转基因技术的应用

转基因技术的应用

摘要：转基因技术作为一门强有力的研究手段，在农业、医学、动植物优良种类的培养、生命科学研究等方面都具有广泛应用。在医学方面，可以用来为治疗遗传性疾病、恶性肿瘤、艾滋病等提供出路；在植物培育方面，可以用来改良植物的遗传性质，使具有以前所不具有的优良特性，如高产量、抗虫害、抗逆性等方面；转基因动物的出现可以使人类获得性状更好的动物，并且可以通过转基因动物生产出目的产物，如血红蛋白、乳铁蛋白等；在工业上，转基因技术也能为能源问题出谋献策。在最后，介绍转基因作物及食品在备受争议的现今，其发展状况如何。

关键词：转基因技术，遗传改良，基因治疗

转基因简介

转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术（Transgene technology）。

1 转基因技术在医学上的应用

转基因技术在开发新药物、开发新原料和为研究疾病提供新手段等方面具有重要的意义，为防治危害人类的各种疾病如传染病、内分泌疾病、恶性肿瘤和心血管疾病等开辟了新的天地。

人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）于1990 年正式启动，其目的是阐明人类基因组DNA 长达3 X109 碱基对的序列，发现所有的人类基因并阐明它们在染色体上的位置，从而揭示出人类遗传信息。人类基因组计划提出的原因一部分就是为了解决包括肿瘤在内的人类疾病的分子遗传学问题，因为人类基因组测序的完成将有利于这些疾病的定位、克隆和鉴定，从而为这些疾病的基因诊断和未来的基因治疗奠定了基础。

1 .1 基因治疗的原理

基因治疗是指将正常的外源基因导入生物体内以弥补所缺失的基因、关闭或降低异常表达的基因，以达到治疗遗传性疾病的目的。目前基因治疗的方法在治疗恶性肿瘤、心血管疾病及传染病有重要应用。

因治疗中最合适的受体细胞能够自我更新的造血干细胞群体。这种细胞可以容易地从骨髓中取出，在体外进行操作之后，再重新放回患者的体内。现在也可应用其他细胞，如肝和皮肤细胞，作为基因治疗受体细胞。

1 .

2 基因治疗的应用

（1）遗传性疾病的基因治疗

世界上大多数人类遗传疾病是由于单基因缺陷引起的。转基因技术的发展，为治疗这些遗传疾病开辟了一条新的希望之路。世界上第一次真正的基因治疗是美国加州大学的科学家给两名晚期!地中海贫血患者进行的，但最终失败。世界上第二次真正的基因治疗发生于1990 年。美国国立卫生院的科学家用反转录病毒作为载体，把腺苷脱氨酶（adenosine deaminase，ADA）基因转染至一名患ADA 缺陷症女孩的淋巴细胞，使这个患者先天缺损的免疫系统趋于正常。ADA 缺陷最主要是影响到造血细胞，积累的脱氧腺苷导致未成熟的T 细胞（产生胸腺的细胞）解体。在正常的细胞中，ADA 酶是组成

地表达，而且只需要少量即可阻止dATP（deoxyadenosinetriphosphate，脱氧腺苷三磷酸）

的累积。

（2）恶性肿瘤的治疗

用反转录病毒将毒素基因导入癌细胞中，在靶细胞中表达毒素并发挥杀伤作用，但对其他细胞的毒性较低。目前这类载体已被改造为只攻击带有特殊标记的细胞，这样就可以运送常规的治疗蛋白，从而具有普遍意义。

（3）传染病的基因治疗

前几年，人们“谈癌色变”，而近几年，由于艾滋病患者数量不断增加，加上艾滋病的致死特点，使得人们有了“谈艾滋病色变”的感觉。美国科学家用反转录病毒将编码CD4 分子的基因导入上皮细胞及小鼠的成纤维细胞并使之表达，目的是抑制艾滋病病毒HIV 的繁殖。还有将编码艾滋病病毒RNA 降解的核酸酶基因转染淋巴细胞，可以抑制HIV 病毒的传播。利用类似的方法还可以治疗人乳头瘤病毒、巨细胞病毒及肝炎病毒的感染。

2植物转基因在农业中的应用

现在转基因研究遍布全世界，转基因作物的种植面积迅速增加，其产值也逐年升高，其中美国和加拿大的田间试验最多。植物转基因在农业上的应用主要表现在以下几个方面：2．1品质遗传改良

作物的优质一直是人们追求的目标，目前利用转基因植物可以有效地改良植物的品质特性。如韩国用转基因技术育成了一种便于淀粉加工的特异性微型薯种，个体如葡萄，结果性状也似葡萄，产量高达普通马铃薯产量的3倍，淀粉含量达40％。

目前用于改良作物产品质量的基因主要有：控制果实成熟的基因；谷物种子贮藏蛋白基因；控制脂肪合成基因等。如中国农业大学成功地将高赖氨酸基因导人玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸含量比对照提高10％；华中农业大学和中国科学院植物研究所分别获得了延迟成熟的转基因番茄，储藏时间可延长1～2个月，有的可达80d以上L2引。

2.2抗虫害遗传改良

植物病害和虫害往往使农业生产蒙受严重损失。人们通过使用农药，采用高水平的生产管理技术和培育、种植抗病虫的作物品种等手段与病虫害做斗争，虽然取得了长足进步，但并未完全成功。基因工程的发展为培育抗病虫的作物提供了新的手段，从而开辟了植物抗病虫育种的新时代。

近年来这方面的成就主要有：(1)将病毒外壳蛋白基因移植到农作物中，使农作物能抵抗病毒感染，培育出抗病毒番茄、烟草、黄瓜等作物新品种。如从烟草花叶病毒(TMV)和黄瓜花叶病毒(CMV)中提取外壳蛋白基因，通过载体拼接到烟草基因上，实现基因重组，育成双价抗病转基因烟草。(2)将外源抗真菌基因导入小麦，防治小麦赤霉病、纹枯病、根腐病等真菌性病害。(3)抗植物虫害的基因有多种，目前经常使用的主要有3种：一是从微生物苏云金杆菌分离出的苏云杆菌杀虫结晶蛋白基因，简称Bt基因；二是从植物中分离出的昆虫的蛋白酶抑制剂，其中应用最广泛的是豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI)；三是植物凝集素基因(1ee—tin gene)。这些转基因作物能减少杀虫剂和农药的用量，降低杀虫剂和农药及其残留物对食物链、水体造成的污染，有利于保护生态环境。

2．3抗逆性遗传改良

植物在自然界生长过程中易受外界环境影响，如旱涝、盐碱、强光、寒冷、高温、低温等作用于植物，会引起植物体内发生一系列的生理代谢反应，表现为代谢和生长的可逆性抑制，严重时甚至引发不可逆伤害导致整个植株死亡。

研究发现，将与脯氨酸、甜菜碱及脂质合成有关的酶的基因克隆后转入植物，可提高植物相应的抗逆性。我国在抗盐基因工程研究方面已取得了一些进展，克隆了肺氨酸合成酶、山菠菜碱脱氢酶、磷酸甘露醇脱氢酶等与耐盐相关的酶的基因，通过遗传转化获得了耐盐的

