封闭群杂交群动物的特点课件.ppt
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1、关于封闭群杂交群动物的特点现在学习的是第1页,共95页第一节第一节突变系动物的基本概念突变系动物的基本概念一、遗传与变异一、遗传与变异遗传和变异是生物普通存在的生命现象。遗传和变异是生物普通存在的生命现象。虽然亲代和子代之间都有非常相似的地方,但虽然亲代和子代之间都有非常相似的地方,但又有些不同之处。亲子相似,叫遗传。亲子相又有些不同之处。亲子相似,叫遗传。亲子相异,叫变异。生物的遗传性和变异性都是由异,叫变异。生物的遗传性和变异性都是由DNADNA加以控制和调节的。加以控制和调节的。现在学习的是第2页,共95页二、基因突变二、基因突变基因突变是指染色体上一个位点内的遗传物基因突变是指染色体上
2、一个位点内的遗传物质的变化,或者说是质的变化,或者说是DNADNA分子上长链中碱基对的分子上长链中碱基对的改变,也称点突变。改变,也称点突变。现在学习的是第3页,共95页基因突变在生物界中是很普遍的,而且基因突变在生物界中是很普遍的,而且突变后所出现的性状与环境条件间看不出对突变后所出现的性状与环境条件间看不出对应关系。突变在自然情况下产生的,称为自应关系。突变在自然情况下产生的,称为自然突变或自发突变(然突变或自发突变(Spontaneou MutationSpontaneou Mutation););由人们有意识地应用一些物理、化学因素诱发的,由人们有意识地应用一些物理、化学因素诱发的,则
3、称为诱发突变(则称为诱发突变(Induced MutationInduced Mutation)。突变后)。突变后出现的表现型是多种多样的。出现的表现型是多种多样的。现在学习的是第4页,共95页根据突变对表现型的最明显效应,可分为:根据突变对表现型的最明显效应,可分为:1 1可见突变(可见突变(Visble MutationVisble Mutation):突变的效):突变的效应可在生物的表现型上看出来,即用肉眼就能观应可在生物的表现型上看出来,即用肉眼就能观察出来,如若干大体形成的变异。察出来,如若干大体形成的变异。2 2生化突变(生化突变(Biochemical MutationBioch
4、emical Mutation):突变):突变的效应导致一个特定的生化功能的丧失。肉眼的效应导致一个特定的生化功能的丧失。肉眼是无法予以鉴别的,一定要借助于某些特殊方是无法予以鉴别的,一定要借助于某些特殊方法来检测。法来检测。现在学习的是第5页,共95页3 3致死突变(致死突变(Lethal MutationLethal Mutation):致死突变):致死突变可分为显性致死和隐性致死。显性致死在杂合可分为显性致死和隐性致死。显性致死在杂合态即有致死效应。而隐性致命突变较为常见,态即有致死效应。而隐性致命突变较为常见,如镰形红细胞贫血症的基因就是隐性致命突变。如镰形红细胞贫血症的基因就是隐性致
5、命突变。4 4条件致命突变(条件致命突变(Conditonal Lethal Conditonal Lethal MutationMutation):在某些条件下是有成活的,而):在某些条件下是有成活的,而在另一些条件下是致命的。在另一些条件下是致命的。现在学习的是第6页,共95页三、突变的机理和突变系动物三、突变的机理和突变系动物通过遗传和化学分析认识了突变型的遗传通过遗传和化学分析认识了突变型的遗传性质,有些变化是一个碱基为另一个碱基所替代;性质,有些变化是一个碱基为另一个碱基所替代;另一个情况是插入或缺失了一个碱基,还有的变另一个情况是插入或缺失了一个碱基,还有的变化包括许多碱基获得、失
