細(xì)胞工程項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū).doc

1、細(xì)胞工程項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)篇一 : “創(chuàng)新工程”項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)暨南大學(xué)教育技術(shù)“創(chuàng)新工程”項(xiàng)目申 請(qǐng) 書(shū)項(xiàng)目類(lèi)型 : 網(wǎng)上優(yōu)質(zhì)示范課程項(xiàng)目名稱(chēng) : 運(yùn)營(yíng)管理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程項(xiàng)目主持人 : 徐詠梅所在單位 :管理學(xué)院通訊地址 : 黃埔大道西601 號(hào)暨南大學(xué)管理學(xué)院730申報(bào)日期 :XX 年6月 12日暨南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與教育技術(shù)中心暨南大學(xué)教務(wù) 處制一、項(xiàng)目基本信息二、項(xiàng)目?jī)?nèi)容三 . 擬建設(shè)的微視頻情況篇二 : 細(xì)胞工程第一章緒論生 物 工 程 : 也 稱(chēng) 生 物 工 藝 學(xué) (biotechnologyorbioprocess), 一般稱(chēng)為生物技術(shù)。一般意義上講 , 生物工程是以生命科學(xué)為基礎(chǔ) , 利用生物體系和

2、工程學(xué)原理生產(chǎn)生物產(chǎn)品和創(chuàng)造新物種的一門(mén)綜合技術(shù)。換言之 , 就是利用生物有機(jī)體 ( 從微生物直至高等動(dòng)物 ) 或其組成部分 ( 器官、組織、細(xì)胞等 ) 發(fā)展新工藝或制造新產(chǎn)品的一種科學(xué)技術(shù)。細(xì)胞工程 : 應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的方法, 通過(guò)類(lèi)似于工程學(xué)的步驟, 在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上, 按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)以獲取新型生物或特種細(xì)胞產(chǎn)品的一門(mén)科學(xué)技術(shù)。第二章細(xì)胞工程基礎(chǔ)1. 細(xì)胞分化(cell differentiation)的概念同型的胚胎細(xì)胞, 在細(xì)胞分裂、發(fā)育過(guò)程中, 形態(tài)結(jié)構(gòu)、生化組成、生理過(guò)程上產(chǎn)生專(zhuān)一性和特異性的現(xiàn)象, 稱(chēng)細(xì)胞分化。是細(xì)胞功能和形態(tài)逐漸轉(zhuǎn)化

3、、產(chǎn)生穩(wěn)定組織差異的過(guò)程。2. 細(xì)胞分化的分子基礎(chǔ)是細(xì)胞決定(determination)細(xì)胞的分化可被識(shí)別之前, 細(xì)胞沿著特定方向變化的能力已經(jīng)被提前賦予了, 這種現(xiàn)象稱(chēng)細(xì)胞決定。是細(xì)胞分化潛能逐漸受限的過(guò)程。分化的本質(zhì): 細(xì)胞按照一定的時(shí)空順序差異基因表達(dá)(differentialgene express)。如奢侈基因(luxurygene),持家基因(house-keeping gene)。3、影響細(xì)胞分化的因素(1) 胞外信號(hào)分子的誘導(dǎo)作用( 一部分細(xì)胞對(duì)周?chē)?xì)胞的分化誘導(dǎo) ): 如成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF) 、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF) 。(2) 激素的誘導(dǎo) :(3) 細(xì)胞質(zhì)的不均一性

4、 : 如卵和受精卵。(4) “位置效應(yīng)” : 細(xì)胞在組織和機(jī)體內(nèi)的位置影響其分化。(5) 外部環(huán)境條件對(duì)分化的影響 : 如早期胚胎中 , 胚胎表面的細(xì)胞滋養(yǎng)外胚層 , 內(nèi)部的細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞團(tuán) ( 將形成胚胎) 。如動(dòng)物卵細(xì)胞未經(jīng)排卵而被激活 , 將在卵巢中異位發(fā)育成畸胎瘤。細(xì)胞分化的時(shí)空性時(shí)間上的分化 : 指一個(gè)細(xì)胞在不同的發(fā)育階段上可以有不同的形態(tài)和機(jī)能 , 不同的發(fā)育時(shí)間細(xì)胞之間的區(qū)別?？臻g上的分化 : 指處于不同空間位置中的同一種細(xì)胞后代之間出現(xiàn)的差異。單細(xì)胞生物僅有時(shí)間上的分化 , 如噬菌體的溶菌型和溶原型。多細(xì)胞生物的細(xì)胞不但有時(shí)間上的分化, 而且由于在同一個(gè)體上的各個(gè)細(xì)胞所處的位置不同

