转基因技术
《转基因技术及应用》课件
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汇报人：
食品安全：可 能对人体健康 产生影响，如
过敏反应等
防范措施：加 强监管，建立 完善的转基因 技术安全管理 体系，提高公 众对转基因技 术的认识和接
Байду номын сангаас受度。
转基因技术的发展 前景与展望
转基因技术在农业领域的发展前景与展望
改善作物品质：通过转基因技术改 善作物的营养成分、口感、外观等
品质
应对气候变化：通过转基因技术提 高作物的抗旱、抗寒、抗热等能力，
基因治疗：通过转 基因技术治疗遗传 性疾病，如血友病 、地中海贫血等
生物反应器：利用 转基因技术生产生 物反应器，提高药 物生产效率和成本 效益
转基因技术的安全 性评估
转基因食品的安全性评估
转基因食品的定义：通过基因工程技术改变生物的遗传物质，从而获得具 有特定性状的食品。
安全性评估的内容：包括对转基因食品的毒性、过敏性、营养成分、环境 影响等方面的评估。
1983年，科学家首次将外源基因导入动 物中，开启了转基因动物的研究
1994年，美国批准了第一种转基因食 品——转基因番茄的上市，标志着转 基因食品的商业化
2000年，中国批准了第一种转基因食 品——转基因抗虫棉的上市，标志着 中国转基因食品的商业化
2010年，科学家首次将外源基因导入 人类胚胎中，开启了转基因人类的研究
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医药工业：转基因技术在医药工业 中的应用，如转基因疫苗、药物等
环保工业：转基因技术在环保工业 中的应用，如转基因微生物在污水 处理、废物处理等方面的应用
生物制药领域的应用
基因工程药物：通 过转基因技术生产 具有特定功能的蛋 白质药物
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
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。
转基因的应用及意义
转基因的应用及意义
转基因技术的应用十分广泛，对农业、食品和医药行业等都有深远的影响。
以下是一些转基因的应用领域和意义：
1.农业：转基因技术被广泛应用于作物改良，以提高其抗病性、抗虫性和耐旱
性等，减少农药和化肥的使用，提高产量和品质。
转基因玉米、大豆、棉花等作物在全球范围内被广泛种植。
此外，转基因技术还用于生产高价值的生物制品，如疫苗和抗体等。
2.食品：转基因技术在食品工业中也有广泛应用。
例如，利用转基因技术可以
生产更健康的食品，如低脂、低糖或高纤维的食品。
此外，转基因技术还可以用于生产更安全的食品，例如通过改变食品中的基因来消除过敏原或毒素。
3.医药：转基因技术在医药领域也有重要的应用。
例如，利用转基因技术可以
生产用于治疗疾病的蛋白质或抗体，以及用于生产疫苗的重组蛋白。
此外，转基因技术还可以用于治疗遗传性疾病，例如囊性纤维化、血友病等。
4.环保：转基因技术还可以用于环保领域，例如用于降解塑料、油或其他污染
物的基因工程菌的开发。
这些菌株可以在自然环境中生长，并降解这些污染物，从而减少环境污染。
转基因技术的应用具有广泛性和深远的影响。
它不仅有助于提高农业产量和品质，还可以改善食品和医药产品的质量和安全性，同时也有助于环保和可持续发展。
然而，对于转基因技术的安全性和伦理问题，仍需进行充分的研究和讨论。
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。
转基因技术原理
转基因技术原理
转基因技术，又称基因工程技术，是一种通过修改生物体基因组来获取新的遗传性状的方法。
它基于人工改变生物体的遗传信息，将外源基因导入目标生物体的基因组内，使其具有特定的性状或表达特定的基因产物。
转基因技术主要包括基因克隆、基因传递和基因表达三个主要步骤。
首先，基因克隆是转基因技术的核心步骤之一。
通过基因克隆方法，可以将感兴趣的外源基因从一个生物体中克隆出来。
