生物技术概论总论.ppt

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1、生物技术概论生物技术概论刘 静如何进行科技论文检索如何进行科技论文检索1.1.中文科技期刊数据库中文科技期刊数据库中文科技期刊数据库中文科技期刊数据库2.Google2.Googleschoolorschoolor3.3.重庆维普科技期刊数据库重庆维普科技期刊数据库重庆维普科技期刊数据库重庆维普科技期刊数据库4.4.万方数据库万方数据库万方数据库万方数据库5.5.国家数字图书馆国家数字图书馆国家数字图书馆国家数字图书馆6.NCBI6.NCBI7.7.专题网站专题网站专题网站专题网站2生物技术总目录生物技术总目录绪论绪论基因工程基因工程细胞工程细胞工程发酵工程发酵工程酶工程酶工程蛋白质工程蛋白质

2、工程生物技术的应用生物技术的应用3考试考试3.1考试方式考试方式形式形式:闭卷闭卷期中考试（期中考试（20%）和期末考试）和期末考试（70%）内容内容:以课堂讲授内容为主，含引申内容。以课堂讲授内容为主，含引申内容。3.2平时成绩（平时成绩（10%）考勤（考勤（10%)3.3总成绩总成绩生物技术总论生物技术总论BiotechnologyGeneralIntroduction主要内容：主要内容：1生物技术的含义生物技术的含义2生物技术发展简史生物技术发展简史3生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响4我国生物技术现状我国生物技术现状5面临不少严峻的问题面临不少严峻的问题1什么是生

3、物技术什么是生物技术1.1前言前言“21世纪生物经济必将世纪生物经济必将超过网络经济超过网络经济”有关统计表明，全球生物技术产业的销售额约每有关统计表明，全球生物技术产业的销售额约每5年翻一年翻一番，增长率高达番，增长率高达2530，是世界经济增长率的，是世界经济增长率的810倍倍左右，已经成为一个新的经济增长点。左右，已经成为一个新的经济增长点。应用的第一、二次浪潮是在医药和农业领域，并已取得初应用的第一、二次浪潮是在医药和农业领域，并已取得初步成效。步成效。下一个重点是改造工业和保护环境、能源下一个重点是改造工业和保护环境、能源1.2生物技术的定义生物技术的定义生物技术（生物技术（biot

4、echnology）：）：亦称生物工程（亦称生物工程（bioengineering），），是以生物科学为基础，是以生物科学为基础，运用先进的科学原理和工程技术手段来加工或改造生物体或运用先进的科学原理和工程技术手段来加工或改造生物体或加工生物原料，从而产生出人类需要的产品或达到某种目的。加工生物原料，从而产生出人类需要的产品或达到某种目的。是生物科学与工程技术有机结合的一门综合性科学技术。是生物科学与工程技术有机结合的一门综合性科学技术。先进的科学原理和工程技术手段先进的科学原理和工程技术手段改造生物体改造生物体生物原料生物原料为人类生产出某些产品为人类生产出某些产品达到某种目的达到某种目的1

5、2生物技术的定义生物技术的定义1.3生物技术涉及的学科生物技术涉及的学科分子生物学、发育生物学、组织工程学、遗传学、免疫分子生物学、发育生物学、组织工程学、遗传学、免疫学、器官移植、学、器官移植、细胞生物、微生物、人体生理学、动物细胞生物、微生物、人体生理学、动物生理学、生物化学、计算机技术、信息学、植物生理学生理学、生物化学、计算机技术、信息学、植物生理学自然学科中涵盖范围最广的自然学科中涵盖范围最广的1.4生物技术的基本特征生物技术的基本特征高效益高效益可带来高额利润可带来高额利润高智力高智力具有创造性和突破性具有创造性和突破性高投入高投入前期研究和开发需要大量资金前期研究和开发需要大量

6、资金高竞争高竞争时效性竞争，与时俱进，领先时效性竞争，与时俱进，领先高风险高风险高势能高势能对政治、经济、文化和社会有潜在态势和能量对政治、经济、文化和社会有潜在态势和能量1.4生物技术的基本特征生物技术的基本特征以生命体为研究、利用、服务对象，着眼于以生命体为研究、利用、服务对象，着眼于资源资源的合理与再生利用的合理与再生利用，而不完全依赖于地球上的有，而不完全依赖于地球上的有效资源；效资源；产品生产产品生产与人类生命相关与人类生命相关，反应条件温和，易操，反应条件温和，易操作，节约能源；作，节约能源；开辟了生产高纯度、优质、安全、可靠的生物制开辟了生产高纯度、优质、安全、可靠的生物制品，尤

