转基因技术
转基因和基因敲除技术介绍
文献:
Construction of pha-Operon-Defined Knockout Mutants of Pseudomonas putida KT2442 and their Applications in Poly(hydroxyalkanoate) Production
1. 利用基因同源重组进行基因敲除
应用最为广泛 其具体的原理和应用将在后 ——基因捕获法
利用某些能随机插入基因序列的病毒,细菌或其他基因 载体,在目标细胞基因组中进行随机插入突变,建立一个携 带随机插入突变的细胞库,然后 通过相应的标记进行筛选获 得相应的基因敲除细胞。
普遍性转导 局限性转导
噬菌体可以转导给体染色体的任何部分到 受体细胞中的转导过程
在转导过程中,如所转导的只限于供体菌 染色体上特定的基因,则称为局限性或特 异性转导.
转染:通过感染方式将外来DNA引入宿主 细胞,并导致宿主细胞遗传性状改变的过 程称为转染(transfection)。转染是转化的一 种特殊形式。
在聚乙二醇存在下,使两个细胞原生质融合, 融合后的细胞形成二倍体细胞,具有两套 染色体,表现两者的特征。常用作生物工 程的研究
补充资料
“基因敲除小鼠”: 他们利用“基因敲除”的方法创造了一套完整的“基因敲除小鼠”的
方式,把任意改变小鼠基因变为现实,不仅可以研究单个基因在动物 体内的功能,而且为人类攻克某些遗传因素引发的疾病,提供了药物 试验的动物模型。 所谓“基因敲除小鼠”,就是先在小鼠的胚胎干细胞上通过基因重 组的办法进行基因修饰──就是将胚胎干细胞中的靶向基因改掉,然 后将“修饰”后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎,生成嵌合体小鼠。 这种嵌合体小鼠长大后,体内同时存在被“修饰”过的基因和未被 “修饰”的基因。如果某些小鼠的生殖细胞恰巧被“修饰”过了,则 它们就会生出基因完全被“修饰”过的小鼠
《转基因技术 》课件
技术进步:基 因编辑技术的 不断发展,如 CRISPR/Cas9
等
应用领域扩大: 从农业领域扩 展到医疗、环
保等领域
安全性提高: 加强对转基因 产品的安全性
评估和监管
伦理问题:需 要解决转基因 技术带来的伦 理和社会问题
PART FOUR
转基因食品的定义:通过基因工程 技术将外源基因导入到生物体中, 使其表达出特定的性状
,
汇报人:
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
转基因技术:通过基因工程技术将外源基因导入到生物体中,使其表达出特定的性状。
原理:利用DNA重组技术,将目的基因与载体DNA连接,形成重组DNA,然后通过转化系统将重组 DNA导入到受体细胞中,使其表达出特定的性状。
应用:广泛应用于农业、医药、工业等领域,如转基因作物、转基因药物、转基因微生物等。
1982年,美国科学家保 罗·伯格首次将外源基因导 入动物细胞,开启了转基 因动物研究的新篇章
1983年,美国科学家玛 丽-克莱尔·金首次将外源 基因导入植物细胞,标志 着转基因植物研究的开始
1994年,美国科学家马 克·安德森首次将外源基因 导入人类细胞,开启了转 基因人类研究的新篇章
1973年,首次成功将细菌基因转入大肠杆菌 1982年,首次成功将外源基因转入植物细胞 1983年,首次成功将外源基因转入动物细胞 1994年,首次成功将外源基因转入人类细胞 2000年,首次成功将外源基因转入人类胚胎干细胞 2013年,首次成功将外源基因转入人类胚胎干细胞量:通过 转基因技术可以 提高作物的产量, 增加农民收入
减少农药使用: 转基因作物可以 抵抗病虫害,减 少农药使用,降 低环境污染
改善品质:转基 因技术可以改善 作物的品质,提 高农产品的市场 竞争力
转基因PPT课件
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转基因食品的优势
增加产量 控制成熟期 增加营养 具有保健功能
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第三节 转基因生物对生态环境和 食品可能造成的影响
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转基因作物的安全性争论事件
1、Pusztai事件: 1998年秋天, Pusztai声称大鼠 食用了转雪花莲凝集素基因土豆后,体重和器官重 量减轻,免疫系统受到了破坏
素药类抗体的烟草在美国成功培植
➢1993年,世界上第一种转基因食品——转基因晚熟西
红柿正式投放美国市场
➢2002年,全球转基因农作物种植面积已扩大到5870万
公顷。
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➢种植转基因农作物的国家从最初6个增加到21个。按种
植面积大小排序,前三名分别是美国、阿根廷、巴西
➢迄今,全世界已有近50个国家和地区开展转基因作物
抗菌抗虫基因
大面积种植含Bt基因的抗虫棉,降低了 Bt农药制剂的防虫效果
含有抗性基因的细菌、病毒可能将抗性 基因转移给人的致病微生物 ???
