基因工程中为什么要建立基因文库
基因文库的概念高中生物
基因文库的概念高中生物
基因文库是指将大量基因序列信息储存并进行管理的数据库。
它是一个用于收集、整理、保存和分享基因信息的资源平台。
基因文库的主要目的是为科学家和研究人员提供一个可靠的基因信息库，以便于研究、解析和应用基因组学。
基因文库的建设依赖于先进的测序和数据存储技术。
首先，科学家使用测序技
术对生物体的DNA或RNA进行测序，得到一系列的碱基序列信息。
这些序列信
息被编码并储存在基因文库中，以便研究人员可以查询、比对、分析和应用这些基因序列。
基因文库的应用领域广泛，包括基因组学、生物技术、医学研究等。
通过对基
因文库的分析，科学家可以研究基因的功能、结构、相互作用等方面的信息。
此外，基因文库还可以帮助研究人员在遗传疾病的诊断、治疗和预防中发挥重要作用。
对于高中生物学习而言，了解基因文库的概念是非常重要的。
它可以帮助我们
理解基因研究的基本原理和方法，以及如何利用基因文库开展科学研究。
同时，通过学习基因文库，我们可以了解到基因的多样性、基因与环境的关系，以及基因在遗传传递中的作用。
基因文库是一个用于收集、整理和分享基因序列信息的数据库。
它在基因研究
和遗传学领域具有重要作用。
了解基因文库的概念对于高中生物学习与科学研究具有重要意义。
基因工程知识点总结归纳(更新版)
基因工程绪论1、克隆（clone）：作名词：含有目的基因的重组DNA分子或含有重组分子的无性繁殖。
作动词：基因的分离和重组的过程。
2、基因工程（gene engineering）：体外将目的基因插入病毒、质粒、或其他载体分子中，构成遗传物质的新组合，并使之掺入到原先没有这些基因的宿主细胞内，且能稳定的遗传。
供体、受体和载体是基因工程的三大要素。
3、基因工程诞生的基础三大理论基础：40年代发现了生物的遗传物质是DNA；50年代弄清楚DNA 的双螺旋结构和半保留复制机理；60年代确定遗传信息的遗传方式。
以密码方式每三个核苷酸组成一个密码子代表一个氨基酸。
三大技术基础：限制性内切酶的发现；DNA连接酶的发现；载体的发现3、基因工程的技术路线：切：DNA片段的获得；接：DNA片段与载体的连接；转：外源DNA片段进出受体细胞；选：选择基因；表达：目的基因的表达；基因工程的工具酶1、限制性内切酶（restriction enzymes）：主要是从原核生物中分离纯化出来的，是一类能识别双链DNA分子中某种特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链的核酸内切酶。
2、限制酶的命名：属名（斜体）+种名+株系+序数3、II型限制性内切酶识别特定序列并在特定位点切割4、同裂酶：来源不同，其识别位点与切割位点均相同的限制酶。
5、同尾酶：来源不同，识别的靶序列不同，但产生相同的黏性末端的酶形成的新位点不能被原来的酶识别。
6、限制性内切酶的活性：在适当反应条件下，1小时内完全酶解1ug特定的DNA 底物，所需要的限制性内切酶的量为1个酶活力单位。
7、星号活性：改变反应条件，导致限制酶的专一性和酶活力的改变。
8、DNA连接酶的特点：具有双链特异性，不能连接两条单链DNA分子或闭合单链DNA，连接反应是吸能反应，最适反应温度是4至15度，最常用的是T4连接酶。
9、S1核酸酶：特异性降解单链DNA或RNA。
10、RNAH降解与DNA杂交的RNA，用于cDNA文库建立时除去RNA以进行第二链的合成。
基因工程程序
编码区下游 非编码区
终止子
能够转录为相应的信 使RNA，进而指导蛋 白质的合成，也就是 说能够编码蛋白质
不能转录为 信使RNA， 不能编码蛋 白质
真核细胞的基因结构 外显子
编码区上游
非编码区
编码区
内含子
编码区上游
非编码区
启动子
与RNA聚酶 结合位点
不能转录 为信使RNA， 不能编码 蛋白质
终止子
能够编码 蛋白质的 序列叫做 外显子
Ti质粒
✓Ti质粒是农杆菌的染色体外遗传物质 ✓双链闭合环状DNA ✓植物基因工程常用的载体
将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上构成重组Ti质粒 转入农杆菌细胞
含重组Ti质粒的农杆菌感染植物细胞 使目的基因整合到植物染色体上，实现遗传转化
组培再生获得植株
2、将目的基因导入动物细胞 ——显微注射技术
1.2基因工程的基本操作程序
1.2 基因工程的基本操作程序
一、目的基因的获取 二、基因表达载体构建 三、将目的基因导入受体细胞 四、目的基因的检测和鉴定
一、目的基因的获取
