体外基因扩增
基因片段扩增实验报告
一、实验目的1. 掌握PCR（聚合酶链式反应）技术的基本原理和操作步骤。
2. 学习基因片段扩增实验的操作流程。
3. 验证目的基因片段是否成功扩增。
二、实验原理PCR技术是一种在体外模拟DNA复制过程的分子生物学技术，利用特异性引物和耐高温的DNA聚合酶（如Taq酶）在较高温度下进行DNA的变性、复性和延伸，实现对目的基因片段的扩增。
三、实验材料1. 样本：含有目的基因的DNA模板。
2. 引物：针对目的基因设计合成的特异性引物。
3. 试剂：PCR反应缓冲液、dNTPs、Taq酶、DNA模板、无菌水等。
4. 仪器：PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统、移液器等。
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。
2. 配制PCR反应体系：按照以下配方配制PCR反应体系：- 10×PCR反应缓冲液：5μl- dNTPs：4μl- 引物（上游和下游）各1μl- Taq酶：0.5μl- DNA模板：2μl- 无菌水：补充至50μl3. PCR反应程序：- 预变性：95℃，5分钟- 循环：95℃，30秒（变性）55-60℃，30秒（退火）72℃，1分钟（延伸）- 循环次数：30-40次- 最终延伸：72℃，10分钟4. PCR产物分析：- 将PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳，观察条带。
- 将电泳图像与DNA Marker进行对比，分析扩增产物大小。
五、实验结果1. PCR产物在琼脂糖凝胶电泳中呈现一条明显的条带，与DNA Marker中的目的基因片段大小相符。
2. 电泳图像中，目的基因片段的亮度与DNA Marker中的条带亮度基本一致。
六、实验讨论1. 本实验成功扩增了目的基因片段，验证了PCR技术的有效性。
2. 在PCR反应过程中，引物设计、反应体系配制、反应条件等环节对实验结果具有重要影响。
实验过程中应注意以下几点：- 引物设计：确保引物特异性强、结合效率高，避免非特异性扩增。
- 反应体系配制：严格按照试剂配方配制反应体系，避免反应体系不均衡。
扩增目的基因实验报告
扩增目的基因实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是通过聚合酶链式反应（PCR）技术扩增特定的目的基因，以便后续的基因分析、克隆和表达等研究工作。
二、实验原理PCR 技术是一种在体外快速扩增特定 DNA 片段的方法。
其基本原理基于 DNA 半保留复制的机制，通过高温变性、低温退火和适温延伸三个步骤的循环进行。
在高温下，双链 DNA 模板解链成为单链；在低温下，引物与单链模板结合；在适温下，DNA 聚合酶以引物为起始点，沿着模板链合成新的 DNA 链。
经过多次循环，目的基因得以大量扩增。
三、实验材料与设备1、材料模板 DNA：含有目的基因的基因组 DNA 或 cDNA 片段。
引物：根据目的基因的序列设计的一对特异性寡核苷酸引物。
dNTPs（脱氧核糖核苷三磷酸）：包括 dATP、dCTP、dGTP 和dTTP。
Taq DNA 聚合酶。
PCR 缓冲液。
无菌去离子水。
2、设备PCR 仪。
微量移液器。
离心管。
电泳仪。
琼脂糖凝胶。
四、实验步骤1、反应体系的配制在无菌的离心管中，依次加入以下成分：模板 DNA：＿____ng上游引物：＿____μM下游引物：＿____μMdNTPs：各_____mMTaq DNA 聚合酶：＿____U10×PCR 缓冲液：＿____μL无菌去离子水补足至总体积_____μL2、 PCR 反应条件设置预变性：95°C 5 分钟变性：95°C 30 秒退火：根据引物的退火温度，一般为 55 65°C 30 秒延伸：72°C 30 秒 1 分钟（根据目的基因的长度而定）循环次数：一般为 30 35 个循环终延伸：72°C 5 10 分钟3、 PCR 产物的检测配制 1 2%的琼脂糖凝胶。
