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| 內容簡介： |
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《基因工程实验项目化教程》为“十三五”江苏省高等学校重点教材。全书选取L-天冬酰胺酶Ⅱ为目标产品，以大肠杆菌L-天冬酰胺酶Ⅱ基因（ansB）的克隆和表达为主线，按照基因工程的操作流程将相关知识和技能分解为前后连贯的9个项目、34项任务，涉及的内容主要包括核酸分离纯化、聚合酶链式反应（PCR）、DNA体外重组、重组子筛选和鉴定、基因诱导表达与产物分析、琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶电泳以及基因工程实验安全与防护等。本书突出知识、技能和素质的同步提升，深入浅出，图文并茂，适合项目载体、任务驱动、学生主体的行动导向教学。本书可供职业本科、应用型本科院校生物科学类、生物工程类、药学类专业使用，也可供高职高专生物技术类、制药技术类等相关专业使用，还可以作为相关企事业单位参考用书。
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| 目錄：
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项目一基因工程实验安全及防护 001
【学习目标】 001
【项目说明】 001
【基础知识】 001
（一）基因工程概述 001
（二）基因工程实验安全及生物安全操作规范 005
【项目实施】 010
任务1-1基因工程实验常用的有毒化学试剂及其防护 010
任务1-2掌握基因工程实验常见仪器设备的操作规程和注意事项 014
任务1-3基因工程实验生物危害废品的处理 019
【能力拓展】 021
（一）火灾及预防 021
（二）触电及急救 026
【实践练习】 032
项目二基因工程实验常用溶液及培养基配制 034
【学习目标】 034
【项目说明】 034
【基础知识】 034
（一）化学试剂的规格和生物试剂的分类 034
（二）溶液浓度的表示、调整和互换 036
（三）溶液的配制 038
（四）生物实验室玻璃器皿的洗涤 042
【项目实施】 044
任务2-1移液器的使用与维护 044
任务2-2配制常用溶液和抗生素 048
任务2-3常用细菌培养基及配制 052
【能力拓展】 055
（一）常用酵母培养基 055
（二）试剂盒 057
（三）体外诊断试剂 059
【实践练习】 062
项目三大肠杆菌基因组DNA的制备 063
【学习目标】 063
【项目说明】 063
【基础知识】 063
（一）核酸的理化性质 063
（二）核酸的分离提取原理 067
（三）核酸的固相提取方法 071
【项目实施】 073
任务3-1制备大肠杆菌基因组DNA的操作准备 073
任务3-2SDS法制备大肠杆菌基因组DNA 076
任务3-3CTAB法制备大肠杆菌基因组DNA 079
任务3-4煮沸法制备大肠杆菌基因组DNA 082
【能力拓展】 083
（一）动物基因组DNA的提取 083
（二）植物基因组DNA的提取 085
（三）酵母基因组DNA的提取 085
（四）总RNA和mRNA的提取 086
【实践练习】 088
项目四PCR扩增大肠杆菌L-天冬酰胺酶Ⅱ基因（ansB） 089
【学习目标】 089
【项目说明】 089
【基础知识】 090
（一）目的基因的分离制备 090
（二）聚合酶链式反应 092
（三）PCR引物设计 095
（四）降落PCR 100
（五）PCR技术的应用 101
【项目实施】 101
任务4-1操作准备 101
任务4-2L-天冬酰胺酶Ⅱ基因（ansB）引物设计 106
任务4-3PCR扩增L-天冬酰胺酶Ⅱ基因（ansB） 110
任务4-4降落PCR优化L-天冬酰胺酶Ⅱ基因（ansB）扩增退火温度 112
【能力拓展】 114
（一）实时荧光定量PCR 114
（二）菌落PCR 122
（三）常用核酸序列数据库 123
【实践练习】 125
项目五质粒pET-28a的制备 126
【学习目标】 126
【项目说明】 126
【基础知识】 126
（一）质粒 127
（二）pET系列质粒 130
（三）质粒DNA的提取方法 132
（四）琼脂糖电泳鉴定质粒DNA 134
（五）质粒DNA浓度和纯度检测 135
【项目实施】 135
任务5-1操作准备 135
任务5-2SDS碱裂解法小量制备质粒pET-28a 137
任务5-3SDS碱裂解法大量制备质粒pET-28a 141
任务5-4少量提取质粒pET-28a的简易方法 142
任务5-5煮沸裂解法快速提取质粒pET-28a 144
【能力拓展】 145
（一）酵母表达载体 145
（二）质粒图谱的绘制 147
（三）质粒资源的获取方式 151
【实践练习】 155
项目六琼脂糖凝胶电泳检测基因组DNA、PCR产物及质粒pET-28a 157
【学习目标】 157
【项目说明】 157
【基础知识】 157
（一）电泳 157
（二）琼脂糖凝胶电泳 158
（三）核酸电泳的指示剂与染色剂 161
（四）核酸电泳的DNA分子量标记 163
【项目实施】 165
任务6-1操作准备 165
任务6-2琼脂糖凝胶电泳检测基因组DNA、质粒pET-28a及PCR产物 166
任务6-3PCR扩增产物的纯化回收 172
【能力拓展】 174
（一）新型核酸荧光染料 174
（二）脉冲场凝胶电泳 177
（三）双相电泳 179
（四）微型凝胶电泳 180
【实践练习】 181
