言/序言

精选图书推荐：探索生命科学前沿的理论与实践 面向对象： 致力于深入理解生命科学核心原理、拓展生物技术视野的本科生、研究生，以及科研工作者和行业专业人士。 --- 一、 细胞生物学：生命的蓝图与调控机制 《细胞生物学导论与前沿研究进展（第3版）》 本书聚焦于生命活动最基本的单位——细胞。它不仅系统梳理了细胞的结构组成、物质跨膜运输、能量代谢（如光合作用和呼吸作用）等基础知识，更将重点放在了当代细胞生物学研究的热点领域。 核心内容提要： 1. 细胞器的精细化功能解析： 深入探讨线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体在蛋白质合成、修饰、分泌和脂质代谢中的协同作用。特别增加了对溶酶体自噬（Autophagy）在细胞稳态维持中的最新调控通路分析。 2. 细胞骨架的动态调控： 详细阐述微管、微丝和中间纤维的组装、解聚过程及其在细胞迁移、分裂和物质运输中的力学功能。引入了活细胞成像技术揭示细胞骨架在应激响应中的实时变化。 3. 细胞信号转导网络： 全面覆盖G蛋白偶联受体（GPCRs）、酪氨酸激酶受体（RTKs）的信号级联反应。重点介绍了如MAPK通路、PI3K/Akt通路在细胞增殖、分化和凋亡中的“交叉对话”机制，并结合疾病模型进行案例分析。 4. 细胞周期与凋亡的精确控制： 阐述CDK/Cyclin复合物如何精确调控细胞分裂进程。对凋亡（Apoptosis）、坏死（Necrosis）和细胞坏死性凋亡（Necroptosis）的分子机制进行对比分析，突显其在组织稳态和癌症发生中的关键作用。 5. 干细胞生物学与再生医学的分子基础： 介绍胚胎干细胞（ESCs）和诱导性多能干细胞（iPSCs）的特性、重编程机制。探讨形态发生素在组织构建中的作用，以及细胞命运决定的分子开关。 本书特色： 融合了经典理论与近五年内诺贝尔奖级别的突破性发现，辅以大量高清电镜图和机制图解，帮助读者建立从分子到器官的宏观-微观一体化视角。 --- 二、 免疫学原理与疾病模型 《适应性免疫应答的分子基础与临床应用（修订版）》 本书旨在构建一个清晰的免疫系统运作框架，重点剖析机体如何识别“自身”与“非自身”，以及如何启动精准且有效的免疫记忆。 核心内容提要： 1. 先天性免疫的快速响应机制： 详述Toll样受体（TLRs）、NOD样受体（NLRs）等模式识别受体（PRRs）识别病原体相关分子模式（PAMPs）和损伤相关分子模式（DAMPs）的过程。重点分析NF-$kappa$B和干扰素调节因子（IRFs）的激活路径。 2. 抗原提呈与T细胞激活： 深入解析MHC I类和MHC II类分子如何提呈内源性和外源性抗原。详细描绘T细胞受体（TCR）识别共刺激信号（如CD28/B7）的“两信号模型”，并阐明不同辅助性T细胞亚群（Th1, Th2, Th17, Treg）的谱系分化和细胞因子特征。 3. B细胞发育、成熟与抗体多样性产生： 细致讲解B细胞在骨髓中的生成、浆细胞向长寿浆细胞和记忆B细胞的转化。重点阐述抗体基因重排（V(D)J Recombination）、体细胞高频突变（Somatic Hypermutation, SHM）和类别转换重组（Class Switch Recombination, CSR）的分子机制，以解释免疫球蛋白的巨大多样性。 4. 免疫耐受与自身免疫病： 探讨中枢耐受（胸腺和骨髓）与外周耐受（调控性T细胞、Anergy）的机制。通过分析系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等疾病的病理生理过程，揭示免疫失调的分子根源。 5. 肿瘤免疫学的最新进展： 全面介绍免疫检查点抑制剂（如PD-1/PD-L1, CTLA-4）的作用靶点和临床疗效。解析肿瘤微环境（TME）如何抑制效应T细胞活性，并探讨CAR-T细胞疗法的作用原理和局限性。 本书特色： 结构严谨，理论深度适中，尤其擅长将复杂的信号通路与临床疾病表现相结合，是理解免疫治疗策略的必备参考。 --- 三、 生物化学：代谢调控与酶工程 《代谢途径网络与酶催化机制（第4版）》 本书超越了对三大营养物质代谢的简单罗列，而是聚焦于代谢途径的精细调控、能量平衡以及酶的结构与催化效率。 核心内容提要： 1. 关键酶的结构解析与动力学研究： 运用现代生物物理学方法，如X射线晶体学和冷冻电镜，解析关键限速酶（如糖酵解限速酶、柠檬酸循环酶）的活性位点结构。讲解酶反应动力学（Michaelis-Menten方程）的精确应用，以及变构调控在代谢流控制中的作用。 2. 