基因工程实验
《基因工程》实验教学教案
《基因工程》实验教学教案一、实验教学目标1. 让学生了解基因工程的基本概念、原理和操作步骤。
2. 培养学生运用基因工程技术解决实际问题的能力。
3. 帮助学生掌握基因克隆、基因编辑等实验技能。
二、实验教学内容1. 基因克隆实验：让学生通过PCR扩增目的基因，并进行琼脂糖凝胶电泳分析。
2. 基因编辑实验：让学生利用CRISPR/Cas9系统对目标基因进行编辑，并通过PCR和琼脂糖凝胶电泳验证编辑效果。
3. 基因表达实验：让学生将目的基因插入到表达载体中，转化大肠杆菌，并通过IPTG诱导表达。
4. 抗原-抗体反应实验：让学生利用基因工程方法制备重组抗原，并进行抗原-抗体特异性反应检测。
5. 基因工程应用实例：让学生了解基因工程在生物制药、农业、环保等领域的应用。
三、实验教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的基本原理、操作步骤和实验技巧。
2. 演示法：演示基因克隆、基因编辑等实验操作，让学生直观地了解实验过程。
3. 实践操作：让学生动手进行实验，培养实验操作能力和团队协作精神。
4. 讨论法：引导学生针对实验结果进行分析和讨论，提高解决问题的能力。
四、实验教学准备1. 教材和参考资料：准备《基因工程》等相关教材和参考资料，为学生提供理论支持。
2. 实验器材：准备PCR仪器、琼脂糖凝胶电泳设备、表达载体、大肠杆菌等实验所需的器材和试剂。
3. 实验指导：制定详细的实验步骤和操作指南，方便学生查阅。
五、实验教学评价1. 过程评价：评价学生在实验操作过程中的规范性和团队协作精神。
3. 应用评价：评价学生运用基因工程知识解决实际问题的能力。
4. 学生互评：鼓励学生互相评价，提高自我认知和沟通能力。
六、实验教学流程1. 实验前准备：讲解实验原理、目的和操作步骤，检查实验器材和试剂。
2. 实验操作：按照实验指导进行基因克隆、基因编辑等实验操作。
3. 实验结果分析：对实验结果进行分析和讨论，解释实验现象。
5. 实验总结：总结实验收获和不足，提出改进措施。
基因工程实验报告
基因工程实验报告一、实验目的：本实验旨在掌握基因工程的基本操作技能，了解DNA的提取、PCR扩增和基因克隆等基本实验过程，并通过实际操作检测转基因植物的存在。
二、实验原理：1.DNA提取：采用传统的CTAB法提取植物基因组DNA，目的是获得待测植物样品中的基因组DNA。
2.PCR扩增：选用合适的引物，利用PCR技术将待测基因扩增出来。
PCR反应中需要设置阳性对照、阴性对照和试验样品，以确定PCR扩增结果的可靠性。
3.基因克隆：将PCR扩增得到的目标基因与质粒载体进行连接，再将重组质粒导入大肠杆菌进行转化培养，最后通过酶切和测序等方法验证目标基因的克隆成功与否。
三、实验步骤：1.DNA提取：将待测植物样品加入CTAB提取缓冲液中，酶解并脱脂植物细胞，通过乙酰酚/氯仿法提取总DNA。
2. PCR扩增：设计合适的引物，进行PCR反应。
反应条件通常为94℃预变性5min，然后循环20-35次，每次循环包括94℃变性30s、56-68℃退火30s、72℃延伸1-2min，最后72℃延伸10min。
3.基因克隆：将PCR扩增得到的目标基因进行酶切，并与质粒载体进行连接，然后转化大肠杆菌进行培养。
通过PCR重放大和酶切验证目标基因是否成功克隆。
4.验证目标基因：通过测序等方法对目标基因进行验证，判断基因克隆是否成功。
四、实验结果与分析：1.DNA提取：从待测植物样品中成功提取到总DNA，并进行酶切分析，可见DNA带状条带。
2.PCR扩增：通过PCR扩增，得到了目标基因的特异性条带，并且也验证了阳性对照和阴性对照的准确性。
3.基因克隆：通过酶切和重放大等方法验证了目标基因的成功克隆。
4.验证目标基因：通过测序结果，确认目标基因与已知序列一致，说明基因克隆成功。
五、实验结论：通过本实验，我们掌握了基因工程的基本操作技能，成功进行了DNA提取、PCR扩增和基因克隆等实验过程，并通过测序等方法验证了目标基因的克隆成功。
基因工程实验流程
基因工程实验流程1.选择目标基因：首先，确定要研究或改造的目标基因。
这个基因可以是来自任何生物的DNA序列，包括原核生物和真核生物，甚至可以是合成的DNA片段。
2.基因分离：将包含目标基因的DNA从生物体中分离出来。
这可以通过提取目标生物体的基因组DNA，然后使用特定的酶切酶将目标基因从DNA中剪切出来。
3.DNA克隆：将目标基因插入到合适的载体中，形成重组DNA分子。
常用的载体包括质粒、病毒或人工染色体。
重组DNA分子可以通过转化、感染或转染等方法导入到宿主细胞中。
4.转化宿主细胞：将重组的DNA分子导入到适当的宿主细胞中。
这可以通过热冲击、电穿孔、化学方法或用载体病毒感染的方式实现。
在这一步中，多个宿主细胞可能被转化，以增加目标基因的表达量。
5.分子鉴定：通过PCR反应、限制性酶切、DNA测序等方法，对导入宿主细胞的重组DNA分子进行鉴定和验证。
这可以确认目标基因是否被正确克隆和定位在宿主细胞的基因组中。
6.蛋白质表达：通过转录和翻译，使目标基因在宿主细胞中转录成mRNA，然后翻译成蛋白质。
这个过程可以通过合适的启动子和转录因子来调控。