项目七L-天冬酰胺酶Ⅱ基因（ansB）和质粒pET-28a的酶切与连接 182
【学习目标】 182
【项目说明】 182
【基础知识】 182
（一）核酸工具酶及主要功能 182
（二）限制性内切核酸酶 183
（三）DNA连接酶 186
（四）重组DNA分子的构建 188
【项目实施】 188
任务7-1操作准备 188
任务7-2目的基因ansB和质粒pET-28a的双酶切 189
任务7-3目的基因ansB和质粒pET-28a酶切产物的检测、纯化和回收 191
任务7-4目的基因ansB和质粒pET-28a的连接 193
【能力拓展】 195
（一）DNA甲基化酶及其它工具酶 195
（二）Ⅱ型限制性内切核酸酶的几种特殊类型 196
（三）目的基因片段与载体分子的连接方法 197
（四）末端转换常用的方法和使用的主要工具酶 198
【实践练习】 199
项目八将重组质粒pET-28a-ansB转化至大肠杆菌BL21 200
【学习目标】 200
【项目说明】 200
【基础知识】 201
（一）细菌自然转化 201
（二）重组 DNA分子的转化 203
（三）受体细胞与感受态 205
【项目实施】 206
任务8-1操作准备 206
任务8-2大肠杆菌BL21感受态细胞的制备 208
任务8-3用热激法将重组质粒pET-28a-ansB导入大肠杆菌BL21 210
任务8-4用电穿孔法将重组质粒pET-28a-ansB导入大肠杆菌BL21 212
【能力拓展】 214
（一）重组DNA转化至酵母的方法 214
（二）重组DNA转化至动物细胞的方法 215
（三）转基因技术 217
【实践练习】 219
项目九重组子的鉴定及ansB基因表达产物分析 220
【学习目标】 220
【项目说明】 220
【基础知识】 220
（一）重组子的筛选与鉴定 220
（二）目的基因在宿主细胞中的表达 224
（三）基因表达产物的电泳分析及酶活检测 226
【项目实施】 229
任务9-1操作准备 229
任务9-2重组菌中ansB基因的诱导表达和粗提取 231
任务9-3基因表达产物的SDS-PAGE检测 232
任务9-4基因表达产物的酶活检测 235
【能力拓展】 236
（一）蛋白质工程 236
（二）大肠杆菌L-天冬酰胺酶Ⅱ的结构与改造 238
（三）重组菌L-天冬酰胺酶Ⅱ的纯化策略 241
【实践练习】 242
参考文献 244
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| 內容試閱：
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基因工程是在分子水平上对生命复杂现象的认识和操作，自20世纪70年代初诞生以来，经过50年的快速发展，已广泛应用于医药、化工、农业、食品和环境等多个领域，取得了巨大的经济和社会效益，而且正在孕育和催生新的产业革命，迫切需要培养一批与之相适应的高素质应用型人才。目前，许多应用型本科、职业本科高校生物制药等专业开设基因工程课程，该课程内容丰富、概念抽象、技术含量高、操作流程长。传统的基因工程教材，内容偏于理论化，实验安排大多是独立的，缺少技术上的系统性和连贯性，不利于培养以应用型为目标定位的生物制药专门人才。为进一步提高人才培养质量，确立学生中心、产出导向、持续改进理念，强化师生互动、生生互动，加强研究型、项目式学习，我们以新工科专业建设理念为指导，借鉴CDIO工程教育模式，应用项目化教学改革成果，编写了《基因工程实验项目化教程》，以提高学生的实践能力、创新意识和综合素质，适应当前一流本科课程建设以及生物医药产业快速发展对人才培养提出的新要求。
本书选取世界上第一个治疗癌症的酶——L-天冬酰胺酶Ⅱ为目标产品，以大肠杆菌L-天冬酰胺酶Ⅱ基因（ansB）的克隆和表达为主线，按照课程教学目标以及基因工程的操作流程和生产实际，对课程内容进行了重新整合，编排了由九个项目组成的前后连贯的一个综合性大实验，即基因工程实验安全及防护→基因工程实验常用溶液及培养基配制→大肠杆菌基因组DNA的制备→PCR扩增大肠杆菌L-天冬酰胺酶Ⅱ基因（ansB）→质粒pET-28a的制备→琼脂糖凝胶电泳检测基因组DNA、PCR产物及质粒pET-28a→L-天冬酰胺酶Ⅱ基因（ansB）和质粒pET-28a的酶切与连接→将重组质粒pET-28a-ansB转化至大肠杆菌BL21→重组子的鉴定及ansB基因表达产物分析。其中，第一个项目讲授实验安全，第二个项目训练溶液配制，为后续七个项目的前导项目；在后续七个项目中，前一项目是后一项目的基础，后一项目的实验材料由前一项目提供；每个项目由3～5个任务组成，按照“项目载体、任务驱动、学生主体”方式，学生在完成任务过程中获得知识、技能和素质的同步提升。每个项目设置“基础知识”作为完成任务的理论准备；“项目实施”以任务为载体进行技能训练；其中的“结果与分析”或 “思考与分析”有助于培养学生分析和解决实际问题的能力；“能力拓展”用于扩展学生的知识面和操作技能；“实践练习”用于复习、巩固和提高所学的知识、技术及技能。
江苏科技大学曹喜涛博士、南通大学王洲博士、中国药科大学马菱蔓博士、天津医科大学刘为营博士以及泰州学院沈雯、朱年青和高新星博士参加了教材编写，泰州学院陈海龙博士对本书初稿进行了修改和补充，最后全书由韦平和和彭加平统稿和定稿。在教材编写过程中，参考了相关教材、专著及论文，在此表示感谢。
由于编者水平有限、经验不足，教材中存在的不妥和不足之处，敬请同行和广大师生批评指正。
编者
2022年2月
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