转基因动物技术与药物生产
转基因中潮霉素的用途
转基因中潮霉素的用途潮霉素是一种广谱的抗生素，被广泛应用于农业、养殖业和医药领域。
转基因技术可以将潮霉素耐受基因导入到植物和动物中，以提高它们的抗病能力和生长性能。
以下将详细介绍转基因中潮霉素的用途。
1. 农业领域应用：潮霉素转基因植物可以提高作物的抗病能力和适应力。
通过导入潮霉素耐受基因，植物可以在受到病菌和病毒侵袭时产生抗性，从而减少农药的使用。
同时，潮霉素转基因植物具有较强的抗除草剂能力，能够抵御广谱除草剂对作物的伤害，提高作物耕作的效率。
2. 养殖业应用：转基因技术可以将潮霉素耐受基因导入到家畜中，改善它们的抗病能力和生长性能。
转基因的鸡、猪和牛等家畜可以耐受潮霉素，从而减少家畜受到细菌和病毒感染的风险。
此外，潮霉素还可以促进家畜的生长，提高肉类和乳制品的产量，进一步提高养殖业的经济效益。
3. 医药领域应用：潮霉素被广泛用于医药领域作为抗生素。
转基因技术可以生产潮霉素转基因细胞和动物模型，用于研发新的药物治疗方法。
潮霉素转基因细胞可以用于生产更高效、更稳定的抗生素药物，提高抗生素的质量和产量。
同时，潮霉素转基因动物模型可以用于研究抗生素的作用机制、药物的副作用等，推动医学科学的发展。
4. 环境治理和污染修复：潮霉素转基因植物可以用于环境治理和污染修复。
通过导入潮霉素耐受基因，植物可以存活在含有潮霉素的土壤或水体中，吸收和分解潮霉素，降低其对环境的污染程度。
同时，潮霉素转基因植物还可以吸收和转化其他有害物质，如重金属离子和有机物污染物，为环境的治理和修复提供新的途径。
总的来说，潮霉素在转基因技术中的应用具有广泛的领域，包括农业、养殖业和医药领域。
通过转基因技术，可以将潮霉素耐受基因导入植物和动物中，从而提高它们的抗病能力和生长性能。
此外，潮霉素转基因细胞和动物模型还可以用于医药研究，促进新药的开发和治疗方法的改进。
同时，潮霉素转基因植物在环境治理和污染修复中也起到重要作用，通过吸收和转化有害物质，减少环境污染。
转基因技术ppt
xx年xx月xx日
contents
目录
• 转基因技术概述 • 转基因技术的基本原理 • 转基因技术的操作流程 • 转基因技术的安全性评估 • 转基因技术的未来发展趋势 • 转基因技术案例分析
01
转基因技术概述
定义与特点
定义
转基因技术是指通过人工手段，将外源基因导入受体生物体 中，从而改变其遗传特性，以获得具有特定性状或功能的生 物体。
04
转基因技术的安全性评估
食品安全性评估
营养物质含量
转基因食品的营养物质含量是否与传统食品相同，或者是否存在 过量的营养物质，是食品安全性评估的重要内容。
毒性评估
对转基因食品进行毒性评估，以确定是否存在潜在的毒性或不良 反应。
致敏性评估
对转基因食品进行致敏性评估，以确定是否会增加人类或动物的 过敏反应风险。
03
环境科学与生物技术的交融
环境科学与生物技术的交融将为转基因技术提供更多环境保护应用的
可能性，例如通过转基因技术提高微生物的降解能力，治理环境污染
等。
对人类健康与环境保护的影响
安全性评估与监控
随着转基因技术的不断发展，对转基因产品的安全性评估和监控将更加严格 和全面，保障人类健康和生态环境的安全。
跨界融合与交叉学科的拓展
01 02
农业与生物技术的融合
农业和生物技术的融合将为转基因技术的发展提供更多应用场景，例 如通过转基因技术改良作物的抗病、抗虫和抗逆性，提高农作物的产 量和品质。
医学与生物技术的结合
医学和生物技术的结合将为转基因技术提供更多治疗应用的可能性， 例如利用转基因技术生产人体短缺的蛋白质，治疗遗传性疾病等。
转基因细胞的筛选与鉴定
《转基因产品的安全性》 知识清单
