基因载体的选择与构建
- 格式:ppt
- 大小:5.16 MB
- 文档页数:59
第2节第1课时目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建【课标要求】阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
【核心素养】1.科学思维:结合生产实例,举例说出基因工程的基本操作程序。
2.科学探究:针对人类生产和生活的某一需求,尝试提出初步的基因工程构想,完成初步设计。
【新知探究】一、目的基因的筛选与获取1.目的基因(1)概念:用于改变______________或获得____________________等的基因。
(2)实例:培养转基因抗虫棉用到的目的基因是________________。
2.筛选合适的目的基因(1)较为有效的方法:从相关的________和________的基因中进行筛选。
(2)实例:在培育转基因抗虫棉之前,科学家不仅掌握了Bt基因的________,也对Bt基因的表达产物——________有了较为深入的了解。
(3)认识基因结构和功能的技术方法:________技术、________数据库、________工具。
3.利用PCR获取和扩增目的基因(1)PCR的含义:PCR是________________的缩写,它是一项根据________________的原理,在体外提供________________的各种组分与反应条件,对________________进行大量复制的技术。
(2)条件:DNA模板、分别与两条模板链结合的2种________、四种________、________________。
(3)过程:①变性:温度上升到90 ℃以上,目的基因DNA________________。
②复性:温度下降到50 ℃左右时,________通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
③延伸:温度上升到72 ℃左右时,溶液中________________在耐高温的________的作用下加到引物的________′端合成子链。
载体构建的基本步骤载体构建目的基因克隆引物设计pcr质粒(载体)提取质粒选择提取步骤质粒与目的基因双酶切选择内切酶摸索酶切条件(时间和温度)电泳检测及回收纯化步骤载体与目的基因连接转化感受态细胞制备转化步骤阳性单克隆筛选上述转化得到的菌液接种到筛选培养基中过夜培养挑菌并菌液pcr上述菌液pcr有结果的菌液送测,送测结果与预期相符则该载体构建成功。
一、原理依赖于限制性核酸内切酶,dna连接酶和其他修饰酶的作用,分别对目的基因和载体dna进行适当切割和修饰后,将二者连接在一起,再导入宿主细胞,实现目的基因在宿主细胞内的正确表达。
二、操作步骤1、摇菌(制作感受态细胞备用)取两个装有液体培养基的3ml试管(视情况而定),向每根试管中加入40-100μL菌株,摇匀过夜。
2、提质粒(也就是载体)按照质量增强颗粒试剂盒中的说明操作(根据情况在洗脱的最后一步再清洗1-2次)。
3、酶切(双酶切产生粘性末端)反应所需试剂量(单位:UL)质粒所需内切酶10反应缓冲液2限制性内切酶1h2o7所需将加好的ep管置于37℃保温1-2h。
(依照提酶切的具体步骤操作;为了达到最佳酶切的效果,最好根据所选用的酶确定所需要的反应温度)4.电泳检测将酶切产物进行琼脂糖凝胶电泳,检测酶切是否成功。
回收凝胶:使用琼脂糖和缓冲液逐个制备凝胶。
切割凝胶后,回收目标产物,并具有纯化目标产物的功能;试验凝胶:琼脂糖和缓冲液按1:2的比例制备。
以测试目标波段是否与预期一致。
切胶回收与产物纯化是差不多的过程,所达到的目的是一样的:切胶回收也是一种纯化过程,它能去除非目的片段,然后用回收试剂盒进行纯化,能将很不纯的dna溶液纯化;产物纯化是将较纯的dna溶液进一步除去多余的杂质,用纯化试剂盒,你会发现纯化试剂盒和回收试剂盒的步骤几乎一样。
5.载体与靶基因的连接如果电泳检测酶切成功的话,则仔细将所需的片段切割下来,将胶体回收(依照胶回收试剂盒说明书操作);之后将回收的片段和载体连接。
新教材生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程第3章第2节教学设计第3章基因工程第2节基因工程的基本操作程序第1课时获取目的基因与构建基因表达载体目录一、核心素养对接二、必备知识三、探究实践四、深化归纳五、应用创新第3章基因工程第2节基因工程的基本操作程序第1课时获取目的基因与构建基因表达载体一、核心素养对接1.结合实例,采用文字和图示方式说明基因工程的基本操作程序。
2.运用结构与功能观等观念理解PCR技术的过程、原理、条件等。
3.结合模式图说出基因表达载体的组成,并理解构建目的。
二、必备知识(一)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。
