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編輯推薦： 合成生物学以其“造物致知、造物致用”的理念快速发展，已经广泛应用于生物医药、新材料、农业、食品、环境保护等领域。目前世界上有超过60%的化学品可以被用于生物合成，掌握合成生物学技术精华是目前生物领域学者的必修课。本书从实验设计上对于初学者迅速入门具有巨大助益，同时有助于提高开设本门相关课程实验员及任课老师上课效率。 內容簡介： 合成生物学是生命科学发展过程中产生的一门综合性学科。其基本实验技术主要涉及基因工程、代谢调控、基因编辑等。本书就合成生物学研究常用实验对象——大肠杆菌进行系统性实验设计。按照合成生物学基础实验流程：菌株的感受态制备、琼脂糖凝胶的制备、核酸提取及验证、工具酶使用、载体构建、阳性转化子筛选、蛋白质表达及鉴定以及基因编辑实验流程进行编写。同时设置了相关的思考题以帮助读者进一步了解该实验。书中对每一个实验的原理进行了清晰的描述，书中所展示的实验技术不同于传统的分子生物学技术，而是对数个博士实验常用技术改进并总结，包含更加便捷高效的实验技巧。本教材适合作为高等学校合成生物学、生物工程等专业的实验教材，也是初入合成生物学领域科研人员、教学工作人员不可多得的参考书。 關於作者： 牛福星，副教授，2015.9-2018.7博士毕业于中山大学，2018.8-2021.8于中山大学继续从事博士后科研工作，主要从事合成生物学方向研究。目前主持在研国家自然科学基金地区项目1项（33万），中央引导地方科技发展专项1项（50万），广西科技计划项目1项（10万），广西科技大学3331人才项目1项（100万）。近五年主持完成省部级资金来源项目3项，参与国家重点研发项目1项（341万）。目前担任广西科技大学生化学院生工系主任、广西科技评审专家，广西科协智库专家；广西微生物学会理事等职务；同时为Journal of Agricultural and Food Chemistry、Frontiersin Microbiology、Scientific Reports、Frontiers in Bioengineering and Biotechnology等国际期刊审稿工作。目前主讲本科基因工程实验课程，发酵工程、生物分离工程专业必修课程，以及研究生代谢控制发酵、微生物工艺实验课程。 目錄： 第一章　感受态细胞的快速制备及转化 001 第一节　感受态细胞的化学法快速制备 003 一、实验目的 003 二、实验原理 003 三、实验材料、试剂与设备 004 四、实验流程 004 五、注意事项 005 六、思考题 005 第二节　利用热激法制备的感受态细胞进行转化 006 一、实验目的 006 二、实验原理 006 三、实验材料、试剂与设备 007 四、实验流程 007 五、注意事项 007 六、思考题 008 第三节　感受态细胞的电转化法快速制备 009 一、实验目的 009 二、实验原理 009 三、实验材料、试剂与设备 009 四、实验流程 010 五、注意事项 010 六、思考题 011 第四节　利用电转化法制备的感受态细胞进行转化 012 一、实验目的 012 二、实验原理 012 三、实验材料、试剂与设备 013 四、实验流程 013 五、注意事项 013 六、思考题 014 第二章　PCR 扩增及琼脂糖凝胶核酸电泳技术 015 第一节　常规PCR 技术 017 一、实验目的 017 二、实验原理 017 三、实验材料、试剂与设备 017 四、实验流程 019 五、注意事项 019 六、思考题 020 第二节　重叠延伸PCR 技术 021 一、实验目的 021 二、实验原理 021 三、实验材料、试剂与设备 021 四、实验流程 023 五、注意事项 023 六、思考题 024 第三节　定点突变PCR 技术 025 一、实验目的 025 二、实验原理 025 三、实验材料、试剂与设备 025 四、实验流程 026 五、注意事项 027 六、思考题 028 第四节　琼脂糖凝胶核酸电泳技术 029 一、实验目的 029 二、实验原理 029 三、实验材料、试剂与设备 029 四、实验流程 030 五、注意事项 031 六、思考题 032 第三章　DNA 提取 033 第一节　大肠杆菌基因组的提取（机械破胞 柱法回收） 035 一、实验目的 035 二、实验原理 035 三、实验材料、试剂与设备 036 四、实验流程 036 五、注意事项 037 六、思考题 037 第二节　质粒提取（碱裂解 柱回收法） 038 一、实验目的 038 二、实验原理 038 三、实验材料、试剂与设备 039 四、实验流程 039 五、注意事项 040 六、思考题 041 第三节　PCR 产物回收（乙醇沉淀法） 042 一、实验目的 042 二、实验原理 042 三、实验材料、试剂与设备 042 四、实验流程 043 五、注意事项 043 六、思考题 043 第四节　PCR 产物/ 酶切产物纯化（柱提法） 044 一、实验目的 044 二、实验原理 044 三、实验材料、试剂与设备 044 四、实验流程 045 五、注意事项 046 六、思考题 046 第四章　工具酶的使用以及载体构建 047 第一节　限制性核酸酶（DpnⅠ）的使用 050 一、实验目的 050 二、实验原理 050 三、实验材料、试剂与设备 050 四、实验流程 051 五、注意事项 051 六、思考题 052 第二节　限制性核酸内切酶的使用 053 一、实验目的 053 二、实验原理 053 三、实验材料、试剂与设备 053 四、实验流程 054 五、注意事项 055 六、思考题 055 第三节　连接酶的使用 