《转基因产品的安全性》知识清单一、什么是转基因技术转基因技术，简单来说，就是一种将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，从而改变生物遗传特性的技术。
通过这种技术，科学家们可以把一个生物体的基因转移到另一个生物体中，使其获得新的性状或特性。
比如说，我们可以把一种能够抗病虫害的基因转到农作物中，让农作物自身就能够抵抗病虫害的侵袭，减少农药的使用。
或者把一种能够提高营养成分含量的基因转到某种食物中，让它变得更有营养价值。
二、转基因产品的种类目前常见的转基因产品主要包括转基因农作物、转基因动物和转基因微生物。
1、转基因农作物这是我们最常接触到的转基因产品类别。
比如转基因大豆、玉米、棉花等。
这些农作物经过基因改造后，可能具有抗虫、抗病、耐除草剂等特性，从而提高产量和质量。
2、转基因动物常见的有转基因三文鱼，通过基因改造，使其生长速度更快，体型更大。
3、转基因微生物例如用于生产药物、食品添加剂等的转基因微生物。
三、转基因产品的安全性评估转基因产品在进入市场之前，都需要经过严格的安全性评估。
这包括对环境安全和食用安全的评估。
1、环境安全评估主要考虑转基因作物是否会对生态系统造成不良影响，比如是否会成为“超级杂草”，是否会影响其他生物的生存等。
2、食用安全评估这是大家最为关心的部分。
评估包括对转基因产品的成分分析、毒性测试、过敏性测试等。
要确保转基因食品和传统食品一样安全，不会对人体健康造成危害。
四、转基因产品可能存在的风险虽然经过严格评估，但转基因产品仍可能存在一些潜在风险。
1、基因漂移转基因作物的基因可能会通过花粉传播等方式转移到野生植物中，从而带来一些未知的影响。
2、潜在的过敏反应新引入的基因可能会产生新的过敏原，导致一些人出现过敏症状。
3、长期影响的不确定性由于转基因技术应用的时间相对较短，对于长期食用转基因食品可能带来的影响，还需要进一步的研究和观察。
五、转基因产品的监管为了确保转基因产品的安全，各国都建立了相应的监管体系。
基因工程在制药领域的应用
基因工程在制药领域的应用现代生物技术，又称生物工程，是利用生物有机体（从微生物直至高等动物）或其组成部分（器官、组织、细胞等）发展新工艺或新产品的一种科学技术体系。
生物工程主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程等5个部分。
以重组DNA为核心的现代生物技术的创立和发展，为生命科学注入了新的活力，它所提供的实验方法和手段极大地促进了传统生物学科如植物学、动物学、遗传学、生理学、生物医学等的发展。
同时，生物技术目前也已被广泛地应用于医药、食品、化学、农业及环保等领域，为这些行业带来了一场新的技术革命。
下面我主要介绍的是基因工程在制药领域的应用！基因工程概述所谓的基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之参入到原先没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定地繁殖。
基因工程自从20世纪70年代初期问世以来，无论是在基础理论研究领域，还是在生产实际应用方面．都已经取得了惊人的成绩。
基因组核苷酸全序列的测定与分析，是基因工程技术促进基础生物学研究的一个出色范例。
2001年2月12 日，由6国的科学家共同参与的国际人类基因组公布了人类基因组图谱及初步分析结果，这结果为人们提供了约3000 多个基因可用来制药，将推进基因制药产业的快速发展。
由于基因克隆技术的发展，已使得基因工程技术在工业生产尤其是制药生产中发挥了重要作用。
以前人们利用微生物自身生产有用的产品，如利用青霉菌生产青霉素、利用链霉菌生产链霉素等。
但是从这些生物体中分离纯化这些药物，不仅成本昂贵，而且技术上也相当困难。