(二)目的基因的筛选与获取(第一步)1.目的基因(1)概念:用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。
(2)实例:培养转基因抗虫棉用到的目的基因是Bt抗虫蛋白基因。
2.筛选合适的目的基因(1)较为有效的方法:从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。
(2)实例:在培育转基因抗虫棉之前,科学家不仅掌握了Bt基因的序列信息,也对Bt 基因的表达产物——Bt抗虫蛋白有了较为深入的了解。
(3)认识基因结构和功能的技术方法:测序技术、序列数据库、序列比对工具。
3.利用PCR获取和扩增目的基因(1)原理:DNA半保留复制。
(2)DNA复制所需的基本条件参与的组分在DNA复制中的作用解旋酶(体外用高温代替) 打开DNA双链DNA母链提供DNA复制的模板4种脱氧核苷酸合成DNA子链的原料DNA聚合酶催化合成DNA子链引物使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸(3)过程基于PCR的过程,请回答下列问题:①过程Ⅰ为变性,该阶段的温度为90 ℃以上,目的是使双链DNA解聚为单链。
②过程Ⅱ为复性,该阶段的温度为50 ℃左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
③过程Ⅲ为延伸,该阶段的温度为72 ℃左右,该过程需要在耐高温的DNA聚合酶的作用下,利用4种脱氧核苷酸为原料,根据碱基互补配对原则从子链的3′端延伸合成新的DNA链。
第3章第2节第1课时筛选和获取目的基因与构建基因表达载体A级必备知识基础练1.利用PCR技术从某种生物的基因组DNA中获取目的基因。
有关这一过程,下列说法错误的是( )A.以含有目的基因的DNA片段作为模板B.目的基因的一段核苷酸序列已知,以便根据这一序列合成两种引物C.有足够的脱氧核苷酸作为原料D.加入足够数量的DNA连接酶进行指数式扩增2.对RNA病毒进行检测时可以采用实时荧光RT-PCR(逆转录聚合酶链式反应)的方法,RT-PCR的具体过程如图。
下列叙述错误的是( )A.过程①以mRNA为模板合成单链DNAB.过程②③拟对单链cDNA进行n次循环的扩增,理论上需要n个引物BC.游离的脱氧核苷酸只能从引物的3'端开始连接D.该技术用于对某些微量RNA病毒的检测,可提高检测的灵敏度3.PCR技术是在DNA聚合酶的作用下,在体外进行DNA大量扩增的一种分子生物技术。
下列叙述正确的是( )A.双链DNA在高温下氢键和磷酸二酯键断裂形成2条DNA单链B.温度降低后,单链DNA和引物结合的部分碱基序列相同C.以2条DNA单链为模板,以4种NTP为原料,经耐高温酶在高温下合成2个新的DNAD.设置PCR仪的温度进行反应可重复循环多次,DNA呈指数式扩增4.关于基因表达载体构建的叙述,下列说法不正确的是( )①一个基因表达载体的组成只包括目的基因、启动子、终止子②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA ③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止④所有基因表达载体的构建都是完全相同的A.②③B.①④C.①②D.③④5.在重组DNA技术中,将外源基因导入受体细胞,通常是利用质粒作为载体。
下列关于质粒的叙述,正确的是( )A.质粒是一种只存在于原核细胞中的结构简单的环状DNA分子B.目的基因直接导入受体细胞则难以在受体细胞中表达C.目的基因只有通过质粒整合到受体细胞的DNA中才能表达D.大多数天然质粒都不需要人工改造,可以直接作为载体使用6.在基因工程的操作过程中,获得重组质粒不需要( )①DNA连接酶②限制酶③RNA聚合酶④具有标记基因的质粒⑤目的基因⑥四种脱氧核苷酸A.③⑥B.②④C.①⑤D.①②④7.某研究所的研究人员将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内,来表达产生生长激素。
载体构建流程
1.基因的获得
酶切回收
2.回收
A.酶切回收:一般做50-100ul 体系,然后跑电泳回收,回收量一般为30ul。
B.PCR回收:一般做总体系为100-200ul的PCR量(用高保真酶:如PFU酶、KOD PLUS 酶),分成约50ul/管,然后上PCR仪。
跑电泳回收,约30ul。
酶切回收,做100ul体系,直接过回收柱回收DNA片段。
3.连接
连接体系总量一般为10-20ul。
12℃-16℃过夜。
4.转化
一般转化DH5α感受态,10-15ul 连接液转化到50ul感受态中。
冰浴1h 热休克42℃ 90 秒
冰浴5分钟加200ul LB液,37℃振摇1 h
铺相应抗性的平板。
置37℃孵箱,培养12h.
5.挑克隆
从平板上挑取数个克隆,于相应抗性的LB中,37℃培养12h.