转基因苜蓿、草莓和烟草，这些转基因植物已进入田间试验阶段。通过化学方法来控制除草成为现代化农业不可缺少的一部分，除草剂的年产量和年销售量已跃居农药之首，据估计美国每年用在除草剂上的费用大约是50亿美元。目前，耐除草剂的基因工程主要有2种策略：(1)修饰除草剂作用的靶蛋白，使其对除草剂不敏感或过量表达，造成植物吸收除草剂后仍能进行正常代谢。(2)引入酶或酶系统，在除草剂发生作用前将除草剂降解或解毒。如今已培育出了耐草甘磷和草铵磷的作物。具有耐除草剂性状的作物在1998～1999年问对全球转基因作物增长的贡献最大(占转基因作物种植面积的69％)。

3.转基因技术在动物方面应用

转基因动物的应用能提高动物体组成、肉品质量、乳产量、毛的质量，提升多产性和抗病性，还包括其它重要的经济特征。下面是一些应用实例：

（1）1983 年美国将大白鼠的生长激素基因注射到小白鼠的受精卵内，经移植和胚胎发育成功地培育出“超级鼠”其体重比一般小鼠增加2倍。可以将其应用到实验室中。

（2）运用反转录病毒为载体携带生长激素基因导入动物，相继培育出快速生长的

转基因猪、羊、鸡、兔和牛等。

（3）将牛的生长激素注射到乳牛或羊羔体内，可以改善食物的转换效率，提高蛋白质与脂肪的比例，生产出更加符合人们要求的较瘦的肉类。

转基因动物的出现引导人们把转基因动物作为一种反应器生产有用的蛋白，特别是医用活性蛋白。美国一大学利用转基因技术使转基因山羊和转基因小鼠分泌出人的t PA。美国公司已成功地培育出3 头能生产人血红蛋白的转基因猪。荷兰一公司培育的一批转基因牛中携带着在奶中表达的人乳铁蛋白基因。我国科学家把乙肝病毒表面抗原基因注入家兔的受精卵中，获得了表达。再有，将能够控制产卵率的促卵素（booroolla）基因导入动物体内，有可能培育出具有高产卵率特性的转基因家畜。这种促卵素基因是从澳大利亚绵羊中分离出来的，它能够提高绵羊的双胞胎和三胞胎的发生率。把这个基因导入其他牛和羊体内，可提高奶牛和母羊的产仔率。

4转基因与工业

（1）生物能源

某些转基因速生树种（如杨树和桉树）可作为供电站的原料，这些树种也可以直接做燃料。这类转基因树种主要是那些能过量表达纤维素合成酶基因或能过量表达纤维素酶基因（纤维素酶能使纤维素中的生物能转化成乙醇）的树木。

（2）木质素和造纸

许多转基因植物中表达了经过修饰的木质素，在这类转基因植物的成浆加工中发现，转基因植物中CAD 的降低，对于木质素的溶解和断裂非常有利，从而大大地提高了成浆效率。成浆过程是一种耗能过程，通过转基因技术修饰木质素能降低能耗、极大地提高经济效益。（3）塑料

最新报道表明，孟山都公司培育的转基因油菜发育胚的白色体内多羟基丁酸盐（P~B）的表达水平占成熟种子干重的8% 。这种聚合体也已经在棉纤维细胞中表达，可制作绝缘衣服。根据这个特征，如果把目的基因转化到橡胶树中，就可以非常方便地从转基因橡胶树中得到任何所希望的蛋白。此外，这种树能够很容易地进行营养繁殖，这不仅保证了快速获得商业利润，并且也能阻止转化的目的基因通过种子扩散而导致不利的影响。

5转基因作物现状

目前社会上关于转基因作物的争论非常激烈，有人大力抵制，也有人想要大力推广。当然中国政府的意思是想要大力推广的。下面是记者在问及转基因作物时候。农业部负责人的回答。

农业部负责人回答：转基因技术是现代生物技术的核心，运用转基因技术培育高产、优

质、多抗、高效的新品种，能够降低农药、肥料投入，对缓解资源约束、保护生态环境、改善产品品质、拓展农业功能等具有重要作用。目前，世界许多国家把转基因生物技术作为支撑发展、引领未来的战略选择，转基因技术已成为各国抢占科技制高点和增强农业国际竞争力的战略重点。我国是人口大国，解决十三亿人口的吃饭问题是头等大事。在工业化、城镇化快速发展的过程中，突破耕地、水等资源约束，保障国家粮食安全和农产品长期有效供给，归根结底要靠科技创新和应用。推进转基因技术研究与应用，是着眼于未来国际竞争和产业分工的重大发展战略，是确保国家粮食安全的必然要求和重要途径。当前我们必须认真实施好国家转基因生物新品种培育重大专项，努力抢占未来经济科技竞争制高点，加速转基因生物技术研究与应用健康发展，为我国农业可持续发展提供强有力的科技支撑。

但在许多国家如美国，转基因食品虽然没有明令禁止，但遭到了民众的一致抵制，转基因食品在市场上毫无市场。因为大多数美国民众认为转基因食品有很大风险。下列实例就可看出：

一、作为食用的转基因土豆（NewLeaf），在2001年之后就被撤出了美国、加拿大市场，目前的转基因土豆（Amflora）是只供工业用的。

二、转基因西红柿在美国、欧洲的遭遇悲惨，上市时间比转基因土豆还短。到1998年为止，就被欧美消费者市场淘汰了。

三。。美国市场上所有的新鲜蔬菜和水果，基本没有被转基因，只有黄色歪脖南瓜和绿皮西葫芦当中的10%左右及部分夏威夷木瓜被转基因，而这两种蔬菜和水果均不属于消费量高的大众化蔬果。

而在中国，不像美国有政府认定的“有机”标志，也就是“非转基因”，我国没有规范要求标注“非转基因”，因此，对于“非转基因”并没有标准，也没有检测要求，基本上是企业的自愿行为。所以，有许多转基因食品在民众所未知的情况下就已经流向的人们的肚子里了。虽然群众对转基因有一定的怀疑，但在价格优势和模糊不清的市场环境下，大多数人都差不多已悄悄默认。

6.究竟是否有害尚且未知

对于转基因作物之所以存在安全性顾虑，主要原因之一是有些转基因作物特别是抗虫的转基因品种，含有一种物质叫做BT毒蛋白。由于虫子吃了BT毒蛋白可以被毒死，因此长期摄入该物质对人是否有害很难说，需要经过非常长的时间来考察……

国际上对转基因食品的安全性问题尚无定论、看法不一，有人赞成有人反对；不管是反对还是赞成，都没有确切的证据可以证明它绝对安全或并不安全。各个国家对转基因食品的规定和认定标准也是不一样的，各自设置的准入门槛也各不相同。

