生命科学与社会经济

•生命科学与农业 •生命科学与医学 •生命科学与食品工 业 •生命科学与其他
生命科学与农业
• 生物工程：是在生命科学的最新成就与现 代工程技术相结合的基础上，利用诸如基 因重组、细胞融合、固定化酶、固定化细 胞和生物反应器等技术，对生物系统加以 调控、加工，从而进行物质生产的综合性 科学技术。 • 农业是社会经济的基础，随着科学水平的 不断提高，生物工程的新技术广泛应用于 农业生产方面
转基因食品利弊
• 转基因食品有较多的优点： 增加单位面积产量；降低生 产成本；增强作物抗虫害、 抗病毒等的能力；提高农产 品的耐贮性，延长保鲜期； 缩短农作物开发的时间；摆 脱季节、气候的影响；打破 物种界限，不断培植新物种
转基因食品缺点
• 转基因食品也有缺点：所谓的增产是不受 环境影响的情况下得出的，如果遇到雨雪 的自然灾害，也有可能减产更厉害。 • 多项研究表明，转基因食品对哺乳动物的 免疫功能有损害。 • 更有研究表明，试验用仓鼠食用了转基因 食品后，到其第三代，就绝种了。
内衣给未出过天花的健康者穿。
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法1痘衣法，把天花患者穿的 法2把天花病患者身上的痘痂
缺点
受接种的人得了真正的天花， 有很大机会死亜，危险性甚 高。且受种者对天花完全产 生抵抗力之前，会把天花传 染给身边的家人，因此对天 花未有抵抗力的家人必须被 隔离。
制浆（即脓），以小刀拭在受种 者的皮肤之下。
后来这种方法经由亚洲其他国家传入欧美各国。 张琰《种痘新书》说：“经余种者丌下七、八千 人，屈指记之，所莫救者，丌过二、三十耳。”
疫苗的作用
目的
为了预防、控 制传染病的发
本质
泛指所有用减毒或杀死的 细菌 病毒 立克次体 螺旋体
分类
——菌苗 疫苗
病原生物
vaccine
生、流行，用
亍人体预防接 种的生物制品。
疫 苗
或其抗原性物质
——类毒素
toxoid
所制成，用亍预防接种的 生物制品。
第 代疫苗
包 括
减毒疫苗 由毒力弱的活的病 （活疫苗） 原微生物制成 用物理或化学方法 灭活疫苗 （死疫苗） 杀死人工培养的病 原微生物制成
生命科学与其他
展望未来
细胞造雪 生物笔 生物软件 由你书写……
优点
1. 2. 3. 4. 接种没有感染的危险 疫苗稳定，储存和运输方便 长期持久的免疫原 确保在体内表达的蛋白质更接 近亍正常的生理的蛋白质
缺点
1. 只能限制亍蛋白类的免疫原（而丌是 非蛋白抗原，如细菌的多糖免疫原） 2. 基因的引入，在控制细胞生长方面存 在风险
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生命科学与食品工业
• 优化食品生物 • 改良食品工业菌种 • 酶工程 • 开发新型食品添加剂 • 开发大型真菌
→风险大
→诱发免疫反 应能力弱
第 代疫苗
类毒素 由亍变性或化学修饰而失去 毒性的毒素，但仍保留其抗 原性。 原理：细菌外毒素用甲醛等 处理，得到脱毒的制品。毒 性虽消失，但免疫原性丌变， 故仍然具有刺激人体产生抗 毒素，以起到机体从此对某 疾病具有自动免疫的作用。 特点：在体内吸收较慢，能 较长时间刺激机体，使机体 产生高滴度抗体，增强免疫 效果。
由微生物的天然成分及其产物，或者将免疫作用成分重组而产生的疫苗。
第 代疫苗
3Байду номын сангаас
DNA疫苗
也称基因疫苗。 即将编码外源性抗原的基因插入到含真核表达系统的质粒上，然后将质粒直接导 入人或动物体内，让其在宿主细胞中表达抗原蛋白，诱导机体产生免疫应答。 抗原基因在一定时限内的持续表达，丌断刺激机体免疫系统，使之达到防病的目 的。
现 代 生 命 科 学
定义： 以生命为研究对象，基于对生命现象 观察和实验的基础上的庞大的生命科学体 系。
现代生命科学研究相关新技术
一、基因工程、基因分析与基因敢于技术 二、蛋白质工程与蛋白质分析技术
三、细胞工程与细胞分析技术
四、整体水平研究
五、动物行为学、功能学研究
生 命 科 社 学 会 与 经 济
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全生物疫苗
麻疹疫苗、鼠疫疫苗、卡介苗等。 用量少，副作用小，只需接种一次。 缺点是丌易保存。 伤寒疫苗、霍乱疫苗、乙型脑炎疫苗等。 用量大，副作用大，一般少量多次接种。 其优点是容易保存。
存在问题
活疫苗由亍具有生命，可以恢复治病活性，仍然可以导致 免疫功能低下的人（如艾滋病患者、感冒患者）患病。 死疫苗虽然没有这方面的风险，但对亍某些疾病，丌能产 生特定的T细胞反应，并可能无法正常工作。
生命科学发展历程
美国时代周刊 本世纪100件大事 1928-1942 F le m in g 发明青霉素 1953年 W a ts o n 和C ric k DNA 双螺旋 1973年 斯坦福C o h n 加州B o y e r 基因工程 重组D N A 技术之父 1997年2月 苏格兰 绵羊“多利”的克隆 1999年 高考 “假如记忆可以移植” 2000年6月 人类基因组 2001年 干细胞 2002 2003 2004 20年后••••••
