生物工程技術(shù)實驗指導(dǎo)

前言

　　生物工程技術(shù)是21世紀(jì)關(guān)系到人類命運的關(guān)鍵技術(shù)和作為創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟增長點。生物高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心是人才，培養(yǎng)同現(xiàn)代化建設(shè)和市場經(jīng)濟體制要求相適應(yīng)的大量高素質(zhì)人才是高等學(xué)校的根本任務(wù)。要培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)人才，除了講授專業(yè)課，讓學(xué)生了解生物工程技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的全貌外，更主要的是開設(shè)一門具有先進(jìn)性和科學(xué)性的實驗課程?！　”緯且槐九c目前高校的生物工程技術(shù)實驗相適應(yīng)的教學(xué)實驗指導(dǎo)用書，包括現(xiàn)代生物工程技術(shù)幾大領(lǐng)域（基因工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程）中的最主要技術(shù)，能讓學(xué)生真正掌握現(xiàn)有和最新的生物工程技術(shù)實驗技能，并提高學(xué)生的綜合動手能力和實驗素質(zhì)。我們力圖開創(chuàng)生物工程技術(shù)實驗的新品牌，使這一實驗課程既發(fā)揮理科生命科學(xué)的多學(xué)科特長，又結(jié)合生物技術(shù)的工程學(xué)特點，使學(xué)生得到全面的鍛煉。希望能為目前高校生物工程與技術(shù)專業(yè)的實驗課程設(shè)置提供一個科學(xué)、先進(jìn)的模式。　　全書分為前后呼應(yīng)的兩大部分，第一部分簡要介紹了生物工程技術(shù)的相應(yīng)實驗方法和理論，并主要介紹與后面實驗有關(guān)的方法和理論；第二部分是學(xué)生實驗，包括基因的定點突變；突變基因的克隆；基因分別在原核和真核細(xì)胞中的表達(dá)及活力檢測；野生型和定點突變蛋白的活力和構(gòu)象比較；蛋白質(zhì)雙向電泳；蛋白質(zhì)的變性和復(fù)性；酶的提取和系列性質(zhì)測定；植物次生代謝產(chǎn)物的提取；酶的固定化技術(shù)及應(yīng)用；蛋白質(zhì)偶聯(lián)技術(shù)；蛋白質(zhì)的N端氨基酸測定；單克隆抗體的制備；含綠色熒光蛋白基因質(zhì)粒的轉(zhuǎn)染及在哺乳動物細(xì)胞中的表達(dá)與檢測；轉(zhuǎn)基因鼠；植物細(xì)胞的培養(yǎng)與再生；植物體細(xì)胞的雜交；外源基因?qū)胫参锛?xì)胞；微生物檸檬酸固體發(fā)酵；微生物鏈霉菌液體發(fā)酵及檢測；基因工程藥物發(fā)酵、純化及制劑等。書后還有生物工程技術(shù)各種常用方法和數(shù)據(jù)的附錄?！　”緯恰斗肿由飳W(xué)實驗指導(dǎo)》的姊妹篇。前書出版以來承蒙讀者的關(guān)愛。本書的部分內(nèi)容是前書的延續(xù)和加深，同時在編寫的風(fēng)格上力求保持和前書一致，突出簡明實用。詳細(xì)敘述實驗的具體操作，羅列每個實驗所需的儀器和材料，并對實驗中的關(guān)鍵處、應(yīng)注意的地方等給予了提示。本書所涉及的實驗雖然面很廣，但實驗所用的材料卻盡可能地集中。書中的有些實驗是通過我們反復(fù)的摸索才搬進(jìn)學(xué)生的課堂，需時也較長，為此我們對這些實驗作了一套或幾套實驗時間的安排建議，可供各校靈活選用。本書適于作為大專院校生命科學(xué)各專業(yè)及農(nóng)林醫(yī)藥院校開設(shè)生物工程技術(shù)實驗教學(xué)用書，也可供生物技術(shù)、生物工程有關(guān)研究人員、企業(yè)人員和中學(xué)生物教師參考?！　”緯晌喝?、向本瓊、肖杰、桑建利、肖尊安、辛明秀、張來群、靳風(fēng)智、高云等老師執(zhí)筆，魏群、向本瓊、高云統(tǒng)稿。代忠新老師、王海龍老師在本書的實驗、排印、校稿等方面作了大量工作。中科院生物物理所靜國忠老師審閱了全書并提出了許多寶貴意見，在此深表感謝?！　∮捎谖覀兊乃接邢?，書中存在不當(dāng)之處，請批評指正。