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三、影响生物多样性,破坏生 态平衡
转基因作物的外源基因可能扩散到亲缘野 生型,造成“基因污染”
“基因污染”破坏了生物的多样性,可能 造成个别物种的灭绝
作物,变成能预防疾病的神奇的“疫苗食品”
目前应用较多的是抗虫、抗病、抗旱、抗病
毒、生长激素、抗衰老基因
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第二节 转基因技术在食品中的应用
一、改造食品微生物,改善食品生产工艺 二、改善食品原料的品质,提高产量 三、改良果蔬采后品质,增加储藏保鲜性能 四、生产食品添加剂及功能性食品
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一、改造食品微生物,改善食品 生产工艺
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。
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基因药物生产
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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。
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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
农业转基因知识科普
17. 西班牙 18. 哥伦比亚* 19. 苏丹*
百万公顷
73.1 42.2 24.3 11.6 11.6
3.9 3.9 2.9 2.7 1.6 1.0 0.8 0.5 0.5 0.3 0.2 0.1 0.1 0.1
少于50,000 公顷
洪都拉斯* 智利* 葡萄牙 古巴* 捷克共和国
罗马尼亚 斯洛伐克 哥斯达黎加*
孟加拉国*
* 发展中国家
2013年全球主要转基因作物种植率(%)
(百万英亩,百万公顷)
494 200 445 180 395 160 346 140 296 120 247 100 198 80 148 60
99 40 49 20
农业转基因安全管理
聊城市农业委员会
主要内容
一、转基因技术是什么 二、国内外转基因研发和产业化情况 三、我国转基因生物安全监管 四、关于转基因几个热点问题
一、转基因技术是什么?
转基因技术的概念
• 基因是生物体遗传信息的载体,它操纵和 调控一切生命的遗传性状,“种瓜得瓜, 种豆得豆” 。
• 转基因技术是利用现代生物技术,将人们 期望的目标基因,经过人工“离体”操作, 从而改善生物原有的性状或赋予其新的优 良性状。
重点是对田间试验的监管
• 包装与运输 • 试验地点的选择 • 转基因生物的收获与处理 • 转基因残留物的处理
• 试验材料的包装和运输
• 包装容器的选择:不同类型材料,内、外容器
• 容器的清洁
• 标识
• 运输记录:运输方式、发货人、收货人、运货人、 包装容器、材料名称和编号、材料类型和数量、 日期
新材料:纳米生物 材料
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
转基因技术研究进展1.转基因技术概述转基因技术是指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,改造生物的遗传物质,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。
其主要过程为:从生物有机体复杂的基因组中,分离出带有目的基因的DNA片段,或者人工合成目的基因;在体外,将带有目的基因的DNA片段连接到能够自我复制并具有选择标记的载体分子上,形成重组DNA分子;将重组DNA分子引入到受体细胞(亦称宿主细胞或寄主细胞);带有重组体的细胞扩增,获得大量的细胞繁殖体,从大量的细胞繁殖群体中,筛选出具有重组DNA分子的细胞克隆;将选出的细胞克隆的目的基因进一步研究分析,并设法使之实现功能蛋白的表达。
转基因技术根据人们的意愿操作, 对基因进行修饰、改造, 从而定向地改变生物遗传特征, 培育生物新品种的技术。
简而言之转基因技术就是把大自然不同物种的优秀基因组合到另一个新的物种里面,新的基因信息可以按照要求转入另一种机体, 借以提供一种手段来改造农作物的性状和改良家畜品种, 或生产安全高效的药物, 或制作预防严重疾病的疫苗, 或进行基因治疗, 或制作一系列的食品或蛋白质等,它是现代生物技术的核心技术, 对于发展工业生产和医药学,解决人类的粮食、健康、能源、环境等问题具有重大的作用和意义。
转基因按照对象可分为植物转基因和动物转基因。
1.1植物转基因植物转基因是基因组中含有外源基因的植物。
它可通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,有可能改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。
而且可用转基因植物或离体培养的细胞,来生产外源基因的表达产物。
外源基因导入植物的遗传转化方法主要有农杆菌介导法、病毒介导转化法、基因枪转化法、电激转化法、花粉管通道法、真空渗透转化法以及聚乙二醇介导法等。
1.1.1农杆菌介导法农杆菌介导的大豆遗传转化最早始于1985 年。
转基因技术利与弊
• 肺炎双球菌(Diplococcus pneumoniae)是一种 病原菌,存在着光滑型(Smooth简称S型)和 粗糙型(Rough简称R型) 两种不同类型。其 中光滑型的菌株产生荚膜,有毒,在人体 内它导致肺炎,在小鼠体中它导致败血症, 并使小鼠患病死亡,其菌落是光滑的;粗 糙型的菌株不产生荚膜,无毒,在人或动 物体内不会导致病害,其菌落是粗糙的。
• 格里菲斯以R型和S型菌株作为实验材料进行遗 传物质的实验,他将活的、无毒的RⅡ型(无荚 膜,菌落粗糙型)肺炎双球菌或加热杀死的有 毒的SⅢ型肺炎双球菌注入小白鼠体内,结果小 白鼠安然无恙;将活的、有毒的SⅢ型(有荚膜, 菌落光滑型)肺炎双球菌或将大量经加热杀死 的有毒的SⅢ型肺炎双球菌和少量无毒、活的 RⅡ型肺炎双球菌混合后分别注射到小白鼠体 内, 结果小白鼠患病死亡,并从小白鼠体内分离出 活的SⅢ型菌。格里菲斯称这一现象为转化作用, 实验表明,SⅢ型死菌体内有一种物质能引起 RⅡ型活菌转化产生SⅢ型菌,这种转化的物质 (转化因子)是什么?格里菲斯对此并未做出回 答。
(一)转基因技术的好处
•
• 现在转基因技术已广泛应用于医药、工业、农业、
环保、能源、新材料等领域 。
(1)在药用领域,已有基因工程疫苗、基因工
程胰岛素和基因工程干扰素等药物。解决了很多医学方 面的难题,制作出许多疾病的疫苗,对人类有重大贡献。 例如利用酵母菌的转基因乙肝疫苗的大量生产、以及全 面和免费疫苗接种的开展,使我国5岁以下儿童慢性乙
(3)转基因技术是一种现代高科技技术,正在逐渐发 展成熟阶段,许多未知的事情还需要科研工作者仔细研 究探索,有缺点在所难免,世上无完美人,也无完美技 术,凡事有利有弊,不能因为一些隐患就阻挡科技进程。 目前人类又有哪项发展和发明不是在一定程度破坏环境 以及影响人类健康呢?
