基因工程：從基礎研究到技術原理 [Genetic Engineering from Basic Research to Technical Principles] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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邢萬金 著

圖書標籤:

• 基因工程
• 生物技術
• 分子生物學
• 遺傳學
• 生物科學
• 技術原理
• 基礎研究
• 基因編輯
• 生物工程
• 生命科學

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040490077

版次：1

商品編碼：12309219

包裝：平裝

外文名稱：Genetic Engineering from Basic Research to Technical Principles

開本：16開

齣版時間：2018-02-01

用紙：膠版紙

頁數：373

字數：6700

內容簡介

　　《基因工程：從基礎研究到技術原理》共8章，內容包括緒論、基因工程的基本技術與原理、基因工程的酶學基礎、目的基因的獲取、基因工程載體、基因的體外重組和轉移、重組剋隆的篩選與鑒定、剋隆基因的錶達。
　　《基因工程：從基礎研究到技術原理》強調數據、實驗原理的原始來源、改進和發展曆程，講述的結論和技術發明都力求有學術上的齣處，並按照科學發現和技術發明的時間順序將基因工程的來龍去脈交代清楚，使讀者不僅學習到基因工程的基本理論和技術原理，更重要的是瞭解學術和技術發展的過程。
　　《基因工程：從基礎研究到技術原理》具有以下特點：①以“科學史引導教學改革”的理念為指導，嘗試科學史引導的教材編寫方式，以曆史的視角梳理原創，展示科學發展過程中的創新思維。②正文中標注參考文獻，強調學術性，有利於反映科學的發展過程，也便於讀者延伸閱讀或自行考證。③在DNA序列水平上展示酶切位點、啓動子、多剋隆位點、終止子、復製起點等重要載體元件的結構與功能，精準解讀原理和技術細節。④配套豐富的數字課程資源，包括作者原創的精美動畫和教學課件、全程授課錄像和1500多篇參考文獻。
　　《基因工程：從基礎研究到技術原理》適閤作為各類院校的基因工程教學用書，書中提供的詳盡學科發展沿革和參考文獻也為翻轉課堂和討論式教學改革提供瞭閱讀資源和研討話題。

內頁插圖

目錄

緒論
第一節 基因工程的誕生
一、基因工程誕生的理論基礎
二、基因工程誕生的技術突破
三、基因工程誕生的標誌
四、基因工程的主要操作內容
第二節 基因工程的應用
一、基因工程在農業中的應用
二、基因工程在工業中的應用
三、基因工程在醫藥領域的應用
第三節 基因工程的安全性
一、基因工程操作的安全性
二、基因工程産品的安全性

第一章 基因工程的基本技術與原理
第一節 DNA的提取與純化
一、質粒DNA的提取
二、基因組或其他DNA的提取
三、DNA的濃度和純度測定
四、DNA相對分子質量的估計
第二節 凝膠電泳
一、自由溶液電泳
二、固相支持物電泳
第三節 基因擴增技術
一、PCR擴增
二、PCR技術的擴展
第四節 核酸序列分析
一、RNA序列分析
二、DNA序列分析
三、DNA序列分析的自動化
第五節 核酸的分子雜交
一、核酸雜交探針及其檢測方法
二、核酸分子雜交
三、核酸雜交技術的拓展

第二章 基因工程的酶學基礎
第一節 限製性內切核酸酶
一、限製修飾的發現
二、限製性內切酶的發現
三、限製酶的分類與命名
四、限製酶的酶活性
第二節 內切單鏈DNA酶
一、稻榖麯黴S1核酸酶
二、Bal-31核酸酶
第三節 外切核酸酶
一、外切單鏈DNA酶
二、外切雙鏈DNA酶
第四節 DNA連接酶
一、細菌DNA連接酶
二、T4 DNA連接酶
三、真核生物的DNA連接酶
四、影響DNA連接反應的主要因素
第五節 DNA聚閤酶
一、大腸杆菌DNA聚閤酶
二、T4 DNA聚閤酶
三、T7 DNA聚閤酶
四、逆轉錄酶
第六節 DNA末端修飾酶
一、末端脫氧核苷酸轉移酶
二、T4多核苷酸激酶
三、堿性磷酸酶

第三章 目的基因的獲取
第一節 基因組DNA片段化
第二節 目的基因的分離
一、構建基因組文庫
二、構建cDNA文庫
三、富集靶DNA序列
第三節 PCR擴增獲得目的基因
第四節 化學閤成目的基因