6、去或重新排列等等。总化包括许多碱基获得、失去或重新排列等等。总之是组成基因的物质发生了化学变化,其变异的之是组成基因的物质发生了化学变化,其变异的遗传基因等位点可以遗传下去。遗传基因等位点可以遗传下去。现在学习的是第7页,共95页突变品系,也就是指正常染色体的基因突变品系,也就是指正常染色体的基因发生了变异的、具有各种遗传缺陷的动物。发生了变异的、具有各种遗传缺陷的动物。基因突变动物在遗传学上不是一个单独基因突变动物在遗传学上不是一个单独的遗传类别,它涉及近交系和封闭群两类动的遗传类别,它涉及近交系和封闭群两类动物。物。基因突变发生在近交系即为同源突变近基因突变发生在近交系即为同源突变近交系;
7、交系;基因突变发生在封闭群,即为封闭群突基因突变发生在封闭群,即为封闭群突变种。变种。现在学习的是第8页,共95页在小鼠和大鼠中,通过自然突变和人工在小鼠和大鼠中,通过自然突变和人工定向突变,已培育出很多的突变系动物,如定向突变,已培育出很多的突变系动物,如目前国际上已发现的小鼠突变基因有目前国际上已发现的小鼠突变基因有648648个,个,培育的突变系小鼠有培育的突变系小鼠有350350多个品系,大鼠有多个品系,大鼠有5050多多个品系。特别如无毛、无胸腺裸鼠已成为生物个品系。特别如无毛、无胸腺裸鼠已成为生物医学研究领域中令人注目的医学研究领域中令人注目的“宠儿宠儿”,并被广,并被广泛地应用于
8、肿瘤等研究。泛地应用于肿瘤等研究。现在学习的是第9页,共95页第二节第二节 突变品系的模型性状突变品系的模型性状现在学习的是第10页,共95页模型动物模型动物 遗传突变的动物,如果能留种育成突变品遗传突变的动物,如果能留种育成突变品系供某项特殊研究之用,这就成为很有科学价值系供某项特殊研究之用,这就成为很有科学价值的的“模型动物模型动物”。本世纪最先而且最广泛突破的。本世纪最先而且最广泛突破的是培养了多种肿瘤的模型动物,为研究人类肿瘤是培养了多种肿瘤的模型动物,为研究人类肿瘤的科学工作者提供了极为方便而有效的研究手段。的科学工作者提供了极为方便而有效的研究手段。现在学习的是第11页,共95页有
9、的突变品系动物与人的疾病一样或近有的突变品系动物与人的疾病一样或近似,则更是最好的动物模型。如肥胖小鼠,它似,则更是最好的动物模型。如肥胖小鼠,它与人类有相似的肥胖病和糖尿病;肌肉萎缩症与人类有相似的肥胖病和糖尿病;肌肉萎缩症小鼠,它与人类有相似的肌肉萎缩症;自身免小鼠,它与人类有相似的肌肉萎缩症;自身免疫小鼠,则与人类的自身免疫性溶血症和红斑疫小鼠,则与人类的自身免疫性溶血症和红斑狼疮相似。因此,对突变品系模型性状的研究狼疮相似。因此,对突变品系模型性状的研究对解决人类的疾病将起到重要作用。对解决人类的疾病将起到重要作用。现在学习的是第12页,共95页突变品系突变品系主要表现主要表现研究应用
10、研究应用肌萎缩症(肌萎缩症(dy)小鼠)小鼠进行性肌衰弱和广泛性的进行性肌衰弱和广泛性的肌萎缩肌萎缩肌萎缩症、肌肉营养障碍肌萎缩症、肌肉营养障碍症症肥胖症小鼠(肥胖症小鼠(ob)和大鼠)和大鼠(fa)肥胖,饮食多,血胰岛素肥胖,饮食多,血胰岛素高高肥胖症肥胖症侏儒症(侏儒症(dw)小鼠)小鼠矮小畸形、短尾、短鼻、矮小畸形、短尾、短鼻、继发性粘液性水肿继发性粘液性水肿内分泌如生长素和促甲状内分泌如生长素和促甲状腺素研究腺素研究糖尿病小鼠(糖尿病小鼠(db)和大鼠)和大鼠(di)肥胖并糖尿病、高血糖、肥胖并糖尿病、高血糖、蛋白尿、烦渴蛋白尿、烦渴遗传性糖尿病遗传性糖尿病骨骼硬化症(骨骼硬化症(op
