现代生物技术第七章 基因克隆策略与转基因技术
植物的转基因和克隆繁殖技术
植物的转基因和克隆繁殖技术在现代农业中起着越来越重要的作用。
它们为我们提供了更多、更好的粮食和生物资源，也让我们更好地理解植物的生长和发育机制。
但同时，这些技术也引起了一些争议。
本文将对这些技术进行简单的介绍，并探讨它们的优缺点和影响。
一、转基因技术转基因技术是通过将外来基因导入植物细胞中，从而使植物获得一些新的特性或能力的一种技术。
这些外来基因可能来自于其他物种，也可能来自同一物种中的其他个体。
转基因技术主要用于改良植物品种，例如提高产量、增强抗病性和适应性等方面。
转基因技术的优点在于它可以帮助我们应对粮食短缺、病虫害等问题。
例如，转基因玉米可以提高产量、抗虫害和抗除草剂能力。
同时，转基因植物也能够减少化学农药的使用，从而保护环境和农民的健康。
但与此同时，转基因技术也带来了一些负面影响。
其中最主要的问题在于转基因植物的安全性问题。
虽然已经有很多机构对转基因植物进行了安全性评估，但仍有人担心转基因植物可能会对人类和环境造成潜在的风险。
此外，由于转基因技术的专利保护和商业化趋势，一些发展中国家可能很难获得这些技术，从而会使种植业的差距更加明显。
二、克隆繁殖技术克隆繁殖技术是通过体细胞核移植，将一种植物的细胞放入到另一种植物体内，从而产生与母体完全一样的植物胚胎，最终发展成与母体完全相同的植物。
这种技术的优点在于可以保持新品种的纯度和稳定性，并且可以在复制途中去除一些病菌和虫害的感染。
克隆繁殖技术的应用还十分广泛。
例如，苹果树经常使用克隆繁殖技术，这是因为苹果的种子根据父母基因的随机分离原则，结果呈现出高度的多样性。
因此，希望保持品种的统一性，避免不良的基因组合，从而在苹果生产中使用了克隆技术。
然而，克隆繁殖技术也存在一些问题。
首先，添加到外界环境的任何压力都将对克隆种产生严重影响，因为它们无法通过自我交配改变遗传基因。
（相反，自然繁殖品种可以在多种不同条件下选择适应的阳光、温度和土壤）此外，由于克隆种无法改变自身的基因组合，如果母体出现疾病，克隆种不能通过交配或混合基因来尝试修复这种 defective的基因。
植物生物技术中的基因克隆与转基因技术
植物生物技术中的基因克隆与转基因技术植物生物技术是指通过对植物基因的研究与应用，利用一系列方法和技术手段对植物进行改良，以提高农作物产量和品质，增强植物的抗病虫害能力，改进植物的适应性和耐逆性等。
其中，基因克隆与转基因技术作为植物生物技术的重要组成部分，发挥着关键的作用。
一、基因克隆在植物生物技术中的应用基因克隆是指将感兴趣的基因从一个物种中分离并放大，然后把它们转移到另一个物种中。
在植物生物技术中，基因克隆广泛应用于植物基因组的研究、基因功能的分析、种质资源的保护和创新育种等方面。
首先，基因克隆为植物基因组的研究提供了基础。
通过基因克隆技术可以获得目标基因的DNA序列，进而揭示基因的结构、功能和调控机制，为植物的进化和发育研究提供重要的依据。
其次，基因克隆还可以用于基因功能的分析。
通过克隆目标基因，可以利用转基因技术将该基因在目标植物中表达或沉默，从而研究基因在植物生长、发育和抗逆性等方面的功能。
此外，基因克隆在植物种质资源的保护和创新育种中起着重要作用。
通过克隆具有重要性状的基因，可以将这些基因迅速转移到其他作物中，实现对作物品质和抗性的改良。
相反，对于具有抗性基因的植物种质资源，通过基因克隆技术可以更好地理解和保护这些珍贵资源。
二、转基因技术在植物生物技术中的应用转基因技术是指将来自不同种属的基因导入目标植物中，使其获得新的特征或功能。
转基因技术在植物生物技术中被广泛运用于提高农作物产量和抗病虫害能力、改善营养价值、增加对逆境的耐受性等方面。
首先，转基因技术可以提高农作物的产量和抗病虫害能力。
通过转基因技术，可以将抗病虫害基因导入农作物中，使其获得对特定病虫害的抗性。
同时，还可以通过增加产量相关的基因表达来提高农作物的产量，从而满足粮食安全的需求。
其次，通过转基因技术可以改善农作物的营养价值。
例如，将含有丰富营养物质的基因导入作物中，使其富含蛋白质、维生素和矿物质等，从而提高人类对食物的营养摄入，缓解全球营养不足问题。
植物遗传工程中的基因克隆与转化技术
