质粒DNA转化感受态大肠杆菌 protocol
实验十三 质粒DNA的转化
工程菌的筛选
已转化的细菌 工程菌 能在含Amp的 已转化的细菌 (工程菌 能在含Amp的 工程菌)能在含 选择性培养基上生长并形成菌落(克隆) 选择性培养基上生长并形成菌落(克隆)，而 上生长并形成菌落 未转化的细菌则不能生长
含Amp的选 Amp的选 择性培养基 培养皿 单菌落(克隆) 单菌落(克隆)
质粒的转化原理
将对数生长期的细菌置于0 将对数生长期的细菌置于0℃、CaCl2低渗 溶液中，菌细胞膨胀成球形(感受态细胞)； 膨胀成球形 溶液中，菌细胞膨胀成球形(感受态细胞) 分子在此条件下与 结合形成 外源DNA分子在此条件下 外源DNA分子在此条件下与Ca2+结合形成 抗DNA酶的羟基－钙磷酸复合物粘附在细菌 DNA酶的羟基－钙磷酸复合物粘附在细菌 酶的羟基 表面； 表面； 经42℃短暂热激处理，使细胞膜通透性增 42℃短暂热激处理 使细胞膜通透性增 处理， 促进细胞吸收 吸收DNA复合物 复合物。 大，促进细胞吸收DNA复合物。
实验十三
质粒 DNA 的转化
实验原理
转化: 转化: 将外源 DNA 分子导入到受体细胞(宿主 分子导入到受体细胞( 细胞) 使之获得新的遗传特性 细胞)，使之获得新的遗传特性的过程 获得新的遗传特性的过程 感受态：细胞处于容易吸收外源DNA的状态 感受态：细胞处于容易吸收外源 的状态 宿主细胞：大肠杆菌(E.coli) DH5α菌株 DH5α 宿主细胞：大肠杆菌
注意事项
3. 无菌操作要严格，防止外界细菌污染。 无菌操作要严格，防止外界细菌污染。
4. 细菌铺板密度不能过高，倒置培养时间不 细菌铺板密度不能过高， 能过长（12～16h内） 。 能过长（12～16h内
思考题
1. 简述CaCl2在转化中的作用。 简述CaCl 在转化中的作用。 2. 42℃热激活后为何转化菌一开始加入无抗生素 42℃ 的LB培养基进行温和振荡培养，而不是直接加 LB培养基进行温和振荡培养 培养基进行温和振荡培养， 含抗生素LB培养基进行培养？ 含抗生素LB培养基进行培养？ 培养基进行培养
大肠杆菌感受态
大肠杆菌感受态细胞的制备和转化概述在自然条件下,很多质粒都可通过细菌接合作用转移到新的宿主内,但在人工构建的质粒载体中,一般缺乏此种转移所必需的mob基因,因此不能自行完成从一个细胞到另一个细胞的接合转移。
如需将质粒载体转移进受体细菌，需诱导受体细菌产生一种短暂的感受态以摄取外源DNA。
转化(Transformation)是将外源DNA分子引入受体细胞,使之获得新的遗传性状的一种手段,它是微生物遗传、分子遗传、基因工程等研究领域的基本实验技术。
转化过程所用的受体细胞一般是限制修饰系统缺陷的变异株，即不含限制性内切酶和甲基化酶的突变体(Rˉ,Mˉ),它可以容忍外源DNA分子进入体内并稳定地遗传给后代。
受体细胞经过一些特殊方法(如电击法,CaCl2 ,RbCl(KCl)等化学试剂法)的处理后,细胞膜的通透性发生了暂时性的改变,成为能允许外源DNA分子进入的感受态细胞(Compenent cells)。
进入受体细胞的DNA分子通过复制,表达实现遗传信息的转移,使受体细胞出现新的遗传性状。
将经过转化后的细胞在筛选培养基中培养，即可筛选出转化子(Transformant,即带有异源DNA分子的受体细胞)。
目前常用的感受态细胞制备方法有CaCl2和RbCl(KCl)法，RbCl(KCl)法制备的感受态细胞转化效率较高,但CaCl2 法简便易行,且其转化效率完全可以满足一般实验的要求,制备出的感受态细胞暂时不用时,可加入占总体积15％的无菌甘油于-70℃保存(半年),因此CaCl2法为使用更广泛。
本实验室一般用TSS 法制备感受态。
为了提高转化效率, 实验中要考虑以下几个重要因素：1. 细胞生长状态和密度: 不要用经过多次转接或储于4℃的培养菌，最好从－70℃或-20℃甘油保存的菌种中直接转接用于制备感受态细胞的菌液。
细胞生长密度以刚进入对数生长期时为好，可通过监测培养液的OD600 来控制。
DH5α菌株的OD600为0.5时,细胞密度在5×107 个/ml左右(不同的菌株情况有所不同),这时比较合适。
实验5：大肠杆菌感受态细胞的制备和质粒DNA转化报告
感受态细胞转化效率＝转化子总数／感受态 细胞总数