第四章 基因工程載體
第一節 自然界中細菌之間的DNA交換
一、轉化
二、接閤
三、轉導
第二節 質粒及其分配機製
一、質粒的發現
二、質粒的一般性質
三、天然質粒的分配機製
第三節 質粒載體
一、天然質粒栽體
二、人工構建的質粒載體
第四節 噬菌體載體
一、單鏈噬菌體載體
二、噬菌粒載體
三、雙鏈噬菌體載體
四、黏粒載體
第五節 大片段DNA剋隆載體
一、酵母人工染色體
二、P1來源的剋隆載體及P1人工染色體
三、細菌人工染色體

第五章 基因的體外重組和轉移
第一節 DNA片段的體外重組
一、黏性末端的重組連接
二、齊平末端的重組連接
第二節 把重組DNA導入宿主細胞
一、導入大腸杆菌
二、導入酵母細胞
三、導入動物細胞
四、導入植物細胞

第六章 重組剋隆的篩選與鑒定
第一節 基於載體基因的篩選與鑒定
一、抗生素抗性篩選
二、互補選擇法
三、載體DNA電泳檢測法
第二節 基於目的基因的篩選與鑒定
一、載體插入片段的長度鑒定
二、載體插入片段的序列鑒定
三、目的基因的轉錄産物鑒定
四、目的基因的翻譯産物鑒定
第三節 用報告基因鑒定
一、氯黴素乙酰轉移酶基因
二、螢火蟲螢光素酶基因
三、?-葡糖醛酸糖苷酶基因
四、熒光蛋白基因

第七章 剋隆基因的錶達
第一節 外源基因在原核細胞中錶達
一、原核錶達載體的基本調控元件
二、外源基因在大腸杆菌中的錶達方式
第二節 外源基因在酵母細胞中錶達
一、酵母錶達載體的基本元件
二、酵母錶達載體的、類型
三、異源蛋白質在酵母中的分泌錶達
第三節 外源基因在植物細胞中錶達
一、植物錶達載體的基本元件
二、植物錶達載體
第四節 外源基因在動物細胞中錶達
一、哺乳動物病毒載體
二、昆蟲杆狀病毒載體
三、質粒載體

後記

前言/序言

　　每每學完一門專業課，筆者皆感嘆科學大師之星光燦爛，科學成果之精彩紛呈。前輩大師們的一個個奇思妙想和精妙絕倫的實驗設計以及令人信服的實驗結果，搭建成瞭本門學科的框架。麵對前輩科學傢們令人嘆為觀止的偉大成就，筆者常不禁好奇：他們是怎麼想到的？為什麼是他們而不是彆人？我能做齣什麼？我該怎麼做？基因工程就是這類引人人勝、令人深思的專業課之一。自從PaulBerg團隊在斯坦福大學醫學中心把SV40病毒DNA片段與攜帶大腸杆菌半乳糖操縱子的九噬菌體DNA片段在試管中連接起來建立瞭人工重組DNA技術以後，以基因操作為核心的基因工程就成瞭生物學傢的“魔術”。它不僅愉悅瞭科學傢同行，啓迪瞭莘莘學子，而且已滲透到瞭生活的各個領域，徹底改變瞭人類生活和社會發展。無法想象，如果沒有基因工程技術，成韆上萬的糖尿病患者如何能便宜地得到他們日日必須注射的胰島素，人類如何纔能從棉鈴蟲嘴裏奪迴棉花，如何纔能繼續吃上甜綿潤口的木瓜，甚至屢遭金融危機的各國如何纔能養活如此眾多的人口並滿足其日益挑剔的口味。正是憑藉基因工程，如今我們能按照人類的需求和意願改造微生物、植物、動物甚至人工閤成生命；，正是憑藉基因工程，生命科學要實實在在地兌現“隻有你想不到的，沒有我做不到的”的藝術廣告。如今這門新興的“科學魔術”正在不斷推陳齣新，為人類生活服務，推動社會快速發展。相信，有朝一日，基因工程將會上演魔術師最神奇的“分身術”和“大變活人”等戲法。
　　毫無疑問，21世紀是生命科學的世紀。改善和解決目前睏擾人們的環境、生態、健康、壽命、發展等諸多問題，都將在很大程度上依賴於基因工程。鑒於基因工程已經取得的輝煌成就，我們有理由相信，它是可持續地解決這些問題的不二之選。因此，原本隻是理學生物學的一門普通專業課的基因工程已被列為工學、農學、醫學、生態學和環境科學等多類彆專業的選修課或必修課，以適應不同學科領域的需求。
　　為不同專業學生開設的基因工程課程自然也打上瞭各自學科的烙印，具有該學科的特色，甚至具有主講團隊的研究特色。因此，盡管為“國傢生命科學與技術人纔培養基地”班和“國傢理科基礎科學研究和教學人纔培養基地”班本科生全程講授瞭10多年基因工程課程，筆者始終未能從市麵上已有的數十個版本的基因工程教材中篩選到反映自身教學思想和滿足自身教學目標的課本，而是一直圍繞基因工程的基礎理論和教學框架自行收集和閱讀原始文獻並編寫教案。經過10多年的持續積纍，筆者逐漸形成瞭自己的課程特色和教學理念，即“學習思想，啓迪思維”，主要講授發現問題和解決問題的研究性思想。學生的反饋和進入研究生階段的科研體會都錶明這種教學理念和與之配套的教學材料更適閤培養創新性人纔。於是，筆者決定把從1500多篇原始研究文獻中凝煉而成的教案整理成書，與廣大同行分享教學理念和教學資源，為提高基因工程教學質量奉獻微薄之力，也為從事基因操作的研究人員提供一本全麵反映基因工程起源、發展和技術原理的專業讀物。

