第九章 转基因动物与克隆动物
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转基因动物与克隆动物的区别
转基因动物与克隆动物的区别：转基因，用人工方法将外源基因导入或整合到其基因组内，并能将此外源基因稳定的遗传给下一代的一类动物[1]。
由于转基因动物体系打破了自然繁殖中的种间隔离，使基因能在种系关系很远的机体间流动（有性繁殖）。
克隆，通常是一种生物技术，以人工诱导的无性生殖方式或者自然的无性生殖方式（例如：植物），产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程。
一个克隆就是一个多细胞生物在遗传上与另外一种生物完全一样。
基因工程的内容，原理，步骤：是利用DNA重组技术，将目的基因与载体DNA在体外进行重组，然后把这种重组DNA分子引入受体细胞，并使之增殖和表达的技术[1]；取得符合人们要求的DNA片段，这种DNA片段被称为“目的基因”；构建基因的表达载体；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。
基因工程是人类根据一定的目的和设计,对DNA 分子进行体外加工操作,再引入受体生物,以改变后者的某些遗传性状,从而培育生物新类型或治疗遗传疾病的一种现代的、崭新的、分子水平的生物工程技术现代生物工程：现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五大工程技；可分为农业生物技术、医学生物技术、植物生物技术、动物生物技术、食品生物技术、环境生物技术等。
[1]生态系统(Ecosystem)是指在一个特定环境内，相互作用的所有生物和此一环境的统称。
此特定环境里的非生物因子（例如空气、水及土壤等）与其间的生物之间具交互作用[2]，不断地进行物质的交换和能量的传递，并借由物质流和能量流的连接，而形成一个整体，即称此为生态系统或生态系。
中国的环保策略：科学协调行业间关系，制定持续发展规划；实现森林资源的供需平衡，持续利用；建立自我调节的生态系统；提高人们的“绿色环保”意识；完善相关法律并严格执行；林业的可持续发展，城市的可持续发展公害public nuisance，凡由于人类活动污染和破坏环境，对公众的健康、安全、生命、公私财产及生活舒适性等造成的危害均为公害，由于大气污染、水体污染、噪声污染、振动、恶臭等所影响和侵害的是不特定的公众，所以由此产生的危害一般均称为公害。
转基因动物与克隆精精品PPT课件
模型 2、肿瘤转基因动物模型
3、代谢疾病转基因动物模型 （1）高歇氏病转基因动物模型 （2）家族性神经多发性淀粉样变
（FAP）转基因小鼠 （二）基因治疗的动物模型：
将外源生长激素基因导入“侏儒 症”小鼠——个头增大3倍，恢复生育 能力。
左侧为转移了大鼠生长激素基因的小鼠
1982年，Richard Palmiter 和 Ralph Brinster 领导 的一个小组将一个能够被锌调控的DNA元件与大鼠的生长激 素基因连在一起，并将其注射到了受精了的小鼠胚胎中， 从而培育出了世界上第一批转基因小鼠。这些转基因小鼠 长期取食含有足量锌的食物后，就会长得非常大。转基因 小鼠的出现掀起了遗传学研究的新的浪潮。
第二节 克隆动物
一、克隆动物的概念—— 动物通过体细胞进行的无性生殖（也
称无性繁殖）以及由无性生殖形成的基因 型几乎完全相同的后代个体组成的群体。
世界卫生组织在关于克隆的非正式声 明中定义为：
遗传上同一的机体或细胞系（株）的 无性生殖。
二、动物克隆技术的基本方法 （一）胚胎分割 （二）细胞核移植：
6、 1989年，意大利拉维特拉纳运用精 子载体法转移外源性DNA，获得PSV2— CAT转基因小鼠。
7、我国1980年代开始转基因动物 研究，成功研制出转基因牛、小 鼠、猪、羊、兔、金鱼。
新进展：
2000年10月，世界首只 转基因猴在美国诞生， 取名“安迪”，这是世 界上首次培育成功转基 因灵长类动物。
料极少的转基因家畜。
（四）研制和生产生物活性物质：