五、注意事项
1、冰上操作； 2、无菌操作； 3、重悬细胞时操作要轻； 4、实验应设有阳性对照，以估计转化效率；
应设立阴性对照，以消除可能的污染及查 明可能的失败原因。
实验四 大肠杆菌感受
态细胞的制备和质粒 DNA转化
实验目的和要求
学习CaCl2法制备大肠杆菌感受态 细胞；
学习用热激法将外源基因导入感受 态细胞。
实验原理 实验材料 实验步骤 预期结果 注意事项
一、实验原理（CaCl2法、热激法）
1、几个概念
转化( Transformation )是将异源 DNA 分子引入另 一细胞品系，使受体细胞获得新的遗传性状的一种 手段，它是微生物遗传、分子遗传、基因工程等研 究的基本实验技术。
(一) 纯化及活化菌种（无抗生素的LB ）
单菌落
l mL培养液
冻存菌在新鲜LB
平板上，划线， 37℃培养16~20 h。
挑一单菌落接种到3 mL LB液体培养基 中，37℃培养过夜
取l mL培养液加到 100 mL LB液体培养 基中，37℃摇床培养 2~3 h ，当其OD600 为0.3～0.5时(细胞数 <108/mL)，立即取出， 冰浴10～15 min。
(二) CaCl2法制备大肠杆菌感受态细胞
l、将菌液转移到两个冰冷离心管中，平衡 后于4℃，5000 r/min离心10 min，弃尽上 清(可用加样器将残余液体尽量去净)。— —收集沉淀
2、各加10 mL 0.1 mol/L冰冷的无菌CaCl2溶 液重悬细胞，于冰上放置15 min．于4℃， 5000 r/min离心10min，弃上清。 —— CaCl2洗涤细胞转化效率的因素
大肠杆菌感受态制备及转化
大肠杆菌感受态制备及转化大肠杆菌（Escherichia coli）是一种广泛存在于自然环境中的细菌，常见于土壤、水体、人和动物的肠道等地方。
由于其易于培养和操作，成为生物学研究中常用的实验材料。
本文将介绍大肠杆菌的感受态制备及转化的过程。
感受态制备是指将大肠杆菌细胞从冻存状态恢复到活跃状态的过程。
为了保证感受态制备的成功，首先需要准备培养基和细菌菌种。
常用的培养基有LB培养基和SOC培养基，其中LB培养基适用于大肠杆菌的一般培养，SOC培养基则适用于感受态制备和转化实验。
培养基的配制需按照实验要求进行，注意消毒措施，避免污染。
感受态制备的过程一般包括以下几个步骤。
首先，将冻存的大肠杆菌菌种转移到预先加热的LB培养基中，进行孵育培养。
培养温度和时间根据实验需要进行调整，通常为37摄氏度下培养12-16小时。
其次，将培养物进行稀释，使其浓度适合后续实验操作。
最后，将稀释后的细菌液进行离心，去除上清液，沉淀后的菌体即为感受态大肠杆菌。
感受态大肠杆菌的转化是指将外源DNA导入到大肠杆菌细胞中的过程。
转化的前提是大肠杆菌细胞处于感受态，即细胞膜对外源DNA具有较高的通透性。
转化的关键是选择合适的质粒载体和转化方法。
常用的质粒载体有pUC19、pGEM-T等，这些载体具有含有抗生素抗性基因的特点，可以通过抗生素的选择来筛选转化成功的细菌。
质粒载体通常通过限制酶切与外源DNA进行连接，形成重组质粒。
将重组质粒与感受态大肠杆菌进行转化后，通过培养在含有抗生素的培养基上筛选，即可得到含有目标基因的转化菌落。
转化的方法有热激法、电穿孔法和化学法等。
热激法是将感受态大肠杆菌与重组质粒混合后，在高温条件下进行短暂的热冲击，使细菌细胞膜通透性增加，促进外源DNA的摄入。
电穿孔法是利用电场作用使细菌细胞膜产生孔隙，使外源DNA通过孔隙进入细胞。
化学法则是利用化学试剂改变细菌细胞膜的性质，增加其对外源DNA的吸收能力。
转化后的菌落需要进行筛选，常用的方法是通过抗生素选择。
质粒DNA转化感受态大肠杆菌的方法
质粒DNA转化感受态大肠杆菌的方法实验原理利用CaCl2处理感受态体细胞，然后通过热休克处理，即置于42℃高温热激90秒，热休克后，需要使受体细胞在不含有抗生素的培养液中生长至少半小时以上，使其表达足够的蛋白，以便能在含有抗生素的平板上生长菌落。
试剂与器材1.LB液体培养基10g胰蛋白胨、5g酵母提取物、10gNaCl加水至1L，高压灭菌消毒。
2.LB固体培养基LB液体培养基中加1.5%琼脂粉，高压灭菌消毒，待泠却至不烫手背时铺培养皿。
3.0.1mol/L CaCl2高压灭菌消毒或过滤除菌。
