从事基因工程实验人员

1.动物细胞DNA提取原理是什么?

答：先用SDS裂解细胞，使染色体离析，蛋白质变性，释放出核酸。然后用等体积酚/氯仿/异戊醇抽提，使蛋白质变性沉降到酚与水相的界面，DNA则留在水相中，离心后在上清液中加入醋酸钠和两倍体积无水乙醇，除去多糖物质和沉淀DNA，然后离心后沉淀用70%乙醇洗涤，最后用ddH2O溶解沉淀DNA，－20℃保存。 2.DNA提取中用到了哪些试剂？有什么作用？

EDTA:二价金属离子螯合剂，螯合Mg2+，抑制DNA酶活性。因为Mg离子是DNA酶的辅因子。

SDS:一种阴离子去污剂，在高温（55℃—65℃）条件下能裂解细胞，使染色体离析，蛋白质变性，释放出核酸。 酚:使蛋白质变性。

氯仿:作为除杂剂，除去糖、脂等杂质；加速有机相与液相分离；抽提核酸溶液中残留的酚。 乙丙醇:作为消泡剂；降低DNA的水溶性，让DNA从溶液中析出；有利于分层，使离心后的上层含DNA水相，中间的蛋白质相及下层有机溶液相维持稳定。 无水乙醇:降低DNA的水溶性，沉淀DNA。

醋酸纳:调PH，中和Tris-Buffer，形成中性环境，利于DNA沉淀。 Tris-Buffer（PH8.0）:提供一个缓冲环境，防止核酸被破坏。 70％乙醇:清洗溶液中离子及

总 论

基因是遗传的基本单位，所以基因工程有时称遗传工程(genetic engineering),有时还称为基因克隆(gene cloning)、分子克隆(molecular cloning)。基因工程的基本技术是DNA重组技术(recombinant DNA technigue)，其定义是在分子水平上，用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质，在体外切割、拼接和重新组合，然后将体外重组的DNA分子引入受体细胞，使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要生产不同的产物或定向地创造生物的新性状，并使之稳定地遗传给后代。了解这个概念要注意两个问题，第一就是必须有体外DNA的切割、连接、重组过程。第二，DNA重组必须是有目的的，按事先设计的过程进行，随意的切割、连接、重组过程不是基因工程。 一、DNA体外重组的主要步骤

DNA体外重组可分五个步骤。 (一)目的基因和载体基因的制备

制备带有目的基因的DNA片段和载体基因。 1．带有目的基因的DNA片段的获得

带有目的基因的DNA片段的获得，主要有两个途径：一是从已有的生物基因组中分离；二是用酶学或化学的方法合成。

从生物基因组中分离DNA片段主要是提取基因组DNA，对

总 论

基因是遗传的基本单位，所以基因工程有时称遗传工程(genetic engineering),有时还称为基因克隆(gene cloning)、分子克隆(molecular cloning)。基因工程的基本技术是DNA重组技术(recombinant DNA technigue)，其定义是在分子水平上，用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质，在体外切割、拼接和重新组合，然后将体外重组的DNA分子引入受体细胞，使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要生产不同的产物或定向地创造生物的新性状，并使之稳定地遗传给后代。了解这个概念要注意两个问题，第一就是必须有体外DNA的切割、连接、重组过程。第二，DNA重组必须是有目的的，按事先设计的过程进行，随意的切割、连接、重组过程不是基因工程。 一、DNA体外重组的主要步骤