将具有医学价值的生物活性物质
（如组织型纤溶蛋白元激活因子，tPA） 导入家畜或家禽的受精卵，从转基因 动物的体液如乳汁、血液、尿液、腹 水中收获基因产物。
3、代谢疾病转基因动物模型 （1）高歇氏病转基因动物模型 （2）家族性神经多发性淀粉样变
（FAP）转基因小鼠 （二）基因治疗的动物模型：
将外源生长激素基因导入“侏儒 症”小鼠——个头增大3倍，恢复生育 能力。
左侧为转移了大鼠生长激素基因的小鼠
1982年，Richard Palmiter 和 Ralph Brinster 领导 的一个小组将一个能够被锌调控的DNA元件与大鼠的生长激 素基因连在一起，并将其注射到了受精了的小鼠胚胎中， 从而培育出了世界上第一批转基因小鼠。这些转基因小鼠 长期取食含有足量锌的食物后，就会长得非常大。转基因 小鼠的出现掀起了遗传学研究的新的浪潮。
第二节 克隆动物
一、克隆动物的概念—— 动物通过体细胞进行的无性生殖（也
称无性繁殖）以及由无性生殖形成的基因 型几乎完全相同的后代个体组成的群体。
世界卫生组织在关于克隆的非正式声 明中定义为：
遗传上同一的机体或细胞系（株）的 无性生殖。
二、动物克隆技术的基本方法 （一）胚胎分割 （二）细胞核移植：
6、 1989年，意大利拉维特拉纳运用精 子载体法转移外源性DNA，获得PSV2— CAT转基因小鼠。
7、我国1980年代开始转基因动物 研究，成功研制出转基因牛、小 鼠、猪、羊、兔、金鱼。
新进展：
2000年10月，世界首只 转基因猴在美国诞生， 取名“安迪”，这是世 界上首次培育成功转基 因灵长类动物。
料极少的转基因家畜。
（四）研制和生产生物活性物质：
将具有医学价值的生物活性物质
（如组织型纤溶蛋白元激活因子，tPA） 导入家畜或家禽的受精卵，从转基因 动物的体液如乳汁、血液、尿液、腹 水中收获基因产物。
转基因动物(Transgenic animals )
临床前遗传变异影响new chemical entities (新化 学实体)作用，美国FDA规定，新化学实体临床前研 究包括遗传效应对药物代谢影响。对药物有效或毒 性变异预测实验 用于新药临床实验中，筛选病人。
染色体较短，基因种类丰富，最活跃致病染色体（基 因密度在17、19、22号染色体上最高）。
其基因变异与免疫反应、精神分裂、心脏病、弱 智、白血病以及多种癌症相关。人体全部遗传密码图 谱绘制完毕，大量关于人类生长、发育、衰老、遗传 病变秘密随之揭开。
今后100年—200年生命科学奠定基础。随着对人 体致病基因展开全面搜索——了解各种基因功能及基 因之间相互作用。
Transgenic animals （转基因动物）
Clone animals (克隆动物)
博、硕士研究生
本次课所掌握内容
• 基因病的分类 • 基因在医学领域的用途 • 反求生物学 • 转基因动物及实施细则 • 转基因动物的应用 • 克隆动物的概念和技术过程
日本科学家培了一种新的基因改老鼠，它们不具备 感知危险气味的能力，对其“死对手”猫一点都不 觉得害怕，相反还大胆地在猫身上爬来爬去，甚至 依偎在猫身边。此研究发表《自然》杂志上。
这种鼠通过基因改造，失去其鼻腔特殊感受器， 是专门嗅知食物或捕食者气味的器官。科学家此做 是为更加了解嗅觉的机理。老鼠可以通过其它嗅觉 细胞来探知气味，可惜没有关键路线来触发大脑产 生恐惧感，当“死对手”猫或酸性化学物或其它凶 险化合物在场时，它们也不感到害怕。
为证实这一点，科学家将这种鼠放在猫身上，只见 它又闻又吻，还与猫玩耍起来。为进一步探测这些 老鼠对危险的感知能力，研究人员还将老鼠放在一 个能产生疼痛感的旋转平台上，还放些捕食动物如 雪豹和狐狸的尿液让它们闻，看老鼠是否害怕。结 果发现，这些老鼠开始小心翼翼，之后很好奇，没 有一点害怕的表现。
染色体较短，基因种类丰富，最活跃致病染色体（基 因密度在17、19、22号染色体上最高）。
其基因变异与免疫反应、精神分裂、心脏病、弱 智、白血病以及多种癌症相关。人体全部遗传密码图 谱绘制完毕，大量关于人类生长、发育、衰老、遗传 病变秘密随之揭开。
