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1 绪论1

1．1 分子生物学的概念与研究内容1

1．1．1 分子生物学的概念1

1．1．2 分子生物学的主要研究内容1

1．2 分子生物学的发展历史3

1．2．1 分子生物学的早期研究3

1．2．2 分子生物学的建立和发展4

1．2．3 分子生物学的鼎盛发展期5

1．3 分子生物学的应用7

1．3．1 分子生物学与农牧业的关系7

1．3．2 分子生物学与基础生命科学的关系7

1．3．3 分子生物学与人类医学的关系7

1．3．4 分子生物学与工业的关系8

2 生物大分子的结构与性质9

2．1 核酸分子9

2．1．1 DNA的分子结构10

2．1．2 染色体和染色质13

2．1．3 RNA15

2．2 蛋白质分子20

2．2．1 蛋白质一级结构20

2．2．2 蛋白质二级结构20

2．2．3 超二级结构23

2．2．4 结构域24

2．2．5 三级结构25

2．2．6 四级结构25

2．2．7 稳定蛋白质高级结构的作用力26

2．2．8 蛋白质的性质28

2．3 糖分子30

2．3．1 糖的分类31

2．3．2 糖分子的化学组成32

2．3．3 糖的物理性质37

2．3．4 单糖的化学性质37

2．3．5 双糖和多糖的理化性质43

3 DNA的复制、转录与翻译44

3．1 DNA的复制44

3．1．1 DNA复制的一般特点44

3．1．2 参与DNA复制的酶和辅因子45

3．1．3 DNA复制的过程52

3．1．4 几种特殊的DNA复制方式61

3．1．5 DNA变性、复性与杂交62

3．2 转录65

3．2．1 RNA聚合酶66

3．2．2 转录产生的RNA种类67

3．2．3 转录的基本特征70

3．2．4 转录的一般过程71

3．2．5 转录后的加工75

3．3 翻译80

3．3．1 遗传密码81

3．3．2 核糖体84

3．3．3 翻译的过程85

3．3．4 翻译后的加工和修饰89

4 基因的概念及发展92

4．1 基因的经典概念92

4．1．1 遗传因子92

4．1．2 基因的“三位一体”概念93

4．2 基因的顺反子概念93

4．2．1 顺反子互补测验93

4．2．2 顺反子学说94

4．3 基因的现代概念95

4．3．1 基因类型的多样性95

4．3．2 基因的精细结构与分类99

4．4 基因突变类型及其分子机制100

4．4．1 基因突变类型及后果101

4．4．2 DNA损伤修复机制102

5 基因表达的调控108

5．1 原核生物基因表达的调控109

5．1．1 乳糖操纵子110

5．1．2 色氨酸操纵子112

5．1．3 σ因子的不同使用115

5．1．4 DNA重组对基因表达的调控116

5．2 真核生物基因表达的调控117

5．2．1 DNA水平的调控方式117

5．2．2 转录水平的调控123

5．2．3 Britten-Davidson模型133

5．2．4 转录后水平的调控133

5．2．5 翻译水平的调控137

6 动物的基因组140

6．1 基因组与基因组学140

6．1．1 基因组的概念与组成140

6．1．2 基因组计划与遗传图谱140

6．1．3 基因组学146

6．2 动物的基因组结构146

6．2．1 基因组结构的复杂度146

6．2．2 基因组DNA的序列148

6．3 动物核外基因组150

6．3．1 动物线粒体DNA的结构151

6．3．2 动物线粒体DNA的遗传特征152

6．4 基因组的变异与进化153

6．4．1 基因组的保持与变异154

6．4．2 基因组的进化模式与机制156

7 分子生物学发展前沿与展望160

7．1 基因内涵的新发展160

7．2 组（-ome）与组学（-nomics）161

7．2．1 代谢组学162

7．2．2 营养基因组学163

7．2．3 小RNA组学165

7．3 从分子生物学到系统生物学167

7．4 农业动物分子生物学研究展望169

8 基因克隆及功能研究技术171

8．1 分子克隆171

8．1．1 分子克隆的概念171

8．1．2 工具酶与载体171

8．1．3 分子克隆的基本流程176

8．2 文库技术177

8．2．1 基因组文库177

8．2．2 cDNA文库179

8．3 基于差异表达原理的基因克隆技术180

8．3．1 差别杂交180

8．3．2 消减杂交181

8．3．3 mRNA差别显示技术181

8．3．4 代表性差异分析182

8．3．5 抑制性消减杂交182

8．3．6 交互消减RNA差别显示技术183

8．3．7 基因表达系列分析（SAGE）183

8．3．8 电子消减183

8．4 性状相关基因的克隆技术184

8．4．1 突变体筛选184

8．4．2 分子数量遗传分析185

8．5 其他克隆技术186

8．5．1 电子克隆187

8．5．2 RACE和SMART RACE187

8．5．3 Tail-PCR188

8．6 基因功能研究技术188

8．6．1 转染与共转染188

8．6．2 反义技术190

8．6．3 RNAi190

8，6．4 酵母杂交系统191