內(nèi)容概要

　　《生物工程技術(shù)實驗指導(dǎo)》是一本與目前高校生物工程與生物技術(shù)專業(yè)實驗課教學(xué)相適應(yīng)的實驗指導(dǎo)用書，是《分子生物學(xué)實驗指導(dǎo)》的姊妹篇，內(nèi)容包括現(xiàn)代生物技術(shù)的幾大領(lǐng)域（基因工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程）中的最主要技術(shù)。全書分為兩篇，第一篇，講述常用生物工程實驗技術(shù)及其原理；第二篇，學(xué)生實驗，包括4組，共22個實驗。書中詳細(xì)敘述了實驗的具體操作，羅列了每個實驗所需的儀器和材料，并對實驗中應(yīng)注意的地方給予了提示。書后有各種常用方法和數(shù)據(jù)的附錄，簡明實用。能讓學(xué)生真正掌握現(xiàn)有和最新的生物技術(shù)實驗技能，并提高學(xué)生的綜合動手能力和實驗素質(zhì)。　　《生物工程技術(shù)實驗指導(dǎo)》適于作為大專院校生物科學(xué)、生物技術(shù)、生物工程專業(yè)實驗教學(xué)用書，也可供生物技術(shù)有關(guān)研究人員、工程技術(shù)人員、生物高新技術(shù)企業(yè)管理人員及中學(xué)生物教師參者。

書籍目錄

第一篇 常用生物工程實驗技術(shù)及原理第一章 外源基因在哺乳動物中的表達(dá)與檢測第二章 基因突變和蛋白質(zhì)工程第三章 色譜（層析）技術(shù)第四章 蛋白電泳技術(shù)第五章 生物大分子的分離純化及鑒定第六章 蛋白質(zhì)的免疫檢測技術(shù)第七章 酶工程概述及酶的固定化第八章 單克隆抗體制備技術(shù)第九章 轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)第十章 植物細(xì)胞工程的基本原理和方法第十一章 微生物發(fā)酵與發(fā)酵工程第十二章 基因工程制藥技術(shù)與原理參考書目第二篇 學(xué)生實驗基因工程和蛋白質(zhì)工程實驗一 J3一半乳糖苷酶基因（faz）的定點突變實驗二 B一半乳糖苷酶基因（zacz）的定點突變片段的克隆實驗三 J3一半乳糖苷酶基因（zacz）在大腸桿菌中的表達(dá)及活性檢測實驗四 B一半乳糖苷酶基因（zacz）在真核細(xì)胞McF一7中的表達(dá)實驗五 野生型及點突變的MMLV反轉(zhuǎn)錄酶的活力和構(gòu)象比較實驗六 雙向聚丙烯酰胺凝膠電泳實驗七 蛋白質(zhì)的變性和復(fù)性酶工程實驗八 溶菌酶的提取和系列性質(zhì)測定實驗九 植物細(xì)胞培養(yǎng)和次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)實驗十 B一半乳糖苷酶的固定化及應(yīng)用實驗十一 親和層析法分離植物鈣調(diào)素結(jié)合蛋白實驗十二 蛋白質(zhì)的N端氨基酸測定細(xì)胞工程實驗十三 小鼠單克隆抗體的制備實驗十四 綠色熒光蛋白基因在哺乳動物細(xì)胞中的表達(dá)與檢測實驗十五 顯微注射法制備轉(zhuǎn)基因小鼠實驗十六 煙草葉片愈傷組織誘導(dǎo)和器官發(fā)生實驗十七 煙草原生質(zhì)體分離和體細(xì)胞雜交實驗十八 農(nóng)桿菌與煙草葉片的共培養(yǎng)和轉(zhuǎn)基因細(xì)胞的篩選與鑒定發(fā)酵工程實驗十九 固體發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸實驗二十 液體發(fā)酵法生產(chǎn)鏈霉素實驗二十一 基因工程藥物制備技術(shù)附錄附錄一 生物工程技術(shù)常用緩沖液、培養(yǎng)基及重要試劑的配制一、常用緩沖液的配制二、常用基因工程緩；中液三、常用電泳緩沖液四、常用凝膠加樣緩沖液五、常用限制性內(nèi)切酶酶切位點及緩沖液六、基因工程常用貯存液七、常用培養(yǎng)基八、常用植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基九、常用抗生素溶液附錄二 生物工程技術(shù)相關(guān)實驗資料和常用數(shù)據(jù)一、常用單位及換算方法二、常用核酸、蛋白質(zhì)換算數(shù)據(jù)三、線性DNA的長度（kd）與其相對分子質(zhì)量的關(guān)系四、氨基酸符號及相應(yīng)密碼子五、常見市售酸堿的濃度六、各種濃度酸堿貯存液的近似pH值七、硫酸銨飽和度的常用表八、某些生物大分子、亞細(xì)胞器及微生物的沉降系數(shù)九、幾種主要同位素的衰變及半衰期十、離心機轉(zhuǎn)速與相對離心力的換算和列線圖十一、層析法用于生物工程的常用數(shù)據(jù)十二、細(xì)胞培養(yǎng)中可能出現(xiàn)的問題、原因及解決方法十三、菌種保存