5、, 因而發(fā)生機(jī)能上的分工 , 于是又有空間上的分化 , 如一個(gè)植物個(gè)體在其頂端、根、莖、葉等不同部位具有不同的細(xì)胞。4. 細(xì)胞分化潛能 : 細(xì)胞分化能力的強(qiáng)弱稱(chēng)為發(fā)育潛能。5. 植物細(xì)胞的分化潛能: 植物細(xì)胞在發(fā)育潛能上 ,高度分化的植物營(yíng)養(yǎng)組織仍保持著發(fā)育成完整植株的能力,即具有全能性。6. 細(xì)胞分化潛能逐漸變窄7. 全能細(xì)胞 (totipotent cell):單個(gè)細(xì)胞在一定條件下分化發(fā)育成為完整個(gè)體的潛能稱(chēng)為細(xì)胞的全能性。8. 多能細(xì)胞 (pluripotent cell):雖然局限 , 但仍有發(fā)育成多種表型細(xì)胞的能力, 這種細(xì)胞稱(chēng)為多能細(xì)胞。9. 單能細(xì)胞 (unipotent cel

6、l):形態(tài)上、功能上專(zhuān)一化的終末分化細(xì)胞, 被稱(chēng)為單能細(xì)胞。10. 生物的每一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過(guò)分裂和分化后 , 仍然保持發(fā)育成完整個(gè)體的潛在能力 , 這種特性稱(chēng)細(xì)胞的全能性。原因 : 細(xì)胞具有這種潛能是因?yàn)槊總€(gè)細(xì)胞都包含了這個(gè)物種的所特有的全套遺傳物質(zhì) , 具有發(fā)育成為完整個(gè)體所必需的全部基因。細(xì)胞的全能性為開(kāi)展細(xì)胞工程研究提供了廣闊空間。11. 細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件 : 離體狀態(tài)、具有一定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件12. 細(xì)胞周期 : 細(xì)胞從一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分完成所經(jīng)歷的一個(gè)有序過(guò)程。其間細(xì)胞遺傳物質(zhì)和其他內(nèi)含物分配給子細(xì)胞。13. 細(xì)胞周期時(shí)相組成 :14. 無(wú) 絲 分 裂 (a

7、mitosis):又 稱(chēng) 直 接 分 裂 , 由Remark(1841) 發(fā)現(xiàn)于雞胚血細(xì)胞, 不涉及紡錘體形成及染色體變化。胞核拉長(zhǎng), 核中間斷裂 , 胞質(zhì)一分為二。低等動(dòng)物、植物胚乳發(fā)育、動(dòng)物上皮組織、疏松結(jié)締組織、肌肉組織、肝細(xì)胞有無(wú)絲分裂。優(yōu)勢(shì): 分裂快、能耗少、分裂中細(xì)胞功能繼續(xù)發(fā)揮利于細(xì)胞對(duì)外界環(huán)境變化作出迅速反應(yīng)。缺陷: 遺傳物質(zhì)不能有效均等分配。有絲分裂(mitosis) :又稱(chēng)為間接分裂, 由Fleming(1882)年首次發(fā)現(xiàn)于動(dòng)物,Strasburger(1880)發(fā)現(xiàn)于植物。減數(shù)分裂 (meiosis):染色體復(fù)制一次, 細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。是發(fā)生于有性生殖個(gè)體生殖細(xì)胞的一

8、種特殊的有絲分裂方式。15. 間期 : 完成組成染色體的 DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。前期 : 出現(xiàn)染色體、 核膜解體、 核仁消失、 形成紡垂體。中期 : 染色體排列到赤道面上。后期 : 姐妹染色體單體分開(kāi)并移向兩極的時(shí)期。期末 : 從子染色體到達(dá)兩極 , 至形成兩個(gè)新細(xì)胞為止。16. 減數(shù)分裂染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制一次后, 要經(jīng)過(guò)兩次分裂 ,形成四個(gè)細(xì)胞, 結(jié)果子細(xì)胞的染色體數(shù)目比親代細(xì)胞減少了一半。第三章植物組織與細(xì)胞培養(yǎng)1. 胚胎培養(yǎng) (embryo culture): 包括原胚和成熟胚培養(yǎng)、胚乳培養(yǎng)、胚珠和子房 ( 未授粉或已授粉的 ) 培養(yǎng) , 可用于研究胚胎發(fā)生以及影響胚生長(zhǎng)的因素

