目的基因的克隆与鉴定
目的基因的克隆实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在通过分子克隆技术，将目的基因从基因库中提取并克隆到合适的载体上，为后续的基因表达、功能研究及基因工程应用奠定基础。
二、实验原理分子克隆技术是基因工程的核心技术之一，其基本原理是将目的基因片段与载体DNA片段通过酶切、连接等步骤形成重组DNA分子，然后将重组DNA分子导入宿主细胞进行扩增和表达。
三、实验材料1. 实验试剂：限制性核酸内切酶、T4 DNA连接酶、DNA聚合酶、dNTPs、质粒载体、目的基因DNA、LB液体培养基、LB固体培养基、IPTG、X-Gal、0.1 M MgCl2、0.1 M CaCl2等。
2. 实验仪器：PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统、离心机、恒温培养箱、显微镜、超净工作台等。
四、实验步骤1. 目的基因的获取（1）设计引物：根据目的基因的序列，设计特异性引物，引物5'末端带有酶切位点。
（2）PCR扩增：以目的基因DNA为模板，PCR扩增目的基因片段。
（3）PCR产物回收：采用PCR产物回收试剂盒回收目的基因片段。
2. 载体与目的基因的连接（1）载体线性化：用限制性核酸内切酶酶切质粒载体，获得线性化载体。
（2）连接反应：将回收的目的基因片段与线性化载体在T4 DNA连接酶作用下进行连接。
（3）连接产物转化：将连接产物转化到大肠杆菌感受态细胞中。
3. 重组子筛选与鉴定（1）菌落培养：在含有IPTG和X-Gal的LB固体培养基上培养转化菌，挑选白色菌落。
（2）菌落PCR鉴定：以白色菌落为模板，进行PCR扩增，检测目的基因片段是否插入载体。
（3）重组子测序：对PCR鉴定阳性的重组子进行测序，验证目的基因片段是否正确插入载体。
五、实验结果与分析1. PCR扩增结果：通过PCR扩增，成功获得了目的基因片段。
2. 菌落PCR鉴定结果：白色菌落PCR鉴定阳性，表明目的基因片段已插入载体。
3. 重组子测序结果：测序结果显示，目的基因片段正确插入载体。
六、实验结论本实验成功克隆了目的基因，为后续的基因表达、功能研究及基因工程应用奠定了基础。
同源序列法克隆目的基因
同源序列法克隆目的基因同源序列法克隆是一种常用的基因克隆方法，用于获取目的基因的DNA序列。
同源序列法克隆的主要步骤如下：1. 设计引物：根据已知目的基因的序列，设计一对引物（即寡核苷酸片段），其中一个引物具有与目的基因的5'端相互匹配，另一个引物具有与目的基因的3'端相互匹配。
2. 提取模板DNA：从包含目的基因的源生物体中提取总DNA 或特定组织/细胞中的DNA作为模板。
3. 聚合酶链反应（PCR）扩增：在PCR反应中使用设计的引物和模板DNA来扩增目的基因的DNA序列。
PCR反应通过多次循环加热和冷却来产生大量DNA复制品。
4. 凝胶电泳分析：将PCR扩增产物与分子量标记物一起加载在琼脂糖凝胶上进行电泳分离。
通过比较扩增产物与标记物在凝胶上的迁移距离，可以确定是否成功扩增了目的基因。
5. 纯化目的基因：从PCR反应中纯化目的基因的扩增产物，一般使用凝胶切片、DNA纯化试剂盒等方法。
6. 连接到载体：将纯化的目的基因DNA与适当的载体（如质粒）进行连接。
这通常涉及酶切目的基因和载体的DNA，然后使用连接酶将它们连接在一起。
7. 转化宿主细胞：将连接的DNA导入宿主细胞中，使其自行复制和表达。
这可以通过转染、电穿孔或热激冲等方法实现。
8. 筛选与鉴定：通过对转化后的细胞进行选择性培养或检测，筛选出带有目的基因的克隆。
常用的筛选方法包括抗生素筛选、荧光筛选等。
9. 验证目的基因：最终需要验证克隆中是否成功插入了目的基因。
这可以通过DNA测序、限制性酶切、PCR等方法来进行。
同源序列法克隆是一种有效的基因克隆技术，可用于获得感兴趣的基因序列并进一步研究其功能、表达和调控机制等。
目的基因T载体克隆实验步骤
目的基因T载体克隆实验步骤目的基因T载体克隆实验步骤PCR产物的T载体克隆一. 重组质粒的构建：重组的DNA分子是在DNA连接酶的作用下，有Mg切的载体分子与外源DNA分子进行连接。
DNA连接酶有两种：T4噬菌体DNA连接酶和大肠杆菌DNA连接酶。
两种DNA连接酶都有将两个带有相同粘性末端的DNA分子连在一起的功能，而且T4噬菌体DNA连接酶还有一种大肠杆菌DNA连接酶没有的特性，即能使两个平末端的双链DNA分子连接起来。
但这种连接的效率比粘性末端的连接率低，一般可通过提高T4噬菌体DNA连接酶浓度或增加DNA浓度来提高平末端的连接效率。
T4噬菌体DNA 连接酶催化DNA 连接反应分为3 步：首先，T4 DNA 连接酶与辅因子ATP形成酶-ATP复合物；然后，酶-ATP复合物再结合到具有5’磷酸基和3’羟基切口的DNA上，使DNA腺苷化；最后产生一个新的磷酸二酯键，把切口封起来。
连接反应通常将两个不同大小的片断相连。
很多DNA聚合酶在进行PCR扩增时会在PCR产物双链DNA每条链的3’端加上一个突出的碱基A。
pUCm-T载体是一种已经线性化的载体，载体每条链的3’端带有一个突出的T。
这样，pUCm-T载体的两端就可以和PCR产物的两端进行正确的AT配对，在连接酶的催化下，就可以把PCR产物连接到pUCm-T载体中，形成含有目的片断的重组载体。
