目的基因片段与克隆载体质粒的连接操作步骤
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。
质粒载体和片段连接 实验流程
质粒载体和片段连接实验流程
质粒载体与片段连接实验流程简述：首先，选择适合的限制性内切酶对质粒载体和目的DNA片段进行双酶切，产生互补粘性末端；其次，通过琼脂糖凝胶电泳纯化回收酶切产物；接着，在特定条件下将切好的载体和目的片段进行退火处理或使用T4 DNA连接酶进行连接反应，构建重组质粒；然后，将连接产物转化至感受态细菌中，并在含有相应抗生素的选择培养基上筛选阳性克隆；最后，提取阳性菌落中的质粒DNA进行PCR鉴定、测序验证等步骤确认重组质粒构建成功。
基因克隆实验手册
插入片段 线性化载体
推荐使用的试剂盒
产品信息
DNA Ligation Kit <Mighty Mix> P4
Blunting Kination Ligation (BKL) Kit
P6
TaKaRa DNA Ligation Kit LONG P4
Mighty TA-cloning Kit
P6
Mighty TA-cloning Reagent Set for PrimeSTAR®
↓ ③42℃反应45秒后，在冰中放置1～2分钟
↓ ④加入已预先37℃保温的SOC培养基，使终体积为1 ml。
↓ ⑤37℃振荡培养1小时（160～225 rpm）
↓ ⑥取适量涂布于LB选择培养基、37℃过夜静置培养
5. PCR扩增确认插入片段DNA 6. 培养、纯化质粒
PCR扩增确认插入片段DNA请参考第5页
TCGA 5’ Hin d Ⅲ
线性化载体 ※
C TAG A G C T
※ 利用限制性内切酶酶将环状载体DNA切断后，切胶 回收、或必要时进行去磷酸化反应
转化
·感受态细胞
形成菌落
进行菌落PCR 确认插入片段
·EmeraldAmp® MAX PCR Master Mix等
·电泳相关制品
— 1—
基因克隆实验手册
※ PCR扩增产物是平滑末端时进行dA加尾反应。
【目的DNA片段】 带有限制性内切酶的
酶切末端
In-Fusion克隆
5×In-Fusion® HD In-Fusion酶使 Enzyme Premix 末端15个相同
碱基无缝融合
TA克隆
3’ A
A 3’
T载体
克隆载体构建实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 学习克隆载体的构建方法，掌握分子克隆的基本原理和操作步骤。
2. 掌握利用限制性内切酶和DNA连接酶进行DNA片段的插入和连接。
3. 熟悉重组质粒的鉴定和扩增方法。
二、实验原理克隆载体是分子生物学研究中常用的工具，它可以将目的基因插入其中，并在宿主细胞中进行扩增。
克隆载体的构建主要包括以下步骤：1. 设计引物：根据目的基因序列设计特异性引物，用于PCR扩增目的基因片段。
2. PCR扩增：利用引物扩增目的基因片段。
3. 载体线性化：利用限制性内切酶将载体线性化，使其具有末端粘性。
4. DNA片段连接：将目的基因片段与载体进行连接。
5. 转化宿主细胞：将连接后的重组质粒转化至宿主细胞。
6. 鉴定和扩增：通过PCR、酶切等方法对转化后的细胞进行鉴定和扩增。
三、实验材料1. 试剂：PCR引物、限制性内切酶、DNA连接酶、DNA分子量标准、Taq酶、pUC19载体、感受态细胞等。
2. 仪器：PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统、移液器、DNA纯化柱等。
四、实验步骤1. 设计引物：根据目的基因序列设计特异性引物，引物长度一般为20-30个碱基，其中包含酶切位点。
2. PCR扩增：利用引物扩增目的基因片段，PCR反应体系如下：- 10×PCR缓冲液5μl- dNTPs（每种2.5μmol/L）4μl- 引物（上下游引物各1μmol/L）2μl- DNA模板1μl- Taq酶0.5μl- ddH2O补充至50μl3. 载体线性化：利用限制性内切酶将载体线性化，反应体系如下：- 载体DNA 5μl- 10×酶切缓冲液5μl- 限制性内切酶1μl- ddH2O补充至20μl4. DNA片段连接：将PCR产物与载体进行连接，反应体系如下：- 线性化载体DNA 5μl- PCR产物5μl- 10×连接缓冲液5μl- DNA连接酶1μl- ddH2O补充至20μl5. 转化宿主细胞：将连接后的重组质粒转化至感受态细胞，具体操作方法如下：- 将感受态细胞铺板于含有适当抗生素的培养基上，37℃培养过夜。
