基因工程在动物中的应用
基因工程的应用举例
基因工程的应用举例一、简介基因工程是指利用生物技术手段对生物体进行基因的改变和调控，以实现对生物体性状的控制和改善。
自上世纪80年代以来，随着生物技术的不断发展和进步，基因工程在医学、农业、环境保护等领域得到了广泛应用。
二、医学领域应用举例1. 基因诊断基因诊断是利用分子遗传学原理检测人类遗传疾病的一种方法。
通过对人类基因组进行分析，可以确定某些基因与特定疾病之间的关联关系。
例如，利用PCR技术检测乳腺癌相关基因BRCA1和BRCA2是否突变可以帮助女性判断自身是否具有患乳腺癌的高风险。
2. 基因治疗基因治疗是一种通过改变患者细胞或组织中缺失或异常表达的基因来治疗遗传性或获得性疾病的方法。
例如，在肝细胞中注入正常的α-1-抗胰蛋白酶（AAT）基因可以治疗AAT缺陷症。
3. 基因药物基因药物是利用基因工程技术生产的药物，其主要作用是通过改变患者细胞或组织中的基因表达来治疗疾病。
例如，利用重组DNA技术生产的人类胰岛素、人类生长激素等基因药物已经广泛应用于临床治疗。
三、农业领域应用举例1. 转基因作物转基因作物是指通过将外源基因导入农作物中，使其具有抗虫、耐旱、耐寒、增产等性状的一种新型农作物。
例如，转Bt基因玉米可以有效抵御玉米螟等害虫的侵袭，从而提高玉米的产量和质量。
2. 基因编辑基因编辑是一种利用CRISPR-Cas9系统对植物进行精确编辑和改造的方法。
通过对目标基因进行精准修饰，可以实现对植物性状的精确调控。
例如，利用CRISPR-Cas9系统对水稻进行编辑可以使其具有更高的产量和更好的抗逆性能。
四、环境保护领域应用举例1. 生物修复生物修复是利用生物体代谢能力对环境中有害物质进行降解和清除的一种方法。
通过基因工程技术，可以设计出具有高效降解能力的微生物，从而实现对污染环境的治理。
例如，利用基因工程技术培育出具有高效降解能力的细菌可以清除含有苯、甲苯等有机污染物的土壤。
2. 生态控制生态控制是指通过调节和控制生态系统中各种生物之间的关系来实现对环境的治理和保护。
高中生物-专题-第节-基因工程的应用课件-新人教版选修
[答案] B
金茶花是中国特有的观赏品种，但易被有害真菌感染得 枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎 病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据 图回答：
(1)将②连接到①上并形成③，常用到的酶有______。 (2)抗枯萎病的金茶花培育成功，从变异的角度来说，属于 ________。 (3)通过检测，被③侵染的金茶花叶片细胞具备了抗病性， 这说明②已经________。抗病基因是否表达可以从个体水平上 做________实验，简述实验过程______________________。
三、基因治疗 基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产 物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最 有效的手段。 1．基因治疗种类和方法 (1)体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞进行培养， 然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养 ，最后重新输入患者体内。如腺苷酸脱氨酶基因的转移。 (2)体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体组织细 胞中转移基因。
高中生物 专题 第节 基 因工程的应用课件 新人
教版选修
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2023年5月11日星期四
专题一 第三节 基因工程的应用
1 目标定位
2 预习导学 3 要点精析 4 思维升华
5 知识构建 6 应用探究 7 课时作业