连接反应的温度在37℃时有利于连接酶的活性。
但是在这个温度下粘末端的氢键结合是不稳定的。
因此采取折中的温度，即12-16℃，连接12-16h（过夜），这样既可最大限度地发挥连接酶的活性，又兼顾到短暂配对结构的稳定。
2 、ATP存在的连接缓冲系统中，将分别经酶二. 感受态制备原理细菌在0 C CaCl2低渗溶液中胀成球形，丢失部分膜蛋白，成为容易吸收外源DNA的状态。
三. β-半乳糖甘酶显色反应选择法（蓝白筛选）原理 LacZ基因是大肠杆菌乳糖操纵子中的一个基因，可以编码β—半乳糖核苷酶。
目的基因的制备和基因克隆的筛选
contents
目录
• 引言 • 目的基因的制备 • 筛选策略与方法 • 实验结果与数据分析 • 结论与展望
01 引言
目的基因的重要性
决定生物性状
目的基因是生物体内控制特定性 状表达的关键基因，其序列和表 达水平直接影响生物的表型特征。
潜在应用价值
目的基因往往与生物体的生长、 发育、代谢等关键过程密切相关， 因此具有潜在的应用价值，如用 于基因工程、生物制药等领域。
限制性内切酶酶切分析
利用限制性内切酶对DNA进行酶切，通过凝胶电泳分析酶切片段的大小和数量，判断 目的基因是否插入到载体中。
Southern杂交分析
将酶切后的DNA片段转移到固相支持物上，与特异性探针进行杂交，通过放射自显影 或化学发光等方法检测杂交信号，确定目的基因的存在和位置。
PCR筛选
菌落PCR筛选
05 结论与展望
实验结论总结
成功制备了目的基因
通过PCR扩增和基因合成等方法，成功获得了所需的目的 基因片段，为后续实验提供了基础。
建立了基因克隆筛选体系
通过构建重组质粒、转化宿主细胞、筛选阳性克隆等步骤， 成功建立了基因克隆的筛选体系，为后续基因功能研究提 供了有效手段。
验证了基因功能
通过基因表达分析、蛋白互作研究等方法，初步验证了目 的基因在细胞中的功能和作用机制。
重组DNA的转化与扩增
重组DNA的转化
将重组DNA分子导入到合适的宿主细胞中，如细菌、酵母或哺乳动物细胞等，使其获得新的遗传特性 。
重组DNA的扩增
通过选择培养基筛选阳性克隆，并进行扩大培养，以获得足够的重组DNA分子用于后续实验。同时， 可以通过PCR等方法对重组DNA进行进一步验证和鉴定。
基因克隆具体实验报告
一、实验目的1. 学习基因克隆的基本原理和方法。
2. 掌握PCR扩增、酶切、连接等基因克隆实验技术。
3. 验证目的基因的克隆是否成功。
二、实验原理基因克隆是指将目的基因片段从基因组中分离出来，并插入到载体中，使其在宿主细胞中复制、表达的过程。
实验过程中，主要涉及PCR扩增、酶切、连接、转化、筛选等步骤。
三、实验材料1. 模板DNA：含有目的基因的基因组DNA。
2. 引物：根据目的基因序列设计的上下游引物。
3. Taq DNA聚合酶：用于PCR扩增。
4. 酶切体系：限制性内切酶、缓冲液、连接酶等。
5. 连接载体：线性化载体。
6. 转化宿主菌：大肠杆菌DH5α。
7. 筛选培养基：含抗生素的LB培养基。
8. PCR扩增试剂：10×PCR缓冲液、dNTPs、MgCl2等。
四、实验方法1. PCR扩增（1）设计引物：根据目的基因序列设计上下游引物，长度约为20-30bp，分别位于目的基因的上下游。
（2）PCR反应体系：取模板DNA 1μl，上下游引物各1μl，10×PCR缓冲液5μl，dNTPs 4μl，MgCl2 2μl，Taq DNA聚合酶0.5μl，加ddH2O至50μl。
（3）PCR反应程序：95℃预变性5min，95℃变性30s，55℃退火30s，72℃延伸1min，共35个循环，最后延伸10min。
2. 酶切连接（1）酶切：取PCR产物5μl，加限制性内切酶（如EcoRI）1μl，10×酶切缓冲液2μl，ddH2O 2μl，混匀后置于37℃水浴酶切2h。
（2）连接：取线性化载体5μl，酶切产物5μl，10×连接缓冲液2μl，T4 DNA 连接酶1μl，混匀后置于16℃连接过夜。
3. 转化（1）制备感受态细胞：将大肠杆菌DH5α在LB培养基中培养至对数生长期，按照1:100的比例加入CaCl2，混匀后冰浴30min。
（2）热激转化：将连接产物加入感受态细胞中，混匀后置于42℃水浴45s，迅速转移至冰浴中。
基因克隆与表达及功能鉴定研究
基因克隆与表达及功能鉴定研究在现代生命科学领域中，基因克隆与表达以及功能鉴定是非常重要的研究方向之一，它涉及到许多生物医学、农业、工业和环境等领域的研究和实际应用。
本文将从基因克隆与表达的基本原理、方法、技术和应用，以及功能鉴定的原理、方法、技术和应用等方面进行探讨。
一、基因克隆与表达基因克隆是指通过分子生物学技术，将含有某个或某些特定基因的DNA序列从一个大的DNA分子（如染色体）中分离出来，然后插入到特定的载体DNA中，形成重组DNA分子的过程。
基因表达是指基因信息的转录和翻译过程，将基因的DNA序列转录成RNA分子，然后翻译成蛋白质分子的过程。
基因表达是生物体形成和发展的基础，也是生命活动的重要表现形式。
1. 基因克隆原理基因克隆的主要原理是利用限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶以及质粒或噬菌体等DNA载体的特性，将特定DNA序列插入到载体DNA中，形成重组DNA分子。