9、 ; 用試管受精或幼胚培養(yǎng)可獲得種間或?qū)匍g遠(yuǎn)緣雜種 , 因此它也是研究生殖生理的有用方法 ; 胚乳培養(yǎng)是研究胚乳的功能、胚乳與胚的關(guān)系 , 以及獲得三倍體植株的一個(gè)手段。脫分化 (dedifferentiation ):已分化好的細(xì)胞在人工誘導(dǎo)條件下 , 恢復(fù)分生能力 , 回復(fù)到分化組織狀態(tài)的過(guò)程。再分化 (redifferentiation):脫分化后具有分生能力的細(xì)胞再經(jīng)過(guò)與原來(lái)相同的分化過(guò)程, 重新形成各類(lèi)組織和器官的過(guò)程。莖尖培養(yǎng) : 較小的僅帶幾個(gè)葉原基或少量幼葉的莖端部分的培養(yǎng)。通常用110mm大小的外植體來(lái)加速植物的無(wú)性系繁殖。無(wú)性繁殖系(clone):由同一個(gè)外植體反復(fù)進(jìn)行繼代

10、培養(yǎng)后所得一系列的無(wú)性繁殖后代。器官發(fā)生(organogenesis): 在組織培養(yǎng)中或懸浮培養(yǎng)中 , 由培養(yǎng)物到顯示有自然的器官形成 , 如形成芽或根的現(xiàn)象。胚狀體 (embryoid):在離體培養(yǎng)過(guò)程中產(chǎn)生一種形似胚( 具有明顯的根端和芽端), 功能與胚相同的結(jié)構(gòu)。2. 一般植物通過(guò)細(xì)胞或組織培養(yǎng)達(dá)到再生目的要經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟 :(1) 培養(yǎng)的植物細(xì)胞或組織的脫分化 , 形成愈傷組織 ;(2) 有新形成的愈傷組織形成一些分生細(xì)胞團(tuán) , 隨后又由其分化成不同的器官原基 ( 如根原基、葉原基等 ) 。3. 脫分化后的細(xì)胞進(jìn)行再分化的過(guò)程有兩種不同的方式:(1) 器官發(fā)生方式 : 其中芽和根在愈傷組

11、織的不同部位分別獨(dú)立形成 , 具有單極性結(jié)構(gòu)。(2) 胚胎發(fā)生方式 : 在愈傷組織表面或內(nèi)部形成很多胚狀體 , 它們類(lèi)似于合子胚 , 具有雙極性結(jié)構(gòu)。4. 通過(guò)胚狀體途徑產(chǎn)生再生植株有3 個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn) :(1) 在一個(gè)培養(yǎng)物上所能產(chǎn)生的胚狀體數(shù)目往往比不定芽數(shù)目多 ;(2) 胚狀體形成的速度快 ;(3) 胚狀體結(jié)構(gòu)完整 , 一旦形成 , 一般都可以直接萌發(fā)形成小植株 , 因此成苗率高。 5.6. 啟動(dòng)期 ( 或誘導(dǎo)期 ): 是成熟組織在各種刺激因素的誘導(dǎo)作用下細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)及核酸的合成代謝迅速加強(qiáng)的過(guò)程。受激作用后分裂前細(xì)胞的主要變化有: 一是呼吸作用加強(qiáng),消耗氧量明顯增加 ; 二是多聚核糖體的不

12、斷增加 , 到有絲分裂前 RNA的含量可增加 300%;三是蛋白質(zhì)合成加快 , 分裂前細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的總量增加 200%;四是各種與分裂有關(guān)的酶活性大大加強(qiáng)。分裂期 : 其主要特征是: 細(xì)胞數(shù)目增加很大, 結(jié)構(gòu)疏松 ,缺少有組織特征的結(jié)構(gòu), 一般呈現(xiàn)透明狀或淺顏色。分化期 : 停止分裂的細(xì)胞發(fā)生生理代謝方面的變化, 出現(xiàn)了形態(tài)和生理功能上的分化, 直至出現(xiàn)了分生組織的瘤狀結(jié)構(gòu)及維管組織。此時(shí), 細(xì)胞體積不再減小, 呈現(xiàn)的顏色多種多樣。7. 影響愈傷組織培養(yǎng)的主要因素外植體 : 雖然所有植物都有被誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織的潛在能力 , 但是不同的植物種類(lèi)誘導(dǎo)形成愈傷組織的難易程度差別很大?；九囵B(yǎng)基 :

13、眾多的培養(yǎng)基基本上都可以誘導(dǎo)出愈傷組織 , 但不同的植物種類(lèi)、基因型和外植體誘導(dǎo)形成愈傷組織的難易程度不同 , 對(duì)培養(yǎng)基的反應(yīng)也有差別。激素組合 : 通常高濃度的生長(zhǎng)素和低濃度的激動(dòng)素有利于愈傷組織的誘導(dǎo)和增殖。 其中 ,2,4-D 是誘導(dǎo)愈傷組織最有效的物質(zhì)。8. 舉例 :以番杏的組織培養(yǎng)為例介紹組織器官培養(yǎng)技術(shù):番杏別名洋菠菜, 屬番杏科番杏屬的多年生草本植物。主要以肥厚多汁的嫩莖葉作蔬菜食用, 并可全株入藥, 有涼血、解毒、利尿、消瘡疥等的功效。具體方法如下 :(1) 材料和培養(yǎng)基 : 番杏果實(shí)和幼苗 ;(1) 芽分化培養(yǎng)基 :MS+/L( 單位下同 )+%蔗糖 ;(2) 誘導(dǎo)愈傷組織與

