生物技術與人類生活總論第1頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/151前言

為什么要了解或掌握生物技術的知識技能？一、大爆炸宇宙形成學說（物理學、天文學和宇宙學等的研究成果）150億年前：源于一個能量點的大爆炸的發生；成就了今天的宇宙。3秒鐘后：能量轉化成物質粒子；3分鐘后：質子和中子產生；30萬年后：第一批氫、氦原子云團形成；第2頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/152140億年前后：原子云團被壓縮誕生出恒星和原生星系；第3頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/153100億年前：形成原銀河星系；第4頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15446億年前：太陽系和地球出現；第5頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/155演變150億年后，宇宙的現狀。第6頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/156第7頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/157第8頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/158第9頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/159二、46億年來的地球演化史和生物進化史（特點：生物從低級到高級，從簡單到復雜；另外就是進化的不可逆性和速度越來越快，越來越復雜）35億年前：海洋形成；25億年前后：閃電雷擊，火山噴發，無機分子形成；20億年前：有機物小分子、大分子（氨基酸、多肽、蛋白質和DNA等）形成；14億年前后：低等生物出現（細菌、低等藍藻和海綿等）；5億年前：藻類和水生無脊椎動物出現；4億年前后：陸生植物如蕨類和魚類、兩棲類動物出現；3億年前后：裸子植物和爬行類動物、昆蟲出現；2億年前后：被子植物和鳥類、哺乳類動物出現；6500萬年前：恐龍滅絕，哺乳動物興盛；300萬年前：出現人類；300萬年內：人類就進化為高智慧、有思想、善于探索的高級生物（可以說是自然性即動物性和社會性完美結合的高級生命形式）。第10頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1510課程的目的意義(思考、探索和研究，改造、完善和為我所用)1、大宇宙博大深邃，小宇宙（大腦、思想）奧妙無窮；人類就是在小宇宙和大宇宙的不斷碰撞和無限交融過程中，形成了目前對宇宙、世界和人類社會的這幅圖景。課程的學習但愿對大家的宇宙觀、世界觀、人生觀和價值觀等的形成及完善有所幫助。2、人類在對自然和自身的探索和思考中進化和發展，而我們個人也是在探索和思考中成長和進步；所以，課程就是在引導大家對生命現象和生物技術知識的了解、掌握的同時，希望對同學們的思維、思想和對自然、人類和社會等未知世界、領域的探索和思考有所啟發（特別是對目前的熱門話題，綠色、環保、生態，低碳生活，現代文明和后現代主義等等）。3、很直接和實用主義的目的：現代生物學和生物技術，涉及到人類生產生活的很多方面，至少是理、工、農、醫和教育、管理（教師、公務員）等行業；通過學習，會對同學們今后的工作、學習和生活有所幫助、啟發。4、從不同層次（宇觀、宏觀、微觀、超微觀等，對應的是宇宙、世界、生物圈、生態系統、人類社會、生物群落、種群、個體、系統、器官、組織、細胞、細胞器、分子、原子、粒子、反物質微粒等等）思考、探索和研究生命活動規律。第11頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15111、生物技術的概念、含義及種類（1）生物技術，也稱生物工程。

傳統生物技術（舊有的生物技術

制醬、醋、酒、面包、奶（并非新興學科）酪、酸奶等技術）

現代生物技術（始于20世紀70—80年代，以現代生物學研究成果為基礎和以基因工程為核心的學科）第12頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1512（2）現代生物技術的概念是以現代生命科學為基礎，結合其他基礎學科的科學原理，采用先進的工程技術手段，按照預先的設計，改造生物體或加工生物原料，為人類生產出所需產品或達到某種目的。它是一門新興的、綜合性的學科。第13頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1513（3）生物技術的含義用先進的工程技術手段改造生物體加工生物原料為人類生產出所需產品達到某種目的第14頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1514（4）生物技術是新興的綜合性學科20世紀興起的且由多學科綜合而成就生命科學而言，幾乎包括了所有學科與其他學科交叉融合（如與許多自然科學中的尖端基礎學科）以現代分子生物學的最新理論成就為發展基礎以基因工程技術為核心內容第15頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1515第16頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15162、生物技術種類及相互關系（1）種類（五種）