7.蛋白质纯化：通过细胞裂解和各种分离技术，获得纯度较高的目标蛋白质。
这包括离心、超滤、电泳等技术，可以去除其他细胞组分和杂质。
8.蛋白质功能研究：对纯化的目标蛋白质进行功能研究，了解其生物学功能和相互作用。
这可以通过基因敲除、突变、结构分析、生物活性检测等方法进行。
9.结果分析和确认：对实验结果进行数据分析和统计，确保实验结果的可靠性和重复性。
这包括基因表达水平、蛋白质功能、相互作用准确性和可靠性的验证。
10.应用和进一步研究：根据实验结果，根据需要对目标基因进行进一步改造或利用。
这可能涉及到设计新的实验和技术，以满足具体的应用需求。
总结：基因工程实验流程是一个复杂的过程，需要多个步骤和技术的相互协作。
这个过程涉及到基因选择、分离、克隆、转化、鉴定、蛋白质表达和纯化等多个关键步骤。
基因工程实验报告
基因工程实验报告引言基因工程是现代生物技术的一个重要分支，通过对生物体基因的修改和重组，可以创造出具有特定功能的生物体。
本次实验旨在探究基因工程在农业、医学等领域的应用，以及可能带来的潜在风险和争议。
实验方法1. 筛选目标基因：首先，我们在实验中选择了对叶绿体功能有重要影响的一个基因作为目标基因。
2. 基因克隆：通过PCR技术，将目标基因从细菌DNA中放大，然后将其插入载体DNA中。
3. 转化目标生物体：将重组的载体DNA转入植物叶片细胞中，借助几丁质体、热激冲击等方法促使基因转化成功。
4. 筛选阳性转化率：通过筛选培养基中的抗性选择制剂，筛选出转化成功的阳性细胞。
5. 验证目标基因的表达：通过PCR扩增和基因芯片技术验证目标基因在转化植物中的表达情况。
实验结果1. 实验结果显示：我们成功将目标基因插入到植物叶片细胞的染色体中，并且获得了一定比率的阳性转化植株。
2. 鉴定转化植株：对转化植株进行证实鉴定，确保目标基因已经整合到植株基因组中，且稳定表达。
3. 表达验证：通过PCR扩增和基因芯片分析，确定目标基因在转化植物中得到了表达，并且表达量较高。
4. 性状鉴定：对转化植物进行生长发育、形态结构、生理生化等方面的综合性状鉴定，结果显示转化植物与野生型无显著差异。
讨论基因工程技术的应用：本次实验展示了基因工程技术在农业生产中的应用前景，通过将具有耐逆性、抗病虫害等功能基因导入植物，可以提高植物的产量和抗逆性。
潜在风险和争议：但是，基因工程也伴随着一系列争议和风险，如转基因植物可能对环境造成影响，转基因食品可能对人体健康产生潜在影响，因此需要严格的监管和评估。
结论通过本次实验，我们成功地验证了基因工程技术的可行性，展示了其在农业和生命科学领域的广阔应用前景。
然而，我们也要看到基因工程技术所带来的潜在风险和争议，需要谨慎评估和监管。
基因工程是一把双刃剑，只有正确使用才能实现其最大的利益。
愿基因工程技术为人类带来更多福祉。
《基因工程》实验教学教案
《基因工程》实验教学教案一、实验背景基因工程是一种现代生物技术，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
本实验旨在让学生了解基因工程的基本原理和操作步骤，掌握PCR扩增、DNA连接、转化等关键技术，并应用于实际问题的解决。
二、实验目标1. 理解基因工程的基本原理及操作步骤。
2. 掌握PCR扩增、DNA连接、转化等关键技术。
3. 学会分析实验结果，并能够对实验问题进行解决。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：DNA模板、引物、dNTPs、Taq酶、DNA连接酶、感受态细胞等。
2. 仪器设备：PCR仪器、凝胶成像系统、电泳仪、离心机、DNA提取仪、显微镜等。
四、实验内容与步骤1. PCR扩增目的基因：a. 设计引物，并进行合成。
b. 配置PCR反应体系，包括DNA模板、引物、dNTPs、Taq酶等。
c. 进行PCR扩增，观察扩增曲线。
d. 扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳分析。
2. DNA连接：a. 准备连接反应体系，包括目的基因、载体、DNA连接酶等。
b. 将目的基因与载体连接，并进行转化。
c. 转化感受态细胞，筛选阳性克隆。
3. 转化与筛选：a. 配置转化反应体系，包括连接产物、感受态细胞等。
b. 进行转化，观察转化效率。
c. 筛选阳性克隆，并进行鉴定。
4. 实验结果分析：a. 分析PCR扩增产物，判断扩增效果。
b. 分析转化子，判断连接效果。
五、实验注意事项1. 实验操作过程中要严格遵循无菌操作原则。
2. 实验材料要进行质控，确保实验的准确性。
3. 实验过程中要记录详细的数据和观察结果，便于分析。
4. 实验结果要进行多次重复，以验证实验结果的可靠性。
六、实验拓展与思考1. 讨论基因工程在生物制药、农业、环保等领域的应用。
2. 分析基因工程所面临的伦理、法律和社会问题。
3. 探索基因工程技术在未来的发展趋势。
七、实验报告要求1. 报告内容：实验目的、实验原理、实验材料与仪器、实验步骤、实验结果及分析、实验拓展与思考等。
基因工程实验
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五、实验注意事项