基因工程及其应用教学设计

第2节基因工程及其应用 孝义三中高一生物组张文 一、教材内容分析 基因工程是现代四大生物工程之一。《基因工程及其应用》是人教版高中生物必修2第6章第2节内容。本节内容主要包括三个方面，分两课时讲授。第1课时简要介绍“基因工程的原理”，第2课时介绍“基因工程的应用”及“转基因生物和转基因食品安全性”。本节内容是对前面所学育种内容的补充，是即贴近生活又远离生活的微观内容。由于在选修3中还有基因工程的介绍，因此本节的要求相对简单一些。 二、学情分析 对于基因操作的工具和基本步骤，内容抽象和复杂，学生接触少，会出现掌握不好，甚至理解错误的情况。虽然经过必修1的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，尽量通过生活化打比喻的方式和模型建构活动及采用多媒体动画形象化教学，并在教师引导下适时加强学生解决问题和运用图解等生物学语言归纳结论等方面的能力。切记不可讲的太多。 三、教学目标 1、简述基因工程的基本概念； 2、简述基因工程的基本工具； 3、简述基因工程的基本操作步骤； 4、通过基因工程的简介，鼓励学生积极探索新知和科学创新，树立一分为二的辩证唯物主义思想； 四、教学重点、难点分析 教学重点：基因工程的基本原理（概念、工具、操作步骤） 教学难点：基因工程的基本原理 五、教学思路 本节课主要解决如下几个问题：1）什么是基因工程？2）基因工程的主要原理是什么？3）基因工程的操作过程如何？4）基因工程有哪些方面的应用？如何看待转基因食品？由于本节内容和前面的育种内容联系比较紧密，因此可以让学生回顾前面几种育种方法的成果，再通过情景展现传统育种方法所不能达到的地方，进而引出基因工程，通过列举生活中的转基因成果让学生知道基因工程就在我们身边。而后通过与学生们所熟知的器官移植做对比，让学生理解基因工程的本质和操作过程。通过对转基因食品的讨论让学生树立辩证唯物主义观念。 六．教学策略及教学媒体 根据激趣原则，通过展示色彩绚丽的转基因生物图片入手，引出基因工程的概念，采取“引导—互动—探究”模式，即采用师生互动探究式教学，借助老师生活化打比喻和多媒体动画并安排学生制作模型活动从而使抽象的课程内容具体化，直观化和形象化。 七、教学设计流程图第1课时“基因工程的原理”

中国转基因技术的应用现状及展望

中国转基因技术的应用现状及展望 摘要：针对国内外研究转基因的现状，简要综述了转基因技术的发展概况，我国在转基因技术上的发展概况以及所取得的成就，并且针对转基因技术可能存在的不利因素，叙述了我国转基因技术的安全管理情况，提出了对发展我国转基因技术的建议，阐述未来农业转基因技术的发展趋势和保障措施。 关键词：转基因技术；现状；展望 Application Status and Prospect of China Transgenic Abstract: Be directed to status of gene transfer on domestic and overseas, reviewed briefly the development of transgenic technology, In the development of transgenic technology in our country as well as the achievements, and unfavorable factors may exist for transgenic technology, describes the safety management of our transgenic technology, suggestions for the development of the transgenic technology. Further, the development trend and the safeguards of the transgenic biotechnology in Chinese agriculture were described. Keywords: transgenic; status quo; expectation 21世纪是生物技术的世纪，生物技术在农业领域中的运用将为农业生产带来新的革命。转基因技术，是指运用科学手段，将基因片段转入特定生物中，并最终获取具有特定遗传性状个体的技术[1]。转基因技术通过在细胞和分子水平上对基因进行操作，打破物种间遗传物质转移交换通常具有的天然屏障，实现农作物目标性状的定向改良，是生物技术领域发展最快的前沿技术之一[2]。自从人类耕种作物以来，我们的祖先就从未停止过作物的遗传改良。过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然的方式来积累优良基因。因此，可以认为转基因技术是与传统技术一脉相承的，其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。 1转基因技术的发展概况 1974年，波兰遗传学家斯吉巴尔斯基[3]称为合成生物学概念的就是基因重组技术，1978年，诺贝尔医生奖颁给发现DNA限制酶[4]的纳森斯、亚伯与史密斯，

6.2基因工程及其应用学案

课型：新授主备：同备审批: 7/13/2013 第6章从杂交育种到基因工程 第2节基因工程 【学习目标】1.简述基因工程的基本原理 2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用 3.关注转基因生物和转基因食品的安全性 【学习重点】1. 基因工程的基本原理 【学习难点】基因工程的基本原理 【学习过程】 一、基因工程的基本原理 （一）、基因工程的概念 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的。 【思考】 为什么不同生物的基因可以相互转移？转基因生物是否产生了新基因和新型蛋白质？ （二）、基因工程的工具 基因的“剪刀”—— 一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在的切点上切割DNA分子。【思考】 要获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 【练一练】试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端 基因的“针线”—— “缝合”__________和_________交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。 【思考】DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？

基因的运载体目前常用的运载体有________、________和______________等。 质粒存在于中,是拟核或细胞核外能够________的______________分子。 （三）、基因工程的操作步骤 目的基因、目的基因与结合、将目的基因、目的基因的和 【思考】 目的基因和质粒为什么要用同一种限制酶切割？限制酶和DNA连接酶作用的位点相同吗？用DNA连接酶讲目的基因与运载体结合时，有其他不同的结合情况吗（两两结合时）？ 二、基因工程的应用 1、基因工程与作物育种 人们培育出的转基因作物和转基因动物主要有 ___________________________ ___ _____ ____ ____________________________________ __ 2、基因工程与药物研制 转基因药物有：________、________、________、________、________、________、________、________、________。 三、转基因生物和转基因食品的安全性 两种观点：__________________________________和_______________________________ ［课堂小结］ 【自我检测】 1．不属于基因工程方法生产的药物是（） A.干扰素 B.白细胞介素 C.青霉素 D.乙肝疫苗 2．质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（） ①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质⑤环状RNA分子 ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”

基因工程及其应用完整版

基因工程及其应用集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

第2节基因工程及其应用（第1课时） 知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究 传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？

