现代分子生物学实验教程
分子生物学实验技术ppt课件
质粒转化大肠杆菌的过程
感受态
非定向克隆 +
或
定向克隆
克隆的片段只能按
+ 特定方向连接基因组DNA的构建基因组DNA的类型
质粒（﹤10kb)噬菌体质经双向电泳之后，用蛋白质水解酶裂解成肽段，可 用于质谱分析。通过电离源将蛋白质分子转化为气相离子， 然后用质谱分析仪的电场、磁场将具有特定质量与电荷比 值（M/Z值）的蛋白离子分离开，经过离子检测器收集分离 的离子，确定离子的M/Z值，分析鉴定未知蛋白质。
两种离子发生方法： 基质辅助激光解吸附/离子化（MALDI)、电喷雾离子化 （ESI)
噬菌体展示技术
噬菌体展示技术是将编码目的蛋白的基 因与编码噬菌体表面蛋白的基因融合后， 以融合蛋白的形式表达在噬菌体表面的一 种技术。
将不同蛋白的cDNA插入噬菌体载体进 行表达，得到表达不同蛋白的一定规模的 噬菌体展示库 。
将“诱饵”蛋白固定化，基于“诱饵”蛋白与 “猎物”蛋白之间的相互作用，可将展示库 中与固定化的“诱饵”蛋白有相互作用的“猎 物”蛋白分离纯化出来，再对“猎物”蛋白进 行质谱鉴定。
四、蛋白组学研究
蛋白质分离 蛋白质分析 蛋白质相互作用的研究方法： 酵母双杂交技术，噬菌体展示技术，表
面等离子共振技术，荧光共振能量转移 技术，蛋白质微阵列芯片技术，免疫共 沉淀技术，pull-down技术
蛋白质分离
最常用的蛋白质分离技术是20世纪70年代发明的双 向电泳（2-DE），是根据蛋白质的等电点不同在pH 梯度介质中进行第一次分离，即等点聚焦（IEF)，然 后根据蛋白质分子量的不同进行第二次分离，即 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳。
重叠延伸PCR原理
重叠延伸PCR技术由于使用了具有互补末端的引物， 使PCR 产物形成了重叠链，从而在随后的扩增反应中通过 重叠链的延伸，将不同来源的扩增片段重叠拼接起来。可 简单迅速的将两个DNA片段连在一起，用于嵌合基因的构 建
现代分子生物学实验
分子生物学实验一、课程纲要说明分子生物学实验是生物科学的一门主干实验课程。
分子生物学技术作为现代生物技术中最为先进的实验手段之一，现在已经渗透到生命科学、医学及工农业生产等各个领域中，是一种非常重要的现代技术手段。
通过此实验教学使学生了解分子生物学技术发展的现状、未来及应用，使学生掌握分子生物学技术的基本原理及相关的实验操作技术，从而使学生更进一步加深理解和巩固所学的分子生物学课程的理论知识。
二、实验对象：生物科学专业本科学生三、实验学时数：18学时四、实验项目及内容：实验一质粒DNA的提取及酶切一、实验目的通过本实验学习和掌握碱裂解法提取质粒和酶切的方法。
二、实验内容1、碱裂解法提取质粒DNA；2、酶切DNA。
三、实验仪器及用品1、仪器：恒温培养箱、恒温摇床、台式高速离心机、高压灭菌锅、指管（微量离心管）、指管（微量离心管）架、加样枪、移液器架子、超声波清洗仪、超净工作台、稳压稳流电泳仪、多用途紫外分析仪、微波炉、恒温磁力搅拌器2、用（药）品：葡萄糖、三羟甲基氨基甲烷（Tris）、乙二胺四乙酸（EDTA）、NaOH、SDS、乙酸、钾、冰乙酸、氯仿、乙醇、胰RNA酶、氨卡青霉素、蔗糖、溴酚蓝、8-羟基喹啉、β疏基乙醇、盐酸、含pUC19质粒、EcoRI吸头、小指管四、实验人数：每班分2次，每次分6~8组，每组3~4人。
五、实验学时：3学时六、实验类型：设计实验要求：选修实验二琼脂糖凝胶电泳检测DNA一、实验目的：通过本实验学习琼脂糖凝胶电泳检测DNA的方法和技术。
二、实验内容：1．制备琼脂糖凝胶2．加样3．电泳4．染色5．观察电泳结果、拍照三、实验仪器及用品1．仪器：恒温培养箱、琼脂糖凝胶电泳系统、台式离心机、高压灭菌锅、紫外线透射仪、指管（微量离心管）、指管（微量离心管）架2．用（药）品：蔗糖、三羟甲基、氨基甲烷（Tris）、乙二胺四乙酸（EDTA）、硼酸DNA marker、溴酚蓝、溴化乙、含pUC19质粒、吸头四、实验人数：每班分2次，每次分6---8组，每组3~4人。
分子生物学实验方法与步骤【可编辑全文】
可编辑修改精选全文完整版分子生物学实验方法与步骤表达蛋白的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析一、原理细菌体中含有大量蛋白质，具有不同的电荷和分子量。
强阴离子去污剂SDS与某一还原剂并用，通过加热使蛋白质解离，大量的SDS 结合蛋白质，使其带相同密度的负电荷，在聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）上，不同蛋白质的迁移率仅取决于分子量。
采用考马斯亮兰快速染色，可及时观察电泳分离效果。
因而根据预计表达蛋白的分子量，可筛选阳性表达的重组体。
二、试剂准备1、30%储备胶溶液：丙烯酰胺（Acr）29.0g，亚甲双丙烯酰胺（Bis）1.0g，混匀后加ddH2O，37O C溶解,定容至100ml, 棕色瓶存于室温。
2、1.5M Tris-HCl(pH 8.0：Tris 18.17g加ddH2O溶解, 浓盐酸调pH至8.0,定容至100ml。
3、1M Tris-HCl(pH 6.8：Tris 12.11 g加ddH2O溶解, 浓盐酸调pH至6.8,定容至100ml。