目的基因是人们所需要转移或改造的基因。
如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有 植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种 子贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛cDNA 复制
双链cDNA
载体DNA
重组DNA分子
导入 受体菌增殖 cDNA基因组与cDNA的比较：只包括某一特定细胞类型、某一
组织、或某一发育时期的表达序列。 3、分离特定基因，cDNA库比较。 原 料：4种游离三磷酸脱氧核苷酸dNTP
dCTP、dGTP、dATP 、dTTP 。 能 量：dNTP 缓冲液：
DNA变性的本质是双链间氢键的断 裂
基因工程的基本步骤
1.2基因工程的基本操作程序
第二课时
目标引领：
1、能说出目的基因导入受体细胞的基本方法 2、能准确描述目的基因检测与鉴定的方法和步骤
独立自学：阅读教材P10-15思考：
1、何为转化？将目的基因导入不同受体细胞的方法
一样吗？请举例说明 2、如何确定转化成功？需要确认那些信息？用什么 具体的方法？
引导探究：
课题导入：
请从基因工程的概念思考获得“蓝色妖姬” 的基本操作程序
1.2基因工程的基本操作程序
目标引领：
1、能说出基因工程基本操作程序的四个步骤 2、能准确描述获取目的基因的方法
3、能说出基因表达载体的具体元件
独立自学：阅读教材P8-10思考：
1、基因工程的基本操作程序包括那四个步骤
2、何为目的基因，获别？ 4、PCR技术的具体过程包括几步，需要哪些条件？ 5、人工合成目的基因如何进行？ 6、基因表达载体构建的目的是什么？应包括那些具 体元件？
3、将目的基因导入微生物细胞
①原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少 ②方法：
用Ca2+处理细胞 感受态细胞 表 达载体与感受态细胞混合 感受态 细胞吸收DNA分子
（一）、检测 1、检测转基因生物染色体的DNA上是否插入 了目的基因 (关键步骤)
（1）方法: （2）过程: DNA分子杂交
①.首先取出转基因生物的基因组DNA ②.将含目的基因的DNA片段用放射性同位素 等作标记,以此做探针 ③.使探针和转基因生物的基因组杂交,若显 示出杂交带,表明目的基因已插入染色体DNA 中
三、将目的基因导入受体细胞
受体细胞 内，并且在 目的基因进入 _________ （一）转化： 表达 的过程 受体细胞内维持稳定 _____和_____ 将目的基因导入 植物细胞 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法
高中生物选修3教案 第1章 基因工程
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具1、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
2、教学目标1．知识目标：（1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。
（2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
2．能力目标：运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。
3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。
（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
3、教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。
4、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。
5、教学方法1、学案导学：见学案。
2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习6、课前准备1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时一、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑。