4.氨苄青霉素用无菌水或生理盐水配制成100mg/ml溶液，置-20℃保存。
5.质粒6.大肠杆菌DH5α 此为DNA扩增菌7.恒温水浴箱8.超净工作台9.高速冷冻离心机10.恒温摇床11.恒温箱12.消毒离心管13.消毒tips 14.玻璃培养皿直径90mm 15.玻璃涂布器16.95%乙醇17.标记笔实验方法与步骤1、制备含有Amp抗生素的LB平板，终浓度为50ug/ml2、取一个1.5ml离心管，加入100μl感受态细胞悬液，置冰上：加入20ul 质粒T+G(提取的质粒DNA稀释500X)，用移液器轻柔混匀。
冰上静置20min。
3、42℃水浴中热激90秒，然后迅速置冰上3~5min。
整个过程不要振荡菌液。
4、加入1ml LB液体培养基(不含抗生素)，混匀后37℃振荡培养(180rpm)1小时，使细菌恢复正常生长状态，并表达质粒编码的抗生素抗性基因。
5、取100ul菌液，至含有抗生素Amp的LB固体培养基上，涂布均匀。
6、待菌液被培养基吸收后，37℃倒置培养12~16小时，菌落生长良好而又未互相重叠时，取出。
7、计算转化率8、统计每一个培养皿中的菌落数。
9、转化后在含抗生素的平板上长出的菌落即为转化子，根据此皿中的菌落数可计算出转化子总数和转化频率，公式如下：10、转化子总数=菌落数×稀释倍数×转化反应原液总体积/涂板菌液体积;11、转化频率(转化子数/μg质粒DNA)=转化子总数/质粒DNA加入量(μg)2．DNA重组子的转化大肠杆菌DH-5α：（实验流程如下所示）100ul感受态细胞DH-5α+重组质粒───→轻轻旋转混合───→冰上放置30min───→42 ℃,热激120S───→冰浴2min───→400ulLB培养基───→37℃, 50r/min振摇45min───→取200ul涂布于含Amp琼脂板───→室温放置，使液体吸收───→37℃倒置培养12~16h冻融法质粒DNA转化至大肠杆菌操作步骤1. 取100μl感受态细胞于冰浴上融化。
感受态制备和电转化,多种感受态
一、金黄色葡萄球菌感受态制备1、平板上挑单菌落于TSB液体培养基过夜，37摄氏度摇床。
2、按1%接种于2ml:200ml 培养基培养2h，OD600=0.4-0.53、2个50ml管冰上预冷，4℃将培养的菌分装2个50ml管中，5000rpm离心6-8min，去上清。
4、加10ml 0.5M蔗糖，打散菌体，再加40ml 0.5M蔗糖混匀，5000rpm离心5min，去上清。
5、重复4 .6、再重复4，但加到50ml 0.5M蔗糖后要在冰上冰浴30min，再5000rpm离心5min，去上清。
7、用600ul 0.5M蔗糖垂悬。
8、分装菌液，每管100ul。
9、液氮冷冻10s，存于-80℃。
二、大肠杆菌感受态1、平板上挑单菌落于LB液体培养基过夜，37摄氏度摇床。
2、按1%接种于2ml:200ml LB培养液体基培养2h（用50ml管），到OD600=0.4-0.6。
3、冰浴10min。
4、4℃5000rpm离心5min，去上清。
5、加30ml 预冷0.1mol/l CaCl2-MgCl2 （80mmol/l CaCl2和20mmol/l MgCl2）垂悬，冰上静置10min。
6、2 ml 预冷0.1mol/l CaCl2-MgCl2 （80mmol/l CaCl2和20mmol/l MgCl2）垂悬，冰上静置10min。
7、分装每管100ul，存于-80℃。
三、超级感受态（一）溶液1、TB （1L）终浓度MnCl2-4H20 10.88g 55mmol/lCaCl2 1.665g 15mmol/lKCl 18.65g 250mmol/lPIPES(0.5mol/l,ph 6.7) 20ml 10mmol/lH2O 补至1L0.45um 过滤除菌1、PIPES(0.5mol/l,ph 6.7),哌嗪-1,4-二乙磺酸(PIPES),≥99.5% 英文名称：Piperazine-1,4-bisethanesulfonic acid1.5g PIPES溶于80ml水，5mol/l，KOH调Ph=6.7，定容100ml。
简述大肠杆菌转化法的原理
简述大肠杆菌转化法的原理
大肠杆菌转化法是一种重要的基因工程技术，用于将外源DNA片段引导入大肠杆菌细胞中。
其原理如下：
1. 准备质粒DNA：外源DNA片段被克隆到一个环状DNA分子上，称为质粒。
