遗传修饰动物模型 ppt课件
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《动物基因工程》课件
基因工程可以帮助提高动 物的抗病性和生产效率， 促进农业可持续发展。
动物基因工程面临的挑战
技术难度
动物基因工程涉及到复杂 的生物学和遗传学知识， 技术难度较大。
伦理和法律问题
动物基因工程涉及到伦理 和法律问题，需要制定相 应的法规和伦理规范。
社会接受度
动物基因工程需要得到社 会的广泛接受和支持，需 要加强宣传和教育。
增强农业生产力
动物基因工程可以提 高农业生产效率，保 障粮食安全。
THANKS
感谢观看
生态平衡维护
基因工程动物释放到环境中可能对生态平衡产生影响，引发伦理考 量。
基因歧视
基因工程动物可能引发对某些人群的基因歧视，需要关注平等和公正 的伦理原则。
国际动物基因工程法规
《关于转基因生物安全性的准则》
联合国粮食及农业组织与世界卫生组织共同制定的国际法规，旨在确保转基因生物的安全使用 和释放。
常见的基因修饰动物包括基因敲入动物、基因 敲除与敲入相结合的动物、条件性基因敲除动 物等。
基因修饰动物制备过程中需要关注基因修饰位 点的选择、修饰效率、表型变化等多个因素， 以确保基因修饰动物的制备成功和实验效果。
04
动物基因工程伦理与法规
动物基因工程伦理问题
动物权益保护
基因工程对动物福利的影响，如疼痛、疾病和死亡在实验过程中所 涉及的伦理问题。
福利。
动物基因表达调控
1 2
基因表达调控机制
包括转录水平调控、转录后水平调控和翻译水平 调控等。
调控方式
包括DNA甲基化、组蛋白修饰、miRNA调节等 。
3
调控的意义
通过调控基因表达，可以影响动物的生长发育、 生理功能和行为表现等。
动物基因工程面临的挑战
技术难度
动物基因工程涉及到复杂 的生物学和遗传学知识， 技术难度较大。
伦理和法律问题
动物基因工程涉及到伦理 和法律问题，需要制定相 应的法规和伦理规范。
社会接受度
动物基因工程需要得到社 会的广泛接受和支持，需 要加强宣传和教育。
增强农业生产力
动物基因工程可以提 高农业生产效率，保 障粮食安全。
THANKS
感谢观看
生态平衡维护
基因工程动物释放到环境中可能对生态平衡产生影响，引发伦理考 量。
基因歧视
基因工程动物可能引发对某些人群的基因歧视，需要关注平等和公正 的伦理原则。
国际动物基因工程法规
《关于转基因生物安全性的准则》
联合国粮食及农业组织与世界卫生组织共同制定的国际法规，旨在确保转基因生物的安全使用 和释放。
常见的基因修饰动物包括基因敲入动物、基因 敲除与敲入相结合的动物、条件性基因敲除动 物等。
基因修饰动物制备过程中需要关注基因修饰位 点的选择、修饰效率、表型变化等多个因素， 以确保基因修饰动物的制备成功和实验效果。
04
动物基因工程伦理与法规
动物基因工程伦理问题
动物权益保护
基因工程对动物福利的影响，如疼痛、疾病和死亡在实验过程中所 涉及的伦理问题。
福利。
动物基因表达调控
1 2
基因表达调控机制
包括转录水平调控、转录后水平调控和翻译水平 调控等。
调控方式
包括DNA甲基化、组蛋白修饰、miRNA调节等 。
3
调控的意义
通过调控基因表达，可以影响动物的生长发育、 生理功能和行为表现等。
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
动物分子遗传育种学(第1章)PPT课件
辅助选择育种
利用分子标记技术，对个体的遗传特 性进行快速、准确的鉴定，进而选择 具有优良性状的个体进行繁殖和育种。
05
动物分子遗传育种的应用
动物生产性能的改良
01
02
03
生长速度和肉质
通过分子遗传育种技术， 可以改良动物的生长速度 和肉质，提高养殖效益。
饲料转化率
通过基因编辑技术，可以 改良动物的消化系统，提 高饲料转化率，降低养殖 成本。
繁殖性能
通过基因编辑技术，可以 改良动物的繁殖性能，提 高繁殖率，加速品种改良。
动物抗病性的提高
抗病基因的筛选
通过基因组学和生物信息 学技术，可以筛选出抗病 基因，提高动物的抗病性。
免疫系统的优化
通过基因编辑技术，可以 优化动物的免疫系统，提 高动物对疾病的抵抗力。
抗病表型的鉴定
通过表型组学技术，可以 鉴定出抗病表型，为抗病 育种提供依据。