检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：A.我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程）B.回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？（实质是基因工程的基本操作程序：目的基因的获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定）从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。
我们来看本节课的学习目标。
（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨。
基因文库的构建与使用
基因文库的构建与使用在生物科学领域，基因文库的构建和使用是研究基因功能和生物多样性的重要工具。
基因文库是指包含某种生物全部基因的克隆文库，它可以为我们提供深入了解该生物基因组的信息。
本文将详细介绍基因文库的构建与使用，包括基因文库的基本概念、构建方法、使用方法以及优势和展望。
一、基因文库的基本概念和作用基因文库是包含某种生物全部基因的克隆文库，它为我们提供了该生物基因组的全面信息。
构建基因文库的目的是为了方便研究者们筛选、分析和研究基因的功能以及多样性。
基因文库可以用于寻找基因的新颖功能、发现新的药物靶点以及为基因组编辑和改造提供资源。
二、构建基因文库的方法构建基因文库主要包括以下步骤：1、基因组文库的构建：首先需要获得该生物的基因组，然后将基因组进行分解，形成一系列重叠的DNA片段。
这些片段经过纯化、扩增和克隆到特定的载体中，形成基因组文库。
2、表达文库的构建：为了筛选出具有特定功能的基因，还需要构建表达文库。
表达文库中的基因需要在特定的细胞或组织中表达，以便研究者们能够确定基因的功能。
在构建基因文库时，需要考虑到基因的种类、基因表达水平以及克隆载体的选择等因素。
这些因素都会影响到基因文库的质量和实用性。
三、基因文库的使用方法使用基因文库可以方便地筛选和研究基因的功能。
以下是如何使用基因文库的一般步骤：1、选择相应的基因文库：首先需要选择包含所需基因的文库。
如果研究目标是寻找特定功能的基因，可以选择包含该功能基因的文库。
2、筛选候选基因：根据研究目标，可以在文库中进行筛查，挑选出可能具有所需功能的候选基因。
3、验证基因功能：通过实验验证挑选出的候选基因是否具有所需功能。
这可以通过表达和检测候选基因在细胞或整体生物中的功能来实现。
4、利用基因文库进行基因组编辑：基因文库也可以为基因组编辑提供资源和指导。
通过比对和分析基因文库中的序列，可以确定目标基因的精确位置和剪切位点，从而实现精准的基因组编辑。
高中生物基因文库的概念
高中生物基因文库的概念
基因文库是指收集并储存大量DNA或RNA序列信息的数据库。
高
中生物的基因文库指的是一些静态数据库，用来帮助高中生物学生学
习和掌握基因组学的知识。
基因文库建立的背景是现代生物学技术的快速发展。
在过去，我
们只能通过传统的实验手段，来获取生物体内的基因信息。
随着生物
大数据时代的到来，高通量测序技术的出现，我们发现可以快速获取
数百万到数十亿个基因序列信息。
对这些数据的处理和分析需要使用
计算机科学，而一个大量数据的储存必须依靠数据储存平台。
因此我
们建立了基因文库，以方便研究人员开展进一步的研究。
高中生物的基因文库包含了各种生命形式的基因信息，例如细胞、器官、组织、生物个体和种群等遗传信息的储存和分析。
这种静态数
据库可供学生查阅，了解有关基因组成、结构和功能的知识。
基因文库的建立，帮助学生学习和理解基因组学的概念、分析和
应用。
他们能够了解新兴的基因检测技术、基因编辑技术，并探索基
于人类基因组学的未来医学进展。
学生们还可以使用基因文库，来了
解不同物种之间基因序列的相似性和差异性，深入了解生命起源和进
化的秘密。
基因文库的建立不但对生物学有重大意义，而且也对其它学科，
如医学、生物工程等有强烈的影响。
通过研究和分析基因文库，我们
能够实现对基因和它们所编码的蛋白质进行精确控制，为医学研究和
治疗提供帮助。
总之，高中生物的基因文库是探索和研究生物基因组学的重要工具，它为学生提供了学习、理解和应用生物基因组学的一个有效平台。
基因库、基因组、基因文库的概念辨析
基因库、基因组、基因文库的概念辨析1基因库1.1基因库的概念基因库，就是基因的“仓库”，它是指一个种群中全部个体所带有的全部基因（包括全部等位基因）的总和。