14、分化培養(yǎng)基 :MS+6-BA +2,4-D +%蔗糖 ;(3)生根培養(yǎng)基:3/4MS+%蔗糖;(4)繼代培養(yǎng)基 :MS 培養(yǎng)基。以上各培養(yǎng)基加%瓊脂 , 。(2) 培養(yǎng)條件 : 培養(yǎng)溫度 25左右 , 日光燈照明 , 每天光照 10h, 光照強(qiáng)度 10001500lx 。(3)無(wú)菌苗的獲取 : 將番杏果實(shí)在濃硫酸中浸泡約1h, 流水沖洗30min 。再在超凈工作臺(tái) ( 圖示 ) 內(nèi)用 70%乙醇浸泡2-3min,在無(wú)菌濾紙上吸干或酒精燈焰燒干, 再用 %升汞浸泡10min,無(wú)菌水沖洗 3-4 次 , 用無(wú)菌手術(shù)刀輕輕刮去果實(shí)被腐蝕的部分, 然后將其接種于培養(yǎng)基(3) 中,培養(yǎng)1 周后種子長(zhǎng)出無(wú)

15、菌苗(圖示)。(4) 愈傷組織培養(yǎng): 切取長(zhǎng)的不帶腋芽的莖段, 置于(2)號(hào)培養(yǎng)基上。3 周后,莖段周?chē)霈F(xiàn)白色松脆的愈傷組織(圖示 ) 。愈傷組織的形成標(biāo)志著接種外植體的生長(zhǎng)狀態(tài)已脫離分化狀態(tài) , 開(kāi)始重新恢復(fù)分生能力。(5) 繼代培養(yǎng) : 將愈傷組織在無(wú)菌條件下從試管中取出,用無(wú)菌水洗凈, 以鑷子和解剖刀剔除附著在愈傷塊上的培養(yǎng)基 , 并用無(wú)菌水反復(fù)沖洗數(shù)次, 直至愈傷塊上無(wú)殘留培養(yǎng)基為止。用解剖刀將愈傷塊切成數(shù)小塊 , 在接種到裝有愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基的三角瓶中 , 再與誘導(dǎo)愈傷組織相同的培養(yǎng)條件下繼續(xù)培養(yǎng)。幾天后, 三角瓶中的小愈傷塊即可逐漸長(zhǎng)大,這一過(guò)程稱(chēng)作繼代培養(yǎng)。通過(guò)愈傷組織的繼代

16、培養(yǎng), 原來(lái)接種的 1 個(gè)番杏莖段組織可繁殖出大量的新接種材料用于分化培養(yǎng)。(6) 分化培養(yǎng) : 剝離白色松脆的愈傷組織繼續(xù)置于(2) 號(hào)培養(yǎng)基上 ,2月后 , 部分白色愈傷組織上出現(xiàn)綠色芽點(diǎn)( 圖示 )隨著時(shí)間推移, 綠色芽點(diǎn)不斷膨大, 其中部分形成正常綠苗。(圖示 )。(7) 生根培養(yǎng) : 剝離綠苗接種到 (3) 號(hào)培養(yǎng)基上誘導(dǎo)生根( 圖示 ) 。7d 后開(kāi)始陸續(xù)出根,3 周后可有多條須根形成, 生根率達(dá) %。(8) 煉苗與移栽 : 移栽前 , 敞瓶煉苗 3-4d, 取出洗凈后 , 栽至裝有蛭石的塑料杯中 , 加自來(lái)水 , 杯上罩上玻璃燒杯保濕,4d 后晝覆夜敞 ,2 周后可除掉玻璃杯。

17、3 周后 , 試管苗張出新根 , 再將其移入蛭石與土 (2:1) 的盆 ( 圖示 ) 中。成活率為 %。9. 思考題1. 愈傷組織的形態(tài)發(fā)生有哪兩種情況 ?并比較各自由此形成完整植株的不同。2. 請(qǐng)以某種植物為例來(lái)論述其無(wú)菌苗的誘導(dǎo)、繼代快繁、生根培養(yǎng)及其馴化移栽過(guò)程。3. 植物組織培養(yǎng)的主要意義有哪些 ?最新進(jìn)展如何 ?10. 所謂高質(zhì)量的體細(xì)胞胚 , 指的是體細(xì)胞胚具有發(fā)育成完整小植株的能力, 這就要求體細(xì)胞胚在解剖構(gòu)造上具有明顯的胚根、胚芽的雙極性結(jié)構(gòu), 這是人工種子制作能否成功的關(guān)鍵所在。11.人工種子的制作要求胚狀體的形態(tài)上大小一致, 發(fā)育進(jìn)程上相似 , 這樣制成的人工種子其活力強(qiáng),