动物转基因技术及其应用

动物转基因技术及其应用 摘自（作者：幸宇云任军江西农业大学来源：《百名专家谈转基因》） 转基因是指利用现代分子生物学技术，将某些生物的基因导入到其他物种中，由于导入基 因的表达，引起这些物种性状发生可遗传的变化。转基因动物就是利用转基因技术获得的、具 有正常表达和可稳定遗传外源基因的动物。自1982年第一只转基因动物——一只因导入大鼠 生长激素基因而使生长速度倍增的转基因鼠诞生以来，各种转基因动物，如鱼、兔、猪、牛、 羊等先后问世，1997年，举世轰动的“多莉”克隆羊的诞生使转基因克隆动物成为现实，转 基因动物研究得到了进一步发展。 生产转基因动物的方法有很多，如：显微注射法、精子载体法、逆转录病毒载体法、胚胎 干细胞介导法、体细胞克隆介导法、人工染色体介导的基因转移法等，这些方法各有其优缺点，在转基因动物生产中有着不同程度的应用。 显微注射法是动物转基因技术中最早使用的方法。1982年，美国人Gordon就是利用这种 方法获得了名噪一时的转基因鼠。其基本原理是在显微镜下直接将目的基因注射到受精卵细胞 的原核内，在目的基因与胚胎基因组融合后进行体外培养，最后移植给受体母畜“借腹怀胎”。这种方法的优点是：可靠性高，重复性好，目的基因的整合效率相对较高，导入基因片段的大 小和类型不受限制，转基因在世代之间可以稳定遗传。该方法也有其缺点，主要体现在导入基 因整合的随机性和不可见性，这样会导致基因表达不稳定及可能出现不希望的插入突变。该方 法成功的范例很多，如：美国科学家Hammer等在1985年获得一批转基因兔、绵羊和猪；荷兰 科学家KrimPenfort等于1991年获得了转基因牛；1985年，我国朱作言院士等成功获得了世 界上首例转基因鱼；由中国农业大学李宁院士领导的课题组于2008年获得了一头导入人CD20 抗体基因的转基因奶牛——贝贝。 有的学者另辟蹊径，创立了精子载体转基因法。该方法是将精子与目的DNA进行预培养后，使精子具有携带目的基因进入卵子的能力，精子与卵子结合后，该基因被整合到受精卵的DNA 中。同显微注射法相比，该方法有几个明显的优点：无需显微注射操作，不会对胚胎造成损伤，整合率高，成本很低，不需要对动物进行胚胎移植手术处理等。但该方法成功率不高、效果不 稳定，有待科研人员进一步探索和改进。与显微注射法相比，该方法成功的例子不多。1989 年意大利Lavitrano等首次报道利用精子载体法获得转基因鼠；1996年意大利Sperandio科 研小组报道了采用该方法生产转基因牛和猪。 谈到病毒，人们往往面容失色，殊不知病毒在科学上有很多妙用。逆转录病毒是一种RNA 病毒，在转基因技术中有着独特的应用。人们将目的基因结合到逆转录病毒上，通过病毒感染 可将目的基因插入到宿主基因组中去。该方法具有可同时感染大量胚胎、不需要昂贵的显微注 射设备等优点，但也存在插入外源DNA大小有限、外源基因易发生重排和丢失、逆转录病毒的 序列可能干扰转基因表达等缺点。应用该方法，美国人Salter等（1987）生产出转基因鸡； 德国学者Hofmann等获得绿色荧光蛋白转基因猪（2003），随后又生产出转基因牛（2005）； 来自冷泉港实验室的Michael获得能够发荧光的山羊（2006）。 胚胎干细胞是生命体中保留的未成熟细胞，具有再分化形成其他细胞和组织器官的潜力， 被称为“万能细胞”。利用胚胎干细胞生产转基因动物的原理是将外源基因导入分离好的胚胎 干细胞，然后将转基因的胚胎干细胞注射于受体动物胚胎后，参与宿主的胚胎融合形成嵌合体，从而得到转基因动物。这一方法的优点是可以对胚胎干细胞进行特定选择。缺点是目前只有小 鼠干细胞系比较成熟，而家畜干细胞系还未完全建立，有不少问题尚待解决。 体细胞克隆介导的转基因是动物转基因技术中的“高级版本”。说到体细胞克隆，很多人都会想到一位“动物明星”——多莉羊，它是于1997年由英国Wilmut等获得的杰作。转基因 克隆技术是转基因技术和动物克隆技术的有机结合，其基本原理是将目的基因导入动物体细胞

转基因动物应用前景

转基因动物的应用前景 冯彦东，马小军，李越，马志辉，肖海元，马永刚，马聪 甘肃农业大学动物科学技术学院甘肃兰州 (730070) 摘要：本文较为全面的综述了各种转基因动物技术的方法，以及提高转基因效率的方法；指出了目前研究中存在的问题，并对其发展前景进行了展望。 关键词：转基因动物、基因、方法、应用、前景 科学家预言，21世纪是生命科学的世纪，生物技术产业已成为科学家和企业家开发的热点。转基因动物技术是21世纪发展最为迅速的生物高新技术之一，是建立在细胞遗传学、分子遗传学、胚胎发育学和DNA重组技术基础之上的生物工程技术。转基因技术就是利用工程技术的实验手段将特定外源基因导入受体细胞中，由此整合到受体细胞的染色体上，并使外源基因得到表达和遗传的生物技术。携带外源基因并能表达和遗传的支物称为转基因动物。转基因技术是新兴的生物技术，具有广阔的应用前景。目前利用转基因技术获得的主要是粮食作物，其中转基因植物及产品已进入商品化生产阶段。转基因动物的研究尚处于实验室研究阶段，获得转基因动物技术难度较大。但它是一种通过对基因的操作，在RNA、蛋白质、形态学或生理学等水平直接观察基因在活体内的活动情况，并观察其表达产物所引起的表型效应的四维实验体系，其应用已广泛渗透于分子生物学、发育生物学、免疫学、制药及畜牧育种等各个研究领域中，既具有深远的理论价值，又有重大的应用价值。据统计，全球已有以转基因动物技术为核心的公司43家，并将成为21世纪生物技术领域的支柱产业。1998年全球动物生物技术产品总销售额估计为6.2亿美元，预计到2010年仅在农业领域总销售额将达到110亿美元，其中75亿美元来自转基因动物品种。而利用转基因动物制作生物反应器生产药品物和功能蛋白的销售市场预计可达500亿美元。毫无疑问，转基因动物正在改变着生物医药、农业生产、环境保护、生物材料，甚至是整个生命科学研究与发展面貌。利用转基因动物技术，既可加快家畜品种的改良速度，提高肉、奶、蛋的产量和品质，又可生产珍贵的药物蛋白，为大量患者造福。可以说转基因动物技术对于人们千百年来追求的丰衣足食，延年益寿两大目标都会做出具大的贡献。[1，2，3，4，5，6，7] 1 转基因动物的制作方法 1.1 显微注射法 是由美国人Gordon于1980年首次发明。显微注射法的制作过程是将SV40的TK基因整合的质粒以显微注射法注入到小鼠受精卵原核中,首次成功地培育出转基因小鼠。其基本原理是通过显微镜注射将外源基因直接注射到受精卵的雄原核内,将外源基因整合到DNA中,发育成转基因动物。其优点是直接对基因进行操作,整合率较高.缺点是技术难度高,成功率低。[3，8，15，18] 1.2 逆转录病毒传染法 此法的研究是1974年Janenissh等将SV40DNA注入小鼠囊胚腔中，获得转基因小鼠。其原理是利用逆转录病毒的LTRs区域具有的转录启动子活性这一特点，将外源基因连接到LTRs的下部进行重组后，再使之包装成为高滴度的病毒颗粒，直接感染受精卵或注入囊胚中，携带外源基因的反转录病毒DNA可以整合到宿主染色体上。逆转录病毒法的优点是操作简单，外源基因的整合率高，动物病毒所具有的启动子不但可以引发一些选择标记基因的表达，还能引发所导入的外源基因的表达，缺点是逆转录病毒载体容量有限，并且外源基因