限制酶是一种能够识别、切割DNA分子特定序列的酶，其识别序列具有一定的特异性。
DNA连接酶是一种能够连接两个DNA分子的酶，常用的有T4 DNA连接酶和快速连接酶等。
DNA聚合酶是一种能够在DNA模板上合成互补链的酶，其作用是在重组DNA分子中完成互补链的合成。
2. 基因克隆方法基因克隆的主要方法有限制性片段长度多态性（RFLP）分析、聚合酶链式反应（PCR）克隆、原核表达克隆和真核表达克隆等。
RFLP分析是一种利用限制酶对DNA序列进行切割，并根据不同的RFLP位点进行区分的方法，其主要应用于基因型鉴定和进化研究等领域。
PCR克隆是一种利用PCR技术扩增目标基因或DNA片段，并将扩增产物克隆到载体DNA中的方法，其主要应用于基因检测、DNA测序和分子克隆等领域。
原核表达克隆是一种利用质粒或噬菌体等原核生物作为DNA载体，将外源基因转入细菌或古细菌等原核生物细胞中，通过蛋白质表达实现基因功能研究的方法。
真核表达克隆是一种利用真核生物（如哺乳动物、鸟类、昆虫、线虫等）作为DNA载体，将外源基因转入具有表达能力的真核细胞中，通过蛋白质表达实现基因功能研究的方法。
分离目的基因实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在通过分子生物学技术，学习并掌握目的基因的分离方法，包括基因组DNA提取、目的基因的克隆、扩增和鉴定等步骤。
通过实验，使学生熟悉实验原理、操作步骤和注意事项，提高学生的动手能力和实验技能。
二、实验原理目的基因分离是指从生物基因组中提取出特定的基因片段，并进行克隆、扩增和鉴定。
实验步骤主要包括以下几部分：1. 基因组DNA提取：利用各种方法从生物组织中提取出基因组DNA。
2. 目的基因的克隆：利用PCR技术扩增目的基因，并克隆到载体上。
3. 目的基因的鉴定：通过限制性内切酶酶切、DNA测序等方法对克隆的目的基因进行鉴定。
4. 目的基因的表达：将目的基因导入宿主细胞，进行表达和功能验证。
三、实验材料与试剂1. 实验材料：大肠杆菌、质粒载体、目的基因DNA模板等。
2. 试剂：DNA提取试剂盒、PCR试剂、限制性内切酶、DNA连接酶、DNA测序试剂盒等。
四、实验步骤1. 基因组DNA提取（1）取适量生物组织，按照DNA提取试剂盒说明书进行操作。
（2）提取的基因组DNA用琼脂糖凝胶电泳检测，确保DNA提取质量。
2. 目的基因的克隆（1）设计特异性引物，用于PCR扩增目的基因。
（2）按照PCR试剂盒说明书进行PCR扩增，获得目的基因。
（3）将PCR产物与载体连接，转化大肠杆菌。
（4）通过蓝白斑筛选，获得阳性克隆。
3. 目的基因的鉴定（1）对阳性克隆进行酶切鉴定，验证目的基因是否成功克隆。
（2）对阳性克隆进行DNA测序，确定目的基因序列。
4. 目的基因的表达（1）将目的基因克隆到表达载体上，构建表达系统。
（2）将表达载体导入宿主细胞，进行目的基因的表达。
（3）检测目的基因的表达产物，验证目的基因的功能。
五、实验结果与分析1. 基因组DNA提取：提取的基因组DNA在琼脂糖凝胶电泳中呈现清晰的主带，说明DNA提取成功。
2. 目的基因的克隆：通过PCR扩增，获得目的基因片段，大小与预期相符。
酵母表达体系构建
酵母表达体系构建酵母表达体系是一种常用的基因表达系统，可以用于生产重组蛋白质、疫苗、抗体等生物制品。
构建酵母表达体系需要选择合适的酵母菌种、载体、目的基因以及必要的宿主细胞，并通过基因克隆、转化、筛选等一系列步骤实现。
本文将详细介绍酵母表达体系的构建过程。
一、选择酵母菌种和载体1．酵母菌种选择：根据需要表达的蛋白质的种类和性质，选择适合的酵母菌种。
常用的酵母菌种有Saccharomyces cerevisiae（酿酒酵母）、Pichia pastoris（毕赤酵母）等。
2．载体选择：载体是携带目的基因进入宿主细胞的必要元件，常用的载体包括质粒、整合型载体和噬菌体载体等。
在构建酵母表达体系时，应根据目的基因的性质和表达量要求选择合适的载体。
二、目的基因的克隆和鉴定1．基因克隆：将目的基因插入到载体中，形成重组DNA分子。
可以通过PCR、基因文库等方法获取目的基因，也可以从基因组或cDNA文库中筛选出目的基因。
2．转化宿主细胞：将重组DNA分子导入到宿主细胞中，常用的方法包括电穿孔法、转化法等。
3．阳性克隆筛选：通过菌落PCR或 southern 杂交等方法筛选出含有目的基因的阳性克隆。
4．序列分析：对阳性克隆进行序列分析，确保目的基因正确插入载体中，并且没有发生任何突变。
三、构建酵母表达体系1．质粒制备：从阳性克隆中提取重组质粒，并进行纯化和鉴定。
2．转化酵母细胞：将重组质粒转化到酵母细胞中，常用的方法包括电穿孔法、热激法等。
3．筛选阳性克隆：通过 southern 杂交等方法筛选出含有重组质粒的阳性克隆。
4．鉴定表达产物：对阳性克隆进行蛋白质表达水平检测，常用的方法包括 western 杂交、ELISA等。
同时对表达产物进行生物活性检测，以评估表达产物的质量和功能。
5．优化表达条件：通过对培养条件（如温度、pH值、营养物质浓度等）进行优化，提高目的基因的表达水平和产量。