第9章 转基因技术
重组目的基因的结构示意图
限制性核酸内切酶
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DNA连接酶
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转入受体进行表达
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二、中游部分
1、外源基因的导入 2、外源DNA整合、转录及表达的检测
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1、外源基因的导入
1)受精卵原核显微注射法 2)逆转录病毒感染法 3)胚胎干细胞法 4)精子载体法 5)细胞核移植法 6)脂质体介导法 8)基因打靶 9)原始生殖细胞技术
效率高
感染率高、细胞损伤小,胚胎存活率高。
宿主范围广泛,外源DNA在整合位点附近较少发生缺失 和重排
呈单位点、单拷贝整合,并且不受胚胎发育阶段的限制。
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缺点:
逆转录病毒载体容量有限,只能转移≤10kb的DNA,转 入的基因一般没有其邻近的调控序列。
载体病毒基因有潜在的致病性,携带外源基因的病毒 载体在导入受体细胞过程中有可能激活受体细胞DNA序 列上的原癌基因或其它有害基因,威胁受体动物的健 康安全。
基因,从而在生物活体内研究此基因的功能。
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第二节
原理 同源重组(homologous recombination)
发生在同源序列间的重组,通过链的断裂 和再连接,在两个DNA分子同源序列间进行单链 或双链片段的交换。 细胞水平实现基因的定位修饰
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优点:
可对阳性细胞选择,实现外源DNA的定点整合,避免 了随即整合的缺点。
,是一项旨在培育肉多低脂且环境友好型家禽的研究组成部
分。无毛鸡能够减少养殖户用在防止鸡遭受高温侵袭的通风
设施上的投入
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约翰斯-霍普金斯大学的科学家注视着两只小老鼠,左边的 是一只普通老鼠,右边的是一只转基因老鼠,肌肉发达程 度是普通老鼠的2到3倍。在对一种新发现的基因进行研究 时,科学家培育了转基因鼠。这只转基因鼠有助于科学家 寻找伴随癌症或者艾滋病出现的肌肉萎缩症的治疗手段。
什么是转基因技术
什么是转基因技术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。
那么你对转基因技术了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是转基因技术的内容,希望大家喜欢!转基因技术的目的(1)提取目的基因从生物有机体复杂的基因组中,分离出带有目的基因的DNA片段,或者人工合成目的基因,或从基因文库中提取相应的基因片段和PCR技术进行目的基因的增殖。
(2) 将目的基因与运载体结合在细胞外, 将带有目的基因的DNA 片段通过剪切、粘合连接到能够自我复制并具有多个选择性标记的运输载体分子(通常有质粒、T4噬菌体、动植物病毒等)上,形成重组DNA分子。
(3) 将目的基因导入受体细胞将重组DNA分子注入到受体细胞(亦称宿主细胞或寄主细胞) ,将带有重组体的细胞扩增,获得大量的细胞繁殖体。
(4) 目的基因的筛选从大量的细胞繁殖群体中,通过相应的试剂筛选出具有重组DNA分子的重组细胞。
(5) 目的基因的表达将得到的重组细胞,进行大量的增殖,得到相应表达的功能蛋白,表现出预想的特性,达到人们的要求。
转基因技术的主要分类转基因过程按照途径可分为人工转基因和自然转基因,按照对象可分为植物转基因技术、动物转基因技术和微生物基因重组技术。
人工转基因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)。
人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。
如今,改变动植物性状的人工技术往往被称为转基因技术(狭义),而对微生物的操作则一般被称为遗传工程技术(狭义)。
经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”(Genetically modified organism,简称GMO)。
自然转基因不是人为导向的,自然界里动物、植物或微生物自主形成的转基因现象,例如慢病毒载体里的乙型肝炎病毒DNA整合到人精子细胞染色体上、噬菌体将自己DNA的插入到溶源细胞DNA上,农杆菌和花椰菜花叶病毒(CMV)等。
实验动物现代新技术(二)转基因动物技术
法律问题
各国对转基因动物技术的法律法 规不尽相同,可能限制该技术的 发展和应用。
伦理问题
应尊重动物的福利,尽量避免对 动物的伤害和痛苦,同时确保转 基因动物的安全性和可控性。
未来发展趋势与展望
发展趋势