转基因技术及其应用

转基因技术及其应用 转基因动物 转基因动物是指用实验导入的方法将外源基因在染色体基因内稳定整合并能稳定表达的一类动物。1974年，Jaenisch应用显微注射法，在世界上首次成功地获得了SV40DNA转基因小鼠。到目前为止，人们已经成功地获得了转基因鼠、鸡、山羊、猪、绵羊、牛、蛙以及多种转基因鱼。 转基因动物技术 原核显微注射法 逆转录病毒载体法 胚胎干细胞介导法 精子介导法 转基因技术的应用 在基础理论方面的应用由于外源动物基因可在转基因动物细胞中整合、表达，并制约于受体基因背景的调控，因此，可把转基因本身当作一个理想的功能标记，进而在理论实践方面得到应用： 可以对基因的结构和功能进行研究，Jacob和Kollaid等用两种不同的基因的局部片段组合成融合基因，做转基因工作，观察了这些异常的外源基因在宿主动物中的表达情况，并进行了有意义的探讨。 可以进行组织表达特异性研究，Fukamizu等用含有转录起点上游3Kb，下游1.2Kb的人肾素基因构建转基因小鼠。 还可以研究发育过程的特异性表达。将不同的外源基因转入宿主动物受精卵或早期胚胎干细胞，可观察研究目的基因在胚胎不同发育阶段的特异性表达、闭关及调控机理。应用于动物生产 在医学领域中的应用 建立诊断和治疗人类疾病的动物模型 生产可用于人体器官移植的动物器官异源器官移植可能是解决世界范围内普遍存在. 器官短缺的有效途径，目前对器官供体动物研究较多的是猪。猪作为人类器官移植的供体动物有以下一些优势：妊娠期短，产仔数多，后代生长快，而且不存在伦理方面的问题。更重要的是猪的不同发育时期的器官，诸如心脏、肾等与不同年龄的人的器官在大小上比较接近，极有可能代替病人的某些器官。 美:能发红光的转基因鱼 在美国得克萨斯州，一种能发红色荧光的

基因工程在转基因动物领域的应用现状及展望

生命科学院 分子生物学 期末综述 题目：基因工程在转基因动物领域的应用现状及展望班级： 09动物科学 姓名：曾雪婷 学号： 2009084548

【摘要】本文阐述了基因工程和转基因技术研究的原理、基本路线，介绍了转基因技术和生产转基因动物的方法，总结转基因技术在哺乳动物领域的应用，提出了转基因动物面临的问题，并对转基因技术及转基因动物的前景进行了展望。 【关键词】基因工程；原理；转基因动物；应用；展望 基因工程是改变生物的遗传组成，增加生物的遗传多样性，赋予转基因生物新的表型特征，使其能够更好地服务于人类社会的一项工程技术。基因工程在转基因动物领域的应用具有巨大的发展潜力，促进了转基因方法的不断发展和转基因动物应用领域的迅速扩大。 1.基因工程与动物基因工程的原理 基因工程又名遗传工程(genetic engineering)、一主要包括DNA 重组技术、分子克隆或基因克隆等技术，它是指在分子水平上提取(或合成)不同生物的遗传物质，在体外切割，再和一定的载体拼接重组，然后把重组的DNA分子引入细胞或生物体内，使这种外源DNA(基因)在受体细胞质中进行了复制与表达，按人们的需要繁殖扩增基因或生产不同的产物或定向创造生物的新性状，并能稳定遗传给后代[1]。基因工程的核心内容包括基因克隆和表达。 动物基因工程就是利用基因工程技术来人为地改造动物遗传特性的技术体系。它的具体应用就是生产转基因动物(transgenic animal)，即用基因工程的方法获得目的基因并导入到动物的受精卵中，使外源基因与动物本身的基因组DNA整合到一起，并随细胞的分裂而增殖，从而在动物体内得到表达，产生具有特定性状的个体。这种在基因组中稳定有效地整合有人工导入外源基因的动物称转基因动物。应用实验胚胎学和分子生物学原理，将来自一种生物的特定基

动物转基因技术的研究现状与应用

动物转基因技术的研究现状与应用 课程：基因工程姓名：迪丽努尔·尼扎木墩学号：2013081605 摘要转基因动物就是指通过人工的方法将外源基因导人动物染色体基 因组，使之稳定表达并能遗传给后代的一类动物。转基因技术的一般方法有原核期胚胎的显微注射法（Microjection）、逆转录病毒载体法、精子载体法、体细胞核移植技术、胚胎干细胞介导的基因转移，这几种方法各有其公优缺点，在动物转基因上均有不同的应用，目前在动物抗病育种、建立诊断和治疗人类疾病的动物模型、利用转基因动物生产药用蛋白质等方面应用越来越广泛。 关键词转基因技术方法研究现状 转基因动物（transgenicanimal）指通过基因工程技术将目的基因导入生殖细胞、早期胚胎干细胞和早期胚胎，并整合到受体细胞的基因组中，它们经过各种发育途径形成所有细胞都包含目的基因的个体，称转基因动物（也称个体表达系统）。导入的基因称为转入基因（transgene），而整个技术则称为转基因技术（transgenictechnology或transgenesis）[1]。现代转基因动物（tx-ansgenicanimal）研究始于20世纪80年代以后,1980年，Gordon等首次获得转基因小鼠目前除转基因小鼠外，转基因兔、绵羊、猪、牛及转基因山羊、转基因鸡、转基因大鼠、转基因猴等陆续育成[2，3]。本文将从转基因动物的原理、主要方法和应用等方面作一综述。 1转基因技术的一般方法

能否将在细胞中进行的遗传修饰过渡到整体以及实现向后代的传递，主要取决于所进行修饰的细胞类型和与其相应的育种技术。迄今为止，能够被有效地用来进行转基因动物研究的途径主要有以下几种[4]： 1.1原核期胚胎的显微注射法（Mi-crojection） 该法由美国人Gordon发明，其主要步骤包括：（1）分离、克隆和重组外源基因，构建载体；（2）将融合基因注入受精卵的原核（一般是雄原核）；（3）将微注射后的受精卵移入假孕母畜的输卵管继续发育。Palmiter等（1982）将带有小鼠金属硫蛋白I基因启动子的大鼠生长激素基因导入小鼠的受精卵，获得“巨型小鼠”，在生命科学领域引起了不小的轰动。按照转基因小鼠的思路，转基因兔、转基因绵羊、转基因猪、转基因山羊都相继成功。显微注射方法相对简单，整合率高，是目前应用比较广泛，效果比较稳定的制作转基因动物的方法之一。但该方法的整合位点随机，整合一般是多拷贝首尾串联相接，不利于研究基因的结构、功能及表达调控。 1.2逆转录病毒载体法 1.2.1逆转录病毒载体感染发育早期的动物胚胎：该方法主要利用逆转录病毒的长末端重复序列（longtermi-nalrepeats，LTRs）区域具有转录启动子活性以及逆转录病毒可以直接整合到宿主染色体上的特点，将外源基因连接到LTRs下部，构建重组载体，直接感染受精卵或微注入囊胚腔中。达到外源基因在宿主染色体上的整合、表达。Salter和Haskell等分别用此方法作出了转基因鸡和牛[5]。 1.2.2逆转录病毒载体注射MⅡ期的卵母细胞：Anthony等[6]（1998）对逆转录病毒载体感染发育早期的动物胚胎的方法进行了改进。他认为逆转录病毒载体介导的基因整合的关键在于细胞分裂时出现核膜分解。有丝分裂时核膜降解的时间很短。细胞分裂完成后，核膜很快重新形成。而处于减数分裂中期（MⅡ）的卵母