今后100年—200年生命科学奠定基础。随着对人 体致病基因展开全面搜索——了解各种基因功能及基 因之间相互作用。
Transgenic animals （转基因动物）
Clone animals (克隆动物)
博、硕士研究生
本次课所掌握内容
• 基因病的分类 • 基因在医学领域的用途 • 反求生物学 • 转基因动物及实施细则 • 转基因动物的应用 • 克隆动物的概念和技术过程
日本科学家培了一种新的基因改老鼠，它们不具备 感知危险气味的能力，对其“死对手”猫一点都不 觉得害怕，相反还大胆地在猫身上爬来爬去，甚至 依偎在猫身边。此研究发表《自然》杂志上。
这种鼠通过基因改造，失去其鼻腔特殊感受器， 是专门嗅知食物或捕食者气味的器官。科学家此做 是为更加了解嗅觉的机理。老鼠可以通过其它嗅觉 细胞来探知气味，可惜没有关键路线来触发大脑产 生恐惧感，当“死对手”猫或酸性化学物或其它凶 险化合物在场时，它们也不感到害怕。
为证实这一点，科学家将这种鼠放在猫身上，只见 它又闻又吻，还与猫玩耍起来。为进一步探测这些 老鼠对危险的感知能力，研究人员还将老鼠放在一 个能产生疼痛感的旋转平台上，还放些捕食动物如 雪豹和狐狸的尿液让它们闻，看老鼠是否害怕。结 果发现，这些老鼠开始小心翼翼，之后很好奇，没 有一点害怕的表现。
转基因动物(Transgenic animals )
改变现有医生看病模式：
巴德年：“未来医学应该是3P医学，即预见、预 防、个人化”。患者拥有记载个人生理和病理奥秘 基因组图，录制磁盘，看医生带上磁盘即可。医生 根据磁盘上遗传信息，做出综合评估——将来信息 化医疗将成为主流医学。
诊断技术更新：
目前临床是表型诊断，一旦确定，疾病已经发生。 以后在基因水平上提供诊断依据，产生基因诊断也称 DNA诊断技术。病因性基因异常，发病前即已存在， 进行病前、产前、甚至早期胚胎诊断。疾病早防、早 诊、早治均有重要价值。
应用领域：生物高新技术，该技术所取得成果 展示转基因动物技术在分子生物学、分子遗传 学、分子免疫学、分子药理学、肿瘤工程学、 医学及畜牧学等领域有无限广阔应用前景。 实施细则：研究癌基因的作用及癌细胞发生、 发展及抑制机理；免疫系统中细胞及因子相互 作用；发育中基因表达、调控等提供了大量资 料。集实验动物活体内整体水平、细胞水平和 分子水平为一体，更能体现生命整体研究效果。
合理用药中应用： 合理用药核心是个体化给药，目前主要测定药 物体液浓度，药物动力学原理计算参数。对于血 药浓度与药效相一致的药物可行，对血药浓度与 药效不一致药物，不能达到合理个体化给药。两 个病人诊断相同，同一药物治疗，血药浓度相同， 疗效不同，传统药物动力学、
药效学原理无法解释。要考虑到药物作用相关 位点（受体）是否发生变异？药物作用位点变 异可能发生在基因水平，也可能发生在翻译， 转录水平，基因水平变异相对比较容易鉴定 （研究表明，基因变异与药物效应差异更具相 关性），药物基因组学在临床合理用药中应用 前景广阔，以前无法解释的药效学现象找到了 答案。
1998年与2005年药物基因组学市场（百万美圆）
适应症 1998年 2005年
心血管病
《转基因克隆动物》课件
04
转基因克隆动物的伦理和社 会问题
转基因克隆动物的伦理问题
动物福利问题
转基因克隆动物通常在实验室或 农场中饲养，可能导致动物遭受
痛苦和折磨。
生物多样性问题
转基因克隆动物可能对生物多样性 产生负面影响，例如破坏生态平衡 和导致基因污染。
人类干预自然规律
转基因克隆技术违背了自然规律， 过度干预可能导致不可预测的后果 。
2000年代
随着CRISPR-Байду номын сангаасas9等新型基因编辑 技术的出现，转基因克隆动物的培育 效率和质量得到进一步提高。
1990年代
科学家开始尝试将转基因技术与克隆 技术结合，培育转基因克隆动物。
2010年代至今
随着基因编辑技术的发展，科学家成 功培育出多种转基因克隆动物，如转 基因克隆猪、转基因克隆牛等。
转基因克隆动物的应用前景
医学研究
01
