基因工程的基本操作顺序5
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。
《基因工程的基本操作程序》 讲义
《基因工程的基本操作程序》讲义基因工程是现代生物技术的核心，它让我们能够按照人类的意愿改造生物的遗传特性。
下面咱们就来详细说一说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想要导入受体细胞的特定基因。
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就像是一个基因的大仓库，里面存放着各种各样的基因。
我们可以根据目的基因的有关信息，比如它的核苷酸序列、功能等，从基因文库中筛选出我们需要的目的基因。
2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 技术就像是基因的复印机。
如果我们已经知道了目的基因的核苷酸序列，就可以设计引物，通过 PCR 反应让目的基因在短时间内大量扩增。
3、人工合成当目的基因较小，而且核苷酸序列又已知的时候，我们可以通过化学方法直接人工合成目的基因。
二、构建基因表达载体有了目的基因还不够，还得给它安个“家”，这个“家”就是基因表达载体。
基因表达载体就像是一辆搭载着目的基因的“专车”，能把目的基因准确无误地送到受体细胞中，并且让目的基因能够稳定存在和表达。
基因表达载体通常包括以下几个部分：1、启动子启动子就像是基因表达的“开关”，它能启动目的基因的转录。
2、终止子终止子就像是基因表达的“刹车”，它能让转录在需要的时候停止。
3、标记基因标记基因就像是基因表达载体的“身份证”，它能帮助我们筛选出含有目的基因的受体细胞。
4、目的基因这是我们想要导入受体细胞的基因。
构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，一般需要用到限制酶和DNA 连接酶。
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 连接酶则能够把切割后的 DNA 片段连接起来，形成一个完整的基因表达载体。
三、将目的基因导入受体细胞目的基因只有进入受体细胞，并且在受体细胞中稳定存在和表达，才能发挥作用。
将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，下面介绍几种常见的方法：1、农杆菌转化法对于植物细胞来说，农杆菌是一种天然的“基因运输员”。
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。
基因工程施工程序有哪些
基因工程施工程序有哪些一、确定基因工程的目的和方案在进行基因工程之前，首先要确定基因工程的目的和方案。
这包括需要改变的遗传特性是什么、采用的基因修饰技术是哪种、选择的基因来源是什么等。
只有明确了这些目标和方案，才能有针对性地进行后续的操作。
二、选择合适的宿主生物体接下来要选择合适的宿主生物体。
宿主生物体是基因工程的承载对象，宿主生物体的选择将直接影响到基因工程的效果。
一般来说，宿主生物体应该具有较好的生长性能、易于培养、易于转化等特点。
三、提取目标基因在确定了目标基因之后，就需要通过提取目标基因的方式获取该基因。
提取目标基因的方法主要有PCR扩增、酶切、RT-PCR等。
在提取目标基因的过程中，需要严格控制实验条件，确保提取的目标基因是纯净的。
四、构建基因载体获取了目标基因之后，就需要将目标基因引入宿主生物体中。
这时就需要构建基因载体。
基因载体是一种能够将目标基因携带并导入宿主生物体的工具。
构建基因载体的方法有多种，如克隆、连接、转化等。
在构建基因载体的过程中，要确保目标基因能够正确插入载体中，并且保持稳定。
五、转化宿主生物体构建好基因载体之后，就需要将基因载体导入宿主生物体中。
这个过程称为转化。
转化的方法有多种，如化学转化、电转化、基因枪等。
在进行转化的过程中，要注意控制转化条件，确保基因载体可以成功导入宿主生物体。
六、筛选转化子完成了转化之后，就需要筛选出成功转化的宿主生物体。
这个过程一般采用选择性培养基或标记基因方法。
通过筛选，可以得到含有目标基因的转基因宿主生物体。
七、鉴定转基因宿主生物体筛选出转基因宿主生物体之后，还需要进行鉴定。
鉴定主要包括检测目标基因的存在、确认目标基因的表达、确定目标基因对宿主生物体的影响等。
通过鉴定，可以确保转基因宿主生物体符合设计要求。