基因表达与调控
转录
转录是指以DNA为模板合成RNA 的过程，是基因表达的第一步。
翻译
翻译是指以RNA为模板合成蛋白质 的过程，是基因表达的第二步。
表观遗传学
表观遗传学研究基因表达的调控机 制，包括DNA甲基化、组蛋白修饰 等，这些机制可影响基因的表达水 平。
03
动物育种学基础
动物育种的目标与方法
智能化育种
随着基因组编辑技术的不断进步，动物分 子遗传育种将更加精准高效，能够实现特 定性状的快速改良。
借助大数据和人工智能技术，实现育种过 程的智能化，提高育种效率和准确性。
生物信息学应用
生态友好型育种
利用生物信息学手段，解析动物基因组结 构和功能，为育种提供更加全面的理论支 持。
注重生态环境的保护，发展环境友好型的 育种方法和技术，降低对环境的负面影响 。
利用分子标记技术，对个体的遗传特 性进行快速、准确的鉴定，进而选择 具有优良性状的个体进行繁殖和育种。
05
动物分子遗传育种的应用
动物生产性能的改良
01
02
03
生长速度和肉质
通过分子遗传育种技术， 可以改良动物的生长速度 和肉质，提高养殖效益。
饲料转化率
通过基因编辑技术，可以 改良动物的消化系统，提 高饲料转化率，降低养殖 成本。
繁殖性能
通过基因编辑技术，可以 改良动物的繁殖性能，提 高繁殖率，加速品种改良。
动物抗病性的提高
抗病基因的筛选
通过基因组学和生物信息 学技术，可以筛选出抗病 基因，提高动物的抗病性。
免疫系统的优化
通过基因编辑技术，可以 优化动物的免疫系统，提 高动物对疾病的抵抗力。
抗病表型的鉴定
通过表型组学技术，可以 鉴定出抗病表型，为抗病 育种提供依据。
基因表达与调控
转录
转录是指以DNA为模板合成RNA 的过程，是基因表达的第一步。
翻译
翻译是指以RNA为模板合成蛋白质 的过程，是基因表达的第二步。
表观遗传学
表观遗传学研究基因表达的调控机 制，包括DNA甲基化、组蛋白修饰 等，这些机制可影响基因的表达水 平。
03
动物育种学基础
动物育种的目标与方法
智能化育种
随着基因组编辑技术的不断进步，动物分 子遗传育种将更加精准高效，能够实现特 定性状的快速改良。
借助大数据和人工智能技术，实现育种过 程的智能化，提高育种效率和准确性。
生物信息学应用
生态友好型育种
利用生物信息学手段，解析动物基因组结 构和功能，为育种提供更加全面的理论支 持。
注重生态环境的保护，发展环境友好型的 育种方法和技术，降低对环境的负面影响 。
第十一章遗传工程动物模型
2010-9-1 2
模式动物
在过去一个世纪的研究中，小鼠的基因组改 在过去一个世纪的研究中， 造技术成熟， 造技术成熟，且生理生化和发育过程和人类 相似，基因组和人类99 同源， 99％ 相似，基因组和人类99％同源，所以人类疾 病的小鼠模型基本上可以真实模拟人类疾病 的发病过程及对药物的反应； 的发病过程及对药物的反应；小鼠作为遗传 学研究材料的另一优势还在于其基因组计划 已基本完成。 已基本完成。 遗传工程小鼠模型是基因功能、人类疾病发 遗传工程小鼠模型是基因功能、 病机制及新药研究开发的最重要的模式生物 之一。 之一。
2010-9-1
5
显微注射转基因动物
在建立遗传工程模型的众多方法中,显微注射法 在建立遗传工程模型的众多方法中, 是目前国际上公认的制备转基因动物模型的首选。 是目前国际上公认的制备转基因动物模型的首选。 1980--1981年产生 转基因动物自1980--1981年产生后，迅速发展。 转基因动物自1980--1981年产生后 迅速发展。 它克服了物种之间的生殖隔离， 它克服了物种之间的生殖隔离，实现了动物物种 之间遗传物质的交换和重组， 之间遗传物质的交换和重组，这不仅为遗传物质 的研究提供了新的手段，丰富了物种的基因库， 的研究提供了新的手段，丰富了物种的基因库， 也扩大了生命科学的视野，现已广泛应用于医药、 也扩大了生命科学的视野，现已广泛应用于医药、 农业及生物学领域。 农业及生物学领域。
2010-9-1
4
遗传工程动物模型