简述转基因技术原理

转基因技术的理论基础来源于进化论衍生来的分子生物学。基因片段的来源可以是提取特定生物体基因组中所需要的目的基因，也可以是人工合成指定序列的DNA片段。DNA片段被转入特定生物中，与其本身的基因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育，从而获得具有稳定表现特定的遗传性状的个体。该技术可以使重组生物增加人们所期望的新性状，培育出新品种。 1992年荷兰培育出植入了人促红细胞生成素基因的转基因牛，人促红细胞生成素能刺激红细胞生成，是治疗贫血的良药。转基因技术标志着不同种类生物的基因都能通过基因工程技术进行重组，人类可以根据自己的意愿定向地改造生物的遗传特性，创造新的生命类型。同时转基因技术在药物生产中有着重要的利用价值。转基因技术，包括外源基因的克隆、表达载体、受体细胞，以及转基因途径等，外源基因的人工合成技术、基因调控网络的人工设计发展，导致了21世纪的转基因技术将走向转基因系统生物技术2000年国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原理的基因工程与转基因技术。 1.转基因的细胞学原理： (1)细胞周期及MPF：细胞周期可人工分成4个时期，分别为G1期、S期、G2期和M期。细胞在正常情况下，沿着G1-S-G2-M路线运转。S期为DNA合成期，M期为有丝分裂期，M期结束到S期开始之前为G1期，S期末到有丝分裂期(M期)为G2期。有丝分裂的启动由成熟促进因子也叫M期促进因子(maturation/mitosism/meiosis promoting factor，MPF)调控，MPF 在细胞分裂中呈周期性变化即分裂后逐渐积累，到G2晚期达到高峰，由中期向后期转换时骤然消失。因此推测MPF是真核细胞M期的一个基本调节物质，能引导细胞由间期向M期转变。MPF由蛋白激酶激活，存在于所有的真核细胞中(包括减数分裂的性细胞)。但并非所有的细胞都是周期中细胞，某些细胞在一定的条件下可以脱离细胞周期进入G0期或分化为不分裂的细胞，而且G0期细胞可通过诱导重新进入周期。 (2)通过MⅡ期的卵母细胞转基因：MⅡ期的卵母细胞的MPF含量很高，可以诱导细胞核发生一系列变化包括核膜破裂(NEBD)和早熟染色体凝集(premature chromosome condensation，PCC)，处于减数分裂MⅡ期的卵母细胞无核膜的时间远远长于有丝分裂M期的细胞。所以此时期的卵母细胞可作为基因导入的受体。据此1998年Anthonv等对逆转录病毒载体感染发育早期的动物胚胎方法加以改进，用逆转录病毒载体注射MⅡ期的卵母细胞，注射完毕的卵母细胞同获能后的精子共同孵育后，体外发育至囊胚，再移植到母牛体内得到了转基因小牛。1999年Anthonv等又将精子与外源基因共孵育，然后将精子头部显微注射入MⅡ期的卵母细胞，这两种方法共同之处都是利用MⅡ期的卵母细胞无核膜，外源基因易导入的 特点。 2.转基因的胚胎学原理： (1)哺乳动物转基因的胚胎学原理：精子和卵子只有发育成熟后，精卵相遇时才能完成受精过程。精子进入卵子后头尾分离，胞核出现核仁，形成核膜，头部膨大形成雄原核；同时卵子排出第二极体形成雌原核。一般来说雄原核比雌原核大。接着雌雄原核的核膜消失，雌雄原核融合。随后细胞周期性卵裂，分裂球增加到32个时形成桑葚胚，进入子宫再发育至囊胚，此前的胚胎细胞具有很强的分化能力。从哺乳动物受精卵分裂发育的规律来看，转基因操作时较合适的部位是受精卵的雄原核，精子进入卵细胞后的1小时，雄原核和雌原核还未融合，在显微镜下容易看到雄原核。多数研究者在此时期把外源基因显微注射到雄原核，通

转基因动物技术应用研究进展汇总

转基因动物技术应用研究进展 摘要：本文主要对动物转基因技术发展状况作了概述，重点是近年发展的提高转基因效率的非定点整合转基因方法, 如睾丸转基因法和卵巢转基因法; 提高转基因精确性的定点整合转基因的基因打靶法作了介绍。然后对转基因技术的应用作了论述，最后对转基因技术的发展前景作了展望。 关键字：动物转基因技术；应用；展望 Progress on Techniques for Producing Transgenic Animals And their Application Abstract: This review describes the recently developed animal gene transfer techniques, including gene transfer into the testis and ovary for easily making non-site specific methods; gene targeting in embryonic stem cells, somatic cells and primordial germ cells for site specific methods.The application and prospect of transgenic technology was also discussed. Key words: animal gene transfer technique; application;prospect 动物转基因技术是将外源基因移入动物细胞并整合到基因组中, 从而使其得以表达。自Palmiter等[1] (1982)把大鼠生长激素基因导入小鼠受精卵获得超级巨鼠以来,世界各国科学家对转基因技术应用于动物生产的研究产生了极大的兴趣,并相继在兔、羊、猪、牛、鸡、鱼等动物上获得转基因成功。转基因动物研究是近年来生命科学中最热门、发展最快的领域之一,其应用已广泛渗透于分子生物学、发育生物学、免疫学、制药及畜牧育种等各个研究领域中。这项技术正在对动物生产产生一场新的革命,在提高生长速度、生产性能,改善产品品质、抗病育种、基因治疗等方面取得了可喜的进展,显示出诱人的应用前景。 1 转基因动物技术 1.1 显微注射法 这一方法是发展最早,目前应用最广泛和最为有效的制作转基因动物的方法,创始人是Jaenisch和Mintz等,Gorden等[2]和最先通过此法获得转基因动物。其基本原理是:通过显微操作仪将外源基因直接用注射器注入受精卵,利用受精卵繁殖过程中DNA的复制过程,将外源基因整合到DNA中,发育成转基因动物。 1.2 逆转录病毒载体导入法 将目的基因重组到逆转录病毒载体上,制成高滴度的病毒颗粒,人为感染着床前后的胚胎,