质粒中通常包含一个选择性的抗生素抗性基因，用于筛选带有插入物的转化菌落。
2. 制备有效的感受态细胞：将大肠杆菌细胞在低温条件下处理，使其处于亚温感受夹状态。
这样可使细胞外膜孔增大，利于DNA片段进入细胞。
3. 转化：将质粒DNA与感受态细胞混合，并通过热激冷冻法或电穿孔法等方式，增加DNA片段进入细胞的效率。
这些DNA片段会进入大肠杆菌细胞的质粒或染色体。
4. 恢复和培养：将转化后的细菌在适宜条件下恢复生长，使其表达并复制质粒中的外源DNA片段。
5. 识别重组菌落：在含有相应抗生素的培养基上培养细菌，通过筛选获得带有外源DNA片段的重组菌落。
这些菌落会在培养基中形成可见的生长。
通过大肠杆菌转化法，科研人员可以将外源DNA片段导入到细胞中，从而实现基因的增加、改变或删除。
这是基因工程研究和应用中常用的手段，对于生物医
学、农业和工业领域都具有重要意义。
大肠杆菌感受态细胞的制备原理、步骤以及重组质粒转化
一、目的1.了解感受态细胞生理特性及制备条件，掌握大肠杆菌感受态细胞制备方法。
2.掌握质粒DNA 转化大肠杆菌的方法，了解转化的条件和利用半乳糖苷酶基因插入失活选择重组质粒DNA 的原理。
二、原理〔一〕大肠杆菌感受态细胞制备的原理所谓感受态，是指细菌生长过程中的某一阶段的培养物，只有某一生长阶段中的细菌才能作为转化的受体，能承受外源DNA而不将其降解的生理状态。
感受态形成后，细胞生理状态会发生改变，出现各种蛋白质和酶，负责供体DNA 的结合和加工等。
细胞外表正电荷增加，通透性增加，形成能承受外来的DNA 分子的受体位点等。
本实验为了把外源DNA〔重组质粒〕引入大肠杆菌，就必须先制备能吸收外来DNA分子的感受态细胞。
在细菌中，能发生感受态细胞是占极少数。
而且，细菌的感受态是在短暂时间发生。
目前对感受态细胞能承受外来DNA 分子的本质看法不一。
主要有两种假说：1、局部原生质体化假说――细胞外表的细胞壁构造发生变化，即局部失去细胞壁或局部溶解细胞壁，使DNA 分子能通过质膜进细胞。
证据有：〔1〕发芽的芽孢杆菌容易转化；〔2〕大肠杆菌的原生质体不能被噬菌体感染，却能受噬菌体DNA 转化；〔3〕适量的溶菌酶能提高转化率。
2、酶受体假说――感受态细胞的外表形成一种能承受DNA 的酶位点，使DNA分子能进入细胞。
证据是：〔1〕蛋白质合成的抑制剂如氯霉素，可以抑制转化作用；〔2〕细胞分裂过程中，一直有局部原生质化，但感受态只在生长对数期的中早期出现；〔3〕别离到感受态因子，能使非感受态细胞转变为感受细胞。
目前对感受态细胞的转化理论尚未有统一结论，但是许多实验室一直进展探索，试图从实验中获得明确答复。
有人根据pBR322 质粒DNA对E・coli K――12X1776菌株的转化结果，认为：近来，在许多研究室都发现CaCl2对受体菌处理，可提高转化效率几十倍，通常把细胞悬浮在pH6.0 的100mmol/L CaCl2中，在冰浴条件下，放置过夜，转化率转高，但一过24小时，转化率测恢复为原来的水平。
大肠杆菌感受态细胞的制备与质粒DNA的转化[荟萃知识]
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行业知识
• CaCl2 法是目前常用的感受态细胞制备方 法，简便易行，且其转化效率完全可以 满足一般实验的要求，制备出的感受态 细胞暂时不用时，可加入占总体积15％ 的无菌甘油于-70℃保存(半年)，因此 CaCl2法使用更广泛。
行业知识
③ 彻底弃去上清液，再加入0.6mL冰冷的 0.1mo1／L CaCl2溶液缓和悬菌，冰浴10 min ； ④ 4000r／min离心10min； ⑤ 弃去上清液，加入0.2mL冰冷的0.1mo1/L CaCl2溶液缓和悬菌，冰上放置待用。
行业知识
• 质粒DNA的转化
① 分别用2个100µl感受态细胞悬液(如是冷 冻保存液，则需化冻后马上进行下面操 作：
大肠杆菌感受态细胞的制备 与质粒DNA的转化
行业知识
• 实验目的 • 实验原理 • 实验试剂 • 实验步骤 • 注意事项
行业知识
一、实验目的
• 了解转化的概念及其在分子生物学研究 中的意义。
• 学习氯化钙法制备大肠杆菌感受态细胞 的方法。
• 学习将外源质粒 DNA 转入受体菌细胞并 筛选转化体的方法。