好的，這是一份圍繞“基因工程：從基礎研究到技術原理”這一主題，但不涉及該書具體內容的圖書簡介。這份簡介旨在描繪一個宏大且專業的領域圖景，突齣相關學科的深度、廣度和前沿性，旨在吸引對生命科學、生物技術和遺傳學有濃厚興趣的讀者。 --- 聚焦生命藍圖的重塑：現代生物技術前沿探索與應用 （暫定書名：生命係統的解碼與定嚮演化：生物技術革命的脈絡與未來） 圖書導覽： 在人類文明的長河中，對生命本質的追問從未停止。進入二十一世紀，隨著分子生物學、遺傳學和信息科學的深度融閤，我們正站在一個前所未有的技術奇點——生命係統的基本“語言”已被破譯，我們獲得瞭前所未有的“編輯”能力。本書並非聚焦於某一特定技術流派或經典教材的係統梳理，而是旨在為讀者構建一幅當代生物技術革命的全景圖譜，深入剖析支撐這場革命的底層科學邏輯、正在醞釀中的顛覆性工具，以及它們在不同應用領域所展現齣的巨大潛能與倫理張力。 本書將帶領讀者穿越生命科學的深層結構，從最基礎的核酸-蛋白質相互作用機製齣發，係統梳理支撐現代生物技術飛速發展的核心科學原理，並聚焦於那些正在重塑生命科學研究範式和工業應用格局的關鍵技術節點。我們探索的不僅是“如何做”，更是“為什麼這樣做是可能的”以及“未來我們能做到什麼”。 第一部分：奠基：理解生命的分子代碼與調控網絡 本部分深入解析瞭現代生物技術賴以生長的理論基石。我們將審視基因組學的宏偉版圖如何從測序技術的進步中逐步清晰，從桑格測序的經典時代到高通量測序的爆發式增長，理解海量數據背後的生物學意義。 基因錶達的精細調控： 不僅僅停留在“中心法則”的層麵，我們將探討轉錄因子與錶觀遺傳學標記如何共同編織齣復雜的細胞命運決定網絡。深入分析啓動子、增強子等遠端調控元件的功能解析方法，以及RNA分子在基因沉默和翻譯調控中的關鍵角色。 蛋白質機器的構築與功能： 深入解析生命活動的核心執行者——蛋白質的結構生物學基礎。探討冷凍電鏡（Cryo-EM）等技術如何以前所未有的精度揭示復雜蛋白復閤物的三維結構，以及結構信息如何指導功能性蛋白質的理性設計。 信號轉導的路徑拓撲學： 追溯細胞如何感知並響應外部環境變化。解析不同信號分子（如激素、生長因子）如何通過復雜的級聯反應，最終影響細胞核內的基因錶達或細胞骨架的重塑，這是理解疾病發生機製和設計乾預策略的先決條件。 第二部分：工具箱的進化：驅動技術突破的核心範式 這一部分將聚焦於生物技術領域當前最具變革性的工具集，分析其背後的工程學原理和生物學機製的精妙結閤。我們不限於對單一工具的描述，而是強調這些工具如何形成一套可組閤、可編程的係統。 核酸編輯的革命性進展： 深入探討當前各類核酸修改係統的底層邏輯，分析其區彆於傳統方法的優勢與局限。重點討論特異性、脫靶效應的控製，以及將編輯係統投遞至目標細胞和組織中的工程學挑戰。這不僅僅是關於“剪切”或“替換”，更是關於如何實現對基因組的高精度、多重定位操控。 閤成生物學的係統構建： 將生命係統視為可編程的工程裝置。解析元件的標準化（如BioBricks理念的演進）、邏輯門的構建以及復雜代謝通路的重塑。討論如何設計微生物“細胞工廠”來實現特定化學品、燃料或藥物的綠色、高效生産。 高通量篩選與人工智能的交匯： 考察自動化液體處理、高內涵成像（High-Content Screening, HCS）與機器學習模型如何協同工作。分析AI在預測分子活性、優化蛋白質序列以及解析復雜錶型數據中的突破性作用，標誌著生物學研究正邁嚮“數據驅動”的新時代。 第三部分：跨界應用：重塑健康、農業與環境的未來圖景 技術終須服務於應用。本部分將視野擴展至前沿技術在實際産業和醫學領域中的部署與挑戰。 精準醫療的深化： 從伴隨診斷到細胞與基因療法（CGT）的臨床轉化。細緻探討如何剋服載體設計、免疫原性以及規模化生産的瓶頸，以實現對單基因遺傳病、癌癥乃至復雜慢性病的有效乾預。關注基於患者特異性數據的個性化治療方案設計。 食品與農業的可持續發展： 審視基因編輯技術在作物性狀改良中的應用前景，例如提高抗逆性、增強營養價值，以及如何在保證生物安全的前提下，加速新品種的培育過程。討論新型蛋白質生産技術（如發酵替代肉）對傳統畜牧業的影響。 環境生物技術與生物修復： 探討利用工程化的微生物群落處理環境汙染、實現碳捕獲或生物降解難題的研究進展。強調環境生物技術中對係統生態學理解的深度需求。 結語：科學邊界的倫理與責任 最後，本書將迴歸到對生命科學工作者和公眾的共同提問：當我們掌握瞭重塑生命的能力時，我們的邊界在哪裏？我們將探討基因技術在生殖健康、物種保護和生態平衡等領域引發的復雜倫理考量、監管框架的建立與公眾對話的重要性。 本書特色： 本書旨在超越教科書的陳述性框架，以一種批判性、前瞻性的視角，深入剖析驅動現代生物技術革命的核心驅動力與工程學思維。它適閤於生命科學、生物工程、化學工程等相關專業的高年級本科生、研究生，以及希望全麵瞭解生物技術最新進展和未來趨勢的科研工作者和産業專業人士。閱讀本書，您將獲得對生命科學核心工具和前沿研究範式的係統性認知框架。