这通常通过PCR扩增、限制性内切酶切割和连接DNA片段等技术实现。
得到的外源基因片段被插入到载体DNA上，从而形
成了重组DNA分子。
其次，基因传递是将重组DNA分子导入目标生物体的过程。
常用的基因传递方法包括农杆菌介导转化、舍门子贝思菌介导转化、基因枪方法等。
这些方法使得外源基因能够被插入目标生物体的染色体中，并得以稳定的遗传到后代。
最后，基因表达是指外源基因在目标生物体中得以转录和翻译，从而产生基因产物的过程。
由于不同生物体的转录和翻译机制存在差异，因此在转基因过程中需要考虑到基因的转录效率和翻译后修饰等因素。
为了使外源基因能够高效表达，常使用启动子和终止子等调控序列进行基因表达的调控。
总之，转基因技术通过基因克隆、基因传递和基因表达等步骤，使人们能够将外源基因导入目标生物体的基因组中，从而创造出具有特定性状或生产特定产物的转基因生物体。
这一技术在
农业、医药等领域具有广阔的应用前景，但也面临一些伦理和安全问题，需要进行充分的风险评估和监管。
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
9
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。
转基因技术的原理应用
转基因技术的原理应用一、转基因技术的概念转基因技术（transgenic technology）是将外源基因导入一个生物体，使其在表现型和遗传性状上发生改变的一种技术。
在转基因过程中，通过人工手段将一个或多个外源基因导入目标生物体的染色体，从而改变目标生物体的基因组成。
二、转基因技术的原理转基因技术主要包括以下几个步骤：1.基因选择：选择合适的外源基因，这些基因往往来源于其他物种，可以是具有特定功能的基因，如抗病基因、耐草药基因等。
2.基因克隆：将选择的外源基因进行扩增和纯化，利用分子生物学技术制备大量目标基因的复制体。
3.载体构建：将目标基因插入到某种载体中，常用的载体有质粒、病毒等，通过转化等方式将目标基因导入载体中。
4.转染：将得到的载体导入目标生物体的细胞中，使目标基因被细胞摄取和表达。
5.筛选与鉴定：通过标记、筛选等手段，识别并筛选出带有目标基因的细胞，进一步验证目标基因是否成功表达。
6.培育与繁殖：将成功表达目标基因的细胞进行培养和繁殖，从而获得具有目标基因的转基因生物体。
三、转基因技术的应用转基因技术在农业、医学和工业等领域有着广泛的应用，以下是一些常见的应用案例：1. 农业领域•抗病虫害作物：通过导入抗病虫害基因，使作物获得抗性，减少农药的使用，提高作物的产量和品质。
•耐逆环境作物：通过导入耐旱、耐盐碱等相关基因，使作物在恶劣环境下生长，提高作物的适应性和产量。
•改善营养成分：通过导入相关基因，提高作物的营养成分含量，如富含维生素、蛋白质等的作物。
2. 医学领域•基因治疗：通过导入缺失或异常基因，纠正患者的遗传病变，实现基因治疗，如用于治疗遗传性疾病、某些癌症等。
•生物药物生产：利用转基因技术大量制备生物药物，如重组蛋白、抗体等，提高产量和效果。
3. 工业领域•生物降解：利用转基因菌株生产具有降解能力的酶，用于污染物的降解，实现环境友好型生产。
•生物能源：利用转基因技术改良微生物，在生物质降解和发酵过程中提高产氢、产乙醇等有机能源的效率。
转基因动物的技术方法
转基因动物的技术方法根据外源基因导入的方法和对象的不同，转基因动物的技术方法主要有显微注射法、反转录病毒法、胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES细胞）法、电脉冲法、精子载体导入法等。
1、显微注射是最常用且成功率较高的方法。
基因显微注射法的特点是外源基因的导入整合效率较高，不需载体，直接转移目的基因，目的基因的长度可达lOOkb（10万个碱基对）。
它可直接获得纯系，所以实验周期短。
但需要贵重精密仪器，技术操作难度大，并且外源基因的整合位点和整合的拷贝数都无法控制，易造成宿主动物基因组的插入突变，引起相应的性状改变，重则致死。