4、10% SDS：电泳级SDS 10.0 g加ddH2O 68℃助溶,浓盐酸调至pH 7.2,定容至100ml。
5、10电泳缓冲液(pH 8.3：Tris 3.02 g，甘氨酸18.8 g，10% SDS 10ml加ddH2O溶解, 定容至100ml。
6、10%过硫酸铵（AP）： 1gAP加ddH2O至10ml。
7、2SDS电泳上样缓冲液：1M Tris-HCl (pH 6.82.5ml，-巯基乙醇1.0ml，SDS 0.6 g，甘油2.0ml，0.1%溴酚兰1.0ml，ddH2O 3.5ml。
8、考马斯亮兰染色液：考马斯亮兰0.25 g，甲醇225ml，冰醋酸 46ml，ddH2O 225ml。
9、脱色液:甲醇、冰醋酸、ddH2O以3∶1∶6配制而成。
二、操作步骤采用垂直式电泳槽装置（一）聚丙烯酰胺凝胶的配制1、分离胶(10%的配制:ddH2O 4.0ml30%储备胶 3.3ml1.5M Tris-HCl2.5ml10% SDS 0.1ml10% AP 0.1ml取1ml上述混合液,加TEMED(N,N,N’,N’-四甲基乙二胺10μl 封底,余加TEMED4μl ,混匀后灌入玻璃板间，以水封顶，注意使液面平。
常见分子生物学实验方法 ppt课件3篇
常见分子生物学实验方法 ppt课件1. 基因克隆实验方法基因克隆是指将一个或多个基因从一个生物体中分离出来，置于另外一个生物体中，并且使其在新宿主中表达，从而获得大量的目标基因产物。
（1）限制酶切割法：将质粒和目标基因使用限制酶切割，得到可互相配对的切口。
将它们接合形成重组质粒，转化至大肠杆菌中进行筛选。
（2）聚合酶链式反应（PCR）：利用DNA聚合酶在一定温度下对DNA模板进行扩增、重复，PCR可使目标DNA扩增数千倍，成为细胞操作或其他实验的良好基础。
（3）DNA定向克隆：利用DNA复制的属性和DNA酶的活性，通过向目标DNA的特定区域加入赋予重组性的核酸片段向目的基因主导特定区域，达到目标的DNA定向克隆效果。
2. mRNA分析实验方法mRNA分析是分析mRNA信使分子的性质、结构、功能等方面的实验方法。
（1）Northern印迹：通过RNA电泳的方式分离RNA，将RNA转移至硝酸纤维素膜，并与适当的标记DNA进行杂交，利用核酸杂交进行检测和鉴定。
（2）RT-PCR（即逆转录PCR）：将mRNA逆转录，合成cDNA，然后通过PCR技术进行扩增，是检测mRNA表达量的常用手段。
（3）荧光原位杂交（FISH）：将荧光探针与特定控制序列杂交，可以在组织或细胞水平发现目标mRNA的位置和表达情况，可得到细胞表达局部和过程的信息。
3. 蛋白质表达实验方法蛋白质表达是分析分离和检测目标蛋白质的方法。
（1）重组蛋白质表达：在大肠杆菌或哺乳动物细胞中表达重组蛋白质，为研究蛋白质的结构和功能提供重要材料。
（2）GST标签蛋白质表达：将GST蛋白质与目的蛋白质融合，通过分离纯化GST标签蛋白质，可同时分离纯化目的蛋白质，比其他表达和纯化蛋白质的方法更高效。
（3）蛋白质印迹（western blot）：将分离出来的蛋白质转移到聚丙烯酰胺凝胶并与特定抗体结合，从而检测蛋白质的表达水平和效率等信息。
以上是分子生物学实验方法的三个方面，从基因水平到蛋白质水平进行了简单的介绍。
分子生物学实验教学教案
分子生物学实验教学教案一、实验课程名称：DNA提取与鉴定1. 实验目的：（1）掌握DNA的提取方法；（2）了解DNA的理化性质；（3）学会使用紫外光谱仪进行DNA含量测定。
2. 实验原理：本实验通过盐析法、酶处理等方法提取植物组织中的DNA，通过紫外光谱仪进行DNA含量测定。
3. 实验材料：新鲜植物组织、氯化钠、硫酸、蛋白酶K、无水乙醇、紫外光谱仪等。
4. 实验步骤：（1）植物组织研磨：取新鲜植物组织约0.5g，加入预冷的研钵中，加入适量氯化钠、硫酸和蛋白酶K，迅速研磨至匀浆；（3）DNA纯化：将沉淀的DNA用滤纸轻轻吸干，加入预冷的70%乙醇洗涤两次，弃去滤液，晾干DNA；（4）DNA溶解：将干燥的DNA加入适量的双蒸水，用玻璃棒搅拌至DNA完全溶解；（5）DNA含量测定：取适量DNA溶液置于紫外光谱仪中，测定DNA的吸光度，计算DNA的浓度和纯度。
5. 实验结果分析：通过紫外光谱仪测定DNA的吸光度，可以得到DNA的浓度和纯度。
DNA浓度越高，吸光度越大；DNA纯度越高，吸光度曲线越平坦。
二、实验课程名称：PCR扩增目的基因1. 实验目的：（1）掌握PCR扩增技术；（2）学会分析PCR产物；（3）了解基因克隆的基本原理。
2. 实验原理：PCR（聚合酶链反应）是一种在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
通过高温变性、低温复性和中温延伸等步骤，使目的基因在短时间内大量扩增。
3. 实验材料：DNA模板、引物、dNTPs、Taq酶、PCR反应缓冲液、琼脂糖凝胶、DNA Marker 等。
4. 实验步骤：（1）DNA模板准备：将DNA模板稀释至适当浓度；（2）引物设计：根据目的基因序列设计引物，并合成；（3）PCR反应：将DNA模板、引物、dNTPs、Taq酶和PCR反应缓冲液混合，进行PCR扩增；（4）PCR产物分析：取PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳分析，观察目的基因的扩增情况；（5）的目的基因克隆：将PCR产物与克隆载体连接，转化大肠杆菌，筛选阳性克隆。