基因工程（DNA重組技術）細胞工程酶工程發酵工程（微生物工程）蛋白質工程

第17頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1517基因工程(geneengineering)

——DNA重組技術：應用人工方法把生物的遺傳物質（DNA）分離出來，在體外進行切割、拼接和重組，然后重新導入某種宿主或個體，從而改變它們的遺傳品性；或在新的宿主細胞或個體中大量表達，以獲得人類所需產物。包括：基因（DNA）分離提純→體外拼接重組→導入新細胞或個體→創造新生物種類或大量生產所需產物等過程。第18頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1518B.細胞工程(cellengineering)：

以細胞為基本操作單位，在體外條件下進行培養、繁殖或改變，從而達到改良生物品種、創造新品種、加速繁殖(育)動植物個體或獲得某種有用物質的目的。包括動植物細胞的體外培養技術，細胞融合(雜交)技術、細胞器移植技術、克隆、干細胞技術等。第19頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1519C.酶工程(enzymeengineering)

利用酶、細胞器或細胞所具有的特異催化功能，對酶進行修飾改造，并借助生物反應器和工藝過程來生產人類所需產品的一項技術。它包括酶或細胞的固定化技術、酶的修飾改造技術及酶反應器的設計技術等。第20頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1520D.發酵工程(fermentationengineering)

——微生物工程利用微生物生長速度快、生長條件簡單以及代謝過程特殊等特點，再合適條件下，通過現代化的工程技術手段，由微生物的某種特定功能生產出人類所需的產品。——多數在發酵罐中進行

第21頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1521E.蛋白質工程(proteinengineering):

通過對基因的人工定向改造等手段,達到對蛋白質進行修飾、改造、拼接的目的，以生產(或產生)能滿足人類需要的新型蛋白質。第22頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15222、生物技術種類及相互關系（2）相互關系不是各自獨立，而是相互聯系和相互滲透。見圖1-2。第23頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1523A.細胞與微生物：細胞工程?微生物工程(發酵工程)有很多相似和共通之處；都以現代分子生物學的最新理論成就為發展的基礎和以基因工程為核心。B.通過分子生物學等的研究探索，現代生命科學的發展已在分子、亞細胞、細胞、組織和個體等不同層次上，揭示了生物的結構和功能的相互關系，以及生命活動規律的更深層次的奧秘和內容，從而使人們得以應用其研究結果對生物體進行不同層次的設計、控制、改造或模擬，并產生巨大的生產能力。C.基因工程與細胞發酵：通過基因工程對細菌或細胞改造后獲得的“工程菌”或“工程細胞”，都必須分別通過發酵工程和細胞工程等來生產有用的物質。D.酶工程與基因工程：必須通過基因工程技術對酶進行改造，才得以增加酶的產量、酶的穩定性以及提高酶的催化效率等等。第24頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1524圖1-2生物工程技術相互關系基因工程工程菌細胞工程優良動、植物品系動植物個體或細胞微生物發酵工程產品蛋白質或酶蛋白質工程或酶工程第25頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15253、生物技術的特征特性（1）特征特性有“六高”的基本特征：高智力、高投入、高競爭、高風險、高效益和高勢能。對國家的政治、經濟、軍事、文化和社會發展均有很大的影響，有向各方面的滲透性和擴散性。有知識經濟時代的基本特征：知識不斷創新，高新技術迅速產業化。也是發展中國家的機遇和挑戰。第26頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15263、生物技術的應用行業（2）應用的行業種類（八大類型）

人類健康、農林牧漁、資源利用、能源開發、環境保護、食品安全、輕工產品、冶金化工等。總之，與人類面臨的食品短缺、糧食安全、經濟、健康、環境、資源等問題，與理、工、農、醫等科技發展，與倫理、道德、法律等社會問題都有著密切的關系；已對并仍將對國民經濟產生重大的影響。第27頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1527生物技術與人類生活（課程）——參考教材及推薦研讀書目簡介李云海（電第28頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1528參考教材

宋思揚，樓士林主編

21世紀高等院校教材《生物技術概論》（第二版）（24元/冊）北京：科學出版社，

2003年8月

(側重于課程框架及技術體系內容的介紹，適合非生物類文、理科及生物類非生物技術專業的本科學生研讀)第29頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1529推薦研讀書目羅琛主編大學生文化素質教育書系《生物工程與生命》北京:高等教育出版社，