評分☆☆☆☆☆

我最近在尋找一本能係統梳理現代分子生物學工具箱的書籍，而這本書的某些章節恰好滿足瞭我的需求，盡管我關注的重點可能與書名暗示的“技術原理”略有不同。這本書在闡述各種基因編輯技術（比如CRISPR/Cas係統）的工作機製時，展現瞭驚人的清晰度。作者似乎有一種魔力，能將那些復雜的蛋白質結構、導航RNA的摺疊路徑，以及隨後的雙鏈斷裂修復過程，用最簡潔的語言描述齣來。我特彆欣賞它在比較不同技術優劣勢時所采用的對比錶格和流程圖，這些視覺輔助工具極大地簡化瞭對高難度概念的理解。它們不僅僅是簡單的信息羅列，而是經過精心設計的邏輯結構，幫助讀者快速定位不同技術的適用場景和潛在風險。例如，它對基因敲除和基因編輯在不同物種上的效率差異進行瞭細緻的分析，這對於需要進行實際實驗操作的研究人員來說，是無價的參考資料。這本書的論述風格傾嚮於嚴謹的科學報告，很少有花哨的修辭，一切都以數據和機製為核心，這正是我所青睞的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀質量無疑是頂級的，這對於一本需要長期翻閱的工具書來說至關重要。紙張的質地厚實，印刷清晰銳利，即便是那些密集的公式和復雜的分子結構圖，也絲毫沒有齣現墨跡模糊或者層次不清的問題。我在閱讀關於基因剋隆和載體構建的那部分時，深感這方麵的細節處理得非常到位。它詳細介紹瞭各種啓動子、報告基因的選擇標準，以及不同類型的質粒在宿主細胞中錶達的效率差異。更值得稱贊的是，作者似乎很瞭解讀者在實際操作中可能遇到的“坑”，書中穿插瞭一些“實驗設計注意事項”的側邊欄，這些提示往往是教科書不會詳細說明，但卻是實驗成敗的關鍵所在。比如，關於DNA純化過程中殘留的汙染物對後續酶反應的影響，書中給齣瞭非常具體的處理建議。雖然我對書中的某些生物信息學算法的深度展開略感不足，但就其實驗操作層麵的指導價值而言，這本書的實用性是毋庸置疑的，絕對值得放在實驗颱上隨手可查。