6.抽提质粒
手工抽提质粒,一般溶于30ulTE或EB。
7.鉴定
A.酶切鉴定:一般用什么酶装上的,就用什么酶鉴定。
但原则是选用相对便
宜的酶。
选择原来载体上没有而基因上有的酶切位点与载体上另一酶切位
点共同鉴定。
一般鉴定选择2-4组酶,来确定构建的载体是否正确。
B.PCR鉴定:一般扩增目的条带。
也可扩增载体和目的条带连接处的片段。
重组载体构建的方法和步骤
1. 选择载体,首先需要选择合适的载体,常用的载体包括质粒、病毒、人工染色体等。
选择载体时需要考虑载体大小、复制方式、
宿主范围等因素。
2. 线性化载体,将所选载体进行线性化处理,通常采用限制性
内切酶对载体进行切割,生成线性化的载体。
3. 外源基因插入,将待插入的外源基因与线性化载体进行连接。
这一步通常需要利用DNA连接酶或者DNA重组酶来实现。
4. 载体转化,将重组后的载体导入到宿主细胞中。
这一步通常
采用转化、转染或者电穿孔等方法。
5. 筛选正常重组子代,经过载体转化后,需要进行筛选以获得
正常重组的子代细胞。
通常采用抗生素筛选或者标记基因筛选的方式。
6. 鉴定重组子代,对筛选得到的细胞进行PCR、酶切、测序等
方法进行鉴定,确保重组载体的构建成功。
总的来说,重组载体构建的方法和步骤包括选择载体、线性化载体、外源基因插入、载体转化、筛选正常重组子代和鉴定重组子代。
这些步骤需要严格操作,并且需要根据具体实验情况进行调整和优化。
希望这些信息能够对你有所帮助。
转基因技术是一种将特定基因导入生物体的技术,其主要步骤如下:
1. 目标基因的选择:选择需要导入的目标基因,通常是从其他生物中提取或合成得到的。
2. 载体构建:将目标基因与载体(如质粒、病毒等)结合,构建成重组载体。
3. 细胞转化:将重组载体导入受体细胞中,可以通过物理、化学或生物学方法进行转化。
4. 筛选和鉴定:对转化后的细胞进行筛选和鉴定,通常使用标记基因或筛选试剂来筛选出含有目标基因的细胞。
5. 转基因植株的培育:将筛选出的含有目标基因的细胞进行组织培养和植株再生,培育出转基因植株。
6. 转基因植株的检测和鉴定:对转基因植株进行检测和鉴定,通常使用分子生物学方法检测目标基因的存在和表达情况。
7. 安全性评估:对转基因植株进行安全性评估,包括环境安全性和食品安全性评估等。
8. 申请批准:如果转基因植株通过安全性评估,需要向相关部门申请批准,才能进行商业化种植或应用。
需要注意的是,转基因技术是一项复杂的技术,需要严格的操作和管理,以确保其安全性和有效性。
同时,转基因技术也面临着一些争议和挑战,需要进行深入的研究和讨论。
重组载体构建的方法和步骤全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:重组载体是基因工程领域中的一个非常重要的技术手段,通过对DNA序列的重组,可以构建出具有特定功能的载体,进而实现对目标基因的操控和表达。
在生物学研究、新药开发、农业生产等领域都有着广泛的应用。
下面将介绍一下重组载体构建的方法和步骤。
一、选择载体和目标基因在进行重组载体构建之前,首先要选择适合的载体和目标基因。
一般来说,选择的载体应该具有良好的表达性能和较高的复制稳定性,常用的载体有质粒、病毒等。
而目标基因则应该是我们需要研究或者操控的基因,例如编码重要酶类、蛋白质、抗性蛋白等。
二、获取目标基因目标基因的获取可以通过多种方式,包括PCR扩增、基因合成、基因克隆等。
其中PCR扩增是最为常用的方法,通过设计引物,可以在DNA模板上扩增出目标基因的片段,然后进行纯化和检测,确保其纯度和完整性。
三、线性化载体将选择的载体进行线性化处理,通常是通过限制性内切酶将载体切割成线性片段,以便于后续的连接和转化。
线性化后的载体需要经过纯化和鉴定,确保其完整性和纯度。
四、连接目标基因和载体将目标基因和线性化载体连接起来,一般通过DNA连接酶催化反应实现。
连接时需要考虑目标基因和载体的互补性,以确保连接的正确性和稳定性。
连接后的重组载体需要经过转化操作,将其导入到宿主细胞中。
五、转化宿主细胞将构建好的重组载体导入到宿主细胞中,通常通过化学法、电击法、病毒介导等方式实现。
转化后的宿主细胞需要进行筛选、鉴定和培养,确保其稳定表达目标基因,并能够满足后续实验和研究的需要。
六、鉴定和验证对构建好的重组载体进行鉴定和验证是非常重要的一步,可以通过PCR、限制性酶切割、测序等方法进行验证。
同时也需要进行功能性和表达性的分析,确保重组载体的构建是成功的,能够稳定地表达目标基因。
七、应用和拓展构建好的重组载体可以应用于多个领域,如基因治疗、转基因作物、蛋白质表达等。