分子生物学操作手册
分子生物学操作手册一、引言分子生物学是研究生物体分子结构、功能和相互作用的一门学科。
操作手册旨在提供分子生物学实验的详细步骤，并帮助读者准确、高效地进行实验操作。
本文将介绍PCR扩增、DNA电泳、亚克隆和蛋白质表达等实验步骤，并提供一些常用操作的技巧和注意事项。
二、PCR扩增PCR扩增是分子生物学实验中常用的技术，用于扩增特定区域的DNA片段。
以下是PCR扩增的基本步骤：1. 准备PCR反应体系：根据实验需要，配置PCR反应液，包括DNA模板、引物、酶、缓冲液和dNTPs等。
2. 设定PCR程序：根据模板序列的长度和引物的特性，设定合适的PCR程序，包括变性、退火和延伸等步骤。
3. PCR反应：将PCR反应体系置于热循环仪中，按照设定的程序进行PCR反应。
4. 结果分析：利用DNA电泳等技术，分析PCR反应产物的大小和纯度。
三、DNA电泳DNA电泳是一种常用的DNA分析技术，用于确定DNA片段的大小和纯度。
以下是DNA电泳的基本步骤：1. 制备琼脂糖凝胶：根据需要，配制适当浓度的琼脂糖凝胶，并倒入凝胶槽中，形成凝胶床。
2. 加载样品：将PCR扩增产物或其他DNA样品与DNA标记物混合，加入琼脂糖凝胶孔中。
3. 进行电泳：将凝胶槽放入电泳仪中，进行电泳操作，根据需要设置适当的电压和时间。
4. 结果分析：利用紫外线透射仪观察凝胶上DNA迁移的情况，测量DNA片段的大小。
四、亚克隆亚克隆是将DNA片段插入到载体DNA中的过程，通常用于构建重组DNA或进行基因克隆。
以下是亚克隆的基本步骤：1. 准备载体和DNA片段：准备含有目标基因的DNA片段和经酶切的载体DNA。
2. 消化与连接：将DNA片段与载体DNA进行连接反应，通常使用DNA连接酶。
3. 转化：将亚克隆反应产物转化到适当的宿主细胞中，如大肠杆菌。
4. 筛选与鉴定：通过筛选培养基和PCR等技术，鉴定含有目标基因的克隆。
五、蛋白质表达蛋白质表达是将目标蛋白质在细胞内大量合成的过程，利用该技术可以生产重组蛋白以供研究和应用。
现代分子生物学教程
现代分子生物学教程第一章引言现代分子生物学是研究生物体分子层面结构、功能和相互关系的学科，是生物学发展的重要分支之一。
本教程将从分子生物学的基本概念和实验技术入手，介绍分子生物学的发展历程、研究方法和应用领域。
第二章 DNA的结构与功能DNA是生物体中存储遗传信息的分子，其结构和功能是分子生物学研究的核心内容之一。
本章将介绍DNA的化学结构、双螺旋结构的发现和意义，以及DNA在遗传信息传递和基因表达中的重要作用。
第三章 RNA的结构与功能RNA是DNA的转录产物，具有多样的结构和功能。
本章将介绍RNA的结构类型及其功能，包括mRNA、rRNA、tRNA等不同种类RNA在蛋白质合成中的作用，以及RNA在基因调控中的重要性。
第四章蛋白质的结构与功能蛋白质是生物体内功能最为多样和复杂的分子，参与细胞的各种生物学过程。
本章将介绍蛋白质的结构层级、折叠方式和功能，以及蛋白质在代谢调控、信号传导和酶催化等方面的重要作用。
第五章基因组学与基因组分析基因组学是研究生物体基因组结构和功能的学科，是现代分子生物学的前沿领域之一。
本章将介绍基因组的组成、结构和功能，以及基因组分析的方法和应用，如基因定位、基因表达谱分析和基因功能注释等。
第六章分子遗传学与基因调控分子遗传学研究分子水平上的遗传现象和遗传变异，揭示基因在遗传传递和表达过程中的分子机制。
本章将介绍基因突变、基因重组和基因表达调控等方面的内容，以及相关实验技术和研究方法。
第七章分子进化与系统生物学分子进化是研究生物种群基因组演化和物种起源关系的学科，系统生物学是通过分析基因组信息和构建系统进化树来研究生物分类和进化。
本章将介绍分子进化的基本原理和方法，以及系统生物学的应用和发展趋势。
第八章分子生物学的应用分子生物学的研究成果在医学、农业、生物工程等领域有着广泛的应用价值。
本章将介绍分子诊断、基因工程、转基因技术等方面的应用，并探讨分子生物学在未来的发展方向和挑战。
分子生物学实用技术实验操作教程
实验一 CTAB法提取植物基因组总DNA及分析一、实验目的分离纯化植物DNA是植物分子生物学和基因工程的基本技术要求，CTAB法是提取植物基因组DNA的一种新型方法，可以抽提许多其它方法难以抽提的植物材料（如含多酚较多的植物材料、干燥后的茶叶、老树根等）中的DNA，得率高，质量好，用于PCR、Southern杂交、分子标记、DNA文库构建等。
二、基本原理植物材料在液氮中研磨可以迅速破坏其细胞壁，游离出细胞器和原生质，并防止DNA降解。
采用CTAB （十六烷基三甲基溴化胺，一种非离子型去污剂）抽提液抽提（65℃）上述研磨物，在高盐条件下不但溶解细胞膜相物质，而且CTAB与核酸形成可溶性的复合物，采用离心可以将变性的蛋白质和多酚、多糖等杂质（沉淀相）去除，水相中含有核酸与CTAB的复合物及其它可溶性的杂质。
直接向水相中加入异丙醇则导致核酸的沉淀，CTAB和其它多数杂质留于异丙醇与水的混合相中，吸出核酸沉淀团经过多次乙醇漂洗和沉淀、TE溶解得到DNA粗提物。
粗提的DNA一般可用于粗略PCR等。
用于精细PCR、Southern杂交和DNA文库构建的DNA则应进一步纯化。
