基因工程基本操作的四个步骤(精)
基因工程操作步骤
基因工程操作步骤
基因工程是一种利用分子生物学技术对基因进行修改或操作的科学技术，包括四个主要步骤：DNA提取、DNA插入、细胞转化和筛选鉴定。
第一步：DNA提取
DNA提取是从细胞中分离出目标基因的第一步。
首先需要选择合适的来源，比如细菌、动物、植物等。
然后通过处理，如破碎、溶解等，使细胞内的DNA被释放出来，经过纯化和分离，得到纯净的DNA。
第二步：DNA插入
DNA插入是将目标基因插入到宿主细胞中的过程。
将目标基因与载体DNA连接，然后利用特定的酶（如限制酶）进行切割，使其与宿主细胞的某个位点相连。
将该DNA带入细胞内，使其成为宿主细胞的一部分。
第三步：细胞转化
细胞转化是将DNA插入到宿主细胞后，使宿主细胞接受和表达目标基因的过程。
目前流行的转化方法有三种：自然转化、化学转化和电转化。
其中，电转化是最常用的方法，它利用高压电脉冲对细胞进行短暂的电击，使其膜通透性增加，从
而使DNA进入细胞内。
第四步：筛选鉴定
筛选鉴定是用于鉴别宿主细胞是否成功接受和表达目标基因的过程。
利用限制酶切割、PCR扩增、Southern blotting等技术方法，可以检测宿主细胞是否带有目标基因；同时，也可以通过观察目标基因是否表达以及表达程度的多寡，来判断宿主细胞是否成功接受和表达目标基因。
总而言之，基因工程操作步骤需要经过DNA提取、DNA插入、细胞转化和筛选鉴定四个主要步骤，每一步都需要严格控制条件和操作，以保证结果的准确性和可靠性。
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
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。
基因工程四大步骤
基因工程四大步骤
基因工程是一种改变或修饰生物体基因组的科学技术，可用于种植、
畜牧、医学及环境等方面。
基因工程的实施通常包括以下四个主要步骤：
选择目标基因、构建载体、转化或导入宿主细胞、筛选和鉴定转基因细胞。
第一步：选择目标基因
选择目标基因是进行基因工程的第一步。
目标基因通常是对生物体进
行特定性状改良、提高产量或抗性等方面有重要作用的基因。
基因的选择
可以通过研究目标生物的生理与遗传特征，或利用遗传工程技术筛选获得。
第二步：构建载体
构建载体是将目标基因进行克隆的过程。
载体是一种根据需要选择的DNA分子，用来携带和转运目标基因到宿主细胞中。
常见的载体包括质粒、病毒、人工染色体等。
在构建载体的过程中，需要将目标基因与载体通过
酶切与连接技术进行连接，以形成重组DNA分子。
第三步：转化或导入宿主细胞
转化或导入宿主细胞是指将构建好的含有目标基因的载体引入到宿主
细胞内。
在这一步骤中，使用的方法有多种，如细胞热激、电穿孔、背景
转化、微粒轰击等。
以上方法可以让目标基因成功进入宿主细胞，并将其
定位到细胞核。
第四步：筛选和鉴定转基因细胞
筛选和鉴定转基因细胞是进行基因工程的重要步骤。
由于在转化或导
入宿主细胞过程中，并不是所有的细胞都能成功获得目标基因。
因此，必
须进行筛选和鉴定，以确定哪些细胞成功获得了目标基因。
常用的筛选方
法包括抗生素筛选、选择性培养基、荧光基因标记等。
一旦成功分离出含有目标基因的细胞，接下来就可以进行进一步的鉴定和评估。
基因工程基本操作的四个步骤
基因工程基本操作的四个步骤基因工程是指通过改变生物体的基因组来实现有目的的基因改造。
基因工程技术的基本操作包括四个步骤：目标基因的克隆、外源基因的导入、转基因的选择和转基因生物的鉴定。
第一步，目标基因的克隆。
目标基因是指希望在转基因生物中引入的外源基因，也可以是对寄主基因进行修改的内源基因。
目标基因的克隆是在转基因工程中的首要任务。
其主要包括DNA提取、基因文库构建、基因片段扩增和基因片段纯化等操作。
DNA提取是将目标基因从生物体的细胞核或线粒体中提取出来，以便进行后续的操作。
基因文库构建是将提取的目标基因插入到载体中，形成基因文库，以便于后续的筛选和选择。
基因片段扩增是利用聚合酶链式反应(PCR)技术将目标基因的特定片段进行扩增，以便得到大量的目标基因片段。
基因片段纯化是通过使用凝胶电泳分离出目标基因片段，以便进行后续的克隆和导入。
第二步，外源基因的导入。
外源基因是指从其他物种中获取的具有特定功能的基因，希望将其导入到转基因生物中。
外源基因的导入主要有两种方法：体内导入和体外导入。
体内导入是通过利用基因枪、噬菌体转导、电穿孔、生物规范转染等方法将外源基因直接导入到受体细胞中。
体外导入是将外源基因与植物细胞壁降解酶一起作用，使其渗入到植物细胞中。
外源基因的导入需要保证基因的完整性和可操作性，同时要保证转基因生物的活力和正常的遗传特性。
第三步，转基因的选择。
转基因的选择是为了筛选出带有目标基因的转基因生物。
转基因的选择可以通过多个方法实现，如利用标记基因、荧光基因和报告基因等进行选择。
标记基因是携带在目标基因附近，并且与目标基因共同被导入的基因。
标记基因一般表达的是一种特定的抗性，如抗生素抗性或除草剂抗性。
通过在选择培养基中添加相应的抗生素或除草剂，可以筛选出带有目标基因的转基因生物。
荧光基因和报告基因是将目标基因与荧光蛋白或特定报告基因进行连接，通过检测荧光或特定指标的表达情况，可以筛选出带有目标基因的转基因生物。
基因工程基本操作的四个步骤
反转录酶
杂交双链
(单链RNA/单链DNA)
核酸酶H
单链DNA DNA聚合 酶
因的获得 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，然后按照碱基互 补配对原则，推测出 它的结构基因的核苷 酸序列，再通过化学 方法，以单核苷酸为 原料合成目的基因。(一)从基因中获取目的基因1.基因
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(直接分离法)