18、 萌發(fā)率高。如何對(duì)體細(xì)胞胚胎發(fā)生進(jìn)行同步化控制和純化篩選呢?(1) 化學(xué)抑制法 (2) 低溫抑制法(3) 滲透壓選擇法 (4) 機(jī)械過(guò)篩選擇法 (5) 應(yīng)用植物胚性細(xì)胞分級(jí)儀化學(xué)抑制法 : 在細(xì)胞培養(yǎng)初期加入抑制 DNA合成的藥物 , 使細(xì)胞 DNA合成暫時(shí)停止 , 當(dāng)除去 DNA抑制劑時(shí) , 細(xì)胞開(kāi)始進(jìn)入同步分裂。低溫抑制法 : 采用低溫處理導(dǎo)致發(fā)育停滯 , 形成所謂的溫度沖擊 , 處理時(shí)間過(guò)后 , 恢復(fù)正常溫度 , 可以使胚性細(xì)胞達(dá)到同步分裂的目的。低溫抑制法 : 采用低溫處理導(dǎo)致發(fā)育停滯 , 形成所謂的溫度沖擊 , 處理時(shí)間過(guò)后 , 恢復(fù)正常溫度 , 可以使胚性細(xì)胞達(dá)到同步分裂的目的人造

19、種皮要求 : 能保持胚狀體的活力, 利于萌發(fā)或貯藏。如海藻酸鈉、明膠、樹(shù)膠、瓊脂糖、淀粉及動(dòng)物膠等。人造胚乳 人工胚乳的主要成分為無(wú)機(jī)鹽、碳水化合物及蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。包埋技術(shù) : 滴注法 ; 裝模法 .滴注法篇三 : 細(xì)胞工程論文談轉(zhuǎn)基因動(dòng)物對(duì)克服人類(lèi)疾病的影響摘要 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域和生命科學(xué)的研究中有著重要應(yīng)用價(jià)值 , 可以用于改良動(dòng)物品種、提高動(dòng)物產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量及抗病性 ; 也可以用于生物制藥、建立診斷和治療人類(lèi)疾病的動(dòng)物模型、生產(chǎn)可用于人體器官移植的動(dòng)物器官等 ; 還可以利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)某些遺傳病進(jìn)行基因治療、獲得基因敲出動(dòng)物等。疾病動(dòng)物模型在認(rèn)識(shí)疾病本質(zhì)、確定防治方案及藥物

20、研究上十分重要。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物人類(lèi)疾病動(dòng)物模型的研究和建立在基因水平上研究人類(lèi)疾病、揭示各個(gè)基因的各種功能中將起重大作用。關(guān)鍵詞 : 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物動(dòng)物模型人類(lèi)疾病器官1. 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物概述在分子水平或者基因水平的基礎(chǔ)上, 用人工的手段去改造生物遺傳性狀的基因工程, 出現(xiàn)在20 世紀(jì) 70 年代?；蚬こ虘?yīng)用技術(shù)之一的基因重組, 可用于對(duì)不同生物遺傳物質(zhì)的體外人工剪切、組合、拼接, 使遺傳物質(zhì)重新組合, 然后 ,通過(guò)載體 , 如微生物、病毒等轉(zhuǎn)入微生物或細(xì)胞內(nèi), 進(jìn)行“無(wú)性繁殖” , 并使所需基因在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)出來(lái), 產(chǎn)生人類(lèi)所需的物質(zhì)或創(chuàng)造新的物種。近年來(lái), 國(guó)外已出現(xiàn)了一些“基因作物” , 如抗腐爛西

21、紅柿、抗除草劑棉花、抗病毒黃瓜和馬鈴薯, 以及抗蟲(chóng)玉米等。目前 , 利用基因重組技術(shù)能分離出來(lái)的目標(biāo)基因已近百種 , 在農(nóng)作物上實(shí)現(xiàn)目標(biāo)基因表達(dá)的也已有10 多種。所謂轉(zhuǎn)基因動(dòng)物, 是用實(shí)驗(yàn)方法, 把外源基因?qū)氲絼?dòng)物體內(nèi) , 這種外源基因與動(dòng)物本身的染色體整合, 這時(shí)外源基因就能隨細(xì)胞的分裂而增殖, 在體內(nèi)得到表達(dá), 并能傳給后代。世界上第一只轉(zhuǎn)基因動(dòng)物巨鼠 , 是將大白鼠生長(zhǎng)激素導(dǎo)入小白鼠的受精卵中 , 再將這個(gè)受精卵移入借腹懷胎的母鼠子宮中 , 產(chǎn)下的小白鼠比一般的大一倍。這只在遺傳學(xué)上具有重大意義的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究究培育成功 , 展現(xiàn)出誘人的光明前景。克隆動(dòng)物的操作過(guò)程中, 完全可以同