用RNase水解RNA，用酚/氯仿/异戊醇和氯仿/异戊醇抽提去除蛋白杂质等，经乙醇沉淀后可获得较为纯净的植物总DNA。
三、实验材料甘蓝型油菜(Brassica napus L.)幼叶。
四、主要仪器设备及耗材Eppendorf 5804R低温离心机，Hettich Universal 32R低温离心机，Eppendorf Minispin离心机，Sanyo SIM-F124制冰机，TOMY SS-325自动灭菌锅，Millipore Elix纯水系统，Eppendorf research微量移液器系列，GingTian JA2003A电子天平，Satorius PB-10 pH计，HH·S21-4-S恒温水浴锅，UVP GDS8000自动高效紫外透视成像仪，DYY-8C型双稳定时电泳仪及水平电泳槽，Gene spec I快速核酸蛋白自动分析仪，长岭BCD-239家用冰箱，TNZ-30-50液氮生物容器及液氮，微波炉，研钵，离心管（15ml、1.5ml），枪头（10、200和1000μl），两面板，枪头盒，离心管盒（1.5ml）等。
分子生物学实验教学教案
DNA溶解与 抽提
使用溶解液溶解 DNA并进行提
取
DNA分离与 沉淀
加入异丙醇使 DNA沉淀
实验结果分析
01、 观察DNA提取效果
观察DNA溶液的透明度和浓度
02、
讨论实验中可能出现的问题
可能受到污染影响
DNA溶解不彻底等
03、
总结DNA提取实验的意义
DNA提取实验有助于学生理解DNA结构和提取 技术
● 06
第六章 实验总结与展望
实验总结
分子生物学实验教学在培养学生实验能力方面具 有重要意义，并面临挑战。通过实验，学生能够 深入理解科学原理，提高实验操作技能。在教学 中，课程反馈是改进的重要途径，通过不断优化 教学方法和内容，提升教学效果。
学生实验能力的培养
理论知识与 实践结合
提高学生理论应 用能力
● 04
第四章 Western blot实验
Western blot技 术简介
Western blot是一种 常用的蛋白质检测技 术，通过将样品中的 蛋白质分离、转移、 检测，从而实现对特 定蛋白质的定量和鉴 定。实验中所需试剂 包括蛋白提取缓冲液、 S D S - PA G E 凝 胶 、 蛋白印迹膜等设备。 该技术在癌症、免疫 学等领域有着广泛的 应用。
● 02
第2章 DNA提取实验
DNA提取实验原 理介绍
DNA提取是指从生物 体细胞中分离DNA分 子的过程。实验所需 试剂包括细胞裂解缓 冲液、蛋白酶K和异 丙醇等。操作步骤包 括细胞破碎与溶解、 DNA分离与沉淀、 DNA溶解与抽提。
DNA提取实验操作步骤
细胞破碎与 溶解
使用细胞裂解缓 冲液裂解细胞膜
开发新药物的基因工程
2024版最新分子生物学实验教学教案
通过实例展示如何将数据可视化方法应用于分子生物学实验数据 的分析和解读。
统计分析在分子生物学实验中的应用
统计分析方法
介绍常用的统计分析方法，如描 述性统计、假设检验、方差分析 等，并解释其原理和适用范围。
统计分析软件
推荐一些常用的统计分析软件， 如SPSS、SAS、Stata等，并介绍 其使用方法和优缺点。
电泳条件选择
核酸条带检测
使用荧光染料或放射性同位素标记的 探针与核酸条带结合，通过荧光扫描 仪或放射自显影仪检测条带位置和强 度。
根据核酸分子大小和电荷选择合适的 电泳条件，如电压、电流和电泳时间 等。
CHAPTER 03
基因克隆与表达实验
基因克隆原理及方法
基因克隆原理
基因克隆是利用DNA重组技术，在体外将目的基因与载体DNA连接，构建成 重组DNA分子，然后导入受体细胞进行扩增和表达的过程。
详细介绍差异表达分析的原理和方法，包括t检验、方差分析等，并 通过实例展示如何对基因表达数据进行差异表达分析。
结果解读与讨论
对聚类分析和差异表达分析的结果进行解读和讨论，探讨其在分子生 物学研究中的应用和意义。
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3
RNA定量
使用分光光度计或荧光定量仪测定RNA浓度和纯 度。
蛋白质提取与纯化
细胞裂解
使用化学或物理方法破坏细胞膜，释放蛋白质。
蛋白质纯化
通过去除其他细胞成分，如核酸、多糖等，获 得纯净的蛋白质。
蛋白质定量
使用Bradford法、Lowry法等方法测定蛋白质浓度。
核酸电泳分析
核酸样品准备
将DNA或RNA样品与载样缓冲液混合， 加热变性后进行电泳。
大学生物教案：分子生物学实验的操作指南
大学生物教案：分子生物学实验的操作指南1. 引言本指南旨在提供大学生物专业的教师和学生们关于分子生物学实验的具体操作步骤与技巧。
分子生物学是现代生命科学研究中至关重要的一部分，通过实验操作可以加深对分子级别生命现象的理解。
在这个指南中，我们将介绍几个常见的分子生物学实验，并提供详细步骤以及相关注意事项。
2. 实验1：DNA提取2.1 实验原理在本节中，我们将介绍DNA提取实验的基本原理和背景知识。
这包括了DNA 提取方法、材料准备和实验目标等内容。
2.2 实验步骤•样品准备：选择适当来源（如水果、血液等）并根据实验要求进行预处理。
•细胞破碎：使用细胞裂解缓冲液和搅拌器将样品细胞破碎。
•DNA沉淀：添加盐和酒精使DNA沉淀出来，并用无菌水洗涤。
•DNA溶解：使用缓冲液溶解沉淀的DNA。