8．6．5 Gateway系统192

8．6．6 SELEX技术192

8．6．7 ChIP免疫共沉淀193

8．6．8 亚细胞定位193

8．6．9 RPA技术194

8．6．10 动物模型技术194

9 DNA序列测定技术196

9．1 传统DNA测序技术196

9．1．1 加减法196

9．1．2 双脱氧链末端终止法197

9．1．3 化学降解法199

9．2 短片段DNA测序新技术200

9．2．1 合成测序200

9．2．2 连接法测序204

9．2．3 DNA单分子测序205

9．3 基因组测序策略207

9．3．1 随机测序策略207

9．3．2 定向测序策略207

9．4 应用DNA测序技术检测基因组序列变异208

9．4．1 变性高效液相色谱209

9．4．2 焦磷酸测序技术210

10 聚合酶链反应（PCR）技术与应用213

10．1 PCR技术概论213

10．1．1 PCR技术的基本原理214

10．1．2 PCR反应体系的组成及作用214

10．1．3 PCR引物设计原则与操作程序215

10．2 PCR相关技术216

10．2．1 定量PCR技术217

10．2．2 其他核酸体外扩增技术218

10．3 基于PCR的分子标记技术219

10．3．1 PCR-SSCP220

10．3．2 PCR-RFLP220

10．3．3 PCR-AFLP221

10．3．4 ASP221

10．3．5 RAPD222

10．4 DNA标记在动物育种中的应用223

10．4．1 动物重要经济性状分子标记的开发223

10．4．2 标记辅助选择224

10．4．3 分子标记辅助选择的多基因聚合225

10．4．4 标记辅助导入226

11 蛋白质组与蛋白质组学技术229

11．1 蛋白质组学的研究内容229

11．1．1 基因组信息解析230

11．1．2 蛋白质鉴定230

11．1．3 蛋白质翻译后修饰232

11．1．4 蛋白质功能确定233

11．2 蛋白质组研究技术234

11．2．1 二维电泳234

11．2．2 Edman测序法236

11．2．3 质谱236

11．2．4 数据库利用238

11．3 差异蛋白质组学240

12 生物芯片技术242

12．1 DNA芯片242

12．1．1 表达谱芯片242

12．1．2 SNP芯片250

12．2 蛋白质芯片253

12．2．1 基本原理254

12．2．2 技术流程254

12．2．3 蛋白质芯片应用的影响因素255

12．3 生物芯片的应用256

12．3．1 结构基因组变异研究256

12．3．2 转录组学研究256

12．3．3 蛋白质组学研究257

12．3．4 药物筛选与新药开发257

12．3．5 基因芯片在农业动物育种中的应用258

13 动物转基因原理、方法与进展261

13．1 转基因动物的概念261

13．2 转基因动物发展简史261

13．3 转基因动物的制作方法265

13．3．1 原核期胚胎显微注射技术265

13．3．2 逆转录病毒载体技术266

13．3．3 胚胎干细胞技术266

13．3．4 精子载体技术267

13．3．5 人工染色体技术269

13．3．6 体细胞核移植技术269

13．4 转基因动物新技术的发展270

13．4．1 应用于转基因的基因打靶技术270

13．4．2 基因打靶与核移植274

13．4．3 锌指核酸酶在基因打靶中的应用275

13．4．4 转座子介导的基因转移277

13．4．5 iPS cell在转基因动物中的应用278

13．5 转基因动物的应用前景279

13．5．1 转基因动物在生命科学基础研究中的应用279

13．5．2 转基因动物在农业中的应用279

13．5．3 转基因动物在医药科学研究中的应用281

13．5．4 转基因动物在环保方面的应用284

13．5．5 转基因动物在生物材料上的应用284

13．6 转基因动物生物安全评价284

13．7 存在问题及展望未来285

14 分子生物学与生物信息学及信息资源292

14．1 分子生物学与生物信息学概述292

14．2 生物信息数据库资源293

14．2．1 核酸与蛋白序列信息数据库293

14．2．2 基因组图谱信息数据库297

14．2．3 生物芯片信息数据库299

14．3 生物信息数据库的检索与数据分析303

14．3．1 常用数据库的检索303

14．3．2 核酸序列的特征描述305

14．3．3 核酸序列数据的对比检索307

14．3．4 核酸序列数据的比对分析308

14．3．5 进化树的构建与分子进化的研究311

14．3．6 分子多态性的分析312

14．3．7 蛋白分子的互作与生化途径314

14．4 常用实验室分子生物学信息技术简介316

14．4．1 PCR引物和杂交探针的设计方法与工具316

14．4．2 DNA序列的聚类与组装318

14．4．3 基因预测技术、工具与方法320

14．4．4 蛋白序列、结构分析预测的方法与工具322

14．4．5 基因源解（ontology）与基因注释325

14．4．6 比较基因组学的工具与方法326

附录 英汉词汇对照与名词解释329