随着基因编辑技术的发展,转基因动 物技术将更加精准和高效,有望在生 物医药、农业、生态环境等领域发挥 更大的作用。
生物制药与疫苗生产
总结词
转基因动物技术可用于生产具有治疗和预防作用的生物药物和疫苗。
详细描述
通过转基因技术,可以在动物体内表达具有治疗和预防作用的人类蛋白质或抗原。这些蛋白质或抗原可以用于生 产药物和疫苗,为人类疾病的治疗和预防提供新的手段。
Part
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转基因动物技术的挑战与前景
技术难题与解决方案
技术难题
解决方案
转基因动物技术的实施过程中,存在基因 定位、基因表达调控等技术难题,影响转 基因动物的准确性和稳定性。
通过基因编辑技术,如CRISPR-Cas9系统 ,可以实现精准的基因定位和调控,提高 转基因动物技术的准确性和稳定性。
技术难题
解决方案
目前转基因动物技术的效率较低,需要大 量的时间和资源进行实验和筛选。
胚胎干细胞法的优点是可以通过对胚胎干细胞的定向诱导 分化,获得具有特定功能或表型的转基因动物。此外,胚 胎干细胞法还可以用于构建转基因动物的遗传模型,为疾 病研究和药物筛选提供有用的工具。
基因打靶技术
基因打靶技术是一种利用同源重组原理,将外源DNA定点整合到受体细胞基因组 特定位点的技术。在转基因动物技术中,基因打靶技术主要用于实现特定基因的 敲除、敲入或修饰。
展望
未来转基因动物技术将与其他生物技 术、信息技术等领域交叉融合,形成 新的技术体系和应用领域,推动生物 技术的创新发展。
转基因技术名词解释
转基因技术名词解释转基因技术,又常被称为转基因或基因工程,是指把一个生物体的基因片段搬移到另一个生物体身上,使得被搬移基因片段具有新的表达能力,从而改变搬移基因片段的结果,从而获得特殊、新的生物特性的一种技术。
这项技术的新型生物是指以这种转基因技术改良或替换了原来的遗传物质(DNA)的生物体。
与其他技术相比,转基因技术的优势在于,它能够准确度的改变基因的表达,能够快速的调整遗传物质的结构,从而产生特定的生物特征。
转基因技术也正在改变着世界。
它已经被广泛应用在美容、农业、医药、食品和其他领域,影响着我们的每一天。
转基因是一种利用现代生物技术操纵原核生物基因的技术,它能够把一种有用的基因放入另一种生物体中。
它可以使放入的基因变得更强大或更易于控制,有时还可以将一种基因放入另一种基因中,形成一种新的基因。
转基因既可以用于植物,也可以用于动物和微生物,从而促进了基因赋能技术的发展,能够为人类带来诸多益处。
转基因技术使研究者能够快速准确地改变基因表达,从而活化/抑制特定基因,调节生物体的性状。
这类技术可用于改良农作物和家畜,使它们拥有抗逆性和抗病性,提高农作物生产率和营养质量,同时减少土地利用,也能够用于治疗或预防疾病,从而促进人类健康。
转基因技术实际上是一个复杂而多功能的技术系统,它可以使转基因有机体能够拥有新的特性,并具有特殊和有益的功能,从而为人类带来许多好处,但也可能带来不好的结果,所以在转基因技术的运用方面要非常小心谨慎。
总之,转基因技术是一种关键的生物技术,它为人类带来了诸多益处,但也存在风险,所以应该慎重地运用。
它可以解决一些重大挑战,但也可能带来新的社会问题,应该进一步深入研究,以期望在转基因技术利用上获得最大效益。
转基因的方法和原理(可编辑)
转基因的方法和原理转基因的方法和原理 1目的基因制备和载体系统 2几种有效的转基因方法 3定点突变和受体系统简介转基因研究技术的中心环节即为DNA重组技术,其最终目的是将DNA片段转入为一个生物体,从而使该生物体具有表现某种性状。
转基因通过获取基因、重组基因和表达基因等过程来实现。
转基因打破了物种的界限,使不同种的生物的遗传物质在分子水平上重新组合在一起,并且完全可以按照人的意志或目的,实现对生物体的改造。
基本步骤 1.分离获得目的基因; 2.在体外进行DNA重组,将外源DNA 连接到能自我复制又带有选择标记的载体上; 3.将重组DNA转移入受体细胞;4.筛选出含有目的DNA的受体细胞克隆;目的基因制备和载体系统目的基因来源:基因组DNA分离、化学合成、PCR扩增、cDNA文库及DNA文库中制得。
载体:质粒、λ噬菌体、柯氏质粒、YAC载体等工具酶:限制性内切酶、连接酶、DNA聚合酶等 PCR反应 PCR技术就是在体外通过酶促反应或自发地扩增一段目的基因的技术。
PCR要求反应体系具有以下条件: 1、要有与被分离的目的基因两条链各一端序列相互补的DNA引物约20个碱基左右; 2、具有热稳定性的酶如Taq DNA聚合酶; 3、4种dNTP; 4、作为模板的目的DNA序列。
PCR反应可扩增出100~5000bp的目的基因。
PCR反应过程 1、变性,即将模板DNA置于95℃的高温下,使双链DNA的双链解开变成单链DNA;2、退火,将反应体系的温度降低至55℃左右,使得一对引物分别与变性后的两条模板链相配对;3、延伸,将反应体系温度调整到Taq DNA聚合酶作用的最适温度72℃,然后以目的基因为模板,合成新的DNA链。
反复进行约30个循环左右,即可扩增得到目的DNA序列。
利用cDNA法由于真核生物的mRNA具有poly A这一结构特点,可以用结合长度大约为15bp的短链多聚DT的纤维素填充的柱子,根据碱基配对原则,将其吸附,从真核细胞的总RNA中提取出来,再用能打断A-T氢键的缓冲液洗脱。