2.3 注意事项•材料应严格按照实验要求选用，确保实验结果的可重复性。
•使用无菌操作技巧以避免外源性DNA污染。
•注意个人安全，佩戴实验室所需的防护装备。
3. 实验2：PCR扩增反应3.1 实验原理在本节中，我们将介绍PCR（聚合酶链式反应）扩增反应的原理和背景知识。
这包括了PCR技术的基本原理、引物设计和酶选择等内容。
3.2 实验步骤•反应体系准备：根据实验目标计算并配置PCR反应所需的试剂和底物。
•DNA模板制备：提取样品中的DNA，并以适当浓度加入到PCR反应中。
•PCR反应设置：配置好PCR反应管，包括引物、酶和缓冲液等。
•PCR条件设定：根据要扩增的序列特点合理设定温度和时间参数。
3.3 注意事项•注意使用不同样本DNA之间相互污染的可能性，避免交叉污染。
•检查引物设计是否正确并符合预期扩增目标。
4. 实验3：凝胶电泳分析4.1 实验原理在本节中，我们将介绍凝胶电泳分析的原理和背景知识。
这包括了DNA迁移速度、凝胶类型选择和标记物设计等内容。
4.2 实验步骤•凝胶制备：根据实验需要配置适当浓度的琼脂糖凝胶。
高中生物实验指南：分子生物学实验操作手册
高中生物实验指南：分子生物学实验操作手册1. 简介分子生物学是研究生物体内分子结构、组成、功能以及相互作用的科学。
在高中生物学课程中，通过进行一系列分子生物学实验，可以加深对基因、DNA、RNA等内容的理解，并培养学生动手实践和科学探究的能力。
本操作手册将介绍一些适合高中副标准课程的基本分子生物学实验，帮助教师和学生更好地开展这方面的实验教学。
2. 实验一：提取DNA2.1 实验目的了解DNA的结构和提取过程，并掌握提取DNA的基本方法。
2.2 材料与仪器•成熟香蕉或其他植物材料•盐水溶液（含氯化钠）•蛋白酶（如葡萄胺酸酶）•洗涤剂（如洗衣粉）•咖啡滤纸或滤纸漏斗•烧杯•酒精1.将香蕉剥皮后放入砧板上，用刀将香蕉捣碎成泥状。
2.在烧杯中加入适量的盐水溶液，并将捣碎的香蕉放入其中搅拌均匀。
3.加入少量蛋白酶和洗涤剂，再次搅拌均匀，让细胞破裂释放DNA。
4.将混合物过滤到另一个烧杯中，通过滤纸除去大颗粒的残渣。
5.将过滤后的溶液倒入试管中，并缓慢地倾斜试管，在溶液与酒精接触的界面处，会出现白色粘稠物质，即提取到的DNA。
2.4 实验结果及分析实验中提取到的DNA呈现为白色细丝状物质。
通过这个实验可以观察到DNA 在水相和酒精相之间的界面上凝聚堆积。
说明了DNA在酒精中不溶性，从而便于提取。
3. 实验二：PCR扩增3.1 实验目的了解聚合酶链式反应（PCR）的原理和基本步骤，并能够进行PCR扩增实验。
3.2 材料与仪器•PCR试剂盒（含模板DNA、引物、聚合酶等）•热循环仪•PCR试管或反应管1.准备PCR反应体系，按照试剂盒说明书的要求加入模板DNA、引物和聚合酶等。
2.将装有反应溶液的PCR管放入热循环仪中。
3.设置PCR的温度程序，包括变性、退火和延伸阶段。
4.启动热循环仪开始PCR扩增反应。
5.完成PCR后，可以通过凝胶电泳等方法检测扩增产物。
3.4 实验结果及分析通过PCR扩增，可以在较短的时间内大量复制并放大目标基因片段。
分子生物学实验教学教案
分子生物学实验教学教案一、实验原理1. 介绍分子生物学的定义和基本概念，理解分子生物学实验的目的和意义。
2. 掌握DNA提取、PCR扩增、DNA测序、基因克隆、蛋白质表达和纯化等基本实验技术。
3. 了解各种实验试剂的使用方法、实验仪器的操作和维护。
二、实验内容1. DNA提取与纯化2. PCR扩增目的基因3. DNA测序4. 基因克隆与载体构建5. 蛋白质表达与纯化三、实验材料与试剂1. 实验材料：细胞样本、DNA提取试剂、PCR反应体系、DNA测序试剂、基因克隆试剂、表达载体、细菌和酵母等。
2. 试剂：蛋白酶K、NaCl、EDTA、DNase、PCR酶、DNA连接酶、限制性内切酶、琼脂糖、DNA胶回收试剂、SDS等。
四、实验步骤与操作要点1. DNA提取与纯化：(1) 细胞裂解：向细胞样本中加入蛋白酶K和NaCl，充分混合后置于55-60℃水浴中保温1-2小时。
(2) 蛋白质去除：向上述混合物中加入SDS和DNase，充分混合后置于65℃水浴中保温1小时。
(3) DNA沉淀：向上述混合物中加入体积分数为70%的冷酒精，充分混合后置于-20℃冰箱中沉淀1小时。
(4) DNA纯化：将沉淀的DNA用70%的冷酒精洗涤两次，用无水酒精洗涤一次，空气中晾干。
2. PCR扩增目的基因：(1) 配制PCR反应体系：含DNA模板、引物、dNTPs、PCR酶等。
(2) PCR扩增：将反应体系置于PCR仪中，进行高温变性、低温复性和中温延伸等步骤。
(3) 琼脂糖凝胶电泳分析PCR产物。
3. DNA测序：(1) 制备DNA测序模板：将PCR产物经过纯化后，作为测序模板。
(2) 进行DNA测序：使用DNA测序试剂和测序仪进行测序。
(3) 分析测序结果。
4. 基因克隆与载体构建：(1) 将目的基因插入到表达载体中。
(2) 将重组载体转化到细菌或酵母等宿主细胞中。
(3) 筛选和鉴定重组子。
5. 蛋白质表达与纯化：(1) 将重组质粒转化到表达菌株中，进行蛋白质表达。
现代分子生物学实验原理与技术2
2、溴化乙锭（EB）
结合于双链DNA的EB被紫外线照射时可产生 橙色荧光，因此可用于DNA的检测。