基因片段与载体连接、转化和重组子筛选
1、ＤＮＡ分子的体外连接
ＤＮＡ分子的体外连接就是在一定条件下，
由ＤＮＡ连接酶催化两个双链ＤＮＡ片段组 邻的５’端磷酸与３’端羟基之间形成磷酸 酸脂键的生物化学过程， ＤＮＡ分子的连接 是在酶切反应获得同种酶得注意的几个问题：
1.ＤＮＡ连接酶
常用的ＤＮＡ连接酶有两种：
制备感受态细胞
现在制备感受态细胞通常用CaCl2处理，在低温中 与外来ＤＮＡ分子相混合. ＤＮＡ分子转化分以下几步: １．吸附－－双链ＤＮＡ分子吸附于受体菌表面； ２．转入－－双链ＤＮＡ分子解链。一条链进入受 体菌，另一条降解； ３． 自稳－－外源质粒ＤＮＡ分子在细胞内复制成 双链； ４．表达一供体基因随同复制子同时复制，分裂， 转录翻译。
四．结果与分析讨论
１．计算转化率。 ２．根据转化率和阴性对照分析实验结果。 问题与讨论： １．根据本实验认为影响转化率的因素有哪
些？ ２．抗性法筛选和互补筛选原理是什么？
2.重组子的筛选
这和受体菌：质粒ＤＮＡ的选择相关，
原则
上要注意： １．受体菌必须是限制与修饰系统缺陷的菌 株； ２． 根据质粒基因型和受体菌基因型互补原 则而定。 重组子的筛选方法常用的有两种方法：
１．抗生素筛选法
菌株为某种抗生缺陷型， 而质粒上带有 该抗性基因（如氨苄青霉素， 卡拉霉素等 ）这样只有转化子才能在含该抗生素的培养 基上长出。 本实验利用抗生筛选转化子。
四．结果与分析
电泳检查连接结果
１．如何判断连接效果的成功性？
问题与讨论：
１．简述Ｔ４ＤＮＡ连接酶作用机理。 ２．简述一个完整外源ＤＮＡ的克隆过程。 ３．连接反应中应注意些什么问题及如何提
目的基因与载体连接的方法
目的基因与载体连接的方法
目的基因与载体连接的方法有多种，最常用的方法包括：
1. 限制性内切酶消化连接：使用限制性内切酶切割目的基因和载体的DNA，然后在两者之间添加合适的连接酶，使它们连接成一个含有目的基因的载体。
2. 直接连接法：将目的基因和载体的DNA进行线性化，使用DNA连接酶将它们直接连接在一起。
3. 碱基序列连接：通过设计引物，使目的基因和载体的DNA序列互补，然后使用DNA连接酶将它们连接在一起。
4. PCR扩增连接：通过设计特定引物，在PCR反应中同时扩增目的基因和载体的DNA序列，并在两者的末端引入互补的序列，然后使用DNA连接酶将它们连接在一起。
5. 基因克隆：利用大肠杆菌等细菌的复制和重组能力，在质粒中将目的基因和载体的DNA序列进行片段插入和连接。
在连接过程中，一般还要进行酶切、连接酶消化等处理，以保证连接的正确性和有效性。
连接完成后，可以通过转化、转染等方法将重组载体导入目标细胞中，使目的基因在细胞内表达。
cdna基因克隆的基本原理和流程
一、CDNA基因克隆的基本原理CDNAplementary DNA）是DNA的互补序列，通过反转录酶将mRNA作为模板合成的一种DNA。
CDNA基因克隆是利用逆转录酶将mRNA逆转录合成cDNA，并通过PCR或其他方法将cDNA插入到质粒载体中，实现对目标基因的克隆。
二、CDNA基因克隆的流程1. RNA提取：首先需要从细胞中提取出总RNA，可以使用TRIzol等试剂进行RNA的提取纯化工作。
2. 反转录合成cDNA：将提取得到的RNA作为模版，利用逆转录酶进行cDNA的合成。
反转录反应通常包括RNA模版、随机引物、dNTPs、逆转录酶和缓冲液，并经过一系列温度循环反应，将mRNA 逆转录成cDNA。
3. cDNA纯化：为了避免反转录反应中产生的非特异性产物和杂质，需要对反转录反应产物进行纯化。
4. cDNA扩增：对cDNA进行PCR扩增，以获得目标基因的cDNA 片段。
PCR反应体系包括cDNA模板、引物、dNTPs、Taq聚合酶和缓冲液，通过一系列温度循环反应，扩增目标基因cDNA片段。
5. 酶切与连接：将PCR扩增得到的cDNA片段与质粒载体进行酶切，并在两者的黏端上连接。
6. 转化：将连接得到的质粒转化入大肠杆菌等细菌中，使其进行复制。
7. 筛选与鉴定：通过筛选和鉴定，选出携带目标基因cDNA片段的质粒，进行测序和分析，最终确定目标基因序列。
三、CDNA基因克隆的应用CDNA基因克隆技术已广泛应用于基因克隆、基因表达等多个领域。