对基因库这个概念的注意要点是:①是一个完整独立的种群;②是种群中所有存活的个体；③是全部基因，包括中性的基因、有利的基因与有害的基因。
所以，若携带某种基因的个体全部死亡，那么这种基因将在该种群基因库中消失。
1.2基因库的应用领域基因库这一概念属于种群遗传学范畴，它研究的对象不是细胞和个体，而是由一群可交配繁殖的个体组成的群体，该群体中的个体具有共同的基因库。
一个种群基因库中的基因不会因为个体死亡而丢失，可以通过种群中雌雄个体的有性生殖进行基因交流，从而将基因保留。
种群基因库常用基因频率和基因型频率来描述。
在一个自然环境中，种群中某个基因的频率和基因型的频率总是在发生变化的，进而影响种群基因库的变化，实质上就是这一种群的进化。
因此，研究种群基因库的变化有助于了解生物进化的机制。
2基因组2.1基因组的概念基因组的早期译名为染色体组，指的是单倍体细胞中所包含的整套染色体。
近年来，学术界用基因组这个名词替代了染色体组。
在遗传学中对基因组的定义是：一个单倍体细胞核中、一个细胞器（动、植物细胞质中的线粒体，植物细胞质中的叶绿体）中或一个病毒毒粒中所含的全部DNA(或RNA)分子的总称。
基因组包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子，是某个特定物种细胞全部遗传信息的集合。
2.2基因组的分类根据DNA在不同生物中的分布，可将基因组分为真核生物基因组、原核生物基因组和病毒基因组。
真核生物基因组又分为核基因组和细胞器基因组，前者是指单倍体的细胞核内整套染色体所含的DNA分子：后者则区分为线粒体基因组和叶绿体基因组。
原核生物基因组就是原核细胞内的拟核和质粒，一大一小两个环状DNA分子。
从上可知，不同生物的基因组差别很大。
例如，人类核基因组包括22条常染色体和X或Y两条性染色体中的全部DNA分子：而霍乱弧菌的基因组只由一大一小两个环状DNA分子构成。
基因文库构建的过程、原理及方法
基因⽂库构建的过程、原理及⽅法基因⽂库构建的过程、原理及⽅法1 cDNA ⽂库的构建1.1 cDNA ⽂库构建的基本原理与⽅法cDNA ⽂库是指某⽣物某发育时期所转录的全部 mRNA 经反转录形成的 cDNA ⽚段与某种载体连接⽽形成的克隆的集合。
经典 cDNA ⽂库构建的基本原理是⽤ Oligo(dT) 作逆转录引物，或者⽤随机引物，给所合成的 cDNA 加上适当的连接接头，连接到适当的载体中获得⽂库。
其基本步骤包括：RNA 的提取(例如异硫氰酸胍法，盐酸胍—有机溶剂法，热酚法等等，提取⽅法的选择主要根据不同的样品⽽定)，要构建⼀个⾼质量的 cDNA ⽂库，获得⾼质量的 mRNA 是⾄关重要的，所以处理 mRNA 样品时必须仔细⼩⼼。
由于RNA 酶存在所有的⽣物中，并且能抵抗诸如煮沸这样的物理环境，因此建⽴⼀个⽆ RNA 酶的环境对于制备优质 RNA 很重要。
在获得⾼质量的 mRNA 后，⽤反转录酶 Oligo(dT) 引导下合成 cDNA 第1链， cDNA 第2链的合成(⽤ RNA 酶 H 和⼤肠杆菌 DNA 聚合酶 I，同时包括使⽤ T4 噬菌体多核苷酸酶和⼤肠杆菌 DNA 连接酶进⾏的修复反应)，合成接头的加⼊、将双链DNA 克隆到载体中去、分析 cDNA 插⼊⽚断，扩增 cDNA ⽂库、对建⽴的 cDNA ⽂库进⾏鉴定。
这⾥强调的是对载体的选择，常规⽤的是λ噬菌体，这是因为λ DNA 两端具有由12个核苷酸的粘性末端，可⽤来构建柯斯质粒，这种质粒能容纳⼤⽚段的外源 DNA。
1.2 cDNA 全长⽂库经典 cDNA ⽂库的构建虽然⾼效、简便，但⽂库克隆的⽚段⼀般较⼩，单个克隆上的 DNA⽚段太短，所能提供的基因信息很少，⼤多需要⼏个克隆才能覆盖⼀个完整的全基因的 cDNA。
为了克隆到真正的 cDNA 全长，建⽴富含全长的 cDNA⽂库具有重要意义。
为此，必须克服仅⽤ mRNA 的 PolyA 尾合成以及由普通逆转录酶作⽤特点所导致的局限性。
基因文库的构建
（2）cDNA与载体相连
cDNA与一个载体在T4连接酶作用下以粘末端 互相连接，即为重组DNA 分子。
（3）导入宿主细胞 重组体在一定条件下导入宿主细胞培
养或保存。 宿主细胞必须是来自一个细胞的克隆
体的寡核苷酸链为探针）
2. mRNA比基因组中基因少, 因此筛选某一特 定功能基因工作量较小。
3. mRNA中拷贝数大于基因组中的拷贝数, 利 于获得较多的模板。（转录特征）
4. 可在原核细胞中表达有生物活性蛋白
5. 不同种类不同状态的细胞的cDNA不同 6. 不能研究基因组的结构功能