第三节 DNA浓缩
1、乙醇沉淀
盐能中和核酸上的电 荷，因此易使DNA DNA不溶于乙醇，因此可用乙醇来沉淀DNA以达到 沉淀，但加入过多易 产生盐析。 纯化DNA的目的。乙醇沉淀是浓缩DNA的常用方法。
有三种缓冲液可用于溶解或保存DNA:
•TE [10mmol/L Tris.HCl,1mmol/LEDTA] •0.1*TE（用于酶促反应） •T E [50mmol/L Tris.HCl,1mmol/LEDTA],用于溶解pH不稳定的 DNA。
2、如何处理溴化乙锭污染物才不致污染环境？ •大于0.5mg/mL浓度的EB溶液处理：a用水稀释 至浓度小于0.5mg/mL；b加等体积0.5mg/mL KMnO4，混匀，室温放置数小时；c再加入等体 积1.5mol/L HCl，混匀，室温放置数小时；d再 加入等体积1.5mol/L NaOH，混匀并废弃。 •小于0.5mg/mL浓度的EB溶液处理：a按1mg/mL 量加入活性炭，不时轻摇混匀，室温放置1h；b 用滤纸过滤并将活性炭与滤纸密封后丢弃。 •固体EB废弃物可用高温消毒方法处理。
1、从37℃培养16~20h的新鲜平板中挑取一个单菌落， 1ml新鲜的16~20h过夜培养物，转到一个含有100mlLB 培养基的1L或500ml烧瓶中。于37 ℃剧烈振摇培养约 2~3小时（旋转摇床200~300r/min），每隔20~30分钟 测量OD600值≈0.4 2、在无菌条件下将细菌转移到一个用冰预冷的50ml聚 丙烯离心管中，在冰上放置10~20min。 3、于4 ℃用SorvallGS2转头（或与离心管相配的转 头），以4000r/min 离心10min，以回收细胞。 4、倒出培养液，将管倒置1min以使最后残留的痕量培 养液流尽。 5、以10ml用冰预冷的0.1mol/L CaCl2 重悬每份沉淀， 放置冰上20min。
分子生物学实验教学教案
分子生物学实验教学教案一、实验原理及目的1. 实验原理：介绍PCR（聚合酶链反应）的原理及应用。
解释DNA提取、扩增和测序的基本步骤。
说明基因克隆、表达和纯化的过程。
2. 实验目的：让学生掌握PCR技术的操作步骤和技巧。
培养学生对DNA提取、扩增和测序的基本能力。
培养学生进行基因克隆、表达和纯化的实验技能。
二、实验材料及试剂1. 实验材料：学生分组，每组一份实验材料套装，包括DNA模板、引物、酶、dNTPs等。
2. 实验试剂：PCR反应混合物（含PCR缓冲液、酶、引物、dNTPs）DNA提取试剂盒琼脂糖凝胶核酸染料电泳缓冲液转移缓冲液洗涤缓冲液三、实验步骤及注意事项1. 实验步骤：按照实验材料及试剂的准备要求，准备实验所需的材料和试剂。
按照实验原理，进行PCR反应、DNA提取、扩增和测序等实验操作。
观察并记录实验结果，进行数据分析和解释。
2. 注意事项：实验操作过程中要严格遵守实验室安全规定，佩戴好个人防护装备。
在进行PCR反应时，要准确控制温度和时间，避免非特异性扩增。
在操作DNA时，要避免核酸的降解和污染。
四、实验结果与分析1. 实验结果：观察PCR反应后的琼脂糖凝胶电泳结果，记录DNA条带的大小和亮度。
分析DNA提取、扩增和测序的结果，确定目标基因的存在和序列。
2. 结果分析：根据实验结果，分析实验操作的准确性和可行性。
比较不同实验条件下的结果，探讨实验条件的优化方法。
结合理论知识，解释实验结果的生物学意义。
1. 实验报告内容：实验目的、原理和步骤的概述。
实验材料和试剂的使用情况。
实验结果的描述和数据记录。
实验结果分析的结论和讨论。
报告要条理清晰，语言简练，数据准确。
结果图要清晰，图例说明详细。
报告要包括实验操作中的问题和解决方法。
报告要结合实验结果，提出实验现象的解释和相关问题的讨论。
六、实验技能与技巧训练1. 实验技能：培训学生进行PCR反应的技巧，包括DNA模板的制备、引物的设计、反应混合物的配置等。
分子生物学实验 实验步骤 李明
5. 分别将两组反应液各转移到新的1.5ml离心管中，加入200ul的LB培养基，37℃复苏培养1小时。
（四）转化子的培养和筛选
1．取复苏菌液100ul，直接涂布于培养基上
2．转化实验组涂布含有Amp的LB培养基上；空白对照组涂布于含有Amp的LB培养基上和不含Amp的LB培养基上。
实验四 PCR技术及产物鉴定
实验步骤
配置PCR反应液于PCR管中
反应液加毕, 混匀，最后瞬时离心把反应液全部集中于PCR管底部。
２.PCR反应：按以下条件进行PCR反应
3.电泳（鉴定）
反应结束后，取3μl反应液，加入少量Loading buffer混匀，进行1％的琼脂糖凝胶电泳（150V）。（Marker由老师操作）。
3.小心吸去上清，加0.7ml培养基通过吹吸悬浮细胞，然后铺到3.5ml培养皿中（预先加入2ml培养基），摇匀；
4.镜检，观察细胞数量和形态；
5.27℃，2-3天后准备用来提取DNA；
实验二动物细胞DNA的提取
操作步骤
１.细胞的收集
（1）将细胞吹起,转入离心管(细胞数量少的补加100-200ul细胞悬液)。 1500g（4000rpm）离心5min,弃上清。
实验六感受态细胞的制备
1．37℃培养菌体约至OD600为0.3-0.4。
2．在洁净台上，每人取培养液一个1.5ml转入1.5ml离心管中，在冰上冷却10min,于4℃，4000rpm/min离心5min.
