基因操作的基本程序

《基因工程的基本操作程序》讲义基因工程是现代生物技术的核心，它让我们能够按照人类的意愿改造生物的遗传特性。

下面咱们就来详细说一说基因工程的基本操作程序。

一、获取目的基因目的基因是我们想要导入受体细胞的特定基因。

获取目的基因的方法主要有以下几种：1、从基因文库中获取基因文库就像是一个基因的大仓库，里面存放着各种各样的基因。

我们可以根据目的基因的有关信息，比如它的核苷酸序列、功能等，从基因文库中筛选出我们需要的目的基因。

2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 技术就像是基因的复印机。

如果我们已经知道了目的基因的核苷酸序列，就可以设计引物，通过 PCR 反应让目的基因在短时间内大量扩增。

3、人工合成当目的基因较小，而且核苷酸序列又已知的时候，我们可以通过化学方法直接人工合成目的基因。

二、构建基因表达载体有了目的基因还不够，还得给它安个“家”，这个“家”就是基因表达载体。

基因表达载体就像是一辆搭载着目的基因的“专车”，能把目的基因准确无误地送到受体细胞中，并且让目的基因能够稳定存在和表达。

基因表达载体通常包括以下几个部分：1、启动子启动子就像是基因表达的“开关”，它能启动目的基因的转录。

2、终止子终止子就像是基因表达的“刹车”，它能让转录在需要的时候停止。

3、标记基因标记基因就像是基因表达载体的“身份证”，它能帮助我们筛选出含有目的基因的受体细胞。

4、目的基因这是我们想要导入受体细胞的基因。

构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，一般需要用到限制酶和DNA 连接酶。

限制酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割 DNA 分子；DNA 连接酶则能够把切割后的 DNA 片段连接起来，形成一个完整的基因表达载体。

三、将目的基因导入受体细胞目的基因只有进入受体细胞，并且在受体细胞中稳定存在和表达，才能发挥作用。

将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，下面介绍几种常见的方法：1、农杆菌转化法对于植物细胞来说，农杆菌是一种天然的“基因运输员”。

第2节基因工程的基本操作程序一、目的基因的筛选与获取1．培育转基因抗虫棉的四个步骤(1)目的基因的筛选与获取。

(2)基因表达载体的构建。

(3)将目的基因导入受体细胞。

(4)目的基因的检测与鉴定。

2．目的基因的筛选与获取目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。

主要指编码蛋白质的基因，如与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。

(1)筛选合适的目的基因：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。

(2)利用PCR获取和扩增目的基因①PCR的含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在生物体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。

②目的：快速扩增目的基因。

③原理：DNA半保留复制。

④基本条件：DNA模板、4种脱氧核苷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液。

⑤过程a．变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链。

b．复性：温度下降至50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。

c．延伸：温度升至72 ℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。

⑥结果：每一次循环后，目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n，n为扩增循环的次数)。

⑦鉴定：采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物。

⑧仪器：PCR扩增仪。

(3)在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。

【强化记忆】图1、图2分别是PCR扩增技术相关过程，请思考回答：(1)图1所示利用PCR技术扩增目的基因，在第几轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段？提示第3轮。