八、培育转基因生物最后一步是培育转基因生物。
通过经过鉴定的转基因宿主生物体，可以培育出目标性状稳定且符合要求的转基因生物。
培育转基因生物的过程中，要注意控制环境条件，确保转基因生物能够正常生长和繁殖。
基因工程的基本操作程序 课件
限制性酶切割 DNA分子
限制片段 琼脂糖电泳
DNA
带有DNA片段的凝胶
分
用缓冲液转 转移至硝酸纤维素膜上
子
移DNA
杂
凝胶
交
滤膜
与放射性标记 DNA探针杂交
吸附有DNA片 段的膜
放射自显影
抗原-抗体杂交
重组体
转化到 E.Coli
细菌启动子 插入的真核 DNA片段
解析：DNA 分子杂交就是不同来源的 DNA 分子的单 链按碱基互补配对原则结合在一起，形成杂合双链的过 程。B 项利用了分子杂交技术(DNA 与 mRNA 之间杂交)。 检测目的基因是否翻译合成蛋白质依据的是抗原—抗体 杂交原理，未用到 DNA 分子杂交原理。
答案：C
生物 种类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
转化 过程
将目的基因插入Ti质 粒的T-DNA上→Ca2+ 处理导入农杆菌细胞 →侵染植物细胞→目 的基因整合到受体细 胞的染色体上DNA上 →植物组织培养→试 管苗表达目的基因→
产生相应性状。
将含有目的基因
的表达载体提纯 →取受精卵→显 微注射→获得导 入目的基因的受 体细胞→早期胚 胎培养→胚胎移 植→获得新性状
第三步：将目的基因导入受体细胞（转化 transformation） 3、将目的基因导入微生物细胞 （1）微生物作为受体的优势
①繁殖速度快，可大量生产 ②生产成本低
（2）导入方法 Ca2+处理
第三步：将目的基因导入受体细胞（转化 transformation） 3、将目的基因导入微生物细胞 （3）原核生物作为受体细胞产生的蛋白质没有空间结构， 需要在体外加工。
基因工程的操作程序
内含子
外显子
能够编码蛋白质的序列叫做外显子
不能够编码蛋白质的序列叫做内含子
启动子
终止子
编码区上游
编码区下游
内含子：
外显子：
真核细胞的 基因结构
编码区
非编码区
外显子：能编码蛋白质的序列 内含子：不能编码蛋白质的序列
：有调控作用的核苷酸序列， 包括位于编码区上游的RNA 聚合酶结合位点（启动子）。
启动子、终止子对于目的基因表达必不可少
目的基因不能单独进入受体细胞，必需以表达载体的方式携带进去。
注意
三将目的基因导入受体细胞
（一）转化：
（二）方法
将目的基因导入 植物细胞
将目的基因导入 动物细胞
将目的基因导入 微生物细胞
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
——显微注射法
——感受态细胞
目的基因进入_________内，并且在 受体细胞内维持_____和_____的过程（1）.基因（2）.基因的构建方法
通过对受体菌的培养而储存基因 基因组的构建cDNA的构建-----反转录法： 以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。
目的基因的mRNA
单链DNA
1
2
3
6
5
4
双链DNA (目的基因)
① 概念：PCR全称为_______________，是一项 在生物____复制___________的核酸合成技术
③条件：_______________________、 _______________、___________ 、 ___________.前提条件：
基因工程的基本操作
基因工程的基本操作
基因工程的基本操作包括以下几个步骤：
1. 取得目标基因：首先需要获得目标基因的DNA序列。
这可以通过多种方法实现，如克隆、PCR扩增、合成等。
2. DNA切割：将目标基因从DNA样本中分离出来，通常需要用到一种特殊的酶——限制性内切酶。
这些酶可以在DNA的特定序列处切割，从而得到目标基因的DNA片段。
3. DNA连接：将目标基因的DNA片段与载体DNA连接在一起。
载体DNA是一种能够自复制的DNA分子，可以在细胞中稳定存在。
连接的过程通常需要使用DNA连接酶。
4. 转化：将连接好的DNA载体导入宿主细胞中。
这可以通过多种方法实现，如电穿孔、热激击等。
5. 克隆和筛选：选择合适的宿主细胞，并用培养基培养细胞，使其增殖。
通过筛选方法，如抗生素筛选、荧光检测等，筛选出带有目标基因的克隆。
6. 验证：对获得的克隆进行验证，确认目标基因已经成功导入宿主细胞，并且在细胞中表达。
7. 基因表达和应用：利用已经导入细胞中的目标基因进行进一步的研究。