1 用微波煮胶时，胶液的量不应超过三角瓶容量的 1/3，否则易溢出
2 煮好的胶应冷却至50℃左右时再倒，以免制胶板变 形，并减少漏胶的机会
加入等体积的氯仿， 12000rpm，离心5分钟，取上清
加入1/10体积的3MNaAc，加2倍体积的预冷的无水乙 醇，混匀。
置于-70℃冰箱约10min以上或者-20℃冰箱30min至 数个小时
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12000rpm离心15分钟（4℃），倒掉酒精，离心几秒，
用移液枪尽可能除去酒精
用0.5ml70 %酒精洗DNA沉淀一次，离心2分钟，倒掉 酒精
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当加入中性缓冲液调和时，变性的质粒 DNA又恢复到原来的构型，而染色体DNA 不能复性，它们之间交联形成不溶性网状 结构，并与细胞碎片、蛋白质、SDS等结 合沉淀下来。
通过离心沉淀，细胞碎片、染色体DNA 及大部分蛋白质等可被除去，而质粒DNA 及小分子量的RNA则留在上清液中。混杂 的RNA可用RNaseA消除。再用酚／氯仿 处理，可除残留蛋白质
真核生物的基因组DNA为双螺旋结构，在在碱性溶 液中，双链DNA氢键断裂，双螺旋结构遭破坏而发生 变形，而基因组DNA分子量相对较大，在碱性PH条 件下其线性的大分子量基因组DNA不能复性，而形成 缠连的网状结构与蛋白质等共沉淀。
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2 异丙醇和无水乙醇对核酸沉淀的优缺点 答：异丙醇和乙醇都能与与任意比例的水相混合。异 丙醇比较疏水，能很更好地沉淀核酸，乙醇可以去 盐，它比异丙醇更亲水，所以能去掉一些盐离子。 异丙醇沉淀量多，但杂质也多，增加了后续实 验风险。其优点为：所需容积小且速度快，适用于 浓度低，而体积大的DNA样品的沉淀。一般不需要 在低温条件下长时间放置。缺点为：易使盐类（如 NaCl、蔗糖）与DNA共沉淀；在DNA沉淀中异丙 醇难以挥发除去 乙醇是沉淀DNA乙醇是首选的有机溶剂，对盐 类沉淀少，DNA沉淀中所含的衡量乙醇易蒸发去处， 不影响以后的实验。在适当的盐浓度下，2倍样品 容积的95％乙醇可有效沉淀DNA。其缺点是总体积 较大。需在-20放置很长时间，30分钟-1小时，同 时DNA微溶于乙醇，使用乙醇沉淀会使部分DNA溶 解损失
基因工程实验报告
一、实验目的1. 学习并掌握基因工程的基本原理和操作技术；2. 熟悉基因克隆、表达、检测等实验操作；3. 培养实验操作技能和科学思维能力。
二、实验原理基因工程是利用分子生物学和生物化学原理，通过人工手段对生物的遗传物质进行改造，以达到改变生物特性、提高生物产量、生产新生物制品等目的的技术。
实验中主要涉及以下原理：1. 限制性核酸内切酶（Restriction endonuclease）：能够识别特定的核苷酸序列，并在该序列的特定位置切割DNA链；2. DNA连接酶（DNA ligase）：能够将两个DNA片段连接起来；3. 转化：将外源DNA片段导入受体细胞；4. 转录和翻译：将目的基因转录成mRNA，再翻译成蛋白质。
三、实验材料1. 质粒载体：pET-28a、pUC19等；2. 限制性核酸内切酶：EcoRI、HindIII等；3. DNA连接酶：T4 DNA连接酶；4. 转化试剂：钙离子、转染试剂等；5. 实验试剂：Tris-HCl缓冲液、NaCl、KCl、MgCl2、DNA模板、引物、dNTPs、PCR试剂等；6. 实验仪器：PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统、离心机、移液器、超净工作台等。
四、实验步骤1. 设计实验方案：根据实验目的，设计实验步骤，包括目的基因的克隆、表达、检测等。
2. DNA提取：采用CTAB法提取质粒DNA。
3. 限制性核酸内切酶酶切：将质粒DNA和目的基因片段分别进行EcoRI、HindIII酶切，酶切产物进行电泳鉴定。
4. DNA连接：将酶切后的质粒DNA和目的基因片段进行连接，连接产物进行电泳鉴定。
5. 转化：将连接产物转化到大肠杆菌感受态细胞中，筛选阳性克隆。
6. 阳性克隆的鉴定：通过PCR、测序等方法对阳性克隆进行鉴定。
7. 重组质粒的提取：提取重组质粒，进行电泳鉴定。
8. 重组质粒的表达：将重组质粒转化到大肠杆菌表达系统中，进行诱导表达。
9. 目的蛋白的纯化：采用离子交换层析、亲和层析等方法对目的蛋白进行纯化。
基因工程实验