7、其是生品，尤其是生物药剂的新途径；物药剂的新途径；1.4生物技术的基本特征生物技术的基本特征可以解决可以解决常规技术和传统方法常规技术和传统方法难以或无法解决的难以或无法解决的问题；问题；可可按人类需要改造现有物种及产品按人类需要改造现有物种及产品，创造新物种，创造新物种及产品，提供更多可利用的产品；及产品，提供更多可利用的产品；生产过程包括了食品、医药、化工、农业、畜牧生产过程包括了食品、医药、化工、农业、畜牧业、环保、能源等各种生产和处理过程。业、环保、能源等各种生产和处理过程。1.4生物技术的基本特征生物技术的基本特征生生物物技技术术树树现代化高精尖仪器：现代化高精尖仪器：超速离心机超速

8、离心机电子显微镜电子显微镜HPLCDNA合成仪器合成仪器DNA、蛋白、蛋白/多肽测多肽测序仪序仪PCR仪仪生物反应器生物反应器发酵罐发酵罐各类电泳设备各类电泳设备各类生物分析软件各类生物分析软件1.5生物技术的种类及其相互关系生物技术的种类及其相互关系1.5.1基因工程基因工程(geneengineering)在在分子水平分子水平上，提取或合成不同生物的上，提取或合成不同生物的遗传物质遗传物质，在体外，在体外切割，再和一定的切割，再和一定的载体拼接重组载体拼接重组，然后把重组的，然后把重组的DNA分子分子引入引入细胞或生物体内，使这种外源细胞或生物体内，使这种外源DNA在受体细胞中进行在受体细

9、胞中进行复制与表达复制与表达，按需要繁殖扩增基因或产生不同的产物或定，按需要繁殖扩增基因或产生不同的产物或定向的创造生物的新性状，并能向的创造生物的新性状，并能稳定的遗传稳定的遗传给下代。给下代。从细胞中从细胞中从细胞中从细胞中分离出分离出分离出分离出DNADNADNADNA限制酶截限制酶截限制酶截限制酶截取取取取DNADNADNADNA片断片断片断片断分离大肠杆分离大肠杆分离大肠杆分离大肠杆菌中的质粒菌中的质粒菌中的质粒菌中的质粒 DNADNADNADNA重组重组重组重组用重组质粒用重组质粒用重组质粒用重组质粒转化大肠杆菌转化大肠杆菌转化大肠杆菌转化大肠杆菌培养大肠杆菌培养大肠杆菌培养大肠杆

10、菌培养大肠杆菌克隆大量基因克隆大量基因克隆大量基因克隆大量基因1.5生物技术的种类及其相互关系生物技术的种类及其相互关系1.5.2细胞工程细胞工程(cellengineering)细胞工程就是指在细胞工程就是指在细胞水平细胞水平上的遗传操作，利用细胞的上的遗传操作，利用细胞的全全能性能性，采用组织与细胞，采用组织与细胞培养或融合培养或融合技术对动、植物进行改技术对动、植物进行改良，为人类提供优良品种、产品和保存珍贵物种。良，为人类提供优良品种、产品和保存珍贵物种。优势：避免了分离、提纯、剪切、拼接等基因操作，提高优势：避免了分离、提纯、剪切、拼接等基因操作，提高基因的转移效率。基因的转移效率。

11、可以在同类间进行杂交，也可以在动物与植物或植物与微可以在同类间进行杂交，也可以在动物与植物或植物与微生物之间进行融合。生物之间进行融合。1.5.2细胞工程细胞工程包括：动、植物细胞的体外培养技术包括：动、植物细胞的体外培养技术细胞融合技术（细胞杂交技术）细胞融合技术（细胞杂交技术）单克隆抗体技术单克隆抗体技术细胞核移植与动物克隆技术细胞核移植与动物克隆技术胚胎工程胚胎工程干细胞技术干细胞技术1.5生物技术的种类及其相互关系生物技术的种类及其相互关系1.5.3酶工程酶工程(enzymeengineering)酶工程是利用酶工程是利用酶、细胞或细胞器酶、细胞或细胞器所具有的生物催化功能，所具有的生

12、物催化功能，对酶进行修饰改造，并借助对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程生物反应器和工艺过程，应用，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。概括地说，酶工程是由酶制剂的术。概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用生产和应用两方面组两方面组成的。成的。包括：酶的固定化技术、细胞固定化技术、酶的修饰改造、包括：酶的固定化技术、细胞固定化技术、酶的修饰改造、酶反应器的设计及应用、生物传感器等。酶反应器的设计及应用、生物传感器等。1.5生物技术的种类及其相互关系生物技术的种类及其相互关系1.5.4发酵工程发酵工程(ferment