植物遗传工程中的基因克隆与转化技术植物遗传工程是指通过改变植物的遗传物质，以达到改良、改变或创新植物性状的目的。
其中基因克隆与转化技术是植物遗传工程中的关键技术之一。
基因克隆指的是通过将特定基因从一个生物体中分离并扩增形成DNA片段，使其能够在其他生物体中稳定表达。
转化技术则是将克隆的基因导入到目标植物体内，使其能够在植物表达并产生相应的功能。
一、基因克隆技术基因克隆技术是植物遗传工程中的关键环节。
首先需要从源生物体中分离出目标基因。
常用的方法有PCR扩增、限制酶切片段分离等。
通过PCR扩增技术，可以快速、高效地扩增目标基因，提供足够的DNA片段用于后续的克隆工作。
限制酶切片段分离则是利用特定的酶将目标基因从源DNA片段中切割出来。
接下来，克隆基因需要被插入到适当的载体中，常用的载体包括质粒和病毒等。
将基因插入载体后，需要通过转化技术将其导入目标植物体内。
二、转化技术转化技术是将克隆的基因导入到目标植物体内的关键步骤。
常见的转化技术主要有基因枪法、农杆菌介导法和化学法等。
基因枪法是通过将DNA微粒射入植物细胞，使基因得以导入的方法。
此方法简单、高效，对不同植物都适用，因此被广泛应用于植物遗传工程中。
农杆菌介导法则是利用农杆菌将目标基因导入植物细胞。
这种方法克服了基因枪法的一些限制，可以导入更长的DNA片段，但受适用植物种类的限制。
此外，化学法也是一种常用的转化技术，通过利用化学物质使植物细胞的细胞壁通透性增强，从而实现目标基因的导入。
三、应用前景与挑战基因克隆与转化技术在植物遗传工程中具有广阔的应用前景。
通过基因克隆和转化技术，可以实现对植物农艺性状的改良，提高植物的抗病虫害能力、耐逆性和产量，从而促进农业的可持续发展。
此外，利用基因克隆和转化技术还可以为植物生物制药、环境修复等领域提供解决方案。
然而，基因克隆与转化技术在应用过程中也面临一些挑战。
首先，对于目标基因的选择和定位仍然是一个复杂的问题。
《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
高中生物教案：克隆技术与基因工程
高中生物教案：克隆技术与基因工程一、克隆技术的定义和原理克隆技术是指通过人工手段复制生物体的基因组，并将其转移到另一个生物体中。
克隆技术的发展为基因工程的研究提供了重要的工具和方法。
在克隆技术中，最常用的方法是核移植和DNA重组技术。
核移植是指将一个个体的细胞核转移到另一个细胞中，以重建完整的个体。
这个过程包括以下几个步骤：首先，从供体的体细胞中取出细胞核；然后，将这个细胞核转移到受体细胞中，并使其克隆成一个新的个体。
DNA重组技术是将基因从一个物种的DNA中分离出来，并将其转移到另一个物种的DNA中。
这个过程包括以下几个步骤：首先，通过酶的作用将目标基因从DNA中剪切出来；然后，将这个基因插入到接受者DNA分子中的某个位置；最后，通过转化、转染等方式将这个DNA分子转移到宿主细胞中，并进行表达。
二、基因工程的应用基因工程利用克隆技术，可以对生物体的基因组进行修改和调控，进而产生具有特定功能和特性的生物体。
基因工程在农业、医药、环境保护等领域都有广泛的应用。
1. 农业方面：基因工程可以通过改变作物的基因组，使其具有抗虫、抗病、耐逆性等特性，从而提高作物的产量和品质。
例如，转基因玉米、大豆等作物可以抵抗杂草和害虫的侵害，减少农药的使用，保护环境。
2. 医药方面：基因工程可以通过改变人类基因组或合成特定蛋白质药物，用于治疗遗传性疾病、癌症、糖尿病等疾病。
例如，通过基因工程生产的人胰岛素可以被用于治疗糖尿病患者，大大改善他们的生活质量。
3. 环境保护方面：基因工程可以通过改变微生物的基因组，使其具有生物降解能力，从而清除环境中的有毒有害物质。
例如，使用转基因细菌可以有效降解污水中的有机污染物，减少水体污染。
4. 科学研究方面：基因工程可以帮助科学家对生物学过程进行深入研究。
例如，通过对果蝇基因进行改造，科学家们可以研究更多关于发育、遗传和生命过程的信息，为人类的疾病治疗和健康提供更多的科学依据。
三、克隆技术与基因工程的争议尽管克隆技术和基因工程在农业、医药、环境保护等领域具有广泛的应用前景，但也面临一些争议和风险。
克隆和转基因关系的关系
克隆和转基因关系的关系
克隆和转基因是具有重要关系的分子生物学技术。