11、)小鼠)小鼠骨质硬化,骨髓消失骨质硬化,骨髓消失人骨髓硬化症人骨髓硬化症贫血小鼠和大鼠贫血小鼠和大鼠多种贫血多种贫血贫血贫血白内障(白内障(Cat)大鼠)大鼠 白内障白内障眼科眼科第三节第三节常用的突变品系常用的突变品系现在学习的是第13页,共95页突变品系突变品系主要表现主要表现研究应用研究应用尿崩症(尿崩症(di)大鼠大鼠多尿,低渗透压多尿,低渗透压遗传性下丘脑尿崩症遗传性下丘脑尿崩症血胆红素过多症(黄疸)血胆红素过多症(黄疸)(Jaudice,j)大鼠)大鼠黄疸黄疸婴儿的先天性血胆红素过婴儿的先天性血胆红素过多综合征多综合征色素瘤性视网膜炎大鼠色素瘤性视网膜炎大鼠视网膜发育后期即开始的视
12、网膜发育后期即开始的光感受细胞的进行性丧失光感受细胞的进行性丧失人类的色素瘤性视网膜炎人类的色素瘤性视网膜炎无脾(无脾(As)小鼠)小鼠 脾脏完全缺如脾脏完全缺如脾脏功能、血吸虫病脾脏功能、血吸虫病视网膜退化(视网膜退化(rd)鼠)鼠 进行性视网膜硬化,有色进行性视网膜硬化,有色素沉着及视网膜血管闭锁素沉着及视网膜血管闭锁人类的色素性视网膜炎人类的色素性视网膜炎针尾(针尾(Pt)突变鼠)突变鼠椎间盘逐龄产生快速退化椎间盘逐龄产生快速退化人类的椎间盘突出症人类的椎间盘突出症自发性高血压大鼠自发性高血压大鼠(SHR)自发性高血压自发性高血压高血压高血压癫痫突变型大鼠癫痫突变型大鼠发作癫痫发作癫痫人
13、类癫痫病人类癫痫病多种免疫缺陷小鼠多种免疫缺陷小鼠无无T细胞或无细胞或无B细胞或无细胞或无T、B细胞或无细胞或无K细胞或无细胞或无T、B、K细胞或无巨噬细胞细胞或无巨噬细胞免疫、血液病、器官移植、免疫、血液病、器官移植、肿瘤、病毒等肿瘤、病毒等现在学习的是第14页,共95页其它还有各类突变模型动物先天性畸形、其它还有各类突变模型动物先天性畸形、各种肾异常、巨结肠小鼠、睾丸雌性化或假各种肾异常、巨结肠小鼠、睾丸雌性化或假两性畸形大鼠、隐睾症、新西兰高血压大鼠、两性畸形大鼠、隐睾症、新西兰高血压大鼠、各种神经麻痹、各种中枢神经异常、苯丙酮各种神经麻痹、各种中枢神经异常、苯丙酮酸尿症、自身免疫性疾病
14、、无毛小鼠、裸小酸尿症、自身免疫性疾病、无毛小鼠、裸小鼠、裸大鼠等。鼠、裸大鼠等。现在学习的是第15页,共95页第五章第五章 杂交群和封闭群动物杂交群和封闭群动物的特点及应用的特点及应用现在学习的是第16页,共95页第一节第一节杂交群动物(杂交群动物(F1)的特点及应用)的特点及应用一、定义和概念一、定义和概念两个近交品系动物之间进行有计划交配两个近交品系动物之间进行有计划交配所获得的仔一代动物,称之为杂交群动物或杂所获得的仔一代动物,称之为杂交群动物或杂交一代动物,简称交一代动物,简称F F1 1动物。如动物。如C C5757BL/6JBL/6J和和DBA/2DBA/2小鼠交配后培育的第一代
15、动物即为小鼠交配后培育的第一代动物即为BDFBDF1 1或或B6D2FB6D2F1 1;C C5757L/JL/J和和A/HeA/He交配后的第一代动物为交配后的第一代动物为LAFLAF1 1等。等。现在学习的是第17页,共95页但是,必须指出,实验动物但是,必须指出,实验动物“F F1 1”与一般与一般遗传学上所谓的遗传学上所谓的F F1 1不大一样。一般的不大一样。一般的F F1 1根本就根本就是杂种,其个体之间差异很大,因为其亲本是杂种,其个体之间差异很大,因为其亲本本身是杂种,实验动物的本身是杂种,实验动物的F F1 1虽然也是杂种,但虽然也是杂种,但是它们个体之间却很均一,也就是说,