转基因动物的应用前景

课程论文规范 一、论文组成及顺序 封面、中英文摘要、正文、参考文献、致谢、有关附件等(可选)。 论文电子版上交。 二、规范要求 1．正文中论文题目使用黑体三号字，正文使用宋体小四号字，1.25倍行距；表格为单倍行距；一级标题段前段后为0.5行，正文段前段后为0，字符间距为标准。 2．页边距：上2.5㎝,下2.5㎝,左3㎝,右2.5㎝。方向：纵向。 页脚：1.5㎝.页码：页面底端（页脚），居中，格式如·X·，封面不编页码，从正文开始。 3．论文字数不少于5000字。 4．论文中的表格采用三线表，必要时可以加辅助线，表头放在表格的上方，5号黑体，中；表格内为5号宋体，左对齐。 5．论文中的图，图题放在图的下方，不要外框。 6．表序、图序均以阿拉伯数字连续编号。 7．参考文献不少于10篇，采用顺序编码制，文中参考文献[数字]上标。 8．中英文摘单独成页。 9．为保证打印效果，全文字体的颜色统一设置成黑色。均用A4纸单面打印。

青岛农业大学 动物基因工程课程论文 题目：转基因动物的应用前景 姓名：宋增财 学院：动物科技学院 专业：兽医 班级：2010-02 学号：20106576 任课教师：闵令江 二Ｏ一一年十月二十日

转基因动物的应用前景 兽医宋增财 指导老师闵令江 摘要：转基因动物不仅可以用来研究基因功能，还可以按照人的意愿改良动物的遗传品质，为人类探讨疾病发病机理，寻求有效治疗途径，提供筛选和鉴定药物的理想模型；改良家畜生长特性，提高饲料利用率和产量，为人体提供异体移植器官和生产珍贵药物蛋白。转基因生物研究蕴含着巨大的经济价值，具有非常广阔的应用前景，在国际上成为生物工程的投资热点之一。本文较为全面的综述了各种转基因动物技术方法和动物转基因技术的应用，并对其发展前景作了展望。 关键词：转基因动物基因方法应用前景

转基因技术的应用事例

小鼠试验 转基因动物的研究也是如火如荼，首先是在小鼠中获得成功，现在研究集中在家禽家畜的品种改良方面，以期获得快速生长、品质优良的家禽和家畜，还可以利用转基因动物来生产药物和观赏，首个成功的转基因动物：小鼠转入了大鼠得生长激素基因，结果个头比一般得要大一倍多，转基因瘦肉型猪和高产的奶牛快速生长的鱼也已进入实用阶段，除了品种改良以外，转基因动物也可以用来代替发酵罐生产珍贵的蛋白质，原理就是使外源基因在乳腺细胞中表达，再从乳汁中提取所需要的蛋白质，例如一头绵羊一年可相当于一个一吨的发酵罐，还不需要水、电和一仪器设备等等。 灵长类动物实验 2001年1月11日，第一只转基因灵长类动物，也就是跟人类亲缘关系最近的动物，转基因猴安迪再美国出世，转进去的基因绿色水母荧光蛋白基因，这个基因的产物能产生绿色荧光，因此安迪用特殊的仪器来看是全身能发出绿色的荧光的，这个基因没有其他特殊功能，没有什么危害 工程菌在环境工程中应用 利用基因工程技术可以将繁殖速度快和具有和超强分解能力的两种细菌进行重组，从而生产出能快速分解污染物的超级菌，来治理环境。例如美国GE公司构造成功具有巨大分解能力的工程菌，用于清除石油污染，并获专利。 台湾有业者引进「超级杨树」，希望能拯救九二一大地震后，中部山区坍方、土石流的问题。据说，此种基因转殖杨树平均每天成长三到五公分，一年可以长到六、七公尺，两三年就可成参天巨木。 快速成长的烟草、三年成荫的杨树，都是基因工程的产物。事实上，不只是烟草和杨树，基因转殖农作物目前已知的就有大豆、玉米、油菜、棉花、西红柿、稻米、马铃薯、果树、甜菜、小麦等等。有的是使其不易腐烂（蕃茄），有的是让作物不受除草剂的影响（大豆、玉米、棉花），有的目的在抗虫（玉米、马铃薯）。 中研院植物所研究员陈庆三目前致力于水稻基因转殖研究，一方面希望能改良水稻的品种，使其蛋白质的含量更高；一方面使水稻可以抗病、抗虫，减少使用农药、增加产量。 目前日本已经成功地将胡萝卜素导入稻米中，还有国家成功地将疫苗转殖入香蕉中。如此一来，从每日的饭食中就可以摄取到胡萝卜素，或是免去挨针之痛，只要吃香蕉就可以达到预防疾病的效果。

转基因技术的应用

转基因技术的应用 摘要：本文较系统地介绍了植物基因转移方法,综述了转基因技术在各个领域方面的应用概况，并对转基因植物的前景作了展望。 关键词：植物；基因；转基因技术 The application of the transgenic technology Abstract: This article systematically introduces the plant gene transfer method, this paper reviewed the application of transgenic technology in all areas of general application, and the transgenic plants prospects are described. Key words: Plants; gene; genetically modified technology 将外源或者人工修饰的基因导入植物基因组并稳定表达,可改变生物体性状并遗传下去,这就是植物转基因技术。1983年，人类首次获得转基因植物，1986年美国和法国的科学家第一次进行了抗除草剂转基因烟草的田间试验［1］。此后,植物转基因的研究与应用在世界各地蓬勃发展,并创造了巨大的经济效益。随着研究的深入，转基因植物的应用被不断拓宽，在农业上取得巨大经济效益的同时，其在医疗、资源、环境污染处理等方面的研究也吸引了越来越多的研究者。 1 国内转基因植物研究现状 在国家“863”术研究与发展计划及国家科技攻关计划的资助下，我国转基因植物的研究和应用取得了显著的进展，主要是在植物抗虫、抗病、植物抗逆、植物品质改良、植物叶绿体等基因工程和植物生物反应器方面，有些研究已经达到国际先进水平。据1996物技术学会统计，我国投入研究和开发的转基因植物达 47涉及各类基因 103种。近年来有20种转基因植物进入了田间试验或环境释放阶段。目前我国有3 种转基因植物被批准进入商品化生产，包括我国自己培养的耐储存番茄、抗虫棉、观赏植物矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄，以及美国孟山都公司培育的抗虫棉。在上述转基因作物中，种植面积最大的是抗虫棉，中国的抗虫棉（Bt棉）占整个棉花面积的20%［2］。 2植物基因转移的主要方法 转基因植物研究取得了令人鼓舞的突破性发展。十几年来转基因植物这一技术日趋完善在提高植物抗性、改良作物品质以及作为生物反应器生产有用的化合物等方面发展迅速植物转基因方法可分为生物学、化学和物理学方法三大类。生物学方法有农杆菌介导转化法、花粉管通道法、病毒介导法等；物理学方法包括基因枪法、显微注射法和电激穿孔法等；化学方法包括聚乙二醇法、脂质体法等。在上述多种方法中，占主导地位的是农杆菌介导法，常用的还有基因枪法。农杆菌介导法的原理是: 在农杆菌基因 chvA, chvB,pscA, and att家族所编码的蛋白和植物伤口产生的酚类物质和糖类物质的共同作用下, 农杆菌识别并附着在宿主细胞壁上。virD4和virB 基因编码蛋白组成的typeIV分泌系统将单链 VirD2-T-DNA 复合体运送到宿主细胞

