《遗传修饰动物模型》PPT课件
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分子生物学课件-基因打靶和遗传修饰动物模型
1. Vector construction
Neomycin belongs to aminoglycoside class of antibiotics that contain two or more aminosugars connected by glycosidic bonds.
1. Vector construction
The BIG Breakthroughs
到1987年，T。
到目前為止，運用基因同源重組、非同源末端 連接（non- homologous end-joining, NHEJ）或 同源 指導修復（homology-directed repair, HDR ）進 行基因敲除（替換）依然是構建基因敲除 （遺傳 修飾）動物模型中最普遍的使用方法。
Non-homologous DNA Flanked by Homologous DNA
a
b
c
d
a'
b'
c'
d'
a
b'
c'
d'
3. Homologous recombination
❖Cre/loxP System or Cre-Lox recombination
Cre (Causes Recombination) ; loxP (locus of crossing (x) over, P1)
- results in: - endogenous DNA replaced with exogenous - specific - targeted - copy number = 1
3. Homologous recombination
《动物分子遗传学》课件
3
创新应用领域
跨学科融合还为动物分子遗传学的应用开辟了新 的领域，如生物医药、农业、生态保护等。
型变异的关系。
甲基化敏感代表扩增多态性
02 检测DNA甲基化水平的多态性，用于遗传分析和疾
病关联研究。
表观遗传学技术在动物遗传研究中的应用
03
揭示表观遗传变异对动物生长发育、繁殖和抗病性的
影响。
基因组学研究平台与工具
基因组测序技术
利用高通量测序技术进行全基因组测序，获取动物基因组的精细图谱 。
生物信息学分析
利用基因组学技术发展遗传标记，辅 助育种选择和品种改良。
基因组编辑技术
基因组编辑技术定义
基因组编辑技术是一种能够对生物体基因组进行精确修饰和改造 的技术。
常用基因组编辑技术
包括ZFNs、TALENs和CRISPR-Cas9等。
基因组编辑技术的应用
在动物遗传改良、疾病模型制作和生物科学研究等领域有广泛应用 。
通过分子生物学技术将目的基因从基因或细胞总DNA中分离出来。基因表达分析
利用分子生物学技术检测基因在不同组织或发育阶段的表达水平。
基因克隆与表达分析在动物遗传改良中的应用
通过克隆和表达分析，研究基因功能和表型变异，为动物育种提供分子基础。
表观遗传学技术
DNA甲基化
01
研究DNA甲基化对基因表达的调控作用，以及与表
制定相关法律法规，禁止非法捕杀、交易 和引进外来物种等行为，保障动物遗传资 源的合法权益。
监测与评估
宣传教育
建立监测与评估体系，定期对动物遗传资 源进行调查、评估和监测，及时掌握资源 动态，为保护和利用提供科学依据。
加强宣传教育，提高公众对动物遗传资源 保护的意识，倡导绿色、环保、可持续的 生活方式。
遗传学课件全部完整版
与单基因性状的区别
多因子复杂性状受多个基因控制，每个基因作用较小，且易受环境 影响；而单基因性状通常受单一基因控制，遗传效应显著。
研究意义
揭示多因子复杂性状的遗传机制，为疾病预测、诊断和治疗提供理论 依据。
数量性状遗传学原理
数量性状定义
01
表现为连续变异的性状，如身高、体重等。
遗传基础
02
数量性状受多对基因控制，每对基因作用微小，呈累加效应。
克隆技术介绍
简要介绍动物克隆技术的原理、方法和应用实例。
伦理道德问题
探讨动物克隆技术所涉及的伦理道德问题，如生命尊严、生物多样 性、人类安全等。
社会影响与监管
分析动物克隆技术对社会的影响以及政府对相关技术的监管措施。
未来发展趋势预测
精准医学
随着遗传学研究的深入，精准医学将成为 未来发展的重要方向，实现个体化诊断和
RNA翻译的过程
RNA翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。在翻译过程中，核糖体识别 mRNA上的遗传密码，并根据密码子的顺序合成相应的氨基酸序列，从而合成蛋 白质。
基因突变与修复机制
基因突变的类型
基因突变包括点突变、插入突变、缺失突变等类型。这些突变可能导致遗传信息的改变，从而影响生 物体的性状和表型。
包括点突变、插入突变、缺失突变等。
对生物表型的影响
可能导致生物体形态、生理、生化等方面的 异常表现。
对蛋白质结构和功能的影响
可能导致蛋白质结构异常、功能丧失或获得 新的功能。
对生物进化的意义
是生物进化的原材料，为自然选择提供多样 性。
基因重组与染色体变异
基因重组类型
包括同源重组、非同源重组等 。
染色体变异类型
DNA复制的特点
多因子复杂性状受多个基因控制，每个基因作用较小，且易受环境 影响；而单基因性状通常受单一基因控制，遗传效应显著。
研究意义
揭示多因子复杂性状的遗传机制，为疾病预测、诊断和治疗提供理论 依据。
数量性状遗传学原理
数量性状定义
01
表现为连续变异的性状，如身高、体重等。
遗传基础
02
数量性状受多对基因控制，每对基因作用微小，呈累加效应。
克隆技术介绍
简要介绍动物克隆技术的原理、方法和应用实例。
伦理道德问题
探讨动物克隆技术所涉及的伦理道德问题，如生命尊严、生物多样 性、人类安全等。
社会影响与监管
分析动物克隆技术对社会的影响以及政府对相关技术的监管措施。
未来发展趋势预测
精准医学
随着遗传学研究的深入，精准医学将成为 未来发展的重要方向，实现个体化诊断和
RNA翻译的过程
RNA翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。在翻译过程中，核糖体识别 mRNA上的遗传密码，并根据密码子的顺序合成相应的氨基酸序列，从而合成蛋 白质。
基因突变与修复机制
基因突变的类型
基因突变包括点突变、插入突变、缺失突变等类型。这些突变可能导致遗传信息的改变，从而影响生 物体的性状和表型。
包括点突变、插入突变、缺失突变等。
对生物表型的影响
可能导致生物体形态、生理、生化等方面的 异常表现。
对蛋白质结构和功能的影响
可能导致蛋白质结构异常、功能丧失或获得 新的功能。
对生物进化的意义
