具体描述
本书涵盖培养学生基本实验技能的基础性验证性实验及培养学生综合分析能力和创新能力的综合性研究性实验（即探索性实验、设计性实验)，共计32个。实验涉及植物形态解剖学和系统分类学的内容；体现将永久制片和临时装片并用，使传统典型植物材料和常见有经济价值的材料互补，实现方法简明可行之目的，可供灵活选用。书中附有150余幅图片，便于学生理解和绘图。本书还备有野外实习过程中的概要知识以及常见植物的检索表，便于读者参考查阅。
本书可供大中专院校的植物学专业，以及农林牧院校等相关专业的师生使用，也可供中学生物学教师作教学参考书。
生物学前沿探索：分子生物学与基因工程实践指南 本书籍旨在为学习和研究分子生物学及基因工程领域的学生、研究人员和技术人员提供一份详尽、深入且具有高度实践指导意义的参考资料。 引言：生命蓝图的解码与重塑 自DNA结构被揭示以来，分子生物学便以惊人的速度发展，深刻地改变了我们对生命现象的认知。基因工程，作为分子生物学的核心应用之一，赋予了人类改造生物体，解决农业、医药和环境问题的强大能力。本书紧密围绕这些前沿领域，聚焦于最核心的实验技术、理论基础以及最新的研究动态，力求为读者构建一个从基础理论到高级应用的完整知识体系。 第一部分：分子生物学基础实验技术 本部分将详细介绍分子生物学实验中不可或缺的基础技术，侧重于实验原理的透彻解析和操作细节的精确掌握。 第一章：核酸的提取、纯化与定量 细胞与组织来源的DNA/RNA提取： 详述不同生物材料（细菌、酵母、植物组织、动物组织）中核酸的裂解方法、杂质去除策略（如酚氯仿抽提、硅胶柱层析）。特别强调RNA提取中对RNase污染的严格控制措施和关键技巧。 核酸的质量评估与定量分析： 介绍使用紫外分光光度计（Nanodrop、Spectrophotometer）进行浓度和纯度（A260/280、A260/230比值）的测定。阐述琼脂糖凝胶电泳在核酸片段大小和完整性初步判断中的应用。 高分子量DNA的制备： 针对需要进行Southern Blot或大规模测序的样本，详细介绍盐析法和酚电处理等制备高分子量、高纯度基因组DNA的流程。 第二章：聚合酶链式反应（PCR）的精进与应用 标准PCR与定量PCR（qPCR）： 深入解析Taq酶的特性、引物设计的原则（兼顾特异性与效率）、退火温度的优化。着重讲解qPCR的荧光检测原理（染料法与探针法），标准曲线的建立与溶解曲线分析。 高级PCR技术： 详细阐述反转录PCR（RT-PCR，包括一步法与两步法）在分析基因表达中的应用。介绍高质量的差异显示PCR（DDRT-PCR）和高保真PCR技术的具体操作规范，以应对需要高精度测序的克隆文库构建。 PCR产物的纯化与分析： 探讨凝胶切胶回收法、PCR产物纯化试剂盒的使用，以及利用高分辨率电泳分析PCR扩增产物的特异性。 第三章：核酸的分离、测序与分析 凝胶电泳技术的深化： 不仅限于琼脂糖凝胶，还包括高分辨率的聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）在分离小片段DNA或RNA以及蛋白质分析中的应用。讲解电泳缓冲液、电压控制对分离效率的影响。 核酸分子杂交技术： 详细介绍Southern Blot和Northern Blot的实验流程，包括探针的标记（放射性与非放射性标记）、杂交条件（温度、时间）的设定，以及显影技术的选择。 DNA测序基础： 概述Sanger测序原理及其在特定基因片段验证中的地位。简要介绍新一代测序（NGS）技术的基本概念和数据解读的初步方法。 第二部分：基因工程核心技术与实践 本部分聚焦于基因的克隆、表达和修饰，是实现生物功能研究和工程改造的关键环节。 第四章：重组DNA技术的基础操作 限制性内切酶的应用与优化： 详述单酶切、双酶切的反应条件，酶切效率的验证。重点讨论“黏性末端”与“平末端”的特点及其在连接策略中的选择。 连接反应（Ligation）： 比较T4 DNA连接酶的活性与操作条件。探讨“载体/插入片段”摩尔比对连接效率的影响，以及连接产物的转化前处理（如去磷酸化）。 载体系统的选择与构建： 详细介绍质粒载体（如pUC系列、表达载体）的结构特点、复制起点、抗性标记和筛选标记。阐述噬菌体载体、酵母人工染色体（YAC）等特殊载体的选择依据。 第五章：转化、筛选与克隆体的鉴定 感受态的制备与转化： 深入探讨化学法（CaCl2法）和电穿孔法制备高效感受态细胞的工艺参数，并对比其在不同菌株上的适用性。 筛选与初筛： 详细讲解抗生素筛选的原理和操作规范。重点阐述蓝白筛选法在鉴定克隆中的应用，包括培养基的配制和结果的判读。 重组子验证： 介绍通过PCR、限制性酶切分析和测序对成功插入的克隆进行最终确认的标准化流程。 第六章：基因的体外表达与蛋白质分析 原核表达系统（大肠杆菌）： 重点讲解常用表达载体（如pET系统）的诱导机制（如IPTG）、表达条件（温度、诱导时间）的优化，以及如何应对目标蛋白的包涵体形成问题。 真核表达系统概述： 简要介绍哺乳动物细胞（如293T, HEK293）、昆虫细胞（Sf9/Baculovirus）系统在表达复杂或糖基化蛋白时的优势与操作流程。 目标蛋白的纯化与鉴定： 详述亲和层析（如His-tag结合镍柱，GST结合谷胱甘肽柱）的层析条件优化。介绍SDS-PAGE、Western Blot（免疫印迹）技术在确认蛋白表达水平和分子量上的应用。 第三部分：高级应用与新技术展望 本部分拓展至基因功能验证和现代生物技术的前沿应用。 第七章：基因功能分析与调控研究 基因敲除与沉默技术： 详述RNA干扰（RNAi）的原理、siRNA的设计与递送方法。介绍CRISPR/Cas9系统的组件（sgRNA设计、靶向选择）及其在实现基因定点编辑中的精确操作步骤。 报告基因检测系统： 介绍荧光素酶报告系统、CAT报告系统在分析启动子活性和转录因子功能时的实验设计，以及读数器的校准与数据分析。 酵母双杂交系统（Y2H）： 详细阐述Y2H的原理、实验流程（酵母转化、筛选、验证），用于研究蛋白质之间的相互作用。 第八章：生物信息学与数据整合 核心数据库检索： 介绍如何有效利用NCBI、EMBL等数据库进行序列检索（BLAST）、基因注释和同源序列比对。 系统发育分析基础： 简述构建系统发育树的基本软件（如MEGA）和算法（如NJ、UPGMA），并解释在解读分子进化关系时的注意事项。 结语：迈向合成生物学的未来 本书通过对每一个关键实验步骤的深入剖析，旨在培养读者独立设计、执行和优化分子生物学实验的能力。掌握这些技术，不仅是进行基础研究的基石，更是未来合成生物学、个性化医疗和生物制造等新兴领域发展的核心驱动力。本书的知识体系将引导读者从微观层面理解生命，并具备用科学工具重塑生命的能力。
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