6．生产与纯化：在优化条件下进行大规模培养和表达，并对表达产物进行纯化和加工，以满足实际应用需求。
目的基因序列克隆的筛选与鉴定
目的基因序列克隆的筛选与鉴定目的序列与载体DNA正确连接的效率、重组导入细胞的效率都不是百分之百的，因而最后生长繁殖出来的细胞并不同都带有目的序列。
一般一个载体只携带某一段外源DNA，一个细胞只接受一个重组DNA分子。
最后培养出来的细胞群中只有一部分、甚至只有很小一部分是含有目的序列的重组体（recombinant）。
将目的重组体筛选出来就等于获得了目的序列的克隆，所以筛选(dcreening)是基因克隆的重要步骤。
在构建载体，选择宿主细胞、设计分子克隆方案时都必须仔细考虑筛选的问题。
以下就常用技术的基本原理加以介绍。
一、根据重组载体的标志作筛选最常见的载体携带的标志是抗药性标志，如抗氨芐青霉素（anpr）、抗四环素(terr)、抗卡那霉素(kanr)、G418等。
当培养基中含有抗生素时，只有携带相应抗药性基因载体的细胞才能生存繁殖，这就把凡未能接受载体DNA的细胞全部筛除掉了。
如果外源目的序列是插入在载体的抗药性基因中间使这抗药性基因失活，这个抗药性标志就会消失。
例如质粒pBR322含有anpr、和terr两个抗药基因，若将目的序列插入terr基因序列中，转化大肠杆菌，让细菌放在含氨芐青霉素或四环素培养基中，凡未接受质粒DNA的细胞都不能生长；凡在含氨芐青霉素和四环素中都能生长的细菌是含有质粒pBR322的，但其pBR322未插入目的序列，凡在氨芐青霉素中能生长、而在四环素中不能生长的细菌就很可能是含有目的序列的重组质粒。
载体含有lacZ’的蓝白筛选法，近年更被广泛应用。
例如将目的序列插入前面述及的质粒pUC19的多克隆位点，转化大肠杆菌，放入含氨芐青霉素、IPTG、X-gal的培养基中培养，凡能生长并呈白色的菌落，其细菌中就很可能含有插入目的序列的重组质粒，这样就很容易获得目的序列的克隆。
根据重组载体的标志来筛选，可以筛选去大量的非目的重组体，但还只是粗筛，例如细菌可能发生变异而引起抗药性的改变，却并不代表目的序列的插入，所以需要做进一步细致的筛选。
目的基因的检测与鉴定步骤
目的基因的检测与鉴定步骤目的基因的检测与鉴定是一项重要的生物技术，它可以帮助科学家们了解生物体内的特定基因，以及这些基因在生物体中的功能和表达方式。
下面将介绍目的基因的检测与鉴定的步骤。
第一步：提取DNA样本目的基因的检测与鉴定首先需要从生物体中提取DNA样本。
这可以通过不同的方法来实现，比如采用化学试剂的方法或者利用机械方法破碎细胞膜来释放DNA。
第二步：PCR扩增在获得DNA样本后，科学家们需要进行PCR扩增，以增加目的基因的数量。
PCR是一种基于DNA聚合酶的体外DNA复制技术。
它可以在短时间内扩增目的基因的特定区域，从而使其数量增加。
第三步：凝胶电泳分离PCR扩增后，科学家们需要进行凝胶电泳分离，以检测目的基因的扩增效果。
凝胶电泳是一种分离DNA片段的常用方法，它可以根据DNA片段的大小将其分离出来，并通过染料来可视化目的基因的扩增结果。
第四步：测序分析凝胶电泳分离后，科学家们需要进行测序分析，以确定目的基因的具体序列。
测序分析可以通过不同的方法来实现，如Sanger测序或者新一代测序技术。
通过测序分析，科学家们可以获得目的基因的完整序列信息。
第五步：功能鉴定在得到目的基因的序列后，科学家们可以进行功能鉴定，以了解目的基因在生物体中的功能和表达方式。
功能鉴定可以通过不同的方法来实现，如基因敲除、基因过表达或基因沉默等技术。
通过功能鉴定，科学家们可以深入研究目的基因的生物学功能。
目的基因的检测与鉴定包括提取DNA样本、PCR扩增、凝胶电泳分离、测序分析和功能鉴定等步骤。
这些步骤的顺序和操作方法可以根据具体的实验目的和要求进行调整和优化。
通过目的基因的检测与鉴定，科学家们可以更好地了解生物体内的基因信息，为生命科学研究和应用提供基础支持。
第6章目的基因的分离克隆(植物基因工程)课件
12
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14(2) 如何从cDNA中找到所需要的基因？15转录水平上的基因克隆方法
l 差别杂交筛选 l 扣除杂交 l 代表性差别分析 l 差异显示 l cDNA阵列杂交 l 基因表达系列分析 l 抑制差减杂交
筛选目的基因(核酸探针法、免疫结合法)因库应当能包括全部的基因组序 列。如果每一个克隆包括的DNA片段大，则总 克隆数目少，常选择能接受较大片段的载体。 令检测是否包括一个完整的基因组序列的公式：
令例:人类基因组3.0x106kb, 以λEMBL作载体， 插入片段的平均长度为17kb ，p为99%时, 基因 库应有8.1x105 个 重组噬菌体。
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n基于EST信息的基因克隆
EST
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由杨树EST库获得基因序列
PCNA
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克隆的核酸酶