是生物进化的原材料，为自然选择提供多样 性。
基因重组与染色体变异
基因重组类型
包括同源重组、非同源重组等 。
染色体变异类型
DNA复制的特点
4.2 动物的遗传和变异 (课件) (共21张PPT+视频)大象版六年级科学上册
发现： 猫、天鹅、狮子、海龟等， 它们子代之间特征上的相同 和差异，也是遗传和变异。
事实证据
在动物的性状特征中， 除了有子代和亲代相似的遗 传特性外，还有子代和亲代 出现差异的特性。
读一读
如长腿安康羊父母生出了 一只短腿安康羊，这就是 动物的变异现象。动物都 具有遗传和变异的特性。
读一读
遗传现象中，最令人惊 讶的是生物天生具有的许多 奇妙本能。而这些本能都是 由亲代遗传给子代的。
读一读
蜜蜂翩翩起舞，采集花粉，酿造花蜜；它们分泌 蜡质，建造成整齐、精致的蜂房。
读一读
大雁凭着辨别方向的高超本领，秋天由北方迁徙到南方过 冬，春天再飞回北方，年年这样，代代如此，从无差错。
读一读
得出结论 用韦恩图归纳动物子代与亲代特征的异同，结合资料进行分析并得出结论。
动物子代与亲代非常相似，但也有一些细微 的不同，这是遗传和变异共同作用的结果。
练一练
1.我爸妈个子高，我个子也高，但我妹妹个子矮，这分别是( B)现象。 A.变异 教育 B.遗传 变异 C.教育 变异
2. “一母九子，各有不同。“指的是生物界中的（ B ）现象。 A.遗传 B.变异 C.遗传和变异 3.动物园新出生了幼象。两头幼像长得跟象爸爸、象妈妈非常相似，但 肤色上幼象比它们父母都更浅，说明生物具有（C ）现象。 A．遗传 B．变异 C．遗传和变异
丝带凤蝶，雄蝶翅底色为白色，前翅具黑色斑 纹 ；雌蝶翅底色为黑色，具黄褐色和黄色的 斑带，后翅背面中域具一列红色斑带，其外侧 具蓝色斑纹。后翅具一对非常细长尾突。它与 左边第三幅图中的蝴蝶是一家。
金凤蝶，翅背面底色黑褐色， 翅脉黑色，翅室具黄斑 ；前 翅背面基部呈暗黄色，亚外缘为黑色， 内 具一列小黄斑；后翅背面亚外缘区具黑宽边，内侧具灰蓝色斑列，外侧具黄斑列，臀区具一橘 红色圆 斑，后翅具一对细长的尾突。它与左边第一幅图中的蝴蝶是一家。
动物遗传育种学课件ppt 3.第二章 动物遗传的基本规律 丁颖-2020.8.25
孤独的天才——孟德尔
格 雷 戈 尔 ·孟 德 尔 ， 天 主 神 父 。 1856年开始在修道院的花园做豌豆 遗传试验。1865年发表了题为《植 物杂交实验》的划时代论文，但当 时并未引起人们注意。直到1900年 才引起遗传学家、育种家的高度重 视，被誉为遗传学的奠基人。
时代背景
18世纪杂交实验的目的是为了探讨杂交能否产生新种
19世纪动、植物的杂交研究朝着两个方向发展：
①生产的目的，即为了提高农作物的量和培养观赏植物新品种。
②理论研究的目的，即以杂交试验为手段来探讨生物的遗传和变异
的奥秘。
虽然目的不同，但结果相似，即在杂交试验中，人们观察到杂种性状的 一致性和杂养后代性状的多态性等遗传现象。为什么会产生这种有规则 的遗传现象？对于这个问题当时未做出令人满意的解释。所以，探讨生 物性状的遗传问题就成为19世纪生物学家们迫切需要解决的重大课题。
第一节 孟德尔定律—分离定律
植物杂交试验的符号表示：
豌豆一对性状杂交实验的遗传图解
P：亲本，杂交亲本；
♂：作为父本，提供花粉粒的杂交亲本； P
×
♀：作为母本，提供胚囊的亲本；
×：表示人工杂交过程；
F1
F1：表示杂种第一代；
：表示自交，采用自花授粉方式传粉
受精产生后代。
F2
F2：F1代自交得到的种子及其所发育形 成的的生物个体称为杂种二代。
第一节 孟德尔定律 三、孟德尔定律的补充与发展—等位基因
（一）不完全显性现象 (1)镶嵌型显性 指显性现象来自两个亲本，两个亲本的基因作用，可以在 不同部位分别表示出非等量的显性。 (2)中间型 指F1的表型是两个亲本的相对性状的综合，看不到完全的 显性和完全的隐性。
基因分离定律的实质：等位基因随着同源染色体的分开而分离。 自由组合定律的实质：等位基因分离，非同源染色体上的非等位基 因自由组合。
动物模型ppt课件
按中医药体系分
中医证候动物模型：阴虚、阳虚、气虚、血虚、脾虚、 肾虚动物模型，厥脱症动物模型
根据中药理论：解表药动物模型、清热药动物模型、 泻下药动物模型…
（一）相似性 （二）重复性 （三）可靠性 （四）适用性和可控性 （五）易行性和经济性
（一）遗传性疾病 裸鼠、癫痫小鼠、高血压大鼠、青光眼兔 （二）近交系自发性肿瘤 乳腺肿瘤：C3H 淋巴瘤：AKR
肿瘤移植瘤模型在肿瘤基础研究中的意义 添加人为因子（致突变剂，癌基因，药物等）观察肿瘤病因
及机理和治疗。 建立肿瘤细胞株：提供大量肿瘤组织供分析。
肿瘤移植瘤模型在临床肿瘤学中的意义 诊断和预后 ：建立平行模型，明确诊断和跟踪预后。 个体化疗有效试验：对于晚期和复发肿瘤有重要意义。 药物有效的标准：1.肿瘤不生长；2.肿瘤生长缓慢；3.肿瘤
1.自发性动物模型 2.诱发性性动物模型 3.抗疾病型模型 4.生物医学动物模型
是是指指实研验究动者物通未过经使任用何物 有理意的识、的化人学工的处、置生，物在的 自和然复情合况的下致所病发因生素的作疾用 是病指于。特动或定物由的，于疾造给病成予动突物变组的织、 不异会器常在官表某或现种全通动身过物一遗定传的育损种害， 身手上是出段发指现保生利某留。用些下健类来康似的动人动物类物的疾模病 型生时物的血功特能征、来代提谢供或与毒使 人动类物疾患病相相应似的的传表染现病。 的疾病模型。
和纯系BALB/C，C3H，C57BL/6小鼠交配，不断选育，获得了三 种近交系鼠（Inbred Nude Mice）新种。 裸鼠自发现以来，广泛应用于肿瘤学、免疫学和病毒学等多个 学科的研究。
（1）一般特点
纯合子突变裸鼠（nu/nu）主要表现为无毛以及胸腺缺陷。 杂合子小鼠（nu/+）各方面表现正常。
中医证候动物模型：阴虚、阳虚、气虚、血虚、脾虚、 肾虚动物模型，厥脱症动物模型
根据中药理论：解表药动物模型、清热药动物模型、 泻下药动物模型…
（一）相似性 （二）重复性 （三）可靠性 （四）适用性和可控性 （五）易行性和经济性
（一）遗传性疾病 裸鼠、癫痫小鼠、高血压大鼠、青光眼兔 （二）近交系自发性肿瘤 乳腺肿瘤：C3H 淋巴瘤：AKR
肿瘤移植瘤模型在肿瘤基础研究中的意义 添加人为因子（致突变剂，癌基因，药物等）观察肿瘤病因
及机理和治疗。 建立肿瘤细胞株：提供大量肿瘤组织供分析。
肿瘤移植瘤模型在临床肿瘤学中的意义 诊断和预后 ：建立平行模型，明确诊断和跟踪预后。 个体化疗有效试验：对于晚期和复发肿瘤有重要意义。 药物有效的标准：1.肿瘤不生长；2.肿瘤生长缓慢；3.肿瘤
1.自发性动物模型 2.诱发性性动物模型 3.抗疾病型模型 4.生物医学动物模型