取适量的 PCR 产物与上样缓冲液混合，点样于琼脂糖凝胶的加样孔中。
以适当的电压进行电泳，观察 PCR 产物的条带。
五、实验结果与分析1、电泳结果经过电泳，在凝胶成像系统中观察到了预期大小的条带，表明目的基因成功扩增。
PCR基因扩增技术原理及特点
PCR基因扩增技术原理及特点基因扩增技术（PCR）聚合酶链反应（polymerase chain reaction简称PCR）又称无细胞分子克隆系统或特异性DNA序列体外引物定向酶促扩增法，是基因扩增技术的一次重点革新。
PCR扩增DNA的原理是：先将含有所需扩增分析序列的靶DNA 双链经热变性处理解开为两个寡聚核苷酸单链，然后加入一对依据已知DNA序列由人工合成的与所扩增的DNA两端邻近序列互补的寡聚核苷酸片段作为引物，即左右引物。
此引物范围就在包含所欲扩增的DNA片段，一般需20—30个碱基对，过少则难保持与DNA单链的结合。
引物与互补DNA结合后，以靶DNA单链为模板，经反链杂交复性（退火），在Taq DNA聚合酶的作用下以4种三磷酸脱氧核苷（dNTP）为原材料按5到3方向将引物延长、自动合成新的DNA 链、使DNA重新复制成双链。
然后又开始第二次循环扩增。
引物在反应中不但起引导作用，而且起着特异性的限制扩增DNA片段范围大小的作用。
新合成的DNA链含有引物的互补序列，并又可作为下一轮聚合反应的模板。
如此重复上述DNA模板加热变性双链解开引物退火复性在DNA聚合酶作用下的引物延长的循环过程，使每次循环延长的模板又加添1倍，亦即扩增DNA产物加添1倍，经反复循环，使靶DNA片段指数性扩增。
PCR的扩增倍数Y=（1+E）n,这里Y是扩增量，n为PCR的循环次数。
E为PCR循环扩增效率。
设PCR扩增效率E为100%、循环次数n=25次，靶DNA将扩增到33554432个拷贝，即扩增3355万倍：若E为80%、n=20、则扩增数量将下降到1408865拷贝，即扩增产物约丢失93%，若E=100%，n=20，则扩增数量减少1048576个拷贝，扩增产物约减少97%。
可见PCR循环扩增效率及循环次数都对扩增数量有很大影响。
PCR扩增属于酶促反应，所以，DNA扩增过程遵从酶促动力学原理。
靶DNA片段的扩增最初表现为直线上升，随着靶DNA片段的渐渐积累，当引物模板/DNA/聚合酶实现肯定比值时，酶的促化反应趋于饱和，此时靶DNA产物的浓度不再加添，即显现所谓平台效应。
基因扩增技术及其应用
基因扩增技术及其应用近年来，生物技术在多个领域都发挥着重要的作用。
其中，基因扩增技术是生物技术领域中不可或缺的一项技术。
基因扩增技术的出现，极大地促进了基因工程的发展，并在医学、农业、环境保护等多个领域获得了广泛的应用。
本文将详细介绍基因扩增技术的原理、方法和应用。
一、基因扩增技术的原理基因扩增技术是一种通过体外扩增和复制DNA分子的方法。
在分子生物学领域中，基因扩增技术常用于从DNA混合物中放大特定片段。
它的原理基于PCR （聚合酶链式反应）的思想。
PCR技术的基本原理是将一段DNA序列进行多次循环反复复制，从而扩增出大量的DNA分子。
PCR反应中需要用到引物，即特定的DNA序列，用于寻找并固定扩增目标DNA。
引物的设计需要根据待扩增的DNA序列进行精确设计，以确保能够准确识别待扩增的DNA序列。
PCR反应需要同时进行三个步骤：变性、结合和扩增。
变性是通过高温使DNA的双链结构变为单链结构，结合是引物结合目标DNA序列，扩增是在特定条件下，通过Taq聚合酶的催化作用，使DNA序列复制扩增。
二、基因扩增技术的方法基因扩增技术的方法包括常规PCR、逆转录PCR、实时荧光PCR、数字PCR 等多种技术。