基因工程实验详细步骤一、目的基因LK的扩增——PCR（含电泳）（一）目的基因LK的扩增——NE201（1）实验准备材料：rLK重组质粒（模板）试剂：PCR试剂盒用具：移液枪（2.5μl、10μl、50μl）以及相应枪头（盒）、EP管（100μl）、EP板（大、小）；冰袋两只、手套、废液桶仪器：离心机（14000rpm）、PCR扩增仪（2）反应体系（50μl）试剂（按照加样顺序）用量dH2O23μL重组质粒1μL上游引物F 0.5μL下游引物R 0.5μLTaq酶25μL（3）反应条件预变性95℃，10min变性95℃，30s退火56.6℃，35s延伸72℃，40s最终延伸72℃，10minTIP：*吸取或加入液体时，枪头尽量少伸入，可避免气泡产生；若有气泡，需10000rcf离心1min 再进行下一步实验*勤换枪头，避免污染试剂或产物*任何移液枪用完后及时调回最大量程*仪器用完后及时关闭（二）LK PCR产物的电泳——NE217（1）实验准备材料：LK PCR产物试剂：去离子水、50×TAE缓冲液、电泳用琼脂糖、6×Loading Buffer、DL1000marker（D526A）、Ultrapower DNA Stain染液用具：钥匙、称量纸、橡皮筋、100ml锥形瓶、50ml量筒；制胶槽、制胶卡、制胶梳（18teeth）；移液枪（10μl、1000μl）及相应枪头（盒），100μl EP管，EP板（大、小）；冰袋两只、手套（包括塑料和麻布）、废液桶仪器：电子天平、微波炉、电泳仪（含电泳槽）（2）制胶（3%）1. 称取电泳用琼脂糖0.6g（即总体积20ml 的3%），小心倒入100ml锥形瓶中2. 取TAE缓冲液400μl于50ml量筒中，去离子水定容至20ml（实为电泳缓冲液）3. 将量筒中液体转入锥形瓶中，盖上吸量纸，用橡皮筋封好，再用步骤2中用剩的枪头扎一个小孔4. 将制胶梳（18 teeth）、制胶卡、制胶槽洗净并用吸水纸擦干，组装好5. 至于微波炉中，注意观察，煮沸后立即拿出（戴上麻布手套），轻轻晃匀，重复2-4次，至胶完全澄清均一为止6. 及时将胶转入准备好的制胶槽，凝固30min后，连着横条纹塑料板一起放入电泳槽中（胶孔靠近负极）（3）加样和电泳1. 在EP管内分别加入A. DL1000marker 5μl，染液1μl；B. PCR产物5μl，6×loading buffer1.2μl，染液1μl2. 将样品全部转入胶孔中。
《基因工程》实验教学教案
《基因工程》实验教学教案一、实验背景基因工程是一门应用生物学的分支，通过对基因的操作和重组，实现对生物性状的改良和功能的研究。
本实验教学旨在让学生了解基因工程的基本原理，掌握基因克隆、表达和检测的方法，培养学生动手实践能力和创新思维。
二、实验目标1. 了解基因工程的基本原理及实验步骤；2. 掌握PCR扩增、DNA提取、酶切、连接、转化等实验技术；3. 学会分析实验结果，提高学生解决实际问题的能力；4. 培养学生团队合作精神和创新思维。
三、实验内容1. 基因克隆：利用PCR扩增目的基因，并进行酶切、连接，将目的基因插入到载体中；2. 基因转化：将重组载体导入受体细胞，筛选转化成功的细胞；3. 基因表达：对转化成功的细胞进行诱导表达，检测目的蛋白的表达情况；4. 实验结果分析：分析实验数据，探讨实验过程中可能存在的问题，并提出改进措施；四、实验材料与仪器1. 材料：大肠杆菌、质粒、PCR试剂、酶切酶、连接酶等；2. 仪器：PCR仪器、电泳仪、离心机、恒温培养箱、显微镜等。
五、实验步骤1. 实验前的准备工作：了解实验原理，阅读相关文献，准备实验材料和仪器；2. 基因克隆：设计引物，进行PCR扩增，酶切目的基因和载体，连接目的基因与载体，转化大肠杆菌；3. 基因转化：将重组载体导入受体细胞，筛选转化成功的细胞；4. 基因表达：对转化成功的细胞进行诱导表达，检测目的蛋白的表达情况；5. 实验结果分析：分析实验数据，探讨实验过程中可能存在的问题，并提出改进措施；注意事项：1. 严格遵循实验步骤和操作规范，确保实验安全；2. 实验过程中遇到问题，及时与教师沟通，寻求帮助；3. 注重团队合作，共同完成实验任务。
六、实验教学安排1. 理论讲解：2课时2. 实验操作：4课时3. 实验结果分析与讨论：2课时七、实验评价1. 实验操作的正确性和熟练程度；2. 实验结果的准确性及分析的深度；4. 团队合作与沟通能力的展现。
基因工程实验方案实验
基因工程实验方案实验一、实验目的本实验旨在利用基因工程技术对大肠杆菌进行基因改造，使其能够表达外源蛋白。
具体来说，我们将利用质粒载体将感兴趣的外源基因导入大肠杆菌，并通过PCR、酶切、连接、转染等技术，构建表达载体，使其能够在大肠杆菌中表达外源蛋白。
通过本实验，我们希望能够探究基因工程技术在微生物工程中的应用，并为后续的基因改造研究提供实验基础。
二、实验材料1. 大肠杆菌菌种2. 质粒载体3. PCR试剂盒4. 酶切试剂盒5. 连接试剂盒6. DNA电泳仪7. 热循环仪8. 紫外可见分光光度计9. 转染试剂三、实验步骤1. 质粒载体提取首先，从实验室常用菌株中提取质粒载体。
我们选择一株质粒带有多克隆位点的大肠杆菌附着菌株，通过菌株复苏、培养、质粒提取等步骤，从中提取目标质粒载体。
2. PCR扩增外源基因根据我们感兴趣的外源基因序列，设计相应的引物，利用PCR技术扩增目标基因。
在PCR反应过程中，我们需要控制PCR反应的条件和时间，确保外源基因能够被充分扩增。
3. 酶切及连接将目标基因和质粒载体分别进行酶切处理，然后进行连接。
酶切及连接过程中需要保证实验操作无菌、操作准确，以确保目标基因能够成功插入质粒载体中。
4. 构建表达载体通过连接实验，成功将外源基因插入质粒载体中，构建表达载体。
之后，通过DNA电泳、酶切鉴定等技术手段，对构建的表达载体进行验证和鉴定。
5. 大肠杆菌转染将构建的表达载体转染至大肠杆菌，使其内源化。
