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第一章 绪论1

一、生物工程的概念1

二、生物工程的发展过程1

三、现代生物工程的主要内容2

四、现代生物工程与药学3

五、现代生物工程的成就及发展前景3

第二章 基因工程5

第一节 概述5

一、基因工程的概念5

二、基因工程的诞生与发展5

三、基因工程的基本过程7

第二节 基因工程的理论基础8

一、基因的化学本质8

二、蛋白质的生物合成10

第三节 基因工程工具酶13

一、限制型内切酶14

二、T4 DNA连接酶18

三、DNA聚合酶18

四、DNA修饰酶20

五、核酸水解酶20

第四节 基因克隆载体22

一、质粒22

二、噬菌体载体26

三、噬菌体-质粒杂合载体30

四、人工染色体载体34

第五节 目的基因的制备35

一、基因文库的建立与靶基因的分离35

二、聚合酶链反应技术41

三、人工合成基因44

第六节 目的基因与载体DNA的连接45

一、黏端连接46

二、平端连接46

三、TA克隆46

第七节 重组基因导入宿主细胞46

一、基因导入微生物细胞47

二、基因导入动、植物细胞47

第八节 重组子的筛选与鉴定49

一、根据遗传表型差异进行筛选49

二、抗药性筛选49

三、β-半乳糖酶显色反应选择50

四、根据噬菌斑形成能力进行筛选50

五、根据重组子的结构特征进行筛选50

第九节 目的基因的高效表达53

一、大肠杆菌表达系统53

二、酵母表达系统59

三、昆虫细胞表达系统61

四、哺乳动物细胞表达系统63

第十节 基因工程在医药工业中的应用66

一、基因工程激素类药物66

二、基因工程细胞因子药物67

三、基因工程溶血栓药物69

四、基因工程可溶性受体70

五、基因工程抗体71

六、基因工程在药物筛选中的应用72

第十一节 基因工程研究新技术72

一、蛋白质工程72

二、反义药物77

三、RNAi技术80

四、新生物技术疫苗85

五、人类基因组计划与新药研究93

第十二节 基因工程在制药工业上的应用实例96

实例一 大肠杆菌表达L-天冬酰胺酶Ⅱ96

实例二 毕赤酵母表达人内皮细胞生长抑制素97

实例三 昆虫杆状病毒表达人碱性成纤维细胞生长因子100

实例四 哺乳动物细胞表达人促红细胞生成素102

第三章 动物细胞工程105

第一节 概述105

一、动物细胞工程的概念和研究内容105

二、动物细胞工程的发展过程106

三、动物细胞工程制药的发展前景109

第二节 动物细胞培养特性与营养及培养用液110

一、动物细胞培养的特性110

二、动物细胞的营养及培养基113

第三节 动物细胞培养技术116

一、动物细胞培养的技术基础116

二、动物细胞培养技术的概念119

三、动物细胞体外培养的阶段120

四、动物细胞培养的一般技术124

五、培养细胞的测定128

六、细胞系（或株）的建立130

七、动物细胞种质保存及其运输132

八、动物细胞培养的应用领域133

第四节 动物细胞融合技术133

一、动物细胞融合技术的概念134

二、动物细胞融合的促融因素135

三、细胞融合及遗传物质转移方式137

四、影响细胞融合的因素140

五、杂种细胞筛选原理及筛选系统140

六、细胞融合技术的应用145

第五节 单克隆抗体技术和抗体工程146

一、抗体工程的概念和研究内容146

二、抗体工程的发展过程146

三、单克隆抗体的生产技术148

四、基因工程抗体155

第六节 动物细胞大规模培养技术165

一、动物细胞大规模培养技术的概念165

二、动物细胞大规模培养的条件166

三、动物细胞大规模培养的培养基166

四、动物细胞大规模培养的方法166

五、动物细胞大规模培养系统的操作方式172

六、动物细胞生物反应器173

七、动物细胞大规模培养的影响因素和过程监控175

第七节 动物细胞工程的应用179

一、临床医学与药物179

二、畜牧业中的应用183

第八节 动物细胞工程的研究进展184

一、转基因技术184

二、基因治疗193

三、核移植与动物克隆技术200

四、干细胞研究203

五、组织工程212

第九节 动物细胞工程在制药工业上的应用实例216

一、利用动物细胞培养大规模生产蛋白质和疫苗216

实例一 组织纤溶酶原激活剂的生产217

实例二 抗HBsAg的单克隆抗体的生产219