是是指指实研验究动者物通未过经使任用何物 有理意的识、的化人学工的处、置生，物在的 自和然复情合况的下致所病发因生素的作疾用 是病指于。特动或定物由的，于疾造给病成予动突物变组的织、 不异会器常在官表某或现种全通动身过物一遗定传的育损种害， 身手上是出段发指现保生利某留。用些下健类来康似的动人动物类物的疾模病 型生时物的血功特能征、来代提谢供或与毒使 人动类物疾患病相相应似的的传表染现病。 的疾病模型。
和纯系BALB/C，C3H，C57BL/6小鼠交配，不断选育，获得了三 种近交系鼠（Inbred Nude Mice）新种。 裸鼠自发现以来，广泛应用于肿瘤学、免疫学和病毒学等多个 学科的研究。
（1）一般特点
纯合子突变裸鼠（nu/nu）主要表现为无毛以及胸腺缺陷。 杂合子小鼠（nu/+）各方面表现正常。
最新动物分子遗传育种学第1章PPT课件全篇
有、无（1对呈从性遗传的 等位基因控制）
有、无（ 1对呈显性完全的 等位基因控制）
冠型
鸡体态遗传标记
单冠、豆形冠、玫瑰冠、 胡桃冠
羽形
丝毛、卷羽、常羽
总
形 态
遗
结
传 标
记
反映了物种内不同品种的 鲜明特征。
与品种所处的生态环境有 紧密的关系。
标记数量少，多数为质量 性状，一般与生产性能无 关。 主要用于动物品种的起源、 演化和分类研究中。
表现、不表现（2对基 因控制，2对均为隐性 纯合时表现出来 ）
绵羊体态遗传标记
角
有、无（1对呈从性遗传的等
位基因控制）
耳型
耳长
垂耳、竖耳（ 1对呈不完全 显性的等位基因控制）
短耳、长耳（ 1对呈不完全 显性的等位基因控制）
山羊体态遗传标记
角
有、无（1对显性完全等
位基因控制）
耳型
毛髯 肉疣
垂耳、竖耳（ 1对呈不完全 显性的等位基因控制）
第五节 动物分子标记辅助育种
概念：分子标记辅助育种指利用动物 分子标记技术结合常规育种对 动物的数量性状位点进行选择、 保种、杂种优势分析和利用等， 以达到更有效的育种目的。
评价：目前分子标记辅助育种仍在处 于发展阶段，尚有很多问题需 要研究，但在动物育种中已有 成功的例子（如猪、鸡）。
范围 分 子 标 记 辅 助 育 种
原理：酶切、转膜、探针。
优点：1.共显性。 2.无年龄、组织特异性。 3.稳定、可靠。 4.基因组普遍存在。
缺点：1.操作烦琐、周期长、 工作量大。
2.用到放射性同位素。 3.需DNA量大。 4.多态信息含量低。
原理：随机引物、PCR扩增。
优点：1.简单易行。
有、无（ 1对呈显性完全的 等位基因控制）
冠型
鸡体态遗传标记
单冠、豆形冠、玫瑰冠、 胡桃冠
羽形
丝毛、卷羽、常羽
总
形 态
遗
结
传 标
记
反映了物种内不同品种的 鲜明特征。
与品种所处的生态环境有 紧密的关系。
标记数量少，多数为质量 性状，一般与生产性能无 关。 主要用于动物品种的起源、 演化和分类研究中。
表现、不表现（2对基 因控制，2对均为隐性 纯合时表现出来 ）
绵羊体态遗传标记
角
有、无（1对呈从性遗传的等
位基因控制）
耳型
耳长
垂耳、竖耳（ 1对呈不完全 显性的等位基因控制）
短耳、长耳（ 1对呈不完全 显性的等位基因控制）
山羊体态遗传标记
角
有、无（1对显性完全等
位基因控制）
耳型
毛髯 肉疣
垂耳、竖耳（ 1对呈不完全 显性的等位基因控制）
第五节 动物分子标记辅助育种
概念：分子标记辅助育种指利用动物 分子标记技术结合常规育种对 动物的数量性状位点进行选择、 保种、杂种优势分析和利用等， 以达到更有效的育种目的。
评价：目前分子标记辅助育种仍在处 于发展阶段，尚有很多问题需 要研究，但在动物育种中已有 成功的例子（如猪、鸡）。
范围 分 子 标 记 辅 助 育 种
原理：酶切、转膜、探针。
优点：1.共显性。 2.无年龄、组织特异性。 3.稳定、可靠。 4.基因组普遍存在。
缺点：1.操作烦琐、周期长、 工作量大。
2.用到放射性同位素。 3.需DNA量大。 4.多态信息含量低。
原理：随机引物、PCR扩增。
优点：1.简单易行。
遗传学第十二章遗传与发育课件.ppt
◇ 进一步的细胞分裂最终产生雌雄同体的 959个体细胞。
（二）细胞谱系示意图（lineage diagram）表明 每个体细胞的生活史
◇ 雌雄同体的C.elegans的完整的细胞谱系
（三） 卵孔（vulva）形成的遗传分析
1、 C.elegans的生殖系统
2、卵孔的发育方式： 细胞通过信号分子来改变其它细胞基因组
1、母体效应基因（maternal-effect genes)
◇ 母性效应基因编码转录因子、受体和调 节翻译的蛋白，在卵子发生（oogenesis） 中转录，产物由滋养层细胞合成并输送入 卵母细胞中，由细胞骨架瞄定在细胞质的 不同区域，沿前-后轴呈梯度（gradient） 分布。
◇ 母性效应基因产物的梯度起始胚胎发育, 突变研究指出，调节果蝇发育的母性效应 基因约40个。如：bicoid, nanos.
complex（ANTP-C）和 双胸复合体 Bithorax complex（BX-C）。
胚胎体节的划分确定后，同源异形基因负责确定每个体节的特征 结构。若发生突变，会使一个体节上长出另一个体节的特征结构，如 Pb基因的突变使触须变成腿和UbX突变成四翅果蝇。
同源异形基因的结构特点：
❖具有同源异形框。 ❖有多个启动子和转录起始点。 ❖有多个内含子。 ❖同源异形基因之间的相互排斥。
（二）早期胚胎发育 P376
1、配子发育与受精 精卵形成、受精信号
2、卵裂与囊胚形成 除哺乳动物以外，多数动物合子基因组暂时不表
达，即转录处于抑制状态。卵裂所需的物质主要来源 于受精前储存在卵细胞质中的母源性分子，包括 mRNA和蛋白质等，及其受精后的翻译产物。这些母 源性物质能够支持受精卵发育到囊胚期（Blastocyst )。 3、胚轴建立与图式形成 背腹轴(D-V)、前后轴(A-P)、左右轴。
（二）细胞谱系示意图（lineage diagram）表明 每个体细胞的生活史
◇ 雌雄同体的C.elegans的完整的细胞谱系
（三） 卵孔（vulva）形成的遗传分析
1、 C.elegans的生殖系统
2、卵孔的发育方式： 细胞通过信号分子来改变其它细胞基因组
1、母体效应基因（maternal-effect genes)
◇ 母性效应基因编码转录因子、受体和调 节翻译的蛋白，在卵子发生（oogenesis） 中转录，产物由滋养层细胞合成并输送入 卵母细胞中，由细胞骨架瞄定在细胞质的 不同区域，沿前-后轴呈梯度（gradient） 分布。
◇ 母性效应基因产物的梯度起始胚胎发育, 突变研究指出，调节果蝇发育的母性效应 基因约40个。如：bicoid, nanos.