__D_N_A_聚__合__酶__.前提条件：
④方式：以_指__数__方式扩增，即__2_n_（n为扩增循 环的次数）
⑤结果： 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增
蛋白质的氨基酸序列 推测
mRNA的核苷酸序列
推测 结构基因的核苷酸序列
化学合成 目的基因
上述三种目的基因提取的方法有何优缺点？
优点
缺点
鸟枪法
操作简便 广泛使用
工作量大，盲目， 分离出来的有时并 非一个基因
反转录法
操作过程麻烦， 专一性强 mRNA很不稳定，要
求的技术条件较高
根据已知氨基 酸合成DNA法
四种脱氧核苷酸dNTP 热稳定DNA聚合酶(Taq酶） 一对引物 温度控制
④方式：以_指__数__方式扩增，即_2_n __（n为扩增循 环的次数）
⑤结果：
使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增
⑥过程：
a、DNA变性（90℃-96℃）：双链DNA模板 在热作用下，_氢__键__断裂，形成__单__链__D_N_A___
b、退火（复性55℃-60℃）：系统温度降低，引 物与DNA模板结合，形成局部___双__链___。
基因工程基本操作的四个步骤
结论和总结
基因工程是一门令人兴奋和挑战的领域，它的应用潜力巨大。但同时也需要 我们认真对待其中的道德和伦理问题，并确保安全性和环境保护。
了解基本概念和基因工程在医学、农业和环境领域的应用。
基因工程的目的
为什么要进行基因工程？研究者希望通过编辑和修改生物体的基因，改变其特征和性质。
基因工程基本操作的详细解释
基因工程基本操作包括四个关键步骤：DNA提取、基因克隆、转染和转基因生物培养。
1
DNA提取
从生物体中提取DNA，这是进行基因
基因克隆
基因工程基本操作的四个 步骤
基因工程是一门前沿领域的研究，通过改变生物体的基因来实现某种目的。 了解基因工程的基本操作是学习这一领域的重要第一步。
背景介绍
基因工程是一门革命性的科学，它使用技术手段对生物体的DNA进行编辑和修改。这一领域已经 在医学、农业、环境保护等领域取得了许多重要的成就。
基因工程的定义和应用领域
基因治疗
通过基因工程的技术手段，治 疗一些遗传性疾病。
转基因作物
通过基因工程的技术手段，改 良农作物的特性，提高产量和 抗性。
环境修复
利用基因工程的技术手段，处 理和修复环境中的污染问题。
关键问题和挑战
道德和伦理问题
基因工程技术涉及一些道德和伦理问题，比 如基因改良有可能导致不可预测的后果。
安全性和风险
2
工程的第一步。
将需要编辑和修改的基因插入到载体
DNA中，形成重组DNA。
3
转染
将重组DNA导入目标生物体，使其拥
பைடு நூலகம்
转基因生物培养
4
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专一性最强
仅限于合成核苷酸 对较少吗?
PCR技术—聚合酶链式反应
概念：
是一项在生物体外复制特定 DNA片段的核酸合成技术
原理：
DNA双链复制的基本原理
PCR扩增仪
前提：
一段已知目的基因的核苷酸序列
条件： 模板DNA (含有目的基因)
供体细胞中的DNA 限制酶
许多DNA片段
与载体连接载入
运载体 导入
因的mRNA
②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。
反转录酶
杂交双链
(单链RNA/单链DNA)
核酸酶H
单链DNA DNA聚合 酶
目的基因的获得 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，然后按照碱基互 补配对原则，推测出 它的结构基因的核苷 酸序列，再通过化学 方法，以单核苷酸为 原料合成目的基因。
b、退火（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 引物的5′端→3′端延伸，合成与模板互补 的__D_N_A_链___。
利用PCR技术扩增目的基因
(二)利用PCR技术扩增目的基因 选修1 P60
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_双__链__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)、
基因工程基本操作的四个步骤 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
请阅读P9第一和二两 1、目的基因段主要是指_编__码__蛋__白__质__的__结__构__基__因___
2、获取目的基人工合成(一)从基因中获取目的基因1.基因
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(直接分离法)
四种脱氧核苷酸dNTP 热稳定DNA聚合酶(Taq酶） 一对引物 温度控制
④方式：以_指__数__方式扩增，即_2_n __（n为扩增循 环的次数）
⑤结果：
使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增
⑥过程：
a、DNA变性（90℃-96℃）：双链DNA模板 在热作用下，_氢__键__断裂，形成__单__链__D_N_A___
蛋白质的氨基酸序列 推测
mRNA的核苷酸序列
推测 结构基因的核苷酸序列
化学合成 目的基因
上述三种目的基因提取的方法有何优缺点？
优点
缺点
鸟枪法
操作简便 广泛使用
工作量大，盲目， 分离出来的有时并 非一个基因
反转录法
操作过程麻烦， 专一性强 mRNA很不稳定，要
求的技术条件较高
根据已知氨基 酸合成DNA法
__D_N_A_聚__合__酶__.前提条件：
④方式：以_指__数__方式扩增，即__2_n_（n为扩增循 环的次数）
⑤结果： 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增