2、反转录病毒感染法该法整合率较高，目的基因不易破坏，多是单拷贝、单位点整合，适合于难以观察到原核的禽类受精卵。
由于病毒衣壳大小的限制，目的基因不宜超过10kb，否则影响活性和稳定。
此外，病毒DNA可能影响外源基因在宿主动物的表达。
3、胚胎干细胞法胚胎干细胞（ES细胞）指从囊胚期的内细胞团中分离出来的尚未分化的胚胎细胞，具有发育全能性，能进行体外培养；扩增、转化和制作遗传突变型等遗传操作。
本法外源基因整合率高，植入囊胚前筛选合适的转化的ES细胞，克服了以前只能在子代选择的缺点，并能充分利用分子生物学发展起来的各种先进方法，是很有前途的技术。
缺点是不易建立ES细胞系。
并且由于通过嵌合体途径，所以实验周期长。
4、电脉冲法电脉冲法（electroporation）又称电穿孔法，是将供体DNA与受体细胞充分混匀，在外界的高电压短脉冲下改变细胞膜结构，使细胞膜产生瞬间可逆性电穿孔，从而使一定大小的DNA可以通过细胞膜进入细胞，运送到细胞核。
5、精子导入法利用精子作为外源基因载体，借助受精作用把外源基因导入受精卵，整合到受精卵的基因组中，称之为精子载体导入法，是构建转基因动物的一种新尝试。
该法简单、方便，依靠生理受带过程，免去了对原核的损伤。
但在实践中成功率较低，对于精子是否可作为外源DNA 载体也存在争论。
基因工程与转基因技术的区别与联系
基因工程与转基因技术的区别与联系基因工程和转基因技术是现代生物科学领域中重要的概念。
它们都涉及到对生物体基因组的改变，但在方法、目的和应用方面存在着一些区别与联系。
一、基因工程的定义及应用领域基因工程是指利用生物技术手段对个体的基因组进行人为的干预和改造的过程。
通过基因工程技术，可以对基因进行精细的修饰、替换或移植，以达到改善生物体特性或制造特定产品的目的。
基因工程广泛应用于医学、农业、环境保护等领域。
二、转基因技术的定义及应用领域转基因技术是一种特定的基因工程手段，它通过将来自不同物种的基因导入到目标生物体中，实现一个或多个外源基因的组合，从而改变生物体的遗传构成。
转基因技术主要用于农业领域，包括改良农作物、提高产量和抗病虫害等。
三、基因工程与转基因技术的区别1.方法：基因工程可以通过多种手段对基因进行修改，包括体外合成、限制酶切割、基因克隆等；而转基因技术则主要通过将外源基因嵌入到生物体的染色体中实现对基因组的改造。
2.作用：基因工程的核心目标是对基因进行精细的调节和改变，以改善生物体特性或制造特定产品；而转基因技术着重于导入外源基因以改变生物体的遗传构成，通常用于改良农作物或制造转基因动物。
3.适用范围：基因工程的应用领域广泛，包括医学、农业、环境保护等；而转基因技术主要应用于农业领域，用于改良作物和提高农作物的抗性能力。
4.目的：基因工程的目的是通过改变基因来改善生物体的特性或产出特定产品；转基因技术的目的是引入外源基因以改变生物体的遗传构成，使其具备新的性状或特征。
四、基因工程与转基因技术的联系尽管基因工程和转基因技术在方法、目的和应用领域上存在差异，但它们也有着密切的联系。
转基因技术是基因工程的一种特殊应用方式，它利用基因工程技术将外源基因导入到目标生物体中，实现基因组的改造。
因此，可以说转基因技术是基因工程的延伸和应用之一。
综上所述，基因工程是对个体基因组进行干预和改造的过程，应用于医学、农业等多个领域，而转基因技术是一种特殊的基因工程手段，主要应用于农业领域，通过导入外源基因改变生物体的遗传构成。
转基因技术
1.转基因大豆
•
1996年春，美国伊 利诺伊西部许多农场 主种植了一种大豆新 品种，这种大豆是移 植了矮牵牛的一种基 因。这个新大豆品种 可以抵抗杀草剂—— 草甘膦（毒滴混剂）。 草甘膦会把普通大豆 植株与杂草一起杀死。
2.转基因玉米
•
把种属关系十分遥远有用植物基因 （如马铃薯）导入需要改良的玉米遗传物 质中并使其后代体现出人们所追求的具有 稳定的遗传性状的玉米。
4.转基因抗冻西红柿
• 美国加利福尼亚基 因公司，利用基因工程 技术，培育出了一种转 基因西红柿，这种西红 柿不产生会引起自身腐 烂的聚半乳糖醛酸酶， 因此不易腐烂，风味保 持的时间较长。在植株 上成熟后摘下来，经过 长途运输和较长时间贮 藏也不会腐烂。这种 “保鲜抗腐”西红柿的 诞生，使得消费者一年 四季都可品尝到新鲜味 美的西红柿。
