现代生物技术导论——第一章绪论

现代生物技术导论——第一章绪论
5、新陈代谢
• 生物体不断地吸收外界的物质，在生物体 内发生一系列变化，最后成为代谢最终产 物而被排出体外。
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6、调节
• 新陈代谢是在高度自动、非常精细的调节 下进行的。
• 生物体在没有强烈的外界因素的影响下， 有某些机制使其内环境能保持动态稳定性。
长起来。
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面对工业发展所带来的越来越严重 的社会问题
人口
粮食
环境
资源
健康
人们意识到要从生命科学中去寻求出路
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二、从传统生物学到现代生命科学 ——生命科学能够迎接21世纪的挑战
生物学经历了三个发展阶段：
描述生物学阶段（19世纪中叶以前）
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2、繁殖与遗传
• 生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以 延续。
• 生物的遗传是有基因决定的，生物的某些 性状会发生变异；没有可遗传的变异，生
物就不可能进化。
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• 生命通过繁殖而 延续，DNA是 生物遗传的基本 物质。
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一、生命的本质特征
• 生长发育 • 繁殖与遗传 • 化学成分的同一性 • 严整有序的结构——细胞 • 新陈代谢 • 调节 • 应激性和运动 • 适应
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1、生长发育
• 生物体能通过新陈代谢的作用而不断的生 长、发育，其中遗传因素起决定性作用， 而外界环境也有很大影响。
双 螺 旋 模
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DNA
•
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•1953年 Watson（美）与 Crick（英）提出DNA分子的双螺旋 结构模型，1962年共获诺贝尔奖。
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1、传统生物技术
• 主要是通过微生物的初级发酵来生产商品， 包括三个重要步骤：
• 第一步：上游处理过程。 • 第二步：发酵和转化。 • 第三步：下游处理过程。
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2、现代生物技术
• 主要是有效的分离、鉴定、克隆基因的方法； • DNA重组技术使得生物技术过程中生物转化
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• 拟南芥的基因组是目前已知植物 基因组中最小的。
• 拟南芥是国际上第一个完成全部 基因组序列测定的高等植物。
• 美国于2001年启动了“2010年计 划”，目标是到2010年确定拟南 芥中所有基因的功能。
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•遗传学家和模特儿
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3、化学成分的同一性
• 生物体是由蛋白质、核酸、脂类、糖类、 维生素等多种有机分子以及C、H、O、N、 P、S等无机元素组成。
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4、严整有序的结构
• 生命的基本单位是细胞。
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•22岁的达尔文开始贝格尔舰航行
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•当时报纸上刊登的讽刺 达尔文的漫画
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（2）实验生物学阶段
利用各种仪器工具，通过实验过程，探 索生命活动的内在规律。
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7、应激性和运动
• 生物接受外界刺激后会发生反应，生物的 运动受神经系统的控制。
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8、适应
• 适应是生物界普遍存在的现象。
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•人口问题是人类社会面临的极大挑战
•截至2005年6月，世界人口已达64.77亿
等）基因组及其编码蛋白质的结构与功能是当 今生命科学发展的一个主流方向。
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• 基因治疗取得重大进展，有可能革新整个疾病 的预防和治疗领域。
• 蛋白质工程是基因工程的发展。 • 国际上信息技术的飞速发展渗透到生命科学领
域中，形成了引人注目、用途广泛的生物信息 学。
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•环 境
•这是最早一份 关于环境对生物 种群影响的研究。
•工业化前英国乡村有很多白色蛾子停在布满淡色苔藓的树皮上， 不易被鸟发现；
•工业化之后，黑色蛾子逐渐取而代之，因为黑烟污染了环境，黑
色蛾子更易藏身。
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•工人正向被石油污染的海滩喷洒营养液，促使吃石油的细菌
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•健 康
•80年代，在美国发现第一 例艾滋病，至今美国已有超 过100万的感染者。
•E.Johnson是洛杉矶湖人 队的球星，1991年被检查出 为HIV病毒阳性。
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农业方面
• 遗传育种——农作物、畜牧业的优良品种
• 无籽西瓜
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医药卫生方面
• 干扰素
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细菌造雪
• 美国科学家发现 假单胞菌能在寒 冷的环境中将水 雾凝结成雪花。
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/23
现代生物技术导论——第一章绪论
•巴斯德在实验室 现代生物技术导论——第一章绪论
•曲颈瓶实验证明“种质论”批驳“腐生论”
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（3）创造生物学阶段
分子生物学和基因工程的发展使人们有 可能“创造”新的物种。
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型沃 森 和 克 里 克 在 讨 论
实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中）
创造生物学阶段（20世纪中叶以后）
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（1）描述生物学阶段
主要从外部形态特征观察、描述、记载 各种类型生物，寻找它们之间的异同和进 化脉络。
达尔文 《物种起源》（1859）
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现代生物技术导论——第一章绪论
现代生物技术导论—— 第一章绪论
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2020/11/23
现代生物技术导论——第一章绪论
第一章 绪 论
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•人之初
•被精子包围的 卵子 •胚胎的开始
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•16个星期之后
•受精卵发育成初具 雏形的胎儿
这个环节的优化过程变得更加有效； • 可以人工制造高产量的菌株； • 植物、动物都可以作为天然的生物反应器，用
来生产新的或改造过的基因产物；
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3、现代生物技术的发展趋势
• 基因操作技术日新月异，不断完善； • 基因工程药物和疫苗研究与开发突飞猛进； • 转基因植物和动物取得重大突破； • 阐明生物体（目前主要有人类、水稻、拟南芥
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•1972
年 第 一 例 基 因 工 程 实 验
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三、现代生物技术革命
生物技术的定义： 生物技术是应用自然科学及工程学的原
理，依靠微生物、动物、植物体作为反应 器将物料进行加工以提供产品来为社会服 务的技术。
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• 两个月时因为输血 感染上艾滋病的男孩
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•资 源
•矿物能源（石油、煤）必将枯竭，生物能源已在开发之中。
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•一个20米直径的水 池年产4吨藻类，加 工后可得相当于 3000升柴油的燃料。
•图为生长在淡水和海水中的一种硅藻。
•2005年1月6日，中国人口总数达到13亿（不包括香港、 澳门特别行政区和台湾省），约占世界总人口的21％
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•粮 食
•联合国粮农组织 水稻研究所（菲 律宾，马尼拉）
•研究人员培育的“超级水稻”，在产量和蛋白质含量两个方面 均优于寻常品种，从而开始绿色革命。