行业知识
四、实验步骤
• 大肠杆菌感受态细胞的制备(CaCl2法)
①从E.coli DH5α菌平板上挑取一单菌落，接种于LB 液体培养基中，37℃振荡培养过夜。将该菌悬液 以1:30～100接种于LB液体培养基中，37℃ 250r/min活化培养2-3h至OD600=0.2-0.4时停止培 养;
②每人取1个离心管，加入1.5ml菌液，在冰上放置 10min后，于4℃，4000r／min离心2min（从这一 步开始，所有操作均在冰上进行，速度尽量快而 稳）；
大肠杆菌感受态制备与质粒转化
大肠杆菌感受态制备与质粒转化主要试剂1、LB培养基（灭菌后使用）胰蛋白胨（bacto-tryptone） 10g/L酵母提取液（bacto-yeast extract） 5 g/LNaCl 10g/L用NaOH调pH至7.0。
2、LB固体平板每升液体培养基中加入15g琼脂粉，高压灭菌后倒入灭过菌的培养皿中。
3、SOC培养基20g/L Tryptone5g/L Yeast extract0.58g /L NaCl0.186g /LKCl，灭菌后加入过滤除菌的2M葡萄糖（终浓度为20mM），1M MgCl2（终浓度为10mM）。
5.0.1M CaCl2（灭菌后使用）6. 0.1M CaCl2+10%甘油7. 保存于-80℃冰箱的DH5α 或DH10B甘油菌主要仪器恒温摇床冷冻离心机实验步骤一、热击感受态细胞的制备及热击转化1、细菌培养1）从平板上挑取大肠杆菌（DH5α或DH10B）单菌落，放到LB培养基中。
（液体培养基的体积为溶液容积的1/3-1/4为宜）。
2）在37℃，220 rpm培养10h左右。
3）中吸取2 mL培养液到装有200 mL LB培养基的三角瓶中，37℃，220 rpm培养2-3hrs，使其OD600达0.5-0.6。
2、细菌收集将培养液倒入预冷的50 mL离心管中，置于冰上。
3000 rpm离心5-10mi n。
3、感受态制备1）倒弃上清后，加入适量（20mL左右）的预冷的0.1M CaCl2，悬浮菌体，冰上放置30 min。
2） 4000 rpm离心5-10min，倒弃上清后再加入适量（20mL左右）的预冷的0.1M CaCl2，悬浮菌体。
3） 4000 rpm离心5-10 min，加入少量0.1M CaCl2+10%甘油悬浮菌体。
4、感受态保存将上述感受态细胞分装于0.5 mL Eppendorf管（100mL/管）中，置于-70℃贮存备用。
5、感受态融化从冰箱中取出制备好的感受态细胞，放在冰上，使其融化。
超级感受态细胞(大肠杆菌)-原理和制备Protocol
大肠杆菌超级感受态细胞原理和制备
所谓感受态，是指受体（或宿主）细胞最容易接受外源DNA片段而不将其降解并实现其转化的一种生理状态。
一. 原理：
人工感受态的形成, 需要低温和Ca2+处理，细胞膨胀成球状，细胞表面正电荷增加，
通透性增加，这样可能破坏了细胞膜上的脂质阵列。
转化的质粒DNA 由于形成抗
DNase 的羟基-钙( Ⅱ) - 磷酸复合物而粘附于细胞表面。
Ca2+与膜上的多聚羟基丁
酸化合物、多聚无机磷酸形成复合物利于外源DNA 的渗入。
cAMP可以使感受态水平提高10000倍，而Ca2+也可大大的提高转化的效率，在
Mg2+的辅助下Ca2+感受的细胞转化率比单用Ca2+处理的高1.84倍。
目前对感受态细胞能接受外来DNA 分子的本质看法不一。
主要有两种假说：
1）局部原生质体化假说——细胞表面的细胞壁结构发生变化，即局部失去细胞壁或局部溶解细胞壁，使DNA 分子能通过质膜进细胞。
2）酶受体假说——感受态细胞的表面形成一种能接受DNA的酶位点，使DNA分子能进入细胞。
证据是：
二. 制备：
本方法的关键是选用的细菌必须处于对数生长期，实验操作必须在无菌低温下进行。
实验二 质粒DNA转化大肠杆菌
实验二质粒DNA转化大肠杆菌一、实验目的掌握质粒DNA转化大肠杆菌的方法技术二、实验原理转化是指质粒DNA或以它为载体构建的重组子导入细菌的过程，其原理是细菌处于0℃的CaCl2低渗溶液中，细菌细胞膨胀成球形，转化混合物中的DNA 形成抗DNA酶的羟基-钙磷酸复合物，粘附于细胞表面，经42℃短时间热击，促进细胞吸收DNA复合物，将细菌放置在培养箱中保温一段时间，促使在转化过程中获得新的表型得到表达，然后将细菌培养物涂在含有Amp的选择培养基中。