其中最常用的是常规PCR技术，该技术可用于扩增任何长度的DNA 序列，从几百个碱基对到整个基因组。
逆转录PCR技术常用于RNA的定量和表达谱研究。
它可以先将RNA逆转录成cDNA（互补DNA），再进行PCR反应。
实时荧光PCR技术可以实现对PCR 反应的实时监测和定量，具有非常高的灵敏度和准确性，因此被广泛应用于生物分子的检测和定量。
数字PCR技术则能够对核酸分子的数量进行高精度的计数，用于检测罕见的分子和稀有基因等。
三、基因扩增技术的应用基因扩增技术的应用范围十分广泛，下面将从医学、农业和环境保护三个方面来介绍其应用。
在医学领域，基因扩增技术的最大应用就是对遗传性疾病的检测和诊断。
例如，通过PCR技术检测人类乳腺癌基因（BRCA1和BRCA2），可以确定是否具有患乳腺癌的高风险。
pcr基因扩增实验报告
pcr基因扩增实验报告PCR基因扩增实验报告引言：PCR（Polymerase Chain Reaction）是一种基因扩增技术，通过对DNA进行体外扩增，可以在短时间内从少量DNA样本中扩增出大量目标DNA片段。
PCR技术在生物医学研究、疾病诊断和基因工程等领域具有广泛的应用。
本实验旨在通过PCR技术，扩增目标基因片段，为后续研究提供基础。
材料与方法：1. DNA样本：从细菌菌落中提取的DNA。
2. PCR试剂盒：包括DNA聚合酶、引物、dNTPs等。
3. PCR仪：用于控制PCR反应温度和时间。
4. 离心机：用于离心PCR反应管。
5. 电泳仪：用于分析PCR产物。
实验步骤：1. DNA提取：从细菌菌落中提取DNA样本，采用常规提取方法，如酚/氯仿法或商用DNA提取试剂盒。
2. PCR反应体系：根据PCR试剂盒说明书，配置PCR反应体系，包括DNA模板、引物、dNTPs、缓冲液和DNA聚合酶等。
3. PCR扩增条件：设置PCR反应的温度和时间，包括变性、退火和延伸步骤。
4. PCR反应：将PCR反应体系装入PCR反应管中，放入PCR仪中进行扩增反应。
5. PCR产物分析：将PCR反应产物进行电泳分析，观察扩增片段的大小和纯度。
结果与讨论：通过PCR反应，成功扩增出目标基因片段。
电泳结果显示，在所设定的PCR条件下，目标基因片段长度为XXX bp，与预期大小相符。
此外，电泳图中只有单一的明显条带，说明PCR反应的特异性较高，没有出现非特异性扩增产物。
PCR扩增是一种高效、敏感且特异性强的技术，其在生物医学研究中具有广泛的应用。
通过PCR技术，可以快速扩增出目标基因片段，为后续的基因测序、基因克隆和基因表达研究提供了重要的工具。
此外，PCR技术还可以用于病原体的检测和基因突变的筛查等领域。
然而，在进行PCR实验时，仍然需要注意一些关键因素。
首先，DNA提取的质量和纯度对PCR反应的成功与否至关重要。
目的基因扩增实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景聚合酶链式反应（PCR）是一种体外扩增特定DNA序列的方法，广泛应用于分子生物学领域。
目的基因扩增实验是分子生物学实验中的一项基本技能，通过PCR技术可以将微量的目的基因片段扩增到足够数量，便于后续的基因克隆、基因表达、基因测序等研究。
本实验旨在通过PCR技术扩增目的基因片段，并对扩增结果进行鉴定。
二、实验目的1. 掌握PCR技术的基本原理和操作步骤；2. 学会设计引物和优化PCR反应条件；3. 通过琼脂糖凝胶电泳对PCR扩增产物进行鉴定。
三、实验材料1. 实验试剂：PCR试剂盒、dNTPs、Taq DNA聚合酶、DNA模板、上下游引物、10×PCR缓冲液等；2. 实验仪器：PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统、移液器、恒温水浴箱等；3. 实验耗材：无菌离心管、DNA纯化柱、琼脂糖凝胶、电极等。