转基因克隆动物可用于医学研究，模拟人类疾 病的发生和发展过程，为疾病治疗和药物研发
提供实验模型。
农业生产
03
转基因克隆动物可用于优良品种的快速繁殖和 遗传改良，提高农业生产效率。
生物制药
02
利用转基因克隆动物生产人类疾病治疗所需的 蛋白质、酶等生物活性物质，具有广阔的市场
THANKS
前景。
濒危物种保护
04
通过转基因克隆技术，可以保护濒危物种，避 免其灭绝。
02
转基因克隆动物技术
转基因技术
转基因技术定义
转基因技术是指通过人工方法将一个生物的基因切出来，接到另一个生物的基因上，让接收基因 的生物表现出新的特性。
转基因技术的应用
转基因技术广泛应用于农业、医药、工业等领域，例如转基因作物、转基因药物等。
转基因动物与动物生物反应器ppt课件
5
Gordon等首次成功地将含有HSV和SV40 DNA 片段的重组质粒DNA以显微注射法导入小鼠受精 卵的雄原核内，得到了带有这种外源DNA顺序小 鼠。
1982年，Palmiter等运用此法得到的所谓“超 级巨鼠”,曾引起整个生物学界的轰动。
到目前为止，人类已获得转基因鱼、鼠、羊、猪、 兔、牛等等大小动物。
4
动物所有细胞均整合有外源基因，则具有将外源 基因遗传给子代的能力，通常被称为转基因动物。
一般用胚胎干细胞法或逆转录病毒载体法制备的 第一代转基因动物均为嵌合体动物，而显微注射 法得到的第一代转基因动物中，也有20％为嵌合 体动物。
当外源基因在转基因动物体内表达，并培育出其 表型与人类疾病症状相似的动物模型，则称其为 转基因动物模型。
目前, 已经培育出了动脉粥样硬化、镰刀形红细胞 贫血症、痴呆症、自身免疫病、淋巴系统病、真 皮炎及前列腺癌等多种疾病的模型动物,为这类疾 病的研究提供了方便。
35
（3）动物品种改良
通过外源基因的导入，改造动物的基因组,可 达到使家畜、家禽的生长速度加快，肉、蛋或奶 产量及品质提高，饲料利用率提高、抗病力加强 的目的。 目前应用最广的是，通过此技术改变牛奶的品质 和成份。在我国已获得转人乳清白蛋白、人乳铁 蛋白等转基因牛奶，为我国的“人源化牛奶”产 业化定了重要的基础。
2
转基因动物（transgenic animal）的概念
指借助基因工程技术将外源基因导入受体动物染 色体内，外源基因与动物基因整合后，随细胞的 分裂而扩增，在体内表达，并能稳定的遗传给后 代的动物。
即指基因组中整合有外源基因的一类动物。 整入动物基因组的外源基因被称为转基因
(transgene)。
类具有较多的相似性。 因而猪在提供人类移植所用的器官方面成为
Gordon等首次成功地将含有HSV和SV40 DNA 片段的重组质粒DNA以显微注射法导入小鼠受精 卵的雄原核内，得到了带有这种外源DNA顺序小 鼠。
1982年，Palmiter等运用此法得到的所谓“超 级巨鼠”,曾引起整个生物学界的轰动。
到目前为止，人类已获得转基因鱼、鼠、羊、猪、 兔、牛等等大小动物。
4
动物所有细胞均整合有外源基因，则具有将外源 基因遗传给子代的能力，通常被称为转基因动物。
一般用胚胎干细胞法或逆转录病毒载体法制备的 第一代转基因动物均为嵌合体动物，而显微注射 法得到的第一代转基因动物中，也有20％为嵌合 体动物。
当外源基因在转基因动物体内表达，并培育出其 表型与人类疾病症状相似的动物模型，则称其为 转基因动物模型。
目前, 已经培育出了动脉粥样硬化、镰刀形红细胞 贫血症、痴呆症、自身免疫病、淋巴系统病、真 皮炎及前列腺癌等多种疾病的模型动物,为这类疾 病的研究提供了方便。
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（3）动物品种改良
通过外源基因的导入，改造动物的基因组,可 达到使家畜、家禽的生长速度加快，肉、蛋或奶 产量及品质提高，饲料利用率提高、抗病力加强 的目的。 目前应用最广的是，通过此技术改变牛奶的品质 和成份。在我国已获得转人乳清白蛋白、人乳铁 蛋白等转基因牛奶，为我国的“人源化牛奶”产 业化定了重要的基础。
2
转基因动物（transgenic animal）的概念