三、实验仪器及药品仪器：超净工作台、恒温摇床、制冰机、恒温培养箱、-70℃冰箱、水浴锅材料：大肠杆菌JM109、pUC19质粒、离心管试剂：LB固体培养基、20mg/mL X-gal、20mg/mL IPTG四、实验内容1、取200μL新制备的感受态细胞，加入DNA 2 μL（50 ng）混匀，冰浴30min，同时用pUC19做两个对照。
1）受体菌对照：200μL感受态细胞+ 2 μL 无菌水2）质粒对照：200μL 0.1mol / L CaCl2溶液+ 2 μL 质粒DNA2、将管放在42℃水浴90s。
3、立即冰浴2 min。
4、每管中加入800μL 的LB液体培养基，培养45min~60min（140rpm）。
5、向两个转化平板中先加入40μL IPTG，再加入40μL X-gal，并用灭过菌的涂布棒将这两样药品涂满平板。
6、然后将适当体积（100μL）转化的感受态细胞涂匀平板。
7、倒置平皿37℃培养12~16 h，出现菌落。
五、实验结果各实验组观察并记录皿内菌落大的生长状况并进行结果分析。
六、思考题如何提高转化率？。
大肠杆菌化转感受态制备
大肠杆菌化转感受态制备大肠杆菌是一种常见的革兰氏阴性杆菌，具有广泛的生物学功能和应用价值。
化转感受态制备是一种常用的方法，通过改变大肠杆菌的遗传物质，使其表达特定的转基因产物。
本文将介绍大肠杆菌化转感受态制备的原理、方法以及应用。
一、大肠杆菌化转感受态制备的原理大肠杆菌化转感受态制备是利用大肠杆菌的自然特性和遗传工程技术，将外源DNA导入大肠杆菌细胞内，并使其稳定表达。
大肠杆菌细胞通过自身的DNA复制和转录机制，将外源DNA整合到自身的基因组中，从而使外源基因在大肠杆菌中得以表达。
1. 质粒转化法：将质粒DNA与大肠杆菌细胞一起处理，使质粒DNA 进入大肠杆菌细胞内，并通过质粒DNA上的选择标记基因筛选转化成功的细胞。
2. 噬菌体转染法：利用噬菌体作为载体，将外源DNA导入大肠杆菌细胞内，并通过噬菌体的复制和感染机制，使外源DNA稳定表达。
3. 电穿孔法：利用高压电脉冲使大肠杆菌细胞膜发生破裂，外源DNA得以进入细胞内，并通过细胞自身的修复机制，使外源DNA稳定表达。
4. 钙离子转化法：利用钙离子与外源DNA形成复合物，通过渗透作用使其进入大肠杆菌细胞内，并通过细胞自身的代谢机制使外源DNA稳定表达。
三、大肠杆菌化转感受态制备的应用1. 蛋白表达：通过将目的基因导入大肠杆菌细胞内，使其表达目的蛋白，广泛应用于基因工程、生物制药等领域。
2. DNA克隆：利用大肠杆菌的高效复制和转录机制，将目的DNA片段插入质粒中，并通过质粒在大肠杆菌中的复制和传递，实现DNA 的克隆和扩增。
3. 突变分析：通过外源DNA的插入、缺失或替换，研究大肠杆菌基因的功能和调控机制，为进一步研究生物学问题提供重要工具。
4. 基因敲除和敲入：通过将外源DNA的特定片段插入大肠杆菌基因组中，实现对目的基因的敲除或敲入，研究基因功能和调控网络。
5. 抗生素筛选：利用大肠杆菌对抗生素的敏感性，通过将目的基因导入大肠杆菌中，筛选抗生素抗性基因。
(完整版)大肠杆菌感受态细胞的制备
所用的 CaCl2 等试剂均需是最高纯度的，并用最纯净的水配制，最好分装保存于 ⑶、防止杂菌和杂 DNA 的污染
4 ℃。
整个操作过程均应在无菌条件下进行，所用器皿， 如离心管， 移液枪头等最好是新的， 并经
高压灭菌处理。所有的试剂都要灭菌，且注意防止被其它试剂、
DNA 酶或杂 DNA 所污染，
否则均会影响转化效率或杂 DNA 的转入。
OD600 控制。对
TG1 菌株， OD600 为 0 ． 5 时，细胞密度在 5×107 个 /ml 左右。（应注意 OD600 值与细
胞数之间的关系随菌株的不同而不同）。密度过高或不足均会使转化率下降。
此外，受体
细胞一般应是限制 -修饰系统缺陷的突变株，即不含限制性内切酶和甲基化酶的突变株。并
且受体细胞还应与所转化的载体性质相匹配。 ⑵、试剂的质量
上摇动 10min, 弃去染色液 .
③ 加入约 50ml 的水 , 再加热至沸腾后保持沸腾状态
30-60s, 停止加热后在摇床上要
5-10min, 换水可完成脱色 .
④ 若要得到无背景的染色胶 ,可重复脱色步骤或将胶放在水中过夜 .
