转基因和基因敲除技术及英文文献讲解PPT学习教案.pptx

【转基因技术】 转基因技术是一种现代生物科技，通过将人工分离和修饰过的基因导入生物体的基因组中，使得生物体表现出导入基因所编码的性状，并且这种变化是可遗传的。这种技术的核心在于改变生物体的基因组成，以实现特定的目的，如增强抗病性、抗虫性或者改良食品品质。 转基因技术的基本流程包括六个关键步骤： 1. **目的基因的获取**：首先需要确定要引入的目标基因，这可能来自同种或不同种的生物。 2. **克隆载体的选择和构建**：选择适当的载体（如质粒、噬菌体或病毒）来携带目的基因，并对其进行改造，使其能够在目标生物中稳定存在和表达。 3. **外源基因与载体的连接**：利用限制性内切酶切割DNA，并通过连接酶将目的基因与载体DNA连接在一起，形成重组DNA。 4. **DNA导入受体**：将重组DNA导入目标生物的细胞中，通常通过转化或转染等方法。 5. **重组体的筛选**：筛选出成功接收了外源基因的细胞或个体。 6. **克隆基因的表达**：确保导入的基因在受体细胞中能够正常表达，从而影响生物体的性状。 【基因敲除技术】 基因敲除技术，又称为knock-out，是通过基因同源重组来消除或“敲除”特定基因的功能。这种方法通常涉及四个关键步骤： 1. 设计并构建一个含有目标基因同源序列的DNA片段，但该片段的一部分被替换或缺失，以便在重组过程中导致目标基因的失活。 2. 将这个设计好的DNA片段导入到生物体的细胞中，期望它能与目标基因发生同源重组。 3. 利用细胞内的重组机制，如Rec A、B、C、D蛋白质和DNA连接酶，促进同源重组过程。 4. 筛选出成功发生基因敲除的细胞，这些细胞的基因组中目标基因被替换或删除，从而失去了该基因的功能。 基因敲除技术在研究基因功能、开发药物和理解复杂生物过程等方面具有重要意义。例如，可以创建基因敲除小鼠模型来研究特定基因在发育、疾病发生或生理过程中的作用。此外，基因敲除也被用于制造乳腺生物反应器，生产药物蛋白，以及为器官移植提供来源。 【应用领域】 转基因技术和基因敲除技术的应用广泛，涵盖植物、动物和微生物等多个领域： - **植物**：培育抗虫、抗病、抗除草剂的作物，以及改善营养价值，如富含赖氨酸的玉米。 - **动物**：提高生长速度，生产药物蛋白，以及用于器官移植和乳腺生物反应器。 - **微生物**：在疫苗生产和其他生物工程应用中发挥作用。 - **医学**：基因治疗、生物治疗、基因诊断以及遗传病的预防和研究。 【发展情况】 自转基因技术问世以来，其品种培育速度加快，产业化应用规模不断扩大，尤其是在大豆、棉花、玉米和油菜等作物的商业化种植上。同时，转基因技术带来了显著的生态和经济效益，如减少农药使用，增加作物产量，以及全球转基因产品的市场价值逐年增长。基因敲除技术也在不断进步，为生物科学的基础研究和应用提供了强大工具。