这两者均在生命科学领域有
重要应用。
从基因学层面来说，克隆技术涉及基因的复制，而转基因技术则是将基因转移到另一个非同源的表达体中。
因此可以说，克隆技术与转基因技术的根本区别在于基因的存储位置。
克隆技术是指通过改变或复制基因来影响生物体发育或功能的一系列技术。
在
该技术中，可以将一个细胞里的基因组复制给一个新的细胞（可能是大型有机体中的细胞或小型细胞，如细菌），从而获得相同基因组的繁殖体。
这种技术能够被用来创建新的种群（原为人工选择），或者用于获取具有某种基因表达的个体。
相比之下，转基因技术是一种基因工程的手段，用于改变一个生物的性状或行为。
它的操作原理是，先从一个物种中提取某个特定基因，再将其注入另一个物种，使其获得原物种所没有的某一特定能力。
转基因技术可以用来改变植物或动物的抗病虫性、抗药性和抗逆性，以及提高收获率和抵抗环境条件等性状。
例如，转基因技术可以用来生产保育型转基因植物，以增加农作物抗病虫性和耐旱性，减少农药的用量和污染。
从上述可以见，克隆技术主要对改变生物体的功能，而转基因技术则针对改变
某种特定性状，从而改变目标生物体的性状。
克隆是将一个细胞的基因复制到另一个细胞中，而转基因是将基因转移到非同源的表达体中，进而改变特定性状。
因此，克隆技术与转基因技术之间具有紧密的联系，但在研究和应用上又存在很大的差异。
它们在生物科学领域的应用十分广泛，在生物学和其他相关领域中都发挥了重要作用。
转基因的原理
转基因的原理转基因技术是一种通过改变生物体的遗传物质，使其获得特定的性状或功能的技术。
它是现代生物技术中的重要组成部分，被广泛应用于农业、医学和工业领域。
转基因的原理主要包括基因克隆、基因导入和基因表达等过程。
首先，基因克隆是转基因技术的第一步。
科学家们通过分子生物学技术，将感兴趣的基因从一个生物体中复制出来，这个过程涉及到DNA的定位、切割、连接和复制等操作。
通过基因克隆，科学家们可以获取到目标基因的大量复制品，为后续的基因导入和表达奠定了基础。
其次，基因导入是转基因技术的核心环节。
一旦获得了目标基因的复制品，科学家们就需要将其导入到目标生物体的染色体中。
这一过程通常通过基因枪、细菌介导转化、病毒介导转化等方法实现。
一旦目标基因成功导入到目标生物体中，它就会与其它基因一起参与到生物体的遗传调控网络中，从而表现出特定的性状或功能。
最后，基因表达是转基因技术的最终目的。
一旦目标基因成功导入到目标生物体中，它就会在特定的条件下被激活并表达出来。
这一过程涉及到DNA的转录、翻译和后续的蛋白质合成等生物学过程。
通过基因表达，目标基因所携带的性状或功能得以在目标生物体中得以表现，从而实现了转基因技术的应用目的。
总的来说，转基因的原理主要包括基因克隆、基因导入和基因表达三个过程。
通过这些过程，科学家们可以实现对生物体基因的精准操作，从而获得具有特定性状或功能的转基因生物体。
转基因技术的应用不仅在农业领域可以提高作物的产量和抗逆性，还可以为医学和工业领域提供更多的可能性。
随着生物技术的不断发展，相信转基因技术将会发挥越来越重要的作用。
转基因技术的原理和应用
转基因技术的原理和应用转基因技术是指将外源基因导入到受体生物体中，使其获得新的性状或改善已有性状的一种技术。
它涉及到分离、克隆和传递外源基因，因此对生物学、遗传学等学科有着重要的意义。
本文将介绍转基因技术的原理和应用，并探讨其对社会经济发展和人类健康的潜在影响。
一、转基因技术的原理转基因技术主要包括以下几个步骤：1. 基因分离：从捐赠者生物体中提取所需的基因。
2. 基因克隆：利用限制性内切酶将目标基因剪切，并将其连接至载体DNA上。
3. 基因传递：将重组DNA引入受体生物体中，使其具有外源基因。
4. 基因表达：被转入受体生物体的外源基因在其体内得到表达，产生所需的蛋白质。
二、转基因技术的应用1. 农业领域转基因技术可提高作物的产量和抗病性。
通过将具有抗虫、抗病、耐旱等特性的基因导入作物，可以减少农药使用和减轻环境污染。
例如，转基因玉米能够抵抗害虫的侵害，减少喷洒农药的次数，从而提高了产量和品质。
2. 医学领域转基因技术在医学领域有着广泛的应用。
通过转基因技术，科学家可以生产大量的重组蛋白质和药物，用于治疗各种疾病，如糖尿病、癌症和血友病等。