可以通过控制基因的表达水平，探究基因的功能和
调控机制。
同时，还可以利用基因工程技术将目标基因导入其他生物体，实现特定性状的改良和应用。
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。
基因工程的基本操作程序教学设计
基因工程的基本操作程序教学设计基因工程是一门涉及到生物学、生物化学和生物技术的学科，它依靠人工手段对生物体的基因进行重组、改变及表达，以期得到新的功能基因或改良已有基因的方法。
基因工程的基本操作程序是进行基因工程实验的关键，下面是一份针对初学者的基因工程基本操作程序的教学设计。
一、实验目的：通过本实验，学生将了解到基因工程实验的基本操作过程，掌握基因工程实验中的常用技术和方法。
二、实验材料：1.实验材料：- E.coli菌株-目的基因DNA片段-原核表达载体-外源限制核酸酶-缓冲液-DNA连接酶-搅拌机、恒温器、离心机等实验设备2.实验步骤：步骤一：制备目的基因DNA片段-从生物体中提取目的基因DNA-通过PCR扩增、酶切等方法制备需要的目的基因DNA片段步骤二：制备原核表达载体-从菌株中提取原核表达载体DNA-通过酶切或PCR扩增等方法制备需要的原核表达载体步骤三：连接目的基因片段和原核表达载体-在特定条件下，将目的基因DNA片段和原核表达载体DNA进行连接-通过DNA连接酶和缓冲液等实验材料完成连接反应步骤四：转化目的菌株- 将连接后的重组DNA导入到E.coli中-通过电穿孔、热激转化等方法实现DNA转化步骤五：筛选重组菌株-通过抗生素筛选等方法，找出含有目的基因的重组菌株-通过PCR和限制酶切等方法确认重组菌株是否成功三、教学内容：1.基因工程实验的原理和基本概念-了解基因工程实验的定义、目的和基本原理2.实验设备与试剂的介绍-介绍实验中常用的设备和试剂，如搅拌机、恒温器、离心机、限制酶、连接酶等3.实验步骤的操作演示-对每个实验步骤进行详细的操作演示，包括实验设备的使用方法和试剂的配制方法4.实验操作的注意事项和技巧-提醒学生在实验操作中需要注意的事项和技巧，如实验条件、溶液浓度、操作时间等四、教学方法：1.理论讲解结合实例分析：首先通过理论讲解基因工程的原理和基本概念，然后结合实际案例进行分析，引导学生理解技术的应用和意义。
基因工程的五个基本流程
基因工程的五个基本流程一、基因工程的概述基因工程是一种通过改变生物体遗传物质的结构和组成，从而达到改变其性状和功能的技术。
基因工程技术的应用范围广泛，包括农业、医药、工业等领域。
二、基因工程的五个基本流程1.选择目标基因选择目标基因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。
在选择目标基因时需要考虑多个方面，如所需功能、适用范围、安全性等。
2.克隆目标基因克隆目标基因是进行基因工程的关键步骤之一。
克隆目标基因需要进行以下几个步骤：（1）提取DNA：从生物体中提取DNA。
（2）切割DNA：使用限制性内切酶将DNA切割成特定长度。
（3）连接载体：将目标DNA片段与载体连接起来。
（4）转化宿主细胞：将连接好的载体转化到宿主细胞中。
3.构建重组表达载体构建重组表达载体是进行基因工程的另一个重要步骤。
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。
构建重组表达载体需要进行以下几个步骤：（1）选择合适的载体：选择合适的载体，如质粒、病毒等。
（2）插入目标基因：将克隆好的目标基因插入到载体中。
（3）调节表达：调节重组表达载体的启动子和终止子，以控制目标基因在宿主细胞中的表达。
4.转染宿主细胞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。
转染宿主细胞需要进行以下几个步骤：（1）选择合适的宿主细胞：选择合适的宿主细胞，如大肠杆菌、哺乳动物细胞等。
（2）转染重组表达载体：将构建好的重组表达载体转移到宿主细胞中。
（3）筛选阳性克隆：通过筛选阳性克隆来确定成功转移和表达目标基因的细胞。
5.分离和纯化目标蛋白分离和纯化目标蛋白是将表达出的目标基因转化为蛋白质，并对其进行分离和纯化的过程。
分离和纯化目标蛋白需要进行以下几个步骤：（1）破碎宿主细胞：将表达目标基因的宿主细胞破碎，释放出目标蛋白。
（2）分离目标蛋白：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顺序