目标定位
1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。(重点) 2．了解基因工程的进展。 3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。
受体生物
备注
①抗虫但不抗病 毒、细菌、真菌 等；
②培育抗虫作物 的优点：减少环 棉花、水 境污染、降低生 稻等 产成本；
基因工程技术在食品行业中的应用
基因工程技术在食品行业中的应用随着科技的发展，基因工程技术逐渐被应用在食品行业中，这项技术可以增加食品的产量、改善食品营养成分，还可以提高食品的品质等多种用途。
以下是对基因工程技术在食品行业中的应用进行详细介绍：1.转基因作物转基因技术是通过改变植物的基因结构，使其带有某些特定的基因，来增加物种产量和抗病性等特性。
通过转基因技术，可以改善作物品质、提高农业生产效率，同时降低农药使用量，保护环境。
2.基因编辑技术基因编辑技术是一种新兴的基因工程技术，通过编辑生物的DNA序列来创造新的基因型和表型。
在食品行业中，这项技术可以用来改善食品营养成分，提高食品口感和质量，如利用基因编辑技术来生产有益的食品添加剂等。
3.抗性肉类抗性肉类是一种通过基因工程技术，使动物身体内携带的基因改变来达到抵抗特定疾病的效果，这种肉类不需要使用抗生素来预防或治疗疾病。
同时，抗性肉类也有更好的生长速度和更高的饲料效率，以及更高的肉质品质等优点。
4.转基因小时菜转基因小时菜是一种采用基因工程技术，通过改变植物的基因来提高小时菜的产量和品质的蔬菜。
这种蔬菜在生产过程中具有更高的适应性，可以更好地抵抗各种病毒和螺旋体病毒等。
5.基因改造蘑菇基因改造蘑菇是利用基因工程技术，将人体需要的营养物质引入到蘑菇中，这种蘑菇可以更好地满足人们的营养需求和健康需求。
基因改造后的蘑菇可以含有维生素D，抗氧化物质及其他有效成分，还可以提高蘑菇的产量等。
总的来说，基因工程技术在食品行业中的应用是多种多样的，可以通过改变物种基因结构，达到增加产量、改善营养成分、提高品质等多种目的，给人们更好的食品选择。
当然，对于基因工程技术的应用，我们也要注意其安全性和风险，以更好地保护大众的身体健康。
生物工程技术在生物制造中的应用
生物工程技术在生物制造中的应用随着科技的不断发展和进步，生物工程技术已逐渐成为当今社会中不可或缺的一部分。
生物工程技术是指通过人类的手段来改变、利用和控制生物体的一门学科。
其中，生物制造是生物工程技术中的一个重要方向，它利用微生物、动植物等生物体来转化和生产有价值的物质，具有生产效率高、环境友好、无污染等优点。
本文将探讨生物工程技术在生物制造中的应用。
一、基因工程技术在生物制造中的应用基因工程技术是生物制造中最主要的一种技术手段。
它是利用遗传学、分子生物学等学科的实验技术对生物体中的基因进行人为操作和改变，以达到预期效果的一项新兴技术。
利用基因工程技术，人们可以改变生物体的遗传物质，使其产生目标产品。
例如，利用转基因技术，可以将外源基因导入生物体基因组，使其产生特定的酶、蛋白质等有用物质。
同时，基因工程技术还可以实现对基因的精准编辑，以修复或删除病理基因，从而实现基因治疗。
二、发酵工程技术在生物制造中的应用发酵工程技术是生物制造中另一种重要的技术手段。
它是利用微生物在一定条件下对含有有机物的物质进行转化，产生特定的有用物质的一种技术。
发酵工程技术的最大优点是可以利用廉价的原料生产高价值的目标产品，同时发酵过程具有无污染、节能等特点。
该技术在食品、医药、化学等领域都有广泛的应用。
例如，利用微生物在发酵过程中产生的有机酸和抗生素是制药领域中的重要原料。
三、细胞培养技术在生物制造中的应用细胞培养技术是利用无脊椎动物、哺乳动物等体外细胞制备人药、动物药等的主要技术手段。
细胞培养技术具有实时性、高精度、高纯度等特点，可以生产出高质量的目标产品。
细胞培养技术在生物医学、食品、化工等各个领域都有广泛的应用。
例如，利用细胞培养技术可以大规模生产疫苗、单克隆抗体等生物制品，同时还可以制备人类器官和组织修复材料。