同时，转基因技术也为基因诊断和个体化治疗提供了新的手段和方法。
3. 环境保护转基因技术可以用于修复环境中的污染物。
通过导入具有降解能力的基因，转基因微生物可以分解或转化有毒污染物，加速环境修复的过程。
这在生态保护和环境治理中具有重要意义。
三、转基因技术的潜在问题虽然转基因技术带来了许多潜在的好处，但也存在一些争议和问题。
1. 生物安全性问题转基因作物引起了人们对生物安全性的担忧。
可能会发生基因水平的扩散，导致基因污染，进而影响生物多样性和生态平衡。
因此，对转基因作物的安全性评估和监测非常重要。
2. 遗传资源保护问题转基因作物的广泛种植可能会对传统品种的保护和遗传资源的多样性造成威胁。
需要加强对遗传资源的保护和管理，确保不会因转基因技术的应用而丧失重要的遗传资源。
克隆技术和转基因技术的最新发展
克隆技术和转基因技术的最新发展克隆技术和转基因技术是现代生命科学中最具争议性的两个领域之一。
这两项技术都能够在某种程度上改变甚至重塑生命，因此受到了广泛的关注和讨论。
本文将从最新的发展角度分别探讨这两项技术的应用和前景。
一、克隆技术的最新发展克隆技术是指通过体外培养细胞或大量复制DNA来复制生物个体的过程。
近年来，克隆技术在生命科学中的应用得到了不断的发展。
其中最具有前景的是癌症克隆技术。
癌症克隆技术是指利用DNA纠错及扩增技术，从肿瘤细胞中检测有关癌症克隆的分子特征和毒性，以便为个体化治疗打下基础。
目前，这项技术正在得到越来越多的关注和推广。
这项技术可以帮助医疗界更好地针对不同癌种的个体化治疗。
另一个有前景的应用方向是克隆动物。
在这个领域，最新发展的成果是，一种名为“克隆猫”的技术已经得到成功应用。
该技术基于嵌合体技术，采用体细胞核转移法，从源腹泻病患者抽提细胞，及一只母猫的卵母细胞，制造体細胞克隆狀態下，将來自源腹泻患者的細胞放入并将其融合到母猫卵母细胞中，随后將“經過胚胎發育”的胚胎移植到另外一只母猫子宫内孕育，最终成功获得了一只克隆猫。
另外，人体细胞克隆技术也在近年来得到了一些进展。
近日，澳大利亚门加利大学的研究人员成功通过克隆技术克隆了人类胚胎，这是首次成功克隆人胚胎。
据报道，该研究还有望开发出旨在治疗一些人类疾病的新疗法。
二、转基因技术的最新发展转基因技术是指人工干预、改造基因体系的一种技术，通过将外源基因导入到宿主基因体系中，改变宿主基因的表达和/或组成，从而实现新的生物性状或新的应用功能。
最新发展的转基因技术应用包括食品、医药、工业生产和环境治理等方面。
在食品工业方面，转基因技术已经得到广泛应用，包括改良食品营养成分、削弱食品中的有毒成分、增强食品的抗性和保存期限等。
最近，一家名为“哈尔冰品”的企业利用转基因技术生产儿童冰淇淋，被市场称为“智能冰淇淋”。
通过添加DHA等多种有益成分，实现了对儿童大脑、身体的全面保护，受到了广泛的好评和认可。
7第七章：真核生物的克隆载体
特定克隆实验中三种酵母克隆载体选择 哪一种，从下面3个因素考虑：
• 1、转化效率（transformation frequency) ：即用每微 克的质粒DNA可以获得的转化体的数目。
YEp:10,000-100,000个（转化的细胞/每微克质粒DNA） YRp:1000-10,000个 YIp: 小于1000个
7.1.6
7.1.6 其他酵母和真菌的载体
除酿酒酵母外，其他酵母和真菌的基础分子生物学
研究还需要其他相应的克隆载体。目前在丝状真菌
基因工程中广泛使用的载体系统主要是整合型质粒
和自主复制型质粒两大类。
在多数情况下，整合型质粒（相当于YIp）能够更好
地满足生物技术领域的需要，它们可以提供稳定的
重组体，可以在生物反应器中长时间地生长。
酵母游离型质粒，YEp13
为什么人们要构建这样一种穿梭载体？
• 原因之一是很难完整地把重组DNA从转化后的酵母 菌落中取出来。而对YEp来说不存在问题，因为 YEp在酵母细胞中主要以质粒形式存在；但是对一 些把自己整合到酵母染色体上的载体来说，要想从 酵母细胞中提纯重组的DNA简直是不可能的。可是， 在有些克隆实验中，必须提纯重组后的DNA，进行 测序，以判断重组体是否已经正确构建。
3) 复制起始位点：与质粒的复制起点功能一样，是染色 体DNA复制的起始位置。