转染过程中需要严格控制转染条件，保证外源基因能够成功表达。
6. 蛋白表达检测经过转染后，我们将进行蛋白表达检测。
通过蛋白印迹、Western blot、质谱等技术手段，对外源蛋白的表达情况进行检测和分析。
7. 结果分析最后，对实验结果进行分析，包括目标基因的扩增情况、质粒构建情况、大肠杆菌转染情况以及蛋白表达情况等，总结实验结果。
四、实验注意事项1. 实验操作需严格遵守无菌操作规范，确保操作台面、设备、试剂均处于无菌状态。
基因工程实验报告的实验步骤
基因工程实验报告的实验步骤引言基因工程是一种通过改变生物体遗传物质的工艺来改变其性状的技术。
基因工程在医药、农业和环境保护等领域有广泛的应用。
本实验旨在通过简单的基因工程实验，介绍基因工程的基本原理和实验步骤。
材料与方法1.实验材料：-选择性培养基：含有特定抗生素、激素或其它附加物质的培养基，以选择或鉴别特定的细胞。
-质粒：小的DNA分子，通常用来将外源基因导入宿主细胞。
-酶：用于限制性内切酶切割DNA。
-细胞培养物：用于细胞培养和基因转染。
-DNA提取试剂盒：用于提取DNA。
-PCR试剂盒：用于DNA扩增。
-DNA凝胶电泳仪：用于分离DNA。
2.实验步骤：（1）提取DNAa.收集样本，如细菌培养物或植物叶片。
将样本细胞裂解并使用DNA提取试剂盒提取DNA。
b.检测DNA浓度和质量，并分装为合适的体积备用。
（2）DNA限制性酶切割a.根据研究目的选择正确的限制性酶。
将DNA与限制性酶一同加入反应管中，按照供应商说明的条件进行酶切反应。
b.将反应产物进行电泳分离，观察并记录DNA切割情况。
（3）DNA连接a.选择合适的酶切产物进行连接实验。
将DNA和相应酶与连接试剂进行反应，在恰当的温度下进行连接反应。
b.将反应产物进行电泳分离，观察并记录连接后的DNA条带。
（4）DNA扩增a.根据连接后的DNA序列设计引物，在PCR试剂盒中将DNA进行扩增反应。
b.将PCR反应产物进行电泳分离，观察并记录扩增结果。
（5）基因转染a.准备转染细胞，并将质粒导入细胞。
按照转染试剂盒说明进行操作。
b.观察转染细胞的表型变化，并进行相关分析。
结果与讨论在本实验中，我们成功完成了DNA提取、限制性酶切割、DNA连接、DNA扩增和基因转染的操作。
通过电泳分离，我们观察到了DNA切割、连接和扩增的结果。
此外，转染细胞的表型变化也支持基因导入的成功。
实验结论本实验展示了基因工程的基本步骤，并介绍了DNA提取、限制性酶切割、DNA连接、DNA扩增和基因转染等关键技术。
基因工程实验操作作业指导书
基因工程实验操作作业指导书前言：在进行基因工程实验操作之前，请确保已经具备相应的实验知识和技能，并遵守实验室的安全规定。
本实验操作指导书将详细介绍基因工程实验的步骤和注意事项，以确保实验顺利进行。
一、实验前准备1.确认实验的目的和所需材料：确定需要进行的基因工程实验目标，并准备所需的各种试剂、细胞培养物和实验器材。
2.实验室安全措施：穿戴实验室要求的个人防护装备，遵守实验室的规章制度。
确保实验室电源和排风系统正常运行。
二、实验步骤1.基因克隆a) DNA提取：从源生物体中提取DNA样本，利用适当的提取方法将DNA纯化并获得高质量的DNA。
b) PCR扩增：设计引物，进行PCR扩增反应，使目标基因扩增到所需的浓度。
c) 酶切：使用限制性内切酶对目标基因和载体进行酶切，创建黏性末端适配体。
d) 连接：将目标基因与载体连接，形成重组DNA。
e) 转化：将重组DNA转化到适宜的宿主细胞中，使其能够被宿主细胞内的酶复制和表达。
2.细胞培养a) 培养基准备：根据实验需求制备适宜的培养基。
b) 细胞传代：将宿主细胞进行传代，以保持活性和生长状态。
c) 质粒提取：从转化后的细菌中提取质粒DNA，作为后续实验的样本。
d) 菌液预处理：将细菌培养物进行适当的处理，如离心、洗涤等。
3.基因表达a) 表达培养条件控制：设置适宜的温度、培养时间和培养基成分，以获得高效的基因表达。
b) 转录与翻译：利用适当的启动子和加入适量的诱导剂，实现基因转录和翻译。
c) 蛋白质纯化：根据需要，对表达的蛋白质进行纯化，确保其纯度和活性。
4.实验结果分析a) 凝胶电泳：使用凝胶电泳分析方法，判断基因工程实验的成功与否。
b) 荧光检测：通过荧光标记的方法检测基因表达程度。
c) 其他分析方法：根据实验目的及需求，选择适当的分析方法进行结果分析。
三、实验操作注意事项1.实验室安全：佩戴手套、实验外套、护目镜等个人防护装备，避免实验材料和试剂对人体造成伤害。
基因工程实验流程
基因工程实验流程基因工程是一种通过改变生物体的遗传物质（DNA）来改变其性状的技术。
基因工程实验通常包括以下步骤：1.确定研究目标：在进行任何基因工程实验之前，首先确定研究目标。
这可能涉及到改变特定基因的表达水平、插入新的基因、修改现有基因等。
2.选择宿主生物体：选择适合进行基因工程实验的宿主生物体。
常用的宿主包括细菌、酵母、植物和动物细胞。
3.分离目标基因：从源生物中分离出含有目标基因的DNA。
这可以通过多种方法实现，如PCR（聚合酶链式反应）或基因文库筛选。
4.构建基因载体：将目标基因插入到一个适当的载体中，如质粒或病毒。