DNA体外重组可分五个步骤。 (一)目的基因和载体基因的制备

制备带有目的基因的DNA片段和载体基因。 1．带有目的基因的DNA片段的获得

带有目的基因的DNA片段的获得，主要有两个途径：一是从已有的生物基因组中分离；二是用酶学或化学的方法合成。

从生物基因组中分离DNA片段主要是提取基因组DNA，对

总 论

基因是遗传的基本单位，所以基因工程有时称遗传工程(genetic engineering),有时还称为基因克隆(gene cloning)、分子克隆(molecular cloning)。基因工程的基本技术是DNA重组技术(recombinant DNA technigue)，其定义是在分子水平上，用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质，在体外切割、拼接和重新组合，然后将体外重组的DNA分子引入受体细胞，使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要生产不同的产物或定向地创造生物的新性状，并使之稳定地遗传给后代。了解这个概念要注意两个问题，第一就是必须有体外DNA的切割、连接、重组过程。第二，DNA重组必须是有目的的，按事先设计的过程进行，随意的切割、连接、重组过程不是基因工程。 一、DNA体外重组的主要步骤

DNA体外重组可分五个步骤。 (一)目的基因和载体基因的制备

制备带有目的基因的DNA片段和载体基因。 1．带有目的基因的DNA片段的获得

带有目的基因的DNA片段的获得，主要有两个途径：一是从已有的生物基因组中分离；二是用酶学或化学的方法合成。

从生物基因组中分离DNA片段主要是提取基因组DNA，对

基因工程载体

---乳酸菌表达载体pMG36e及其应用现状

目前，多数外源基因的克隆与表达，主要采用大肠杆菌。然而，由于大肠杆

菌能够引起人类和动物发生不同程度的腹泻，导致机体损伤，所以其表达产物需要经过复杂的分离纯化才能达到食品医药标准。与之相比，乳酸菌作为人和动物肠道内正常菌群之一，已被证明具有诸多益生功能，而且被公认为安全无毒的 (Generally regarded as safe，GRAS)。因此，采用乳酸菌表达的外源蛋白质可免去上述复杂、繁琐的后提纯工艺；同时，乳酸菌可以在肠道中存活定植，其外源基因表达用于治疗或免疫作用的活性物质可以持续地在肠道中产生，成为人和动物体内功能性生物制剂的“加工车间”，从而起到相应的保护和治疗性作用。

乳酸菌（Lacticacidbacteria，LAB）是一类能够发酵糖类产生乳酸的革兰氏阳性细菌［1］，具有诸如缓解乳糖不耐症、调节消化道微生态平衡等益生作用，应用领域十分广泛。随着近二十几年来分子生物学的发展，以乳酸菌作为宿主，利用质粒表达外源基因，对乳酸菌进行改造以进一步提高其功能已成为目前的研究热点之一。乳酸菌常用质粒载体主要有pWV01衍生载体，pNZ系列载体［2］等。质粒pMG36e来源

现代生物技术实验讲义

? DNA重组分子的构建、转化、克隆和检测 ? 蛋白质（多肽）在大肠杆菌中的大量表达

SCHOOL OF LIFE SCIENCES , EAST CHINA NORMAL UNIVERSITY

华东师范大学生命科学学院

2008年9月

引 言

随着生物技术的发展，生物工程的专业技术人员的需求更为迫切，特别是生

物技术已经渗透到各个行业，并已蓬勃发展。生物技术的发展不但要有深厚的理论基础，而且要求专业技术人员具有较强的动手能力，因为该学科是一门实践性较强的科学。在培养生物技术专业学生时要特别注意学生实验能力的培养，尤其是专业基本操作。

本专业学生的实验课程已经包括生物化学实验、微生物实验、基因工程实验、

细胞工程实验和发酵工程实验等课程实验。这些实验为培养学生的基础操作能力、提高学生的实际动手能力等奠定了良好的基础，但是这些实验都是单个的小实验，各个实验各自为一体，没有系统地相互关联，学生完成实验后没有一个完整的概念。

本实验以基因工程、细胞工程和发酵工程实验为基础，组成了生物工程中上

游、中游和下游技术。其中每一个部分放弃了原来单独小实验的结构，而改为一个独立的大实验，增加了学生的设计性和主动性。这些实验既注重和加

基因工程试题库

001 基因工程操作的三大基本元件是【 】 I 供体 II 受体 III 载体 IV 抗体 V 配体 Ａ I + II + III Ｂ I + III + IV Ｃ II + III + IV Ｄ II + IV + V Ｅ III + IV + V