指借助基因工程技术将外源基因导入受体动物染 色体内，外源基因与动物基因整合后，随细胞的 分裂而扩增，在体内表达，并能稳定的遗传给后 代的动物。
即指基因组中整合有外源基因的一类动物。 整入动物基因组的外源基因被称为转基因
(transgene)。
类具有较多的相似性。 因而猪在提供人类移植所用的器官方面成为
转基因、基因克隆与基因敲除技术
内切酶消化 线性化打靶载体
打靶载体
转染 基因组
纯合子小鼠 （基因剔除）
兄妹交配
杂合子小鼠
同源重组
正常小鼠
交配
杂合子小鼠
同源重组的胚胎干细胞
杂合子小鼠
植入
胚泡
假孕小鼠
黑色雌性大鼠
B 、 制 备 基 因 敲 除 动 物 （ 小 鼠 ）
来自褐色大鼠
1、Neor （neomycin-resistance gene)基因：阳性 筛选标志，使细胞具有抵抗新霉素（G418）能力。
1号发生位点同源重组，在G418培养基中生长；
2号为随机插入重组，带入tk基因，可在G418培养基中生长，但 在gangcyclovir培养基中被杀死；
3号未发生任何重组，为正常细胞，在G418培养基中被杀死。
抵抗G418的基因 1 2 tk基因 3
B、制备基因敲除动物（小鼠）
1、将发生同源重组的胚胎干细胞导入来自黑色的小鼠胚泡 中（形成嵌合体胚胎，两套基因物质） 2、将胚泡植入假孕小鼠子宫中发育。 3、诞生出杂合的嵌合体小鼠，具黑毛和褐色毛，胚胎干细 胞来自褐色小鼠，正常胚胎来自黑色小鼠。 4、嵌合体小鼠与野生黑色小鼠交配，产生纯黑色与纯褐色 的后代小鼠，其纯褐色小鼠为杂合子，有一目的基因已被敲 除。 5、近亲交配，产生纯合子基因敲除小鼠（第四代）。
G418（也称遗传霉素）是一种氨基糖类抗生素，其结构与新霉 素、庆大霉素、卡那霉素相似，它通过影响80S核糖体功能而阻 断蛋白质合成,对原核和真核等细胞都有毒性 ,包括细菌、酵母、 植物和哺乳动物细胞 ,也包括原生动物和蠕虫。是稳定转染最常 用的选择试剂。当neo基因被整合进真核细胞基因组合适的地方 后 ,则能启动neo基因编码的序列转录为mRNA,从而获得抗性产 物氨基糖苷磷酸转移酶的高效表达 ,使细胞获得抗性而能在含有 Ｇ418的选择性培养基中生长。Ｇ418的这一选择特性 ,已在基 因转移、基因敲除、抗性筛选以及转基因动物等方面得以广泛应 用。
动物克隆与转基因克隆技术
Dnmt1
61790 bp DNA 40个外显子 mRNA join(1..316,13059..13095,14251..14358,14567..14786, 17769..17844,19518..19596,21231..21265,21962..22046, 26772..26806,28451..28538,31776..31810,32388..32469, 34718..34752,35073..35118,35214..35294,35369..35478, 38627..38745,39191..39283,40080..40231,40363..40550, 40657..40843,43289..43386,43591..43738,45168..45283, 45479..45683,46119..46252,48612..48785,51149..51370, 52916..53108,53947..54031,54227..54355,54808..55090, 55319..55460,56531..56697,57127..57304,57856..58051, 58849..59015,59284..59400,60829..60919,61435..61790)
TE随机失活， 倾向已失活X 父源失活
供体细胞融合入去核MII卵母细胞
NEBD PCC
假原核形成并快速膨大
染色体全基因组水平去甲基化
胚胎早期发育基因的激活
发生充分的NEBD和PCC的灵长类SCNT胚胎
高达20%能发育至囊胚(Mitalipov, Zhou et al. 2007)。 Sung的研究结果却表明PCC不是牛体细胞重 编程的必需条件(Sung, Shen et al. 2007)