四、生物传感器技术在生物制造中的应用生物传感器技术是利用生物体对周围环境或物质变化做出特定反应的一种技术。
动物医学专业的兽医生物技术与遗传工程
动物医学专业的兽医生物技术与遗传工程动物医学专业的兽医生物技术与遗传工程是当今科学领域中备受关注和重要性的领域之一。
随着科技的不断进步和人们对动物健康的日益关注，兽医生物技术与遗传工程在动物医学领域的应用日益广泛，对保护和改善动物健康发挥着重要作用。
一、兽医生物技术的概述兽医生物技术是将生物学的基础原理与技术手段应用于兽医学的一门学科。
通过利用现代生物技术手段，兽医生物技术能够实现对动物的基因组学、转基因技术及相关技术的研究，有助于提高动物的免疫力、繁殖力以及抗病能力。
此外，它还能够通过基因检测和基因治疗等手段，为动物的健康管理与疾病诊断治疗提供有效的手段。
二、兽医生物技术在动物医学领域的应用1. 遗传疾病的诊断与预防兽医生物技术在遗传疾病的诊断与预防方面发挥着重要作用。
借助现代生物技术手段，兽医可以对动物遗传疾病的基因进行检测与分析，及早发现并制定相应的预防措施。
例如，通过检测动物基因组，可以对遗传性疾病的携带者进行筛选，避免患病后代的产生。
2. 动物疫苗的研制与应用兽医生物技术在动物疫苗的研制与应用方面具有广泛的应用价值。
通过生物技术手段，兽医可以研发出更加安全和有效的动物疫苗，以提高动物的免疫力，减少疾病的发生和传播。
例如，兽医可以通过基因工程技术，将病原体抗原基因导入到适宜载体中，通过动物免疫接种，提高动物的抗体水平，使其免受疾病的侵袭。
3. 动物繁殖技术的改良兽医生物技术对动物繁殖技术的改良具有积极推动作用。
通过利用生物技术手段，兽医可以进行人工授精、胚胎移植和基因编辑等技术，以提高动物繁殖效益和品质。
通过选择良好的遗传基因，兽医可以培育出更健康、更具有经济价值和抗病能力的动物品种。
4. 基因治疗在兽医领域的应用基因治疗作为现代医学领域的重要研究方向，在兽医医学中同样具有广阔的应用前景。
通过基因治疗手段，兽医可以在动物身上应用一系列的生物技术，以修复或替代受损基因，从而实现动物的疾病治疗和康复。
基因工程在农业中的应用
勇于开始，才能找到成功的路
极地乌贼
5 利用基因工程技术培育抗除草剂作物
• 化学除草剂在现代农 业中起着十分重要的 作用。理想的除草剂 必须具有高效、广谱 的杀草能力, 且对作物 及人畜无害, 在土壤中 的残留短, 成本不高。 但现在要开发出1种新 的符合上述要求的除 草剂的成本越来越高, 选择的机率也在明显 降低。
具体应用
• 1 改良作物品质 • 2 培育抗虫作物 • 3 培育抗病作物 • 4 培育抗逆性强的作物 • 5 培育抗除草剂作物 • 6 生物固氮 • 7 调控植物激素和生长发育
1.利用基因工程技术改良作物品质
• 利用基因工程可以有效地改善植物的品质, 并且越来越多的基因工程植物进入了商品 化生产领域, 取得了很好的效果。
近年来基因工程在调控植物激素和生长发 育方面的应用发展很快。最为成功的是利 用基因工程产生雄性不育系。另外, 有人将 flo基因导入杨树, 可使之提前好几年开花
基因工程在我国农业发展中的前 景
• 由于基因工程运用DNA分子重组技术, 能够按
照人们预先的设计创造出许多新的遗传结合体, 具 有新奇遗传性状的新型生物, 增强了人们改造动植 物的主观能动性和预见性, 并且已在提高动植物产 量, 改善品质,增强抗逆性及生产特用产品上发挥 了不可代替的作用,显示了巨大的潜力。当前, 美 国、日本和加拿大等国家政府及一些大公司都十 分重视基因工程技术的研究与开发应用, 纷纷投入 大量的人力、物力和财力, 抢夺这一高科技制高点 。
• 通过基因工程来提高除草剂的选择性以及对 作物的安全性, 具有重要的意义。同时, 在 作物中导入高抗除草剂基因, 也可使人们更 自由地选择适合轮作、套作的作物种类。现 在, 针对不同除草剂作用机理, 已获得抗除 草剂的转基因烟草、番茄、马铃薯、棉花、 油菜、大豆和水稻等作物。
列举10个生物化学知识在畜牧生产中应用的例子(不少于800字