3.倒掉上清培养液，用750ul的CaCl2溶液轻轻悬浮细胞，冰浴10min. 于4℃，4000rpm/min离心5min.
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现代分子生物学实验技术教材目 录第一章 质粒DNA的分离、纯化和鉴定第二章 DNA酶切及凝胶电泳第三章 大肠杆菌感受态细胞的制备和转化第四章 RNA的提取和cDNA合成第五章 重组质粒的连接、转化及筛选第六章 基因组DNA的提取第七章 RFLP和RAPD技术第八章 聚合酶链式反应(PCR)扩增和扩增产物克隆第九章 分子杂交技术第一章 质粒DNA的分离、纯化和鉴定第一节 概 述把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术,送进受体细胞中去进行繁殖和表达的工具叫载体(Vector)。
细菌质粒是重组DNA技术中常用的载体。
质粒(Plasmid)是一种染色体外的稳定遗传因子,大小从1-200kb不等,为双链、闭环的DNA 分子,并以超螺旋状态存在于宿主细胞中。
质粒主要发现于细菌、放线菌和真菌细胞中，它具有自主复制和转录能力,能在子代细胞中保持恒定的拷贝数,并表达所携带的遗传信息。
质粒的复制和转录要依赖于宿主细胞编码的某些酶和蛋白质，如离开宿主细胞则不能存活,而宿主即使没有它们也可以正常存活。
质粒的存在使宿主具有一些额外的特性,如对抗生素的抗性等。
F质粒(又称F因子或性质粒)、R质粒(抗药性因子)和Col质粒(产大肠杆菌素因子)等都是常见的天然质粒。
质粒在细胞内的复制一般有两种类型:紧密控制型(Stringent control)和松驰控制型(Relaxed control)。
前者只在细胞周期的一定阶段进行复制,当染色体不复制时,它也不能复制,通常每个细胞内只含有1个或几个质粒分子,如F因子。
后者的质粒在整个细胞周期中随时可以复制,在每个细胞中有许多拷贝,一般在20个以上,如Col E1质粒。
在使用蛋白质合成抑制剂-氯霉素时,细胞内蛋白质合成、染色体DNA复制和细胞分裂均受到抑制,紧密型质粒复制停止,而松驰型质粒继续复制,质粒拷贝数可由原来20多个扩增至1000-3000个,此时质粒DNA占总DNA的含量可由原来的2%增加至40-50%。
利用同一复制系统的不同质粒不能在同一宿主细胞中共同存在,当两种质粒同时导入同一细胞时,它们在复制及随后分配到子细胞的过程中彼此竞争,在一些细胞中,一种质粒占优势,而在另一些细胞中另一种质粒却占上风。
当细胞生长几代后,占少数的质粒将会丢失,因而在细胞后代中只有两种质粒的一种，这种现象称质粒的不相容性(Incompatibility)。
但利用不同复制系统的质粒则可以稳定地共存于同一宿主细胞中。
质粒通常含有编码某些酶的基因,其表型包括对抗生素的抗性,产生某些抗生素,降解复杂有机物,产生大肠杆菌素和肠毒素及某些限制性内切酶与修饰酶等。
质粒载体是在天然质粒的基础上为适应实验室操作而进行人工构建的。
与天然质粒相比,质粒载体通常带有一个或一个以上的选择性标记基因(如抗生素抗性基因)和一个人工合成的含有多个限制性内切酶识别位点的多克隆位点序列,并去掉了大部分非必需序列,使分子量尽可能减少,以便于基因工程操作。
大多质粒载体带有一些多用途的辅助序列,这些用途包括通过组织化学方法肉眼鉴定重组克隆、产生用于序列测定的单链DNA、体外转录外源DNA序列、鉴定片段的插入方向、外源基因的大量表达等。
一个理想的克隆载体大致应有下列一些特性：（1）分子量小、多拷贝、松驰控制型；（2）具有多种常用的限制性内切酶的单切点；（3）能插入较大的外源DNA片段；（4）具有容易操作的检测表型。
常用的质粒载体大小一般在1kb至10kb之间，如PBR322、PUC系列、PGEM系列和pBluescript （简称pBS）等。
从细菌中分离质粒DNA的方法都包括3个基本步骤:培养细菌使质粒扩增；收集和裂解细胞;分离和纯化质粒DNA。
采用溶菌酶可以破坏菌体细胞壁,十二烷基磺酸钠(SDS)和Triton X-100可使细胞膜裂解。
经溶菌酶和SDS或Triton X-100处理后,细菌染色体DNA会缠绕附着在细胞碎片上,同时由于细菌染色体DNA比质粒大得多,易受机械力和核酸酶等的作用而被切断成不同大小的线性片段。
当用强热或酸、碱处理时，细菌的线性染色体DNA变性,而共价闭合环状DNA(Covalently closed circular DNA，简称cccDNA)的两条链不会相互分开，当外界条件恢复正常时，线状染色体DNA片段难以复性,而是与变性的蛋白质和细胞碎片缠绕在一起,而质粒DNA 双链又恢复原状,重新形成天然的超螺旋分子,并以溶解状态存在于液相中。
在细菌细胞内,共价闭环质粒以超螺旋形式存在。
在提取质粒过程中，除了超螺旋DNA外，还会产生其它形式的质粒DNA。
如果质粒DNA两条链中有一条链发生一处或多处断裂,分子就能旋转而消除链的张力,形成松驰型的环状分子,称开环DNA(Open circular DNA, 简称 ocDNA)；如果质粒DNA的两条链在同一处断裂,则形成线状DNA(Linear DNA)。
当提取的质粒DNA电泳时,同一质粒DNA其超螺旋形式的泳动速度要比开环和线状分子的泳动速度快。
第二节 材料、设备及试剂一、材料含pBS的E. coli DH5α或JM系列菌株，1.5ml塑料离心管(又称eppendorf管),离心管架。
