基因工程的基本操作程序主要基本步骤
基因工程操作的基本步骤
基因工程操作的基本步骤
基因工程是指人为地将外源基因导入到宿主生物体中，并使其在宿主中表达出来的技术。
基因工程的操作一般包括以下基本步骤：
1.确定目标基因：确定想要转入宿主生物体的目标基因，这可能是来自其他生物体的其中一种特定基因。
2.获得目标基因：获得目标基因的DNA序列，通常通过基因重组、合成或从源生物中提取。
3.构建载体：将目标基因插入到一个载体DNA中，以便将其导入宿主生物体。
载体可以是人工合成的质粒或病毒，能够稳定地带有外源DNA。
4.转化宿主生物体：将构建好的载体导入到宿主生物体中，使其接受外源基因。
转化方法可以包括化学方法、电击法、基因枪等。
5.筛选转化体：通过筛选方法，如对转化体进行培养基的筛选、对荧光标记的筛选等，来选出成功转化了外源基因的宿主生物体。
6.验证基因表达：通过PCR、蛋白质表达分析等实验方法验证外源基因是否成功表达。
7.优化表达：根据目的需要，可以通过引入启动子、启动子增强子、终止子等调控元件，优化外源基因的表达。
8.传代培养：将成功表达外源基因的宿主生物体进行传代培养，以使其后代继续表达目标基因。
9.应用研究：将表达目标基因的宿主生物体应用于研究中，如表达重要药物、生产工业化酶、改良农作物等。
简述基因工程的基本操作步骤
简述基因工程的基本操作步骤随着科学技术的不断进步，基因工程成为当代科技领域的重要研究方向之一。
基因工程是通过改变生物体内部的基因结构和功能来达到人为干预和控制生物现象的目的。
基本操作步骤可以概括为以下几个方面：第一步，选取目标生物体。
选择一个已知的基因序列，对其进行修改，向其中添加或删除一些基因信息或者改变这些基因的排列顺序，制造出新的DNA序列。
这样做出来的DNA序列也称为重组 DNA。
第二步，将重组 DNA 导入到宿主细胞中。
将准备好的重组 DNA导入到细胞内，可采用注射，体外转化，或用病毒带入等方法。
宿主细胞需要同时具有稳定性和能够快速繁殖的特点，例如大肠杆菌等。
第三步，将重组 DNA 插入到宿主细胞染色体上，使其变为永久性的遗传物质。
此时，需要借助工具酶等将重组 DNA 单链插入到宿主细胞中的DNA 双链片段之间，形成永久性的遗传物质。
第四步，使用酶对重组基因进行切割。
利用限制酶，可以将重组基因从宿主细胞的染色体中切割下来。
第五步，进行测序和分析。
在完成以上操作后，需要对切割得到的基因片段进行测序和分析，以确定重组成果的成功与否以及其质量是否达到实验需求的标准，同时也需要进行针对宿主细胞的表达和鉴定工作。
需要注意的是，在进行基因工程时，要注意实验的安全性等问题。
需要遵循相关的实验操作规范，确保人类及环境的不受到污染和伤害。
综上所述，基因工程由基本的实验操作步骤组成，可以利用这些步骤来改变基因序列，创造新的生物品种，并为医学和工业等领域的发展提供支持。
这些操作可以打造出具有生物多样性和可再生性的材料和产品，并带来人们从未想到的各种应用和发展。
基因工程的基本操作程序(精华)
补充：基因的结构
(2)真核基因的结构：
非编码区
编码区
外显子 内含子
启动子
非编码区 终止子
mRNA前体 成熟mRNA
转录 加工 翻译
肽链
一、目的基因的获取 1. 什么是目的基因？
——主要是指编码蛋白质的结构基因。
2. 获取方法：(1)从基因中获取：①基因：——将含有某种生物不同基因的许多DNA片段， 导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含 有这种生物的不同基因。②基因的分类：按外源DNA片段的来源分类
基 因 组 文 库基因的获取 1. 什么是目的基因？
——主要是指编码蛋白质的结构基因。
2. 获取方法：(1)从基因中获取：③获取目的基因的根据：
——根据目的基因的有关信息，例如，根据基 因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体 上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因 的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
2. 获取方法：
(2)利用PCR技术扩增目的基因：
⑥PCR技术扩增与DNA复制的比较：
PCR技术
DNA复制
相 原理 同 原料 点 条件
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸 模板、能量、酶
解旋 DNA在高温下变性解旋
不 方式
同 场所
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
点 酶 热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
终止子
启断终能，动止终与酶R结它子止N合是m：A位聚R位点合N于A调基转起的聚控录点因转合遗的录酶传编尾首识(信编码端别息码蛋的序的和白列一表结质) 达段合特的殊部转 终的位录 点D，N有A了片断 它才能驱动基因转录(调出控序m列R)NA，最终获得蛋白
一、目的基因的获取
1. 什么是目的基因？
基因工程的基本操作程序——彭真课件
易感染双子叶植物和裸子植物，对大多
数单子叶植物没有感染能力
②原理：Ti质粒上的T---DNA可以转 移到受体细胞，并整合到受体细胞染 色体的DNA上。
③转化过程:
Ti质粒