目前获得遗传工程动物模型的技术手段： 目前获得遗传工程动物模型的技术手段： 显微注射转基因技术——将外源性基因或DNA片 将外源性基因或DNA 1. 显微注射转基因技术 将外源性基因或DNA片 段插入动物基因组获得转基因动物的方法。 段插入动物基因组获得转基因动物的方法。 基因定位突变技术——包括基因剔除、基因插 包括基因剔除、 2. 基因定位突变技术 包括基因剔除 入和其他一些操作。 入和其他一些操作。 化学或放射诱变技术——造成DNA序列碱基改变 造成DNA 3. 化学或放射诱变技术 造成DNA序列碱基改变 并可通过复制而遗传的化学或物理方法。 并可通过复制而遗传的化学或物理方法。
模式动物
在过去一个世纪的研究中，小鼠的基因组改 在过去一个世纪的研究中， 造技术成熟， 造技术成熟，且生理生化和发育过程和人类 相似，基因组和人类99 同源， 99％ 相似，基因组和人类99％同源，所以人类疾 病的小鼠模型基本上可以真实模拟人类疾病 的发病过程及对药物的反应； 的发病过程及对药物的反应；小鼠作为遗传 学研究材料的另一优势还在于其基因组计划 已基本完成。 已基本完成。 遗传工程小鼠模型是基因功能、人类疾病发 遗传工程小鼠模型是基因功能、 病机制及新药研究开发的最重要的模式生物 之一。 之一。
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显微注射转基因动物
在建立遗传工程模型的众多方法中,显微注射法 在建立遗传工程模型的众多方法中, 是目前国际上公认的制备转基因动物模型的首选。 是目前国际上公认的制备转基因动物模型的首选。 1980--1981年产生 转基因动物自1980--1981年产生后，迅速发展。 转基因动物自1980--1981年产生后 迅速发展。 它克服了物种之间的生殖隔离， 它克服了物种之间的生殖隔离，实现了动物物种 之间遗传物质的交换和重组， 之间遗传物质的交换和重组，这不仅为遗传物质 的研究提供了新的手段，丰富了物种的基因库， 的研究提供了新的手段，丰富了物种的基因库， 也扩大了生命科学的视野，现已广泛应用于医药、 也扩大了生命科学的视野，现已广泛应用于医药、 农业及生物学领域。 农业及生物学领域。
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遗传工程动物模型
目前获得遗传工程动物模型的技术手段： 目前获得遗传工程动物模型的技术手段： 显微注射转基因技术——将外源性基因或DNA片 将外源性基因或DNA 1. 显微注射转基因技术 将外源性基因或DNA片 段插入动物基因组获得转基因动物的方法。 段插入动物基因组获得转基因动物的方法。 基因定位突变技术——包括基因剔除、基因插 包括基因剔除、 2. 基因定位突变技术 包括基因剔除 入和其他一些操作。 入和其他一些操作。 化学或放射诱变技术——造成DNA序列碱基改变 造成DNA 3. 化学或放射诱变技术 造成DNA序列碱基改变 并可通过复制而遗传的化学或物理方法。 并可通过复制而遗传的化学或物理方法。
动物模型 PPT课件
三、呼吸系统疾病动物模型 1.慢性支管炎动物模型：大鼠、豚鼠和猴吸入刺激性气体（二氧化碳、氯、氨气）
猪粘膜下腺体与人类很相似，是复制人慢性支气管炎合适 的动物 2.哮喘动物模型 豚鼠腹腔注射百日咳疫苗，吸入5％卵蛋白溶液
3.肺气肿动物模型
兔静脉注射木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、败血酶、胰蛋白酶 等。
四、心血管系统疾病动物模型 1.动脉粥样硬化 田鼠、地鼠不能用于制备动脉粥样硬化动物模型 兔：高胆固醇饲料喂养 鸡：胆固醇、猪油 小鼠：胆固醇、猪油 2.高血压动物模型
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，即人为地
诱发动物产生类似人类疾病模型。
自发性动物模型：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。其中包括近交系 的肿瘤疾病模型和突变系的遗传性疾病模型。突变系的 遗传性疾病很多，可分为代谢性疾病、分子性疾病、特
验条件易于控制等。
（四）常见肿瘤的动物模型 1.肺癌
（1）二乙基亚硝胺（DEN）诱发小鼠肺癌模型：每周皮
皮下注射1％DEN水溶液一次。观察时间为100d左右。其发 生率约40％。若将DEN总剂量增到1176mg时，半年诱发 率可达90％以上。 （2）乌拉坦诱发肺多发性肿瘤模型：腹腔注射10％乌拉