二、设备微量取液器(20μl,200μl,1000μl)， 台式高速离心机，恒温振荡摇床， 高压蒸汽消毒器(灭菌锅)， 涡旋振荡器， 电泳仪，琼脂糖平板电泳装置和 恒温水浴锅等。
三、试剂1、 LB液体培养基(Luria-Bertani) ：称取蛋白胨(Tryptone)10 g，酵母提取物(Yeast extract) 5 g，NaCl 10 g，溶于800ml去离子水中，用NaOH调pH至7.5, 加去离子水至总体积1升,高压下蒸气灭菌20分钟。
2、LB固体培养基：液体培养基中每升加12g琼脂粉,高压灭菌。
3、 氨苄青霉素(Ampicillin, Amp)母液：配成 50mg/ml水溶液, -20℃保存备用。
4、 溶菌酶溶液： 用10mmol/L Tris·Cl(pH8.0)溶液配制成10mg/ml,并分装成小份(如1.5ml)保存于-20℃,每一小份一经使用后便予丢弃。
5、 3mol/l NaAc (pH5.2)： 50ml水中溶解40.81g NaAc·3H2 O,用冰醋酸调pH至5.2, 加水定容至100ml, 分装后高压灭菌,储存于4℃冰箱。
6、 溶液Ⅰ：50 mmol/L 葡萄糖，25 mmol/L Tris.Cl (pH8.0)， 10mmol/L EDTA (pH8.0)。
溶液Ⅰ可成批配制,每瓶100ml,高压灭菌15分钟,储存于4℃冰箱。
7、溶液Ⅱ：0.2 mol/L NaOH (临用前用10mol/L NaOH母液稀释)，1％ SDS。
8、溶液Ⅲ：5 mol/L KAc 60ml，冰醋酸 11.5ml， H2O 28.5ml，定容至100ml, 并高压灭菌。
溶液终浓度为: K+ 3mol/L, Acˉ 5mol/L。
9、RNA酶A母液：将RNA酶A溶于10mmol/L Tris·Cl(pH7.5), 15mmol/L NaCl中,配成10mg/ml 的溶液,于100℃加热15分钟,使混有的DNA酶失活。
冷却后用1.5ml eppendorf管分装成小份保存于-20℃。
10、饱和酚：市售酚中含有醌等氧化物,这些产物可引起磷酸二酯键的断裂及导致RNA和DNA 的交联,应在160℃用冷凝管进行重蒸。
重蒸酚加入0.1％的8-羟基喹啉(作为抗氧化剂),并用等体积的0.5mol/L Tris·Cl (pH8.0)和0.1mol/L Tris·Cl(pH8.0)缓冲液反复抽提使之饱和并使其pH值达到7.6以上,因为酸性条件下DNA会分配于有机相。
11、 氯仿:按氯仿:异戊醇＝24:1体积比加入异戊醇。
氯仿可使蛋白变性并有助于液相与有机相的分开,异戊醇则可起消除抽提过程中出现的泡沫。
按体积/体积＝1:1混合上述饱和酚与氯仿即得酚/氯仿(1:1)。
酚和氯仿均有很强的腐蚀性，操作时应戴手套。
12、 TE缓冲液：10 mmo/L Tris·Cl (pH8.0)，1 mmol/L EDTA (pH8.0)。
高压灭菌后储存于4℃冰箱中。
13、STET：0.1 mol/L NaCl，10mmol/L Tris·Cl(pH8.0)，10 mmol/L EDTA (pH8.0)， 5% Triton X-100。
14、STE：0.1mol/L NaCl，10mmol/L Tris·Cl(pH8.0)，1mmol/L EDTA (pH8.0)。
15、 电泳所用试剂： （1） TBE 缓冲液 (5×)：称取 Tris 54g，硼酸27.5g，并加入 0.5M EDTA (pH8.0) 20ml，定溶至1000ml。
（2）上样缓冲液 (6×)：0.25% 溴酚蓝，40% (w/v) 蔗糖水溶液。
第三节 操作步骤一、 细菌的培养和收集将含有质粒pBS的DH5α菌种接种在LB固体培养基(含50μg/ml Amp)中, 37℃培养12-24小时。
用无菌牙签挑取单菌落接种到5ml LB液体培养基(含50μg/ml Amp)中,37℃振荡培养约12小时至对数生长后期。
二、 质粒DNA少量快速提取质粒DNA小量提取法对于从大量转化子中制备少量部分纯化的质粒DNA十分有用。
这些方法共同特点是简便、快速，能同时处理大量试样,所得DNA有一定纯度,可满足限制酶切割、电泳分析的需要。
（一）、煮沸法1、将1.5ml培养液倒入eppendorf管中,4℃下12000ｇ离心30秒。
2、弃上清，将管倒置于卫生纸上几分钟，使液体流尽。
3、将菌体沉淀悬浮于120ml STET溶液中, 涡旋混匀。
4、加入10ml新配制的溶菌酶溶液(10mg/ml), 涡旋振荡3秒钟。
5、将eppendorf管放入沸水浴中,50秒后立即取出。
6、用微量离心机4℃下12000g离心10分钟。
7、用无菌牙签从eppendorf管中去除细菌碎片。
8、取20ml进行电泳检查。
[注意] 1. 对大肠杆菌可从固体培养基上挑取单个菌落直接进行煮沸法提取质粒DNA。
2. 煮沸法中添加溶菌酶有一定限度,浓度高时,细菌裂解效果反而不好。
有时不同溶菌酶也能溶菌。
3. 提取的质粒DNA中会含有RNA,但RNA并不干扰进一步实验,如限制性内切酶消化,亚克隆及连接反应等。
（二）、 碱法1、取1.5ml培养液倒入1.5ml eppendorf管中,4℃下12000g离心30秒。
2、弃上清,将管倒置于卫生纸上数分钟,使液体流尽。
3、菌体沉淀重悬浮于100μl溶液Ⅰ中(需剧烈振荡),室温下放置5-10分钟。