构建
表 达
转入
农 杆
导入
目的基因
载 体
菌
植 物
插入
细
胞
植物细胞 表达 染色DNA
新 性 状
（2）子 种生种生物的 全部基因的有关信息。 如：根据基因的核苷酸序列
基因的功能 基因在染色体上的位置 基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质等特性
P15思考与探究
2、检测目的基因是否转录出了mRNA ①方法: 分 子 杂 交
②过程: 用上述探针和转基因生物的mRNA杂交,若出 现杂交带,表明目的基因转录出了mRNA
3、检测目的基因是否翻译成蛋白质
方法: 抗原抗体杂交
（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法——抗原-抗体杂交
Bt毒素蛋白
抗体
与RNA聚合酶 结合位点
外显子
内含子
真核细 胞的
基因结 构
外显子：能编码蛋白质的序列 编码区
内含子：不能编码蛋白质的序列
非编码区 ：有调控作用,上游有启动子，下
游有终止子
非编码序列： 包括非编码区和内含子
原核细胞与真核细胞的基因结构比较
不同点 相同点
原核细胞
真核细胞
编码区是 _连__续__的
编码区是间隔的？
将含有某种生物不同基因的许多 DNA片断，导入到受体菌的群体中，各 个受体菌分别含有这种生物的不同基 因，称为基因。基因基因组
部分基因 （cDNA）基因组DNA与cDNA的比较
基因工程的基本操作程序的四个步骤
基因工程的基本操作程序的四个步骤英文回答：Gene engineering, also known as genetic engineering, is a scientific field that involves manipulating an organism's genes to achieve desired traits or characteristics. The basic operation procedures of gene engineering can be divided into four steps: identification of target gene, isolation of target gene, gene modification, and gene expression.The first step in gene engineering is theidentification of the target gene. This involvesidentifying the specific gene that is responsible for the desired trait or characteristic. Scientists use various techniques, such as DNA sequencing and gene mapping, to identify and locate the target gene within the organism's genome. For example, if researchers want to enhance the disease resistance of a crop, they would identify the gene that codes for disease resistance.Once the target gene has been identified, the next step is to isolate it from the organism's genome. This is done through a process called gene isolation. Scientists use enzymes, such as restriction enzymes, to cut the DNA at specific points and isolate the target gene. The isolated gene is then purified and prepared for further manipulation. For instance, if the target gene is responsible for producing a specific protein, scientists would isolate the gene coding for that protein.After the target gene has been isolated, the next stepis gene modification. This involves altering the targetgene to introduce desired changes or traits. Scientists can use various techniques, such as gene splicing or gene synthesis, to modify the gene. Gene splicing involvescutting the target gene and inserting new DNA sequences, while gene synthesis involves creating an entirely