染色体结构确定后，可以通过重组DNA技术将染 色体的每一个组成部分分离开来，然后再连接在一 起，创造人工染色体。自然存在的酵母染色体有几 百个kb的长度，利用人工染色体可以携带比其他 质粒载体携带的更大的DNA分子。
YAC载体的结构和用途
质粒与C.S LEU2基因间的重组可以将YEp13整合进酵母
转基因技术的原理
转基因技术的原理转基因技术是一种通过改变生物体的遗传信息来获得特定性状的技术，它是现代生物技术的重要组成部分。
转基因技术的原理主要包括基因克隆、基因导入和基因表达三个基本步骤。
首先，基因克隆是指从一个生物体中获得目标基因，并将其进行复制。
这一步骤通常是通过PCR技术或者其他基因克隆技术来实现的。
通过这一步骤，科学家们可以获得他们感兴趣的基因，并将其进行后续的操作。
其次，基因导入是指将获得的目标基因导入到另一个生物体中。
这一步骤通常是通过载体DNA或者病毒载体来实现的。
科学家们将目标基因与载体DNA结合，然后将其导入到目标生物体的细胞中。
在细胞内，目标基因会被插入到生物体的染色体中，并成为其遗传信息的一部分。
最后，基因表达是指在目标生物体中使导入的基因表达出目标蛋白质。
这一步骤通常是通过转录和翻译过程来实现的。
一旦目标基因被导入到生物体的染色体中，它就会参与到生物体的基因表达过程中，从而使目标蛋白质得以表达出来。
通过以上三个基本步骤，转基因技术可以实现对生物体特定性状的改变。
例如，科学家们可以通过转基因技术来增加作物的抗病性、抗虫性和耐逆境能力，从而提高作物的产量和质量。
此外，转基因技术还可以用于生产药物、改良家畜和提高微生物的发酵能力等方面。
总的来说，转基因技术的原理是通过基因克隆、基因导入和基因表达三个基本步骤来实现对生物体特定性状的改变。
这一技术已经在农业、医药和工业等领域发挥着重要作用，为人类社会的发展做出了重要贡献。
随着科学技术的不断进步，相信转基因技术将会在未来发挥更加重要的作用，为人类社会的可持续发展提供更多的可能性。
基因工程与转基因技术
基因工程与转基因技术随着科学技术的不断进步，人类进入了一个全新的时代，基因工程与转基因技术成为了当今社会的热门话题。
基因工程是一种通过改变生物体基因组的方法对生命的遗传性状进行调控的技术，而转基因技术则是基因工程的一种重要应用。
本文将对基因工程与转基因技术进行探讨，并理清两者之间的关系。
一、基因工程的基本原理和方法基因工程是一门广泛应用于生物技术领域的科学技术，其基本原理是通过改变生物体的遗传物质（DNA）来改变生物的性状。
基因工程的核心方法包括基因克隆、DNA测序和基因表达等。
1. 基因克隆：基因克隆是基因工程中最基本的技术手段之一。
通过将目标基因从一个生物体转移到另一个载体上，实现对基因的分离、提纯和扩增。
2. DNA测序：DNA测序是基因工程中非常重要的方法，用于获取基因序列信息。
通过测定DNA碱基的排列顺序，我们可以了解到生物基因组的具体信息。
3. 基因表达：基因表达是指基因通过转录和翻译等一系列生物过程，最终在细胞中转化为蛋白质的过程。
基因工程可以通过调控基因表达，实现对生物性状的改变。
二、转基因技术的概念和应用转基因技术是基因工程的一种重要应用，它通过将外源基因导入到目标生物体中，实现对其遗传特性的改变。
转基因技术在农业、医学和环境等领域有着广泛的应用。
1. 农业领域：转基因技术在农业领域的应用较为广泛，其中最具代表性的就是转基因农作物的种植。
通过导入耐虫、耐草药等基因，转基因作物能够提高产量、抗逆性和营养价值等。
2. 医学领域：转基因技术在医学领域的应用也非常重要。
例如，通过导入特定基因，可以生产出人类重要的药物蛋白，用于治疗各种疾病。
此外，转基因技术还被用于基因治疗、细胞治疗等领域。
3. 环境领域：转基因技术在环境领域的应用主要集中在环境修复和污染检测等方面。
例如，通过导入具有降解能力的基因，可以加速有机污染物的降解过程，提高环境的质量。
三、基因工程与转基因技术的关系基因工程是一种技术手段，而转基因技术是基因工程的一种重要应用。
分子生物技术《转基因、基因克隆与基因敲除技术》课件
我室构建：
ALA过表达小鼠，体内血红素增加。
成功制作内含子Micro-RNA-483过表达转 基因小鼠，证明了其直接靶向细胞因子信 号因子3（Socs3)de 3’UTR.