载体在宿主生物体中用于传递目标基因。
5.转化宿主生物体：将经过构建的基因载体导入宿主生物体中。
这可以通过多种方法实现，如细胞转化、植物转化或动物胚胎注射。
6.筛选和鉴定转化体：经过一定时间培养后，使用合适的筛选方法选择和鉴定转化体。
筛选方法可能包括在选择培养基中添加抗生素来筛选携带特定基因的细胞。
7. 验证目标基因的表达：使用分子生物学技术，如PCR、南方杂交、Northern杂交、Western印迹等方法来验证目标基因的表达。
8.分析和评估改变：对转化体进行进一步的分析和评估，以确定目标基因的功能和影响。
这可以通过表型分析、蛋白质组学、代谢组学等方法实现。
9.优化和改进：根据实验结果，进一步优化和改进基因工程实验的步骤和条件。
10.伦理和安全考虑：在进行基因工程实验之前，必须遵守伦理和安全准则，确保实验过程和产生的转化体对人类和环境没有负面影响。
基因工程实验方法总结
基因工程实验方法总结基因工程是一个涉及生物技术的领域，它包括了从DNA层面对生物体进行遗传信息的修改和调控的过程。
在基因工程实验中，科学家使用一系列的实验方法来实现对基因的操控和调整，以实现特定的目标。
本文将对一些常见的基因工程实验方法进行总结和介绍。
I. DNA提取方法DNA提取是进行基因工程实验的重要一步。
以下是一些常用的DNA提取方法：1. 高盐法：这种方法通过高盐浓度的缓冲液来破坏细胞的结构，使DNA从细胞中释放出来。
然后使用酒精沉淀将DNA分离出来。
2. CTAB法：CTAB法是通过使用CTAB-EDTA缓冲液来提取DNA。
CTAB可以溶解脂质，离心分离DNA。
3. 硅胶柱法：这种方法使用硅胶柱来分离DNA和其他杂质。
DNA会在硅胶柱上结合，而其他杂质则被洗掉。
然后使用洗脱液将DNA从硅胶柱上洗脱下来。
II. 聚合酶链式反应（PCR）方法PCR是一种常用的基因工程实验方法，用于扩增DNA片段。
以下是PCR的基本步骤：1. 反应体系的准备：准备PCR反应所需的缓冲液、DNA模板、引物和DNA聚合酶等组分，并混合它们在一个PCR管中。
2. 反应条件的设置：设置PCR反应的温度和时间参数，包括变性、退火和扩增等步骤的温度和时间。
3. 反应过程的进行：将PCR反应体系放入热循环仪中按照设定的温度和时间程序进行反应。
4. PCR产物的分离：使用琼脂糖凝胶电泳等方法将PCR产物进行分离和检测。
III. 基因转导方法基因转导是将外源基因导入目标细胞的过程。
以下是一些常用的基因转导方法：1. 热激转化法：这种方法将外源DNA与特定的转化材料共同处理，在热激条件下使DNA进入细胞。
2. 嗜热原转化法：嗜热原转化法通常用于细菌和酵母细胞的转化。
它利用了细胞对于高热的耐受性，通过短暂高温处理将外源DNA导入细胞。
3. 电穿孔法：这种方法利用电脉冲的影响，使细胞膜发生短暂的孔洞，从而使外源DNA进入细胞。
IV. 基因克隆方法基因克隆是将特定基因片段从一个生物体中复制到另一个生物体中的方法。
基因工程实验
实验一从植物中提取DNA【实验目的】1、掌握提取DNA的技术及原理2、学习DNA提取的方法【实验原理】首先研磨粉碎的植物组织在LP缓冲液裂解完全，基因组DNA被释放出来。
在加入DA缓冲液沉淀后，去除大部分杂质。
然后，由于加入的P Binding缓冲液中适当的盐分及pH值得作用下，DNA被特异吸附于Biospin膜上。
通过洗涤，可将蛋白质等残留的杂质去除。
最后使用Elution Buffer将DNA从膜上洗脱下来，从而获得基因组DNA。
【实验材料】自己采取某种植物的叶子1. 实验试剂植物DNA提取试剂盒【实验操作】1.剪取约0.2-0.5g叶片于冷研钵后，迅速倒入液氮用玻棒研磨成为粉末，分装到1.5ml的离心管中。
2.加入450μl LP缓冲液，并混合均匀。
3.于65℃环境下温浴15分钟，温浴中可间或震荡离心管2-3次，然后移出。
4.加入150μlDA缓冲液，混合均匀后于冰浴中放置5分钟。
5.将混合物全部转移至Shredder spin colum，于离心机中3分钟。
6. 将滤液转移至一个新的1.5ml离心管。
7. 加750μl P Binding缓冲液，并混合均匀。
8. 将混合液转移至Spin column。
于离心机离心1分钟，弃去接液管中的液体。
9. 向Spin column中加入500μl的G Binding Buffer。
离心30秒，弃去接液管中液体。
10. 向Spin column中加入600μl的Wash Buffer。
离心30秒，弃去接液管中液体。
11. 重复步骤10一次。
12. 再次将Spin column离心1分钟，并将Spin column 转移至一个新的1.5ml离心管中。
13. 向Spin column中加入100μl的 Elution Buffer，并于室温温育1分钟。
离心1分钟，取离心管中的液体含有DNA。
实验二 PCR扩增 DNA【实验目的】1、掌握 PCR扩增 DNA的技术及原理2、学习 PCR扩增仪的使用【实验原理】聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）是一种体外 DNA扩增技术，1985年由 Mullis 等人创立。
（整理）基因工程试验.