new gene from scratch. For example, if scientists want to create a genetically modified organism that produces a higher yieldof a particular crop, they would modify the target gene responsible for crop yield.The final step in gene engineering is gene expression. This step involves introducing the modified gene into the target organism and ensuring that it is expressed or activated. Scientists use techniques such as gene delivery systems or gene transfer to introduce the modified geneinto the organism's cells. Once inside the cells, the modified gene is integrated into the organism's genome and starts producing the desired trait or characteristic. For instance, if scientists have modified a gene to produce a specific enzyme in a bacteria, they would introduce the modified gene into the bacteria and ensure that the enzymeis expressed and produced.中文回答：基因工程，也被称为遗传工程，是一门涉及操纵生物体基因以实现所需特征或特性的科学领域。
基因工程的基本操作步骤
基因工程的基本操作步骤1.获得目标基因：确定所需的目标基因，可以通过从已知基因库中克隆目标基因，或者通过后续的基因特异性扩增来获得目标基因片段。
2.克隆和扩增目标基因：将获得的目标基因片段插入到载体（如质粒、病毒等）中，通过体外扩增技术（如聚合酶链式反应，PCR）增加目标基因的拷贝数目。
3.DNA测序：对扩增的目标基因进行测序，以确认其序列是否和期望的一致。
这对于进一步的克隆和分析十分重要。
4.选择适当的宿主：根据目标基因的特性，选择合适的宿主生物。
可以选择细菌、植物、动物细胞等不同的宿主。
5.转化宿主：将目标基因插入宿主细胞中，使其能够被细胞内的基因表达系统所识别和表达。
6.筛选和鉴定：对转化过的宿主进行筛选，以确定是否成功地将目标基因表达在宿主中。
这可以通过各种技术，如荧光标记、抗性筛选等进行鉴定。
7.基因表达和改造：在宿主中实现目标基因的表达，并进行必要的改造。
这包括调控基因表达水平、改变基因产物的结构和功能等操作。
8.分析和验证：对基因表达和改造的结果进行分析和验证。
这可以通过分子生物学技术、生物化学方法、功能性实验等手段来实现。
9.后续应用：根据实验目的和应用需求，对基因工程产物进行进一步的应用和开发。
这可以涉及到基因工程产品的应用领域，如医药、农业、工业等。
除了上述的基本操作步骤，基因工程还需要进行严格的实验设计、对操作过程进行质量控制和数据分析。
此外，基因工程的操作过程还需要遵守相关的伦理原则和法律法规，确保实验的安全性和合规性。
需要注意的是，基因工程是一个复杂的过程，具体的操作步骤可能因不同的实验目的、技术手段和宿主生物的选择而有所差异。
因此，在实际操作中，可能需要根据具体情况进行调整和优化。
基因工程操作步骤
4.目的基因的检测与鉴定 在受体细胞中稳定遗传和正 确表达。
一、目的基因的获取
1 目的基因主要是编码蛋白质的基因： 如：与生物抗性相关的基因、与优良品质相 关的基因、与生物药物和保健品相关的基因、 与毒物降解相关的基因、与工业用酶相关的 基因、具调控作用的因子等。
合成
热稳定的DNA聚合酶
特点
半保留复制、 边解旋变复制
半保留复制、 全解旋再复制
结果
形成整个DNA分子
大量的DNA片段
随堂闯关 PCR技术扩增过程
a、DNA变性（90℃-95℃）: 双链DNA模板 在热作用下， 氢断键裂，形成____单__链_
b、复性（55℃-60℃）: 系统温度D降N低A ，引物 与DNA模板结合，形成局部__双__链____。
③例: 转基因抗虫棉
2.将目的基因导入动物细胞
①方法: 显微注射法
①程序
目的基因表达载体提纯
显微注射
受精卵
取卵（受精卵） 新性状动物
3.将目的基因导入微生物细胞
①微生物作受体细胞原因:
繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少
②常用菌: 大肠杆菌
③常用法: Ca2+处理获得感受态细胞
④过程:
Ca2+处理 大肠杆菌
1.2 基因工程的基本操作程序
知识回顾: 基因工程基本操作的四个步骤
有了目的基因, 我们才能赋予
1.目的基因的获取 一种生物以另一种生物的遗 传特性。
使目的基因在受体细胞中稳
2.基因表达载体的构建 定存在, 并可进行遗传、表达 和发挥作用
载体进入受体细胞稳定表达,