（博士论文，研究其与宿主基因Igf2的表 达与功能的关系）
成功制作内含子Micro-RNA-483过表达转 基因小鼠—
待剔除基因
克隆载体
克 隆
重组载体
切割基因使待剔 除基因失去活性
连接
阳性标记基因Neor
打靶载体
HSV-tk 转入胚胎肝细胞
这样打靶载体包含了： 1、部分待剔除的基因片段，（用于与野生型的该基因 进行交换重组） 2、阳性筛选标志基因（Neor ，neomycinresistance gene) 、使细胞具有抵抗G418（能被新 霉素抵抗基因的表达产物分解）的能力。 3、阴性筛选标志基因即胸苷酸激酶(thymidine kinase-tk)基因，来自单纯庖疹病毒（HSV），当它 在受体细胞内合成出tk时，可以分解细胞培养液中加入 更昔洛韦，即gangcyclovir（一种环鸟苷酸底物)而产 生有毒的分解物使细胞死亡，为阴性筛选标志。
胚胎干细胞
HSV-tk
褐色大鼠 、 制 备 基 因 敲 除 的 胚 胎 干 细 胞
A
在特定基因剔除时，利用打靶载体上留下的部分待 剔除的基因片段作为基因组上相同基因的同源臂，当打 靶载体与细胞基因组的同源基因发生同源重组时（联 会），打靶载体上的失活基因替代基因组上的基因，同 时利用插入在基因同源臂之间的阳性、阴性标志基因进 行筛选鉴定。
新霉素抗性基因 (neo)是真核表达载体的 常用筛选标志 ,neo基因编码新霉素磷酸转 移酶Ⅱ(NPTⅡ) ,能催化G418、卡那霉素 等多种氨基糖苷抗生素分子磷酸化而使之 失去抗菌活性
转基因技术发展史
转基因技术发展史转基因技术是现代生物学技术的代表，其发展历程涵盖了许多关键的技术突破和里程碑。
以下是对转基因技术发展史的全面概述，主要从基因克隆技术、基因转移方法、基因表达调控、转基因生物安全性、转基因技术的应用领域、转基因技术的未来发展以及转基因技术的社会影响等方面进行阐述。
一、基因克隆技术基因克隆技术是转基因技术的基础，它使得科学家能够识别、分离和复制特定的基因。
该技术的出现，使得科学家可以精确地操作DNA，从而实现对生物体的遗传改良。
二、基因转移方法基因转移是实现转基因技术的关键步骤。
目前，已经发展出了多种有效的基因转移方法，如质粒转化、微注射、基因枪、农杆菌转化等。
这些方法的不断改进和优化，使得科学家能够更高效地将外源基因导入到生物体中。
三、基因表达调控基因表达调控是转基因技术的另一个重要组成部分。
通过调控外源基因的表达，科学家可以实现对生物体的遗传特性的精确控制。
这包括启动子的选择和改造、增强子和抑制子的应用等。
四、转基因生物安全性转基因生物的安全性是公众关注的焦点之一。
科学家在发展转基因技术的同时，也致力于评估转基因生物的安全性。
至今，大量的研究已经证明，经严格评估的转基因食品在安全性上与传统的育种技术没有显著差异。
五、转基因技术的应用领域转基因技术的应用领域非常广泛，涵盖了农业、医药、工业和基础研究等多个领域。
在农业方面，转基因技术被用于改善作物的抗性、产量和营养成分。
在医药方面，该技术被用于生产重组蛋白药物、基因治疗和疫苗等。
在工业方面，转基因技术被用于生产生物燃料、工业酶和化学品等。
此外，该技术在基础研究中也被广泛应用，如用于研究基因功能和生物进化等。
六、转基因技术的未来发展随着科技的不断进步，转基因技术也在不断发展。
未来，该技术有望在以下几个方面取得更大的突破：1）提高外源基因的表达水平；2）开发更加高效的基因转移方法；3）探索新的基因编辑技术；4）利用人工智能和大数据技术优化转基因作物的设计和改良等。
现代生物技术
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 1920.1 0.1918: 25:2618 :25:26 October 19, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月19 日下午6 时25分 20.10.1 920.10. 19
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 0月19 日星期 一下午6 时25分 26秒18 :25:262 0.10.19
第二节 现代生物技术
现代生物技术之转基因技术
就是把一个生物体的基因转移到另一个 生物体DNA中的生物技术。
原理：DNA含有指导生物生命活动的遗 传信息，每个DNA分子包含着成百上千个基 因，基因控制着生物性状的表达。
研究证实:遗传密码在动物、植物、微生 物之间是通用的。
转基因过程图解
思考：人的生长素基因在细菌细胞内得到了表达， 这说明什么问题？
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年10月 下午6时 25分20 .10.191 8:25October 19, 2020
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2 020年1 0月19 日星期 一6时25 分26秒 18:25:2 619 October 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午6时25 分26秒 下午6 时25分1 8:25:26 20.10.1 9