同时也可以通过改进和拓展构建方法,提高载体的稳定性和表达效率,开拓更广阔的应用领域。
第2节基因工程的基本操作程序第1课时目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建[学习目标] 1.简述PCR的原理、条件及过程。
2.简述基因表达载体的组成及构建过程。
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____________。
(2)____________的构建。
(3)将目的基因导入________。
(4)目的基因的________。
2.目的基因(1)概念: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__________等的基因就是目的基因。
(2)作用:根据不同的需要,目的基因是不同的,它主要是指______________的基因。
(3)类型:与________、________、________和工业用酶等相关的基因,如培育转基因抗虫棉用到的________________,即Bt基因。
3.筛选合适的目的基因:从___________________的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。
4.获取目的基因的方法(1)人工合成目的基因。
(2)常用________特异性地快速扩增目的基因。
(3)通过构建基因文库来获取目的基因。
5.利用PCR获取和扩增目的基因(1)含义:PCR是________________的缩写。
它是一项在体外提供参与DNA复制的____________与____________,对目的基因的______________进行大量复制的技术。
(2)原理:____________。
(3)基本条件①场所:在一定的__________液中进行,其中一般要添加Mg2+。
②模板:DNA母链。
③原料:4种________。
④酶:________的DNA聚合酶。
⑤引物:使DNA聚合酶能够从引物的____端开始连接脱氧核苷酸。
(4)过程①变性:当温度超过____ ℃时,双链DNA________为单链。
②复性:当温度下降到____ ℃左右时,________通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
酵母菌表面展示操作步骤之载体选择与构建酵母菌表面展示是一种重要的生物工程技术,在生物学研究、抗原制备和疫苗研发等领域有广泛应用。
在进行酵母菌表面展示实验前,我们需要选择适合的载体并进行构建,以实现目标蛋白的表面展示。
本文将介绍酵母菌表面展示实验的载体选择与构建步骤。
一、载体选择在酵母菌表面展示实验中,常用的载体有质粒和整合载体两类。
质粒载体是通过直接瞬时表达目标蛋白来实现表面展示的,而整合载体则是通过将目标蛋白融合到约束表面展示区域的酵母细胞膜蛋白上,以实现表面展示。
根据实验要求和目标蛋白的特性,我们可以选择适合的载体进行后续实验。
二、质粒载体构建1. 提取质粒:选择适合的质粒载体并进行提取,一般可使用常见的质粒提取试剂盒进行操作,并按照试剂盒说明书进行操作。
2. 构建质粒:将提取的载体与目标蛋白基因进行连接。
可以选择PCR扩增、酶切和连接等方法进行操作。
在连接时注意选择合适的连接酶,避免不必要的损失和错误连接。
3. 转化酵母细胞:将构建好的质粒导入酵母细胞内。
可以采用电穿孔、化学转化等方法进行转化。
转化后,将转化后的细胞分别接种于含有适当选择压力的培养基上,筛选出含有目标质粒的酵母菌株。
三、整合载体构建1. 目标蛋白选择:根据实验需要选择合适的约束表面展示区域的酵母细胞膜蛋白,并设计引物进行PCR扩增。
2. 构建整合载体:将扩增得到的目标蛋白基因与整合载体中相应的表达位点进行连接,常用的有插入杂交、连接酶法等。
连接后的整合载体经测序确认无误后,可继续进行后续实验。
3. 酵母细胞转化:通过适当的方法,将构建好的整合载体导入酵母细胞内,使其整合到酵母细胞染色体上。
4. 酵母菌培养与筛选:将转化后的酵母菌培养在选择性培养基上,筛选出能够稳定表达目标蛋白的酵母菌株。
四、确认载体构建效果1. PCR鉴定:通过PCR方法对含有目标蛋白基因的质粒或整合载体进行鉴定。
根据目标蛋白的特异性引物,可以进行PCR扩增,并通过电泳分析判断目标蛋白基因的连接情况。
基因治疗的基本流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!基因治疗的基本流程如下:1. 疾病诊断和基因分析:医生需要对患者进行详细的疾病诊断,确定疾病的类型和病因。