在科研领域中，通过CDNA基因克隆技术可以方便快捷地获得目标基因的cDNA，实现对目标基因的研究和功能分析；在医药领域，CDNA基因克隆技术也被应用于基因治疗、蛋白表达等方面。
总结：CDNA基因克隆是一种重要的基因工程技术，通过反转录酶合成cDNA并将其插入到质粒中，可以方便地获取目标基因序列，具有广泛的应用前景。
掌握CDNA基因克隆的基本原理和流程对于开展相关实验研究具有重要意义。
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分子就是在dna连接酶的促进作用下，存有mg切的载体分子与外源dna分子进行连接。
dna连接酶存有两种：t4噬菌体dna连接酶和大肠杆菌dna连接酶。
两种dna连接酶都存有将两个具有相同粘性末端的dna分子连在一起的功能，而且t4噬菌体dna连接酶除了一种大肠杆菌dna连接酶没的特性，即为能够并使两个平末端的双链dna分子连接起来。
但这种相连接的效率比粘性末端的相连接率为高，通常可以通过提升t4噬菌体dna 连接酶浓度或减少dna浓度去提升平末端的相连接效率。
t4噬菌体dna连接酶催化剂dna 连接反应分成3步：首先，t4dna连接酶与辅因子atp构成酶-atp复合物；然后，酶-atp 复合物再融合至具备5’磷酸基和3’羟基切口的dna上，并使dna腺苷化；最后产生一个代莱磷酸二酯键，把切口封出来。
连接反应通常将两个相同大小的片断相连。
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℃时有助于连接酶的活性。
但是在这个温度下黏末端的氢键融合就是不稳定的。
因此实行折衷的温度，即12-16℃，相连接12-16h（过夜），这样既可以最大限度地充分发挥连接酶的活性，又兼具至较长时间接合结构的平衡。
2、atp存有的相连接缓冲器系统中，将分别经酶二.感受态制备原理细菌在0ccacl2低渗溶液中胀变成球形，遗失部分膜蛋白，沦为难稀释外源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。
基因连接转化实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 掌握基因连接与转化的基本原理和操作方法。
2. 学习目的基因与载体连接的实验操作步骤。
3. 熟悉转化实验的基本流程，包括感受态细胞的制备、转化、涂布培养和筛选等。
4. 了解基因表达载体的构建和鉴定方法。
二、实验原理基因连接转化实验是基因工程中重要的基本操作之一，其原理主要包括以下几个方面：1. 基因克隆：通过酶切、连接等操作，将目的基因与载体连接起来，构建成重组质粒。
2. 转化：将重组质粒导入宿主细胞，使其在宿主细胞内复制、表达。
3. 筛选：通过选择性培养基和分子生物学方法，筛选出含有目的基因的转化子。
4. 鉴定：对筛选出的转化子进行鉴定，确认其是否含有目的基因。
三、实验材料1. 试剂：限制性内切酶、T4连接酶、DNA连接缓冲液、DNA分子量标准、DNA聚合酶、PCR引物等。
2. 仪器：PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统、离心机、移液器、培养箱、超净工作台等。
3. 细胞：感受态细胞（如大肠杆菌DH5α）。
4. 基因组DNA：目的基因片段和载体DNA。
四、实验步骤1. 目的基因片段的制备：采用PCR技术扩增目的基因片段。
2. 载体DNA的制备：提取载体DNA，进行酶切处理。
3. 基因连接：将酶切后的目的基因片段与载体连接。
4. 转化：将连接产物转化感受态细胞。
5. 涂布培养：将转化后的细胞涂布在选择性培养基上，培养过夜。
6. 筛选：挑选生长良好的单克隆菌落进行PCR检测。
7. 鉴定：对PCR检测阳性的菌落进行酶切和测序鉴定。
五、实验结果与分析1. PCR检测结果：根据PCR检测结果，筛选出含有目的基因的转化子。
2. 酶切鉴定：对PCR检测阳性的菌落进行酶切，观察酶切图谱，确认重组质粒是否构建成功。
3. 序列鉴定：对酶切鉴定阳性的菌落进行测序，与目的基因序列进行比对，验证其是否正确。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了基因连接与转化的基本原理和操作方法。