四、实验方法1. 引物设计：根据目的基因序列，设计特异性引物，确保扩增片段长度适中，避免非特异性扩增。
2. PCR反应体系配置：按照PCR试剂盒说明书配置PCR反应体系，包括模板DNA、上下游引物、dNTPs、Taq DNA聚合酶、10×PCR缓冲液等。
3. PCR反应程序：根据实验目的和引物Tm值，设计合适的PCR反应程序，通常包括预变性、变性、复性、延伸等步骤。
4. PCR反应：将配置好的PCR反应体系放入PCR仪中，按照预定的PCR反应程序进行扩增。
5. 琼脂糖凝胶电泳：将PCR扩增产物与DNA Marker进行琼脂糖凝胶电泳，观察扩增产物条带。
6. 结果分析：根据电泳结果，判断目的基因是否成功扩增，并分析扩增产物的大小和纯度。
五、实验结果1. 电泳结果：在琼脂糖凝胶电泳中，观察到目的基因片段的条带，其大小与预期结果相符。
2. 结果分析：根据电泳结果，可以确定目的基因成功扩增，扩增产物大小为预期值。
六、实验讨论1. 引物设计：引物设计是PCR实验成功的关键因素之一，需要根据目的基因序列设计特异性引物，避免非特异性扩增。
实验四PCR基因扩增
试验环节
1在0.5ml RCR管内配置20ul反应体系：
模板 引物1 引物2 10× PCR Buffer Taq酶 dNTPs ddH2O Total
CK(ul) 0 0.4 0.4 2 0.5 0.4 14.3 20
1#(ul) 1 0.4 0.4 2 0.5 0.4 15.3 20
PCR反应程序
(1) 94℃变性5min， (2) 94℃变性1min， (3) 52 ℃退火1min， (4) 72 ℃延伸1min。 (5) 反复(2)-(4)30次 （6）72 ℃延伸1min。
试验报告
要求： 1、写出本试验目旳、原理； 2、试验器材及试验环节； 3、列出试验成果示意图并分析原因。
试剂
10×PCR缓冲液(含Mg2＋) 4×dNTP (每种1mmol) Tag酶 1U/ul DNA模板 引物1: 5`- GGGGAATTCATGGTGAGCAAGGGC-3` 引物2: 5`-GACCTGCAGGCATGCAAGCTTGGC-3` 引物溶液浓度 10pmol/ul
100 g/ml (optional) 0.5 μM(each one);(0.1—1.0μM)
>0.5mM< 10mM 1 unit 25—100μl
试验仪器
电泳仪
琼脂糖凝胶电泳槽
PCR仪
凝胶成像系统
移液器
试验材料
1、DNA模板 2、4种dNTP 3、引物1、引物2 4、Taq酶 5、琼脂糖 6、DNA相对分子质量原则物 7、吸头、50ul PCR管
靶DNA旳扩增
5’
3’
(a)
引物2 5’
(b)
3’
3’ 5’ 引物1
5’ (c) 引物2互补链
pcr基因扩增实验报告
pcr基因扩增实验报告PCR基因扩增实验报告引言：PCR（聚合酶链反应）是一种体外DNA复制技术，通过特定引物和DNA聚合酶酶活，可以在短时间内扩增特定DNA片段。
PCR技术广泛应用于基因工程、疾病诊断和法医学等领域。
实验目的：1.掌握PCR技术的基本原理和操作方法；2.通过PCR扩增特定基因片段，验证扩增效果；3.了解PCR技术在基因工程中的应用。
材料与方法：1.实验材料：PCR试剂盒、DNA模板、引物、PCR仪、电泳仪等。
2.实验步骤：（1）提取DNA模板；（2）配置PCR反应体系；（3）设置PCR反应条件；（4）进行PCR扩增；（5）检测扩增产物；（6）进行电泳分析。
结果与讨论：1.提取DNA模板：从样本中提取DNA模板是PCR扩增的前提，本实验采用常规的酚/氯仿法提取DNA模板，提取后的DNA浓度为X ng/μl，纯度良好，满足PCR 扩增的要求。
2.配置PCR反应体系：根据PCR试剂盒的说明书，按照一定比例配置PCR反应体系，包括DNA模板、引物、dNTPs、聚合酶等。