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五、转基因疾病动物模型与基因治疗 动物模型
（一）转基因疾病动物模型： 1、病毒性疾病模型： （1）小儿麻痹病毒受体转基因小鼠 （2）乙型肝炎病毒携带者模型 （3）乙型肝炎表面抗原转基因动物 模型 2、肿瘤转基因动物模型
3、代谢疾病转基因动物模型 （1）高歇氏病转基因动物模型 （2）家族性神经多发性淀粉样变 （FAP）转基因小鼠 （二）基因治疗的动物模型： 将外源生长激素基因导入“侏儒 症”小鼠——个头增大3倍，恢复生育 能力。
第二节 克隆动物
一、克隆动物的概念—— 动物通过体细胞进行的无性生殖（也 称无性繁殖）以及由无性生殖形成的基因 型几乎完全相同的后代个体组成的群体。 世界卫生组织在关于克隆的非正式声 明中定义为： 遗传上同一的机体或细胞系（株）的 无性生殖。
二、动物克隆技术的基本方法 （一）胚胎分割 （二）细胞核移植： 1.胚胎细胞核移植 2.胚胎干细胞核移植 3.胎儿成纤维细胞核移植 4.体细胞核移植
（四）电脉冲法 利用外界高电压短脉冲使细 胞膜产生可逆性穿孔，外源性 DNA通过此孔可进入细胞。 （五）精子载体导入法 以精子作为外源性DNA的载 体，通过受精作用将外源性DNA 导入受精卵。
三、转基因动物的研究概况 1、1960年代，将外源基因导入鸡 的卵巢和睾丸，得到性状改变的 鸡，估计是转基因鸡。 2、1974年，美国珍尼斯首次用显 微注射法获得体细胞有SV40病毒 DNA的小鼠。 3、1980年，戈登完善了显微注射 技术。
我国首批本土自主克隆牛，这5头出 生在山东的克隆牛于2003年8月通过人工 授精成功受孕，预产期为2004年4月中旬 。这是我国自主完成的体细胞“克隆牛”， 首次通过无性方式怀孕。
我国首例异种克隆羊 2004年1月21日零时 在新疆诞生。异种克 隆羊不同于世界上第 一只克隆羊“多莉” 的 同种体细胞核移植的 克隆方法，而是把A 种动物体细胞的细胞 核移植到B种动物的 去核卵细胞中，生出 A种动物。
四、动物克隆技术的意义与应用： （1）生物医药方面： 对能够生产抗凝血酶、血清白 蛋白等的转基因动物进行克隆，大 批生产该药。 （2）医学方面： 利用克隆技术培育模型动物 （高血压等），直接克隆出人的心、 肝、肾等器官，供器官移植。
美国密苏里大学通过克隆技术培育出四只含有荧 光水母基因的小猪。五只小猪中有四只小猪的猪 嘴和猪蹄呈荧光黄色（左），剩下的一只小猪 （右）和正常小猪无异。专家们称，荧光小猪的 成功培育对培育动物器官用于人体移植具有重要 意义。
图为1月30日，异种克 隆北山羊（右）与接受胚 胎的母山羊在一起（左）
胚胎细胞克隆兔在广西大学出生
过程：先从一只兔子身上获得早期胚胎，注 入已去除细胞核的成熟卵母细胞中，融合形成重 组胚。重组胚在体外培养后，移入一只雌性兔子 的输卵管内，经过34天的正常孕期后，克隆兔 （后）顺利降生。
意大利科学家2004年6月成功培育出世界上首 匹“自体克隆马”（前）。这匹名叫“普罗米塔” 的小母马（前）的“妈妈”（后）同时也是其 “姐姐 ”。
3、遗传病研究： 导入遗传疾病外源基因，制作遗 传疾病转基因动物模型；导入正常基 因，弥补基因缺陷所致遗传疾病。 4、免疫学研究： 用转基因H使用重组DNA的转基因技术，培育 出生长快、产肉、产毛、产奶更多而耗 料极少的转基因家畜。 （四）研制和生产生物活性物质： 将具有医学价值的生物活性物质 （如组织型纤溶蛋白元激活因子，tPA） 导入家畜或家禽的受精卵，从转基因 动物的体液如乳汁、血液、尿液、腹 水中收获基因产物。
全身散发荧光的转基因鱼
四、转基因动物的应用： （一）生命现象的基础理论研究： 1、发育生物学研究： 通过了解基因的表达、关闭和调 控，了解调控顺序。 2、遗传学研究 观察导入的突变基因的表达，了 解基因结构与功能的关系，还可用于 基因组印迹分析、遗传缺陷的矫正等.