使用DNA连接酶将剪切好的DNA片段连接到载体DNA上，形成重组DNA。
4
DNA变异
通过DNA变异技术改变特定基因的序列，达到修改生物体遗传特性的目的。
5
DNA克隆
将重组DNA导入宿主细胞中，让它们复制 DNA，并表达出重组 DNA 的遗传特性。
基因工程的实际案例
胰岛素生产
基因工程技术被应用于生产大量 胰岛素，以治疗糖尿病等疾病。
医学
应用基因工程技术研发新型药物、诊断方法和基因治疗手段等。
工业
利用基因工程技术生产生物材料、燃料和其他有价值的化学物质。
基因工程的基本操作步骤
1
DNA提取
从生物体中提取DNA样本，常用的提取方法包括细胞裂解和纯化技术。
2
DNA剪切
使用限制性内切酶剪切DNA，产生可用于下一步操作的片段。
3
DNA连接
基因工程有潜力解决人类面临的重大问题， 如疾病治疗、环境保护和农业可持续发展。
黄金大米
通过插入β胡萝卜素合成基因， 使大米富含维生素A，解决世界 范围内维生素A缺乏的问题。
转基因作物
应用基因工程技术开发抗虫害、 耐逆性和提高产量的转基因作物， 解决食品安全和饥饿问题。
基因工程的现状和前景
1 现状
2 前景
基因工程技术在各个领域取得了显著成就， 但仍面临着伦理、安全和公众接受度等问题。
基因工程的基本操作顺序
在基因工程中，我们通过一系列基本操作来改变生物体的遗传特性。这些操 作包括DNA提取、剪切、连接、变异和克隆。
基因工程的定义
基因工程是一种通过改变生物体的基因组来创造新的生物体或改变已有生物体特性的技术。它已在农业、医学 和工业等领域取得重大突破。
基因工程操作的基本技术路线
基因工程操作的基本技术路线一、确定目的基因在基因工程操作中，首先要明确目的基因，即需要操作的基因。
目的基因可以是已知功能的基因，也可以是未知功能的基因。
确定目的基因是基因工程操作的第一步，也是关键的一步。
二、获取基因组DNA获取目的基因的DNA是基因工程操作的第二步。
可以通过从生物体内提取DNA的方法获得，也可以通过合成的方法得到。
获取基因组DNA是基因工程操作的基础。
三、基因克隆基因克隆是将目的基因插入到载体中，并导入受体细胞进行复制的过程。
基因克隆是基因工程操作的核心步骤，可以通过不同的载体和受体细胞进行克隆。
四、转化受体细胞转化受体细胞是将克隆好的目的基因导入受体细胞中。
转化方法有多种，如化学转化法、电穿孔法等。
转化受体细胞的成功与否直接影响到目的基因的表达和产物的生成。
五、筛选阳性克隆筛选阳性克隆是在转化受体细胞后进行的步骤，其目的是筛选出含有目的基因的阳性克隆。
可以通过不同的筛选方法进行筛选，如PCR筛选、酶切鉴定等。
六、扩增目的基因扩增目的基因是在筛选出阳性克隆后进行的步骤，其目的是将目的基因进行大量扩增。
可以通过不同的扩增方法进行扩增，如质粒扩增、PCR扩增等。
七、鉴定目的基因鉴定目的基因是基因工程操作的最后一步，其目的是确定目的基因是否正确表达和产物是否正确。
可以通过不同的鉴定方法进行鉴定，如Western blot鉴定、ELISA鉴定等。
总之，基因工程操作的基本技术路线包括确定目的基因、获取基因组DNA、基因克隆、转化受体细胞、筛选阳性克隆、扩增目的基因和鉴定目的基因等步骤。
这些步骤是相互联系、相互影响的，只有正确掌握每个步骤的操作技巧和注意事项，才能保证基因工程操作的成功和有效性。
基因工程的基本操作顺序
目的基因的mRNA 反转录
单链DNA 合成
双链DNA (即目的基因)基因的构建方法3）根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：
根据已知蛋白质的 氨基酸序列，推测出相 应的信使RNA序列，然
蛋白质的氨基酸序列 推测
后按照碱基互补配对原 则，推测出它的结构基
mRNA的核苷酸序列 推测
因的核苷酸序列，再通 结构基因的核苷酸序列
练习
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
D、目的基因的检测和表达
(2)利用PCR技术扩增
① 概念：PCR全称为_聚__合__酶__链__式__反__应__，是一项 在生物_体__外_复制_特__定__D_N_A_片__段_的核酸合成技术
②原理：_D_N_A_复__制____
③条件：_已__知__基__因__的__核__苷__酸__序__列____、 _四__种__脱__氧__核__苷__酸__、__一__对__引__物___ (做启动子)、
非编码区 ：有调控作用的核苷酸序列， 包括位于编码区上游的RNA 聚合酶结合位点。