反应体系中的每个组分都有其特定的浓度和作用，合理配置反应体系可以提高PCR扩增效果。
3.设置PCR反应条件：PCR反应需要设置一系列温度和时间参数，包括变性、退火和延伸等步骤。
本实验设置的PCR反应条件为：预变性95℃，30s；变性95℃，5s；退火60℃，30s；延伸72℃，30s，共循环30次。
4.进行PCR扩增：将PCR反应体系加入PCR管，放入PCR仪中进行扩增反应。
根据设定的PCR反应条件，PCR仪会自动控制温度和时间，反复循环进行扩增。
本实验扩增后的PCR产物为明亮的条带，表明PCR扩增成功。
5.检测扩增产物：为了验证PCR扩增的准确性，我们对扩增产物进行测序分析。
结果显示，扩增产物与目标基因序列完全匹配，证明PCR扩增的准确性和可靠性。
6.进行电泳分析：将PCR产物与DNA分子量标记物共同进行电泳分析，根据PCR产物的大小和标记物的位置，可以确定PCR产物的大小。
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3’
解旋解链
GGAUC引G 物酶5‘
引物
合成引物
引物
5引‘ A物UC酶GCG
子链延长 TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG
3’
5’
PCR技术简史
• DNA的复制 • 核酸体外扩增的设想 • 聚合酶链反应的发明
DNA 5’ ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC
3’
3. 病毒检测的灵敏度可达3个RFU 4. 细菌检测的最小检出率为3个细菌
• 简便、快速
1. 一次性加好反应液，2～4 小时完成扩增 2. 扩增产物一般用电泳分析
• 对标本的纯度要求低
血液、体腔液、洗嗽液、毛发、细胞、活组 织等组织的粗提DNA
引物设计：
（1)序列应位于高度保守区，与非扩增区无同源
• 1985 年 ， 美 国 PE-Cetus 公 司 （ ABI 前 身 ） 的 Mullis等人发明了聚合酶链反应（PCR）
• 基本原理是在试管中模拟细胞内的DNA复制 • 最初采用E-coli DNA聚合酶进行PCR，由于该酶
不耐热，使这一过程耗时，费力，且易出错
• 耐热DNA聚合酶的应用使得PCR能高效率的进行， 随后PE-Cetus公司推出了第一台PCR自动化热循 环仪
各200umol/L 各10～100pmol
0.1～2ug 2.5u 1.5mmol/L
• PCR反应条件 • PCR过程 • PCR的特点
PCR的基本原理
• PCR反应条件 • PCR过程 • PCR的特点
12
3
高温变性 低温退火 适温延伸
温 94
度
72
（℃）
55
22
DNA 2
形 成
条变
单性
子链延伸
链
DNA加倍
DNA单链
与引物复性
DNA双螺旋
重复1~3步 25~30轮
目的DNA片段 扩增100万倍以上
1
2
3
4
5
时间（min）
PCR的基本原理
• •
PPCCRR反过应程条件95℃
• PCR的特点
1 2 模板D3NA
高温变性 低温退火 适温延伸
温 94
度
72
（℃）
55
22
DNA 2
形 成
条变
单性
子链延伸
• 1971年，Khorana提出：经过DNA变 性，与合适引物杂交，用DNA聚合酶 延伸引物，并不断重复该过程便可 克隆tRNA基因。
• 但由于测序和引物合成的困难，以 及70年代基因工程技术的发明使克 隆基因成为可能，所以，Khorana的 设想被人们遗忘了……
PCR技术简史
• DNA的复制 • 核酸体外扩增的设想 • 聚合酶链反应的发明
XX℃延伸
94℃
55℃
37℃
Taq DNA聚合酶（thermus aquaticus)
(%)
酶 100 活 80 性 60
40 20
40 50 60 70 80 90
100
温度(℃)
94℃
55℃