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2、基因组水平上的克隆
将ry) ：将某种生物的基因组DNA切割成 一定大小的片段，并与合适的载体重组后导入宿主细胞，进 行克隆。这些存在于所有重组
➢差别杂交筛选
含有表达 目的基因
不含有表 达目的基因cDNA 铺平板转膜 转膜提取分离 mRNA
cDNA 探针
提取分离 mRNA
cDNA 探针
比较 分析
用对照样品cDNA作探 针杂交的X光片中没有 而在检测样品cDNA作 探针杂交的X光片中有 的印斑，可对照X光片 从原平板挑出菌落进行 鉴定是否含有目的基因
31
菌落杂交技术寻找目标DNA克隆
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文 库 的 抗 体 筛 选
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(2) T-DNA标签克隆基因
PCR技术克隆目的基因全过程
PCR技术克隆目的基因全过程PCR（聚合酶链式反应）是一种体外的DNA合成技术，可以通过放大目的基因序列来克隆和检测DNA。
以下是PCR技术克隆目的基因全过程的详细解释。
1.设计引物：引物是用于扩增目的基因的短DNA片段。
引物分为前向引物和反向引物，其序列分别与目的基因的5’和3’末端相互匹配。
引物的设计应该尽量避免互相形成二聚体或发生引物间杂交。
一般情况下，前向引物和反向引物的长度约为18-30个碱基。
2.DNA模板的准备：DNA模板是PCR反应中的起始材料，可以是从细胞中提取的基因组DNA、cDNA或合成的DNA片段等。
DNA模板需要经过特定的处理步骤，如酶切或热变性，以解开DNA双链结构，使得引物能够与目的基因序列起始材料结合。
3.PCR反应体系的制备：PCR反应体系通常包含DNA模板、引物、dNTPs（脱氧核苷酸三磷酸盐）、聚合酶、缓冲液和稀释的镁离子。
这些成分需要以特定的量和浓度配制在一起。
在反应体系中加入适量的聚合酶，可以保证PCR反应能够进行。
4.PCR扩增条件设定：PCR反应需要经历一系列的温度变化，这些温度的设定旨在创造一个适宜扩增引物的环境。
PCR反应通常包含三个主要的步骤：变性、退火和延伸。
变性步骤中，DNA模板的双链结构被加热到95°C，使其变性为两条单链DNA。
退火步骤中，反应体系温度降至碱基互补序列的温度，使引物能够与DNA模板结合。
延伸步骤中，反应体系温度升至适合聚合酶的工作温度，引物被复制形成两条新的双链DNA。
这三个步骤的温度和时间根据目的基因的特性和引物的设计来设定。
5.PCR扩增循环：PCR反应通常包含20-40个循环，每个循环包括变性、退火和延伸三个步骤。
每个循环都会使目的DNA序列扩增一倍。
PCR反应的循环数取决于目的基因的起始材料的丰度和所需扩增的DNA数量。
6.PCR产物检测：PCR扩增产物可以通过凝胶电泳等方法进行检测。
凝胶电泳可以将PCR扩增产物按照大小分离。
目的基因克隆[方案]
![目的基因克隆[方案]](https://img.taocdn.com/s3/m/17a5319082d049649b6648d7c1c708a1284a0a9b.png)
一、目的基因克隆的策略有哪些？其理论依据什么？如何根据具体条件，如目的性状的特点，已知控制目的性状的基因的信息合理选择基因克隆的方法？1、主要有以下几个克隆的策略：（1）PCR法分离目的基因：从蛋白质的一级序列分析得到核酸序列的相关信息，设计简并引物，通过对mRNA进行反转录得到cDNA，以cDNA为模板，然后将目的基因通过PCR方法扩增，或者直接从基因组DNA扩增的方法。
（2）核酸杂交的方法：通过对蛋白质的氨基酸序列分析，设计简并引物，通过核酸杂交的方法从基因文库中筛选得到目的基因。
（3）免疫学筛选法分离目的基因：利用免疫学原理，通过目的蛋白的特异抗体与目的蛋白的专一结合，从表达文库中分离目的蛋白基因。
2、若控制该性状的目的蛋白质不容易分离纯化，这PCR方法比较适宜，若蛋白质分离纯化容易，且有现成的基因文库，则后两种方法较为简单。
二、蛋白组学方法克隆目的基因的理论依据是什么？有哪些技术环节？要用到哪些技术？1、理论依据：以分离纯化的目的蛋白为研究起点，通过对目的蛋白的一级结构分析，获得起码的氨基酸序列信息后，反推可能的DNA序列，然后设计引物，从cDNA中将目的基因扩增出来，或者设计核酸探针，通过杂交技术将目的基因从基因文库中筛选出来。
或通过抗体抗原免疫反应从表达文库中将该基因分离出来。
2、技术环节是确定并制备出高纯度的蛋白质。
3、所需要的实验技术有：蛋白质的双向电泳技术，由第一向的等电聚焦电泳和第二向的SDS-PAGE电泳组成；蛋白质氨基酸序列分析。
三、基因组学方法克隆基因的策略有哪些？各有什么特点？如何选择恰当的基因组学方法克隆目的基因？1、基因文库筛选方法通过对基因文库的筛选将目的基因分离出来，一般有两种方法：核酸杂交法，原理是分子杂交；PCR筛选法，通过ＰＣＲ方法将目的基因分离出来，对于以混合形式保存的文库，先将文库分成几份，每份为一个“反应池”进行PCR反应，待选出阳性池后，将阳性池的混合克隆稀释，然后等量分置96孔板中，进行横向池及纵向池的ＰＣＲ反应，然后将阳性菌落群进行稀释，重复上述工作，直到筛出阳性单克隆。