complex（ANTP-C）和 双胸复合体 Bithorax complex（BX-C）。
胚胎体节的划分确定后，同源异形基因负责确定每个体节的特征 结构。若发生突变，会使一个体节上长出另一个体节的特征结构，如 Pb基因的突变使触须变成腿和UbX突变成四翅果蝇。
同源异形基因的结构特点：
❖具有同源异形框。 ❖有多个启动子和转录起始点。 ❖有多个内含子。 ❖同源异形基因之间的相互排斥。
（二）早期胚胎发育 P376
1、配子发育与受精 精卵形成、受精信号
2、卵裂与囊胚形成 除哺乳动物以外，多数动物合子基因组暂时不表
达，即转录处于抑制状态。卵裂所需的物质主要来源 于受精前储存在卵细胞质中的母源性分子，包括 mRNA和蛋白质等，及其受精后的翻译产物。这些母 源性物质能够支持受精卵发育到囊胚期（Blastocyst )。 3、胚轴建立与图式形成 背腹轴(D-V)、前后轴(A-P)、左右轴。
遗传学(全套课件752P)ppt课件
遗传学(全套课件752P)ppt课件目录•遗传学基本概念与原理•基因突变与修复•基因重组与染色体变异•遗传规律与遗传图谱分析•分子遗传学技术与应用•细胞遗传学技术与应用CONTENTSCHAPTER01遗传学基本概念与原理遗传学定义及研究领域遗传学定义研究生物遗传信息传递、表达和调控的科学。
研究领域包括基因结构、功能、表达调控，基因突变、重组、进化，以及遗传与发育、免疫、疾病等方面的关系。
遗传物质基础：DNA与RNADNA脱氧核糖核酸，是生物体主要的遗传物质，由碱基、磷酸和脱氧核糖组成。
RNA核糖核酸，在蛋白质合成过程中起重要作用，由碱基、磷酸和核糖组成。
遗传信息传递过程DNA复制在细胞分裂间期进行，以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
转录以DNA为模板合成RNA的过程，发生在细胞核或细胞质中。
翻译以mRNA为模板合成蛋白质的过程，发生在细胞质中的核糖体上。
基因表达调控机制基因表达基因携带的遗传信息通过转录、翻译等过程转变为具有生物活性的蛋白质分子的过程。
调控机制包括转录水平调控（如转录因子、启动子等）、转录后水平调控（如RNA剪接、修饰等）和翻译水平调控（如蛋白质磷酸化、去磷酸化等）。
这些调控机制使得生物体能够适应不同的环境条件并维持正常的生理功能。
CHAPTER02基因突变与修复点突变包括碱基替换、插入和缺失。
染色体畸变包括染色体结构变异和数目变异。
03生物因素如某些病毒和细菌。
01物理因素如紫外线、X 射线等。
02化学因素如亚硝酸、碱基类似物等。
直接修复切除修复重组修复SOS 修复DNA 损伤修复机制01020304针对某些特定类型的DNA 损伤，通过特定的酶直接进行修复。
通过核酸内切酶将损伤部位切除，再利用DNA 聚合酶和连接酶进行修复。
在复制过程中，当遇到无法直接修复的DNA 损伤时，可通过重组机制进行修复。
当DNA 受到严重损伤时，细胞会启动SOS 修复机制，通过易错复制方式快速完成复制过程。
遗传学PPTppt(共43张PPT)
一、雌雄配子的形成 高等动植物雌雄配子形成
图 1-14 高等动物性细胞形成过程
图 1-15 高等植物 雌雄配子 形成过程
二、植物授粉与受精
自花授粉：同一花朵或同株异花
授粉方式 异花授粉：不同植株间
受精：雄配子+雌配子 → 合子 精核(n)+卵细胞(n) →胚 (2n)
双受精 精核(n)+2极核(n) →胚乳(3n)
基因控制
细胞周期
第二类基因直接控制
细胞进入各个时期
（控制点-失控-肿瘤）
图 1-10 细胞周期的遗传控制
二、细胞无丝分裂与有丝分裂
细胞分裂
无丝分裂（直接） 有丝分裂
有丝分裂过程
前期
中期
后期
末期
DNA量 的变化
图 1-1 原核细胞的结构 非组蛋白：少量 多核细胞：核分裂、质不分裂 染色单体—1DNA+pro — 花粉直感（胚乳直感）：3n胚乳 与真核生物相比，原核生物的染色体要简单得多，其染色体通常只有一个核酸分子(DNA或RNA) 。 图1-17 种子植物的生活周期 保证染色体数目恒定性、物种相对 （由母体发育而来） 第一类基因主要控制 染色体组型分析（核型分析）：根据染色体长度、着丝粒位置、臂比、随体有无等特点，对各对同源染色体进行分类、编号，研究一个细胞的整套 染色体 细胞周期中的关键蛋 （1）染色质的基本结构 图 1-9 细胞有丝分裂周期 图 1-15 高等植物雌雄配子形成过程
图 1-5 人类染色体核型
三、 染色体分子结构
1、原核生物染色体
与真核生物相比，原核生物 的染色体要简单得多，其染 色体通常只有一个核酸分子 (DNA或RNA) 。
大肠杆菌的染色体
DNA分子伸展有1100µm长，细菌直径1－2µm
图 1-14 高等动物性细胞形成过程
图 1-15 高等植物 雌雄配子 形成过程
二、植物授粉与受精
自花授粉：同一花朵或同株异花
授粉方式 异花授粉：不同植株间
受精：雄配子+雌配子 → 合子 精核(n)+卵细胞(n) →胚 (2n)
双受精 精核(n)+2极核(n) →胚乳(3n)
基因控制
细胞周期
第二类基因直接控制
细胞进入各个时期
（控制点-失控-肿瘤）
图 1-10 细胞周期的遗传控制
二、细胞无丝分裂与有丝分裂
细胞分裂
无丝分裂（直接） 有丝分裂
有丝分裂过程
前期
中期
后期
末期
DNA量 的变化
图 1-1 原核细胞的结构 非组蛋白：少量 多核细胞：核分裂、质不分裂 染色单体—1DNA+pro — 花粉直感（胚乳直感）：3n胚乳 与真核生物相比，原核生物的染色体要简单得多，其染色体通常只有一个核酸分子(DNA或RNA) 。 图1-17 种子植物的生活周期 保证染色体数目恒定性、物种相对 （由母体发育而来） 第一类基因主要控制 染色体组型分析（核型分析）：根据染色体长度、着丝粒位置、臂比、随体有无等特点，对各对同源染色体进行分类、编号，研究一个细胞的整套 染色体 细胞周期中的关键蛋 （1）染色质的基本结构 图 1-9 细胞有丝分裂周期 图 1-15 高等植物雌雄配子形成过程
图 1-5 人类染色体核型
三、 染色体分子结构
1、原核生物染色体
与真核生物相比，原核生物 的染色体要简单得多，其染 色体通常只有一个核酸分子 (DNA或RNA) 。
大肠杆菌的染色体
DNA分子伸展有1100µm长，细菌直径1－2µm
遗传学--第一章-绪论-PPT课件
遗传学 第一章 绪论
第一章 绪论
第一节 什么是遗传学 （genetics）： 遗传学就是研究生物的遗传与变异的科学
世代间相似的现象就是“遗传” (heredity, inheritance) “ 种瓜得瓜，种豆得豆。”
生物个体间的差异叫做“变异”（variation） “一母生九子，九子各不同。”
2、微生物和生化遗传学时期遗传学 （1940-对 象从真核转到了原核，更为深入地研究了 基因的精细结构和生化功能。 重大成果有“一基因一酶”(Beadle and Tatum,1941)的建立．
遗传物质确定为DNA，而不是蛋白(Avery， 1944)；