•
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。
• 三、遗传病研究 通常是将功能正常的外源基因导入动物体 的靶细胞内，用来弥补缺陷的基因，改变患病 细胞的遗传物质，进行基因治疗。相反的将显 性疾病基因或一个、甚至多个外源基因人为地 导入动物体内，就可制备遗传性疾病的转基因 动物模型，研究和治疗人类遗传性疾病。例如 亨廷顿(Hungtington)将舞蹈病基因导入小鼠， 建立了舞蹈病动物模型，雷德黑得(Redhead) 将正常小鼠的MBP(髓磷脂碱性蛋白)基因导入震 颤小鼠，小鼠的震颤症状消失。 • 四、免疫学研究 巴宾耐特(Babinet)发现虽然转基因小鼠 产生HBsAg，但在6个月内没有任何病理变化， 表现为一种持续的带病毒状态。这些结果表明： 乙型肝炎患者的肝细胞损伤不是由HBV的HBsAg 表达直接引起，而是通过对肝细胞膜上的病毒 抗原发生免疫反应造成的。因此，可以用转基 因小鼠模型来研究免疫耐受与肝细胞损伤的关 系以探讨发病机制。此外，转基因小鼠还为研 究第l和第Ⅱ类主要组织相容性抗原的功能提供 了新手段。
基因工程与转基因技术
基因工程与转基因技术基因工程是一种通过人为干预改变生物体基因组的技术，而转基因技术是基因工程的一种重要应用。
本文将从转基因技术的定义、应用领域和发展前景三个方面，探讨基因工程与转基因技术的关系以及其对社会和环境的影响。
一、转基因技术的定义转基因技术是指将外源基因导入目标生物体的染色体中，使其表达所需的特定性状。
这种技术通过人为干预，改变了生物体的遗传信息，使其具备了原本不具备或表达过弱的特性。
转基因技术通常通过DNA重组技术实现，即将特定基因从一个生物体转移到另一个生物体，从而实现特定基因的表达。
二、转基因技术的应用领域转基因技术在农业、医学、环境等领域具有广泛的应用。
1. 农业领域：转基因技术可以改良农作物的抗病虫害能力、提高产量和质量。
例如，将抗虫基因导入作物中，可以降低对农药的依赖，减少农业环境的污染。
此外，转基因技术还能使作物具备耐盐碱、耐旱等特性，为适应恶劣生长环境的农作物提供了新的途径。
2. 医学领域：转基因技术在医学研究和治疗中有着广泛的应用。
例如，通过转基因技术，可以制备人类蛋白质药物、生物制剂等，用于治疗癌症、糖尿病、血液病等疾病。
此外，转基因技术还可用于基因诊断、基因治疗等领域，为医学疾病的预防和治疗提供了新的方法。
3. 环境领域：转基因技术可以用于生物修复和污染防治。
例如，通过引入特定基因，可以使植物具备吸收、分解污染物的能力，从而实现污染物的修复。
此外，转基因技术还可以用于监测环境中的污染物，提高环境监测和评估的准确性和效率。
三、转基因技术的发展前景和影响转基因技术的发展给人类社会带来了诸多益处，但也伴随着一些争议和问题。
1. 发展前景：随着生物技术的进步和基因工程技术的成熟，转基因技术将在更多领域得到应用。
例如，在农业领域，通过转基因技术可以开发出更具抗逆性的农作物，提高农业生产的效益。
在医学领域，转基因技术将为疾病的预防、治疗和基因疗法的发展提供强有力的支持。
在环境领域，转基因技术将为污染治理和生态修复提供新的思路和方法。
转基因的方法和原理
转基因的方法和原理在当今科技迅速发展的时代，转基因技术已经成为了一个备受关注的领域。
它不仅在农业、医学等领域有着广泛的应用，也引发了众多的讨论和争议。
那么，转基因到底是怎么一回事呢？让我们一起来了解一下转基因的方法和原理。
转基因技术，简单来说，就是将一种生物的基因转移到另一种生物的基因组中，从而赋予后者新的性状或特征。
这就像是给一个生物体进行了一场“基因改造手术”，让它拥有了原本没有的能力或特性。
要实现转基因，首先得有基因这个“原材料”。
基因是控制生物性状的基本遗传单位，它们就像是一个个小的指令代码，决定着生物体的外貌、生长发育、对环境的适应能力等。