坦生理盐水液0.1ml～0.3ml，间隔3～5d，共注射2～3个
一、肿瘤动物模型
自发性肿瘤动物模型
诱发性肿瘤动物模型 移植性肿瘤动物模型
(一）自发性肿瘤动物模型：实验动物 未经任何有意识的人工处置，在自然情 况下发生肿瘤所形成的模型。 多来自于近交系动物。
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。
遗传工程动物 (2)ppt课件
显微注射法制备 转基因动物
显微注射法的优缺点
优点： •方法经典，简便、可靠 缺点： •显微注射的整合率低，只有5%。 •只能加入基因，不能剔除或原位修饰。 •整合是随机的，由于插入位点的关系，转基因表达有不确定性，有 的高，有的低。 •由于是随机整合，可能破坏重要的内源性DNA序列或激活细胞的致 癌基因。 •用原核显微注射产生的转基因动物常常是嵌合体，即并不是所有细 胞都整合有外源基因。 •不能在胚胎早期确定性别。
Protein
2. 编码RNA：DNA
rRNA & tRNA
3. 调控序列
• 基因组（Genome）：储存有生物体内全部遗传信息的全 套染色体，称之为基因组。
• 外源基因（Foreign gene or Transgene）：外来的、非 自身基因成分。
• 基因型： 生物所具有的基因成分，叫基因型（Genotype)
• 表现型： 生物所显示的遗传性状，叫表现型（Phenotype)
• 纯合子： 一对等位基因彼此相同，叫纯合子（Homozygote)
• 杂合子： 一对等位基因彼此不同，叫杂合子（Heterozygote)
• 半合子： 一条染色体上增加了一个外源基因，叫半合子 （Semizygote)
• 外源基因构件（construct）:将外源基因片段 通过分子生物学的方法组合起来，以达到设计 的目的。这种重组的DNA片段称为外源基因构件。
（二）步骤
1.制备外源目的基因构件
•外源基因构件必须包括：启动子、外源基因编码区、 Poly A（终止）信号
•启动子的组织特异性决定了外源基因表达的时空特异性：
启动子 CMV WAP β-Lactoglobulin Albumin enhancer α myosin heavy chain
高中生物《遗传的分子生物模型》PPT课件
DNA半不连续的复制
半保留复制的机制 视频
评价应用
D 3.下列有关图示生理过程的描述，错误的是（ ）
A. 甲、乙、丙三个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成 B. 甲、乙、丙三个过程中只有一个过程能在胰岛β细胞核内 进行 C. 图乙表示翻译，通过多个核糖体的工作，细胞可在短时 间内合成多条肽链 D. 图甲表示DNA的复制，通过增加复制起始点，细胞可在 短时间内复制出大量的DNA
• 评价应用：
假说演绎法：探究DNA复制过程
原理：放射性同位素15N标记大肠杆菌的全部DNA，然后
转入14NHCl为唯一氮源的培养液中培养，分别取不同亲分代裂： 次数的细菌，并分离DNA做密度梯度超速离心和分析重。带
活动1：运用假说演绎法探究DNA复制过程，说出DNA分 子复制的方式。
1、提出问题 学 2、做出假设 案 3、演绎推理
应用：聚合酶链式反应（PCR）
• 原理：根据生物体DNA的复制原理在体外合成DNA。PCR需要 DNA单链模板，引物、TaqDNA聚合酶、dNTP以及缓冲体系。通过 三个步骤（变性、退火、延伸）的循环实现目的基因的扩增。
• 活动3：模拟PCR实验模型
思考 1、引物的设计选择（引物1、引物2） 2、模拟PCR的循环，如何获得目的基因片段？
1.DNA 双螺旋结构模型 2.DNA半保留复制模型 3.细胞分裂的模型
4.转录的模型 5.翻译的模型
活动3思：考模：拟DD能子NN催AA链化聚新d的合链N形酶从TP不头成加能合入过催成核程化，苷只酸
1、DNA链聚的3合'-O酶H的末移端。动因方而向复？ 2、 DN制A之聚初合需酶要催一化段R的N反A引应 （比较D物N的A3’连- O接H酶端为）起？点， 3、两条合子成链5’的→3合’方成向方的式新？链。
动物模型的建立与应用1动物模型概述 ppt课件