16、从遗传是它们个体之间却很均一,也就是说,从遗传型上来看是异型接合体,而从它们个体与个体型上来看是异型接合体,而从它们个体与个体之间来看却大家都杂得一样,所以个体与个体之间来看却大家都杂得一样,所以个体与个体基本上还是相同的,这是由于它们的两个亲本基本上还是相同的,这是由于它们的两个亲本本身就是纯种。本身就是纯种。现在学习的是第18页,共95页所以,实验动物这种的所以,实验动物这种的F F1 1虽然遗传型是虽然遗传型是杂合的,但个体间的遗传型与表现型是一致的,杂合的,但个体间的遗传型与表现型是一致的,可以适合作一般实验研究用,能获得正确的实可以适合作一般实验研究用,能获得正确的实验结果。但验结果
17、。但F F1 1动物是不能培育纯系的,因为在动物是不能培育纯系的,因为在仔二代(仔二代(F F2 2)时,会发生遗传上的性状分离。)时,会发生遗传上的性状分离。F F1 1动物的生产是比较简单的,采用两个动物的生产是比较简单的,采用两个近交系进行杂交而得。近交系进行杂交而得。现在学习的是第19页,共95页子代:基因型子代:基因型Aa,表现型,表现型AAAaa精子精子 卵子卵子AAaAaAaaAaAa现在学习的是第20页,共95页例如例如C C5757BLBL品系小鼠基因为隐性基因(品系小鼠基因为隐性基因(a a),),被毛呈黑色,被毛呈黑色,C C3 3H H品系小鼠基因为显性基因(品系小鼠基
18、因为显性基因(A A),),被毛呈野鼠色,这二者均为纯合子,相互杂交被毛呈野鼠色,这二者均为纯合子,相互杂交后,后,F F1 1基因型和表现型均一致,但到子二代(基因型和表现型均一致,但到子二代(F F2 2)时,会发生遗传上的性状分离,因此不能)时,会发生遗传上的性状分离,因此不能用用F F1 1动物培育纯系。动物培育纯系。在在F F1 1动物生产中,必须强调的是两个亲本动物生产中,必须强调的是两个亲本的互交情况要表达所用品系的性别,因为虽然的互交情况要表达所用品系的性别,因为虽然同是用一样的两个近交系杂交,由于所用的雌同是用一样的两个近交系杂交,由于所用的雌雄不同则雄不同则F F1 1将因
19、母体环境的不同或性染色体的不将因母体环境的不同或性染色体的不同的而有不同。同的而有不同。现在学习的是第21页,共95页二、使用二、使用F F1 1动物的优点动物的优点综合起来综合起来F F1 1动物具有以下优点:动物具有以下优点:1 1具有杂交优势,生命力强,适应性和抗具有杂交优势,生命力强,适应性和抗病力强,繁殖旺盛等优点,在很大的程度上病力强,繁殖旺盛等优点,在很大的程度上可以克服因近交繁殖所引起的近交衰退现象。可以克服因近交繁殖所引起的近交衰退现象。2 2具有纯系动物基本相似的遗传均质性。虽然具有纯系动物基本相似的遗传均质性。虽然它的基因不是纯合子,但基因型是整齐一致的,它的基因不是纯合
20、子,但基因型是整齐一致的,遗传性是稳定的,表现型也一致,因此它基本遗传性是稳定的,表现型也一致,因此它基本上具有近交系动物的特点。上具有近交系动物的特点。现在学习的是第22页,共95页3 3对各种实验结果重复性好,精确度高。对长期对各种实验结果重复性好,精确度高。对长期实验的耐受性也大,而且对由于环境因素所引起变实验的耐受性也大,而且对由于环境因素所引起变异的可能性也较纯系为小。杂合子使隐性有害基因异的可能性也较纯系为小。杂合子使隐性有害基因的作用被显性有利基因的作用所掩盖。的作用被显性有利基因的作用所掩盖。4 4具有亲代双亲的特点。具有亲代双亲的特点。5 5国际上分布广,已广泛用于各类实验研