构建cDNA1.制备mRNA凝胶阻滞法
DNase Ⅰ足迹法
4.7.1 凝胶阻滞实验
又叫DNA迁移率变动实验（DNA mobility shift assay），是在80年代初期出现的用于 在体外研究DNA与蛋白质相互作用的一种特殊 的凝胶电泳技术。它具有简单、快捷等优点， 也是当前被选作分离纯化特定DNA结合蛋白质定长度的DNA片段克隆到某种载体上发育时期所转录的mRNA 经逆转录形成的cDNA片段与某种载体ene pool)：某一生物群体所拥有的全部基因。
4. 筛选目的基因
原核细胞不可用来作为基因的表达系统 （无转录后加工）。
原核细胞基因库——只能用核酸探针杂 交筛选目反转录酶的作 用下将点：
1. cDNA无内含子, 长度较基因组基因小, 使操皿内所形成的菌落或噬菌斑）转印到硝酸 纤维素膜上，碱解后加带标记的探针进行杂交，能显 示特异结合探针的点（克隆）便是目的基因所在处。 确定菌落或噬菌斑的位置，扩增，提取，再用限制性 酶切出cDNA基因片断，即为目的基因。（如图）
溶菌、使DNA 暴露
基因文库的名词解释
基因文库的名词解释随着科学技术的不断发展，基因研究成为现代生物学领域中至关重要的一部分。
而基因文库作为基因研究的重要工具之一，扮演着收集、储存和分享基因信息的角色。
本文将对基因文库的概念、分类和应用进行详细解释。
概念解释基因文库是指一种存储和组织基因信息的数据库系统，它包含了各种不同类型的基因序列、基因表达数据以及其他与基因相关的数据。
基因文库的建设目的是为了供科研人员和学者进行基因分析、基因功能研究和相关应用开发提供便利。
基因文库分类基因文库根据其构建方式和内容特点可以分为以下几类：1. 基因序列文库：该类文库存储了基因的序列信息，包括DNA序列、RNA序列和蛋白质序列等等。
在这些文库中，每一个序列都被分配了唯一的标识符，以便于研究人员进行查找和引用。
2. 基因表达文库：该类文库存储了在不同生物体或组织中基因表达的相关数据。
这些数据可以是基因在特定条件下的表达水平、组织特异性表达的信息等等。
通过对这些数据的分析，科研人员可以揭示基因的功能和调控机制。
3. 基因功能文库：该类文库存储了与基因功能相关的信息，如基因的结构、功能域、信号序列等等。
这些信息可以帮助研究人员预测基因的功能和相互作用，为基因功能研究提供参考。
4. 基因突变文库：该类文库存储了基因突变的相关数据，包括突变位点、突变类型以及与突变相关的表型信息。
这些文库可用于研究基因突变引起的遗传疾病或特定表型的产生机制。
基因文库的应用基因文库在科学研究、医学诊断和药物开发等领域有着广泛的应用。
以下从几个方面介绍基因文库的主要应用：1. 基因序列分析：基因文库中的基因序列信息可以用于DNA序列比对、突变检测和基因家族分析等。
这些分析可以帮助研究人员确定基因的结构、功能和进化关系。
2. 基因表达调控研究：基因表达文库可以用于基因表达调控网络的构建和分析。
通过对基因表达水平的比较和基因共表达网络的构建，可以揭示基因的调控模式和相关的信号通路。
3. 疾病诊断和预测：基因文库中的基因突变信息对于遗传疾病的诊断和预测有着重要价值。
基因工程及其应用
②检测目的基因是否转录出了mRNA
方法—— DNA-RNA分子杂交
③检测目的基因是否翻译成蛋白质 鉴个 定体 水 平
方法—— 抗原抗体杂交
抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
例：将目的基因导入植物细胞
能感染双子叶植物和祼子植物,对单子叶植物 无感染能力
特点: 农杆菌转化法
表达 载体转入
Ti质粒的T—DNA可转移至受体细胞并整合到 其染色体上
操作对象 操作水平
基本过程
基因 DNA分子水平
剪切→拼接→导入→表达
结果
人类需要的基因产物或性状
基因工程的基本工具
• 限制性核酸内切酶 ——“分子手术刀” • DNA连接酶 ——“分子缝合针” • 基因进入受体细胞的载体
——“分子运输车”
1.基因的“剪刀”──限制性内切酶（限制酶）
分布：主要在原核生物中
G AA T T C DNA连接酶连 接的是DNA骨 架上的缺口，不 是碱基间的氢键
C T T AA G
3、基因的运输工具——运载体 常用的运载体： 质粒 噬菌体 动植物病毒
3、基因的运输工具——运载体
运载体必须同时满足三个要求： ①具有一到多个限制酶的酶切位点,以便与外源 基因连接; ②能进入受体细胞并在受体细胞内稳定存在并能 复制（复制原点）、表达； ③具有标记基因,便于目的基因的筛选.