临床上对外伤、中毒等研究不可能在人体重复进行，科 学数据绝不能通过使人遭受损害而获得和收集。 难于研究发病率低、潜伏期长和病程长的疾病。 人类本身的疾病十分复杂，病人的年龄、性别、体质、 遗传、甚至是社会因素都对疾病的发生发展产生影响。 采集样品、组织标本十分困难。 新的治疗药物的发现、研制；新的治疗手段的测试。
生物医学研究的“诱发性动物模型” ：1865年，法国生理学家克劳德·伯纳 德（Claude Bernard）出版：医学实验研究指南（Introduction to Study of Experimental Medicine）。开始提出动物实验研究的一些原则和标准， 并引领了应用化学和物理的方法诱发动物疾病模型的研究。
建立人类疾病的动物模型，就可以将那些在人身上无 法进行的试验在动物身上实现，进而再推用到人类，从而 推动了医学的发展。动物模型对医学的发展起着无可非议 的推动作用，这可追溯到血液循环机理的阐明、麻醉药物 的运用，以及细菌、病毒的首次发现。近代医学中，单克 隆抗体的制备、器官移植的成功、“试管婴儿”的诞生等 等，都是首先从动物模型起步的。
“疾病的微生物学说”：法国的路易斯·巴斯德和德国的罗伯特·科赫向医学领 域引入了特异性的概念和“疾病的微生物学说” ，进一步建立和推广了动物 实验研究和应用。科赫对霍乱和结核的研究进一步促进了“动物模型”在感染 性疾病的应用。
动物模型的重要性
人类疾病的发生、发展是十分错综复杂的，以人本身为实 验对象而进行临床研究束服了医学的发展，因为有些临床试验， 在时间和空间上存在着局限性，而有些试验在道义上和方法学 上行不同。
“动物模型”最常用于模拟人类。研究的焦点不是所 用动物的情况，而是这一动物生理学表现针对我们人类 或其他动物种类的类推。因此，在这种情况下称“人类 模型”将会更正确。“实验动物科学”和“动物实验” 所涉略的人类确实比任何其他“动物”种类多得多。 “动物模型”最常用于疾病研究。动物模型可用来 模拟生物学、行为学或病理学过程，但是，大多数实验 动物模型开发和应用于研究人类异常状态的诱因、机制 和治疗。
常用实验动物模型模板PPT课件
鼠好 SCID-hu模型
将人的外周血淋巴细胞及组织移植与鼠体内，在鼠 体中能测出人源性抗体。因此，可以进行肿瘤免疫 学、病因学、治疗方面的研究
人类疾病动物模型的意义（1）
避免了在人身上进行实验带来的风险： 临床前研究及“三致”试验 能克服在人类研究中经常会遇到的伦理和社
会限制 允许采用某些不能应用于人类的方法途径 研究需要可以损伤动物组织、器官或处死动
有助于更全面地认识疾病本质： 利用动物疾病模型来研究人类疾病 克服平时一些不易见到 不便于在病人身上进行实验的各种人类疾病
的研究 还可以克服人类疾病发生发展缓慢 潜伏期长
人类疾病动物模型的意义（5）
发病原因多样 伴有其他的疾病等因素的干扰 可以细致地观察环境或遗传因素对疾病发生发展的
进行定位 克隆 鉴定新的基因
免疫缺陷动物模型（1）
免疫缺陷动物（immunodeficient animal） 模型是指由于先天性遗传突变或人工诱导方 法建立的一种或多种免疫系统组成成分缺陷 的动物
代表动物有： 1、裸鼠 2、SCID小鼠
免疫缺陷动物模型（2）
裸鼠： 20世纪60年代初 封闭群饲养的白化小鼠出现自发的无毛变异 属于正常染色体隐性遗传 先天缺少胸腺 进入肿瘤异种移植的崭新时代
如果给兔结扎阑尾基部而保留原来的血液供应，由 此而引起的阑尾穿孔及腹膜炎就与人的情况相似
动物模型与临床情况不相似 在动物身上肯效的治疗方案就不一定能用于临床 为了判定所复制的模型是否与人相似 需要建立有效的评价标准，对复制的动物模型与人
类疾病之间的相关性进行有效的评价
动物模型复制的原则（3）
➢ 巴甫洛夫通过大量动物模型的复制，对心脏生理、消化 生理、高级神经活动之方面作出了重大贡献。
将人的外周血淋巴细胞及组织移植与鼠体内，在鼠 体中能测出人源性抗体。因此，可以进行肿瘤免疫 学、病因学、治疗方面的研究
人类疾病动物模型的意义（1）
避免了在人身上进行实验带来的风险： 临床前研究及“三致”试验 能克服在人类研究中经常会遇到的伦理和社
会限制 允许采用某些不能应用于人类的方法途径 研究需要可以损伤动物组织、器官或处死动
有助于更全面地认识疾病本质： 利用动物疾病模型来研究人类疾病 克服平时一些不易见到 不便于在病人身上进行实验的各种人类疾病
的研究 还可以克服人类疾病发生发展缓慢 潜伏期长