(2)图2是某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理，请分别说明理由。

提示第1组：引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效。

基因工程操作的基本程序活动单1.选择目标基因：首先确定需要操作的目标基因，可以是其中一种特定功能蛋白的基因，也可以是其中一种疾病相关基因等。

目标基因的选择将决定后续操作的方向和方法。

2.克隆目标基因：通过PCR扩增、酶切、连接、转化等技术，将目标基因从源DNA中纯化得到，并插入到适当的表达载体中。

这一步骤要求操作技术准确、熟练，以确保目标基因的高效表达。

3.转化宿主细胞：将包含目标基因的表达载体转化到目标宿主细胞中，使目标基因能够在宿主细胞中表达。

转化可以通过真菌、细菌、植物等多种方法实现，比如热激、电转、化学转等。

4.筛选阳性克隆：为了找到成功表达目标基因的宿主细胞，需要对转化后的细胞进行筛选。

通常使用抗生素、报告基因标记等方法，筛选出表达目标基因的阳性克隆。

5. 基因组整合：将目标基因稳定整合到宿主细胞的染色体中，确保目标基因在细胞代代传递中持续表达。

可以通过CRISPR/Cas9、诱导重组等技术实现基因组整合。

6.目标基因表达：经过上述步骤后，目标基因将在宿主细胞中表达，产生目标蛋白或特定产物。

表达的目标基因可以用于生产物质、疫苗、药物等。

7.分析验证：对表达的目标基因及其产物进行分析验证，确认目标基因已经稳定地整合到宿主细胞染色体中，并且表达水平符合预期。

8.优化改良：根据实际需求，对目标基因的表达效率、产物纯度、功能活性等进行优化改良，使基因工程产品更具有实用性和商业价值。

9.产业化应用：将优化后的基因工程产品进行产业化应用，如规模化生产、市场推广等。

同时需要遵守法规标准，确保产品质量和安全性。

总的来说，基因工程操作的基本程序活动单涵盖了从目标基因选择到产业化应用的全过程，需要科研人员精确操作、审慎考虑，以确保基因工程技术的成功运用和推广。

管理制度基因工程的基本操作程序(修改)
管理制度基因工程是一项重要的工作，需要严格执行操作程序。

基本操作程序如下：
一、确定目标：首先确定所需进行基因工程的目标和目的，明确要改良的特性或功能。

二、设计方案：根据目标确定基因工程的设计方案，包括选择适当的基因编辑技术和工具。

三、实施操作：按照设计方案实施基因工程，包括提取DNA、编辑基因、转入目标细胞等操作步骤。

四、筛选验证：进行细胞培养和筛选验证，确保基因编辑成功并达到预期效果。

五、安全监管：在进行基因工程过程中，需要严格遵守相关的安全规定，确保操作安全。

六、数据记录：对基因工程的每一个操作步骤进行详细的记录，包括实验条件、操作细节和结果数据等。

七、结果分析：对实验结果进行分析和总结，评估基因工程的效果和成果是否符合预期。

八、报告汇总：将基因工程的操作过程和结果进行报告汇总，供管理部门审查和评估。

以上就是管理制度基因工程的基本操作程序，其严格执行可以确保工程的安全和有效实施。

基因工程基本操作步骤
1、目标基因的选择。

这是进行基因工程的第一步，目标基因可以是已知的具有特定功能的基因，也可以是未知的探索性研究对象，在选择时需要考虑多个方面，如所需功能、适用范围、安全性等。

2、克隆目标基因。

这一步骤包括提取DNA、使用限制性内切酶将DNA切割成特定长度、连接载体（如质粒、病毒等）以及转化宿主细胞（如大肠杆菌、哺乳动物细胞等）。

3、构建重组表达载体。

这一步骤包括选择合适的载体、插入目标基因、调节表达（如调节启动子和终止子）等，重组表达载体是将目标基因嵌入到载体中，使其能够在宿主细胞中表达。

4、转染宿主细胞。

这一步骤包括选择合适的宿主细胞、转染重组表达载体、筛选阳性克隆等，转染宿主细胞是将构建好的重组表达载体转移到宿主细胞中，使其能够在宿主细胞中进行表达。

5、目的基因的检测与鉴定。

这一步骤包括分子水平上的检测（如DNA分子杂交技术、分子杂交技术、抗原-抗体杂交技术）和个体水平上的鉴定（如抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等）。

6、分离和纯化目标蛋白。

这一步骤包括破碎宿主细胞、
使用不同的技术对混合物进行分离（如层析、电泳等）。

《基因工程的基本操作程序》教案教案：基因工程的基本操作程序一、教学目标：1.了解基因工程的定义和基本原理；2.掌握基因工程的基本操作程序；3.能够进行基因工程实验的设计和实施；4.培养学生的实验操作技能和科学思维能力。