从糖酵解到氧化磷酸化的能量耦合： 详细分析电子传递链中各复合物的电子流动与质子泵送机制。重点阐述ATP合酶的旋转催化机制，以及解偶联蛋白（UCPs）对产热的调控。 3. 信号通路对代谢的调控： 探讨激素（如胰岛素、胰高血糖素）如何通过磷酸化/去磷酸化事件，瞬间改变代谢酶的活性状态。深入介绍AMPK和mTOR作为主要能量感受器的信号网络集成。 4. 脂质代谢的重新审视： 梳理脂肪酸的合成、降解（$eta$-氧化）以及酮体的生成。增加对过氧化物酶体在极长链脂肪酸氧化中的独特贡献，以及细胞内脂滴（Lipid Droplets）作为动态能量仓库的功能。 5. 代谢组学与疾病诊断： 介绍代谢流分析（Metabolic Flux Analysis）的概念，以及如何通过鉴定特定代谢物（如乳酸、特定氨基酸）的异常积累，作为癌症、糖尿病等疾病的早期生物标志物。 本书特色： 强调对代谢途径的动态理解，强调“调控”而非“静态描述”，为后续的生物信息学分析和药物靶点筛选打下坚实的生化基础。 --- 四、 实验技术与生物信息学基础 《分子生物学与蛋白质组学实验技术精要（第2版）》 本书是实验室操作指南的升级版，侧重于原理阐释、技术优化和数据解读能力培养，确保读者能够准确、高效地完成复杂实验。 核心内容提要： 1. 核酸分离、扩增与定量： 详细对比传统琼脂糖凝胶电泳与毛细管电泳在DNA片段分离中的优缺点。重点讲解实时荧光定量PCR（qPCR）的绝对和相对定量方法，包括内参选择和标准曲线的建立。 2. 重组DNA技术的关键步骤与优化： 深入解析限制性内切酶的切割模式、DNA连接酶的反应条件，以及不同载体（质粒、病毒载体）的设计考量。提供在原核和真核宿主中高效表达外源蛋白的策略。 3. 蛋白质分析的高级技术： 全面介绍SDS-PAGE、Western Blot的标准化流程。重点讲解蛋白质组学的基础——高分辨液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）的工作原理，以及如何利用肽段指纹图谱进行蛋白质鉴定和翻译后修饰（PTM）分析。 4. 生物信息学数据处理入门： 介绍基因序列比对工具（BLAST）的原理和参数设置。讲解如何利用NCBI数据库检索基因信息，以及如何使用基础的统计学方法（如t检验、ANOVA）处理实验数据，评估结果的显著性。 5. 实验室安全与规范： 强调生物安全柜（BSC）的操作规范、生物危害等级的划分，以及如何正确处理和销毁生物废弃物。 本书特色： 理论与实践紧密结合，每项技术后附有“故障排除”章节，帮助实验人员快速定位并解决常见技术难题。 --- 总结： 这套推荐的四本教材构成了一个从细胞结构与功能（细胞生物学）到机体防御机制（免疫学），再到核心分子活动规律（生物化学），最终落脚于实验操作与数据分析（实验技术）的完整知识体系，能为生命科学领域的学习和研究提供坚实且全面的支撑。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻读生命科学专业的高年级本科生，在学习过程中，对一些核心课程的教材选择非常看重。《基因工程及其分子生物学基础·基因工程分册》这本书，绝对是我近年来接触过的最出色的教材之一。它的结构设计非常合理，首先是对分子生物学基础知识的系统回顾，这点非常关键，因为它保证了即便是对分子生物学概念不够牢固的学生，也能跟上基因工程的学习进度。我尤其喜欢书中对DNA分子结构和功能的阐述，以及对基因调控网络的一些初步介绍。这些内容虽然看似基础，但却是理解后续基因工程技术的基石。随后，本书就转入了基因工程的核心内容，例如基因分离、基因组文库的构建、基因的体外扩增（PCR）等等。作者在讲解PCR技术时，不仅仅是描述步骤，还深入分析了引物的选择、退火温度的设定等关键因素如何影响PCR的效率和特异性，这让我对这项技术有了更深入的理解。此外，书中对基因表达的调控机制也进行了较为细致的讲解，让我能够理解为什么引入的基因能够顺利表达，以及如何才能实现高效的基因表达。总而言之，这本书的教学设计非常成功，它既有深度，又不失广度，能够有效地帮助学生掌握基因工程领域的关键知识和技术，为他们的科研之路打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是我大学生涯中的一个里程碑！我一直对生命科学领域充满好奇，尤其是那些看不见的分子如何操纵生命的力量。当我在图书馆里偶然发现这本《基因工程及其分子生物学基础·基因工程分册》时，感觉像是找到了宝藏。书的封面设计简洁大气，给人一种专业而可靠的感觉。