21、究,国际上分布广,已广泛用于各类实验研究,实验结果便于在国际间进行重复和交流。实验结果便于在国际间进行重复和交流。上述上述F F1 1动物的特点,说明为什么有了近交动物的特点,说明为什么有了近交系动物,还要培育系动物,还要培育F F1 1动物。动物。现在学习的是第23页,共95页三、三、F F1 1动物在生物医学研究中的应用动物在生物医学研究中的应用 由于由于F F1 1动物具有与纯系动物基本相同的动物具有与纯系动物基本相同的遗传均质性,又克服了纯系动物因近交繁殖遗传均质性,又克服了纯系动物因近交繁殖所引起的近交衰退,所以受到科学工作者的所引起的近交衰退,所以受到科学工作者的欢迎,在生物医学研
22、究中得到广泛应用。特欢迎,在生物医学研究中得到广泛应用。特别是在下列一些研究课题中用得更多。别是在下列一些研究课题中用得更多。现在学习的是第24页,共95页(一)干细胞的研究(一)干细胞的研究根据目前的研究,可清楚地表明,来自根据目前的研究,可清楚地表明,来自F F1 1种小鼠正常的外周血的白细胞能够在受到致死种小鼠正常的外周血的白细胞能够在受到致死性照射的父母或非常接近的同种动物中种植和繁性照射的父母或非常接近的同种动物中种植和繁殖,使动物存活和产生供体型的淋巴细胞、粒细殖,使动物存活和产生供体型的淋巴细胞、粒细胞和红细胞,这证明小鼠外周血中存在干细胞。胞和红细胞,这证明小鼠外周血中存在干细
23、胞。因此,因此,F F1 1动物是研究外周血中干细胞的重要动物是研究外周血中干细胞的重要实验材料。实验材料。现在学习的是第25页,共95页(二)移植免疫的研究(二)移植免疫的研究F F1 1动物是进行移植物抗宿主反应良好的动物是进行移植物抗宿主反应良好的实验材料。可以鉴定出免疫活性细胞去除是实验材料。可以鉴定出免疫活性细胞去除是否完全。如否完全。如CBACBA小鼠亲代脾脏细胞经一定培养液小鼠亲代脾脏细胞经一定培养液孵育后注入孵育后注入CDFCDF1 1(DBA/2CBADBA/2CBA)小鼠的脚掌,)小鼠的脚掌,对侧作为对照,如对侧作为对照,如CBACBA亲代小鼠免疫活性细胞亲代小鼠免疫活性细
24、胞去除干净时,则将不产生移植物抗宿主反应,去除干净时,则将不产生移植物抗宿主反应,否则相反。否则相反。现在学习的是第26页,共95页(三)细胞动力学研究(三)细胞动力学研究如选用如选用BCFBCF1 1(CBACCBAC5757BL/6BL/6)小鼠作小肠隐)小鼠作小肠隐窝细胞繁殖周期实验;窝细胞繁殖周期实验;选用选用CDFCDF1 1(DBA/2CBADBA/2CBA)小鼠作小肠隐窝细)小鼠作小肠隐窝细胞剂量存活曲线;胞剂量存活曲线;选用选用DBFDBF1 1(C C5757BL/6JDBA/2BL/6JDBA/2)受体小鼠观察)受体小鼠观察移植不同数量的同种正常骨髓细胞与脾脏表面生移植不同
25、数量的同种正常骨髓细胞与脾脏表面生成的脾结节数之间的关系等。成的脾结节数之间的关系等。现在学习的是第27页,共95页(四)单克隆抗体研究(四)单克隆抗体研究杂交瘤合成单克隆抗体是近年来生物医学中一杂交瘤合成单克隆抗体是近年来生物医学中一项重大的突破。采用的小鼠骨髓瘤细胞系,一般都项重大的突破。采用的小鼠骨髓瘤细胞系,一般都采用采用BALB/cBALB/c品系小鼠,英国目前大多采用品系小鼠,英国目前大多采用BALB/cBALB/c和和CBACBA杂交杂交F F1 1代小鼠作单克隆抗体研究,比单独代小鼠作单克隆抗体研究,比单独用用BALB/cBALB/c小鼠要好,其小鼠要好,其F F1 1代小鼠脾
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