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基因工程(5)
——基因工程的应用
高二年级生物学
农牧业领域的应用
农牧业领域的应用——提高产量
提高动物生长速度
转基因鲑鱼转基因猪
农牧业领域的应用——提高产量
提高植物抗性
普通棉花抗虫棉花普通水稻抗旱水稻抗病毒木瓜普通木瓜
摄取
引起败血症
插入细胞膜中细胞死亡
Bt棉花
与受体结合
昆虫中肠细胞
农牧业领域的应用——提高产量
苏云金芽孢杆菌(Bt)
△Bt晶体
苏云金芽孢杆菌(Bt)
Bt作用机理
激活
溶解
农牧业领域的应用——提高品质
视力下降
免疫力下降
普通大米
胡萝卜素
利用转基因技术将β-胡萝卜素合成
途径相关基因转入大米胚乳中并表达
第一代黄金水稻(GoldenRice1)
2000
胡萝卜素:1.6ug/g
第二代黄金水稻(GoldenRice2)
2005
胡萝卜素:37ug/g
农牧业领域的应用——提高品质
食品领域的应用
·生产添加剂·制造食物
凝乳酶
Rennet
空气蛋白
食品领域的应用——生产添加剂
凝乳酶
Rennet柠檬酸
L-谷氨酸
氨基酸有机酸
酶制剂
促进肠道内铁的吸收
广谱抗菌、抗病毒抗氧化、抗癌
抗炎和免疫调节
食品领域的应用——生产添加剂
环保领域的应用
·生产清洁能源
·治理环境污染
环保领域的应用——生产清洁能源
ETHANOL
生物乙醇生物柴油
环保领域的应用——生产清洁能源
·生物乙醇的生产流程
植物淀粉/纤维素微生物可发酵糖乙醇
淀粉酶
·基因工程改造思路
1.改造植物
2.改造微生物
提取糖化发酵
微生物
玉米
3种淀粉酶基因
组成的复合基因
乙醇单位产量的利润提高了8%~15%
海底热泉古生菌
环保领域的应用——生产清洁能源
环保领域的应用——生产清洁能源
技术难点
发酵
微生物
糖化微生物
无定形区
结晶区
不与人争粮
淀粉/纤维素
可发酵糖
乙醇
植物
提取
半纤维素
纤维素
预处理
木质素
环保领域的应用——治理环境污染
白色垃圾
治理思路:
生物降解塑料
金属硫蛋白基因
工程菌
水稻镉污染
金属硫蛋白能结合Cd²+和Hg2+
环保领域的应用——治理环境污染
医药领域的应用
·基因工程制药
·异种器官移植·疾病动物模型·基因治疗
口年销售额30
一年增长率660
25
550
20
15
324
271
227
196
149
108
5
蛋白质类药物
(常规型重组人胰岛素注射液3t200单2尾0.1使/
口0药品包大装梯证号
分暂装药品准文号:国准
核酸类药物
oafrIn
ject
腺
sph
酸
pho
磷
医药领域的应用——基因工程制药
全球基因工程药物市场的增长曲线
900
800
700
600
500
400
300
200
84
100
0199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007年份
年销售额(亿美元)
100
U-100
840735
年增长率(
91
10
0
医药领域的应用——异种器官移植
猪与人:
1.器官大小一致
2.解剖生理特点相似
3.组织相容性抗原同源性高4.人畜共患疾病病原体少
果蝇肿瘤
斑马鱼肿瘤模型
医药领域的应用——疾病动物模型
WTG
小鼠心肌肥厚模型
医药领域的应用——基因治疗
腺相关病毒
脂质体
使用病毒或非病毒载体直接给药
·基因治疗:遗传病
腺苷脱氨酶的编码基因缺失,导致严重的联合性免疫缺陷症
CAR-T疗法:嵌合抗原受体T细胞免疫疗法
T淋巴细胞擅长于杀伤肿瘤细胞
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