绪论
【知识目标】 1
【职业素养目标】 1
一、基因操作技术的基本概念 1
二、基因操作技术的过程和内容 2
三、基因工程的诞生与发展 3
四、基因工程的应用 6

项目一 计算机模拟构建重组载体
【知识目标】 10
【技能目标】 10
【职业素养目标】 10
【项目简介】 10
【项目引导】 10
一、核酸数据库 10
二、 UniProt蛋白质数据库 11
【项目实施】 14
任务一 数据库中查找SARS-CoV-2 N基因序列 14
任务二 SnapGene模拟构建pET28a(+)-N重组载体 15
【复盘提升】 20
【项目拓展】 20
一、生物信息学 20
二、序列比对与BLAST 21

项目二 总DNA 的提取和检测
【知识目标】 23
【技能目标】 23
【职业素养目标】 23
【项目简介】 23
一、CTAB法提取植物细胞染色体DNA 23
二、SDS法抽提总DNA 24
【项目引导】 24
一、核酸的分子组成 24
二、DNA的结构 25
三、核酸浓度的测定方法 26
四、凝胶电泳技术 28
五、核酸的保存 31
【项目实施】 32
任务一 SDS法提取细菌总DNA 32
任务二 紫外分光光度计测定总DNA浓度 33
任务三 琼脂糖凝胶电泳检测总DNA 33
【复盘提升】 34
【拓展知识】 34
一、样品的采集和保存 34
二、酚氯仿法提取全血DNA 35
三、CTAB法提取植物DNA 37

项目三 质粒的提取及检测
【知识目标】 38
【技能目标】 38
【职业素养目标】 38
【项目简介】 38
【项目引导】 40
一、载体 40
二、质粒载体 40
三、质粒载体的种类 41
四、标记基因 44
【项目实施】 47
任务一 碱裂解法提取大肠杆菌质粒 47
任务二 紫外分光光度计测定质粒浓度 47
任务三 琼脂糖凝胶电泳检测质粒 47
【复盘提升】 48
【项目拓展】 48
一、乳糖操纵子 48
二、常用大肠杆菌表达载体 49

项目四 mRNA 提取和cDNA 制备
【知识目标】 56
【技能目标】 56
【职业素养目标】 56
【项目简介】 56
【项目引导】 57
一、RNA概述 57二、RNA的种类和功能 57
三、RNA的结构与功能 58
四、RNA的生物合成与加工 61
五、RNA提取方法 61
【项目实施】 62
任务一 Trizol法提取动植物总RNA 63
任务二 变性琼脂糖凝胶检测总RNA 63
任务三 mRNA提取 64
任务四 cDNA合成技术 65
【复盘提升】 66
【项目拓展】 66
一、植物病毒RNA提取 66
二、cDNA的制备 66

项目五 体外扩增目的基因
【知识目标】 71
【技能目标】 71
【职业素养目标】 71
【项目简介】 71
【项目引导】 71
一、DNA的生物合成 71
二、PCR的原理 73
三、DNA聚合酶 75
四、PCR引物设计 76
五、PCR反应体系 77
【项目实施】 78
任务一 引物设计 78
任务二 模板DNA提取 81
任务三 PCR扩增目的片段 81
任务四 琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物 82
任务五 回收PCR产物 82
【复盘提升】 83
【项目拓展】 83
一、RT-PCR 83
二、PCR技术的应用 84
三、DNA人工合成技术 85

项目六 构建含有外源基因的重组载体
【知识目标】 87
【技能目标】 87
【职业素养目标】 87
【项目简介】 87
【项目引导】 88
一、工具酶 88
二、提高重组率的方法 94
【项目实施】 94
任务一 DNA片段和质粒的双酶切 94
任务二 酶切产物的胶回收 96
任务三 DNA片段和载体DNA的连接 96
【复盘提升】 97
【项目拓展】 97
一、cDNA末端快速扩增技术 97
二、一步法克隆 100

项目七 重组载体转化大肠杆菌
【知识目标】 103
【技能目标】 103
【职业素养目标】 103
【项目简介】 103
【项目引导】 104
一、感受态细胞 104
二、转化方法 104
三、重组子的筛选策略 105
【项目实施】 106
任务一 E.coli感受态细胞的制备 107
任务二 热激法转化E.coli 107
任务三 转化子的筛选———菌落PCR 107
任务四 转化子的鉴定———酶切验证 108
任务五 转化子的鉴定———测序及比对 108
【复盘提升】 110
【项目拓展】 110
一、常用表达宿主 110
二、动植物细胞的转化 113
三、DNA测序 115
四、CRISPR-Cas9 116

项目八 目的基因在大肠杆菌中的表达及纯化
【知识目标】 119
【技能目标】 119
【职业素养目标】 119
【项目简介】 119
【项目引导】 120
一、翻译 120
二、Ni-亲和色谱法纯化融合蛋白 121
三、SDS-聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)电泳 122
【项目实施】 124
任务一 目的基因在大肠杆菌中的诱导表达 124
任务二 可溶性重组蛋白质的提取 125
任务三 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定目的蛋白 126
任务四 重组蛋白质缓冲液的置换及保藏 128
任务五 重组蛋白质浓度测定 128
【复盘提升】 129
【项目拓展】 129
一、包涵体的提取 129
二、影响外源基因的高效表达的因素 132
三、蛋白质印迹法 133
四、蛋白质序列测定 135

项目九 综合性生产实训——以新型冠状病毒核衣壳蛋白的表达为例
【知识目标】 137
【技能目标】 137
【职业素养目标】 137
【项目简介】 137
【项目引导】 138
一、接单评估 138
二、方案设计 138
三、项目执行 138
四、产品交付 139
【项目实施】 139
【产品交付】 144
一、产品综合报告 144
二、交货单 144

附录
一、常用仪器设备及使用 146
二、基因操作技术常用溶液的配制 152
三、常用核酸蛋白质换算数据 156

参考文献