如今将编码这些药物的基因克隆并转移到合适的生物体内进行有效的表达，就可以方便地提取到大量的有用药物。
基因工程技术开发药物的一般过程利用基因工程技术开发一个药物，一般要经过以下几个步骤：①目的基因片断的获得：可以通过化学合成的方法来合成已知核苷酸序列的DNA片段；也可以通过从生物组织细胞中提取分离得到，对于真核生物则需要建立cDNA文库。
请列举一些基因工程的应用
请列举一些基因工程的应用基因工程是一种生物技术，涉及对生物体的基因进行人工改变，以创造具有特定性状或功能的生物体。
这项技术在医学、农业、工业等多个领域都有广泛的应用。
以下是一些基因工程的应用：1. 医学应用：•基因治疗：将正常基因引入患者的细胞中，以治疗遗传性疾病或修复受损的基因。
•生产药物：使用基因工程技术生产药物，如重组蛋白和抗体，用于治疗癌症、糖尿病等疾病。
2. 农业应用：•转基因作物：利用基因工程技术改变植物的基因，使其具有抗虫、抗病、抗逆境等性状，提高产量和品质。
•抗病虫害：基因工程可用于开发抗病害和抗虫害的作物，减少对化学农药的依赖。
3. 工业应用：•生物制造：利用基因工程改变微生物、真核生物或植物，使其能够生产工业用途的化合物，如酶、酒精、生物燃料等。
•生物降解：利用改良的微生物，使其能够降解废弃物，有助于环境保护。
4. 环境修复：•植物修复：利用基因工程技术改良植物，使其能够吸收和累积土壤中的重金属，用于修复受污染的土地。
•微生物修复：利用改良的微生物，帮助清除污染物，如石油污染或化学污染。
5. 动物生产：•转基因动物：利用基因工程技术改变动物的基因，以生产具有特殊性状的动物，例如产生人类蛋白的乳腺小鼠。
•畜牧业改良：通过基因工程技术改进家畜，使其具有更高的生产性能或对疾病的抗性。
6. 研究工具：•转基因模型生物：创建带有特定基因变异的模型生物，用于研究基因的功能和生物学过程。
•基因编辑工具：使用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，实现对基因的准确修饰，有助于研究和治疗。
这些应用显示了基因工程在多个领域中的潜在影响，为人类社会提供了各种有益的解决方案。
然而，基因工程也伴随着伦理、法规和环境问题，需要谨慎和持续监管。
转基因技术
乳腺生物反应器 1987年，首次小鼠乳腺中表达组织型纤溶酶原激活剂 tPA 蛋白。至今国际上转基因羊、转基因牛等的成功报道实例 已有10多种，生产出抗胰蛋白酶、乳铁蛋白、人凝血蛋白 因子Ⅷ、蛋白质C等药用蛋白。国外经济学家预期，10年 后，转基因动物生产的药物销售额超过250亿美元。
14
基因药物生产
12
病毒载体法
动物病毒载体是较理想的真核基因工程 载体。 病毒DNA序列中有很强的启动子，可使 其后方的外源基因高产量和高频率地表达。 常用的有杆状病毒载体、SV40载体、痘苗 病毒载体、逆转录病毒载体等。
13
转基因动物的应用研究
改良动物 转移单个基因改良动物性状，未见成功报道，尚需对性状 表现的生化代谢途径，有关基因相互作用及基因定位整合， 基因定量表达、组织特异性表达等进行深入研究。
转基因与转基因动物
1982年，英国《自然》杂志发 表文章：有两个美国实验小组 利用转基因技术，将大鼠生长
激素重组基因导入到小鼠受精
卵中,培育出具快速生长效应的
“转基因超级鼠”。转基因鼠
比与它同胎所生的小鼠生长速
度快2～3倍，体积大一倍。
转基因超级鼠
3
转基因动物
获取外源目的基因 外源目的基因导入生殖细胞或胚胎干细胞 选择携带目的基因的细胞，选择体外培养 系统和宿主动物
转基因技术
（Transgenic technology）
1
概念
转基因：
1）将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因 组中表达，引起生物体性状可遗传的修饰，称之 为转基因技术。