科学家们要做的第一步，就是找到他们想要转移的特定基因。
找到目标基因后，接下来就是把它从原来的生物体中提取出来。
这可不是一件容易的事情，需要用到一系列复杂的生物技术手段。
常用的方法有从细胞中提取 DNA ，然后通过特定的酶将包含目标基因的片段切割下来。
有了目标基因，还得有个“运输工具”把它送到受体生物的细胞中去。
这个“运输工具”通常被称为载体。
常见的载体有质粒、病毒等。
以质粒为例，科学家们会对质粒进行改造，让它能够携带目标基因并且能够在受体细胞中稳定存在和复制。
把目标基因连接到载体上后，就形成了一个重组的 DNA 分子。
然后，通过一些方法，比如物理方法（如电击、显微注射等）、化学方法（如使用化学试剂促进基因进入细胞），将这个重组的 DNA 分子导入到受体细胞中。
受体细胞可以是植物细胞、动物细胞或者微生物细胞。
以植物细胞为例，常用的转基因方法有农杆菌介导法。
农杆菌是一种在自然界中存在的细菌，它能够将自己的一部分 DNA 转移到植物细胞中。
科学家们利用农杆菌的这个特性，将含有目标基因的载体导入农杆菌，然后让农杆菌感染植物细胞，从而实现基因的转移。
在动物细胞中，常用的转基因方法有显微注射法。
这种方法是使用非常细小的针头，将重组的 DNA 分子直接注射到受精卵的细胞核中，然后将这些经过处理的受精卵移植到雌性动物的子宫内，让其发育成个体。
转基因技术动植物转基因方法
转基因技术动植物转基因方法转基因技术是一种现代生物技术，通过对生物体的基因进行修饰和重组，从而实现特定的性状改良或新性状的引入。
在动植物领域，有多种转基因方法被广泛应用，以下将为您详细介绍。
一、动物转基因方法1、显微注射法这是动物转基因技术中最常用的方法之一。
其基本原理是在显微镜下，将经过处理的外源基因直接注射到受精卵的雄原核中。
因为雄原核较大，更容易容纳和整合外源基因。
注射后的受精卵经过培养和筛选，然后移植到代孕母体的子宫内，最终发育成转基因动物。
这种方法的优点是操作相对直接，成功率较高；但缺点是技术难度大，对设备和操作人员的要求较高，且可能会对受精卵造成一定的损伤。
2、病毒载体法利用病毒作为载体将外源基因导入动物细胞。
经过改造的病毒失去了致病性，但仍能携带外源基因并将其整合到宿主细胞的基因组中。
常用的病毒载体包括逆转录病毒、腺病毒等。
此方法的优势在于转染效率较高，能够感染多种类型的细胞；然而，病毒载体的容量有限，可能引起免疫反应，且存在潜在的生物安全风险。
3、胚胎干细胞介导法首先从早期胚胎中分离出胚胎干细胞，然后通过基因工程技术将外源基因导入胚胎干细胞。
经过筛选和鉴定，含有外源基因的胚胎干细胞被重新注入到囊胚腔中，与囊胚细胞融合，形成嵌合体胚胎。
最后将嵌合体胚胎移植到代孕母体子宫内发育。
这种方法可以实现精确的基因修饰，但胚胎干细胞的培养和操作难度较大。
4、体细胞核移植法先将供体细胞进行基因修饰，使其携带外源基因，然后将供体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中，构建重组胚胎，再将重组胚胎移植到代孕母体中发育。
这种方法的优点是可以获得大量遗传背景相同的转基因动物，但技术流程复杂，成功率相对较低。
二、植物转基因方法1、农杆菌介导转化法农杆菌是一种天然的植物基因转化载体。
当植物受伤时，农杆菌会感染植物，并将其携带的一段 DNA（称为 TDNA）转移并整合到植物基因组中。
在转基因操作中，将含有目的基因的 TDNA 载体导入农杆菌，然后用农杆菌感染植物细胞，从而实现目的基因的转化。
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。
转基因知识点总结
转基因知识点总结一、转基因技术的原理转基因技术是通过将外源基因导入目标生物体的染色体中，使其表现新的特性或功能。
这个过程包括以下几个步骤：基因的识别、克隆、导入、筛选和鉴定。
1. 基因的识别首先，科学家们需要从外部环境中寻找到与目标特性相关的基因。
这个基因可能来源于其他生物体，也可以是由人工合成的。
一旦找到了合适的基因，就需要对其进行分离和纯化，以便进一步的操作。