实例三 哺乳动物细胞系统表达基因工程乙型肝炎病毒疫苗222

二、转基因动物生产药物223

实例 利用大鼠乳腺反应器特异性表达人促红细胞生成素223

三、转基因动物作为药物筛选模型224

实例 HCV5'NCR转基因小鼠模型的建立224

第四章 植物细胞工程225

第一节 概述225

一、植物细胞工程的概念和研究内容225

二、植物细胞工程的发展过程225

第二节 植物细胞培养的理论基础227

一、植物细胞的全能性227

二、植物细胞的脱分化和再分化227

三、植物激素的调控228

第三节 植物细胞工程一般培养技术229

一、植物组织培养的概念229

二、植物细胞的培养特性229

三、植物组织培养的培养基及配制229

四、植物细胞的一般培养方法234

五、细胞突变体筛选技术236

六、植物细胞种质的保存237

第四节 植物原生质体培养技术239

一、原生质体制备239

二、植物原生质体培养241

三、原生质体培养的意义242

第五节 植物细胞融合技术242

一、诱导融合的方法243

二、杂合体的鉴别与筛选245

第六节 植物细胞大规模培养技术246

一、培养基的选择246

二、培养方式246

三、影响细胞培养的因素248

第七节 植物转基因技术249

一、细胞转化方式249

二、植物基因转化的受体系统256

三、转入基因的表达和分析257

第八节 植物细胞工程在制药工业上的应用实例258

一、利用植物细胞培养生产天然药物258

实例一 人参细胞培养259

实例二 红豆杉细胞培养260

实例三 其他细胞培养262

实例四 利用植物细胞培养进行生物转化263

二、转基因植物生产抗体、重组疫苗和多肽类药物263

实例一 利用转基因植物生产抗体264

实例二 利用转基因植物生产疫苗265

实例三 利用转基因植物生产其他生物药物266

第五章 酶工程268

第一节 概述268

一、酶的定义与性质268

二、酶的分类与命名268

三、酶的结构与特性270

四、酶的来源271

五、酶促反应动力学271

六、酶的分离纯化与酶的活力测定272

第二节 固定化生物催化剂274

一、固定化酶的概念和优点274

二、固定化酶的偶联效率275

三、固定化酶活力275

四、固定化酶（细胞）的制备方法277

五、固定化方法与载体的选择284

第三节 酶反应器与酶反应动力学285

一、酶反应器的类型285

二、酶反应器的设计与选型287

三、酶反应动力学与固定化酶反应动力学288

第四节 酶工程的研究进展295

一、酶分子的化学修饰295

二、生物传感器298

三、酶的非水相催化301

四、抗体酶304

五、极端酶309

六、酶分子定向进化312

第五节 固定化酶技术在制药工业上的应用实例315

实例一 聚丙烯酰胺凝胶包埋法制备固定化大肠杆菌（含天冬氨酸酶）315

实例二 包埋法固定化假单胞菌（含L-天冬氨酸-β-脱羧酶）生产L-丙氨酸316

实例三 卡拉胶包埋法制备固定化黄色短杆菌（含延胡索酸酶）生产L-苹果酸317

实例四 固定化氨基酰化酶拆分DL-苯丙氨酸317

实例五 固定化酵母细胞生产1，6-二磷酸果糖318

实例六 固定化大肠杆菌生产γ-氨基丁酸319

实例七 明胶-戊二醛包埋法制备固定化链霉菌细胞（含葡萄糖异构酶）320

第六章 微生物工程321

第一节 概述321

一、微生物工程的概念及发展321

二、微生物工程的一般过程322

三、微生物工程的特点324

第二节 微生物细胞培养技术324

一、培养基的组成325

二、培养基的种类327

三、灭菌328

四、微生物的培养方法329

五、发酵过程的控制330

第三节 微生物菌种选育及原生质体技术335

一、菌种选育的理论基础335

二、菌种选育的经典方法337

三、原生质体融合338

第四节 代谢工程341

一、代谢工程的概念341

二、代谢网络理论342

三、代谢工程的研究方法342

四、代谢工程的应用343

第五节 微生物工程的应用与发展前景345

一、微生物工程产品的主要类型345

二、微生物工程在医药工业中的应用346

三、微生物工程的发展前景350

第六节 微生物工程在制药工业上的应用实例351

实例一 青霉素的生产工艺351

实例二 L-赖氨酸的生产工艺353

实例三 L-天冬酰胺酶的生产工艺355

参考文献357