三、基因工程基本步PCR技术扩增 3、人工合成（需已因的分类:按外源DNA片段的来源分类
种 类基因组：含有一种生物的全部基因 部分基因： 农杆 菌 导入 植物 细胞 插入 植物细胞染 色DNA 表达 新 性 状
目的基因
基因工程基本步骤：
第一步：获取目的基因
第二步：目的基因与运载体结合 第三步：将目的基因导入受体细胞 第四步: 目的基因的检测和鉴定
2基因工程的基本操作程序
C、总mRNA
D、tRN的许多DNA片段，导入某个
c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下， 合成与模板互补的__D_N__A_链__。
3、人工合成法：
基因较小，核苷酸序列已知，可以 利用DNA合成仪人工合成
1、原核细胞的基因结构
非编码区 编码区上游
启动子
编码区
非编码区
编码区下游 终止子
与RNA聚合酶结合位点
启动子：位于基因的首端的一段特殊的DNA片断， 它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能 驱动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质库叫做基因组文
库
D、含有一种生物的一部分基因的基因叫cDNA2、利用PCR技术扩增目的基因
（2）利用PCR技术扩增目的基因
PCR——聚合酶链式反应 是一项生物体外复制特定DNA片
段的核酸合成技术。 通过此技术，可获取大量的目的基因。
A、限制酶只在获得目的基因时才用
B、重组质粒的形成在细胞内完成
C、质粒都可作为运载体
D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供 资料
5）基因工程是在DNA分子水平上进行设计
施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行
碱基互补配对的步骤是
（ C）
A、人工合成目的基因
B、目的基因与运载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
PCR技术
原理： DNA复制
前提：
一段已知目的基因的核苷酸序列
原料
模板DNA； DNA引物； 四种脱氧核苷酸；
热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
PCR扩增仪
方式
：以__指数___方式扩增，
DNA文库的构建和目的基因ppt课件
▪ 从特定组织提取的染色制性 内切酶
……
克隆、转化、培养、鉴定基因 91)基因组 (Genomic library) ：
▪ 是指将某种生物体基因组转录的全部
mRNA经反转录产生的cDNA片段分别与克 隆载体重组，储存于某种受体ntary DNA，互补
DNA)：是由生物的某一特定器官或特定发 育时期细胞内的mRNA经体外反转录后形 成的互补DNA。
因，因此从特定组织中制备的mRNA通常会 富集某些特异序列。所以起始材料的选择 十分重要。
30
1、mRNA的制备: 动物细胞或植物细胞mRNA的制备
2、mRNA的来源: 选用mRNA含量高的组织材料，或通过药物等方
法提高mRNA的含量。 3、mRNA完整性的检测
1)mRNA分子的大小：哺乳动物mRNA长度为5008000bp，大部分mRNA位于1.51
▪ 外源基因：插入到载体内的那个特定
的片段基因。
▪ 目的基因：那些已被或者准备要分离、
改造、扩增或表达的特定基因或DNA片 段。
2
对于高等真核生物而言，基因组DNA 十分庞大,基因可达数万个，且基因组成 结构复杂，除编码序列，还有非编码序 列及调控序列，基因间还存在大量的间 隔序列和重复序列，因此，单个目的基 因在整个基因组中所占的比例极其微小， 除少数例外，绝大多数基因难以直接分 离得到。
15
（二）基因组DNA的不完全酶切 1、根据实验需要选择合适的限制性内切 酶 2、分离目的酶切片段大小的确定
a) 克隆单个基因：< 10 kb b) 克隆基因族：< 20kb 3、DNA不完全酶切条件的确定 a) 确定限制酶用量，改变酶切时间 b) 固定酶切时间，改变限制酶的用量
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基因库的建立和应用
基因库的建立和应用随着科技的进步和科学技术的发展，人类对于基因的研究和认识越来越深入。
而建立基因库是一个将基因信息整合起来的重要手段，它可以帮助我们更好地理解基因的结构和变化，同时也有着广泛的应用前景。
什么是基因库？基因库是指将某一群体的所有基因组信息、变异信息、表达信息、功能信息等整合到一起的数据库。
它包含了各种不同来源的基因信息，包括基因序列、表达数据、功能信息、调控元件等。
建立基因库需要先进行高通量测序来获得样本的基因组或转录组数据，并利用生物信息学方法进行基因的注释、分析和整合。
目前常见的基因库包括NCBI(GenBank)、EMBL、DDBJ等国际性基因库以及TAIR、RGAP、Ensembl Plants等专门针对植物基因组的数据库等。
基因库的应用基因库的应用可以分为几个方面：遗传学研究、遗传疾病诊断、药物研发、基因工程等。