2. 成功构建了含有目的基因的重组质粒，并对其进行了鉴定。
基因克隆 操作步骤原理及注意事项
一：提质粒1：提取ml的菌液放到EP管中，12000r/s 30s离心，去除菌液，加入100微升的TE 振荡混匀后加入200微升裂解液二，轻轻混匀，是使细胞破碎，同时使蛋白变性和保持其高碱性，再加入150裂解液三轻轻混匀是鞋包裂解开（最佳的效果是上层是蛋白，下层是透明的液体），离心10min，将液体转移到另一个EP管中，加入等体积的异丙醇，静置10min或更长（一般以析出的DNA为主蛋白次之），离心10min 12000rpm/s ，除去上清液，加入400微升的70%的乙醇洗（去除里面的有机溶剂，同时使DNA 沉淀），去除乙醇，室温下开口放置5-10min或放到烘箱中使乙醇挥发干，再加入20微升的水，跑胶看浓度溶液I：Tris-Cl控制PH；葡萄糖后最大的好处只是悬浮后的大肠杆菌不会快速沉积到管子的底部；EDTA，无非就是要把大肠杆菌细胞中的所有二价金属离子都螯合掉，抑制DNase的活性，和抑制微生物生长。
溶液II：NaOH裂解细胞的作用；SDS主要是变性蛋白，也有溶解细胞的作用。
溶液III：3 M 醋酸钾钾离子置换了SDS中的钠离子形成了不溶性的PDS，而高浓度的盐，使得沉淀更完全。
SDS专门喜欢和蛋白质结合，平均两个氨基酸上结合一个SDS分子，钾钠离子置换所产生的大量沉淀自然就将绝大部分蛋白质沉淀了，同时大肠杆菌的基因组DNA也一起被共沉淀了；2 M 醋酸中和NaOH，因为长时间的碱性条件会打断DNA，所以要中和之。
25/50酚+24/50氯仿+1/50异戊醇的作用：酚抽提蛋白的作用；氯仿后可以增加比重，使得酚/氯仿始终在下层，方便水相的回收；异戊醇的添加，其作用主要是为了让离心后上下层的界面更加清晰，也方便了水相的回收。
乙醇---100%沉淀质粒的作用；70%洗质粒去离子的作用；RNase水：消化所提质粒中的RNA。
2：消化补到50微升体系，再加入5微升的RNase 放入37℃ 2-3个小时3：抽提加入150微升的TE补到200微升体系加入100微升的氯仿 100微升的苯酚充分混匀 12000rpm/s 10min 离心将上层液体转到新EP管中再像其中加入200微升的氯仿充分混匀，12000rpm/s 离心，取上层液体到新EP管中，加入1/4体积的5mol/L的NaCl 两倍体积的无水乙醇，放入-20℃ 3小时沉降后离心 12000rpm/s 10min ，70%的乙醇洗干，再晾干或烘干加20微升的水跑胶检测补充：酚氯仿法提取DNA的原理用酚抽提细胞DNA时，有什么作用？使蛋白质变性，同时抑制了DNase的降解作用。
基因克隆实验报告
基因克隆实验报告摘要：本实验旨在通过基因克隆技术，将特定基因从一个细胞中复制并插入到另一个细胞中，以实现基因的传递和表达。
实验采用了大肠杆菌作为模型生物，利用质粒载体和限制酶切技术完成了基因的克隆和转移。
通过本实验的操作，成功地将目标基因从一个细胞复制并转移到另一个细胞中，验证了基因克隆技术的有效性。
一、实验材料和方法1. 实验材料：- 大肠杆菌菌种- 目标基因DNA样本- 质粒载体- 限制酶- DNA连接酶- 抗生素培养基2. 实验步骤：步骤一：菌液制备1. 取一支滤漏筒，加入适量的LB培养基，用移液管取一小部分大肠杆菌菌种，接种于LB培养基中，静置在37℃恒温摇床中培养过夜。
步骤二：DNA提取1. 取LB培养基中的大肠杆菌菌液，用离心机进行离心分离，将上清液去除，留取沉淀。
步骤三：DNA酶切1. 取目标基因DNA样本和质粒载体，分别加入限制酶，按照限制酶切反应的条件进行反应。
步骤四：DNA连接1. 取等体积的酶切后的目标基因DNA和质粒载体，加入DNA连接酶，按照连接酶反应条件进行反应。
步骤五：转化1. 将连接后的DNA溶液加入已经制备好的培养基中，用恒温摇床静置培养。
步骤六：筛选1. 取一块含有抗生素的琼脂平板，将转化后的菌液均匀涂布在平板上，放入恒温箱培养。
步骤七：分离1. 从琼脂平板上挑选抗生素抵抗的单个菌落，进行培养。
二、实验结果与分析通过本实验的操作，成功地将目标基因从一个细胞复制并转移到另一个细胞中。
在转化后的琼脂平板上，观察到一些菌落的形成，这些菌落对抗生素具有抗性。
说明转化后的细胞成功地表达了目标基因，并能产生相应的蛋白质。
三、讨论与总结基因克隆技术是现代生物学研究中常用的实验手段之一。