列举10个生物化学知识在畜牧生产中应用的例子(不少于800字生物技术（biotechnology）是指用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品，改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术。
现代生物技术是在传统生物技术基础上发展起来的，以DNA重组技术的建立为标志，以现代生物学研究成果为基础，以基因或基因组为核心，生物技术产业以基因产业为核心，并辐射到各个生物科技领域。
利用生物特定功能通过现代生物技术的设计方法和手段，改变动物体内生理生化反应和物质代谢过程。
生物技术包括基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程和蛋白质工程。
1生物技术研究领域1.1基因工程基因工程是利用DNA重组技术进行生产或改造生物产品的技术。
是将外源的或是人工合成的基因即DNA片段（目的基因）与适宜的载体DNA重组，然后将重组DNA转入宿主细胞或生物体内，以使其高效表达，而获得基因产物。
基因工程技术是现代生物技术的主体。
1.2酶工程酶工程就是利用酶、细胞器或是细胞所具有的催化作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需要的产品。
它是酶学理论与化工技术相结合而形成的一种新技术。
包括酶的固定化技术、细胞固定化技术、酶的修饰改造技术及酶的反应技术等。
1.3细胞工程细胞工程是生物工程的一个重要方面。
它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，以细胞为基本单位，在体公进行培育、繁殖新品种或是人为按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
细胞工程包括细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等。
1.4发酵工程发酵工程是指利用微生物特定功能通过现代工程技术在生物反应器中生产有用物质的一种技术系统，是生物产业化过程的技术核心，无论基因工程、酶工程、细胞工程、蛋白质工程均通过发酵工程获得具体产品。
1.5蛋白质工程蛋白质工程是以蛋白质结构功能关系的知识为基础，通过周密的分子设计，把蛋白质改造为合乎人类需要的新的突变蛋白质。
动物遗传育种学知识点总结
动物遗传育种学知识点总结一、遗传育种学概述遗传育种学是研究遗传规律和方法应用于育种改良的学科，它是农业科学的重要分支，对于提高作物和动物的产量、品质和抗逆性具有重要意义。
遗传育种学的主要任务是利用遗传原理和方法，通过不同遗传资源的选择、杂交、选择再生和遗传育种、种子繁殖等措施，改良和选育出具有优良性状的新品种，从而提高生物体的经济效益，并进一步推动生物资源的可持续利用。
二、遗传规律1. 孟德尔遗传定律：孟德尔是遗传学的奠基人，他通过对豌豆的杂交实验，总结出了自由组合定律、分离组合定律、独立组合定律，这三个定律构成了孟德尔的遗传规律。
2. 隐性和显性基因：在生物体的基因组中，有些基因会显现出来，而有些则处于隐性状态。
这种显性和隐性的表现形式是在基因型和表现型上的。
通过这些基因的遗传组合，可以得到不同的表现型。
3. 杂合和纯合：在杂交和自交过程中，基因型的组合会产生不同的效果。
杂合就是指由不同的两个纯合子交配，而纯合则是指由同一纯合子自交的过程。
4. 杂交优势和劣势：在杂交后代中，因为来自不同亲本的基因组合，有些会表现出比亲本更好的性状，称为杂交优势，而有些则会表现出比亲本差的性状，称为杂交劣势。
5. 连锁和不连锁基因：在染色体上，有些基因会相互连锁，而有些则是相对独立的。
通过对连锁基因的遗传，可以推测出染色体的连锁关系。
三、遗传改良1. 选择育种：通过对种群中个体的选择，将具有优良性状的个体进行繁殖，推进种群中优良性状的积累和传递，达到改良种群性状的目的。
2. 杂交育种：将两个不同亲本的优良性状进行杂交，通过亲本间基因的重组，产生具有杂种优势的后代。