1、遗传学研究建立基因库可以为遗传学研究提供很多支持，包括找到一些与某种遗传病相关的基因、探究基因变异与表型的相关性、基因的进化以及同源基因等。
2、遗传疾病诊断基因库在遗传疾病诊断方面也有很大的作用。
遗传病患者可以通过测序检测自身的基因突变情况，与数据库中的基因序列比对来寻找突变位点，进而进行确诊和治疗。
3、药物研发基因库还可以为药物研发提供基础数据支持。
研究人员可以利用基因数据来预测药物的作用机理、筛选药物靶点等，从而提高药物研发的效率和成功率。
4、基因工程基因库还为基因工程领域提供了有价值的资源。
研究人员可以从数据库中筛选有用基因、调控元件进行组合和改造，产生一些新的生物工程产品，如工业用的高效酶等。
基因库的意义建立基因库具有非常重要的意义。
首先，它是开展遗传学研究的基础，可以为研究人员提供丰富的数据资源，促进了遗传学的发展。
其次，基因库为遗传疾病的早期发现和诊断提供了有力的基础，有助于遗传病患者尽早获得治疗。
最后，基因库还为药物研发和生物工程领域提供了重要的数据支持，促进了这些领域的发展。
《基因工程的基本操作程序》 讲义
《基因工程的基本操作程序》讲义基因工程，这一在现代生命科学领域中大放异彩的技术，就像是一把神奇的钥匙，为我们开启了探索生命奥秘和解决众多实际问题的新大门。
那么，它到底是如何实现的呢？这就需要了解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期望在受体细胞中表达的特定基因，它是基因工程的“主角”。
获取目的基因的方法多种多样。
从基因文库中获取是一种常见的途径。
基因文库就像是一个巨大的基因仓库，里面存放着各种生物的基因。
我们可以根据目的基因的相关信息，在这个“仓库”里进行筛选和查找。
利用 PCR 技术扩增目的基因也是常用的方法。
PCR 技术就像是一个基因的“复印机”，能够以少量的 DNA 为模板，快速大量地复制出特定的基因片段。
此外，如果已知目的基因的核苷酸序列，还可以通过化学方法人工合成。
这就像是按照设计图纸精准地构建出我们想要的基因。
二、基因表达载体的构建获取了目的基因后，接下来要构建基因表达载体。
这一步就像是给目的基因打造一个合适的“座驾”，让它能够顺利地进入受体细胞并发挥作用。
基因表达载体通常由目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分组成。
启动子是基因表达的“开关”，它决定了基因在什么时间、什么部位开始表达。
终止子则像是基因表达的“刹车”，告诉基因表达到这里就结束了。
标记基因就像是一个“信号灯”，能够帮助我们筛选出成功导入了基因表达载体的受体细胞。
构建基因表达载体时，需要使用限制酶和 DNA 连接酶等工具酶。
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 连接酶则能够将切割后的 DNA 片段连接起来，形成完整的基因表达载体。
三、将目的基因导入受体细胞有了基因表达载体，接下来就要把它导入受体细胞。
这就像是把货物送到指定的地点。
导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等。
农杆菌转化法利用了农杆菌能够感染植物细胞，并将其携带的TDNA 转移到植物细胞中的特点。
基因文库
基因文库：是指由来自染色体DNA的全部DNA片段组成的基因文库。
发酵工程：是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术，由于它的主体是微生物，又称为微生物工程次生代谢产物是由次生代谢产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性。
益生菌是一类活的微生物，当摄入充足数量时，它会对宿主的健康有益。
（世界卫生组织/联合国粮农组织，2001）愈伤组织原指植物体受伤时产生于伤口周围的组织。
现多指切取植物体的一部分，置于含有生长素和细胞分裂素的培养液中培养，诱导产生的无定形的组织团块。
固定化酶是指固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。
它是通过物理或化学的方法使溶液酶转变为在一定的空间内运动受到完全约束、或受到局部约束的一种不溶于水，但仍具有活性的酶。
它能以固相状态作用于底物进行催化反应。
聚合酶链式反应(PolymeraseChainReaction)，即PCR技术，是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法，故又称为基因的体外扩增法。
限制性核酸内切酶(restriction endonuclease, RE)是识别DNA的特异序列, 并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。
基因定点突变：是指按照设计的要求，使基因的特定序列发生插入、删除、置换和重排等变异。
3）原生质体融合：原生质体融合(protoplast fusion)：指通过人为的方法，使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合，借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。