镍柱。 用不同浓度的咪唑洗脱。 因为咪唑和组氨酸都带正电， 可在咪唑逐渐加大浓度的条件 下洗脱目的蛋白。 protocol 里有啊。
（二）感受态细胞的制备（注意：以下操作在超净工作台完成。） (1) 将菌液转入 50mL 离心管中，冰上放置 10min 。 (2) 在 4 ℃下， 4000r/min 离心 10min 。弃去上清，将管倒置 1min 以便培养液流尽。 (3) 用冰上预冷的 0.1mol/L 的 CaCl2 溶液 10mL 轻轻悬浮细胞，冰上放置 30min 。 (4)0 ～ 4℃ 4000r/min 离心 10min ，弃去上清， 加入 2mL 预冷的 0.1mol/L 的 CaCl2 溶液， 轻轻悬浮细胞，冰上放置（务必冰上放置）。 （注意：以上操作完成了新鲜感受态细胞的制 备）
实验三 重组质粒DNA转化大肠杆菌
实验目的
学习将重组质粒DNA导入大肠杆菌的方法 学习氯化钙法制备大肠杆菌感受态细胞的方法 为下一步重组体筛选做准备
实验原理
遗传学中转化的基本含义是使细胞获得一新的可遗传的 表型性状。分子克隆中用人工的方法将重组质粒DNA导入大 肠杆菌细胞，使携带有重组质粒的大肠杆菌获得在抗生素平 板上生长的能力，从而与不携带重组质粒的的细菌区分开来 ，这个过程就是转化。
3. 复苏：向每管中加入800μl LB液体培养基(注：不含
Amp),混匀后在37℃150rpm轻摇培养1小时，使细菌恢
复正常生长状态，并表达质粒编码的抗生素抗性基因
(Ampr )。
思考：热击后的细胞已吸入外源质粒，如本实验中的 pET32a，该质粒可赋予宿主氨苄青霉素抗性。但是为 什么复苏时用的LB培养液不加Amp？
按配方称量药品,加入一定量的ddH2O后置电炉上加热熔解琼脂 ，待琼脂完全熔解后加入ddH2O定容至1000ml,用NaOH调节pH至 7.0。121℃湿热高压灭菌20分钟，待冷却至60℃左右,在超净工作
台中加入一定量பைடு நூலகம்Amp储存液,使终浓度为100μg/ml,摇匀后用培养
皿铺板。
2、Amp母液：
实验报告
思考题
(1). 根据本实验你认为影响转化率的因素有哪些？ (2). 如果实验中对照组本不该长出菌落的平板上长出了一些菌落 ，你将如何解释这种现象？
实验中要考虑的重要因素
为了提高转化效率, 实验中要考虑以下几个重要因素：
1. 细胞生长状态和密度: 不要用经过多次继代或储于４℃的培 养菌，最好从-70℃或-20℃甘油保存的菌种中直接转接用于制 备感受态细胞的菌液。细胞生长密度以刚进入对数生长期时为 好，可通过监测培养液的OD600 来控制。DH5α菌株的OD600 为 0.5时,细胞密度在5×107 个/ml左右(不同的菌株情况有所不同), 这时比较合适。密度过高或不足均会影响转化效率。
大肠杆菌感受态细胞的制备和转化原理及注意事项
大肠杆菌感受态细胞的制备和转化原理及注意事项之袁州冬雪创作1、感受态细胞的概念重组DNA分子体外构建完成后必须导入特定的宿主（受体细胞）使之无性繁殖并高效表达外源基因或直接改变其遗传性状，这个导入过程及操纵统称为重组DNA分子的转化.在原核生物中，转化是一个较普遍的现象，在细胞间转化是否发生，一方面取决于供体菌与受体菌二者在退化过程中的亲缘关系，另外一方面还与受体菌是否处于一种感受状态有着很大的关系. 所谓的感受态：即指受体或者宿主最易承受外源DNA片段并实现其转化的一种生理状态，是由受体菌的遗传性状所决议的同时也受菌龄、外界环境因子的影响.cAMP可使感受态水平提高一万倍，而Ca2+也可大大促进转化的作用.细胞的感受态一般出现在对数生长期新鲜幼嫩的细胞是制备感受态细胞和停止成功转化的关键.制备出的感受态细胞暂时不必时可加入占总体积15%的无菌甘油或-70℃保管有效期6个月.2、转化的概念及原理在基因克隆技术中，转化特指将质粒DNA或以其为载体构建的重组DNA导入细菌体内使之获得新的遗传特性的一种方法.它是微生物遗传、分子遗传、基因工程等研究范畴的基本实验技术之一.受体细胞颠末一些特殊方法，如电击法、CaCl2等化学试剂法处理后，使细胞膜的通透性发生变更，成为能容许外源DNA分子通过的感受态细胞.进入细胞的DNA 分子通过复制、表达实现遗传信息的转移，使受体细胞出现新的遗传性状.大肠杆菌的转化常常使用化学法CaCl2法该法最先是由Cohen于1972年发现的.其原理是细菌处于0℃CaCl2的低渗溶液中，菌细胞膨胀成球形，转化混合物中的DNA形成抗DNase的羟基-钙磷酸复合物粘附于细胞概况，经42℃短时间热冲击处理，促使细胞吸收DNA复合物，在丰富培养基上生长数小时后，球状细胞复原并分裂增值，被转化的细菌中重组子中基因得到表达，在选择性培养基平板上可选出所需的转化子.Ca2+处理的感受态细胞其转化率一般能达到5×106~2×107转化子/ug质粒DNA可以知足一般的基因克隆试验.