在动物遗传育种学中，常用的杂交育种包括杂交猪、杂交鸡、杂交犬等。
3. 突变育种：通过人为诱发或发现天然突变，改变物种的性状，从而获得具有新的优良性状的品种。
在动物遗传育种中，突变育种被广泛用于提高生育率、改良产奶量、改良外貌等方面。
4. 组织培养育种：利用组织培养技术，从植物体内分离出细胞，再通过诱导多能细胞分化形成无性系再生植株，以产生具有优良性状的新植株。
动物细胞工程四个技术
动物细胞工程四个技术动物细胞工程是利用生物技术手段对动物细胞进行改造和利用，以满足各种需求和目的。
在动物细胞工程中，有四个核心技术，分别是基因工程、细胞培养、细胞凋亡及体外受精。
一、基因工程技术基因工程技术是指通过改变生物体遗传物质中的基因结构和组成，以创造新型生物材料及功能，为动物细胞工程提供了重要的基础。
基因工程技术主要包括基因克隆、基因敲除及基因编辑等技术。
利用基因工程技术可以改变动物细胞的内部环境，使其具备更强或更有特殊功能的相关基因，从而实现用于人类治疗或生产上的目的。
二、细胞培养技术细胞培养技术是指在体外，通过一系列特定的培养条件和媒介，将动物细胞进行繁殖并生长的过程。
细胞培养技术包括细胞的贴壁培养、悬浮培养、半悬浮培养等，并且在不同类型的细胞培养中会使用到不同功能的培养生物介质。
细胞培养技术的应用范围广泛，可以用于生产生物制品、代替动物实验甚至遗传疾病的研究。
细胞凋亡技术也称细胞程序性死亡技术，是利用人工方法，使细胞在一定条件下触发内部信号和同步调控机制，达到自身死亡的目的。
细胞凋亡技术在基因治疗、癌症治疗、免疫抑制和生物材料研究中有广泛的应用，如利用细胞凋亡技术制备新型生物材料、使用细胞凋亡技术恢复生物环境平衡。
四、体外受精技术体外受精技术是指将人或动物体中的卵子和精子在体外培养培养的技术。
体外受精技术广泛应用于人类生殖医学、动物繁殖及营养因子筛选等领域。
目前，体外受精技术已经成为解决某些不孕症和遗传病以及生殖妇女年龄早期显著降低等问题的重要手段。
总之，四种技术对动物细胞工程的发展产生了重大的影响和推动作用。
这些技术的发展和应用必将推动动物细胞工程向更为广阔的领域和更高的水平推进。
【课后集训】第3章 基因工程 第3节 基因工程的应用(含答案详解)
2019版生物选择性必修3 课后集训第3章基因工程第3节基因工程的应用题组一基因工程在农业方面的应用1．下列哪项不是植物基因工程技术的主要应用()A．提高农作物的抗逆性B．生产某些天然药物C．改良农作物的品质D．作器官移植的供体2．番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜之一。
普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐储存。
科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄。
下列关于培育抗软化番茄的叙述，错误的是()A．质粒可作为载体B．受体细胞是番茄细胞C．目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因D．目的基因的表达延缓了细胞的软化3．科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了硫吸收能力极强的转基因烟草。
下列有关该烟草培育的说法正确的是() A．金属硫蛋白基因需插入到质粒上，才能转移到受体细胞中B．需用特定的限制酶切割烟草的核酸C．同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段，又可以切割质粒，因此不具有专一性D．转基因烟草与原烟草相比基因组成发生了变化，导致两者出现生殖隔离题组二基因工程在畜牧业方面的应用4．利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速率比一般的绵羊提高30%，体型大50%。