农业转基因知识科普讲解
转基因技术是科技进步的结果
• 最早是驯化育种:人们直接驯化野生生物。
• 第二阶段是选择育种:人们依靠肉眼观察和经验,直接从 一个品种群体中选择自然变异个体,培育成新品种。
• 第三阶段是杂交育种:人们发现两个不同品种通过杂交产 生的后代具有明显的优势,于是利用这一技术在后代中选 择具备双亲优良特性的品种。
我国自主研发的转基因抗虫玉米已达到国际先进 水平
转基因株系
非转基因对照
Cry1Ac-M、Cry1Ah、Cry1Ie、Cry1Ab等抗虫玉米杀虫效果显著 并可减少化学农药用量80%,减轻粮食与饲料真菌毒素污染60%
• 转基因水稻生产人血清白蛋白进入国际市场
禾元生物科技公司 武汉光谷生物城
种子中植物源重组人血清白蛋白纯度达99%,已获准环境释放并完成生产中试, 试 产品已出口。估计每亩产品相当200人献血(200ml/人),效益可达到12—16 万元。
• 第四阶段是诱变育种:人们利用射线等物理因素或诱变剂 等化学因素处理生物,人为创造遗传变异,再从中选择所 需要的突变类型培育成新品种。
• 现阶段是分子育种:主要是转基因育种。人们不仅掌握了 基因的功能,还实现了对需要的目的基因分离、导入到另 一物种中,使后代性状可准确预期。
转基因技术优势
基因来源更丰富、育种过程更精准、缩短育种周期
主要性状包括抗病虫、抗除草剂、节水耐 旱、营养品质改良等
另有37个国家和地区批准转基因作物产品 进口用于饲料和食品加工
种植转基因作物的国家排序
超过50,000 公顷 (125,000 英亩)
1. 美国 2. 巴西* 3. 阿根廷* 4. 印度*
5. 加拿大 6. 中国* 7. 巴拉圭* 8. 巴基斯坦* 9. 南非* 10. 乌拉圭* 11. 玻利维亚* 12. 菲律宾*
转基因的方法
转基因的方法
转基因是一种操作基因组的技术,主要有以下几种方法:
1. 基因枪法(Gene Gun Method):将要导入的外源基因以微
粒形式射入植物细胞中。
在这个过程中,先将目标基因包裹在金属微粒或胶体颗粒上,然后使用高压气枪对细胞进行投射,使得基因能够进入细胞。
2. 细菌介导的转化(Bacterial-mediated Transformation):将
目标基因插入具有DNA传递能力的细菌,然后将细菌和植物
细胞接触,使得目标基因通过细菌转移到植物细胞中。
3. 再生障碍物介导的基因传递(Agrobacterium-mediated Transformation):将目标基因插入一种常见的土壤细菌——
农杆菌,然后将该细菌与植物组织接触,使得农杆菌将目标基因输送到植物主细胞中。
4. DNA递送介体介导的转化(DNA Delivery Mediated Transformation):通过将外源基因与DNA递送介体(如利用
病毒载体)结合,并将其导入细胞内,使外源基因被细胞摄取。
5. 基因剪切工具(Gene Editing Tools):利用CRISPR/Cas9
系统等基因剪切工具,直接对细胞中的基因进行切割和编辑,以实现外源基因的引入或目标基因的改变。
这些方法在不同的生物体和实验室条件下有所不同,选择合适
的转基因方法取决于研究目的、生物体的特性和实验条件等因素。
转基因技术的基本概念
转基因技术的基本概念:(来源:生命经纬)(一)转基因技术的定义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。
人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。
经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”(Genetically modified organism,简称GMO)。
(二)几种常用的植物转基因方法遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株可分成两大类,第一类需要通过组织培养再生植株,常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法;另一类方法不需要通过组织培养,目前比较成熟的主要有花粉管通道法。
1.农杆菌介导转化法农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌,它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位,并诱导产生冠瘿瘤或发状根。
根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒,其上有一段T-DNA,农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T-DNA插入到植物基因组中。
因此,农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。
人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区,借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合,然后通过细胞和组织培养技术,再生出转基因植株。