22、時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作。在體細(xì)胞去核并與去核的卵細(xì)胞結(jié)合之前 , 將有關(guān)的人類(lèi)基因注入 , 這樣 , 培育的“轉(zhuǎn)基因克隆羊” , 就會(huì)產(chǎn)生出人類(lèi)蛋白質(zhì)。第一頭克隆羊“多利”引起的轟動(dòng), 在于它的理論價(jià)值 , 它突破了有性生殖的框架, 證明高等動(dòng)物也可以由無(wú)性生殖來(lái)繁衍。我國(guó)轉(zhuǎn)基因羊研究新突破, 在于它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值 ,因?yàn)樗梢宰屓祟?lèi)豐衣足食、健康長(zhǎng)壽的美夢(mèng)成真。那轉(zhuǎn)基因羊的后代是不是轉(zhuǎn)基因羊呢 ?轉(zhuǎn)基因羊與普通羊交配 , 即有性繁殖 , 后代中的一半是轉(zhuǎn)基因羊 ; 但若用克隆無(wú)性繁殖的方法 , 那所有的后代都是轉(zhuǎn)基因羊。2. 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用 ( 醫(yī)學(xué)方面 )一、建立人類(lèi)疾病動(dòng)物模型。通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)制

23、作轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型, 可以模擬人類(lèi)疾病的起始和發(fā)展, 并可測(cè)試比較各種治療方案的治療結(jié)果, 最終確定最行之有效的治療方案。現(xiàn)已建立的人類(lèi)動(dòng)物疾病模型有癌癥、動(dòng)脈硬化癥、鐮刀狀細(xì)胞貧血、地中海貧血、紅細(xì)胞增多癥、肝炎、免疫缺陷、 自發(fā)性高血壓、 淋巴系統(tǒng)病、透納氏癥、心肌頓抑、老年癡呆癥等。此外 , 新開(kāi)發(fā)的藥品用于人體之前先要進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn) , 但許多疾病沒(méi)有適當(dāng)?shù)膭?dòng)物模型來(lái)進(jìn)行藥物的評(píng)價(jià)。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可建立與人類(lèi)相同疾病的動(dòng)物模型 , 以利于藥物篩選 , 其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、試驗(yàn)次數(shù)少、顯著縮短試驗(yàn)時(shí)間 , 現(xiàn)已成為一種進(jìn)行“快速篩選”的手段。隨著癌基因的不斷發(fā)現(xiàn) , 越來(lái)越多的腫瘤疾病模型被

24、用于藥物篩選。二、生產(chǎn)可用于人體器官移植的動(dòng)物器官。目前 , 中國(guó)每年約有 150 萬(wàn)患者需要器官移植 , 但每年器官移植手術(shù)僅有萬(wàn)例左右 , 還不到 1%,供體器官短缺嚴(yán)重以及移植后的免疫排斥反應(yīng)使 99%以上的患者失去了寶貴的生命。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改造異種來(lái)源器官的遺傳性狀 , 使之能適用于人體器官或組織的移植 , 是解決移植器官短缺和移植后免疫排斥反應(yīng)的最有效途徑。目前最為理想的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是豬, 因?yàn)槠湓谄鞴俅笮?、結(jié)構(gòu)和功能上與人類(lèi)較為相似。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)敲除豬 -1,3半乳糖轉(zhuǎn)移酶基因( 該基因會(huì)引發(fā)免疫排斥反應(yīng) ), 就可清除豬作為人類(lèi)器官供體的一個(gè)主要障礙 , 將進(jìn)一步推動(dòng)器官移植的

25、發(fā)展與應(yīng)用。這項(xiàng)研究具有重要的實(shí)用價(jià)值 , 相信以后會(huì)有更多、更完善的改造器官用于人類(lèi)疾病的治療。三、可以生產(chǎn)醫(yī)療藥品和營(yíng)養(yǎng)保健品。將某些具有藥用價(jià)值的基因轉(zhuǎn)入動(dòng)物體內(nèi) , 然后再回收這些基因的表達(dá)產(chǎn)物 , 就可以生產(chǎn)出具有生物活性的藥物。利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物具有以下四個(gè)優(yōu)點(diǎn) : 設(shè)備簡(jiǎn)單 , 不耗能 , 無(wú)環(huán)境污染。動(dòng)物吃的是飼料 , 生產(chǎn)出的是高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的藥品和具有營(yíng)養(yǎng)保健功能的蛋白?？缮a(chǎn)的藥物品種多, 產(chǎn)量高 , 質(zhì)量好。動(dòng)物的乳房有強(qiáng)大的生產(chǎn)蛋白質(zhì)的能力 , 一頭優(yōu)良品種的奶牛 , 在 305 天的泌乳期中可產(chǎn)奶 >10 噸。鮮奶的蛋白質(zhì)含量占 %, 折合每頭奶牛年產(chǎn)純蛋白