基因克隆转化实验报告
一、实验目的1. 掌握基因克隆的基本原理和操作步骤；2. 学习基因克隆转化实验技术；3. 验证目的基因在受体细胞中的表达。
二、实验原理基因克隆是指将目的基因从基因组中提取出来，并在受体细胞中稳定复制、表达的过程。
基因克隆转化实验主要包括以下步骤：目的基因的提取、克隆载体构建、目的基因与克隆载体的连接、转化受体细胞、筛选阳性克隆、鉴定阳性克隆等。
三、实验材料1. 材料：大肠杆菌DH5α、克隆载体pUC19、目的基因片段、DNA连接酶、限制性内切酶、DNA聚合酶、质粒提取试剂盒等；2. 仪器：PCR仪、电泳仪、凝胶成像仪、离心机、恒温培养箱等；3. 试剂：LB培养基、氨苄青霉素、IPTG、X-gal等。
四、实验方法1. 目的基因的提取：采用PCR技术扩增目的基因片段，利用限制性内切酶将目的基因片段与克隆载体连接；2. 克隆载体构建：将目的基因片段与克隆载体pUC19连接，构建重组克隆载体；3. 转化受体细胞：将重组克隆载体转化到大肠杆菌DH5α中；4. 筛选阳性克隆：在含有氨苄青霉素的LB培养基上培养转化后的菌落，挑选白色菌落进行PCR验证；5. 鉴定阳性克隆：对PCR验证阳性的菌落进行菌落PCR，将扩增产物进行电泳，观察条带是否与预期大小一致。
五、实验结果1. 目的基因提取：PCR扩增产物电泳结果显示，目的基因片段大小与预期一致；2. 克隆载体构建：重组克隆载体转化到大肠杆菌DH5α后，在含有氨苄青霉素的LB培养基上培养，观察到白色菌落；3. 筛选阳性克隆：PCR验证结果显示，白色菌落中含有目的基因片段；4. 鉴定阳性克隆：菌落PCR结果显示，阳性克隆中含有与预期大小一致的目的基因片段。
六、实验讨论1. 实验过程中，DNA连接酶和限制性内切酶的用量、转化效率等因素对实验结果有一定影响，需根据实际情况调整；2. 实验中，菌落PCR验证和鉴定阳性克隆是确保实验结果准确的关键步骤；3. 基因克隆转化实验技术在生物科研和生物医药领域具有广泛的应用前景。
基因克隆实验报告
基因克隆实验报告一、实验目的本次基因克隆实验的主要目的是从特定的生物体中获取感兴趣的基因，并将其插入到合适的载体中，以便进一步研究该基因的功能、表达和应用。
二、实验原理基因克隆是指通过一系列分子生物学技术，将一个目的基因从其所在的基因组中分离出来，并在体外进行扩增和修饰，然后将其连接到一个能够自我复制的载体分子上，形成重组 DNA 分子，最后将重组DNA 分子导入到宿主细胞中，使其能够在宿主细胞中稳定遗传和表达。
基因克隆的基本步骤包括：目的基因的获取、载体的选择和制备、目的基因与载体的连接、重组 DNA 分子的转化、重组子的筛选和鉴定等。
三、实验材料和试剂（一）实验材料1、含有目的基因的生物体样本，如细菌、植物或动物组织。
2、宿主细胞，如大肠杆菌。
（二）实验试剂1、限制性内切酶、DNA 连接酶。
2、聚合酶链式反应（PCR）所需的试剂，包括引物、dNTPs、Taq 聚合酶等。
3、琼脂糖、电泳缓冲液。
4、质粒提取试剂盒、DNA 凝胶回收试剂盒。
5、抗生素，如氨苄青霉素。
四、实验步骤（一）目的基因的获取1、设计引物根据目的基因的序列，设计一对特异性引物。
引物的设计要考虑到引物的长度、GC 含量、Tm 值等因素，以确保引物能够有效地与目的基因结合，并在 PCR 反应中扩增出目的基因。
2、 PCR 扩增目的基因以生物体样本的基因组 DNA 为模板，进行 PCR 反应。
PCR 反应体系包括模板 DNA、引物、dNTPs、Taq 聚合酶和反应缓冲液。
PCR 反应条件包括预变性、变性、退火和延伸等步骤，通过多个循环的扩增，得到大量的目的基因片段。
（二）载体的选择和制备1、选择合适的载体根据实验目的和宿主细胞的特点，选择合适的载体。
常用的载体有质粒、噬菌体和病毒等。
本实验中选择质粒作为载体。
2、制备线性化载体使用限制性内切酶对载体进行酶切，使其成为线性化的载体，以便于与目的基因进行连接。
（三）目的基因与载体的连接1、回收目的基因和线性化载体使用 DNA 凝胶回收试剂盒，分别回收 PCR 扩增得到的目的基因片段和线性化的载体片段。
基因克隆实验流程
基因克隆实验流程基因克隆技术，又称重组 DNA 技术，是将目的基因与具有自主复制能力的载体DNA 进行体外重组，获得新的重组DNA后导入受体细胞中表达相应蛋白，以研究蛋白结构与功能及其与其他分子的相互作用。
一、获取目的基因目的基因就是需要研究的特定基因或DNA片段。
获取目的基因的主要方法： 1、用限制性内切酶解染色体DNA，构建基因组文库，再从基因组文库中筛选目的基因。
该法的优点是获得的目的基因的组织结构与天然基因完全相同，在结构基因中也含有内含子序列，但是也正因为这一点构成了该法最大缺点，即含有内含子的基因在原核细胞中不能表达。
原因是原核细胞不能识别并剪切插入顺序(内含子)，因而也不能表达出正确的基因产物。
2、分离纯化细胞中的mRNA，以mRNA为模板，在反转录酶作用下生成cDNA第一链，再以cDNA第一链为模板在DNA聚合酶作用下生成双链cDNA,构建cDNA文库，从中筛选所需的目的基因。
此法仅用于筛选为蛋白质编码的结构基因。
因成熟的mRNA分子中已经切除了内含子序列，具有完整的阅读框架，可在原核细胞中正确表达。