2. 基因的克隆接下来，科学家们需要复制这个基因，以便在后续的实验中进行操作。
这个过程通常通过PCR（聚合酶链式反应）或者其他克隆技术来实现。
一旦得到了足够多的基因拷贝，就可以进行下一步的操作。
3. 基因的导入在得到了目标基因的大量拷贝之后，科学家们需要找到一种途径将其导入到目标生物体的染色体中。
这个过程通常通过质粒导入、病毒感染、基因枪法等技术来实现。
一旦成功地将基因导入到目标生物体中，就需要进行后续的筛选和鉴定。
4. 基因的筛选和鉴定一旦将外源基因导入到目标生物体的染色体中，就需要进行筛选和鉴定，以确认目标基因已经被成功导入并发挥了预期的功能。
这个过程通常通过PCR、Southernblotting、Northernblotting等技术来实现。
一旦确认了目标基因已经被成功导入并表现了预期的功能，就可以进行后续的实验。
二、转基因技术的应用转基因技术在农业、医学、工业等领域都有着广泛的应用。
在农业领域，转基因作物可以抗病虫害、耐逆境、提高产量、改良品质等方面有着显著的优势；在医学领域，转基因技术可以用于治疗疾病、生产药物、疫苗等方面；在工业领域，转基因微生物可以生产生物燃料、化工产品等。
总的来说，转基因技术为人类的生产生活带来了诸多益处，同时也带来了一些新的问题和挑战。
1. 农业转基因作物可以抗病虫害、耐逆境、提高产量、改良品质等方面有着显著的优势。
比如，转基因水稻可以抗虫、耐盐碱、提高产量；转基因玉米可以抗虫、耐除草剂、提高产量；转基因大豆可以抗除草剂、提高产量等。
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。
转基因的应用及意义
转基因的应用及意义
转基因技术是指将生物体中的某些基因进行改变或者取出，并将其插入到另一个物种的基因组中，从而使其具备新的性状或功能。
转基因技术在农业、医疗和工业等领域都有广泛的应用，具有重要的意义。
1. 农业领域：
转基因作物具有抗虫害、耐旱、抗草药等优点，能够提高作物产量和质量，减少农药的使用，降低农业对环境的污染，增加农民的收入。
例如转基因水稻使得水稻植株抗虫害，减少农药的使用。
2. 医疗领域：
转基因技术可以用于生产基因工程药物和疫苗。
例如转基因细菌能够大规模生产人类重要蛋白质，如胰岛素、生长激素等，从而提供了治疗糖尿病、生长激素缺乏等疾病的可行途径。
此外，转基因技术还可用于基因治疗，即通过将正常的基因导入到患者的细胞中来治疗遗传性疾病。
3. 工业领域：
通过转基因技术，可以使微生物等生物体产生特定的酶或代谢产物，从而促进工业生产的发展。
例如，利用转基因微生物生产酶类产品，可以用于制造生物清洁剂、生物染料、生物塑料等。
总而言之，转基因技术的应用在农业、医疗和工业领域都具有重要的意义。
它不仅可以提高产品的质量和产量，减少资源的
浪费，还可以为人类的健康、环境保护和经济发展做出贡献。
但是同时也要注意食品安全和生态环境的风险评估和监管，确保转基因技术的安全性和可持续性发展。
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3
胡杨和灰杨的组培体系
条件摸索
1.初步摸索
胡杨
过程 叶片愈伤
诱导
生芽
培养及配方
MS+ 1mg/L IAA+0.02mg/L TDZ
MS+0.1mg/L 6-BA+0.005mg/L TDZ+1mg/LNAA
MS + 0.5mg/L IAA + 0.05mg/L 6-BA
生根
1/2 MS+1.5mg/L IBA
ddH20
卡那霉素 kanamycin，Kan
乙酰丁香酮 （酚类）
acetosyringone，AS
头孢霉素 cephalosporins ，Cef
ddH20 甲醇 ddH20
利福平
rifampicin，Rif
甲醇
0.22 um滤膜过滤 0.22 um滤膜过滤 0.22 um滤膜过滤 0.22 um滤膜过滤 0.22 um滤膜过滤
4.诱导丛生芽
将边缘长出愈伤组织的外植体转移到含0.1mg/L NAA +2.0mg/L ZT+ 400mg/L Cef + 9mg/L Hyg的生芽培养基上，25℃光照培养。每隔7～ 10d更换培养基一次,待愈伤组织生出丛生芽。