人类疾病动物模型的意义（5）
发病原因多样 伴有其他的疾病等因素的干扰 可以细致地观察环境或遗传因素对疾病发生发展的
进行定位 克隆 鉴定新的基因
免疫缺陷动物模型（1）
免疫缺陷动物（immunodeficient animal） 模型是指由于先天性遗传突变或人工诱导方 法建立的一种或多种免疫系统组成成分缺陷 的动物
代表动物有： 1、裸鼠 2、SCID小鼠
免疫缺陷动物模型（2）
裸鼠： 20世纪60年代初 封闭群饲养的白化小鼠出现自发的无毛变异 属于正常染色体隐性遗传 先天缺少胸腺 进入肿瘤异种移植的崭新时代
如果给兔结扎阑尾基部而保留原来的血液供应，由 此而引起的阑尾穿孔及腹膜炎就与人的情况相似
动物模型与临床情况不相似 在动物身上肯效的治疗方案就不一定能用于临床 为了判定所复制的模型是否与人相似 需要建立有效的评价标准，对复制的动物模型与人
类疾病之间的相关性进行有效的评价
动物模型复制的原则（3）
➢ 巴甫洛夫通过大量动物模型的复制，对心脏生理、消化 生理、高级神经活动之方面作出了重大贡献。
动物模型PPT课件
按系统范围分类
疾病基本病理过程动物模型： 是指致病因素在一定 条件下作用于动物后，所出现的共同性的功能、代 谢、形态结构某些改变的动物模型。如发热（是各 种病原生物感染所致，若给动物注射内毒素或异性 蛋白可使动物体温调节中枢功能障碍而引起发热）、 炎症、休克、电解质紊乱等。这类动物模型是研究 疾病机理和药物筛选理想的方法。
优点是在一定程度上减少了人为的因素，更接近 自然的人类疾病，其应用价值很高，特别是遗传 性疾病、免疫缺陷病、肿瘤等得到广泛应用。 缺点是目前所发现的种类有限。近交系的肿瘤模 型因实验动物种系、品种不同，其肿瘤所发生的 类型和发病机制有差异。而且疾病动物饲养条件 要求高，需要一定的时间，操作技术性能强，尚 不能普遍应用。
人体肿瘤裸鼠移植成功的影响因素
• 人体肿瘤细胞本身的特征（分化程度低、复发性肿瘤及转 移瘤的移植成功率高，恶性程度与移植成功率大致呈正相 关。）
• 裸鼠免疫功能状态(X射线照射/免疫抑制剂处理可使白血 病、恶性淋巴瘤移植成功）
➢适用性和可控性：复制模型应尽量考虑今后临床能应 用和便于控制其疾病的发展，以利于开展研究工作。
➢易行性和经济性：动物选择、复制方法、指标检测。
动物模型的评估：
疾病模型研究结果的可靠程度取决于模型与人类疾病的 相似或可比拟的程度。 1.应再现所要研究的人类疾病，动物疾病表现应该与人 类疾病相类似； 2.动物能重复产生该疾病，最好能在2种动物体复制该病； 3.动物背景资料完整，实验动物合格，生命周期要满足实 验需要； 4.动物要价廉、来源充足、便于运送； 5.尽可能选用小动物。
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。
遗传工程动物模型PPT课件
有表型的小鼠将通过更复杂的测试，如探险运动、食物摄取、学习和记忆；焦 虑、神经心理学测试等等。血液学测试在小鼠6～10周时进行。随机挑选无表型的 小鼠饲养1年以上再进行老年症状表型筛选。主要观察是否具有老年相关疾病的表 型，包括体重增加、动脉硬化、骨质疏松、心血管异常、感知功能和行为异常等等。
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二技术手段?显微注射转基因技术?基因定位突变技术?化学或放射诱变技术??显微注射法显微注射法??胚胎干细胞法胚胎干细胞法embryonicstemcellsembryonicstemcellsesembryonicstemcellsembryonicstemcellses??逆转录病毒感染法逆转录病毒感染法??精子载体法精子载体法??细胞核移植细胞核移植??enuenu诱变诱变es细胞细胞es细胞细胞三基本方法第二节转基因动物?gordon等人首次成功地将含有hsv和sv40dna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tgm
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将基因打靶这种基因驱动的研究和ENU诱变这种表型驱动的研究结合起来具有 明显的优势。ENU诱变可以在短时间内产生大量的突变体小鼠，但点突变的鉴定依 然是费时费力的工作。采用通过基因打靶获得的特定染色体组缺失或者易位的ES 细胞建立突变小鼠可以简化筛选的程序和工作量，并把点突变限定在序列已知的区 域内，这样可以大大简化点突变鉴定的过程。
目前，胚胎干细胞介导法在小鼠上应用比较成熟，在大动物上应用较晚。
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5. 在医学中的应用
✓ 遗传病研究 ✓ 肿瘤的研究 ✓ 生物制药
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（三）反转录病毒法 （四）精子载体法
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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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遗传修饰动物模型
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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。
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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遗传修饰动物模型
• 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。
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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员会 2006年6月2日首次
批准了用转基因山羊奶研制而成的抗血栓药物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。
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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；
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：
（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
• 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
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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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第十三章
遗传修饰动物模型
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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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• 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。
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遗传修饰动物模型
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遗传修饰动物模型
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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；