◆A株＋B株原生质体悬浮液◆混合、离心◆沉淀置于高渗溶液SMM中＋40％PEG◆搅拌（20℃)◆在0 ℃静置1min再用SMM稀释，取少量最后稀释液涂布在复原再生平板上，保温培养后检查其重组菌株。
发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。
发酵工程是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术，由于它的主体是微生物，又称为微生物工程。
基因工程中为什么要建立基因文库
基因工程中为什么要建立基因文库？基因文库是如何建立的？基因文库是指一个包含了某一生物体全部DNA序列的克隆群体。
目的：当我们要对某一基因结构和功能进行研究时，首先要获得此基因，最简便的方法就是直接从基因文库中获取。
构建过程：将纯化的细胞基因组DNA用限制性内切酶消化，获得一定大小的DNA片段，将这些片段克隆到载体中，从而获得含有不同DNA片段的噬菌体，这就是基因组文库。
打个比方让你建图书馆，你就得把所有书分门别类放，以便于找。
这么多书你一个人又搞不定，所以你得找一群人，一个人负责一部分，各自干各自的，然后最后一汇总就行了。
基因组文库和cDNA文库一.基因组文库用限制性内切酶切割整个基因组DNA，把所得的大量基因组DNA片段与载体连接，然后转化到细菌中去，让宿主菌长成克隆。
由此而得的克隆中每个细胞的载体上都包含有特定的基因组DNA片段。
这样的一套克隆便称作基因组克隆，而这些克隆中的一套基因组DNA片段则叫做基因组文库(genomic library)。
二.cNDA 文库的构建及应用cDNA基因文库(cDNA library)是指以 mRNA为模板，在反转录酶及其他一系列酶的催化作用下所获得的双链cDNA，经与适当载体连接并转化到寄主细胞内进行扩增，由此而构成包含着相应基因编码序列的一群克隆。
与基因组DNA克隆不同，用作cDNA克隆的真核mRNA，其间隔序列早已在拼接过程中被删除，而由这种成熟mRNA 为模板转变而来的DNA基因，自然也不含有非编码序列。
cDNA克隆除以 mRNA为起始材料这一优点外，其构建比较简易可行，而且由于每一个cDNA克隆都只含有一种mRNA序列，这样在选择中出现假阳性的概率也就较低。
随着分子克隆研究在理论和技术上的进步，cDNA 基因文库的构建不仅是分离基因的重要手段，也是当前真核分子生物学研究的强有力工具。
首先，在基因工程的操作中，以cDNA为探针可从基因组文库中分离出相应的特异基因；其次，cDNA序列只与基因中的编码序列有关，有助于对真核生物mRNA结构和功能的认识；再者，cDNA 克隆还可以有效地分析真核基因的结构和功能。
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基因工程中为什么要建立基因文库？基因文库是如何建立的？
基因文库是指一个包含了某一生物体全部DNA序列的克隆群体。
目的：当我们要对某一基因结构和功能进行研究时，首先要获得此基因，最简便的方法就是直接从基因文库中获取。
构建过程：将纯化的细胞基因组DNA用限制性内切酶消化，获得一定大小的DNA片段，将这些片段克隆到载体中，从而获得含有不同DNA片段的噬菌体，这就是基因组文库。
打个比方让你建图书馆，你就得把所有书分门别类放，以便于找。
这么多书你一个人又搞不定，所以你得找一群人，一个人负责一部分，各自干各自的，然后最后一汇总就行了。
基因组文库和cDNA文库
一.基因组文库
用限制性内切酶切割整个基因组DNA，把所得的大量基因组DNA片段与载体连接，然后转化到细菌中去，让宿主菌长成克隆。
由此而得的克隆中每个细胞的载体上都包含有特定的基因组DNA片段。
这样的一套克隆便称作基因组克隆，而这些克隆中的一套基因组DNA片段则叫做基因组文库(genomic library)。
二.cNDA 文库的构建及应用
cDNA基因文库(cDNA library)是指以 mRNA为模板，在反转录酶及其他一系列酶的催化作用下所获得的双链cDNA，经与适当载体连接并转化到寄主细胞内进行扩增，由此而构成包含着相应基因编码
序列的一群克隆。
与基因组DNA克隆不同，用作cDNA克隆的真核mRNA，其间隔序列早已在拼接过程中被删除，而由这种成熟mRNA 为模板转变而来的DNA基因，自然也不含有非编码序列。
cDNA克隆除以 mRNA为起始材料这一优点外，其构建比较简易可行，而且由于每一个cDNA克隆都只含有一种mRNA序列，这样在选择中出现假阳性的概率也就较低。
随着分子克隆研究在理论和技术上的进步，cDNA 基因文库的构建不仅是分离基因的重要手段，也是当前真核分子生物学研究的强有力工具。
首先，在基因工程的操作中，以cDNA为探针可从基因组文库中分离出相应的特异基因；其次，cDNA序列只与基因中的编码序列有关，有助于对真核生物mRNA结构和功能的认识；再者，cDNA 克隆还可以有效地分析真核基因的结构和功能。
cDNA文库（cDNA library)：指只包括在特定组织或细胞类型中已经被转录成mRNA的所有的基因序列。
基因组文库(genomic DNA library)：指将基因组DNA通过限制性内切酶部分酶解后所产生的基因组DNA片段随机的同相应的载体重组、克隆，所产生的克隆群体代表了基因组DNA所有的序列。