2）利用分子生物学技术，将某些生物的基因转移 到其它物种中，改造生物遗传物质，使遗传物质 得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面 向人类需要的目标转变。 转基因动物： 以实验方法将外源基因导入动物染色体基因组内 2 稳定整合并能遗传给后代的一类动物
高三生物讲义《转基因技术》
第一讲转基因技术1．1 基因工程的理论基础1．基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
2．理论基础（1）基因拼接的理论基础：①DNA是生物的主要遗传物质；②DNA的基本组成单位都是4种脱氧核苷酸；③双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。
（2）外源基因在受体内表达的理论基础：①基因是控制生物性状的独立遗传单位；②遗传信息的传递都遵循中心法则阐述的信息流动方向；③生物界共用一套遗传密码。
1．2 DNA重组技术的基本工具1．限制性核酸内切酶：“分子手术刀”（1）来源：主要从原核生物分离纯化出来。
（2）作用：识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列；并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
（3）举例：Eco RⅠ限制酶SmaⅠ限制酶2．DNA连接酶：“分子缝合针”（1）作用：将双链DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
（2）类型：①E·coli DNA连接酶：从大肠杆菌中分离得到的，只能连接互补的黏性末端，不能连接平末端。
②T4DNA连接酶：从T4噬菌体中分离出来的，既能连接互补的黏性末端，又能连接平末端，但连接平末端的效率比较低。
3．基因进入受体细胞的载体：“分子运输车”（1）具备条件：①能在宿主细胞内稳定保存并复制；②有一个至多个限制酶切割位点，以便与外源基因相连；③有标记基因，以便进行筛选。
（2）常用载体：质粒、噬菌体和动植物病毒的DNA。
例题精讲【例1】与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是（）A．反转录酶B．RNA聚合酶C．DNA连接酶D．解旋酶【答案】C【例2】下列粘性末端属于同一种限制性内切酶切割而成的是（）A．①③B．②③C．③④D．②④【答案】A【例3】图示某DNA片段，有关该图的叙述中，不正确的是（）A．①②③可形成DNA的基本组成单位B．④在基因中的排列顺序包含着遗传信息C．DNA复制时解旋酶作用于⑤D．DNA连接酶可连接⑤处断裂的化学键【答案】D【例4】现有一长度为1000碱基对(bp）的DNA分子，用限制性核酸内切酶Eco RⅠ酶切后得到的DNA 分子仍是1000 bp，用KpnⅠ单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子，用Eco RⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子。
转基因技术的利弊及其所引发的思考
转基因技术的利弊及其所引发的思考基因工程，是指将生物体内控制特定性状的基因作为外源基因，按照人类的意愿在体外进行加工操作后，再引入受体生物，使其在受体生物体内稳定存在并表达，从而生产出人们所期望得到的产物或者达到某种目的的过程。
基因工程中应用最广泛的技术就是转基因技术，它可以克服物种之间的遗传屏障，按照人的意愿创造出自然界里原来没有的生命形态或者稀有物种，以满足人类的需求。