13、ationengineering)发酵工程指利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代发酵工程指利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适的条件下，通过现代化工程技谢过程特殊等特点，在合适的条件下，通过现代化工程技1.5生物技术的种类及其相互关系生物技术的种类及其相互关系术手段，由术手段，由微生物的某微生物的某种特定功能种特定功能产生出人类产生出人类所需的产品，所需的产品，也称微生物也称微生物工程工程。由三部分组成：由三部分组成：上游工程上游工程发酵工程发酵工程下游工程下游工程1.5.4发酵工程发酵工程举例：举例：酒精类饮料、醋酸和面包酒精类饮料、醋酸和面包胰岛素、干扰素、

14、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物保健药物天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料氨基酸、香料、酶、维生素和单细胞蛋白等。氨基酸、香料、酶、维生素和单细胞蛋白等。1.5生物技术的种类及其相互关系生物技术的种类及其相互关系1.5.5蛋白质工程蛋白质工程(proteinengineering)蛋白质工程就是根据蛋白质工程就是根据蛋白质蛋白质的精细结构和生物活力的作用的精细结构和生物活力的作用机制之间的关系，利用机制之间的关系，利用基因工程基因工程的手段，按照人类自身的的手段，按照人类自身的

15、需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至于创造新的、自然需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至于创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。1.5生物技术的种类及其相互关系生物技术的种类及其相互关系与基因工程的不同与基因工程的不同包括蛋白质的分子设计与修饰、改造、拼接等包括蛋白质的分子设计与修饰、改造、拼接等1.5.6基因工程与蛋白质工程的关系基因工程与蛋白质工程的关系基因工程是把基因工程是把外源基因转入外源基因转入生物体内，并表达，它的产品生物体内，并表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。还是该基因编码的天然存在的蛋白质。蛋白质工程则根据分子

16、蛋白质工程则根据分子设计的方案设计的方案，通过，通过对天然蛋白质的对天然蛋白质的基因进行改造基因进行改造，来实现对其所编码的蛋白质的改造，它的，来实现对其所编码的蛋白质的改造，它的产品已不是天然的蛋白质，而是经过改造的。产品已不是天然的蛋白质，而是经过改造的。1.5生物技术的种类及其相互关系生物技术的种类及其相互关系FromDNAtoHuman1.5生物技术的种类及其相互关系生物技术的种类及其相互关系1.5.7五大工程间的关系五大工程间的关系按照自己的愿望改造按照自己的愿望改造物种物种，往往要采用，往往要采用基因工程或细胞工程基因工程或细胞工程的的方法。方法。基因工程和细胞工程的研究基因工程和

17、细胞工程的研究成果成果，要通过，要通过发酵工程和酶工程发酵工程和酶工程来来实现产业化。实现产业化。基因工程和细胞工程看作生物工程的基因工程和细胞工程看作生物工程的上游上游处理技术，将发酵工处理技术，将发酵工程和酶工程看作生物工程的程和酶工程看作生物工程的下游下游处理技术。处理技术。基因工程、细胞工程和发酵工程中所需要的基因工程、细胞工程和发酵工程中所需要的酶酶，往往通过，往往通过酶工酶工程程来获得。来获得。酶工程中酶的生产，一般要通过酶工程中酶的生产，一般要通过微生物发酵微生物发酵的方法来进行。的方法来进行。1.5生物技术的种类及其相互关系生物技术的种类及其相互关系基因工程基因工程微生物微生物

18、工程菌工程菌发酵工程发酵工程动、植物个体或细胞动、植物个体或细胞蛋白质或酶蛋白质或酶细胞工程细胞工程蛋白质或蛋白质或酶工程酶工程优良动、植物品系优良动、植物品系产品产品2.1传统生物技术的产生传统生物技术的产生生物技术最初由一位匈牙利工程师生物技术最初由一位匈牙利工程师KarlEreky于于1917年提年提出的出的传统生物技术主要是通过微生物的初级发酵来生产商品传统生物技术主要是通过微生物的初级发酵来生产商品现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程程和蛋白质工程2生物技术发展简史生物技术发展简史n n生物经济（生物经济（

19、生物经济（生物经济（BioeconomyBioeconomy）的概念最先是由斯坦）的概念最先是由斯坦）的概念最先是由斯坦）的概念最先是由斯坦 戴维斯戴维斯戴维斯戴维斯和克里斯托弗和克里斯托弗和克里斯托弗和克里斯托弗 迈耶（迈耶（迈耶（迈耶（StanDavisandChristopherMeyerStanDavisandChristopherMeyer于于于于20002000年年年年5 5月正式提出的月正式提出的月正式提出的月正式提出的.n n生物经济是以生物科技研究开发与应用为基础的经济，是生物经济是以生物科技研究开发与应用为基础的经济，是生物经济是以生物科技研究开发与应用为基础的经济，是生物