通过这种技术人类可以获得更符合要求 的食品品质，它具有产量高、营养丰富、 抗病力强的优势，但它可能造成的遗传基 因污染也是它的明显缺陷。
自第一种转基因生物问世，人类有关转基 因技术和转基因食品的争论就从未停止。对转 基因技术的主要担心有：
1、含有抗虫害基因的食品是否会威胁人类健康。 2、转基因产品对环境的影响。 3、基因重新组合会不会产生灾难性的新病毒？ 4、转基因产品是否会破坏生物多样性等等。
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④理论上讲，除少数基因外，一个基因组含 有不同基因数量生物或许是延续物种的 一种办法。
(四)PCR技术
聚合酶链式反应(polymerase chain reaction)，即PCR技术，是一种在体外快速 扩增特定基因或DNA的方法，故又称为基因的 体外扩增法。
2．不同丰度mRNA的cDNA克隆 在许多组织和 细胞中，各种mRNA的含量都是极不相同的。 其中，有些类型的mRNA含量十分丰富，每个 细胞可拥有数干个拷贝，而有些类型的mRNA 每个细胞只有少数几个拷贝。
Байду номын сангаас
对于稀少mRNA，可以通过蔗糖梯度离心及变 性条件下的凝胶电泳，分离以后富集。也可 以根据已知核酸序列，合成互补的核苷酸序 列，在Ploy(A)RNA的逆转录反应中，这些寡 核苷～40个核苷（四）代表性差异分析技术
代表性差异分析技术原理 试验对象 (tester,T)和供试探针(driver，D)在接受差 异分析前，均用一种识别4碱基序列的限制性 内切酶做切割处理，形成平均长度为256bp的 DNA片段代表群，保证绝大多数遗传信息能被 PCR扩增。第一次T与D杂交反应时两者总量比 为1∶100，第二次增加到1∶400，第三次则 为1∶80000，T群体相非特异性序列几乎没有 偶然逃脱的可能。另外，T减D反应后仅设臵 了72℃复性与延伸和95℃变性这两个参数， 共20个循环，从而使PCR产物的特异性及所得 的探针纯度均大为提高。
(二)反向生物学法
原理 已知蛋白质序列可以根据它的密码一 些蛋白质的核苷酸编码序列，在其进化的过 程中保持着高度的保守性，这样就使核酸体载体发展而来的原核表达载体。 表达的蛋白质以融合蛋白质形式合成，不易 被原核细胞中的有关的蛋白酶消化降解，可 以得到较高的表达水平。
(三)差异显示技术
差异显示技术可以从一对细胞群体或一对基 因型各自产生的约15万种mRNA中，有效地鉴 定并分离出差异表达的基因。 差异显示技术的原理 其原理是以一类与 mRNA的plyA结合的寡核苷酸序列作为锚定引 物，进行逆转录，形成mRNA－DNA杂交分子。 再加入另一短的随机序列l0聚体作为引物， 进行PCR反应，然后用聚丙烯酰胺凝胶显示扩 增片段。
三、表性克隆法
(一)差异杂交 差异杂交又叫差异筛选。它特别适用于分离 在特定组织中或发育的特定阶段表达的基因 以及受生长因子调节的基因，亦可有效地分 离经特殊处理诱导表达的基因。
1．差异杂交原理 差异杂交的技术只需要拥有两种 不同的细胞群体，在一个细胞群体中目的基因正常 表达，在另一个细胞群体中目的基因不表达。这样 两种不同细胞群体的DNA提取物中，一个群体含有一 定比例的目的基因DNA。另一个群体不含有。因此， 以这两种总mRNA(或是它们的cDNA拷贝)为探针，分 别为探针时，所 有包含着重组体的菌落都呈阳性反应；而以目的基 因不表达的DNA群体为探针时，除了含有目的基因的 菌落外，其余的所有菌落都呈阳性反应。比较这两 种结果并对照原平板，便可以挑选出含目的基因的 菌落。
2．差异杂交技术的局限性 差异杂交的 灵敏度比较低，特别是对于那些低丰度 的mRNA。这是因为在差异杂交中所使用 的杂交探针，仅有极少的一部分能与目 的基因核苷酸序列完全互补，所以那些 低丰度的DNA很难用此法检测出来。另外， 差异杂交需要筛选大量的杂交膜，鉴定 大量的噬菌斑，因此十分耗时费力。
（二）衰减杂交技术
3．cDNA克隆特点 ①cDNA克隆以mRNA为起始材料，这对于有些RNA病毒， 例如流感病毒，cDNA克隆就成基因所含的克隆数，要比一个完全的基因组文 库所含的克隆数少得多。理论所必需的最低克隆数， 约为1.7×105个克隆。 ③如果某一特定的基因克隆，目的在于获得一种特殊 的真核蛋白质产物，涉及它的蛋白质的检测，则必 须用当的载体连接，形成重组体分子， 转化大肠杆菌细胞，经过生长扩增之后速地增殖。插 入的外源DNA在大小及序列上的差异，将影响 就可能增加，而有些重组体的比例则可 能下降，甚至会丢失。
②用已知探针筛选出阳性克隆，并不一定是 单一的完整的目的基因。由于DNA片段是随机 的，可能酶切到基因的一部分；或者基因很 大，载体容量不够，很可能被漏掉；或者靶 基因两端有一些其他序列，尤其是大容量载 体库，更容易产生此结果。 ③如控使总 Ploy(A)mRNA转变成双链cDNA群体，并插入到适当 的载体分子，然后再转化到大肠杆菌寄主菌株的细 胞内，如此便构成 library)。 广泛使用的一种方法是，先用逆转录酶合成一条 cDNA链，经碱降解作用，再用大肠杆菌DNA聚合酶I 合成第二条链，最后用单链特性S1核酸酶消化掉 cDNA单链部分，形成双链的cDNA，与载体连接后， 转化宿主细胞，产生千万个克隆，即为cDNA。四、插入分离法