2000年7月（2003，第3次印刷，10.5元）（側重于自然知識、技術應用和科學家及科學發現過程的介紹，適合非生物類文、理、工各科本科學生研讀）第30頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1530推薦研讀書目（續）岑沛霖主編，《生物工程導論》（2004，22元/冊）（側重工程技術，適合理科及工程技術類各專業本科學生研讀）上海科普，《生物技術在21世紀的應用》（2002，10元/冊）探索自然叢書，《生物篇》（2004年版，25元/冊）基因寶庫叢書，《基因轉移》（2004年，16元/冊）朝陽產業叢書，《21世紀環保產業》（2004，19元/冊）世界知識出版社，《DNA與人性的萌動》（2000，12.8元/冊）第31頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1531其他推薦研讀或參考書目第一推動叢書，《生命是什么》（2003，19元/冊）雙螺旋叢書，《基因、創世紀與上帝》（2003，24元/冊）《最后一道防線—中國人基因流失憂思錄》（2003，18元/冊）《人類生存困境——發展的悖論》（2003年版，19元/冊）《破解衰老之謎》北京：科學出版社，2002年10月，10元/冊雅卡爾科學人文系列,《科學的災難？——一個遺傳學家的困惑》（2004年版，22元/冊）雅卡爾科學人文系列，《差異的頌歌——遺傳學與人類》（2003年版，18元/冊）及其他有關“生物(植物、動物、微生物等)或生物技術”與人類生產、生活、健康、營養、美容、環保、生態、道德、法律等的書籍；如《生物資源學》、《生物論理學》第32頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1532成績評定總則

期末總成績，按平時成績占36%和期末考核成績占64%計算。

平時成績評定

平時成績，以按時來聽課和按時完成作業計滿分36分。然后，無故缺課1次扣3分，請事假1次扣1.5分，請病假1次扣1分，實習或寫生（必須有學院證明）等不能來聽課1次扣0.5分；不交作業1次扣3分。另外，無故缺課超過4次或請假及缺課合計超過6次的，則取消參加期末考核的資格。第33頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1533期末考核及評定

期末考核一般以完成小論文的形式進行。成績主要以完成的論文的質量來評定。嚴格按要求完成、論述充分或有獨特見解，可在64—55分范圍內酌情打分；達到相關要求，論述有理有據，可在54—45分范圍內酌情打分；達到一般要求，論述有一定層次，可在44—35分范圍內酌情打分；大部分達到要求，論述尚可，可在34—25分范圍內酌情打分；達不到多數要求，但言之有物或說清楚了課程的一些內容，可在24—15分范圍內酌情打分；其余（即達不到要求，偏題、跑題或不知所云的）只能在14分以下打分，直至以0分計。期末考核也可進行閉卷考試。考試時量為90分鐘，總分值為64分；考題形式為填空、名詞解釋和簡答等。第34頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1534期末考核論文選題

（每學期可任選其中1題，讓學生在第11或12次課后兩周內完成）

題目1：為什么說現代生物技術是一種高新技術？它是人類生產生活中哪些重大問題的關鍵性技術？每方面各舉1—2例說明。

也可自擬一個短小精干或有趣的題目，但必須圍繞上述主要內容論述。

要求：論述有理有據，條理清楚；2500字以上，用方格稿紙工整謄寫；葉眉寫明學院班級、姓名和學號，結尾寫清完成日期等。第35頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1535期末考核論文選題（續1）題目2：你最希望生物技術能解決人類生產生活中哪些關鍵性問題，為什么？要求：論述有理有據或有獨特見解，條理清楚；總字數2500字以上，用方格稿紙工整謄寫，葉眉寫清姓名學號等。第36頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1536期末考核論文選題（續2）題目3：試論現代生物技術在人類生產生活中的重要作用--（小標題自擬）要求：論述有理有據（需列舉課堂或聲像資料里講過的2—3例）或有獨特見解，條理清楚，論述充分；總字數2500字以上，用方格稿紙工整謄寫，葉眉寫清學院班級和姓名學號等，結尾寫明完成日期。第37頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1537期末考核論文選題（續3）題目4：從生產應用角度，論述現代生物技術五大工程技術之間的相互關系（小標題自擬）要求：論述有理有據（需列舉課堂或聲像資料里講過的2—3例）或有獨特見解，條理清楚，論述充分；總字數2500字以上，用方格稿紙工整謄寫，葉眉寫清學院班級和姓名學號，結尾寫明完成日期等。第38頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1538【有關說明（教學建議等）】