20、经济是以生物科技研究开发与应用为基础的经济，是一个与农业经济、工业经济以及信息经济相对应的经济形一个与农业经济、工业经济以及信息经济相对应的经济形一个与农业经济、工业经济以及信息经济相对应的经济形一个与农业经济、工业经济以及信息经济相对应的经济形态。态。态。态。n n20012001年年年年2 2月，时任北京大学副校长、月，时任北京大学副校长、月，时任北京大学副校长、月，时任北京大学副校长、“863”863”计划生物领域计划生物领域计划生物领域计划生物领域专家的陈章良，以其生物科技战略专家的眼光在专家的陈章良，以其生物科技战略专家的眼光在专家的陈章良，以其生物科技战略专家的眼光在专家的陈章良，

21、以其生物科技战略专家的眼光在“中国青中国青中国青中国青年创新论坛年创新论坛年创新论坛年创新论坛”介绍了介绍了介绍了介绍了经济展望经济展望经济展望经济展望杂志所提出的一个新名杂志所提出的一个新名杂志所提出的一个新名杂志所提出的一个新名词词词词“生物经济生物经济生物经济生物经济”，并认为生物技术的发展是一个基因可以，并认为生物技术的发展是一个基因可以，并认为生物技术的发展是一个基因可以，并认为生物技术的发展是一个基因可以形成一个产业。在同年形成一个产业。在同年形成一个产业。在同年形成一个产业。在同年4 4月月月月“20012001中国企业高峰会中国企业高峰会中国企业高峰会中国企业高峰会”上，上，上

22、上，他又指出：生物技术突飞猛进的发展，将造就一大批成功他又指出：生物技术突飞猛进的发展，将造就一大批成功他又指出：生物技术突飞猛进的发展，将造就一大批成功他又指出：生物技术突飞猛进的发展，将造就一大批成功的公司，生物技术是继的公司，生物技术是继的公司，生物技术是继的公司，生物技术是继ITIT产业后又一个为各国政府重视的产业后又一个为各国政府重视的产业后又一个为各国政府重视的产业后又一个为各国政府重视的产业。产业。产业。产业。2.2传统生物技术的发展传统生物技术的发展19世纪世纪60年代，法国年代，法国L.Pasteur，首先建立微生物纯种培，首先建立微生物纯种培养技术养技术，发酵，发酵20世

23、纪世纪20年代，大规模发酵化工原料丙酮、丁醇；年代，大规模发酵化工原料丙酮、丁醇；50年代，青霉素、发酵工业、酶制剂工业；年代，青霉素、发酵工业、酶制剂工业；医药、食品、化工、制革、农产品加工等医药、食品、化工、制革、农产品加工等60年代，遗传学，遗传育种学，年代，遗传学，遗传育种学，“第一次绿色革命第一次绿色革命”；细胞工程，细胞学理论被应用于生产细胞工程，细胞学理论被应用于生产1944年，年，DNA是遗传物质，是遗传物质，Avery等等1953年，年，DNA双螺旋结构模型，半保留复制，双螺旋结构模型，半保留复制，Watson和和Crick1961年，遗传密码的破译，年，遗传密码的破译，Kh

24、orana和和Nirenberg20世纪世纪70年代：年代：DNA体外重组技术的建立（体外重组技术的建立（1972年，年，Berg），标志生物技术的核心技术基因工程开始），标志生物技术的核心技术基因工程开始以基因工程为核心，带动了现代发酵工程、酶工程、细胞以基因工程为核心，带动了现代发酵工程、酶工程、细胞工程及蛋白质工程的发展，形成现代生物技术工程及蛋白质工程的发展，形成现代生物技术2.3现代生物技术的发展现代生物技术的发展3生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响3.1改善农业生产、解决食品短缺改善农业生产、解决食品短缺3.2提高生命质量、延长人类寿命提高生命质量、延长人类寿

25、命3.3解决能源危机、治理环境污染解决能源危机、治理环境污染3.4制造工业原料、生产贵重金属制造工业原料、生产贵重金属3.5生物技术的安全及其对伦理、道德、法律的影响生物技术的安全及其对伦理、道德、法律的影响3.1改善农业生产、解决食品短缺改善农业生产、解决食品短缺3.1.1提高农作物产量和品质提高农作物产量和品质（1）培育抗性品种）培育抗性品种转基转基因因烟草烟草3.1.1提高农作物产量和品质提高农作物产量和品质（2）工厂化育苗）工厂化育苗3.1改善农业生产、解决食品短缺改善农业生产、解决食品短缺3.1.1提高农作物产量和品质提高农作物产量和品质（3）提高粮食品质）提高粮食品质世界杂交水稻之