（二）医学研究： 1、心血管疾病研究： 将转脂蛋白和转纤维蛋白溶酶 原等作为外源DNA转入动物体内， 建立心血管疾病转基因动物模型。 2、肿瘤学研究： 肿瘤基因—— 肿瘤转基因动物模型。
第 九 章
转基因动物与克隆动物
第一节 转基因动物 第二节 克隆动物 第三节 转基因动物和克隆 动物的生物安全与社会安全
第九章 掌握内容
1、转基因动物和克隆动物的概念。 2、基因转移的5种方法。 3、动物克隆技术的基本方法。
第一节
转基因动物
一、转基因动物的概念
将特定的外源基因导入动物 受精卵或胚胎，使之稳定整合于 动物的染色体基因组并能遗传给 后代的一类动物。
7、我国1980年代开始转基因动物 研究，成功研制出转基因牛、小 鼠、猪、羊、兔、金鱼。
新进展： 2000年10月，世界首只 转基因猴在美国诞生， 取名“安迪”，这是世 界上首次培育成功转基 因灵长类动物。
为了能够更有效地研究蝴蝶翅膀的颜色之迷，美国 巴法罗大学(University at Buffalo)的生物学家们近 日成功地制造出世界上第一只转基因蝴蝶。有意思的是 ，这只蝴蝶的一些基因是来自水母的。（2004年3月12日）
（持卵针）
（穿刺针）
|| （持卵针）
（穿刺针）
（二）反转录病毒感染法 将外源基因DNA插入逆转录病 毒载体； 通过辅助细胞包装成病毒颗粒 ，感染胚胎； 再将感染的桑椹期胚胎导入子 宫。
（三）胚胎干细胞法 （1）获取胚胎干细胞（ES细胞）； （2）将外源基因导入ES细胞； （3）获取囊胚期胚胎； （4）将含有外源基因的ES细胞注入 囊胚期胚胎的腔内； （5）将其移植到假孕动物子宫。
4、 1982年，帕尔米特将大鼠生长激素 基因结构区融合在SM（金属巯蛋白基 因（MT）启动子）中，注射到小鼠受 精卵雄性原核内，获得体型似大鼠的 转基因小鼠。 5、 1985年，英国拉尔夫布林斯特研制 出能生成人类生长激素的转基因猪。 6、 1989年，意大利拉维特拉纳运用精 子载体法转移外源性DNA，获得PSV2— CAT转基因小鼠。
美国科学家2003年5月宣布培育出一头克隆骡子 （左）。这头小公骡被取名为“爱达荷宝石”。它头上戴 有3个“世界第一”桂冠：第一个克隆的骡子，第一个克 隆的马科动物，第一个克隆的杂种动物。科学家们说，该 成果将有助于克隆其他自身繁殖有困难的濒危动物，对研 究癌症等疾病也有重要的参考价值。 骡子体内包含63个染色体， 是有62个染色体的公驴和有64个 染色体的母马所生的种间杂种， 通常情况下没有生育能力。研究 发现，细胞内的钙含量会对马科 动物细胞生长和繁殖产生重要影 响，马科动物繁殖过程中细胞内 钙含量格外高。科学家们基于这 一发现对实验进行了改进，提高了克隆骡子胚胎培养液的 钙浓度，最终成功培育出“爱达荷宝石”。科学家们说， 同样的方法对克隆其他马科动物应该也适用。
1987年，Martin Evans，Oliver Smithies 和 Mario Capecch 领导的几个研究小组对胚胎干细胞中特定目 标基因进行失活，培育出了第一只基因敲除小鼠。这 三位科学家因为这项工作在2001获得了Lasker奖。接 下来，科学家们用同样的技术又培育出了几千只基因 敲除小鼠。