002 根据当今生命科学理论，基因工程的用途是【 】

I 分离纯化基因 II 大量生产生物分子 III 构建新型物种 IV 提高基因重组效率 Ａ I + II + III Ｂ I + II + IV Ｃ I + III + IV Ｄ II + III + IV

Ｅ I + II + III + IV

003 基因工程的三大理论基石是【 】 Ａ 经典遗传学、细胞生物学、微生物学 Ｂ 分子遗传学、分子生物学、生化工程学 Ｃ 动物学、植物学、微生物学

Ｄ 生物化学、生化工程学、化学工程学 Ｅ 生理学、仿生学、免疫学

004 根据基因工程的定义，下列各名词中不能替代基因工程的是【 】 Ａ 基因诱变 Ｂ 分子克隆 Ｃ DNA重组 Ｄ 遗传工程

Ｅ 基因无性繁殖

005 基因工程的单元操作顺序是【 】 Ａ 增，转，检，切，接 Ｂ 切，接，转，增，检 Ｃ 接，转，增，检，切 Ｄ 检，

幻灯片1

基因工程

（GENETIC ENGINEERING）

幻灯片2

第一节 概 述

幻灯片3

基因工程技术的定义

用人工方法，提取或制备某种细胞的某种基因，在体外把它和一种载体连接构造杂种DNA分子，然后导入受体细胞，让其复制与表达，以改变受体细胞的某些性状或产生人们所需的产物的实验工程技术。

幻灯片4

DNA重组(DNA recombination)

DNA重组（DNA recombination）：不同来源的DNA分子末端通过磷酸二酯键共价连接，形成重新组合的DNA分子。 幻灯片5

克隆（clone）

克隆（clone）:由一个细胞经无性繁殖而形成的细胞群体。 幻灯片6

分子克隆(molecular cloning)

分子克隆（molecular cloning）:指建立单一的重组DNA的无性系的过程。即指在体外制备DNA，切割拼接成重组D

基 因 工 程 讲 义

主讲教师──陈永胜

1

目 录

第一章 绪 论???????????????????3

一、基因工程的诞生???????????????????3 二、基因工程的成就???????????????????5 三、基因工程安全性的问题???????????????? 6 四、基因工程研究的内容????????????????? 8

第二章 基因克隆所需的工具酶??????????? 12

一、限制性内切酶(restriction enzyme)????????????

12

二、DNA连接酶???????????????????? 20 三、DNA聚合酶???????????????????? 24 四、逆转录酶????????????????????? 27

第三章 基因的克隆载体 ?????????????? 28

一、质粒载体????????????????????? 28 二、大肠杆菌质粒载体 ????????????????? 30 三、λ噬菌体载体????????????????????33 四、粘粒载体（柯斯质粒载体）??????????????

基因工程试卷B

一． 名词解释（每个2分，共20分）

1、转化:

2、质粒转移性:

3、DNA文库:

4、RACE:

5、选择标记基因:

6、降落PCR

7、载体:

8、感受态细胞:

9CaMV35s:

10、ORF:

二、选择题（每题1分，共15分）

1( ) 限制性核酸内切酶是由细菌产生的，其生理意义是

A 修复自身的遗传缺陷 B 促进自身的基因重组 C 强化自身的核酸代谢 D 提高自身的防御能力 2( )生物工程的下游技术是

A 基因工程及分离工程 B 蛋白质工程及发酵工程 C 基因工程及蛋白质工程 D分离工程 及蛋白质工程

3 ( )基因工程操作常用的酶是:(I 内切酶II 连接酶III 末端转移酶IV聚合酶

A. I + II B. I + III + IV C. II + III + IV D. I +II + IV + III 4 ( )限制性内切核酸酶的星活性是指：

A 在非常规条件下，识别和切割序列也不发生变化的活性。 B 活性大大提高 C 切割速度大大加快 D识别序列与原