二、教学内容：1.基因工程的定义和基本原理；2.基因工程的基本操作程序；3.基因工程实验的设计和实施。

三、教学过程：Step 1 引入新知识（10分钟）教师用简明扼要的语言介绍基因工程的定义和基本原理，引发学生对基因工程的兴趣和好奇心。

Step 2 理论讲解（20分钟）教师通过幻灯片或黑板等工具详细讲解基因工程的基本操作程序，包括以下内容：1.DNA提取：从细胞或组织中提取DNA，如何保证提取到高质量的DNA；2.DNA切割：使用限制性内切酶对DNA进行切割，切割的目的和操作步骤；3.电泳分离：将切割后的DNA片段通过电泳进行分离，以获得所需的目标DNA片段；4.DNA连接：将目标DNA片段连接到载体DNA上，选用适当的连接酶和连接条件；5.转化：将连接好的DNA转化到细胞中，以产生转基因细胞；6.分析与筛选：对转基因细胞进行鉴定和筛选，确定所需的基因是否成功被转移。

Step 3 案例分析（20分钟）教师给出一些基因工程实验的案例，分析每个案例中的实验设计和操作步骤，帮助学生深入理解基因工程的基本操作程序。

Step 4 实验设计（30分钟）学生自主或分组完成一个基因工程实验的设计。

要求学生选择一个合适的实验题目，设计实验具体步骤，并解释每一步的目的和操作原理。

可以提供一些指导性问题，如何选择限制性内切酶？如何选择载体？如何筛选转基因细胞？等等。

Step 5 实验实施（60分钟）学生根据自己的实验设计和教师的指导，进行实验操作。

教师要在实验过程中及时进行指导和解答学生的问题。

Step 6 实验结果分析与讨论（30分钟）学生根据实验结果分析和讨论实验的结果，思考实验中可能存在的问题及改进的方法，并对实验结果进行合理解释。

1.2基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取（三种方法）1.从基因文库中获取：（1）分类：①基因组文库：含有某种生物的全部基因；② cDNA文库：含有某种生物的部分基因（2）基因文库的构建过程：略（课本P10；注意两种文库的区别）2.PCR技术扩增目的基因（1）概念：短时间内在体外大量复制DNA的技术。

（2）原理：DNA双链复制（3）条件：模板、Taq酶、引物（单链DNA片段，能与模板链互补配对）、4种脱氧核苷酸（4）过程：变性→退火→延伸3.通过DNA合成仪用化学方法人工合成：目的基因比较小，核苷酸序列已知第二步：基因表达载体的构建（核心步骤）1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在和表达，并且可以遗传给下一代2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因（+复制原点）（1）启动子（RNA聚合酶结合位点）：位于基因的首端，能驱动基因转录出mRNA（2）终止子：位于基因的尾端，终止转录①启动子和终止子位于DNA上；起始密码子和终止密码子位于mRNA上②真核生物的基因结构非编码区：不能转录出mRNA,但能调控基因的表达（含有启动子和终止子）基因外显子：转录出的mRNA能翻译出蛋白质编码区（原核生物的基因无外显子和内含子之分）（能转录形成mRNA）内含子：转录出的mRNA不能翻译出蛋白质（加工时被剪切）第三步：将目的基因导入受体细胞1.转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程2.常用的转化方法：①导入植物细胞：主要是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等农杆菌能感染双子叶植物和裸子植物（植物受损伤时，伤口处细胞分泌大量酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞），农杆菌中Ti质粒的T-DNA能转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上②导入动物细胞：最常用的方法：显微注射技术。

受体细胞：受精卵③导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少最常用的原核细胞是大肠杆菌，方法：感受态法（Ca2+处理法，增强细胞壁的通透性）第四步：目的基因的检测与鉴定目的基因是否成功导入：DNA分子杂交技术（用到基因探针）分子水平目的基因是否成功转录出mRNA：分子杂交技术（从细胞中提取mRNA，用检测基因探针与其杂交，观察是否形成杂交带）目的基因是否成功翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术个体生物学水平鉴定：做抗虫、抗病接种实验；或将植物移栽至盐碱地；功能活性对比①基因探针：用放射性同位素标记含有目的基因的（单链）DNA片段②转基因实验成功的标志：成功表达出相关蛋白质和性状。