农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中,近年来,农杆菌介导转化在一些单子叶植物(尤其是水稻)中也得到了广泛应用。
2.基因枪介导转化法利用火药爆炸或高压气体加速(这一加速设备被称为基因枪),将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中,然后通过细胞和组织培养技术,再生出植株,选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。
与农杆菌转化相比,基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。
而且其载体质粒的构建也相对简单,因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。
3.花粉管通道法在授粉后向子房注射合目的基因的DNA溶液,利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道,将外源DNA导入受精卵细胞,并进一步地被整合到受体细胞的基因组中,随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。
转基因技术介绍
目录
-
1 转基因技术的历史 2 转基因技术的原理 3 转基因技术的应用 4 转基因技术的安全性 5 结论
转基因技术介绍
这种技术基于对生命分子遗传 学基础的理解,并使用精确的 工具——基因剪切酶(如限制性 核酸内切酶)和DNA重组技术—
—来操作基因组
转基因技术,也称为基因工程 或基因修饰技术,是一种现代 生物技术,它允许科学家通过 改变生物体的DNA(脱氧核糖核 酸)序列来改变其遗传特性 转基因技术已被广泛应用于农 业、医药、工业和基础生物学 研究等领域
PART 3
转基因技术的应用
转基因技术的应用
转基因技术被广 泛应用于许多领 域。以下是其中
一些主要应用
转基因技术的应用
农业
在农业上,转基因技术被用于改 良作物的品质、抗病性、抗虫性 和耐旱性等。例如,通过添加抗 虫基因,可以使作物对某些害虫 具有抵抗力,从而减少农药的使 用和保护农作物。此外,转基因 技术也被用于生产转基因食品, 这些食品具有更高的营养价值或 更长的保质期
从那时起,转基因技术经历了迅速的发展和广泛的应用
4
PART 2
转基因技术的原理
转基因技术的原理
1
转基因技术的基本原理是利用基因剪切酶切割特定DNA序列,然后 通过DNA重组技术将这些序列插入到另一个生物体的基因组中
通过这种方式,科学家可以添加、删除或修改特定基因,从而改变 生物体的遗传特性
2
3
例如,可以添加抗病性、抗虫性或产量等特性到作物中,也可以改 变微生物以生产特定药物或材料
PART 5
结论
结论
总之,转基因技术是一 种强大的现代生物技术 ,具有广泛的应用前景 和潜在的益处
转基因技术
转基因技术常用技术综述43209323 葛增乐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(Transgenic technology)。
人们常说的"遗传工程"、"基因工程"、"遗传转化"均为转基因的同义词。
经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为"遗传修饰过的生物体"(Genetically modified organism,简称GMO)。
Genetically Modified——转基因,简称GM。
是指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有变异遗传性状的物质。
利用转基因技术可以改变动植物性状,培育新品种。
也可以利用其它生物体培育出期望的生物制品,用于医药、食品等方面。
1974年,波兰遗传学家斯吉巴尔斯基(Waclaw Szybalski)称基因重组技术为合成生物学概念,1978年,诺贝尔生理学或医学奖颁给发现DNA限制酶的纳森斯(Daniel Nathans)、亚伯(Werner Arber)与史密斯(Hamilton Smith)时,斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道:限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。
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。
从那时候起,转基因技术就被广泛地应用于动物,植物以及微生物方面的研究,并且,随着研究的深入,在这方面的方法也不断地得到改善和提高。
经过这些年的快速发展,目前,动植物的转基因技术主要有以下的几个。
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转基因技术——“改变”人类生活内容摘要:转基因技术给人类农业生产带来了福音,但也给人们带来了恐惧。
人类在这场革命中不幸被充当成试验品,因此,各种声音在百姓中流传。