双螺旋模型的建立(Watson和Crick 1953)以及中心法 则的提出(Crick，1958)。
Frankling and wilkins
分子遗传学时期。（1953-现在）
此期是遗传学发展的第三次高潮，可以说成果累累， 月新年异，而且趋向于应用，大大缩短了转化为生 产力的周期。
乳糖操纵子模型的建立(Jacob and Monod,1961)
青山衬托之下，是一片金灿灿 的中国水稻梯田。2002年4月5 日以中国梯田为封面的« Science»杂志以14页篇幅率先 发表了一个重大成果—中国人 独立完成的论文《水稻（籼稻） 基因组的工作框架序列》，显 示对中国科学家成就充分肯定。
第三节遗传学在国民经济中的作用 一、 遗传学与农牧业的关系 无论是农林还是畜牧水产业都是和国计民生
遗传学：研究遗传物质（基因）结构、 功能、 传递和表达规律。
遗传与变异的关系
遗传与变异现象在生物界普遍存在，是生命活 动的基本特征之一。
没有变异生物界就失去进化的素材，遗传只的 是简单的重复
第一章 绪论
第一节 什么是遗传学 （genetics）： 遗传学就是研究生物的遗传与变异的科学
世代间相似的现象就是“遗传” (heredity, inheritance) “ 种瓜得瓜，种豆得豆。”
生物个体间的差异叫做“变异”（variation） “一母生九子，九子各不同。”
2、微生物和生化遗传学时期遗传学 （1940-对 象从真核转到了原核，更为深入地研究了 基因的精细结构和生化功能。 重大成果有“一基因一酶”(Beadle and Tatum,1941)的建立．
遗传物质确定为DNA，而不是蛋白(Avery， 1944)；
双螺旋模型的建立(Watson和Crick 1953)以及中心法 则的提出(Crick，1958)。
Frankling and wilkins
分子遗传学时期。（1953-现在）
此期是遗传学发展的第三次高潮，可以说成果累累， 月新年异，而且趋向于应用，大大缩短了转化为生 产力的周期。
乳糖操纵子模型的建立(Jacob and Monod,1961)
青山衬托之下，是一片金灿灿 的中国水稻梯田。2002年4月5 日以中国梯田为封面的« Science»杂志以14页篇幅率先 发表了一个重大成果—中国人 独立完成的论文《水稻（籼稻） 基因组的工作框架序列》，显 示对中国科学家成就充分肯定。
第三节遗传学在国民经济中的作用 一、 遗传学与农牧业的关系 无论是农林还是畜牧水产业都是和国计民生
遗传学：研究遗传物质（基因）结构、 功能、 传递和表达规律。
遗传与变异的关系
遗传与变异现象在生物界普遍存在，是生命活 动的基本特征之一。
没有变异生物界就失去进化的素材，遗传只的 是简单的重复
实验动物模型—实验动物模型分类
析比较，从中获得有关材料。
实验动物学
自发性动物模型
一、自发性模型的定义
指不加任何人工诱发，在自然条件下动物自然产生 的疾病，或者由于基因突变的异常表现通过遗传育种保 留下来的动物疾病模型。该模型主要用于病因学研究。
自发性动物模型
二、自发性模型的优缺点
• 优点：减少了人为的因素，更接近自然的人类疾病。 在遗传性疾病、免疫缺陷病、肿瘤等的研究上得到了 广泛应用。
+寒冷共同作用产生的。
实验动物学
诱发性动物模型
四、常见的诱发性动物模型
• 肝硬化（大鼠）——四氯化碳 • 胆石症（豚鼠）——高脂肪、高胆固醇饲料 • 慢性胃炎（SPF小鼠、悉生仔猪）——幽门螺旋杆菌 • 高血脂及动脉粥样硬化——高脂肪、高胆固醇饲料 • 肾炎（兔）——鸡卵白蛋白 • 慢性支气管炎（小鼠）——化学物质（SO2、Cl2、NH3 ）、
实验动物模型—— 动物模型概述
实验动物学
动物模型的概念
动物模型：是指为阐明人类疾病的发生机理或 建立预防、诊断和治疗方法而制作的，具有人 类疾病模拟表现的实验动物。
实验动物学
动物模型的意义
1)人类的替难者，避免了在人身上进行 实验所带来的风险和危害 （外伤、中毒 、肿瘤）。
2)缩短研究周期，提供发病率低、潜伏 期长和病程长的疾病材料。
诱发性动物模型
一、诱发性模型的定义
通过使用物理、化学、生物等致病手段，人为地造 成动物组织、器官或全身形成类似某种人类疾病的动物 模型，在功能、代谢、形态结构上产生与人类疾病类似 的改变。
实验动物学
诱发性动物模型
二、诱发性模型的优缺点
优点：制作方法简便，实验条件可以人工控制，且重复 性好，从而可以在短期内获得大量疾病模型样品。主要 用于传染性疾病、免疫学、肿瘤学研究，以及药物筛选 和毒理学研究。
实验动物学
自发性动物模型
一、自发性模型的定义
指不加任何人工诱发，在自然条件下动物自然产生 的疾病，或者由于基因突变的异常表现通过遗传育种保 留下来的动物疾病模型。该模型主要用于病因学研究。
自发性动物模型
二、自发性模型的优缺点
• 优点：减少了人为的因素，更接近自然的人类疾病。 在遗传性疾病、免疫缺陷病、肿瘤等的研究上得到了 广泛应用。
+寒冷共同作用产生的。
实验动物学
诱发性动物模型
四、常见的诱发性动物模型
• 肝硬化（大鼠）——四氯化碳 • 胆石症（豚鼠）——高脂肪、高胆固醇饲料 • 慢性胃炎（SPF小鼠、悉生仔猪）——幽门螺旋杆菌 • 高血脂及动脉粥样硬化——高脂肪、高胆固醇饲料 • 肾炎（兔）——鸡卵白蛋白 • 慢性支气管炎（小鼠）——化学物质（SO2、Cl2、NH3 ）、
实验动物模型—— 动物模型概述
实验动物学
动物模型的概念
动物模型：是指为阐明人类疾病的发生机理或 建立预防、诊断和治疗方法而制作的，具有人 类疾病模拟表现的实验动物。
实验动物学
动物模型的意义
1)人类的替难者，避免了在人身上进行 实验所带来的风险和危害 （外伤、中毒 、肿瘤）。
2)缩短研究周期，提供发病率低、潜伏 期长和病程长的疾病材料。
诱发性动物模型
一、诱发性模型的定义
通过使用物理、化学、生物等致病手段，人为地造 成动物组织、器官或全身形成类似某种人类疾病的动物 模型，在功能、代谢、形态结构上产生与人类疾病类似 的改变。
实验动物学
诱发性动物模型
二、诱发性模型的优缺点
优点：制作方法简便，实验条件可以人工控制，且重复 性好，从而可以在短期内获得大量疾病模型样品。主要 用于传染性疾病、免疫学、肿瘤学研究，以及药物筛选 和毒理学研究。
动物模型的建立与应用
五、严重联合免疫缺陷小鼠（Severe combined immunodeficient mice，SCID）
1. 1983年由美国学者Bosma首先发现于C.B-17近交系小 鼠，位 于16号染色体的scid的单个隐性突变基因所致。
2. 纯合scid基因导致编码免疫球蛋白重链（IgH）和T细胞抗原 受体基因（TCR）V-D-J基因重排异常，抑制B细胞和T和T 细胞前体的正常分化，造成T、B淋巴细胞自身不能分化成特 异性功能淋巴细胞，
循环中免疫球蛋白减少或缺损
C.B-17小鼠是BALB/cAnIcr小鼠的同源近交系，差别在 于该小鼠携带了C57BL/ka小鼠的免疫球蛋白重链Igh-1b 等位基因.