056 一、实验目的 056 二、实验原理 056 三、实验材料、试剂与设备 056 四、实验流程 057 五、注意事项 057 六、思考题 059 第四节　T 载体构建 060 一、实验目的 060 二、实验原理 060 三、实验材料、试剂与设备 061 四、实验流程 061 五、注意事项 062 六、思考题 062 第五章　阳性转化子的筛选与鉴定 063 第一节　菌落PCR 鉴定 065 一、实验目的 065 二、实验原理 065 三、实验材料、试剂与设备 065 四、实验流程 066 五、注意事项 067 六、思考题 067 第二节　基于蓝白斑筛选的载体构建 068 一、实验目的 068 二、实验原理 068 三、实验材料、试剂与设备 068 四、实验流程 069 五、注意事项 070 六、思考题 070 第三节　基于荧光蛋白报告基因的载体构建和鉴定 071 一、实验目的 071 二、实验原理 071 三、实验材料、试剂与设备 071 四、实验流程 072 五、注意事项 072 六、思考题 073 第四节　选取载体的重鉴定 074 一、实验目的 074 二、实验原理 074 三、实验材料、试剂与设备 074 四、实验流程 075 五、注意事项 076 六、思考题 076 第六章　蛋白质表达纯化及鉴定 077 第一节　蛋白质表达 079 一、实验目的 079 二、实验原理 079 三、实验材料、试剂与设备 079 四、实验流程 080 五、注意事项 080 六、思考题 081 第二节　细胞收集与破碎 082 一、实验目的 082 二、实验原理 082 三、实验材料、试剂与设备 082 四、实验流程 083 五、注意事项 084 六、思考题 084 第三节　蛋白质纯化 085 一、实验目的 085 二、实验原理 085 三、实验材料、试剂与设备 085 四、实验流程 086 五、注意事项 087 六、思考题 088 第四节　SDS-PAGE 电泳 089 一、实验目的 089 二、实验原理 089 三、实验材料、试剂与设备 089 四、实验流程 091 五、注意事项 092 六、思考题 093 第七章　CRISPR 技术应用 095 第一节　CRISPR 基因敲除 097 一、实验目的 097 二、实验原理 097 三、实验材料、试剂与设备 097 四、实验流程 100 五、注意事项 102 六、思考题 103 第二节　CRISPR 基因敲除验证及质粒去除 104 一、实验目的 104 二、实验原理 104 三、实验材料、试剂与设备 104 四、实验流程 105 五、注意事项 106 六、思考题 107 第三节　CRISPR 基因抑制 108 一、实验目的 108 二、实验原理 108 三、实验材料、试剂与设备 108 四、实验流程 109 五、注意事项 110 六、思考题 110 第四节　CRISPR 基因激活 111 一、实验目的 111 二、实验原理 111 三、实验材料、试剂与设备 112 四、实验流程 112 五、注意事项 113 六、思考题 114 附录一　常用培养基配方 115 附录二　常用限制性内切酶 119 附录三　思考题参考答案 123 参考文献 139 內容試閱： 合成生物学是按照一定的规律和已有的知识，设计和建造新的生物零件、装置和系统，或重新设计已有的天然生物系统来为人类特殊目的服务的学科。 合成生物学取代传统生产方式的关键在于成本和效率。通过不断的科学研究和探索积累，科研人员发展了一系列高效的合成生物技术，以通过赋予生物体新的功能来达到特定目标。自1953 年Crick、Watson 发现DNA 双螺旋结构及半保留复制开始，人们才逐渐开始认识到生物系统是可调控的。生物进行产物合成的基础在于其体内的代谢网络，代谢网络的运行需要借助各种酶的参与，所以生物反应过程的本质即为酶的催化。按照“中心法则”，经过基因的转录、翻译及折叠，形成具有不同构象的酶，从而催化不同底物。不同功能酶的催化可以产生不同种类和数量的微生物代谢产物。科研工作者们借助强大的底盘细胞进行异源功能酶的大量、高效表达，从而实现非本源物质的合成，造就了合成生物学的快速发展。据不完全统计，目前世界上60% 的化合物可以通过生物合成实现。 生物合成关键在于有一个好的“思路”，而实现该目标的基础在于具备良好的实验操作技能。本书就目前实验室常用模式菌株大肠杆菌（Escherichia coli）的合成生物学基础实验进行系统性的归纳及总结。前后实验环环相扣，前一节的知识及实验成果为下一节实验做准备，实现连贯性操作。采用本书进行教学的工作人员不仅可以清晰地了解所需要准备的材料和设备，还可以通过本书所设计的实验流程，减少重复工作。 每节中列出主要使用的实验材料、试剂与设备。学生们通过本书的学习，可以掌握合成生物学基础实验技能。本书融入了大量科研实验技术和经验（已经被验证并发表），相比于传统的分子生物学技术更加高效。每节设置了实验注意事项及思考题，促进学生们更深入地了解相关实验。 本书的主要编者均是长期在生物科研一线工作的教师。本书编写过程中得到了中山大学刘建忠教授、华南理工大学黄明涛教授、广西大学韦宇拓教授以及广西科技大学伍时华教授的指导及指正，在此对他们表示衷心的感谢。 本书由广西科技大学教材建设基金、国家自然科学基金（No.32260246）、中央引导地方科技发展专项基金（No. 22096007）、广西科技计划项目基金（No. AD22080011）资助出版，在此表示感谢。 尽管每位编者都细心努力地对本书进行审校及修正，但也难免出现不足之处，诚望各位读者批评指正。 编者 2024年9月

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