国家也更加重视转基因技术的应用的管理与限制。
但是,似乎百姓依然生活在一个基因技术滥用的时代。
转基因技术会毁灭人类还是让人们过上锦衣玉食的生活,到底转基因食品安全吗这些都是亟待解决的问题。
技术本身并没有错,错的是滥用它的人。
支持转基因技术,反对滥用!一、什么是转基因技术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,1974年,波兰遗传学家斯吉巴尔斯基称基因重组技术为合成生物学概念,1978年,诺贝尔生医奖颁给发现DNA 限制酶的纳森斯、亚伯与史密斯时,斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道:限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。
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。
遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株可分成两大类,第一类需要通过组织培养再生植株,常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法;另一类方法不需要通过组织培养,目前比较成熟的主要有花粉管通道法,花粉管通道法是中国科学家提出的。
转基因技术的几种方法:1.农杆菌介导转化法2.花粉管通道法3.核显微注射法4.精子介导的基因转移5.核移植转基因法6.体细胞核移植法i二、中国人眼里的转基因技术春种一粒粟,秋收万颗子。
四海无闲田,农夫犹饿死。
ii自古以来,中国以天朝自居,因为那时候没有哪个国家科学技术文化渊源有中国那么强大的。
但农民生产力依然十分低下,再加上苛政杂税猛如虎,所以很多百姓甚至没有吃过一次饱饭。
试想一下,倘若中国哪个朝代能够掌握转基因技术并应用于农业,那中国真可以称天朝了。
中国用世界7%土地养活了全球20%的人口,这是中国的奇迹。
但是当解决了温饱问题后人们就会思考这样的粮食吃的放心吗。
三、转基因食品你敢吃吗?2000年3月,克隆小猪“横空出世”。
随之而来,欧美之间也为转基因食品吃与不吃的问题争论不休。
随着中国加入WTO和全球经济一体化的到来,转基因食品已经被不知不觉渗透到人民生活的各个部分。
那么,什么是转基因食品?转基因食品到底能不能吃?十几年来一直从事基因工程方面研究的中国农业大学食品学院院长、博士生导师罗云波教授的答疑或许能为转基因食品的食用者壮壮胆。
转基因在美国并没有进入食品领域,多用于出口,没有任何广泛性的证据来证明转基因的安全性转基因食品的由来所谓转基因食品,就是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去,改造生物的遗传物质,使其在性状、营养品质、消费品质方面向人类所需要的目标转变,以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是转基因食品。
它的研究已有几十年的历史,但真正的商业化是近十年的事。
90年代初,市场上第一个转基因食品出现在美国,是一种保鲜番茄,这项研究成果本是在英国研究成功的,但英国人没敢将其商业化,美国人便成了第一个吃螃蟹的人,让保守的英国人后悔不迭。
此后,转基因食品一发不可收。
据统计,美国食品和药物管理局确定的转基因品种已有43种。
美国是研发转基因食品最多的国家,但是美国禁止将转基因食品用于食用。
四、转基因商业化对国计民生的影响2009年11月27日,农业部批准了“华恢1号”、“Bt汕优63”两种转基因水稻,一种BVLA430101转基因玉米的安全证书,两个产品分别限在湖北省和山东省生产应用。
获得两个转基因水稻安全证书的是华中农业大学张启发教授及其同事。
这是中国首次为转基因水稻颁发安全证书,也是全球首次为转基因主粮发放安全证书。
但是,有关转基因水稻商业化种植的消息引来了各种担忧,也引起了部分网民的强烈反对。
中国于2000年8月8日签署了《国际生物多样性公约》下的《卡塔赫纳生物安全议定书》,国务院于2005年4月27日批准了该议定书,中国正式成为缔约方。
议定书的目标是保证转基因生物及其产品的安全性,尽量减少其潜在的对生物多样性和人体健康可能造成的损害,在缺乏足够科学依据的情况下,可对他国试图入境的转基因生物及产品采取严格的限制与禁入措施。
该公约的第23条规定,对转基因生物要进行严格的风险评估、风险管理和增加决策的透明度和公众参与,应在决策过程中征求公众意见,向公众通报结果。
但是,关于13亿人民主粮的水稻进行转基因商业化生产,农业部根本就没有向公众征求意见。
转基因商业化的重点在商业化,资本控制而不仅仅在于转基因技术。
在现阶段,。
为避免急功近利,避免出现转基因品种危害事件瞒报,避免严重侵害公众利益的事件不断发生,必须控制所有的商业化品种都一步步地控制规模,从全盘管理转基因商业化这件事,对低水平的重复必须整合深化、对国内的研究必须给予保护引导以便它们可以与大资本支持的国外项目抗衡、必须从生态,生物多样性、稳定性,从中国农业、农产品加工行业、人业人口等等方面考虑积极主动地管理转基因项目立项和品种安全性。
iii五、支持转基因,反对滥用转基因制造食品由于频繁的食品安全问题,国家对于食品安全高度重视,特别是对于食品添加剂的问题进行了更加严格的管理。