C.B-17小鼠的遗传背景与BALB/cAnIcr基本相同，其H-2 抗原均为H-2d.
此外目前已有C3H-SCID等其他品系遗传背景的SCID小 鼠出现.
孤立动物模型 Orphan disease models
孤立动物模型是指某种疾病最初在一些动物身上发现并 被研究，但到目前为止在人类自身体内无法证实。包括：马 立克氏病（Marek’s disease）, 多发性乳头瘤（Papillomatosis）, 牛 海绵状脑病（bovine spongiform encephalopathy）, 绵羊脱髓鞘性 脑白质炎（Visna virus in sheep）, 猫白血病病毒感染（feline leukemia virus）。
医学动物模型的分类
按产生原因分类
诱发性动物疾病模型：是指通过使用物理、化学、生物等致病 手段，人为地造成动物组织、器官或全身形成人类疾病动物模 型，在功能、代谢、形态结构等方面有所改变，即人为地诱发 动物产生类似人类疾病模型。 主要用途：药理学、毒理学、免疫学、肿瘤和传染病等。
动物基因工程ppt课件
转基因细胞的核移植技术已经成为转基因动物生产 的主流方法。
精选ppt课件
7
2、从外源基因随机插入（或整合）到定点 整合的转变
转基因在基因组中的存在方式有两种，即 随机整合和定点整合。
为了达到外源基因的高效表达，在转基因 结构上增加了含有位点控制区（LCR）、核基 质附着区(MAR)等调控元件，可以实现插入位 点非依赖性、拷贝数相关的表达模式。LCR和 MAR的功能不受种属差异的限制，无论外源基 因插入什么位点，都能够维持一个开放的染色 体结构，有利于基因的表达。
精选ppt课件
42
胚胎干细胞基因转化法精选(引ppt自课件G1ick & Pasternak，1998)
43
判断是否是种系嵌合
首先用转基因嵌合体的小鼠与正常的小鼠交配， 对其后代进行检测，如果后代中有转基因个体出 现，证明为种系嵌合，然后将转基因杂合子个体 进行横交就会获得转基因纯合子和杂合子个体。 如果在后代中没能发现转基因纯合子，应注意是 否因为转基因的纯合造成了胚胎的早期死亡，无 法得到成活个体所致。
精选ppt课件
13
以山羊乳腺特性表达载体pBC1为例
精选ppt课件
14
2. 病毒载体
作为基因转移的病毒载体须具备以下 基本条件： 携带外源基因并能够包装成病毒颗粒 介导外源基因的转移与表达
对机体不致病
精选ppt课件
15
（1）腺病毒（adenovirus）
腺病毒作为转染载体有许多特点： • 基因组的重排率低 • 外源基因与病毒DNA重组后能遗传几个 周期 • 安全性好，不会整合到人的染色体上， 不导致肿瘤的发生 • 宿主范围广，对受体细胞是否处于分裂 期要求不高 • 外源基因在载体上容易高效表达
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7
2、从外源基因随机插入（或整合）到定点 整合的转变
转基因在基因组中的存在方式有两种，即 随机整合和定点整合。
为了达到外源基因的高效表达，在转基因 结构上增加了含有位点控制区（LCR）、核基 质附着区(MAR)等调控元件，可以实现插入位 点非依赖性、拷贝数相关的表达模式。LCR和 MAR的功能不受种属差异的限制，无论外源基 因插入什么位点，都能够维持一个开放的染色 体结构，有利于基因的表达。
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42
胚胎干细胞基因转化法精选(引ppt自课件G1ick & Pasternak，1998)
43
判断是否是种系嵌合
首先用转基因嵌合体的小鼠与正常的小鼠交配， 对其后代进行检测，如果后代中有转基因个体出 现，证明为种系嵌合，然后将转基因杂合子个体 进行横交就会获得转基因纯合子和杂合子个体。 如果在后代中没能发现转基因纯合子，应注意是 否因为转基因的纯合造成了胚胎的早期死亡，无 法得到成活个体所致。
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13
以山羊乳腺特性表达载体pBC1为例
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2. 病毒载体
作为基因转移的病毒载体须具备以下 基本条件： 携带外源基因并能够包装成病毒颗粒 介导外源基因的转移与表达
对机体不致病
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15
（1）腺病毒（adenovirus）
腺病毒作为转染载体有许多特点： • 基因组的重排率低 • 外源基因与病毒DNA重组后能遗传几个 周期 • 安全性好，不会整合到人的染色体上， 不导致肿瘤的发生 • 宿主范围广，对受体细胞是否处于分裂 期要求不高 • 外源基因在载体上容易高效表达
实验动物学第十三章遗传工程动物
1980年，Gordon等把HSV-tk的基因显微注射到小鼠受精卵的原核中，获得了 两只转基因小鼠，创建了显微注射转基因方法。
1982年Palmiter等将大鼠的生长素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠 的受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”。
1985年Smithies等首先在β球蛋白位点上进行基因打靶，获得基因敲除小鼠。 1987年英国Roslin研究所研制成功-抗胰蛋白酶转基因绵羊，乳汁中分泌-
5
遗传工程动物的定义 遗传工程动物（Genetically engineered Animals）
是指将外源基因或经改造的自身基因片段导入动物受精卵 或早期胚胎，使之稳定整合于宿主的染色体基因组内，并 能遗传给后代的一类动物。
遗传工程动物亦有称为基因修饰动物（Gene modified animals)。
遗传背景对基因敲除小鼠的表型影响很大。目前大多数敲 除基因都导入到C57BL/6小鼠中。此时任何遗传背景对基 因表达的影响将可通过与正常C57BL/6小鼠的比较而得到 控制。
表达的组织 各种组织 乳腺 乳腺 肝脏 心脏
12
用内切酶将基因 片段切下来备用
13
2.动物的准备 1）供受精卵雌鼠：提供受精卵用于显微注射 2）正常雄鼠：与供受精卵雌鼠交配产生受精卵 3）受体（假孕）雌鼠：显微注射后胚胎的移植受
体。为了使子宫内膜变化与胚胎着床同步，需 要与结扎雄鼠交配 4）结扎雄鼠：因输精管结扎，不会排精。与雌鼠 交配，产生受体（假孕）雌鼠，不会受孕，但 可使雌鼠黄体活化，维持妊娠状态。
21
（二）用逆转录病毒法制备转基因动物基本步骤
构建病毒载体
转染包装细胞
表达gag, pol, env 细胞
胚胎移植
1982年Palmiter等将大鼠的生长素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠 的受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”。
1985年Smithies等首先在β球蛋白位点上进行基因打靶，获得基因敲除小鼠。 1987年英国Roslin研究所研制成功-抗胰蛋白酶转基因绵羊，乳汁中分泌-
5
遗传工程动物的定义 遗传工程动物（Genetically engineered Animals）
是指将外源基因或经改造的自身基因片段导入动物受精卵 或早期胚胎，使之稳定整合于宿主的染色体基因组内，并 能遗传给后代的一类动物。
遗传工程动物亦有称为基因修饰动物（Gene modified animals)。