3.目的基因导入受体细胞 才能实现一种生物的基因在 另一种生物中的转化。
李林生物有关基因工程大题的笔记
李林生物有关基因工程大题的笔记# 题目。
基因工程是在现代生物学中具有重要意义的技术手段。
请回答下列有关基因工程的问题：（1）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、______、将目的基因导入受体细胞、______。
（2）在获取目的基因时，常用的方法有从基因文库中获取、______和利用PCR技术扩增目的基因等。
如果要从动物细胞中获取胰岛素基因，一般采用的方法是______。
（3）基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、______、______、标记基因等部分。
标记基因的作用是______。
（4）将目的基因导入植物细胞常用的方法有农杆菌转化法、______和花粉管通道法等；将目的基因导入动物细胞最常用的方法是______；将目的基因导入微生物细胞常用的方法是______。
（5）目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过______才能知道。
检测目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上，采用的方法是______；检测目的基因是否转录出了mRNA，采用的方法是______；检测目的基因是否翻译成蛋白质，采用的方法是______。
# 解析。
（1）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：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。
解析：基因表达载体的构建是为了使目的基因在受体细胞中能够稳定存在并表达；目的基因的检测与鉴定是为了确认目的基因是否成功导入以及是否正常表达。
（2）在获取目的基因时，常用的方法有从基因文库中获取、人工合成法和利用PCR技术扩增目的基因等。
如果要从动物细胞中获取胰岛素基因，一般采用的方法是从基因文库中获取。
解析：人工合成法可以根据已知的基因序列或氨基酸序列合成目的基因；动物细胞中的基因数量众多，要获取特定的胰岛素基因，从基因文库中获取较为合适。
（3）基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。
《基因工程的基本操作程序》 学历案
《基因工程的基本操作程序》学历案一、学习目标1、简述基因工程的基本操作程序。
2、理解基因工程操作中获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定等步骤的原理和方法。
二、学习重难点1、重点（1）基因工程基本操作程序的四个主要步骤。
（2）获取目的基因的方法。
（3）构建基因表达载体的方法和作用。
2、难点（1）从基因文库中获取目的基因。
（2）利用 PCR 技术扩增目的基因。
三、知识梳理（一）获取目的基因1、目的基因的概念目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子。
2、获取目的基因的方法（1）从基因文库中获取基因文库包括基因组文库和部分基因文库（如 cDNA 文库）。
基因组文库包含了一种生物的全部基因，而 cDNA 文库只包含了一种生物的部分基因，是由 mRNA 反转录得到的 DNA 片段构建而成。
（2）利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 全称为聚合酶链式反应，是一项在体外快速大量复制特定DNA 片段的技术。
其原理是 DNA 双链复制，需要引物、耐高温的DNA 聚合酶、四种脱氧核苷酸等条件。
通过控制温度的变化来完成变性、退火、延伸等步骤，经过多次循环，使目的基因得以大量扩增。
（3）人工合成法如果基因较小，核苷酸序列已知，可以通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成。
（二）构建基因表达载体1、目的使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。
2、组成基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。
启动子是RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。
终止子是转录终止的信号。
标记基因的作用是用于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。
（三）将目的基因导入受体细胞1、常用的受体细胞植物细胞可以用体细胞或受精卵，动物细胞常用受精卵，微生物细胞常用大肠杆菌、枯草杆菌等。
2、导入方法（1）植物细胞常用农杆菌转化法，将目的基因插入到农杆菌的 Ti 质粒上，通过农杆菌感染植物细胞，将目的基因整合到植物细胞的染色体 DNA 上。
基因工程基本操作步骤
基因工程基本操作步骤
1、目标基因的选择。
这是进行基因工程的第一步，目标基因可以是已知的具有特定功能的基因，也可以是未知的探索性研究对象，在选择时需要考虑多个方面，如所需功能、适用范围、安全性等。
2、克隆目标基因。
这一步骤包括提取DNA、使用限制性内切酶将DNA切割成特定长度、连接载体（如质粒、病毒等）以及转化宿主细胞（如大肠杆菌、哺乳动物细胞等）。