72℃
PCR循环
PCR的基本原理
标准的PCR反应体系
4种dNTP混合物 引物 模板DNA Taq DNA聚合酶 Mg2+
生物样品
……
DNA片段
基
基
基
法人
因
因
因
医类
诊
治
工
学学
断
疗
程
检研
产
测究
品
基因组DNA
扩
获取特定DNA片段
增
特
定
片 段
DNA
DNA聚合酶
引物 引物
引物 DNA聚合酶
Sanger的
测序技术
M13噬菌体
Mullis 的构思
引物 DNA聚合酶 DNA聚合酶 引物
特定DNA片段
94℃变性
50-65℃退火
解旋解链
3’ TAGCGCTATCGCATCGACGCT
DNA GGAUCG
聚合酶
5‘
合成引物
5‘AUCGCG A聚DT合NAA酶GCGTAGCTGCGAGGATCG
3’
子链延长 TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG
3’
5’
PCR技术简史
• DNA的复制 • 核酸体外扩增的设想 • 聚合酶链反应的发明
链
DNA加倍
DNA单链
与引物复性
DNA双螺旋
重复1~3步 25~30轮
目的DNA片段 扩增100万倍以上
1
2
3
4
5
时间（min）
PCR的基本原理
• •
PPCCRR反过应程条件9550℃
• PCR的特点
引物1
DNA引物
引物2
PCR的基本原理
• •
PPCCRR反过应程条件5702℃
• PCR的特点
Taq酶 引物1
体外基因扩增
——PCR技术
Xiao Jin Applied Specialist Molecular & Cellular Biology
PCR技术简史 PCR的原理 PCR的反应体系和方法 PCR的类型和应用
PCR技术简史
• DNA的复制 • 核酸体外扩增的设想 • 聚合酶链反应的发明
DNA 解旋解链
• 1993年，Mullis等因此项技术获诺贝尔化学奖
Kary B. Mullis
<<The Unusual Origin of the Polymerase Chain Reaction>>
1989年美国《Science》杂志列PCR 为十余项重大 科学发明之首,比喻1989年为PCR爆炸年,Mullis荣 获1993年度诺贝尔化学奖。
5’ ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC 合成引物 TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG
3’
子链延长
3’ 解旋酶解链酶
5’
PCR技术简史
• DNA的复制 • 核酸体外扩增的设想 • 聚合酶链反应的发明
DNA 5’ ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC
序列。 （2）引物长度以15-40 bp为宜。 （3）碱基尽可能随机分布，G+C占50-60%。 （4）引物内部避免形成二级结构。 （5）两引物间避免有互补序列。 （6）引物3’端为关键碱基；5’端无严格限制。
模板DNA
第1轮扩增 第2轮扩增
• PCR反应条件 • 第PC3R轮过程扩增 • PCR的特点
PCR的基本原理
第4轮扩增第5轮扩增
第6轮扩增
PCR的基本原理
• PCR反应条件 • PCR过程 • PCR的特点
• 灵敏度高
1. 皮克(pg=10-12)量级扩增到微克(ug=10-6)水平
2. 能从100万个细胞中检出一个靶细胞
DNA引物
引物2 Taq酶
PCR的基本原理
• •
PPCCRR反过应程条件7925℃
• PCR的特点
第1轮结束 第2轮开始
PCR的基本原理 • Ta•q
PPCCRR反过应程条件957502℃
• PCR的特点
Taq
Taq
Taq
PCR的基本原理
• •
PPCCRR反过应程条件72℃
• PCR的特点
第2轮结束