26、320360 千克。一只綿羊一年可產(chǎn)奶 300500 千克 , 奶中蛋白質(zhì)含量約占 7%,折合每只母羊年產(chǎn)純蛋白 2030 千克。上個(gè)世紀(jì) 90 年代中期 , 國(guó)際上就已有數(shù)十家轉(zhuǎn)基因動(dòng)物公司生產(chǎn)出貴重的藥用蛋白, 如 1- 抗胰蛋白酶 ( 治療肺氣腫 ) 、人紅細(xì)胞生成素 ( 用于腫瘤化療 ) 、乳鐵蛋白 ( 抗胃腸道感染 ) 、人血清白蛋白 ( 提高人體免疫力 ) 、人血紅蛋白 ( 治療燒傷和血量擴(kuò)積 ) 、人凝血因子 ( 治療血友病) 、抗凝血酶 ( 用于動(dòng)脈移植 ) 、膠原蛋白 ( 治療類(lèi)風(fēng)濕 ) 、血纖蛋白原 ( 用于外科創(chuàng)傷 ) 、胰島素 ( 治療糖尿病 ) 等。生產(chǎn)周期短。目前一

27、種新藥從研制開(kāi)發(fā), 通過(guò)新藥評(píng)審 , 直到上市需 1520 年。如果利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物, 新藥生產(chǎn)周期約5 年 ,如以動(dòng)物生命的周期計(jì)算, 轉(zhuǎn)基因牛從顯微注射到泌乳的周期是個(gè) 2529 月 , 而轉(zhuǎn)基因羊只要18 個(gè)月。生產(chǎn)成本低,投資風(fēng)險(xiǎn)低 , 可以獲得巨額經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。國(guó)外經(jīng)濟(jì)學(xué)家曾算過(guò)一筆賬 , 若用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝來(lái)生產(chǎn) 1 克藥物蛋白 , 成本需 8005 000 美元 , 而利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物只需 美元。3. 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物應(yīng)用桎梏轉(zhuǎn)基因動(dòng)物安全嗎?盡管轉(zhuǎn)基因動(dòng)物將為人類(lèi)帶來(lái)巨大的益處是人們所共識(shí)的, 但目前轉(zhuǎn)基因動(dòng)物真正意義上的商業(yè)化生產(chǎn)還未展開(kāi)。這里面除有技術(shù)因素之外,人們考慮更多的還是安全性問(wèn)

28、題。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品是否安全關(guān)系到人類(lèi)自身的安全問(wèn)題,人們對(duì)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品主要存在以下?lián)鷳n(yōu): 和非轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品相比 , 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品的營(yíng)養(yǎng)成分是否會(huì)發(fā)生變化?是否會(huì)出現(xiàn)抗?fàn)I養(yǎng)因子?是否會(huì)出現(xiàn)新的過(guò)敏源?由于導(dǎo)入基因的來(lái)源及序列或表達(dá)蛋白質(zhì)的氨基酸序列可能與已知的致敏源存在同源性, 導(dǎo)致過(guò)敏發(fā)生或產(chǎn)生新的過(guò)敏源。是否會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì) ?在轉(zhuǎn)基因食品加工過(guò)程中, 由于基因的導(dǎo)入可能使得病毒蛋白發(fā)生過(guò)量表達(dá), 產(chǎn)生各種毒素。食用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品后是否會(huì)致病?除目的基因外, 引入的抗生素標(biāo)記基因和報(bào)告基因是否安全?從理論上來(lái)說(shuō), 無(wú)論轉(zhuǎn)基因食品還是藥品, 轉(zhuǎn)入動(dòng)物體內(nèi)的基因都是天然存在的, 人們平常吃的