转基因技术作为一种新兴的生物技术，为人类解决诸多方面面临的困难带来了福音，同时也带来了很多令人类措手不及的问题。
本文列举了作者在读书过程中总结的转基因技术利与弊的一些方面，同时提出作者对其所进行的一些思考。
转基因技术给人类带来的福祉一．转基因技术给农业带来的革命由于在提高生产力以及提高产品品质上的突出成绩，转基因技术已经成为正在进行的农业技术改造的最重要的组成部分之一。
1.抗病虫害的农作物目前已经发现了多种杀虫基因，其中应用最广的是Bt毒蛋白基因和蛋白酶抑制剂基因。
Bt毒蛋白基因来源于苏云金芽孢杆菌，将该基因转移到植物体后，植物体内能合成Bt毒蛋白，被害虫吞食后可导致害虫死亡；蛋白酶抑制剂基因最早从菜豆中分离，害虫食入它的表达产物后会无法消化某些必需蛋白质从而导致死亡。
另外，动物的毒素基因以及植物凝集素基因也被应用于杀虫并且成绩斐然。
在抗病害方面，人们将病毒的外壳蛋白基因、病毒的卫星RNA 基因、异种植物编码的抗病基因导入植物体内，利用它们的表达产物对付病毒的侵害；将植物抗毒素基因、几丁质酶基因等导入植物体内使植物获得抗真菌的能力等等。
2.利用植物生产疫苗在人生的旅途中，人类时时刻刻在与疾病做着顽强的斗争，而疫苗是人类在斗争中的重要武器之一。
传统的生化方法生产疫苗成本高、危险性大，为了解决这个问题，科学家利用转基因技术，使得某些植物具备了产生人类需要的疫苗的能力。
细胞生物学家米奇海因正在培育可以防止霍兰产生的苜蓿苗。
他将霍乱的抗原基因切下来，把这些基因导入到能够引起植物冠瘿病的土壤杆菌细胞中，让苜蓿感染这种带有外来基因的冠瘿病毒。
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6.2 转基因技术
人工染色体
人工酵母染色体(Yeast Artificial Chromosome,YAC) 人工细菌染色体(Bacterial Artificial Chromosome,BAC)
6.2 转基因技术
染色体DNA的三种功能元件（functional elements） 自主复制DNA序列(autonomously replicating DNA
细胞或胚胎干细胞； 2.选择获得携有目的基因的细胞，选择合适的体外培养
系统和宿主动物； 3.转基因细胞胚胎发育及鉴定； 4.筛选所得的转基因动物品系。
6.2 转基因技术
转基因技术 目的基因的制备和来源 目的基因的克隆 细胞转染外源基因的方法 转染细胞的鉴定
6.2 转基因技术
目的基因的制备和来源 1．采用限制性内切酶，获取目的基因 2．通过mRNA合成cDNA 3．人工体外合成DNA片断 4．聚合酶链式反应(PCR)扩增特定基因片段
6.2 转基因技术
目的基因的克隆 基因克隆的载体
（1）质粒载体 （2）病毒类载体（λ 噬菌体载体等） （3）粘粒载体 （4）人工染色体
6.2 转基因技术
质粒载体
质粒是细菌染色体外小型双链环状DNA复制子，对 细菌的某些代谢活动和抗药性表型有一定作用。质粒 DNA不但能在细菌中复制，并且在添加真核复制信号 和启动子后，可以构建出能在原核或真核细胞中均可 复制的穿梭质粒，因此以质粒为载体的基因克隆方法 被广泛使用。
6.2 转基因技术
粘粒载体
粘粒(cosmid)是由质粒和噬菌体的粘性末端构建而成，由于 λ 噬菌体载体容量仍然受到一定限制，最大插入片段不能超 过23kb。1978年勘Collis和比Hohn发展了这类质粒与噬菌体 联合的新载体——粘粒，其基因组一般由以下几部分组成： 质粒复制起始位点，1个或多个限制性内切酶位点，抗药性 标记和带有粘性末端的DNA片段。粘粒载体大小为4—6kb， 而插入片段为29—45kb。
第三章 转基因动物技术与药 物生产
基因工程技术 按照人们的意志,通过人工操作的方式将外源基因整合 到生物体基因组内,使该转基因生物能稳定地将此基因 遗传给后代的实验技术。