3、构建重组表达载体。
这一步骤包括选择合适的载体、插入目标基因、调节表达（如调节启动子和终止子）等，重组表达载体是将目标基因嵌入到载体中，使其能够在宿主细胞中表达。
4、转染宿主细胞。
这一步骤包括选择合适的宿主细胞、转染重组表达载体、筛选阳性克隆等，转染宿主细胞是将构建好的重组表达载体转移到宿主细胞中，使其能够在宿主细胞中进行表达。
5、目的基因的检测与鉴定。
这一步骤包括分子水平上的检测（如DNA分子杂交技术、分子杂交技术、抗原-抗体杂交技术）和个体水平上的鉴定（如抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等）。
6、分离和纯化目标蛋白。
这一步骤包括破碎宿主细胞、
使用不同的技术对混合物进行分离（如层析、电泳等）。
基因工程的基本操作程序
基因工程的基本操作程序基因工程是一种能够在基因水平上修改生物体的技术，能够编程和重组DNA序列，让生物发生特定的变化。
从基本原理上说，基因工程的操作程序主要分为以下几个步骤。
1. DNA序列获取DNA序列获取是进行基因工程操作的第一步。
获取DNA序列的方法种类繁多，最常用的方法是PCR扩增技术。
PCR技术是在DNA分子链反应中加入一种DNA聚合酶，并在反应动力学指导下，在不断的加热和冷却中不断扩增DNA序列，最终获得可以分析的DNA序列。
2. 基因剪切基本的DNA序列生物学操作程序中，基因剪切是必不可少的步骤。
所谓的基因剪切指的是使用限制性内切酶，在DNA分子的特定位置上切割分子，分离出所需的DNA序列片段。
新的分子片段可以在DNA重组实验中，与其它DNA序列片段结合形成新的序列。
3. 亚克隆亚克隆是基因工程实验的一个关键环节，用于将获得的DNA轨迹序列转移至细胞内进行表达。
亚克隆是将DNA序列克隆至载体中，并将载体转染入细胞。
传统的亚克隆实验中，用的是细菌腔体。
基因序列被八路体吸附，通过转染载体结合至宿主细胞中。
目前发展使用更为广泛的方式是通过质粒的搭载来转染。
4. 基因测序随着测序技术的发展, 基因测序已经成为现代基因工程中的标配操作。
它可以极其快速的测定DNA序列，理清DNA序列各个部分在基因工程中的作用、功能，并使得研究人员根据DNA序列的特征进行优化设计。
新的测序技术也逐渐将扩增温度更低和反应时间更短从而进一步提高扩增效率的技术一步步推向了实验层面。
传统sanger测序法为代表的的技术已经发展成为一种高通量的基因序列测定技术。
5. 粘连与连接实验DNA序列粘连是基因工程重要的操作。
如何将两个 DNA分子进行连接是粘贴操作中的核心问题。
当前主要有三种连接方法：基于T4连接酶的粘连和连接，基于化学制剂的另一种连接方法以及自发地粘合操作。
这些操作需要同时满足特定的实验条件和实验目标，以达到理想的粘贴效果。
基因工程的基本操作程序
基因工程的基本操作程序基因工程是一项综合性的技术，它涉及到从一个生物体中获得DNA序列的特定片段，然后通过各种技术方法将这些片段插入到另一个生物体中。
基因工程的基本操作程序包括以下步骤：1.DNA提取：首先需要从源生物体中提取目标DNA片段。
这通常涉及到细胞破碎、核酸提取和纯化等步骤。
现代基因工程技术还可以利用聚合酶链式反应（PCR）直接扩增特定的DNA片段。
2.DNA切割：接下来，需要将目标DNA片段切割成更小的片段。
这可以通过使用限制酶来实现，限制酶能够识别特定的DNA序列，并在这些序列上切割DNA。
切割后的DNA片段具有粘性末端，即其中一末端具有未配对的碱基。
3.DNA连接：将需要连接的DNA片段混合在一起，并通过DNA连接酶的作用将它们连接起来。
DNA连接酶可以识别并连接具有互补碱基的末端，从而形成连续的DNA分子。
这个过程也可以通过使用DNA连接酶以外的方法，如化学连接或缩合酶连接等。
4.DNA插入：将连接好的DNA片段插入到目标生物体中。
这可以通过多种技术手段来实现，例如：转化（将DNA通过物理或化学方法导入到细胞中）、转染（通过封装在载体中的DNA转导到细胞中）和病毒载体等。
5.基因表达：一旦DNA片段被成功插入到目标生物体中，就可以进行基因表达。
这通常涉及到通过细胞的生物学过程，如转录和翻译，在转录时生成RNA分子，并通过翻译将其转化成蛋白质。
6.分析和鉴定：最后，需要对基因工程产品进行验证和鉴定。
这可以通过多种技术方法来实现，如聚合酶链式反应（PCR）、DNA测序、基因组学和蛋白质分析等。
需要注意的是，基因工程的具体操作步骤可能因应用领域和技术要求而有所不同。
此外，基因工程涉及到复杂的技术和伦理问题，因此需要专业人士具备严格的实验操作和伦理意识。
基因工程的基本操作程序 课件
[名师点拨] 关注基因工程操作过程的四个易误点 (1)限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同：获取一个目的 基因需限制酶剪切 2 次，共产生 4 个黏性末端或平末端，切割 质粒一般只需要限制酶剪切 1 次，产生 2 个黏性末端或平末端， 因为质粒是环状 DNA 分子，而目的基因在 DNA 分子链上。 (2)切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶：如果用 两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时，在 DNA 连接 酶的作用下，目的基因与载体也可以连接起来。