（整理）基因⼯程试验.基因⼯程实验流程实验⼀丹参总DNA的提取实验⽬的：掌握从植物或动物的组织（细胞）中抽提DNA的⽅法。
实验材料：丹参叶⽚实验器材：台式离⼼机，恒温⽔浴锅，电泳仪，研钵和杵，离⼼管，微量移液器，枪头实验步骤：第⼀次使⽤前请先在漂洗液WB和结合液PQ中加⼊指定量的⽆⽔⼄醇，充分混匀，加⼊后请及时在⽅框打钩标记已加⼊⼄醇，以免多次加⼊!取所需适量裂解液PL放置在65℃预热，使⽤前加⼊β-巯基⼄醇到终浓度2%。
1.取适量植物组织（新鲜组织100mg 或⼲重组织30 mg）在研钵中加⼊液氮充分碾磨成细粉。
2.转移细粉到⼀个1.5ml离⼼管，不要解冻，加600µl 65℃预热的裂解液PL (确认已加⼊β-巯基⼄醇⾄2%)，剧烈涡旋振荡混匀，⽤⼤⼝径枪头轻柔吹打帮助裂解。
如果组织裂解困难，可根据需要加⼀个轻柔匀浆10秒的步骤帮助裂解。
3.65℃⽔浴20-60分钟，在⽔浴过程中颠倒离⼼管以混合样品数次。
可选如果组织⼲燥或者产量低，可以适当延长⽔浴时间。
如RNA残留多，可在⽔浴前加⼊6µlRNA酶（20mg/ml）。
4.加⼊700µl氯仿/异戊醇（体积⽐24：1混合），颠倒充分混匀⼏分钟（或者涡旋混匀），13,000rpm 离⼼5分钟。
若提取的植物组织富含多糖多酚，可以在第4步前⽤等体积酚/氯仿（1：1）抽提⼀遍。
5.⼩⼼吸取上清到⼀个新的1.5ml离⼼管，注意不要吸到界⾯物质。
如上清⽐较浑浊，则需要重复步骤4⼀遍，直到得到透亮上清。
6.较精确估算上清量，加⼊1.5倍体积结合液PQ （请先检查是否已加⼊⽆⽔⼄醇!）后⽴刻涡旋，充分混匀。
此时可能出现沉淀，但不影响实验结果。
7.将上⼀步所得混合物（包括可能出现的沉淀）加⼊⼀个吸附柱AC中，（吸附柱放- 5 - ⼊收集管中）13,000rpm离⼼30秒，倒掉收集管中的废液（先加700µl离⼼，弃废液，再加⼊剩余的溶液，再次离⼼）。
对基因工程实验的认识
对基因工程实验的认识一、基因工程实验的概念基因工程实验是指通过人为干预生物的基因组，改变其遗传信息和表达方式，从而实现对生物性状的调控和改良的一种技术手段。
二、基因工程实验的发展历程1. 1972年，保罗·伯格率先开展了基因重组实验。
2. 1975年，斯坦利·科恩和赫伯特·博耶尔成功构建了第一个重组DNA 分子。
3. 1978年，美国成功制备出第一只转基因小鼠。
4. 1983年，首个人类蛋白质被大肠杆菌表达出来。
5. 1990年代初期，克隆技术得到广泛应用。
三、基因工程实验的应用领域1. 农业领域：改良作物品种、提高农产品产量和品质。
2. 医学领域：研发新药、治疗遗传性疾病、癌症等。
3. 工业领域：生产高附加值化学品、酶类和蛋白质等。
四、基因工程实验的优点1. 可以精准地定位到目标位点进行遗传改良。
2. 可以大幅度提高生物的产量和品质。
3. 可以研发新药、治疗遗传性疾病等。
五、基因工程实验的风险1. 可能引发基因突变，导致生物不可预测的变异或异常。
2. 可能导致生态环境受到污染，从而影响生态平衡。
3. 可能导致人类健康受到威胁，如过敏反应、免疫系统失调等。
六、基因工程实验的伦理问题1. 是否应该进行人类基因工程实验？2. 是否应该将转基因产品投入市场？3. 如何保障公众对转基因产品的知情权和选择权？七、结语尽管基因工程实验有着广泛的应用前景，但其风险和伦理问题也需要引起我们的高度关注。
在推进基因工程实验的同时，我们也需要认真思考如何平衡科技发展和社会责任，确保科技进步与人类福祉之间的平衡。
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六、思考题
1 为什么真核生物基因组DNA不能用碱法抽提？
答：碱法提取质粒是利用共价闭合环状质粒和线性染 色质在拓扑产生不可逆的变性，而质粒DNA由于处于拓扑 缠绕状态而不能彼此分开，当条件适合时，质粒DNA 又恢复了原来的结构。 真核生物的基因组DNA为双螺旋结构，在在碱性溶 液中，双链DNA氢键断裂，双螺旋结构遭破坏而发生 变形，而基因组DNA分子量相对较大，在碱性PH条 件下其线性的大分子量基因组DNA不能复性，而形成 缠连的网状结构与蛋白质等共沉淀。
（6）盖上盖子，将培养管倾斜插在摇床上，37℃过夜 培养（ 200rpm，14-16小时，一般不超过18小时）。
2 质粒DNA的提取
取1.5 ml菌液入1.5ml的离心管中 5000rpm、离心2min，弃上清，收集菌体（如果想提取 多一点DNA，再吸取1.5ml菌液到同一离心管中，离心， 弃上清）:离心时离心管方向要固定，柄朝外，方便看 是否离下来 用移液枪尽可能除去上清液，然后150uL溶液I悬浮菌体 用涡旋振荡器充分振荡 ：溶液I最好要放冰上 加入250uL溶液II，缓慢上下翻转离心管10多下，温和混 匀，冰上静置5min ：充分裂解菌体
