《基因操作技術(shù)》按照企業(yè)真實(shí)崗位設(shè)置來編寫項(xiàng)目，即計(jì)算機(jī)模擬構(gòu)建重組載體→總DNA、質(zhì)粒、mRNA和cDNA的提取、檢測和制備→體外擴(kuò)增目的基因→構(gòu)建含有外源基因的重組載體→重組載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌→目的基因在大腸桿菌中的表達(dá)及純化等，最后以新型冠狀病毒核衣殼蛋白的表達(dá)為例，設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬的客戶訂單，編排成一個(gè)綜合性大實(shí)驗(yàn)。每一個(gè)項(xiàng)目既相對獨(dú)立又彼此緊密相連，通過這些項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生可以熟練掌握最基本的基因操作技術(shù)，并建立一個(gè)比較全面系統(tǒng)的工作程序框架。依照職業(yè)教育行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)需要，將每個(gè)項(xiàng)目分成“學(xué)習(xí)目標(biāo)”“項(xiàng)目簡介”“項(xiàng)目引導(dǎo)”“項(xiàng)目實(shí)施”“復(fù)盤提升”和“項(xiàng)目拓展”六個(gè)部分，其中“項(xiàng)目實(shí)施”中的“擬定計(jì)劃”“材料準(zhǔn)備”“任務(wù)記錄”“項(xiàng)目交付”以及“復(fù)盤提升”以《項(xiàng)目學(xué)習(xí)工作手冊》的形式呈現(xiàn)，注重思政與職業(yè)素養(yǎng)教育。此外，本書配有豐富的數(shù)字化資源，可掃描二維碼觀看學(xué)習(xí)；電子課件可從www.cipedu.com.cn下載參考。
本教材不僅適用于高職高專生物技術(shù)等相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)，也可作為基因操作相關(guān)人員及醫(yī)學(xué)生物技術(shù)PCR檢測工（1+X證書）、核酸檢測員的主要參考書籍。
緒論
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1
一、基因操作技術(shù)的基本概念1
二、基因操作技術(shù)的過程和內(nèi)容2
三、基因工程的誕生與發(fā)展3
四、基因工程的應(yīng)用6
項(xiàng)目一計(jì)算機(jī)模擬構(gòu)建重組載體
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】10
【項(xiàng)目簡介】10
【項(xiàng)目引導(dǎo)】10
一、核酸數(shù)據(jù)庫11
二、 UniProt蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫11
【項(xiàng)目實(shí)施】14
任務(wù)一數(shù)據(jù)庫中查找SARS-CoV-2 N基因序列14
任務(wù)二SnapGene模擬構(gòu)建pET28a（+）-N重組載體15
【復(fù)盤提升】20
【項(xiàng)目拓展】20
一、生物信息學(xué)20
二、序列比對與BLAST21
項(xiàng)目二總DNA的提取和檢測
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】23
【項(xiàng)目簡介】23
一、CTAB法提取植物細(xì)胞染色體DNA23
二、SDS法抽提總DNA24
【項(xiàng)目引導(dǎo)】24
一、核酸的分子組成24
二、DNA的結(jié)構(gòu)24
三、核酸濃度的測定方法26
四、凝膠電泳技術(shù)28
五、核酸的保存31
【項(xiàng)目實(shí)施】32
任務(wù)一SDS法提取細(xì)菌總DNA32
任務(wù)二紫外分光光度計(jì)測定總DNA濃度33
任務(wù)三瓊脂糖凝膠電泳檢測總DNA33
【復(fù)盤提升】34
【拓展知識】34
一、樣品的采集和保存34
二、酚氯仿法提取全血DNA35
三、CTAB法提取植物DNA37
項(xiàng)目三質(zhì)粒的提取及檢測
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】38
【項(xiàng)目簡介】38
【項(xiàng)目引導(dǎo)】40
一、載體40
二、質(zhì)粒載體40
三、質(zhì)粒載體的種類41
四、標(biāo)記基因44
【項(xiàng)目實(shí)施】47
任務(wù)一堿裂解法提取大腸桿菌質(zhì)粒47
任務(wù)二紫外分光光度計(jì)測定質(zhì)粒濃度47
任務(wù)三瓊脂糖凝膠電泳檢測質(zhì)粒47
【復(fù)盤提升】48
【項(xiàng)目拓展】48
一、乳糖操縱子48
二、常用大腸桿菌表達(dá)載體49
項(xiàng)目四mRNA提取和cDNA制備
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】56
【項(xiàng)目簡介】56
【項(xiàng)目引導(dǎo)】57
一、RNA概述57
二、RNA的種類和功能57
三、RNA的結(jié)構(gòu)與功能58