章節(jié)摘錄

　　第一章外源基因在哺乳動物中的表達(dá)與檢測　　雖然很多哺乳動物的蛋白質(zhì)都已在原核細(xì)胞、酵母細(xì)胞及昆蟲細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)中得到表達(dá)，并且已獲得一些有活性的蛋白質(zhì)，但仍遇到了不少難以解決的問題。哺乳動物的蛋白質(zhì)在生物合成中，當(dāng)多肽鏈生產(chǎn)后，常常需要經(jīng)過較復(fù)雜的修飾與加工，才能成為有功能的蛋白質(zhì)，常見的翻譯后修飾與加工包括多肽鏈的折疊、胱氨酸的轉(zhuǎn)化、二硫鍵的形成、脫甲?；?、多聚化、多肽鏈的切割、磷酸化及糖基化等。特別是對于糖蛋白類生物藥物來說，表達(dá)產(chǎn)物是否糖基化以及糖基化的類型，常常關(guān)系到藥物的生物活性、藥物代謝的動力學(xué)、藥物在體內(nèi)的穩(wěn)定性以及免疫原性等。例如，原核細(xì)胞表達(dá)的紅細(xì)胞生成素，由于原核細(xì)胞中缺少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等內(nèi)膜系統(tǒng)，糖基化不能進(jìn)行，表達(dá)產(chǎn)物為非糖基化產(chǎn)物，這樣的產(chǎn)物在體內(nèi)缺少應(yīng)有的活性。采用酵母和昆蟲細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)時，蛋白產(chǎn)物雖然可被糖基化，但由于這些細(xì)胞中糖基化酶不同于哺乳動物細(xì)胞，表達(dá)產(chǎn)物上的寡糖鏈常出現(xiàn)明顯差別，使得它們的免疫原性發(fā)生變化，進(jìn)入體內(nèi)后，被免疫系統(tǒng)所識別并被清除?！　¤b于原核表達(dá)系統(tǒng)、酵母表達(dá)系統(tǒng)、昆蟲表達(dá)系統(tǒng)等存在著不容忽視的缺陷，哺乳動物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)研究、開發(fā)與利用就顯得十分必要了。目前，有關(guān)哺乳動物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)中的宿主細(xì)胞、表達(dá)載體、轉(zhuǎn)染方法等方面的研究取得了較大的進(jìn)展，并已得到了應(yīng)用。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，現(xiàn)已投放市場以及正在進(jìn)行臨床試驗治療的蛋白質(zhì)及多肽藥物，有70％是通過哺乳動物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)生產(chǎn)的。

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