翻开扉页，厚重的纸张和清晰的排版立刻让我心生好感。我尤其喜欢它在介绍基因工程的基本概念时，并没有直接跳到复杂的实验技术，而是先花了相当篇幅来回顾和梳理相关的分子生物学基础知识。这对于我这样一个基础相对薄弱的学生来说，实在是太友好了！作者用通俗易懂的语言解释了DNA、RNA、蛋白质之间的关系，以及基因的结构和功能，就像是在为我构建一座坚实的地基。我甚至能想象到，如果我没有这部分铺垫，直接去啃后面的章节，一定会感到云里雾里。而且，书中配有的插图虽然不多，但都恰到好处，能够形象地帮助理解那些抽象的概念。例如，关于DNA复制和转录的过程，通过图示我能更直观地把握分子的运动轨迹。总而言之，这本书给了我一个非常棒的起点，让我对基因工程这个充满魅力的领域有了初步但深刻的认识，为我后续的学习打下了坚实的基础，也极大地激发了我深入探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对基因工程领域有着浓厚兴趣的学生，但同时也面临着学习上的挑战，尤其是理解那些复杂的概念和实验流程。在选择教材时，我格外谨慎。最终，《基因工程及其分子生物学基础·基因工程分册》进入了我的视野，并且我必须说，它超出了我的预期。这本书最大的亮点在于其深入浅出的讲解方式。对于每一个基因工程的核心技术，作者都进行了细致入微的剖析，并且始终围绕着“分子生物学基础”这个大背景进行阐释，确保读者在理解应用的同时，不会忽略其背后的科学原理。我尤其赞赏书中对各种实验技术的介绍，比如PCR技术的原理和应用，作者不仅详细说明了其过程，还通过图示和文字对比，解释了不同PCR变体的区别和优势，例如qPCR在定量分析中的重要性。这让我能够更清晰地把握这些技术是如何被实际应用的。另外，书中还涉及了基因编辑技术，如CRISPR-Cas9系统，作者对其发展历程、作用机制以及伦理争议都进行了较为全面的介绍。这不仅仅是知识的传授，更是一种引导，让我开始思考科学技术发展所带来的深远影响。这本书为我打开了一扇通往分子生物学和基因工程世界的大门，让我对这个领域充满了敬畏和探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

老实说，在拿到这本《基因工程及其分子生物学基础·基因工程分册》之前，我对“基因工程”这个词的理解仅限于科幻电影里的“基因改造”之类的概念，充满了神秘感和一丝丝的距离感。然而，这本书彻底颠覆了我的认知。作者用一种极其严谨又不失趣味的方式，一点点揭开了基因工程的神秘面纱。我特别欣赏书中对“分子生物学基础”部分的详尽阐述，它不是简单地罗列知识点，而是巧妙地将这些基础概念与基因工程的实际应用联系起来。比如，在讲解限制性内切酶时，作者不仅说明了它们的作用，还生动地将其比作“分子剪刀”，并详细介绍了它们在构建重组DNA中的关键作用。这种类比让我茅塞顿开。更令我印象深刻的是，书中对基因克隆、基因表达调控等核心技术的描述，层次分明，逻辑清晰。我记得有一个章节专门讲到了载体构建，从质粒载体到病毒载体，作者都一一进行了介绍，并深入分析了它们的优缺点以及适用场景。这让我意识到，原来基因工程远不止“剪切”和“粘贴”那么简单，背后蕴含着如此精妙的设计和严谨的科学原理。读完这部分，我感觉自己仿佛拥有了一套全新的视角，能够去理解和分析各种基因工程相关的研究成果，甚至开始思考这项技术在农业、医药等领域的实际应用前景。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我对这本《基因工程及其分子生物学基础·基因工程分册》的评价，更多地是围绕其作为一本基础教材的“高度”和“广度”展开的。从“高度”上来说，它并没有因为是面向高等院校的教材而变得晦涩难懂，反而是在分子生物学基础部分做得相当扎实，这对于理解复杂的基因工程技术至关重要。比如，在解释基因突变及其影响时，作者并没有止步于现象，而是深入到分子层面，讲解了DNA损伤修复机制，这让我对生命体自我维护的精妙设计有了更深的认识。从“广度”上来说，它涵盖了基因工程的多个重要方面。我印象特别深刻的是，书中对基因治疗的介绍，不仅列举了不同类型的基因治疗方法，还分析了其面临的挑战和发展趋势。这让我了解到，基因工程并不仅仅是实验室里的研究，更是具有巨大临床应用潜力的前沿领域。书中对重组DNA技术的详细描述，让我理解了如何将外源基因导入宿主细胞，以及如何进行表达和鉴定。这种由浅入深、层层递进的讲解方式，极大地增强了我对知识的理解和掌握。总的来说，这本书的内容深度和广度都恰到好处，能够帮助学生建立起对基因工程的全面认识，并为进一步的学习打下坚实的基础。