遗传背景对基因敲除小鼠的表型影响很大。目前大多数敲 除基因都导入到C57BL/6小鼠中。此时任何遗传背景对基 因表达的影响将可通过与正常C57BL/6小鼠的比较而得到 控制。
表达的组织 各种组织 乳腺 乳腺 肝脏 心脏
12
用内切酶将基因 片段切下来备用
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2.动物的准备 1）供受精卵雌鼠：提供受精卵用于显微注射 2）正常雄鼠：与供受精卵雌鼠交配产生受精卵 3）受体（假孕）雌鼠：显微注射后胚胎的移植受
体。为了使子宫内膜变化与胚胎着床同步，需 要与结扎雄鼠交配 4）结扎雄鼠：因输精管结扎，不会排精。与雌鼠 交配，产生受体（假孕）雌鼠，不会受孕，但 可使雌鼠黄体活化，维持妊娠状态。
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（二）用逆转录病毒法制备转基因动物基本步骤
构建病毒载体
转染包装细胞
表达gag, pol, env 细胞
胚胎移植
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第十三章
遗传修饰动物模型
13.12.2020
ppt课件
1
第一节转基因动物的概念及其发展简史
转基因动物(transgenic animal)： 是指基因组中整合有外源基因、外源基因 能够表达并按孟德尔定律遗传的一类动物。 转基因(transgene)： 将外源基因整合入动物基因组中的操作。 嵌合体动物(chimera)：
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6
• 1、第一例嵌合体小鼠
• 1974年最早把猿猴病毒40(SV40)注入小鼠囊胚腔中得到部分 组织中含有SV40DNA的嵌合体小鼠。但无任何表型改变。
• 2、第一个转基因小鼠系
• 1976年建立了世界上第一个转基因小鼠系，这些小鼠基因 组中插人了莫氏白血病病毒基因。他们是运用反转录病毒与小 鼠卵裂球共培养把外源DNA插入到小鼠的基因组中。
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4
第一节转基因动物的概念及其发展简史
• 转基因技术是在基因工程和胚胎工程的基础 上发展起来的
• 1961年，Tarkowski等将小鼠卵裂期不同品系 的胚胎细胞融合后，形成了嵌合体小鼠；
• 1974年，Jaenisch和Mintz将SV40DNA注射入 小鼠囊胚中，在小鼠的体细胞检测到病毒 DNA序列；
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17
• 目前已在下列动物的乳汁中生产出一些人类蛋白质药 物：
• 牛：抗凝血酶、纤维蛋白原、人血清白蛋白、胶原蛋 白、乳铁蛋白、糖基转移酶、蛋白C等；
• 山羊：抗凝血酶原、抗胰蛋白酶、血清白蛋白、组织 纤溶原激活因子、单克隆抗体等；
• 绵羊：抗胰蛋白酶、凝血因子Ⅸ、蛋白C；
部分组织中整合有外源基因的动物。
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2
第一节转基因动物的概念及其发展简史
转基因的三个层次： 细菌转基因 离体真核细胞转基因 生物转基因
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3
第一节转基因动物的概念及其发展简史
人类疾病动物模型(Animal models of human diseases)是指在医学研究中，在动物 身上建立，或形成类似人类疾病动物。通过动 物模型直接，或间接反映疾病的发生和发展过 程，在了解疾病的基础上开创和改进、优化疾 病的治疗。
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13
• 2010年，FDA批准转基因鲑鱼
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14
第一节转基因动物的概念及其发展简史
转基因动物的意义：
基因的整体功能的阐明只有在活体内通过 整体动物的研究才能达到；
转基因动物是生物医学研究、新药开发、 毒理学、安全性评价的重要工具。
转基因动物用途：
7、转YAC的转基因小鼠
近10年内，陆续出现用全长酵母人工染色体（YAC） DNA来产生转基因小鼠。
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11
• 东北农业大学－国内首例绿色荧光蛋白“转基因” 克隆猪
• 绿色荧光蛋白－猪胎儿成纤维细胞－克隆
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12
• 1987年，世界上第一只商业化转基因绵羊 在英国著名的罗斯林研究所诞生。转基因 母羊的乳汁中可以分泌α-抗胰蛋白酶。
• 1980年，Gordon首次将重组的DNA注射到 小鼠体细胞中；
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
1982年，Palmiter将金属巯基(MTI)基因启 动子控制的大鼠生长激素基因转入侏儒小 鼠的受精卵，得到的7只转基因鼠中，有6 只生长明显加快，体重远大于正常对照， 被称为“超级小鼠”(Supermice)。 82年以后，转基因技术得到了大力的推广 和研究，至今已制备出小鼠、大鼠、鸡、 兔、猪、羊、鱼等转基因品系。
• 猪：凝血因子Ⅸ、蛋白C、纤维蛋白原、血红蛋白。
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18
第二节 研制转基因动物的基本步骤
1.转基因载体的构建
2.将外源基因引入受体胚胎
3.通过胚胎移植和基因型鉴定获得携带 外源基因的转基因动物
4.通过转基因动物的表型分析研究外源 基因的功能
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• 5、转基因家畜的产生转基因家兔、绵羊和
猪(Hammer等，1985)、牛(Bondioli等，
1988)和山羊(Ebert等，1991)等相继出世。
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6、利用转基因生产重组蛋白
1987年，Simons等在转基因小鼠的乳汁中得到绵羊的 β-球蛋白，1988年，该研究小组又从转基因绵羊的乳汁 中得到了α-抗胰蛋白酶。目前，已有数十种蛋白实现了转 基因生产。
（l）疾病型转基因动物；（2）利用转基 因动物制药；（3）动物改良型；（4）基 础生物学研究
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• （l）疾病型转基因动物
• 替代： – 避免了人体实验造成的风险和伦理问题。 –潜伏期长，病程长和发病率低的疾病
• 可控： – 品系，感染病原体 – 实验环境
• 方便： – 样品收集 – 结果分析容易（统计）；
• 人畜共患病比较，研究疾病机理
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• （2）利用转基因动物制药：
• 生物反应器重组蛋白药物
• 欧洲医药评价署人用医药产品委成的抗血栓药物Atryn（抗
凝血酶）上市
• 目前世界上还有利用转基因绵羊、牛和兔乳腺生物反应器 生产的人α-抗胰蛋白酶（抗蛋白酶缺乏性肺气肿药物）、 重组组织血纤维蛋白溶酶原激活剂（抗栓药）和人C1抑 制剂（治疗血管神经性水肿的药物）等重组蛋白药物也已 经完成或进入临床Ⅲ期试验，特别是治疗性抗体药物，发 展潜力更大。