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、 不__连__续_的
都由能够编码蛋白质的_编__码__区_和具 有调控作用的非__编__码__区组成的
DNA分子杂交示意图
采用一定的技术手段，将两种生物的DNA分 子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补 的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合 在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序 列的部位，仍然是两条游离的单链。
基因工程基本操作
插入灭活法
氨卡青霉 素抗性基 四环素 抗性基 因 因
单基因遗传病可以通过核酸 杂交技术进行早期诊断。镰刀型 细胞贫血症是一种在地中海地区 发病率较高的单基因遗传病。已 知红细胞正常个体的基因型为BB、 Bb，镰刀型细胞贫血症患者的基 因型为bb。有一对夫妇被检测出 均为该致病基因的携带者，为了 能生下健康的孩子，每次妊娠早 期都进行产前诊断。下图为其产 前核酸分子杂交诊断和结果示意图。 (1)从图中可见，该基因突变是由于 碱基对改变（或A变成T） 引起的。巧合 的是，这个位点的突变使得原来正常基因的限制酶切割位点丢失。正常基因 该区域上有3个酶切位点，突变基因上只有2个酶切位点，经限制酶切割后， 凝胶电泳分离酶切片段，与探针杂交后可显示出不同的带谱，正常基因显示 2 _______ 条，突变基因显示 1 条。 (2)DNA或RNA分子探针要用 放射性同位素（或荧光分子等） 等标记。利用核酸 分子杂交原理，根据图中突变基因的核苷酸序列(…ACGTGTT…)，写出作为探 针的核糖核苷酸序列： ……UGCACAA…… 。 (3)根据凝胶电泳带谱分析可以确定胎儿是否会患有镰刀型细胞贫血症。这对夫 妇4次妊娠的胎儿Ⅱ-1~Ⅱ-4中基因型BB的个体是 Ⅱ-1和Ⅱ-4 ，Bb的个体 是 Ⅱ-3 ，bb的个体是 Ⅱ-2 。
基因多少
物种间的基因交流
某种生物的部 某种生物的全 分基因 部基切割 DNA片段 接到载体上
导入细胞
通过对受体菌的培养而储存基因
原核生物的基因结构
非编码区 编码区 非编码区
启动子
RNA聚合 ＿＿＿＿＿酶
终止子
mRNA
单链DNA
cDNA(目的基因）
启动子=起始密码子吗？ 终止子=终止密码子吗？
三 转化受体细胞
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b、复性（55℃-60℃）：系统温度降低，引物与 DNA模板结合，形成局部_双__链_____。
c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，从 引物开始进行碱基互补配对，合成与 模板互补的_D_N__A_链___。
（三）通过DNA合成仪直接合成目的基因
前提：基因比较小、核苷酸序列已知
蛋白质 推测 mRNA 推测 基因DNA 合成 目的
的氨基
核苷酸
的核苷酸
基因
酸顺序
序列
序列
DNA合成仪
问题4 获取目的基因的三种方法应用
1、如果知道目的基因两端的核苷酸序列，而 且基因比较大，可采用_P_C_R__技__术_扩__增__ 2、如果知道目的基因的序列，而且基因比较 小，可采用_化__学_方__法__人__工__合_成___ 3、如果不知道目的基因的核苷酸序列，可采 用从__基__因__文__库_获__取__的__方__法
标记基因：鉴别受体细胞中 是否含有目的基因，从而将 有目的基因的细胞筛选出来
3.基因表达载体的构建过程
质粒
DNA分子
同一种 限制酶处理
一个切口 两个黏性末端
两个切口 四个黏性末端
DNA连接酶
重组DNA分子（重组质粒）
跟踪训练 (2012年江苏无锡高二检测)如图为基
因表达载体的模式图，下列有关基因工程中载体
第三步，以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用 下合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA分子。
问题2 为什么用生物发育某个时期的mRNA反转 录得的DNA只有这种生物的部分基因？
某个时期的发育是基因选择少 物种间的基因交流
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储存，各个受体们所需的目的基因呢?