3、人工体外合成基因：由于当前人工体外合成DNA的长度有限，此法仅用于制备小分子生物活性多肽基因和小分子量蛋白基因。
在基因较大情况下，常需先合成多个DNA片段，然后拼接成完整的基因，此法还要求目的基因的全部碱基顺序已被阐明。
4、PCR法扩增基因：PCR(聚合酶链式反应)技术的出现和发展，为目的基因的寻找提供了有力技术工具。
用PCR法可选择性扩增基因组中所要研究的个别基因或DNA片段，或用反向PCR技术，先将特定mRNA反转录为cDNA第一链，然后再进行扩增。
用PCR法筛选基因，需要对目的基因的DNA序列至少有部分了解。
二、选择适当的载体按上述方法制备的目的基因如果没有合适的载体协助，很难进入受体细胞，即使能进入，往往也不能进行复制和表达，因为这些外源性DNA一般不带有复制调控系统。
为了保证目的基因或外源DNA片段能在细胞内克隆，必须将它们与适当的载体连接。
基因工程目的基因获得的方法
基因工程目的基因获得的方法1. 引言基因工程是一种通过改变生物体的基因组来实现特定目的的科学技术。
基因工程的目的包括但不限于改善农作物品质、开发新药物、治疗遗传性疾病等。
在基因工程中，获得目的基因是关键步骤之一，本文将介绍几种常用的方法来获取目的基因。
2. 目的基因获得方法2.1 基因克隆基因克隆是最常用且经典的获得目的基因的方法之一。
该方法利用DNA重组技术，将感兴趣的DNA片段插入到载体DNA上，形成重组DNA。
通过转化等手段将重组DNA导入宿主细胞中，使其复制和表达。
具体步骤如下：2.1.1 DNA片段获取首先需要从源生物体中获取所需DNA片段。
可以通过PCR扩增、限制性内切酶切割、合成等方式获得。
2.1.2 载体构建选择适当的载体，如质粒或噬菌体，并进行线性化处理。
然后将待克隆的DNA片段与载体进行连接，形成重组DNA。
2.1.3 转化将重组DNA导入宿主细胞中。
常用的转化方法包括热激转化、电穿孔法、化学法等。
转化后，通过筛选和鉴定，获得含有目的基因的克隆。
2.2 基因合成基因合成是一种直接合成目的基因序列的方法。
该方法适用于无法通过其他方式获取目的基因序列的情况，或者需要对基因序列进行修改和优化时使用。
具体步骤如下：2.2.1 设计和优化根据所需功能和特定要求，设计目标基因序列。
可以根据已有序列进行修改和优化，如引入特定限制性内切酶切位点、调整密码子使用频率等。
2.2.2 合成将设计好的目标基因序列提交给合成公司进行合成。
合成公司通常采用化学方法或PCR扩增方法来合成目标基因。
2.2.3 克隆将合成好的目标基因插入到载体中，并进行转化过程，获得含有目的基因的克隆。
2.3 基因编辑基因编辑是一种通过直接修改生物体基因组来实现目的基因获取的方法。
常用的基因编辑技术包括CRISPR-Cas9系统、TALENs和ZFN等。
具体步骤如下：2.3.1 设计和构建编辑工具根据目的基因序列，设计适当的编辑工具。
基因克隆实验实验报告
一、实验目的本实验旨在学习基因克隆的基本原理和操作步骤，掌握DNA提取、限制性核酸内切酶酶切、连接、转化、筛选等基因克隆技术，并对实验结果进行分析。
二、实验原理基因克隆是指将目的基因片段插入到载体中，使其在宿主细胞中复制、表达的过程。
本实验采用以下原理：1. DNA提取：利用细胞裂解、蛋白酶K处理、酚/氯仿抽提等方法提取目的基因片段。
2. 限制性核酸内切酶酶切：利用限制性核酸内切酶识别特定的核苷酸序列，并在这些序列上切割DNA分子，产生具有黏性末端或平末端的DNA片段。
3. 连接：利用DNA连接酶将目的基因片段与载体连接，形成重组DNA分子。
4. 转化：将重组DNA分子导入宿主细胞，使其在细胞内复制、表达。
5. 筛选：通过分子生物学方法筛选出含有目的基因的细胞株。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：大肠杆菌DH5α、质粒pUC19、目的基因片段、限制性核酸内切酶、DNA连接酶、Taq DNA聚合酶、PCR引物、酚/氯仿、无水乙醇、氯仿等。
2. 实验仪器：PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统、离心机、紫外分光光度计、DNA纯化仪、PCR仪、电热恒温培养箱等。
四、实验步骤1. DNA提取：取一定量的大肠杆菌DH5α菌液，加入细胞裂解液，充分振荡，加入蛋白酶K，37℃水浴30min，加入酚/氯仿抽提，离心，取上清液，加入无水乙醇沉淀，离心，洗涤，溶解，得到目的基因片段。
2. 限制性核酸内切酶酶切：将目的基因片段和载体pUC19分别进行限制性核酸内切酶酶切，酶切产物经电泳鉴定后，切胶回收酶切产物。
3. 连接：将切胶回收的目的基因片段和载体pUC19在连接酶的作用下连接，连接产物经电泳鉴定后，取适量连接产物转化大肠杆菌DH5α。
4. 转化：将连接产物加入大肠杆菌DH5α菌液中，在冰浴中振荡，加入CaCl2，热冲击，涂布于含有抗生素的琼脂平板上，37℃培养过夜。
5. 筛选：挑选单菌落，进行PCR扩增，鉴定阳性克隆。
目的基因的筛选和鉴定方法有几种
目的基因的筛选和鉴定方法有几种目前，对于目的基因的筛选和鉴定方法有多种。
这些方法涵盖了从基因库中高通量筛选到基因序列分析的多个方面。
下面将介绍一些常用的筛选和鉴定目的基因的方法。
1. 克隆与基因文库筛选克隆与基因文库筛选是一种最常见的方法，适用于突变体或陌生基因的鉴定。