在基因工程操作过程中，生长激素基因的受体细胞最好采用() A．乳腺细胞B．体细胞C．受精卵D．精细胞5．下列有关目的基因的操作能够改善产品品质的是()A．将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内B．将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组C．将人血清白蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达D．将Bt抗虫蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达6．上海医学遗传研究所成功培育出一头携带人白蛋白基因的转基因牛。
他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍。
以下相关叙述正确的是()A．转基因动物是指体细胞中出现了新基因的动物B．提高基因的表达水平是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因C．只能在转基因牛乳汁中获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的D．转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不能合成人白蛋白题组三基因工程在医药卫生和食品工业方面的应用7．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素，下列相关叙述正确的是()A．人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所都是相同的B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生，则可判断重组质粒未导入受体菌D．选用大肠杆菌作为受体细胞主要原因是其繁殖快、易培养、产量高8．蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，可制成防弹背心、降落伞绳等。
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了对禽流感的抗性；将马立克氏病病毒（MDV）mRNA互
补的一段寡聚核苷酸转移至鸡体内也获得阳性鸡。
6.提高动物抗病能力
2000年，Kerr等将溶葡萄球菌酶基因转入小鼠乳腺中， 用来防治由金黄色葡萄球菌引起的乳腺炎，结果证实 高表达量的小鼠乳腺具有明显的抗性，这对于防治奶
牛乳腺发炎具有潜在的应用前景。
2.生产可用于人体器官移植的动物器官
人类同种异体器官的移植拯救了千千万万人的生命，但供体 器官来源严重不足，而且随着非正常死亡人数的不断减少和
人寿命的延长，人供体器官将变得更加贫乏。因此，异种器
官移植将是解决这一矛盾的主要途径。猪器官的大小和解剖 生理特点与人类相似，组织相容性抗原SLA与人HLA具有较 高的同源性，而且携带人畜共患疾病的病原体相对较少，容 易饲养，生产成本低廉，因此极有可能用于替代人类的某些 病变器官。但是转基因动物器官移植这种高新生物医学技术 所涉及的未知的、不确定的因素太多, 属于基因工程中风险 最大的应用领域。
基因猪与同窝非转基因猪比较，生长速度和饲料利用率显
著提高，胴体脂肪率也明显降低。类胰岛素样生长因子构 建转基因猪也可以加快猪的生长速度。1990年，中国农业 大学培育的转基因猪，生长速度超出对照组40%。
1.提高动物生长率
转基因鲑鱼是一种融合两种 鱼类基因、生长速度是普通 鲑鱼两倍的特殊鱼类，由于 体内的生长激素能让其维持 长达一年的生长期，所以16
湖北省农科院畜牧所与中国农科院兰州兽医所合作， 将抗猪瘟病毒的核酶基因导入猪中，获得了抗猪瘟病 毒的转基因猪。
6.提高动物抗病能力
羊骚痒病、疯牛病、人克鲁雅克氏病
均与朊病毒（PrP）所引起的亚急性海