通过限制酶切和DNA连接，可以实现基因的克隆和转移。
本实验结果表明，大肠杆菌是一个有效的模型生物，可用于基因克隆实验。
通过对转化菌落的筛选和培养，可以得到具有抗生素抵抗能力的菌落，进一步验证了实验结果的有效性。
基因敲除质粒构建
基因敲除质粒构建基因敲除是研究基因功能的重要手段之一。
质粒构建作为基因敲除的前提，是实现此技术的关键一步。
本文将介绍基因敲除质粒构建的步骤和方法，以期为相关研究提供帮助。
一、基因敲除质粒构建的原理基因敲除质粒是一种用于将特定基因拷贝从细胞中移除的DNA工具。
它由敲除目标基因所需的关键片段和相应的启动子、终止子以及标记基因等组成。
通过将这些DNA片段合成并插入到质粒载体中，制备出具有特定功能的基因敲除质粒。
二、基因敲除质粒构建的步骤1. 目标基因序列分析：首先，需要准确定位目标基因的序列，并对其进行详细的分析。
这包括识别编码区域和重要功能区域，确定敲除目标。
2. 质粒载体选择：选择合适的质粒载体用于构建基因敲除质粒。
质粒载体应包含复制起始子、选择标记基因、抗生素抗性基因等。
一般来说，pUC、pBluescript等常用质粒载体都可以作为基因敲除质粒的载体。
3. 扩增目标基因片段：通过PCR扩增得到目标基因片段。
根据目标基因的序列设计引物，利用PCR扩增技术在基因组DNA上扩增出目标基因的特定片段。
4.连接和克隆：将扩增得到的目标基因片段与质粒载体进行连接和克隆。
这可以通过DNA连接酶的作用在目标基因片段的末端与质粒载体的末端进行连接。
5. 转化和筛选：将连接好的质粒转化到宿主细胞中，通过抗生素筛选等方法，筛选出含有目标基因敲除质粒的细胞克隆。
6. 确认和验证：通过PCR扩增、限制酶切等方法对细胞克隆进行确认和验证，确保所构建的基因敲除质粒的正确性和稳定性。
三、基因敲除质粒构建的相关技术1. PCR技术：PCR技术是基因敲除质粒构建中的核心技术之一。
它可以高效、特异地扩增目标基因片段，为后续的克隆和验证提供基础。
2. DNA连接酶：DNA连接酶是在基因敲除质粒构建中起到关键作用的酶。
它能够将目标基因片段与质粒载体的末端连接起来，形成完整的基因敲除质粒。
3. 细胞转化和筛选：细胞转化和筛选是基因敲除质粒构建中的关键步骤。
分子克隆的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在学习分子克隆技术的基本原理和操作步骤，掌握目的基因的扩增、克隆及表达，为后续相关研究奠定基础。
二、实验原理分子克隆技术是指将目的DNA片段从供体细胞中分离出来，通过体外重组、转化和转导等方法，将其插入到克隆载体中，再将其引入宿主细胞进行复制和扩增。
本实验采用无缝克隆技术，通过T5核酸外切酶、DNA聚合酶和DNA连接酶三种酶的共同作用，实现单片段或多片段与载体连接。
三、实验材料1. 试剂：限制性内切酶、DNA连接酶、T5核酸外切酶、DNA聚合酶、dNTPs、Taq DNA聚合酶、PCR引物、载体DNA、目的基因DNA、质粒提取试剂盒、琼脂糖凝胶电泳试剂盒等。
2. 仪器：PCR仪、凝胶成像仪、电泳仪、紫外灯、超净工作台、离心机、恒温水浴锅、移液器等。
四、实验步骤1. 目的基因扩增（1）设计引物：根据目的基因的序列设计特异性引物，引物长度一般在18-25bp，5'端添加限制酶切位点。
（2）PCR反应：配制PCR反应体系，加入引物、模板DNA、dNTPs、Taq DNA聚合酶等，进行PCR反应。
2. 载体线性化（1）酶切：使用限制性内切酶对载体DNA进行酶切，获得线性化的载体。
（2）去磷酸化：对单酶切得到的线性化载体进行去磷酸化处理。
3. 目的基因与载体连接（1）同源臂连接：将目的基因PCR产物和线性化载体进行同源臂连接，确保目的基因正确插入载体。
（2）连接反应：配制连接反应体系，加入目的基因PCR产物、线性化载体、DNA连接酶等，进行连接反应。
4. 转化与筛选（1）转化：将连接产物转化至宿主细胞中。
（2）筛选：通过抗生素筛选、酶切鉴定和测序等方法筛选出含有目的基因的克隆。
5. 目的基因表达（1）重组质粒提取：从筛选出的阳性克隆中提取重组质粒。
（2）重组质粒转化：将重组质粒转化至表达宿主细胞中。
（3）表达产物检测：通过Western blot、ELISA等方法检测目的蛋白的表达水平。
目的基因与载体的连接原理
目的基因与载体的连接原理