(3)目的基因的插入点不是随意的：基因表达需要启动子与 终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的 部位。
(4)基因工程操作过程中只有第三步“将目的基因导入受 体细胞”没有碱基互补配对现象；第一步利用逆转录法获得 DNA，第二步中的黏性末端连接，第四步利用分子水平杂交的 方法检测，均存在碱基互补配对现象。
2．基因表达载体的组成[填图]
四、将目的基因导入受体细胞 1．导入植物细胞 (1)农杆菌转化法： ①原理：农杆菌Ti质粒上的 T-DNA 可整合到受体细胞的 染色体DNA上。 ②适用范围：主要适用于 双子叶植物 和 裸子植物 。 (2) 基因枪法 ：常用于单子叶植物。 (3)花粉管通道法：目的基因借助花粉用PCR技术扩增 (1)原理： DNA双链复制 。 (2)过程：
3．人工合成 (1)条件：基因比较小， 核苷酸序列 又已知。 (2)方法：通过 DNA合成仪 用化学方法直接人工合成。 三、基因表达载体的构建 1．构建基因表达载体的目的 (1)使目的基因在受体细胞中 稳定存在，并且可以 遗传给下 一代。 (2)使目的基因能够 表达 和发挥作用。
基因工程的基本操作程序
一、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
基因工程操作的基本路线
基因工程操作的基本路线通常包括以下几个主要步骤：
目的基因的获取：基因工程的第一步是获取目的基因，即需要操作的基因片段。
目的基因可以从基因文库中筛选获取，也可以通过PCR技术等从生物样本中直接克隆得到。
载体的选择与构建：载体是承载目的基因的工具，常用的载体有质粒、噬菌体、病毒等。
根据目的基因的性质和需要的表达水平，选择合适的载体并进行必要的改造与构建。
重组DNA的构建：将目的基因与载体在体外进行重组，构成重组DNA，这一步通常依赖于限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用。
重组DNA的转化：将重组DNA转入宿主细胞，常用的宿主细胞有细菌、酵母、昆虫等。
转化的方法包括化学转化法、电穿孔法等。
重组细胞的筛选与鉴定：在转化后的细胞群体中，筛选出含有目的基因的细胞，并进行基因表达的检测与鉴定，确定目的基因是否正确表达。
基因表达产物的分离与纯化：对于表达的目的蛋白，需要进行分离与纯化，以获得高纯度的产物。
功能与效价分析：对纯化的目的蛋白进行功能与效价分析，以评估其是否符合预期的要求。
安全性评估与法规符合性检查：对整个操作过程进行安全性评估，确保无潜在的安全风险。
同时，需要检查是否符合相关的法规与标准。
生产与质量控制：如果目的基因表达的产物用于生产或质量控制，则需要制定相应的生产流程和质量标准。
总的来说，基因工程操作的基本路线是一个复杂而精细的过程，每个步骤都需要严格的操作规范和质量控制。
基因工程操作的基本步骤
基因工程操作的基本步骤
1.目标选择：确定需要修改的目标基因和目标生物体。
目标基因是指
具有特定功能或性状的基因，目标生物体是指需要进行基因改造的生物体。
2.基因克隆：将目标基因从生物体中分离出来。
这通常是通过使用酶
切酶酶切DNA，然后使用聚合酶链反应（PCR）等技术复制目标基因。
3.基因载体构建：将目标基因插入到合适的基因载体中。
基因载体是
一种可以携带外源基因并将其稳定地转移到目标生物体中的分子。
常见的
基因载体包括质粒、噬菌体和人工染色体等。
4.转化：将构建好的基因载体转移给目标生物体。
转化可以通过物理
方法（如电穿孔、基因枪等）或化学方法（如钙磷共沉淀法、电渗法等）
进行。
5.筛选与鉴定：使用适当的筛选方法来确定是否成功转化目标生物体。
这通常涉及在转化后检测生物体中的目标基因或目标表型。
6.获得纯合系：当目标基因转移到目标生物体中后，需要经过繁殖和
筛选多代，以获得更稳定、纯合的基因型。
7.功能验证：对获得的转基因生物进行功能验证，确定目标基因是否
能够发挥预期的作用。
8.产业化应用：对功能验证通过的转基因生物进行进一步研究和开发，以满足具体的临床、农业或工业应用需求。
需要注意的是，基因工程操作需要严格依照伦理规范和法律法规进行，并进行充分的风险评估和安全措施，以确保操作的安全性和可行性。
《基因工程的基本操作程序》 学历案
《基因工程的基本操作程序》学历案基因工程是现代生物技术的核心领域之一，它能够按照人们的意愿，对生物的基因进行定向改造，从而创造出具有特定性状的新生物。
要实现基因工程，就需要遵循一系列基本的操作程序。
下面我们就来详细了解一下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和发挥作用的特定基因。
获取目的基因的方法主要有以下几种：1、从基因文库中获取基因文库是包含了某种生物全部基因的许多 DNA 片段的集合。
我们可以根据目的基因的有关信息，从基因文库中找到所需的基因。
2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 技术（聚合酶链式反应）可以在体外快速大量地扩增特定的基因片段。
通过设计一对特异性引物，经过多次循环的变性、退火和延伸过程，使目的基因得以扩增。
3、人工合成法如果目的基因的序列较短且已知，或者通过化学方法合成基因的成本较低，可以采用人工合成的方法获取目的基因。
二、构建基因表达载体获取了目的基因后，需要将其构建到基因表达载体中，才能导入受体细胞并使其表达。