• 3、第一例显微注射法产生转基因小鼠
• 1980年，Gordn等把SV40DNA显微注射到小鼠受精卵的 原核中，获得了两只转基因小鼠，创建了显微注射转基因方法。
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• 4、“超级鼠” 1982年，Palmiter和 Brinster用此方法把大鼠的生长激素基因 导入小鼠受精卵，获得了成年体重是对照 组小鼠2倍的“超级鼠”，首先证明外源基 因可在受体中表达，并且表达产物具有生 物活性。
遗传修饰动物模型
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
转基因动物(transgenic animal)： 是指基因组中整合有外源基因、外源基因 能够表达并按孟德尔定律遗传的一类动物。 转基因(transgene)： 将外源基因整合入动物基因组中的操作。 嵌合体动物(chimera)：
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• 1、第一例嵌合体小鼠
• 1974年最早把猿猴病毒40(SV40)注入小鼠囊胚腔中得到部分 组织中含有SV40DNA的嵌合体小鼠。但无任何表型改变。
• 2、第一个转基因小鼠系
• 1976年建立了世界上第一个转基因小鼠系，这些小鼠基因 组中插人了莫氏白血病病毒基因。他们是运用反转录病毒与小 鼠卵裂球共培养把外源DNA插入到小鼠的基因组中。
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
• 转基因技术是在基因工程和胚胎工程的基础 上发展起来的
• 1961年，Tarkowski等将小鼠卵裂期不同品系 的胚胎细胞融合后，形成了嵌合体小鼠；
• 1974年，Jaenisch和Mintz将SV40DNA注射入 小鼠囊胚中，在小鼠的体细胞检测到病毒 DNA序列；
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• 目前已在下列动物的乳汁中生产出一些人类蛋白质药 物：
• 牛：抗凝血酶、纤维蛋白原、人血清白蛋白、胶原蛋 白、乳铁蛋白、糖基转移酶、蛋白C等；
• 山羊：抗凝血酶原、抗胰蛋白酶、血清白蛋白、组织 纤溶原激活因子、单克隆抗体等；
• 绵羊：抗胰蛋白酶、凝血因子Ⅸ、蛋白C；
部分组织中整合有外源基因的动物。
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
转基因的三个层次： 细菌转基因 离体真核细胞转基因 生物转基因
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
人类疾病动物模型(Animal models of human diseases)是指在医学研究中，在动物 身上建立，或形成类似人类疾病动物。通过动 物模型直接，或间接反映疾病的发生和发展过 程，在了解疾病的基础上开创和改进、优化疾 病的治疗。
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• 2010年，FDA批准转基因鲑鱼
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
转基因动物的意义：
基因的整体功能的阐明只有在活体内通过 整体动物的研究才能达到；
转基因动物是生物医学研究、新药开发、 毒理学、安全性评价的重要工具。
转基因动物用途：
7、转YAC的转基因小鼠
近10年内，陆续出现用全长酵母人工染色体（YAC） DNA来产生转基因小鼠。
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11
• 东北农业大学－国内首例绿色荧光蛋白“转基因” 克隆猪
• 绿色荧光蛋白－猪胎儿成纤维细胞－克隆
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• 1987年，世界上第一只商业化转基因绵羊 在英国著名的罗斯林研究所诞生。转基因 母羊的乳汁中可以分泌α-抗胰蛋白酶。
• 1980年，Gordon首次将重组的DNA注射到 小鼠体细胞中；
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
1982年，Palmiter将金属巯基(MTI)基因启 动子控制的大鼠生长激素基因转入侏儒小 鼠的受精卵，得到的7只转基因鼠中，有6 只生长明显加快，体重远大于正常对照， 被称为“超级小鼠”(Supermice)。 82年以后，转基因技术得到了大力的推广 和研究，至今已制备出小鼠、大鼠、鸡、 兔、猪、羊、鱼等转基因品系。
• 猪：凝血因子Ⅸ、蛋白C、纤维蛋白原、血红蛋白。
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第二节 研制转基因动物的基本步骤
1.转基因载体的构建
2.将外源基因引入受体胚胎
3.通过胚胎移植和基因型鉴定获得携带 外源基因的转基因动物
4.通过转基因动物的表型分析研究外源 基因的功能
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• 5、转基因家畜的产生转基因家兔、绵羊和
猪(Hammer等，1985)、牛(Bondioli等，
1988)和山羊(Ebert等，1991)等相继出世。
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6、利用转基因生产重组蛋白
1987年，Simons等在转基因小鼠的乳汁中得到绵羊的 β-球蛋白，1988年，该研究小组又从转基因绵羊的乳汁 中得到了α-抗胰蛋白酶。目前，已有数十种蛋白实现了转 基因生产。
（l）疾病型转基因动物；（2）利用转基 因动物制药；（3）动物改良型；（4）基 础生物学研究
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• （l）疾病型转基因动物
• 替代： – 避免了人体实验造成的风险和伦理问题。 –潜伏期长，病程长和发病率低的疾病
• 可控： – 品系，感染病原体 – 实验环境
• 方便： – 样品收集 – 结果分析容易（统计）；
• 人畜共患病比较，研究疾病机理
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• （2）利用转基因动物制药：
• 生物反应器重组蛋白药物
• 欧洲医药评价署人用医药产品委成的抗血栓药物Atryn（抗
凝血酶）上市
• 目前世界上还有利用转基因绵羊、牛和兔乳腺生物反应器 生产的人α-抗胰蛋白酶（抗蛋白酶缺乏性肺气肿药物）、 重组组织血纤维蛋白溶酶原激活剂（抗栓药）和人C1抑 制剂（治疗血管神经性水肿的药物）等重组蛋白药物也已 经完成或进入临床Ⅲ期试验，特别是治疗性抗体药物，发 展潜力更大。
• 3、第一例显微注射法产生转基因小鼠
• 1980年，Gordn等把SV40DNA显微注射到小鼠受精卵的 原核中，获得了两只转基因小鼠，创建了显微注射转基因方法。
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• 4、“超级鼠” 1982年，Palmiter和 Brinster用此方法把大鼠的生长激素基因 导入小鼠受精卵，获得了成年体重是对照 组小鼠2倍的“超级鼠”，首先证明外源基 因可在受体中表达，并且表达产物具有生 物活性。