(1)黏性未端连接:将靶基因片段和载体DNA经相同的限制酶分别切割,使它们两端产生相同的黏性未端。
然后经黏性未端碱基配对,再经DNA连接酶作用,共价连接成新的重组DNA分子;(2)平头末端连接:将平末端的DNA分子在T4DNA连接酶催化下,使DNA 分子的3'OH和5"P进行共价结合;(3)人工接头法: 是指利用人工接头加在平端DNA片段的两端,然后用相应限制酶切割人工接头以产生黏性末端,再与带相同黏性未端的载体相连;(4)同源多聚尾连接法:在末端脱氧核苷酸转移酶催化下,在线型载体分子的两端加上单一核苷酸如dG组成的多聚尾;而在目的DNA分子的两端加上dC尾,两者混合退火,然后经DNA聚合酶I或Klenow填补裂口处缺失的核苷酸,再通过DNA连接酶修复成环状的双链DNA。
(二)目的基因与载体的连接
（3）5′→3′外切酶活性 从游离的5’端降解 dsDNA成单核苷酸或寡核苷酸，也降解DNA:RNA 杂交体RNA成分（具有RnaseH活性）
大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ的大片段－Klenow片段酶
粘端切口
在对称三轴种5`切侧切割割方产式生5`粘端
EcoRI 5`----N GAATTC N----3`
3`----N CTTAAG N----5`
5`----NG
AATTGN----3`
3`----NCTTAA
CN----5`
5`粘性末端
在对称轴的3`侧切割产生3`粘端，
PstI 5`----N CTGCAG N----3` 3`----N GACGTC N----5`
程公司，专门应用重组DNA技术制造医学上重要的药物。 1980年 开始建造第一家应用重组DNA技术生产胰岛素的工厂 1997年 英国罗林研究所成功的克隆了多莉
一、基因工程相关概念
（一）重组DNA技术 （recombinant DNA technology）
是在体外按人们的意愿将不同的DNA 分子重组的技术。
SI核酸酶
4.DNA聚合酶I 主要有： 大肠杆菌DNA聚合酶I Klenow片段 Taq酶 T4噬菌体DNA聚合酶
结束放映
大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ（E.coli DNA polⅠ）
1956年，A.kornberg首先从E.coli中分离得到。 是由1条多肽链组成的球蛋白，MW109KD，
（1）5′→3′DNA聚合酶活性 以ssDNA为模板， 沿引物3′－OH方向，按模板顺序从5′→3′延伸。
分子生物学实验指导
《分子生物学》实验指导实验1 植物总DNA的提取生物总DNA的提取是分子生物学实验的一个重要内容。
由于不同的生物材料细胞壁的结构和组成不同，而细胞壁结构的破坏是提取总DNA的关键步骤。
同时细胞内的物质也根据生物种类的不同而有差异，因此不同生物采用的提取方法也不同，一般要根据具体的情况来设计实验方法。
本实验介绍采用CTAB法提取植物总DNA的技术。
[实验目的]学习和掌握学习CTAB法提取植物总DNA的基本原理和实验技术。
学习和掌握紫外光吸收法鉴定DNA的纯度和浓度。
[实验原理]植物叶片经液氮研磨，可使细胞壁破裂，加入去污剂（如CTAB），可使核蛋白体解析，然后使蛋白和多糖杂质沉淀，DNA进入水相，再用酚、氯仿抽提纯化。
本实验采用CTAB法，其主要作用是破膜。
CTAB 是一种非离子去污剂，能溶解膜蛋白与脂肪，也可解聚核蛋白。
植物材料在CTAB的处理下，结合65℃水浴使细胞裂解、蛋白质变性、DNA 被释放出来。
CTAB与核酸形成复合物，此复合物在高盐（>0.7mM）浓度下可溶，并稳定存在，但在低盐浓度（-0.5mM NaCl）下CTAB-核酸复合物就因溶解度降低而沉淀，而大部分的蛋白质及多糖等仍溶解于溶液中。
经过氯仿/ 异戊醇(24:1) 抽提去除蛋白质、多糖、色素等来纯化DNA，最后经异丙醇或乙醇等沉淀剂将DNA 沉淀分离出来。
由于核酸、蛋白质、多糖在特定的紫外波长都有特征吸收。
核酸及其衍生物的紫外吸收高峰在260nm。
纯的DNA样品A260/280≈，纯的RNA样品A260/280≈，并且1μg/ml DNA溶液A260=。