5．生根培养
培养筛选的抗性芽长1～1.5cm时，从基部将芽切下，并转入含有 0.1mg/L NAA + 400mg/L Cef + 9mg/L Hyg(或者50mg/L Kan）的生根培 养基上诱导生根，获得具有卡那霉素抗性的转基因植株。
细胞分裂素类：
激动素（KT）、6-苄基嘌呤（ 6-BA）、玉米素（ZT）
培养基配方，培养条件
过程 预培养 共培养
培养基 MS MS
激素 200μM AS
抗生素（转化实验）
光条件 黑暗 黑暗
愈伤培养 生芽培养 生根培养
MS 1/2 MS 1/2 MS
0.025mg/l 6-BA +0.5mg/l TDZ 200mg/l Cef
2) 用无菌滤纸将叶盘表面多余水分吸干，正面朝上平铺于MS培 养基中，封口置于黑暗环境中培养1天，用于转化
2.农杆菌活化
—— 侵染前3~4天进行
• 抗性培养基：LB +50mg/l rif +50mg/l str +为25获m得g/较l k好an的划单板克技隆巧，：用白枪头轻
• 生长条件：28℃
轻蘸取菌液，先在平板上平行划线， 更换枪头后再交叉划线，单向划线
0.1mg/l 6-BA +1.0mg/l IBA 1.0mg/l IBA
200mg/l Cef+25mg/l Kan 200mg/l Cef+25mg/l Kan
黑暗 光照 光照
实验流程
后续试验
打叶盘，预培养1d
农杆菌活化
浸泡法侵染叶盘，共培养3d
愈伤培养~10d 生芽培养 >20d
炼苗移栽
生根培养~2周
2. 外植体的侵染及共培养
1）取杨树无菌叶片，切成4～6mm的叶盘到无菌瓶中
2）加入重悬菌液，感染10min，期间间隔3～5min轻微振荡
3）取出外植体用无菌吸水纸吸去附着的菌液，接种在共培养基上，暗培 养36~48h。
3．诱导愈伤组织
将共培养的外植体转移到含1.0mg/L NAA +2.0mg/L ZT+ 400mg/L Cef + 9mg/L Hyg的选择培养基上，25℃暗培养诱导愈伤。约10d外植体长出 愈伤组织。
• pH • 温度 • 湿度 • 光照
培养基PH值~ 5.85 温室温度~25℃ 湿度30~40%
16h light / 8h dark
各种抗生素配方
注意：AS和Rif也可用DMSO溶解，因 高浓度DMSO可溶解滤膜，需要用油
膜进行过滤除菌，且速度很慢
名称
英文名
溶解试剂
除菌
保存
现有浓度
氨苄青霉素 ampicillin，Amp
5.生根培养
• 待芽分化并长至~2cm时，从基部将芽切下（避免带有愈伤组 织，影响生根），转入含cef （200mg/l）和Kan （25mg/l） 生根培养基上，光照培养诱导生根，获得具有抗性的转基因 阳性植株
6.炼苗移栽
• 待无菌苗在培养瓶中长到~10cm时，需将其移至温室环境的土壤中培养 1）炼苗：先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间环境中适应生长几
日。 2）清洗移栽：用流水清洗掉根部的培养基，移栽到土壤中（土壤应提前
一天吸水） 3）移栽后管理
幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥
西南大学的体系
• 植物材料：新疆杨无菌苗
• 农杆菌：根癌农杆菌EHA105(LBA4404)
•
根癌农杆菌GV3101
• YEP培养基：蛋白胨(10g/L )、酵母提取物(10g/L )、Nacl(5g/L ) PH=7.0 • WPM重悬液：WPM+30g/L蔗糖+100μmol/L AS （PH=5.82-5.87）
2
新疆杨转基因体系
• 学名:新疆杨 • 分类：杨柳科，杨属 • 抗盐抗旱性较弱，可作为研究胡杨抗逆基因的参照
实验材料
• 材料：新疆杨 • 农杆菌菌种：根癌农杆菌LBA4404—利福平（rif）和链霉素
（str）抗性 • 表达载体：pBib-basta-35S-GFP（含Kan抗性基因）
杨树生长条件
数不可过多，可获得稀疏分布的单