基因表达载体一般由目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分组成。
启动子是一段能够驱动基因转录的 DNA 序列，它决定了基因在何时何地进行表达。
终止子则是转录终止的信号。
标记基因用于筛选和鉴定含有目的基因的受体细胞。
构建基因表达载体的过程需要使用限制酶和DNA 连接酶等工具酶。
限制酶能够识别特定的核苷酸序列并切割 DNA 分子，DNA 连接酶则能够将切割后的 DNA 片段连接起来。
三、将目的基因导入受体细胞将构建好的基因表达载体导入受体细胞，是基因工程的关键步骤之一。
常用的导入方法有以下几种：1、农杆菌转化法对于植物细胞，常使用农杆菌转化法。
农杆菌中的 Ti 质粒上的TDNA 能够转移并整合到植物细胞的染色体 DNA 上。
2、基因枪法基因枪法适用于单子叶植物，它是利用高速微弹将包裹有目的基因的 DNA 分子直接打入受体细胞。
3、花粉管通道法在植物授粉后，向子房注射含有目的基因的溶液，利用花粉管通道使目的基因进入受精卵。
基因工程的基本操作程序
用适当的限制酶酶切
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
小结：将目的基因导入受体细胞
生物种类 常用方法 受体细胞
植物细胞 农杆菌转化法；
基因枪法； 花粉管通道法。
植物体细胞
动物细胞 显微注射技术
动物受精卵
微生物细胞 Ca2+处理法 原核细胞
转化过程
将目的基因插入到Ti质 粒的T-DNA上→农杆菌→ 导入植物细胞→整合到 受体细胞的DNA→表达
三、将目的基因导入受体细胞
1
转化：
目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳
定和表达的过程。
2 常用的受体细胞： 大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物 细胞等。
3 目的基因导入受体细胞的原理： 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
1、目的基因导入植物细胞的方法 （1）农杆菌转化法
①农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物， 对大多数单子叶植物没有感染能力。
基因中内含子(位于编码蛋白 质
某种生物的部分基因 于在不知道目的基因核苷酸序列的情 况下：目的基因的有关信息。 如：根据基因的核苷酸序列
（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法——抗原-抗体杂交
Bt毒素蛋白
抗体
苏云金杆菌
组 织 培 养 化脱 分
将Bt毒蛋白注射 小鼠体内
从小鼠血管抽出血液分 离出抗Bt毒素的抗体
提 蛋白质
取
出现杂 交带
2、鉴定——个体水平的鉴定
抗虫、抗病接种实验，活性比较实验
例：用棉铃饲喂棉铃 虫，如虫吃后不出现中毒 症状，说明未摄入目的基 因或摄入目的基因未表达。 如虫吃后中毒死亡，则说 明摄入了抗、人工合成
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转基因马铃薯
1.抗虫转基因植物
2.抗病转基因植物
3.其他抗逆转基因植物
4.利用转基因改良植物的品质
动物基因工程前景广阔
畜牧养殖业：培养具有各种优良品质的 转基因动物（具有抗病能力、高产仔率、 高产奶率、高质量的皮毛）
方法：将某些特定基因与病毒DNA构
成重组DNA，然后通过感染或显微注射 技术将重组DNA转移到动物受精卵中
基因工程
一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切 酶
1、来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的一
种酶。能将外来的DNA切断，由于这种 切割作用是在DNA分子内部进行的，故 名限制性内切酶。
2、种类：4000种。
3、作用：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸
序列，并且使每一条链中特定部位的两 个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
二、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度
2.用于改善畜产品的品质 3.用转基因的动物生产药物
1、传统制药：直接从生物体 的组织、细胞或血液中提取
例：4~5克/100公斤猪、牛的胰腺
缺点：产量低、价格昂贵
2.“工程菌”制药
（1）什么叫“工程菌”？ 用基因工程的方法，使外源基因得
到高效表达的菌类细胞株系。（如： 含有人胰岛素基因的大肠杆菌菌株、 含有抗虫基因的土壤农杆菌菌株）
思考：检测mRNA 是否合成，可以用分子杂##个体生物学水平的鉴定——
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因 完成了表达吗？
不能，受体细胞必须表现出特定的性状， 才能说明目的基因完成了表达。
若不能表达， 要对抗虫基因 再进行修饰。
1、作用：恢复被限制性内切酶切开了的两个 的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