26、父袁隆世界杂交水稻之父袁隆平，平，“超级杂交稻超级杂交稻”“东方魔稻东方魔稻”，847kg/亩亩，第五大发明，第五大发明，“第第二次绿色革命二次绿色革命”，世界，世界性饥饿问题性饥饿问题3.1改善农业生产、解决食品短缺改善农业生产、解决食品短缺3.1改善农业生产、解决食品短缺改善农业生产、解决食品短缺3.1.1提高农作物产量和品质提高农作物产量和品质（4）生物固氮，减少化肥用量）生物固氮，减少化肥用量3.1改善农业生产、解决食品短缺改善农业生产、解决食品短缺3.1.1提高农作物产量和品质提高农作物产量和品质（5）生物农药，生产绿色食品）生物农药，生产绿色食品3.1.2发展畜牧业生产发展畜牧业生

27、产（1）胚胎工程）胚胎工程3.1改善农业生产、解决食品短缺改善农业生产、解决食品短缺胚胎胚胎切割切割3.1改善农业生产、解决食品短缺改善农业生产、解决食品短缺3.1.2发展畜牧业生产发展畜牧业生产（1）胚胎工程）胚胎工程“多莉”及其代母1997年年3.1改善农业生产、解决食品短缺改善农业生产、解决食品短缺3.1.2发展畜牧业生产发展畜牧业生产（1）胚胎工程）胚胎工程试管牛、试管牛、试管绵羊试管绵羊3.1改善农业生产、解决食品短缺改善农业生产、解决食品短缺3.1.2发展畜牧业生产发展畜牧业生产（2）培育转基因动物品系）培育转基因动物品系转转基基因因猴猴携带有人体白蛋白基因的携带有人体白蛋白基因的

28、中国首例转基因试管牛中国首例转基因试管牛3.2提高生命质量、延长人类寿命提高生命质量、延长人类寿命生物制药：抗生素生物制药：抗生素第一例基因工程药物，人生长激素第一例基因工程药物，人生长激素释放抑制因子，治疗肢端肥大症（释放抑制因子，治疗肢端肥大症（50万头羊万头羊5mg，而，而基因工程，基因工程，9L细菌发酵液等）细菌发酵液等）转基因药物3.2提高生命质量、延长人类寿命提高生命质量、延长人类寿命疾病的预防和诊断：病毒性肝炎、爱滋病诊断试剂盒、遗疾病的预防和诊断：病毒性肝炎、爱滋病诊断试剂盒、遗传性疾病和传染性疾病的诊断（传性疾病和传染性疾病的诊断（DNA探针）探针）动物实验证实：基因动物实验

29、证实：基因治疗后的患病小鼠寿治疗后的患病小鼠寿命延长，运动能力提命延长，运动能力提高高，为帕金森等带来，为帕金森等带来治疗希望。治疗希望。3.2提高生命质量、延长人类寿命提高生命质量、延长人类寿命基因治疗：恶性肿瘤、遗传病、代谢性疾病、传染病等基因治疗：恶性肿瘤、遗传病、代谢性疾病、传染病等90个基因治疗方案通过个基因治疗方案通过FDA审查；我国血友病、地中海贫血、审查；我国血友病、地中海贫血、恶性肿瘤等多个基因治疗方案正在实施中恶性肿瘤等多个基因治疗方案正在实施中3.2提高生命质量、延长人类寿命提高生命质量、延长人类寿命人类基因组计划（人类基因组计划（HGP）：）：破解人类基因所携带的全部遗

30、破解人类基因所携带的全部遗传信息。（美前总统肯尼迪提出两大计划之一）传信息。（美前总统肯尼迪提出两大计划之一）n n美国病毒学家美国病毒学家R杜尔贝科（杜尔贝科（1914）1986年年3月月7日在美国日在美国科学科学杂志上发表了一杂志上发表了一篇题为篇题为癌症研究的转折点癌症研究的转折点人类基因人类基因组的全序列分析组的全序列分析的文章，他指出：的文章，他指出：“人人类类DNA序列是人类的真谛，这个世界上发序列是人类的真谛，这个世界上发生的一切事情，都与这一序列息息相关。生的一切事情，都与这一序列息息相关。”该文后来被称为该文后来被称为“人类基因组计划人类基因组计划”的的“标书标书”。人类基因

31、组计划（人类基因组计划（HGP）：与阿波罗登月计划、曼哈顿原）：与阿波罗登月计划、曼哈顿原子弹计划并称为人类科学史上的三大计划。子弹计划并称为人类科学史上的三大计划。1990年年10月月1日日正式启动，历时三个五年计划，耗资正式启动，历时三个五年计划，耗资30亿美元；提前两年亿美元；提前两年完成。完成。意义：困扰人类的重大意义：困扰人类的重大疾病的发病机制；种族疾病的发病机制；种族与民族的起源与演进；与民族的起源与演进；揭示生命的奥秘。揭示生命的奥秘。美、英、日、法、德和中六国科学家提前绘成人类基因组美、英、日、法、德和中六国科学家提前绘成人类基因组序列图序列图-2003年年4月月14日，日，

