现代环境生物技术与实验(十三五高等教育环境类专业系列教材)

1绪论
1.1现代生物技术概论1
1.1.1现代生物技术的基础知识1
1.1.2现代生物技术的发展历程1
1.2现代环境生物技术概论3
1.2.1现代环境生物技术的基础知识3
1.2.2现代环境生物技术的应用3
思考题6

2酶工程
2.1概述7
2.1.1酶的发展历史与特性7
2.1.2酶工程的发展概况8
2.2酶的分类及作用原理10
2.2.1酶的分类与命名10
2.2.2 酶的作用原理12
2.3酶促反应动力学17
2.3.1米氏方程17
2.3.2酶促反应的影响因素20
2.4酶的生产与分离纯化26
2.4.1酶的生产26
2.4.2酶的分离纯化28
2.5酶分子修饰40
2.5.1酶分子修饰的基础知识41
2.5.2酶分子修饰的基本要求和原则42
2.5.3酶分子的修饰方法43
2.5.4酶修饰后的性质变化50
2.5.5生物酶工程52
2.5.6酶的定向进化55
2.6酶固定化57
2.6.1酶固定化的方法57
2.6.2固定化酶反应条件的变化59
2.6.3固定化酶的特性64
2.6.4固定化酶的应用66
2.7酶反应器69
2.7.1酶反应器的概念和要求69
2.7.2酶反应器的类型69
2.7.3酶反应器的选择73
2.7.4酶反应器的设计76
2.7.5酶反应器的操作79
2.8酶在环境保护中的应用82
2.8.1酶在环境监测方面的应用82
2.8.2酶在废水处理方面的应用83
2.8.3酶在可生物降解材料领域的应用84
思考题84

3基因工程
3.1概述86
3.1.1基因工程的分子生物学基础86
3.1.2DNA的结构与功能88
3.1.3DNA复制89
3.1.4RNA的结构与功能91
3.2DNA变性、复性与杂交93
3.2.1DNA变性93
3.2.2DNA分子复性95
3.2.3DNA分子杂交95
3.3基因工程工具酶95
3.3.1限制性内切酶96
3.3.2连接酶98
3.3.3修饰酶99
3.4基因工程载体100
3.4.1定义、分类和特点100
3.4.2用于原核生物宿主的载体101
3.4.3用于真核生物宿主的载体105
3.4.4用于植物宿主的载体108
3.4.5用于动物宿主的载体109
3.5目的基因的获得111
3.5.1基因的组成及分类111
3.5.2原核生物基因的组成111
3.5.3真核生物基因的组成112
3.5.4其他基因组基因的组成112
3.5.5原核生物目的基因的获得113
3.5.6真核生物目的基因的获得114
3.6目的基因的导入119
3.6.1受体细胞及其分类119
3.6.2目的基因导入受体细胞121
3.7重组体的筛选123
3.7.1生物学方法筛选123
3.7.2免疫学方法筛选124
3.7.3核酸分子杂交法筛选125
3.7.4印迹技术125
3.8DNA序列分析128
3.8.1化学降解法128
3.8.2双脱氧链终止法129
思考题131

4专题
4.1建立一个分子生物学实验室所需的仪器134
4.2微生物的分子生物学鉴定方法136
4.2.1PCR技术136
4.2.2基于PCR的分子生物学方法136
4.2.3不涉及PCR的分子生物学方法138
4.2.4展望139
4.3PCR引物设计139
4.3.1引物设计的基本原理140
4.3.2设计引物的黄金原则142
4.3.3引物设计软件界面144
4.3.4RT-PCR引物设计152
4.3.5简并引物设计过程和原则154
4.4典型环境污染物修复基因工程菌的构建及应用155
4.4.1基因工程菌构建的基本原理155
4.4.2材料和器材155
4.4.3操作步骤156
思考题157

5实验
5.1活性污泥总DNA的提取158
5.2质粒DNA分离纯化与鉴定159
5.3感受态细菌的制备及细菌的转化163
5.4利用16S rDNA方法分析不同污染土壤中微生物种群的变化165
5.5活性污泥总DNA的16S rDNA-PCR扩增实验169
5.6DNA琼脂糖凝胶电泳172
5.7聚丙烯酰胺凝胶中DNA的回收、测序及系统发育树的构建174
5.8酶的固定化176
5.9活性污泥的脱氢酶活性测定180
5.10有机污染物的微生物降解——高效脱酚菌的分离和筛选182
5.11Biolog法测试土壤微生物多样性184
5.12PLFA测定土壤菌群实验186
5.13DGGE法分析活性污泥微生物多样性189
5.14包埋固定化凝胶小球对废水中染料的吸附特性实验191
5.15漆酶系列实验194
5.15.1漆酶产生菌的筛选195
5.15.2高产漆酶菌株酶活的测定197
5.15.3高产漆酶菌株的酶学特性198
5.15.4漆酶的固定化199
5.16利用微生物对石油污染土壤的生物修复200
5.17假丝酵母的扩大培养及生物柴油的制备203

附录
附录1实验注意事项205
附录2如何撰写实验报告206
附录3常用的碱基、氨基酸符号及缓冲液207
附录4培养基与试剂的配制218
附录5质粒抽提试剂与步骤222
附录6DNA操作原理223
附录7RNA操作试剂与步骤225

参考文献