29、東西中就含有這些基因 , 用轉(zhuǎn)基因技術(shù)僅僅是把這種基因轉(zhuǎn)到其他動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)后再分離出來(lái)。因此, 在理論上轉(zhuǎn)基因藥物和食物是有一定安全保證的, 而不是合成新的東西。當(dāng)然, 我們不能僅停留在理論性的安全上, 還要做更多的安全性實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)基因食品飼喂實(shí)驗(yàn)表明, 攝食轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品對(duì)小鼠和大鼠的生長(zhǎng)、臟器發(fā)育、血液生理生化指標(biāo)、繁殖能力及其后代的生長(zhǎng)發(fā)育均無(wú)顯著影響。(1) 、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物自身安全嗎 ?由于轉(zhuǎn)基因操作方法的自身缺陷 , 可能會(huì)影響到轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的健康狀況。由于外源基因在受體基因組中的整合位點(diǎn)是隨機(jī)的 , 因此外源基因的整合給動(dòng)物帶來(lái)的傷害是難以控制的。然而我們可以選擇插入位點(diǎn)對(duì)動(dòng)物

30、影響小的 , 而實(shí)際上 , 有嚴(yán)重影響的插入事件往往因?yàn)閯?dòng)物死亡或者發(fā)育的缺陷而會(huì)被排除。另外, 轉(zhuǎn)基因表達(dá)也會(huì)對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生一定影響, 轉(zhuǎn)入基因的插入突變、異位表達(dá)、修飾、表達(dá)產(chǎn)物自身等都有可能對(duì)動(dòng)物自身健康造成影響。因此 , 對(duì)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物自身安全性進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)估是必要和迫切的。(2) 、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響?轉(zhuǎn)基因動(dòng)物對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響 , 人們主要有以下幾個(gè)方面的顧慮: 對(duì)生物多樣性的影響。對(duì)非靶標(biāo)生物的影響?；蚱茖?duì)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響, 包括外源基因是否有可能向相關(guān)植物、動(dòng)物和微生物發(fā)生水平轉(zhuǎn)移, 造成基因漂移。是否會(huì)引發(fā)新的環(huán)境問(wèn)題, 如是否會(huì)對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥性、是否

31、會(huì)產(chǎn)生新病毒。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是否會(huì)演變?yōu)橛泻ι?或演變成優(yōu)勢(shì)物種從而破壞生態(tài)平衡。(3) 、對(duì)于環(huán)境安全 , 人們主要是對(duì)轉(zhuǎn)基因魚(yú)所存在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)擔(dān)憂(yōu) , 魚(yú)類(lèi)易于逃逸、擴(kuò)散 , 有很大可能性影響生物多樣性并對(duì)野生基因庫(kù)造成污染。除轉(zhuǎn)基因魚(yú)外 , 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中規(guī)模稍大的就是家養(yǎng)動(dòng)物 ( 豬、牛、羊等 ), 其去向比較容易跟蹤。另外 , 因其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較低 , 很容易控制和捕捉 , 只要管理科學(xué)、措施得當(dāng) , 不會(huì)存在有很大的環(huán)境問(wèn)題。目前 , 國(guó)家專(zhuān)門(mén)設(shè)立了研究轉(zhuǎn)基因動(dòng)物安全性的項(xiàng)目, 說(shuō)明國(guó)家對(duì)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的安全性是非常重視的, 并且現(xiàn)在也有來(lái)自國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。4. 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的意義第

32、一頭克隆羊“多利”引起的轟動(dòng), 在于它的理論價(jià)值,它突破了有性生殖的框架, 證明高等動(dòng)物也可以由無(wú)性生殖來(lái)繁衍。我國(guó)轉(zhuǎn)基因羊研究新突破, 在于它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值, 因?yàn)樗梢宰屓祟?lèi)豐衣足食、健康長(zhǎng)壽的美夢(mèng)成真。用基因轉(zhuǎn)移技術(shù) , 增強(qiáng)動(dòng)物抗病力的研究, 也很鼓舞人心。導(dǎo)入抗病或抗寄生蟲(chóng)的外源基因, 牛便不怕“瘋牛病”, 豬便不怕瘟 ?從而使畜牧業(yè)“旱澇保收”, 成為“黃金”產(chǎn)業(yè)。將外源基因?qū)爰倚?, 能使家畜朝人類(lèi)希望的目標(biāo)靠攏 , 如肉質(zhì)改善、飼料增效、個(gè)體增大、體重增加、奶量提高、脂肪減少等。例如將長(zhǎng)瘦肉的基因?qū)胴i細(xì)胞中, 豬就成為瘦肉型 ; 將促乳汁分泌的基因?qū)肱?、羊?xì)胞中 , 這些轉(zhuǎn)基因牛、羊乳汁猛增 ; 還有科學(xué)家將貂的長(zhǎng)皮毛基因?qū)胙蚣?xì)胞中 , 培育出長(zhǎng)出類(lèi)似貂毛毛皮的羊。這些羊易養(yǎng) , 繁殖快 , 且“羊貂皮”面積數(shù)倍于貂皮 , 將使“貂皮”時(shí)裝進(jìn)入尋常百姓家。身價(jià)百倍的奧秘何在呢 ?是在于它們是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 , 它們的乳汁中含有“