32、Collins应用应用HGP的的DNA测序仪测序仪对人类对人类23对染色体上多达对染色体上多达30亿对碱基的测定上，美国人的贡献亿对碱基的测定上，美国人的贡献最大，承担了最大，承担了54%，其次是英国承担了，其次是英国承担了33%、日本为、日本为7%、法国、法国为为2.8%、德国为、德国为2.2%、中国科学家承担了、中国科学家承担了1%的测序任务。人的测序任务。人类基因组的破译意义深远，是人类认识自身、解读生命奥秘、类基因组的破译意义深远，是人类认识自身、解读生命奥秘、提高健康水平和发展生命科学的重要里程碑，对人类的贡献是提高健康水平和发展生命科学的重要里程碑，对人类的贡献是难以估量的，难以估

33、量的，6月月26日美国的媒体称此为日美国的媒体称此为“人类历史上人类历史上10万年一万年一遇遇”的重要事件。的重要事件。主要进展主要进展19861986年，年，年，年，DulbeccoDulbecco提出，提出，提出，提出，ScienceScienceHumanGenomeSequenceHumanGenomeSequence：ATurningPointintheCancerResearchATurningPointintheCancerResearch被视为第一份标书；被视为第一份标书；被视为第一份标书；被视为第一份标书；19901990年，美国国会拨款年，美国国会拨款年，美国国会拨款年，美

34、国国会拨款3030亿美元，亿美元，亿美元，亿美元，2 2亿亿亿亿/年；年；年；年；19941994年，我国正式启动年，我国正式启动年，我国正式启动年，我国正式启动HGPHGP，拨款，拨款，拨款，拨款300300万万万万RMBRMB；19971997年，谈家桢院士上书中共中央，呼吁应保护我国的遗传资源，江年，谈家桢院士上书中共中央，呼吁应保护我国的遗传资源，江年，谈家桢院士上书中共中央，呼吁应保护我国的遗传资源，江年，谈家桢院士上书中共中央，呼吁应保护我国的遗传资源，江泽民批示泽民批示泽民批示泽民批示人无远虑，必有近忧，我们得珍惜我们的基因资源；人无远虑，必有近忧，我们得珍惜我们的基因资源；人无

35、远虑，必有近忧，我们得珍惜我们的基因资源；人无远虑，必有近忧，我们得珍惜我们的基因资源；19971997年年年年19981998年，中国年，中国年，中国年，中国973973计划启动计划启动计划启动计划启动HGPHGP投资达到数千万投资达到数千万投资达到数千万投资达到数千万RMBRMB；19981998年，夏家辉先生的实验室克隆了我国第一个遗传病的致病基因年，夏家辉先生的实验室克隆了我国第一个遗传病的致病基因年，夏家辉先生的实验室克隆了我国第一个遗传病的致病基因年，夏家辉先生的实验室克隆了我国第一个遗传病的致病基因高频耳鸣并将成果发表在高频耳鸣并将成果发表在高频耳鸣并将成果发表在高频耳鸣并将成果

36、发表在自然遗传学自然遗传学自然遗传学自然遗传学；主要进展主要进展19991999年年年年7 7月，中国的杨焕明、于军等科学家成功加入该计划，计划月，中国的杨焕明、于军等科学家成功加入该计划，计划月，中国的杨焕明、于军等科学家成功加入该计划，计划月，中国的杨焕明、于军等科学家成功加入该计划，计划1%1%；20002000年年年年5 5月，江总书记视察我国国家人类基因组研究中心月，江总书记视察我国国家人类基因组研究中心月，江总书记视察我国国家人类基因组研究中心月，江总书记视察我国国家人类基因组研究中心20002000年年年年6 6月月月月2626日，宣布测出了日，宣布测出了日，宣布测出了日，宣布测

37、出了WorkingdraftWorkingdraft；20012001年年年年2 2月月月月1515日，公共领域在日，公共领域在日，公共领域在日，公共领域在NatureNature上发表了该研究成果；上发表了该研究成果；上发表了该研究成果；上发表了该研究成果；20012001年年年年2 2月月月月1616日，日，日，日，CeleraCelera公司及其合作者在公司及其合作者在公司及其合作者在公司及其合作者在ScienceScience上发表了其研究成上发表了其研究成上发表了其研究成上发表了其研究成果；果；果；果；20012001年年年年2 2月，中国沈岩教授和孔祥银的小组同时在月，中国沈岩教授