该方法基于将多个基因或突变体克隆到载体上，并通过对每个克隆体的筛选和鉴定来确定目的基因。
常见的技术包括限制性片段长度多态性(RFLP)分析、序列比对和Southern印迹等。
2. PCR扩增和测序PCR扩增和测序是一种高效的方法，适用于特定基因的筛选和鉴定。
通过设计引物来扩增目的基因的特定区域，并通过测序分析来确认目的基因的存在和序列。
PCR扩增和测序方法广泛应用于基因突变分析、基因表达差异鉴定等方面。
3. 蛋白质互作筛选蛋白质互作筛选是一种重要的方法，适用于鉴定与目的基因相互作用的蛋白质。
常见的蛋白质互作筛选方法包括酵母双杂交、GST pull-down和共沉淀等。
这些方法通过使用目的基因表达的融合蛋白或亚细胞定位标记来筛选与目的基因相互作用的蛋白质。
4. 表达差异分析表达差异分析是一种用于鉴定目的基因表达差异的方法，广泛应用于基因调控研究和疾病相关基因的鉴定。
常见的表达差异分析方法包括差异表达基因分析、差异外显子使用分析、差异剪切事件分析等。
这些方法通过比较不同组织、时间点或处理条件下基因的表达差异来鉴定目的基因。
5. 功能验证和鉴定功能验证和鉴定方法用于评估目的基因的功能和作用机制。
常见的方法包括转基因动物模型构建、RNA干扰和基因敲除等。
这些方法通过改变目的基因的表达或功能来确定其对生物体的影响，并进一步研究其作用机制。
总结起来，目的基因的筛选和鉴定方法包括克隆与基因文库筛选、PCR扩增和测序、蛋白质互作筛选、表达差异分析以及功能验证和鉴定等多种方法。
这些方法在基因研究的不同方面发挥着重要作用，并为我们深入了解基因的功能和表达调控提供了有效的手段。
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一、实验目的
学习和掌握细菌转化与目的基因DNA分 子增殖及其鉴定的原理和方法。
重组DNA（基因克隆）示意图
载载DNA (限限限限限限限限) 限
＋
目目目目
＋
宿宿宿宿
重重 载
已 已 已 目 宿宿 宿 宿
繁繁 阳 限 阳 阳阳
表表
重组载体的构建
二、主要仪器设备及器材 主要仪器设备及器材
三、实验内容与基本要求 实验内容与基本要求
6、已转化的感受态细胞涂板培养，观察并鉴定：将400µL 菌 涂在氨苄青霉素平板上。平板在37℃正向放置1h，以吸收过 多液体，然后倒置平皿，于37℃培养过夜。挑取阳性克隆至含 氨苄青霉素的LB培养液中，37℃培养过夜，小规模扩增后， 用碱变性法制备质粒并鉴定。 7、阳性克隆目的基因DNA分子的鉴定：挑取阳性菌落至含氨 苄青霉素的LB培养液中，37℃培养过夜，小规模扩增后，用 碱变性法制备质粒并鉴定。取阳性克隆菌液，采用PCR方法和 鉴定阳性克隆。
三、实验内容与基本要求 实验内容与基本要求
5、在感受态细胞中加入连接产物转化入大肠 杆菌BL21中，获得转化的感受态细胞：取感受 态细胞悬液100µL转移到无菌的微量离心管中, 100µL , 每管加连接产物10µL，轻轻混匀，在冰上放置 30min。42℃的循环水浴中2min。快速将反应 管转移到冰浴中，使细菌冷却2min。每管加 500µL 无氨苄青霉素的LB培养液。37℃，200 rpm，培养1h。
五、思考题
1、何谓感受态细胞？制备感受态细胞的理论 何谓感受态细胞？ 依据是什么？ 依据是什么？ 2、 CaCl2制备细菌感受态细胞及其转化的基 本原理。 本原理。 阳性克隆鉴定的方法有哪些？ 3、阳性克隆鉴定的方法有哪些？简述
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
超净工作台
高速冷冻离心机和超速离心机等
漩涡混匀器
垂直电泳装置
凝胶成像系统
四、 实验结果报告
1、转化效率的计算 ： 、 转化子总数＝菌落数× 转化反应原液总体积 涂 转化子总数＝菌落数×（转化反应原液总体积/涂 板菌液体积） 板菌液体积） 转化效率（每微克质粒 的转化子数） 转化效率（每微克质粒DNA的转化子数） ＝转化 的转化子数 子总数（个转化子） 加入质粒 加入质粒DNA的量（µg） 的量（ ） 子总数（个转化子）/加入质粒 的量 2、质粒提取与酶切鉴定结果，贴上打印实验照 、质粒提取与酶切鉴定结果， 片并标明照片上各DNA条带的含义。 条带的含义。 片并标明照片上各 条带的含义
三、实验内容与基本要求 实验内容与基本要求
1、用碱裂解法提取质粒DNA：方法同前。 2、目的基因DNA分子的PCR扩增：方法同前。 3、PCR产物的检测与回收：方法同前。 4、质粒DNA与目的基因DNA分子的连接：利 用pUCm-T载体构建T-A重组克隆。将上述PCR 产物和质粒DNA，利用T4 DNA连接酶体系 14℃连接过夜，获得连接产物。
设备：低温离心机、恒温水浴器、台式离心机、超 净工作台、琼脂糖凝胶电泳系统、恒温培养箱、高 压灭菌锅、陶瓷研钵、吸头、紫外分光光度计、PCR 仪、电泳仪、水平式电泳槽、微量离心管、紫外线 透射仪。 试剂：TRIzol TM试剂、高保真DNA 聚合酶混合物、 Reverse Transcription System、氯仿、异丙醇、乙 醇、琼脂糖、溴化乙锭、Tris、EDTA、SDS、 pUCm-T载体、大肠杆菌、琼脂糖、T4 DNA连接酶。