2003年2月14日，英国苏格 兰爱丁堡罗斯林研究所的 科学家宣布，全世界第一 个克隆动物多利羊已经死 亡，活了6年半。当科学家 们发现它患上无法治愈的 肺病后，决定实施“安乐 死”让它长眠。 一般说来，一只绵羊 平均可以活１１－１２年， 而多莉今年只有６岁，寿 命仅相当于普通羊的一半。
三、克隆动物的研究概况： （1）1952年，用豹蛙囊胚期细胞 核进行了核移植，获得可以摄食 的幼体。 （2）1962年，将非洲爪蟾的小肠 上皮细胞的核注入同种或异种非 洲爪蟾去核的未受精卵中，约 1%发育为成熟蛙。
2、胚胎干细胞核移植： 胚胎或胎儿原始生殖细胞经过 抑制分化培养，让细胞数目增加， 但不分化。将单个胚胎干细胞按照 （二）1、的方法进行核移植。 3、胎儿成纤维细胞核移植： 从孕娠早期的胎儿体内分离出 胎儿成纤维细胞，按照（二）1、的 方法进行核移植。
4、体细胞核移植： 将动物体细胞经过抑制培养，使 细胞处于休眠状态， 进行核移植。绵羊 “多利”就是利用体 细胞核移植技术培 育成功的世界第一 只克隆哺乳类动物。
（3）1986年，用胚胎分裂球与去核未 受精卵融合，并用仙台病毒或电激诱 导，用核移植技术培育出克隆绵羊。 （4）1994—1996年，维尔穆特培育出 克隆绵羊“多利”。 （5）我国的克隆动物研究： 先后培育出克隆山羊、 兔、牛、小鼠，曹谊林博士 在裸小鼠身上克隆出人耳。
克隆猫
克隆牛
克隆鼠
克隆山羊
（3）畜牧业方面： 选育良种后进行克隆，加快 培育良种的速度。 （4）保存物种： 保存或克隆大熊猫等珍稀濒 危动物。
附：该不该克隆大熊猫 权威专家不支持克隆大熊猫 具体理由有3个： 一、克隆大熊猫本身还有缺陷或者说不很完善、成熟。 特别是在异种动物的克隆技术上的困难更多，比如在其他 家畜上的研究表明，一般情况下异种动物克隆的胚胎发育 到囊胚阶段后就会停止发育，这个问题到现在无法解决。 二、就现在成功的克隆动物研究例子来说，其成功率 也极低，异种动物的克隆目前尚未有个体成活的报道。 三、即使克隆技术完善了，异种动物的克隆技术成功 了，类似大熊猫这样的濒危物种也不可能靠其得到拯救。 因为克隆动物只是个体的复制，它根本无利物种本身的遗 传多样性保护。与其把有限的资金花到这种前景不明的项 目，不如集中精力搞好大熊猫就地和异地保护。目前鼓动 大熊猫克隆之说，无异于舍本求末。
在2000年美国的《科学》杂志上，科学家宣 布，他们使用新的方法成功地克隆了一只恒河猴 ，该猕猴被命名为“泰特拉”（Tetra），Tetra 是希腊词，意义为“四”，看来，科学家以此来 暗示他们“一分为四”的方法。这是与人类血缘 最近的动物———灵长目动物第一次被成功克隆。 科学家希望，使用这种方法能生成基因完全相同 的动物，供在研究诸如糖尿病和帕金森病等人类 疾病时使用。
二、基因转移的5种方法： 1、显微注射法 2、反转录病毒感染法 3、胚胎干细胞法 4、电脉冲法 5、精子载体导入法