2、分类：从大肠杆菌中分离得到 从T4噬菌体分离得到
3、区别：E.coli连接黏性末端 T4既能连接黏性末端，又可以连接 平末端（效率低）
“分子运输车”——基因进入细胞的载体
1、常用载体：质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒
2、质粒：最常用的载体 是一种裸露的、结构简单、独立于拟核 之外、并具有自我复制能力的双链DNA 分子
直接分离 片段→不同受体细
有盲目性，
法
胞→DNA片段扩增→ 操作简便 目的基因含
（鸟枪法）目的基因细胞→目 的基因
有不表达的 内含子
反转录法
mRNA →单链DNA →双链DNA
专一性强，操作过程麻
目的基因 烦，mRNA
不含内含 生存时间短，
子
技术要求高
据已知的 氨基酸序 列合成
氨基酸序列 mRNA 双链DNA
1）高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的
蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。 2）抗逆性品种
将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗 盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作 物体内，将从根本上改变作物的特性。如转 基因抗虫棉。
迄今为止，人们已获得了 数百种转基因植物：抗病、 抗虫、抗除草剂、抗逆、作 物的高产优质、果蔬储存、 作物的固氮能力、药物生产 及环境美化等
例：100克/2000升大肠杆菌培养液
（2）优点：高质量、低成本
（3）基因工程药品：60余种
生长激素释放抑制素——参与生长的调节 可用来治疗肢端肥大症、急性胰腺炎等疾病
胰岛素——治疗糖尿病 TPA（组织纤维酶原激活剂） ——治疗心脏、
卵细胞或胚胎细胞（转基因动物） 回
步骤四：目的基因的检测与鉴定
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
四、目的基因的检测与鉴定
1、检测与鉴定的目的 目的基因进入受体细胞后，是否可以稳定维持 和表达其遗传特性
2、 检测目的基因是否插入了转基因生物的染色体DNA上
检测目的基因是否转录出了mRNA
检测目的基因是否翻译成蛋白质 另外：个体生物学水平的鉴定
质粒作为 载体的条件:
能在宿主细胞内复制并稳定 的遗传 具有多个限制酶切点
具有某些遗传标记基因（标记基因
基因工程的基本操作程序主要包括 四个基本步骤：
1）目的基因的获取 2）基因表达载体的构建 3）将目的基因导入受体细胞 4）目的基因的检测与鉴定
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过程
优点
缺点
供体细胞DNA →DNA
工作量大，
1973年,由美国科学家科恩等人用重组 DNA技术首次获得转基因大肠杆菌。从此 以后，基因工程作为一个新兴的研究领域
得到了迅速的发展: 农牧业
工业
环境保护 能源
医药卫生
一、植物基因工程硕果累累
转基因工程技术主要用于提高浓作物的抗逆能力,以及改 良农作物的品质和利用植物生产药物等方面.
基因工程在农业上的应用：
4、结果：形成两种末端 粘性末端
平末端
二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶
1、种类：两类
E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
2、作用部位：磷酸二酯键
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连 接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。
“分子缝合针”——DNA连接酶
步骤三：目的基因导入受体细胞---转化
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。
• 将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
3将目的基因导 入受体细胞
受体细胞：细菌
氯化钙
基因工程中常用的 细胞壁的通透性增大 受体细胞有大肠杆 菌、枯草杆菌、土 壤农杆菌、酵母菌 重组质粒进入受体细胞 和动植物细胞等。
专一性最 强，目的 基因不含 内含子
目前复杂的 尚不知的核 苷酸序列不 能合成
2目的基因与运载体结合
首先要用一定的限制酶切割质粒，使质粒出现 一个切口，露出黏性末端。
然后用同一种限制酶切断目的基因，使其产生 相同的黏性末端。
将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处， 再加入适量DNA连接酶，质粒的黏性末端与 目的基因DNA片段的黏性末端就会因碱基互 补配对而结合，形成了一个重组DNA分子。
目的基因随受体细胞的繁殖而复制
受体细胞的选择
1、原核生物细胞：
（1）优点：容易摄取外界的基因（目的基因），
繁殖快，便于培养和基因操作
（2）主要生物：大肠杆菌、蓝藻
2、真核生物细胞：
酵母
主 要 生 物
植物细胞——活的植物离体体细胞在 合适的培养条件下比较容易再分化成 植株（转基因植物）
动物细胞——常采用生殖细胞、受精 返