3 细菌培养后可通过肉眼观察分辨是否有杂菌： 大肠杆菌的应为乳白色或淡黄色，有杂菌的 会发红 4 氯仿有毒性，见光会产生有毒光气，所以要保 存于棕色瓶里，任何涉及氯仿的操作都要在 通风厨内使用。并且氯仿会溶解塑料，吸取 时把离心管靠近些 5 RNaseA可加入TE中，也可加入SolutionⅠ 中 6 加入溶液Ⅱ、溶液Ⅲ摇匀时一定要温和，不 能剧烈摇动
三、材料、试剂及仪器
1 材料： （1）菌种E.coliDH 10B含质粒pSK （2）菌种E.coliDH 10B含质粒pMP3 2 试剂: LB培养基（ 固体和液体）;氨苄青霉素 (Amp,100mg/ml);20﹪SDS;溶液Ⅰ; 溶液Ⅱ （最好现配现用）;溶液Ⅲ（-20℃预冷）; 4N NaOH; 3MNaAc（PH5.2）;无水乙醇; TE缓 冲液（PH8.0）; RNaseA(10mg/ml); 70﹪乙 醇;饱和酚/氯仿/异戊醇（25：24：1）
12000rpm离心15分钟（4℃），倒掉酒精，离心几秒， 用移液枪尽可能除去酒精 用0.5ml70 %酒精洗DNA沉淀一次，离心2分钟，倒掉 酒精 离心几秒，用移液枪尽可能除去酒精，风干。 加30ulTE溶解DNA沉淀（TE不加RNase）
五、实验注意事项
1 挑菌落应挑单菌落。 可用牙签挑取，也可用tip头挑取。市场上买 的牙签上有防腐剂，应用沸水煮过之后，烘干 用 2 细菌培养过程应注意保持细菌的通气性： （1）培养基的体积不能占培养管的体积太多 （2）培养管的体积不用盖太紧 （3）培养管倾斜培养：可增大细菌与氧气接触 面积 （4）转速为200rmp：快一点的转速有利于保 持其的通气性
12000rpm离心5min，倒掉酒精。离心几秒钟，用移液 枪尽可能除去酒精。用0.5ml 70%酒精洗DNA一次， 离心2min，倒掉酒精 70%酒精可以使DNA保持不溶解的状态，30%的水还 可以使离子洗去 离心几秒，用移液枪尽可能除去酒精，风干十分钟 此时DNA变成无色透明 加入50ulTE（含50ug/mgRNaseA）溶解DNA沉淀。 放置金属浴65℃加热10min或37℃放置数小时 使RNaseA发挥作用，并且DNA酶在此条件下会失活 -20℃保存备用
实验一：碱裂解法抽提 质粒DNA
一、实验目的
学习并掌握基因工程操作技术中最常 用的载体质粒DNA的提取方法。
二、实验原理
碱裂解法主要利用共价闭合环状质粒和线 性染色质在拓扑学上的差异。
NaOH和SDS溶液使细胞裂解，在碱性 溶液中，线性的大分子量细菌染色体DNA 氢键断裂，双螺旋结构遭破坏而发生变性， 但由于质粒DNA分子量相对较小，且呈环 状超螺旋结构，即使在高碱性pH条件下， 两条互补链也不会充分分离。
3 质粒DNA的进一步纯化
加入TE使DNA溶液为200ul，加入等体积的酚/氯仿， 充分振荡：会分三层 12000rpm，离心5分钟，吸取上清液 加入等体积的氯仿， 12000rpm，离心5分钟，取上清 加入1/10体积的3MNaAc，加2倍体积的预冷的无水乙 醇，混匀。 置于-70℃冰箱约10min以上或者-20℃冰箱30min至 数个小时
当加入中性缓冲液调和时，变性的质粒 DNA又恢复到原来的构型，而染色体DNA 不能复性，它们之间交联形成不溶性网状 结构，并与细胞碎片、蛋白质、SDS等结 合沉淀下来。 通过离心沉淀，细胞碎片、染色体DNA 及大部分蛋白质等可被除去，而质粒DNA 及小分子量的RNA则留在上清液中。混杂 的RNA可用RNaseA消除。再用酚／氯仿 处理，可除残留蛋白质
3 仪器及设备
• 高压灭菌锅、超净工作台、恒温摇床、 台式离心机、漩涡振荡器
• 培养用试管、量筒、冰盒、微量离心管、 微量取液器、吸管头若干
四、实验步骤
1.细菌的培养
（1）配制LB液体和琼脂培养基，并高压灭菌 （2）当培养基不烫手时把Amp加入琼脂培养基中倒平 板使终浓度为Amp100µ g/ml （3）在Amp100µ g/ml的琼脂培养基平板上用接种环划 线分别培养出含mp3和psk质粒的大肠杆菌的单菌落 （37℃.18-20个小时） （4）取2支灭菌的12mL培养管，加入2.5mL液体LB培养 基和2.5μLAmp母液（1000x） （5）用灭菌的镊子夹一个灭菌的牙签，在单菌落上沾 一下放入液体培养基中
• 加入180uL预冷的溶液III，上下翻转十多下，温和 混匀，冰上静置10min或者放入-20℃冰箱5min : 使染色体DNA等沉淀，而质粒DNA复性 12000rpm，4℃离心5min。 • 取上清。加2/3体积的酚/氯仿12000rpm，混匀。 12000rmp离心5min ：用于抽提脂类，蛋白质等。 在混匀时，要盖紧盖子，用纸巾包住离心管，来回翻 转。离心后会发现溶液分三层，上层为含DNA， RNA的水相，中间为蛋白质，下层为有机相 • • 移取上清液，加2倍体积的无水乙醇（大量提取时可 以用0.6倍的异丙醇代替），混匀：用于沉淀DNA，