[实验器材]1、高压灭菌锅2、冰箱3、恒温水浴锅4、高速冷冻离心机5、紫外分光光度计6、剪刀7、陶瓷研钵和杵子8、磨口锥形瓶（50ml）9、滴管10、细玻棒11、小烧杯（50ml）12、离心管（50ml）13、植物材料[实验试剂]1、3×CTAB buffer（）100mM Tris25mM EDTA1.5M NaCl3% CTAB2% β-巯基乙醇2、TE缓冲液（）10mmol/L Tris·HCl1mmol/L EDTA3、氯仿-异戊醇混合液（24：1，V/V）4、95％乙醇5、液氮[实验步骤]1、称取2g新鲜的植物叶片，用蒸馏水冲洗叶面，滤纸吸干水分。
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。
植物基因的克隆实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在学习植物基因克隆的基本原理和操作步骤，掌握PCR扩增、酶切、连接、转化等基因克隆技术，并验证克隆基因的正确性。
二、实验原理植物基因克隆是通过PCR扩增目的基因片段，然后将其插入到载体中，构建重组质粒，再通过转化宿主细胞，筛选出含有目的基因的转化子。
本实验采用PCR扩增目的基因片段，再通过酶切、连接等步骤将其插入到载体中。
三、实验材料与试剂1. 实验材料：- 植物DNA模板- 引物- 载体DNA- 宿主细胞（如大肠杆菌）- 转化试剂（如CaCl2）2. 实验试剂：- DNA聚合酶- 限制性内切酶- DNA连接酶- T4 DNA连接酶缓冲液- DNA分子量标准- 水浴加热器- PCR仪- 电泳仪- 显微镜四、实验步骤1. PCR扩增目的基因片段- 配制PCR反应体系，包括DNA模板、引物、DNA聚合酶等。
- 将PCR反应体系置于PCR仪中，进行PCR扩增。
- PCR扩增完成后，进行琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物。
2. 酶切和连接- 将PCR扩增产物和载体DNA进行酶切，酶切位点应与目的基因片段的上下游序列相匹配。
- 将酶切后的目的基因片段和载体连接，加入DNA连接酶和连接缓冲液。
- 将连接产物置于水浴加热器中，进行连接反应。
3. 转化宿主细胞- 将连接产物与宿主细胞混合，加入转化试剂（如CaCl2）。
- 将混合物置于冰浴中，使细胞吸收连接产物。
- 在适当的温度下，将细胞培养一段时间，使其吸收连接产物并表达目的基因。
4. 筛选转化子- 将转化后的细胞涂布于含有抗生素的培养基上，筛选出含有目的基因的转化子。
- 将转化子进行PCR扩增，检测目的基因的存在。
5. 验证克隆基因的正确性- 将PCR扩增产物进行测序，与预期序列进行比对，验证克隆基因的正确性。
五、实验结果与分析1. PCR扩增产物琼脂糖凝胶电泳结果显示，目的基因片段大小与预期相符。
2. 酶切和连接产物琼脂糖凝胶电泳结果显示，目的基因片段与载体连接成功。
实验报告构建重组质粒(3篇)
第1篇一、实验目的1. 学习DNA体外重组技术的原理和方法。
2. 掌握重组质粒的构建、转化、筛选和鉴定技术。
3. 熟悉实验操作步骤和注意事项。
二、实验原理DNA体外重组技术是指将外源DNA片段与载体DNA片段在体外进行连接，形成重组DNA分子的技术。
通过该技术，可以将外源基因导入宿主细胞，实现基因表达和功能研究。
三、实验材料1. 载体：pUC19质粒2. 目的基因：基因片段3. 限制性核酸内切酶：EcoRI、BamHI4. DNA连接酶：T4 DNA连接酶5. DNA聚合酶：Klenow片段6. 琼脂糖凝胶电泳试剂7. DNA标记物8. 转化试剂：CaCl2、SDS、乙醇9. 受体细胞：大肠杆菌DH5α四、实验步骤1. 目的基因的扩增（1）设计引物：根据目的基因序列设计一对引物，引物长度一般为20-25bp，5'端添加EcoRI和BamHI酶切位点。
（2）PCR扩增：以基因片段为模板，引物为引物，进行PCR扩增。
2. 载体的酶切（1）将pUC19质粒和PCR扩增的目的基因分别用EcoRI和BamHI进行酶切。
（2）回收酶切片段：琼脂糖凝胶电泳分离酶切片段，回收目的片段。
3. DNA连接（1）将回收的目的基因片段和载体片段混合，加入DNA连接酶，进行连接反应。
（2）将连接产物转化到大肠杆菌DH5α感受态细胞中。
4. 转化后细胞的培养与筛选（1）将转化后的细胞在含有氨苄青霉素的LB培养基中培养过夜。
（2）取适量菌液进行PCR检测，筛选出阳性克隆。
5. 阳性克隆的鉴定（1）提取阳性克隆的质粒DNA。