評分☆☆☆☆☆

我曾嘗試閱讀一些側重於應用和倫理討論的基因工程書籍，但往往覺得它們在“如何做”的技術細節上有所欠缺。然而，這本書的獨特之處在於，它成功地在理論深度和技術可操作性之間找到瞭一個令人驚喜的平衡點。書中對下遊應用，比如基因治療載體的設計和遞送係統（如腺病毒載體和慢病毒載體）的構建原理，進行瞭深入的剖析。這些章節的敘述方式帶有一種工程師的嚴謹感，詳細解釋瞭包裝、滴度和轉染效率等關鍵參數是如何受載體本身結構影響的。讀到此處，我立刻聯想到我之前進行的一個關於體外轉染效率低下的實驗瓶頸，這本書提供的結構性分析讓我對問題根源有瞭更深層次的理解，這不僅僅是簡單的“試錯”，而是基於對病毒衣殼蛋白動力學的理解。雖然書中關於大規模生物反應器中細胞培養優化和生産放大的部分著墨不多，但這或許是定位上的取捨，專注於基礎原理的闡釋，但就其對個體化治療前沿技術的鋪陳而言，已經做到瞭非常齣色。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計充滿瞭現代感，那種深邃的藍色調配上跳躍的綠色綫條，直觀地暗示瞭其內容涉及的復雜生命科學領域。我拿起這本書時，首先被其厚重感所吸引，這通常意味著內容的深度和廣度。迫不及待地翻開第一章，我發現作者的敘事方式非常引人入勝。他沒有急於拋齣那些讓人望而生畏的專業術語，而是先從宏觀的曆史背景切入，勾勒齣基因工程從早期萌芽到如今蓬勃發展的清晰脈絡。這種處理方式非常聰明，它能迅速抓住那些對科學史感興趣的讀者，也為後續更深入的技術講解打下瞭堅實的理論基礎。特彆是關於早期限製性內切酶發現的那一段描寫，文字極具畫麵感，仿佛能讓人置身於那個激動人心的實驗室現場，體會科學傢們首次發現“分子剪刀”時的震撼。如果說有什麼不足，那就是初期的理論鋪墊略顯詳盡，對於已經有一定生物學背景的讀者來說，可能需要耐心度過前幾章纔能進入核心技術部分。但總的來說，這種循序漸進的構建方式，保證瞭即便是初學者也能穩紮穩打地跟上節奏，建立起紮實的知識框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的感受是，它不僅僅是一本知識的匯編，更像是一份經過時間檢驗的、充滿智慧的科學對話記錄。作者的語言風格非常沉穩內斂，但在關鍵的科學發現點上，卻流露齣一種對科學之美的贊嘆。例如，在討論基因組測序技術演進時，他不僅僅羅列瞭Sanger、Illumina和PacBio的流程差異，更穿插瞭對“信息密度”和“錯誤率權衡”的哲學思考，引導讀者思考技術進步背後的驅動力。我個人對它在闡述“閤成生物學”與傳統基因工程的交叉點上的論述印象深刻。書中清晰地界定瞭如何利用工程學的思維（如模塊化、標準化）來設計全新的生物係統，這超越瞭單純的“修改”現有基因組的範疇。盡管書中的部分前沿領域（如錶觀遺傳學修飾的精確調控）的討論還略顯保守，可能跟不上最新的文獻進展，但這恰恰體現瞭其“基礎原理”的定位——確保讀者掌握的是經得起時間考驗的核心概念，而非曇花一現的熱點。總體來說，這是一部值得反復研讀的、具有長期參考價值的學術巨著。