如在Ca2+的基础上结合其它的二价金属离子如Mn2+、Co2+、DMSO或还原剂等物质处理细菌，则可使转化率提高100~1000倍.化学法简单、疾速、稳定、重复性好，菌株适用范围广，感受态细菌可以在-70℃保管，因此被广泛用于外源基因的转化.除化学法转化细菌外，还有电击转化法，电击法不需要预先诱导细菌的感受态，依靠短暂的电击，促使DNA进入细菌，转化率最高能达到109~1010转化子/ug闭环DNA.因操纵简便愈来愈为人们所承受.3、感受态细胞制备及转化中的影响因素⑴、细胞的生长状态和密度最好从-70℃或-20℃甘油保管的菌种中直接转接用于制备感受态细胞的菌液.不要用已颠末多次转接及贮存在4℃的培养菌液.细胞生长密度以每毫升培养液中的细胞数在5×107个左右为佳.即应用对数期或对数生长前期的细菌,可通过测定培养液的OD600节制.对TG1菌株OD600为0.5时,细胞密度在5×107个/ml左右.应注意OD600值与细胞数之间的关系随菌株的分歧而分歧.密度过高或缺乏均会使转化率下降.此外受体细胞一般应是限制-修饰系统缺陷的突变株，即不含限制性内切酶和甲基化酶的突变株.而且受体细胞还应与所转化的载体性质相匹配.⑵、质粒DNA的质量和浓度用于转化的质粒DNA应主要是超螺旋态的转化率与外源DNA 的浓度在一定范围内成正比但当加入的外源DNA的量过多或体积过大时则会使转化率下降.一般地，DNA溶液的体积不该超出感受态细胞体积的5%1ng的cccDNA即可使50ul的感受态细胞达到饱和.对于以质粒为载体的重组分子而言，分子量大的转化效率低，实验证明大于30kb的重组质粒将很难停止转化.此外重组DNA分子的构型与转化效率也紧密亲密相关，环状重组质粒的转化率较分子量相同的线性重组质粒高10~100倍，因此重组DNA大都构成环状双螺旋分子. ⑶、试剂的质量所用的CaCl2等试剂均需是最高纯度的，并用最纯净的水配制，最好分装保管于4℃.⑷、防止杂菌和杂DNA的污染整个操纵过程均应在无菌条件下停止，所用器皿，如离心管、移液枪头等最好是新的，并经高压灭菌处理.所有的试剂都要灭菌，且注意防止被其它试剂、DNA酶或杂DNA所污染否则均会影响转化效率或杂DNA的转入.⑸、整个操纵均需在冰上停止不克不及分开冰浴否则细胞转化率将会降低.。
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质粒DNA转化感受态大肠杆菌
一、实验原理
转化（transformation）是将一种生物（供体）的遗传物质（通常为DNA）转入另一种生物（受体）并使其在受体中得以保存和繁殖的过程。
大肠杆菌不是天然感受菌，在低温（0~5℃）环境下经CaCl2处理，细胞壁变松变软后能摄入外源DNA，这种状态称为感受态细胞（competent cell）。
质粒DNA或重组DNA粘附在细菌细胞表面，经过42°C短时间的热击处理，促进吸收DNA.然后在非选择培养基中培养一代，待质粒上所带的抗菌素基因表达，就可以在含抗菌素的培养基中生长。
二、实验材料准备
1. 器材
微量移液取样器，移液器吸头，恒温水浴锅，制冰机，恒温摇床，培养皿（已铺好固体LB-Amp），超净工作台，酒精灯，玻璃涂棒，1.5 ml Eppendorf管，50 ml离心管，乳胶手套，恒温培养箱
2. 试剂
LB液体培养基、LB固体培养基、100mg/ml 氨苄青霉素(或卡拉霉素) 、感受态细胞
3. 材料处理
转化之前超净台紫外照射15-20min；
枪头、50ml离心管需提前灭菌，烘箱烘干；
液体LB培养基灭菌后放到冷库，防止长菌；
三、转化
1．从-70℃冰箱中取200μl感受态细胞悬液,置冰上解冻1-2 min。
2．加入质粒DNA溶液(含量不超过50ng,体积不超过10μl),轻轻摇匀,冰上放置30分钟。
3．42℃水浴中热击90秒, 然后迅速置冰上2min，整个过程不要振荡菌液。
4．向管中加入200μl LB液体培养基(不含抗生素),混匀后37℃振荡培养（225 rpm）1小时,使细菌恢复正常生长状态,并表达质粒编码的抗生素抗性基因。
5. 将上述菌液摇匀后涂布于含Amp（或kna）的LB琼脂平板上,正面向上放置半小时,待菌液完全被培养基吸收后,37℃倒置培养12-16小时。
四、注意事项
1.加液体LB培养基之前观察其是否长菌
2.玻璃涂布棒上的酒精熄灭后稍等片刻，待其冷却后再涂
3.提前打开水浴锅，将温度调到42度
4.实验目的是表达蛋白，可热击完直接涂平板；目的是质粒扩增或后续要PCR，需在热击
后37℃振荡培养复苏1小时
5.实验室常用的用于质粒扩增的感受态菌是Top10，用于质粒表达的感受态菌是BL21 Star
(DE3)。