• 二次活菌：
克隆菌株
1）取-80 ℃保存的农杆菌划板, 28℃ 倒置培养，约36~48h长出单克隆
2）挑单克隆接种于30~50ml LB抗性培养基中，200r、28 ℃摇菌24h （一活）
3）将活化的菌液按1:100~1:50接种到50ml LB抗性培养基中，培养10~14h， 至OD600值达到0.3~0.7（0.6为最佳） ，用于侵染实验（二活）
1.叶盘预培养
—— 侵染前1天进行
• 材料：新疆杨无菌苗 • 灭菌准备：MS（s）培养基，培养皿，滤纸，打孔器，滤纸，蒸馏水，
镊子，剪刀 • 叶盘大小：直径0.5~1.0cm（叶盘过小会增加诱导愈伤的难度）
1) 选取生长旺盛的新疆杨无菌苗，取茎上段新鲜幼嫩的叶片， 置于盛有无菌水的培养皿中，用打孔器将其打成圆盘，避 开主叶脉和叶缘
• 共培养培养基： WPM+30g/L蔗糖+100μmol/L AS+1.0mg/L NAA +2.0mg/L ZT+8.0-8.2g/L琼脂 （PH=5.82-5.87）
• 愈伤培养基： WPM+30g/L蔗糖+9mg/L Hyg(或50mg/L Kan）+1.0mg/L NAA +2.0mg/L ZT+ 400mg/L Cef +8.0-8.2g/L琼脂 （PH=5.82-5.87）
2）将活化过夜的农杆菌按1：100～1：50的比例接种在相同的20-50ml YEP液体培养基中，继续培养至OD600为0.2～0.4。
3）将二活的农杆菌菌液加入50ml离心管中5000rm离心10min，去上清， 加入50mlWPM重悬液（含AS），移入圆口瓶中，在28℃，200rpm振荡 培养1～2h。
配制方法 少量（50ml中约10ml）乙醇溶解后，加水稀释 0.1M HCl（或乙醇）溶解后加水稀释 1M HCl溶解后加水稀释 1M NaOH 溶解后加水稀释 乙醇或氢氧化钠溶解后加水稀释 1M HCl溶解后加水稀释
保存
4℃ 避光 保存
生长素类：
2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）、吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）
2. 载体介导法
• 农杆菌介导法（双子叶 植物）
• 病毒介导法
农杆菌介导法
• 根癌农杆菌 • Ti质粒（Tumor-inducing plasmid）为根癌农杆菌染色体外的遗传物质
可诱导被侵染的植物细胞产生肿瘤，即诱发冠瘿瘤。 • Ti质粒包括毒性区(Vir区)、接合转移编码区（Con区）、复制起始区(Ori区)和T-DNA
Ti质粒介导转化的过程
1) 农杆菌吸附于植物的表面伤口部位 2) 受酚类物质（AS，乙酰丁香酮）的诱导，vir区基因被激活，
virD基因编码的核酸内切酶分别将T-DNA的RB序列和LB 序列切出单链切口，释放T-DNA的单链线性拷贝（T-链） 3) T-链在RB序列的引导下定向穿过农杆菌的细胞膜、细胞壁， 进入植物细胞壁并整合到植物染色体基因组中 4) T-DNA 在植物细胞内表达
• PS：WT新疆杨在wpm生根培养基中生长较快，在MS生根培养基中生长较好。两 种生根培养基都可以不加任何激素，也可以加入0.1mg/L NAA,促进生根。
1. 农杆菌活化
1）挑取单菌落，接种在30～50mlYEP液体培养基中，28℃，200rpm振 荡培养过夜,直至对数生长OD600为0.6～0.8。
灰杨
叶片愈伤 诱导
生根
MS + 0.5mg/L IAA + 0.05mg/L 6-BA
1/2 MS+1.5mg/L IBA
生长时间
1~2个月诱导出愈 伤组织
30天左右从愈伤组 织长出小芽
可诱导出愈伤，并继续扩大培养
长出的芽叶组织较厚重，降低细胞 分裂素之后此现象减弱
可诱导出不定芽
2~3周长出白色毛 状根
分装，－20℃保存 分装，－20℃保存 分装，－20℃保存 分装，－20℃保存 分装，－20℃保存
50mg/ml 50mg/ml
100mM 200mg/ml
20mg/ml
•所有抗生素均在培养基灭菌后温度低于60℃时加入