（2）用EcoRI和BamHI进行酶切，琼脂糖凝胶电泳检测酶切片段。
（3）将酶切片段与标记物进行对比，验证重组质粒的正确性。
五、实验结果与分析1. PCR扩增结果：在PCR产物中，可见一条与预期片段大小相符的条带。
2. 酶切结果：在琼脂糖凝胶电泳中，可见目的基因片段和载体片段的酶切片段。
3. 阳性克隆的鉴定：在琼脂糖凝胶电泳中，可见与预期片段大小相符的条带，证明重组质粒构建成功。
质粒目的基因插入及引物设计流程
嵌套式引物设计
设计两对引物，其中一对引物位于 另一对引物的内部，通过两轮PCR 反应提高扩增的特异性和灵敏度。
使用通用接头
在靶序列两端添加通用接头序列， 然后针对接头序列设计通用引物进 行PCR扩增。这种方法适用于多个 不同靶序列的扩增。
04
实验操作流程详解
质粒提取与纯化方法
1 2
质粒提取
从含有目标质粒的细菌培养物中提取质粒，通常 使用碱裂解法或煮沸法。
插入策略选择
01
根据实验需求和目的基因特点，选择合适的质粒载体和插入策 略。
02
可采用定向克隆、同源重组或位点特异性重组等方法将目的基
因插入质粒。
插入策略需考虑质粒的稳定性、复制效率、表达水平及筛选方
03
法等因素。
03
引物设计原则与方法
引物设计基本原则
引物长度
通常引物长度为18-24个碱基，过长或过短都会影响PCR的特异性和效率。
将测序结果与已知的基因序列进行比对，检查插入的 基因片段是否正确、完整。
验证结果
通过比对分析，验证质粒中是否成功插入了目的基因， 并确认插入的位置和方向是否正确。
数据分析方法介绍
序列比对算法
利用BLAST等序列比对算法，将 测序结果与数据库中的已知序列 进行比对，找出相似度高的序列。
统计分析方法
对测序结果进行统计分析，包括 碱基组成、GC含量、重复序列等， 以评估测序数据的质量和可靠性。
可视化工具
利用生物信息学可视化工具，如 IGV等，对测序结果进行可视化展 示，方便直观地查看和分析数据。
06
实验注意事项与问题解决方案
实验操作规范及安全注意事项
严格遵守实验室安全规定， 穿戴好实验服、手套和护 目镜等防护用品。
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连接反应总体积为10μL，体系组成如下：
回收纯化的PCR扩增目的基因片段7.0μL 10×Ligation
buffer 1.0μL
T载体
（10ng/μL）
1.0μL
T4 DNA
ligase
1.0μL
共10.0ul
混均后，4℃连接18-24小时，连接所得克隆载体命名为TA-VP4-STI。
转化操作方法
1）取一管-80℃保存的感受态细胞，置冰上融化；
一次转化感受态细胞的建议用量为50-100ul,应注意所用DNA体积不要超过感受态细胞悬液体积的十分之一。
以100ul为例：
2）加入连接物（50ul的感受态细胞能够被1ng超螺旋质粒DNA所饱和），轻轻旋转离心管以混匀内容物，冰浴30min；
3）将离心管置于42℃热击60-90秒，然后迅速置冰浴2-3分钟，该过程不要摇动离心管；
4）向每个离心管中加入500ul液体LB培养基（不含抗生素），混匀后置于37℃摇床振荡培养45分钟（150转/分钟）；目的是使质粒上相关的抗性标记基因表达，使菌体复苏。
5）将离心管内容物混匀，吸取100ul已转化的感受态细胞加到含相应抗生素的LB固体琼脂培养基上（含50 ug/ml氨苄青霉素），用无菌的弯头玻棒轻轻将细胞均匀涂开。
将平板置于室温直至液体被吸收，倒置平板，37℃培养12-16小时。
至红、白斑区分明显为止。
涂布用量可根据具体试验来调整：如转化的DNA总量较多，可取更少量转化产物涂布平板；反之，如转化的DNA总量较少，可取200-300ul 转化产物涂布平板。
如果预计的克隆较少，可通过离心
（4000rpm,2min）后析除部分培养液，悬浮菌体后将其涂布于一个平板中。
（涂布剩余的菌液可置于4℃保存，如果次日的转化菌落数过少可以将剩下的菌液再涂布新的培养板）
注意事项：
1、感受态细胞应保存在-70℃，不可多次冻融和放置时间过长，以免降低感受态细胞的转化效率。
2、进行转化操作时，应根据相应温度及无菌条件的要求进行。
3、为防止转化试验不成功，可以保留部分连接反应液，以重新转化，将损失降到最低。
4、氨苄青霉素(Amp)：使用前用无菌纯水配制母液，浓度为50mg/mL。