四、RNA的生物合成與加工61
五、RNA提取方法61
【項(xiàng)目實(shí)施】62
任務(wù)一Trizol法提取動(dòng)植物總RNA63
任務(wù)二變性瓊脂糖凝膠檢測總RNA63
任務(wù)三mRNA提取64
任務(wù)四cDNA合成技術(shù)65
【復(fù)盤提升】66
【項(xiàng)目拓展】66
一、植物病毒RNA提取66
二、cDNA的制備66
項(xiàng)目五體外擴(kuò)增目的基因
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】71
【項(xiàng)目簡介】71
【項(xiàng)目引導(dǎo)】71
一、DNA的生物合成71
二、PCR的原理73
三、DNA聚合酶75
四、PCR引物設(shè)計(jì)76
五、PCR反應(yīng)體系77
【項(xiàng)目實(shí)施】78
任務(wù)一引物設(shè)計(jì)78
任務(wù)二模板DNA提取81
任務(wù)三PCR擴(kuò)增目的片段81
任務(wù)四瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR產(chǎn)物82
任務(wù)五回收PCR產(chǎn)物82
【復(fù)盤提升】83
【項(xiàng)目拓展】83
一、RT-PCR83
二、PCR技術(shù)的應(yīng)用84
三、DNA人工合成技術(shù)85
項(xiàng)目六構(gòu)建含有外源基因的重組載體
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】87
【項(xiàng)目簡介】87
【項(xiàng)目引導(dǎo)】88
一、工具酶88
二、提高重組率的方法94
【項(xiàng)目實(shí)施】94
任務(wù)一DNA片段和質(zhì)粒的雙酶切94
任務(wù)二酶切產(chǎn)物的膠回收96
任務(wù)三DNA片段和載體DNA的連接96
【復(fù)盤提升】97
【項(xiàng)目拓展】97
一、cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù)97
二、一步法克隆100
項(xiàng)目七重組載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】103
【項(xiàng)目簡介】103
【項(xiàng)目引導(dǎo)】104
一、感受態(tài)細(xì)胞104
二、轉(zhuǎn)化方法104
三、重組子的篩選策略105
【項(xiàng)目實(shí)施】106
任務(wù)一E.coli感受態(tài)細(xì)胞的制備107
任務(wù)二熱激法轉(zhuǎn)化E.coli107
任務(wù)三轉(zhuǎn)化子的篩選——菌落PCR107
任務(wù)四轉(zhuǎn)化子的鑒定——酶切驗(yàn)證108
任務(wù)五轉(zhuǎn)化子的鑒定——測序及比對108
【復(fù)盤提升】110
【項(xiàng)目拓展】110
一、常用表達(dá)宿主110
二、動(dòng)植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)化113
三、DNA測序115
四、CRISPR-Cas9116
項(xiàng)目八目的基因在大腸桿菌中的表達(dá)及純化
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】119
【項(xiàng)目簡介】119
【項(xiàng)目引導(dǎo)】120
一、翻譯120
二、Ni-親和色譜法純化融合蛋白121
三、SDS-聚丙烯酰胺凝膠（SDS-PAGE）電泳122
【項(xiàng)目實(shí)施】124
任務(wù)一目的基因在大腸桿菌中的誘導(dǎo)表達(dá)124
任務(wù)二可溶性重組蛋白質(zhì)的提取125
任務(wù)三SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳鑒定目的蛋白126
任務(wù)四重組蛋白質(zhì)緩沖液的置換及保藏128
任務(wù)五重組蛋白質(zhì)濃度測定128
【復(fù)盤提升】129
【項(xiàng)目拓展】129
一、包涵體的提取129
二、影響外源基因的高效表達(dá)的因素132
三、蛋白質(zhì)印跡法133
四、蛋白質(zhì)序列測定135
項(xiàng)目九綜合性生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)——以新型冠狀病毒核衣殼蛋白的表達(dá)為例
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】137
【項(xiàng)目簡介】137
【項(xiàng)目引導(dǎo)】138
一、接單評估138
二、方案設(shè)計(jì)138
三、項(xiàng)目執(zhí)行138
四、產(chǎn)品交付139
【項(xiàng)目實(shí)施】139
【產(chǎn)品交付】144
一、產(chǎn)品綜合報(bào)告144
二、交貨單144
附錄
一、常用儀器設(shè)備及使用146
二、基因操作技術(shù)常用溶液的配制152
三、常用核酸蛋白質(zhì)換算數(shù)據(jù)156
參考文獻(xiàn)
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