绵样脑病有关。这些疾病已使众多欧 洲国家遭受严重经济损失。人们从对 PrP敲出小鼠的实验来看，它们都不受 朊病毒疾病的感染，且没有发现其他
disease)是指医学研究中将动物里的具有人类疾
病模拟表现的动物实验对象和相关材料。动物
模型在研究人类疾病中起着重大意义，避免人
体实验造成的危害，提供发病率低、潜伏期长 和病程长的疾病材料。可增加方法学上的可比 性，研究人类疾病发生的分子机制、组织病理， 以及药物的治疗效果等。
1.建立人类疾病动物模型
猪，这更利于药物筛选和疾病模型的
建立。
2.提高动物产毛性能
1991年，NancalTow把来自于优质羊毛的一种A2蛋白
的主要成分（半胱氨酸）基因导入绵羊原核期胚胎，
得到的转基因羊的产毛率明显提高。1995年，Bulock 把人类胰岛素生长因子21基因转入受体羊的原核胚， 得到的转基因羊的产毛率也提高不少。Powdl等将毛 角蛋白Ⅱ型中间细丝基因导入绵羊基因组，转基因 羊毛光泽亮丽，羊毛中羊毛脂的含量得到明显提高。 目前，澳大利亚，新西兰，英国等主要产羊毛国家 正致力于开发一种可以生产彩色羊毛的高转基因羊。
2.生产可用于人体器官移植的动物器官
1997 年，英国科学家发现猪有遗传病毒的迹象。该病毒潜伏 在猪肾脏细胞内的基因中, 对猪是无害的, 但对人体有害。研 究表明, 内生性逆转录病毒不但存在于每一只猪的每一个细胞
中, 而且插入了猪的遗传物质, 使得几乎不可能从供体猪的身
体中消灭该病毒。器官移植后该病毒有可能会从猪的器官中
6.提高动物抗病能力
通过克隆特定病毒基因组中的某些编码序列，修饰后转入
畜禽基因组，如果转基因在宿主基因组中能够表达，那么
畜禽对该种病毒的感染就会具有一定的抵抗能力，或者能 够减轻该种病毒侵染时为机体带来的危害。 1989年美国农业部以禽白血病病毒（ALV）为载体获得了抗 ALV的新品系鸡。将MX1基因转移到鸡细胞中，使鸡获得
1.1在遗传病中的应用 先天愚型疾病——将正常的Ca／Zn过氧化物歧化酶基因 转入小鼠体内，并使之过量表达，该小鼠就表现出与21三体综 合征相似的表现，因此该小鼠就可作为先天愚型(Dbwns综合 征)的动物模型。 β-地中海贫血是一种常见的单基因血液遗传病，是由于β球蛋白链合成速度降低，导致α-链和非α-链的合成不平衡，结 果多余的蛋白珠链沉积在红细胞膜上，改变了膜的通透性和硬 度，导致溶血性贫血。将人类β-珠蛋白的突变基因通过 Gateway技术克隆到真核表达载体中，采用显微注射法建立该 突变基因的转基因小鼠，为β-地中海贫血的基因治疗研究提供 动物模型。
应用方向
医疗、药物领域 农牧业领域 生产生物材料 环境保护 转基因动物宠物 阻止疾病的传播
一、在医疗、药物领域
1.建立人类疾病动物模型 2.生产可用于人体器官移植 的动物器官 3.进行异种细胞移植 4.作为生物反应器生产药物和 营养保健品
1.建立人类疾病动物模型
人类疾病的动物模型(animal model of human
1.建立人类疾病动物模型
1.2传染病转基因动物模型 乙型肝炎病毒(HBV)感染与慢性肝炎、肝硬化、肝细胞
癌的发生密切相关。HBV是一种宿主特异性极强的嗜肝病毒，
制备部分HBV基因或HBV全基因组的转基因小鼠为研究HBV 在宿主体内的表达、包装以及分泌等生物学的特性提供了良 好的试验材料，也是抗HBV药物和临床相关疾病治疗的理想 动物模型。2003年胡以平等构建HBV转基因小鼠 C57―TgN(HBc ayw)SMM，进一步研究HBV各基因在体内的 特性以及乙型肝炎病毒核心抗原基因在乙型肝炎病毒感染中
3.提高动物不饱和脂肪酸的含量
不饱和脂肪酸为人类健康有益脂肪酸，能使胆 固醇酯化，降低血中胆固醇和甘油三酯。降低 血液粘稠度，改善血液微循环。提高脑细胞的 活性，增强记忆力和思维能力。
3.提高动物不饱和脂肪酸的含量
1998年，美国农业部的研究人员成功获得了促生长转 基因猪（胰岛素样生长因子）。该促生长基因的导入，
的作用，并且对HBV核心抗原颗粒在肝脏中的表达进行验证。
1.建立人类疾病动物模型