基因工程及其应用教案

课例研究教案 （精品教案） 基因工程及其应用 授课人： _________________ 日期：_____ 高中生物《分子与细胞》 第6章第2节 基因工程的工具 学习者水平分析： 本节课授课对象是高二年级学生。通过上一节课的学习，学生已经学习了基因工程的概念，为本节课的学习奠定了知识的基础，但是基因工程的工具是基于分子水平上的，知识内容抽象，学生难以直接进行实践操作和直观看到操作结果，加之该部分是本节的重难点，学生理解和学习起来较为困难。 教学内容分析： 基因操作的工具是本节内容的重难点，也是在基因工程概念的学习基础之上进行的，对接下来基因工程的步骤的学习起关键的作用，基因操作的工具包括基因的剪刀一限制性核酸内切酶；基因的针线一DNA连接酶；基因的运载体。基因操作的工具细微抽象，较难理解与应用。 教学目标： 1.知识目标：1）阐明限制酶和连接酶的作用特点。 2）说出常用的运载体及其特点。 2.能力目标：运用基因工程的基本工具，培养分析、推理、归纳、总结等思维能力。 3.情感态度与价值观目标：1）参与基因工程相关热点问题的讨论。 2）养成创新思维，培养科学思考问题的能力。 教学重点： 1?阐明限制酶和连接酶的作用特点

2.说出常用的运载体及其特点。 教学难点：阐明限制酶和连接酶的作用特点。 教学方法：讲授法，谈话法，讨论法，演示法 教学媒体：幻灯片，教具，教学动画演示。 教学过程： 教学环节教师行为学生行为设计意图 导入新闻：中国农科院专家郭三堆，因结合实例，回顾相关知结合新闻，联系旧知新授成功研制具有自主知识产权的三识，思考问题。识，引发对本节课内复习系杂交转基因抗虫棉，而当选为思考要元成转基因抗虫容的思考，激起学生检测CCTV 2013年度科技创新人物。棉要用到的工具。好奇心。 作业想一想：将抗虫基因移植到棉花的思考基因的剪刀一限制启发学生思考。 细胞中，使棉花具有抗虫害的作性核酸内切酶的作用特引出基因的剪刀一 用，这项工作是在DNA分子水平上点。限制性核酸内切酶 进行的操作。假如你作为一名研究认真听讲，做笔记。的学习。 者来元成这一项工作，那么你会米记下EcoRI限制酶的作用讲解基础知识，为接 取什么工具呢？位点，识记黏性末端的概下来的学习奠定知 带着这些问题，我们开始本节课的念。识基础。 学习，第六章第2节第二课时基因小组合作，找到特定切讲明EcoR1限制酶和 工程的工具。（板书）点，在G和A之间切开，黏性末端的概念，帮 通过预习，基因工程有三大基因的得到黏性末端，学生派代助学生理解。为接下 工具，基因的剪刀，基因的针线，表上台展示操作过程，并来的实际操作奠定 运载体。接下来我们逐一进行学习讨论回答问题：知识基础 首先我们要把抗虫基因从苏云金 1.要想获得某个特定性亮点一：创设模拟实 芽抱杆菌中提取出来，抗虫基因是状的基因，需要用限制酶验，加深内容学习。 苏云金芽抱杆菌中的一段基因，要切4个切口，可产生4个通过讲解和相关的 获取抗虫基因是不是相当于用一黏性末端。PPT演示，学习基因 把剪刀把它从一大段基因中截取 2.被同一种限制酶切断的剪刀一限制性核 下来呢？但是细胞是很小的，一般的两个DNA具有相同的黏酸内切酶，灵活运用

锌指核酸酶技术在动物转基因中的应用

锌指核酸酶技术在动物转基因中的应用 摘要:锌指核酸酶(Zinc finger nuclease,ZFN)具有特异性识别并敲除DNA片段中特定基因的特点,通过对DNA片段上的特定基因进行靶向修饰产生新型细胞,是能够应用于动物转基因上的一种新技术?该技术已在一些动物的研究上取得了一定的成果,相对于传统的转基因技术,该技术在简化操作程序?缩短操作时间及提升成功率上都有很大的提高?就常用的动物转基因方法?锌指核酸酶技术的作用原理以及在动物转基因上的应用及其前景进行了论述? 关键词:锌指核酸酶(Zinc finger nuclease,ZFN);动物转基因;靶向修饰 动物的转基因技术是建立在分子生物学基础上,利用基因工程等试验方法将外源基因导入动物的受体细胞,并通过受体细胞的分裂与繁殖,将整合在受体细胞基因组中的目的基因有效遗传给后代个体,并得到预期结果的一种方法?该技术始于20世纪80年代,1980年Gordon等[1]通过核显微注射技术在小鼠体内的试验,成功获得了第一个转基因动物?后来一些研究人员又利用该方法陆续在兔?绵羊?猪的转基因上获得成功,在此基础上人们通过不断试验探索出其他的转基因技术,并且也在一些动物的转基因上获得成功?如逆转录病毒载体法?精子载体法?胚胎干细胞介导法等分别在牛?鸡?小鼠等动物的转基因上获得成功?但是,随着分子生物学的不断发展,研究人员对转基因结果的要求也越来越高,而这些传统的技术在一定程度上已不能满足人们的要求?为了得到更好?更符合人们意愿的试验结果,研究人员不断地探索着更为先进的转基因技术,锌指核酸酶(Zinc finger nuclease,ZFN)技术就是一种新的转基因技术,由于其具有独特的剪切功能而引起了研究人员的极大兴趣?1986年Diakun等[2]首先在真核生物转录因子家族的DNA结合区域发现了Cys2-His2锌指模块,到1996年Kim等[3]人工合成了第一个ZFN,再到Urnov等[4]发现的由4个锌指连接而成的ZFN可识别24 bp的特异性序列,ZFN在转基因中的作用逐渐受到了研究人员的关注? 1 动物转基因技术的常用方法 1.1 逆转录病毒载体法 逆转录病毒载体法是利用病毒作为载体,将外源基因片段插入病毒载体的长末端重复序列的下游并通过其侵染作用将目的片段整合到宿主细胞的基因组中?该方法主要应用于转基因鸡和牛的生产?1974年Janenisch等[5]发现注入小鼠囊胚腔中的SV40DNA能够在其体内发生整合?但真正用于转基因动物的则是Salter 等[6]研究人员,他们在1987年利用该方法生产出了转基因鸡;而Biery等[7]则在1995年以劳式肉瘤病毒(RSV)为载体,通过将目的基因片段导入牛的胚胎,获得了转基因牛?此方法操作简便,整合效率高且整合的外源基因多为单拷贝,所以非常有利于对基因结构?功能及表达调控的研究[8]?