38、和孔祥银的小组同时在月，中国沈岩教授和孔祥银的小组同时在月，中国沈岩教授和孔祥银的小组同时在自然遗传学自然遗传学自然遗传学自然遗传学上上上上发表了关于遗传性乳光牙基因突变的两篇文章；发表了关于遗传性乳光牙基因突变的两篇文章；发表了关于遗传性乳光牙基因突变的两篇文章；发表了关于遗传性乳光牙基因突变的两篇文章；HGP的的伦理性问题伦理性问题1、利用基因工程设计后代、利用基因工程设计后代2、科学、科学“占卜术占卜术”出现：预测疾病、外貌、性格等出现：预测疾病、外貌、性格等3、改变了、改变了“隐私隐私”的内涵：如工作与保险索赔的内涵：如工作与保险索赔4、人的寿命可无限延长：、人的寿命可无限延长：120

39、0岁岁5、世界人口构成失衡：富裕国家、世界人口构成失衡：富裕国家6、基因武器用于战争、基因武器用于战争家蚕基因组图家蚕基因组图3.3解决能源危机、治理环境污染解决能源危机、治理环境污染生物能源生物能源(新能源新能源)：“工程菌工程菌”，可以利，可以利用稻、木屑、秸秆与用稻、木屑、秸秆与食物下脚料生产出酒食物下脚料生产出酒精；微生物发酵沼精；微生物发酵沼气；微生物分解蜡质，气；微生物分解蜡质，提高石油开采率。提高石油开采率。净化环境净化环境：化学工业与生物技术比较（农药、化肥）；微：化学工业与生物技术比较（农药、化肥）；微生物生物处理污水处理污水；基因工程；基因工程“超级菌超级菌”迅速降解水上浮

40、油迅速降解水上浮油3.3解决能源危机、治理环境污染解决能源危机、治理环境污染海上海上浮油浮油3.4制造工业原料、生产贵重金属制造工业原料、生产贵重金属*利用微生物生长过程中积累的代谢产物，生产食品利用微生物生长过程中积累的代谢产物，生产食品工业原料，如味精、酸味剂、甜味剂等工业原料，如味精、酸味剂、甜味剂等*冶金方面：细菌浸矿技术、废渣矿、尾矿等冶金方面：细菌浸矿技术、废渣矿、尾矿等3.5生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响生物技术的安全生物技术的安全历史回顾历史回顾体外重组体外重组DNA技术的创始人技术的创始人P.Berg，用病毒，用病毒DNA与一种与一种噬菌体噬菌体DN

41、A在体外成功地拼接起来的时候，停止了他的研在体外成功地拼接起来的时候，停止了他的研究，建议将究，建议将DNA重组的研究先冻结一年，以便讨论这项技重组的研究先冻结一年，以便讨论这项技术的安全性问题。术的安全性问题。现代生物技术从它诞生之日起，其负面影响就是无法回避现代生物技术从它诞生之日起，其负面影响就是无法回避的问题。的问题。3.5生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响生物技术是一把双刃剑生物技术是一把双刃剑。人们在享受生物技术所带来的种种人们在享受生物技术所带来的种种好处的同时，生物技术也可能给人好处的同时，生物技术也可能给人类社会带来意想不到的冲击，可能类社会带来意想不到

42、的冲击，可能产生人们始料不及的严重后果。人产生人们始料不及的严重后果。人们的担忧主要来自以下几个方面：们的担忧主要来自以下几个方面：(1)基因工程对微生物的改造是否会产基因工程对微生物的改造是否会产生某种有生某种有致病性的微生物致病性的微生物，这些微生，这些微生物都带有特殊的致病基因，如果它们物都带有特殊的致病基因，如果它们从实验室逸出并且扩散，有可能造成从实验室逸出并且扩散，有可能造成类似类似鼠疫鼠疫那样的可怕疾病的流行。那样的可怕疾病的流行。3.5生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响3.5生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响(2)转基因作物及食品转基

43、因作物及食品的生产和销售，是否对人类和环境的生产和销售，是否对人类和环境造成长期的影响，擅自改变植物基因是否可能引起一些造成长期的影响，擅自改变植物基因是否可能引起一些难难以预料的危险以预料的危险。(3)分子克隆技术在人类身分子克隆技术在人类身上的应用上的应用可能造成巨大的可能造成巨大的社社会问题会问题，并对人类自身的进，并对人类自身的进化产生影响；而应用在其他化产生影响；而应用在其他生物上同样具有危险性，因生物上同样具有危险性，因为所创造出的新物种有可能为所创造出的新物种有可能具有极强的破坏力而引发一具有极强的破坏力而引发一场浩劫。场浩劫。3.5生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会

44、发展的影响(4)生物技术的发展将不可避免地推动生物技术的发展将不可避免地推动生物武器生物武器的研制与的研制与发展，使笼罩在人类头上的生存阴影越来越大。发展，使笼罩在人类头上的生存阴影越来越大。3.5生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响(5)动物克隆技术的建立，如果被某些人用来制造动物克隆技术的建立，如果被某些人用来制造克隆人、克隆人、超人超人，将可能破坏整个人类社会的和平。，将可能破坏整个人类社会的和平。应该说，这种种忧虑在理论上都是有一定道理并且都有其应该说，这种种忧虑在理论上都是有一定道理并且都有其现实基础，因此，人们从生物技术诞生那天起就一直对其现实基础，因此，人们从