为什么动物细胞要用受精卵做受体细胞？ 全能性受限制
（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。
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过三程、： 目的基因导入受体细胞
转入
构建基因表达载体
农杆菌 导入
植物细胞
稳定维持和表达
（2）基因枪法：目的基因导入单子叶植物细胞
以目的基因转录成 的信使RNA为模板，反转 录成互补的单链DNA，然 后在酶的作用下合成双 链DNA步，反转录酶以RNA为模板合成一条与RNA 互补的DNA单链，形成RNA-DNA杂交分子。
第二步，核酸酶H使RNA-DNA杂交分子中的RNA链 降解，使之变成单链的DNA。
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、基因的表达产物 蛋白质等定发育时期的mRNA
反（逆）转录酶
单链DNA
DNA 聚合酶
双链cDNA片段
与载体 连接
重组载体
导入受体菌 中储存
反转录法：
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。
4、目的基因导入受体细胞的方法
生物种类 植物细胞
农杆菌转化法 常用方法 基因枪法
花粉通道法
动物细 胞
显微注 射法
微生物细胞 Ca2＋处理法
受体细胞 一般是体细胞 受精卵 一般原核细胞
物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮 藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰 素基因等。
2、也可以是具有调控作用的因子
获取目的R技术扩增目的基因 已知序列
3、人工合成பைடு நூலகம்的基因(一)从基因中获取目的基因1.基因概念
的说法错误的是( B ) A．基因工程的核心步骤是基因表达
载体构建 B．任何基因表达载体的构建都是一
样的，没有差别 C．图中启动子位于基因的首端，是
RNA聚合酶识别和结合的部位 D．抗生素抗性基因的作用是作为标
记基因，用于鉴别受体细胞中是 否导入了目的基因
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。cDNA 小 无 无部分基因 可以
基因组 大 有 有全部基因 部分基因可以
(二)利用PCR技术扩增目的基因
1、概念：PCR全称为__多__聚__酶__链__式__反__应__，是一项在生 物_体__外_复制_特__定__D_N__A_片__段__的核酸合成技术
2、原理：_D_N__A_复__制___
模板（目的基因） 原料(脱氧核苷酸) 3、条件： DNA聚合酶（耐高温） 引物（一小段单链DNA） 温度控制
4、操作前提：一段已知目的基因的核苷酸序列， 以便合成引物。
5、扩增形式：指数形式（2n）
6、结果
在短时间内大量扩增目的基因
。
7、过程： a、变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在热作
用下，氢__键___断裂，形成_单__链__D__N_A___
基因工程的基本操作顺序5
1.2 基因工程的基本操作程序
问题1
基因工程的基本操作程序主要
包括哪几个步骤？
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
一：目的基因的获取 什么是目的基因
1.目的基因主要是指___编__码_蛋__白__质__的_基______ 如苏云金芽孢杆菌的因抗虫基因，还有植
二：基因表达载体的构建——基因工程的核心
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： 目的基因+启动子+终止子 +标记基因等
启动子：位于基因的首端的 一段特殊的DNA片断，RNA聚 合酶识别和结合的部位
终止子：位于基因的尾端的 一段特殊的DNA片断，能终 止mRNA的转录