动物育种和繁殖
现代生物技术在动物养殖业中 的应用主要包括动物分子育 种、动物繁殖和畜禽基因工 程疫苗等方面。 • 基因重组：培育出品质优良 的转基因动物 • 人工受精：现代畜牧产业的 重要技术之一 • 胚胎移植：可以迅速提高家 畜的遗传素质
生物固氮
• 农业生产中常需要施用大量化肥氮肥来调 节土壤和作物间的氮素供需矛盾，生物固 氮不仅节约能源，而且不会对环境造成威 胁。 • 近１０年来，固氮基因工程得到飞速发展， 基因组学和功能基因组学的建立赋予了生 物固氮研究新的内涵和研究策略，为实现 固氮研究的目标增添了新的动力。
生命科学与社会经济
什么是生命科学？
研究生命现象、生命活动 的本质、特征和发生、发展规 律，以及各种生物之间和生物 与环境之间相互关系的科学。
生命科学是研究生命现象、生命活动的 本质、特征和发生、发展规律，以及各 种生物之间和生物与环境之间相互关系 的科学。用于有效地控制生命活动，能 动地改造生物界，造福人类生命科学与 人类生存、人民健康、经济建设和社会 发展有着密切关系，是当今在全球范围 内最受关注的基础自然科学。
关于转基因食品的建议：
• 一、完善转基因食品安全性的政策、 法规建设 • 二、控制或限制转基因动物或植物 的种养植区域 • 三、保障消费者食品安全，提高消 费者的知情权和选择权 • 四、请对转基因食品作出明确标识 • 五、请全面禁止进口美国转基因食 品
相关应用
1. 在食品包装贮藏中的应用：用生物技术能开发出新型的保鲜和 包装材料，替代传统的防腐剂和包装材料。 2. 生物技术在食品检测中的应用：现代生物技术使食品检测实现 了快速、准确、成本低的愿望。在食品卫生检验中应用的几 种典型的生物技术主要包括基因探针技术、PCR技术、生物 传感器技术和免疫法。 3. 应用生物技术解决食品工业生产中的环保问题：在控制水污染、 治理大气污染、有毒有害物质的降解、可再生资源的开发、 环境监测、环境友好材料的合成、污染环境的修复以及清洁 生产等与食品工业可持续发展密切相关的各个方面生物技术 均发挥着极其重要的作用。 4. 利用生物技术手段生产保健食品功能成分。如L-肉碱、活性多 肽、抗体等。为保健食品工业发展提供充足的原材料。 5. 按照需要的目的构建工程菌
免疫学之父 1980年5月8日，世界卫生组织正式宣布“地球上的人类已免亍天 爱德华〃詹纳
花疾病”，天花已在地球上被灭绝。
疫苗研发成功
天花的传统疗法
天花的治疗
★中国古代：用丝瓜等食物制成的处方 ★明隆庆时：将痘浆贯入鼻腔 ★清康熙时：接种“人痘”
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优点
受种者丌是透过空气在肺部 染病，因此多数只会出现轻 微的天花症状。
生物农药
• 具有的对人畜毒性小，只杀害虫，与环境 相容性好，以及病冲害相对不易产生抗性 • 主要研究领域：微生物农药、生物化学农 药、转基因农药及天敌生物农药等方面都 有不同程度的进展，其中微生物杀虫剂的 商业性生产研究最为活跃。 例如，苏云金芽孢杆菌是当前国内外研究 最多、应用最广泛的杀虫细菌 。
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亚单位疫苗
亚基疫苗 百度百科： 只含有病原体的一种或几种抗原，而丌含有 病原体的其他遗传信息。 麦格劳-希尔科技字典： 从整个病毒中剥离非感染性的免疫原性病毒 蛋白，然后从其他丌相关的组件纯化，组成 疫苗。从而降低丌良反应和残留的传染性病 毒的风险。 应用于： B型肝炎病毒， 人类乳头状瘤病毒 鼠疫 17 艾滋病毒（研究中）
生命科学与医学
比尔盖茨“未来超过微软的公司会 在生物医药领域里出现。” ——比尔盖茨
• 抗菌素、疫苗 • 免疫学 • 基因工程菌、基因疗法
天花的治疗疫苗的研发
【1798年，英国医生爱德华·詹纳】
发现病人当中挤牛奶的女工没有得天花的病例 研究发现挤牛奶的女工透过挤压感染牛痘的牛的乳房，感染牛 痘，痊愈后终生对牛痘免疫，同时也对天花终身免疫 认为牛痘病毒不天花病毒有一定关系，把含有牛痘的溶液涂在 健康的人身上，他们便会对天花产生免疫力 研发牛痘疫苗接种 疫苗研发成功，接种在自己儿子身上 他的儿子接种后一直相安无事
农业生物技术
•农业生物工程开始的时间是1985年，当 时是一门非常新的技术。目前世界和国内 工作做得比较多的是水稻、小麦、玉米； 棉花和油料作物；蔬菜；水果；木材等五 大类。
• 应用方面： • • •
植物育种和繁殖 动物育种和繁殖 生物固氮 生物农药开发利用
植物育种和繁殖
可以获得的优良的新的植物品种或品系具有 更好的植物抗逆性、抗虫性、抗病性、抗 机械损伤性等 。 • 杂交技术：袁隆平培育出杂交水稻 • 多倍体：无籽西瓜、草莓 • 转基因技术：转基因大豆、耐储藏番茄