这是非常好的事,在这个背景下,关于转基因食品的问题,又一次成为了大家关心的问题之一。
为了转基因食品的问题,大家进行过非常激烈的讨论,在各个平台和层面上都是如此的,而且,随着讨论,角度也在多元化。
从学术到科学,从科学到道德,从道德到法律,从法律到政治,大家因为一个学术话题而彼此对立,甚至互相攻击,相互挖掘阴暗面,妖魔化对方。
这完全违背了研究人员的行为原则,所以,希望当事双方都可以冷静思考,不要为了这个问题而伤和气,毕竟这只是一个学术层面的话题而已。
支持转基因技术,但是反对滥用转基因技术制造食品。
首先,转基因食品不可以一概而论。
应该具体问题具体分析,应该说明转什么基因食品,这才是关键问题。
很多基因我们并不了解。
例如,BT基因是一种杀虫基因,但是虫子吃了并非完全灭绝,会有抗药性的问题,而且会不断积累。
这就如同抗生素杀细菌,最终产生超级细菌的问题一样,由于虫子不断增加对BT的抗性,我们也会要增加粮食中BT的表达含量。
但是,我们还不知道究竟吃多少BT就是人类可以忍受的极限。
其实,只是我们还对转基因食品不够了解。
第一个问题就是,我们还没有找到证明转基因食品安全的方法。
比如,转BT基因大米的安全性采用90天大鼠喂养实验,但这个实验本身已经被证明无法全面反映转BT基因大米的安全性,因为存在着实验的结果差异。
有时有负性结果(如破坏肠道菌群、白细胞降低和内分泌腺体异常等等)出现。
第二个问题就是,我们还不知道哪些人群不适合转基因食品。
比如,某些疾病(如消化系统肿瘤或肝肾系统疾病等)的人群是否可以吃。
而这类疾病的动物模型实验,也没有人做过。
第三个问题就是,我们还不知道有多少人不适合转基因食品。
比如,我一直呼吁进行人群的BT蛋白致敏试验研究,却没有任何人关注。
这样的问题不胜枚举,所以,在这种条件下,强行推动转基因技术制造食品,是令每一个科研人员而感到诧异的。
其实,只要愿意考虑,任何一个有知识的人都可以想到这些问题,但是,为什么大家都不指出来。
其实,指出来,坦率一些,就有可能为解决这些问题找到一些出路。
但是,我们的权威专家完全忽视这些,只是认为百姓是因为无知和愚昧而拒绝转基因大米的。
所以,宁可花大量精力去宣传,但不愿意花费心血做实验。
很多专家拒绝讨论转基因大米安全实验不完善的问题。
这是令人遗憾的。
研究人员不应该有政治家的远见和思想,所以,一直对转基因大米问题采取一种放任的态度。
既然不能阻止,也愿意看看转BT基因大米到底会有什么样的问题?当然,也许什么问题也没有。
也许会象三聚氰胺一样,只有大家吃了才知道。
这对于满足一个研究人员的好奇心是一件好事。
科学实践总是需要尝试的,即使付出代价也是值得的。
例如,切尔诺贝利事故也就是为了一个实验而付出的代价而已。
不过,目前还有一些担忧,那就是百姓可能会成为转基因大米的实验品,因此,还是呼吁有关专家应该在转基因大米中加入普通人可以分辨的生物标签,尊重公众的选择权。
说实话,我们根本不相信所谓的转基因标示,因为即使是茅台酒都可以造假酒瓶,更何况是几个米口袋呢?也许就连国务院特供的大米口袋都可能存在着赝品。
在一个用染色剂和石蜡制造粉条的国度,有什么样的猜测都不过分。
总之,支持转基因,但反对滥用转基因技术制造食品;但不必为反对转基因食品而伤害社会稳定与和谐。
iv六、农业转基因技术和安全管理2010年中央一号文件中指出,为了提高农业科技创新和推广能力,要“切实把农业科技的重点放在良种培育上,加快农业生物育种创新和推广应用体系建设。
继续实施转基因生物新品种培育科技重大专项,抓紧开发具有重要应用价值和自主知识产权的功能基因和生物新品种,在科学评估、依法管理基础上,推进转基因新品种产业化”。
在学习领会中央精神的基础上,结合研究工作与思考,现就转基因育种和安全管理这一话题做一个汇报。
主要讲三个方面的内容:一是发展转基因技术的必要性;二是我国转基因育种发展现状与挑战;三是转基因生物安全管理。
一、发展转基因技术的必要性(一)以转基因技术为代表的生物技术引领现代农业科学技术的发展世界农业发展的历程表明,农业科技的重大突破是引领农业发展和产业升级的决定性因素,是传统农业向现代农业转变的重要推动力。
二十世纪中后期,堪称现代三大科技革命(信息技术、生物技术和材料技术)之一的、以转基因技术为核心的生物技术迅速兴起,成为引领农业发展的新引擎,掀起了包括转基因育种在内的一场新的农业科技革命。
基因是含有特定遗传信息的DNA(脱氧核糖核酸)序列,是决定生物特性的最小功能单位。
转基因育种就是利用现代生物技术手段,从一个生物体中提取结构、功能清楚的基因再转移到另一个生物体,以获得新性状,培育新品种。
转基因育种与传统杂交育种相同之处在于都是对基因进行转移。
大家都熟悉袁隆平院士培育的杂交水稻和李振声院士培育的高产抗病小麦,他们所以能取得巨大成就,关键技术是分别将亲缘关系较远的野生种或远缘种中的优良基因转到了作物,打破了以往常规杂交育种只在同一种作物个体间进行的局限。
若进一步运用转基因技术就能将优良基因选择和转移范围扩大到不同的物种之间,而且真正能在分子水平上准确分离和有效操作这些基因。
例如,可将细菌的抗虫基因、抗除草剂基因、其它作物的抗旱、高光效等基因转入水稻,这就使水稻优良品种的定向培育成为可能,并且更为精准、快速和可控。