此类技术多用于植物基因分离。 当一段特定的DNA序列插入到植物基因组中目的基因 的内部或其邻近位点时，使会诱发该基因发生突变， 并最终导致表型变化，形成突变体植株。用此DNA作 为杂因NA序列相当于在植物 基因上贴了一张标签，因此DNA插入突变分离基因的 技术，又叫做DNA标签法。主要包括转座子标签法和 T－D来自物体NA，根据建库所用载体容量大 小制备适宜的DNA片段。应注意的是，分离的 DNA片段最小应为载体容量的2倍以上。
(一)化学合成法
化学合成法关键是：①最好在基因两个末端 设有不同酶切位点，以便与载体进行有方向 性的连接。②合成的片段应该经过适当纯化， 一般以PAGE或HPLC纯化较好，因为合成过程 中有些片段不完整，必须除去。③片段5’端 不宜过长，因为越长，成本越高，产量越低， 而且出现错误的几率越大。⑤连接时，应每 四个两两互补片断一同连接，然后每两组相 连，最后和载体连接。⑥转化克隆后，必须 分析序列，予以确证。
第二节 转基因技术
动物转基因技术 植物转基因技术 微生物转基因技术 报告基因和选择标记
一、动物转基因技术
将外源DNA导入哺乳动物细胞的方法原则上可大致分 为三类：生物方法、物理学方法和化学方法。 在化学方法中最常用的有磷酸钙沉淀法、DEAE葡聚 糖转化法和脂质体转化法。 在物理方法中，有电穿孔法，还有其他用于较为特 殊的情况下的方法，如基因枪轰击法、受体介导的 基因导入法等。 在生物方法中，目前主要是把病毒作为外源DNA导入 的工具，通过病毒感染将外源DNA导入细胞中。这种 方法的优点在于它具有较高的转化效率，并能在一 定的条件下实现对特定细胞的靶向性，目前主要用 于基因治疗的研究中。
衰减杂交原理 衰减杂交的本质是除去那些共同存 在的cDNA序列，使欲分离的目的基因的序列得到有 效的富集，提高分离的敏感性。从表达目的基因的 组织(记作＋)提取mRNA逆转录为cDNA，然后与无目 的基因表达的组织(记作－)提取的mRNA做过量杂交， 在＋组织与－组织中均表达的基因产物形成cDNA／ mRNA双链杂交分子，而特异mRNA逆转录的cDNA仍保 持单链状态，将此种杂交混合物通过羟基磷灰石柱， DNA－DNA杂交分子便结合在柱上，而游离的单链 cDNA则过柱流出。
第七章 基因克隆策略与转基因技术
一
基因克隆策略
二
转基因技术
基因克隆和转化技术是基因工程操作的主要 组成部分，没有克隆就无法开展基因工程， 没有简单有效的转化技术就难以实现外源基 因的遗传重组。随着分子生物学技术和相关 学科的发展，基因克隆和转化的新技术、新 方法不断涌现。因此，有必要进一步了解这 些技术方法的原理、操作和优缺点及其对因 材选法，提高基因克隆和转基因效率的意义。
二、功能克隆法
(一)双抗体法 早期人们克隆目的基因采用一种双抗体技术。由于 抗体的特异性，它只对特种抗原产生反应，可以用 已知蛋白质免疫制造特异性抗体。用此抗体与特定 细胞的胞质进行反应。因为细胞中不断在核糖体与 mRNA复合体上翻译出长短不一的靶蛋白，这些蛋白 与复合体一起与特异性抗体产生反应，结合在一起。 然后再用抗体与它们反应，生成更大的颗粒。通过 超速离心即能使其从细胞质中分离出来。最后用蛋 白酶降解蛋白质，可以得到特异的mRNA，以01igodT 为引物，逆转录合成cDNA经克隆即可得到目的基因。
第一节 基因克隆策略
一、一般克隆法 (一)化学合成法 一般方法是先将寡核苷酸激活，带上5’磷酸基团， 然后再与相应的互补的寡核苷酸片段退火，形成带 有黏性末端的双链寡核苷酸片段。把这些双链寡核 苷酸片段混合在一个试管中，加上T4DNA连接酶，使 它们彼此连接组装成一个完整的基因或基因的一个 片段。这些组装的产物被插入到适当的载体上，并 转化大肠杆菌寄主细胞。最后DNA序列分析所组装的 基因。应用这种基因组装法，已经克隆出了多种基 因，其中包括分子量较大的α干扰素和组织纤溶酶 原激活因子(tpA)等多个基因。
一、动物转基因技术
根据不同的实验目的，外源DNA导入哺乳动物细胞又 可分为瞬时转化和稳定转化。 瞬时转化一般是外源DNA导入细胞1～4d后收获转化 细胞，对转化基因的转录和复制进行分析。 稳定转化则需要使外源基因整合于细胞染色体，从 而得到稳定的转化细胞株。
一、动物转基因技术
1．磷酸钙沉淀法 如果核酸和磷酸钙以共沉淀物颗粒形式存在，细胞 将显著增加其摄取核酸的能力，这一现象是磷酸钙 转化方法的基础。磷酸钙转化中要用较高浓度的 DNA(10～50μg)。
④在已知基因组DNA序列酌情况下，通过同cDNA序列 的比较，还可以确定出内含子和外显子之间的界线。 另外，cDNA片段小，序列分析方便。 ⑤在发育过程中时间调节基因表达特征的分析，以及 组织特异性基因表达特性的分析，都要使用cDNA克 隆。 ⑥鉴定出在某种类型细胞中存在，而在同种类型细胞 不同处理中又不存在的mDNA分子的cDNA克隆，如差 异显示等。 ⑦用cDNA制成表达芯片很容易进行基因表达分析。