1.3肿瘤转基因动物模型 肿瘤动物模型最早源自小鼠自发突变或致癌剂诱变而 得，但自发突变率在自然状态下通常很低，而诱变模型也 因其不可精确控制性而限制它们的应用。随着人们对癌基 因的激活或抑癌基因失活在肿瘤发生发展中的作用认识日 益深入，以及近年发展起来的在小鼠生殖系引入可诱导或 精细调控突变技术的应用，在此基础上肿瘤小鼠模型建立 工作取得很大进展。 肝炎病毒转基因肝癌模型，构建方法过程类似乙型肝 炎转基因动物模型的建立。Dubois等利用人ATⅢ基因和 SV40T抗原序列构建外源DNA，建立SV40转基因肝癌模型。 转基因胃癌模型直接调控胃癌的相关基因转染到动物 胚胎中而形成肿瘤，如转染了腺病毒12Ela／Elb转基因大鼠 在扁平上皮和圆柱形上皮的结合点附近形成了类似与自然 发生的胃癌。
的基因，生产出转基因大西洋
鲑鱼，用以提高鱼类的抗寒能 力。这为南鱼北养、扩大优质 鱼种养殖范围提供了有效途径。
5.改变牛奶成分
通过转基因技术可以制备出不同 特性的牛奶以使其满足更多人的 需求。 可以通过敲出合成乳糖的一乳白 蛋白位点或在乳腺中表达乳糖酶 均可有效降低奶中的乳糖含量， 这将有益于糖尿病人和乳糖不耐 受症的患者。 可以通过增强酪蛋白基因的表达 增加酪蛋白含量一促进乳品加工 产业的发展。 通过敲出β-乳球蛋白消除过敏原 以产生不引起人过敏反应的牛奶。
二、在农牧业领域
1.提高动物生长率 2.提高动物产毛性能 3.提高动物不饱和脂肪酸含量 4.提高动物抗寒能力 5.改变牛奶成分 6.提高动物抗病能力
1.提高动物生长率
1985年，中国科学院水生生物所的朱作言等首次用人生长 激素构建了转基因金鱼，F1代转基因鱼类的生长为非转基 因鱼的2倍。类似的还有转基因虹鳟、鲶鱼。这些成果表明 转基因鱼在渔业生产和养殖业的潜在价值。 Hammer将人的生长激素基因导入猪的受精卵获得成功，转
好地传代培养，因此一种细胞尤其是猪的细胞，移植 到合适的位点，将使得人类实现细胞治疗成为可能。 在一种细胞治疗上目前已有很多成功的应用。 1994年，Groth等将猪的胰岛细胞移植给糖尿病人，取 得了一定成效。1997年，Deacon等将猪胎儿神经细胞 移植到患有帕金森疾病的病人大脑中，研究发现移植
基因工程在动 物中的应用
生物工程13-1 张锦玉
ห้องสมุดไป่ตู้
前言
自1982年美国科学家将大鼠生长激素（GH）基因导入 小鼠受精卵中获得转基因超级鼠以来，转基因动物已成为
当今生命科学中一个发展最快、最热门的领域。世界各国
都争先开展此项技术的研究，并相继在兔、羊、猪、牛、 鸡、鱼、猫等动物获得转基因成功。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 个生命科学的研究与发展面貌。
出来插入人类细胞的遗传物质中, 引起人类遗传物质的突变,
增加癌症的风险。因此, 转基因动物器官移植可能带来的跨
物种感染, 目前不能给这个风险定量, 但知道它确实存在, 并且
可能殃及人类。
3.进行异种细胞移植
已知很多疑难疾病，生理功能紊乱都与细胞凋亡或细
胞功能异常有关，但到目前为止，人类细胞还不能很
2.生产可用于人体器官移植的动物器官
在异种器官移植中存在的主要问题
是免疫排斥反应，受体自发产生的
细胞毒素异源反应抗体与，供体器 官内皮细胞上的碳水化学物结合， 导致补体串联的激活，最终发生免 疫排斥反应。通过免疫排斥相关基
因转基因猪的建立，对猪的器官进
行改造，降低或消除对人体的免疫 排斥反应，最终应用于人体的器官 移植。
显著改变了猪的产肉性能，猪肉脂肪含量减少10%，
瘦肉含量增加6%～8%，显著提高了猪的经济性能。再 如，2008年，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所等 单位，通过克隆和基因重组技术，成功制备了转基因 猪，该转基因猪与普通猪相比，在肌肉和脂肪中不饱
和脂肪酸的含量显著提高。
4.提高动物抗寒能力
1991年，Shears等将比目鱼中的 抗冻蛋白基因转入到大西洋鲑 鱼中，表达量为0.1~50g/ml 。 1998年，加拿大的Fletcher等用 美洲拟鲽的抗冻蛋白基因做目