特点:
• 基因体外重组 • 不受生物种类的限制 • 精确细致地控制
6.1 转基因动物的原理和方法
关键技术包括： 1.外源目的基因的制备，外源目6.2 转基因技术
细胞接受外源的方式
6.2 转基因技术
细胞转染外源基因的方法： 物理方法 化学方法 生物学方法
6.2 转基因技术
物理方法 1. 电穿孔法 2. 微注射法 3. 裸露DNA直接注射法
6.2 转基因技术
电穿孔法
6.2 转基因技术
电 穿 孔 法 示 意 图
6.2 转基因技术
6.2 转基因技术
优点： A. 保证大片段DNA的完整性 B. 提高较长外源片段在动物转基因时的整合率 C. 保证目的基因上下游的侧翼序列的完整性
因而可以消除或减弱基因整合后的位置效应。 YAC介导法制备转基因动物具有广阔的应用前景。
6.2 转基因技术
人工酵母染色体（YAC）的制备
6.2 转基因技术
微注射法
6.2 转基因技术
微 注 射 法 示 意 图
6.2 转基因技术
6.2 转基因技术
裸露DNA直接注射法 将裸露DNA直接注射到组织中, DNA有可能被细胞摄入 这是最简单的基因转移方法,但是转移效率很低
6.2 转基因技术
化学方法 主要原理是通过改变细胞膜的通透性或者增加DNA与细胞 的吸附而实现基因的转移
6.2 转基因技术
磷酸钙-DNA共沉淀法 是受二价金属离子能促进细菌吸收外源DNA而来. 当核酸以磷酸钙-DNA共沉淀物的形式存在时,细胞摄取 DNA的能力显著增加。
6.2 转基因技术
磷 酸 钙 共 沉 淀 法 图 示
-DNA
6.2 转基因技术
脂质体载体包埋法
6.2 转基因技术
脂 质 体 载 体 包 埋 法 图 示
6.2 转基因技术
反转录病毒载体
可获得稳定有效的转染 可用于不易转化的细胞 但有免疫反应,转染能力有限
6.2 转基因技术
6.2 转基因技术
• DEAE-葡聚糖法 • 磷酸钙-DNA共沉淀法 • 脂质体载体包埋法
6.2 转基因技术
DEAE-葡聚糖法 • 最早的动物细胞转染方法。 • 将外源DNA片段与DEAE——葡聚糖等高分子碳水化合
物混合，DNA链上带负电的磷酸骨架便被吸附于DEAE 的正电荷基团上，从而形成DNA大颗粒。后者黏附于 受体细胞表面，并通过胞饮作用进入细胞内。 • 该方法的转化率较低。
6.2 转基因技术
生物学方法 基因转移的生物学方法主要是病毒介导的基因转移。根 据受体细胞类型不同可选择不同宿主范围和不同感染途 径的病毒基因组作为载体。目前常用的病毒载体包括DNA 病毒载体（腺病毒载体、牛痘病毒载体等）、反转录病 毒载体等。
6.2 转基因技术
腺病毒载体
运载DNA片段较大 安全性好 宿主范围广 对受体细胞分裂周期要求不严 外源基因表达高效
sequence, ARS) 着丝粒DNA序列(centromere DNA sequence,CEN) 端粒DNA序列(telomere DNA sequence,TEL)
6.2 转基因技术
人工酵母染色体法 YAC能克隆百万对碱基的大片段DNA
技术途径：
A. 阳性ES细胞在YAC转染及体外筛选,囊胚腔注射 B. YAC的原核微注射。
6.2 转基因技术
病毒类载体（λ 噬菌体载体等）
λ 噬菌体是一种双链DNA噬菌体，基因组约有50kb，在λ 噬菌 体颗粒中分离出来的DNA为线性双链分子，在分子两端各有12 个碱基的互补单链顺序，是天然的粘性末端。λ 噬菌体功能 相关基因成簇排列在基因组上，中间部分(约占30％)为非裂 解生长所必须，根据这一特性，可用其他外源DNA片段插入或 取代该区域，而对噬菌体的感染和生长不会造成严重影响。 这是λ 噬菌体成为重要的、有价值的基因克隆载体的基础所 在。构建的重组λ 噬菌体分子，其总长不得超过野生型DNA的 105％，不能短于75％。