45、生物技术诞生那天起就一直对其加以关注并采取防御措施。加以关注并采取防御措施。3.5生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响人们除了对生物技术的人们除了对生物技术的安全性安全性表示关注外，近年来人们对表示关注外，近年来人们对生物技术可能带来生物技术可能带来的对人类社会的的对人类社会的伦理、道德、法律伦理、道德、法律的冲的冲击越来越关注。目前人们关注的主要在以下几个方面：击越来越关注。目前人们关注的主要在以下几个方面：3.5生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响(1)转基因技术转基因技术某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常

46、食用的动物中，这可能触怒这些团体，例如将猪的们通常食用的动物中，这可能触怒这些团体，例如将猪的基因转入绵羊；将动物基因转入食用植物可能会引起一些基因转入绵羊；将动物基因转入食用植物可能会引起一些素食主义者的特别关注；用含人类基因的生物体作为动物素食主义者的特别关注；用含人类基因的生物体作为动物饲料而可能引发的伦理问题。饲料而可能引发的伦理问题。3.5生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响(2)动物克隆技术动物克隆技术上面已经提到人的克隆可能对人类社会上面已经提到人的克隆可能对人类社会的破坏。从法律层面看，人的克隆同样给人们带来困扰，的破坏。从法律层面看，人的克隆同样给人们带来

47、困扰，提供体细胞的人与被克隆的人从法律上看是父子、母子或提供体细胞的人与被克隆的人从法律上看是父子、母子或兄弟兄弟?3.5生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响(3)人类基因组与基因诊断技术人类基因组与基因诊断技术一个人的遗传信息一个人的遗传信息(基基因组序列因组序列)是不是一种隐私是不是一种隐私?基因诊断过程会不会侵犯个人基因诊断过程会不会侵犯个人隐私隐私?保险公司或工厂的顾主是否有权力要求投保人或被保险公司或工厂的顾主是否有权力要求投保人或被雇佣者进行基因组检测，预测他们将来可能罹患某些疾病，雇佣者进行基因组检测，预测他们将来可能罹患某些疾病，再决定是否接受投保或雇佣再决

48、定是否接受投保或雇佣?3.5生物技术对经济社会发展的影响生物技术对经济社会发展的影响4我国生物技术现状我国生物技术现状1986年年生物技术领域生物技术领域“863”计划计划2002-2005年期间实施年期间实施“生物技术产业高技术工程生物技术产业高技术工程”2002-2010发展以基因技术为代表的生物制药技术是今后发展以基因技术为代表的生物制药技术是今后一项重要的战略任务一项重要的战略任务迄今为止，中国有生物企业迄今为止，中国有生物企业500多家，药物生产的厂家有多家，药物生产的厂家有100多家，生物医药制品多家，生物医药制品2003年销售额达年销售额达300亿元亿元4我国生物技术现状我国生物

49、技术现状基因药物基因药物：乙肝疫苗、人干扰素、人红细胞生成素等：乙肝疫苗、人干扰素、人红细胞生成素等20多多种药物种药物农业方面农业方面：转基因水稻、大豆、小麦、棉花、番茄、烟草：转基因水稻、大豆、小麦、棉花、番茄、烟草等等动物体细胞克隆和转基因动物方面动物体细胞克隆和转基因动物方面：获得了核移植克隆牛：获得了核移植克隆牛和转基因体细胞克隆奶山羊；幼畜腹泻基因工程疫苗、口和转基因体细胞克隆奶山羊；幼畜腹泻基因工程疫苗、口蹄疫基因工程疫苗、禽流感痘病毒活载体疫苗以及猪伪狂蹄疫基因工程疫苗、禽流感痘病毒活载体疫苗以及猪伪狂犬病基因缺失疫苗等。犬病基因缺失疫苗等。5面临不少严峻的问题面临不少严峻的问题创新能力不足，低水平的重复较严重创新能力不足，低水平的重复较严重研究和开发投入严重不足研究和开发投入严重不足生物技术开发与产业化的机制不完善生物技术开发与产业化的机制不完善专业及管理顶尖人才紧缺专业及管理顶尖人才紧缺小小 结：结：1、生物技术的概念、技术体系、生物技术的概念、技术体系2、生物技术的发展简史（重大事件）、生物技术的发展简史（重大事件）3、生物技术对人类活动的影响（著名实例，最新动态）、生物技术对人类活动的影响（著名实例，最新动态）复习思考题（复习思考题（P15P15）：）：