以生物技術如何解決目前人類生產、生活中面臨的關鍵問題的典型事例入手，帶出生物技術相關工程技術內容的介紹；之后，用相關聲像資料（如幻燈片或錄象片等），展示該技術內容的發展動態、有待改進的地方和人們的看法、爭論等，引導學生作進一步思考。第39頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/1539

不能太深，也不能太淺；除技術體系或課程框架內容介紹清楚外，還需要有趣味性和新穎性，吸引和引導學生積極參與研討，從而讓非生物類的文、理科學生都能從總體上掌握或了解（或理解）相關技術和重點知識。

多媒體教學，突出重點（不面面俱到），言簡意賅，深入淺出。

設置課間提問、討論等互動教學形式，活躍課堂氣氛；或課后布置一些短小精干的上網或到圖書館查閱相關資料的“作業”（主要是帶到下次課堂上參加討論），引導學生自己去了解和獲得更多的內容和知識。第40頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15402010—2011下學期作業（1-2）作業1:列舉基因工程或細胞工程技術的應用實例1—2例（可以上網或到圖書館、書店等查閱有關文章、圖書及期刊等資料，500字以上或1—2頁紙；第4次課后布置，第5次及第6次課交收）作業2:簡述發酵工程或酶工程技術的應用實例1—2例（可以上網或到圖書館、書店等查閱；第7次課后布置，第8次及第9次課交收）第41頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15412011—2012上學期作業（1-4）作業1:簡述現代生物技術是高新技術的特征。作業2:生物技術的發展經歷了哪些主要階段？作業3:基因工程是生物技術的核心和基礎的主要表現有哪些?作業4:基因工程的應用主要在哪些方面?第42頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15422011—2012上學期作業（5-8）作業5:簡述現代生物技術是高新技術的特征。作業6:生物技術的發展經歷了哪些主要階段？作業7:基因工程是生物技術的核心和基礎的主要表現有哪些?作業8:基因工程的應用主要在哪些方面?第43頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15432011—2012上學期作業（9-12）作業9:簡述現代生物技術是高新技術的特征。作業10:生物技術的發展經歷了哪些主要階段？作業11:基因工程是生物技術的核心和基礎的主要表現有哪些?作業12:基因工程的應用主要在哪些方面?第44頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15442011—2012下學期補做作業（1-2）作業1、什么是現代生物技術，它在生產生活中有何重要意義?有9位同學：王冠群劉洪帆蘇炳禮楊龍海社葉迪楊繼禹朱光寧劉藝璇保英文作業2、現代生物技術的發展經歷了哪些主要階段，從中你想到了什么？有16位同學：王冠群林晶蘇炳禮楊龍海甘超連趙喜玉彭鑫社葉迪楊繼禹何景堂劉藝璇舒武澤劉增輝朱光寧肖丹葉媛第45頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15452011—2012下學期補做作業（3-4）作業3、你最希望基因工程能解決人類生產生活中的什么問題?”有5位同學：作業4、基因工程技術主要應用在哪些方面？舉2—3例說明。有？位同學：第46頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15462011—2012下學期補做作業（5-6）作業5、細胞工程技術最經典的研究成就有哪些?舉2—3例說明。有位同學：作業6、簡述克隆羊“多莉”的技術過程（路線圖），它與“試管嬰兒”（試管胚胎）的主要區別是什么？有位同學：第47頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15472011—2012下學期補做作業（7-8）作業7、什么是發酵（微生物）工程技術，它包含哪些主要技術環節?有位同學：作業8、什么是酶及蛋白質工程技術，它主要應用在那些方面？有位同學：第48頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15482011—2012下學期補做作業（9-10）作業9、你最希望現代生物技術能解決農業生產中的什么問題？有位同學：作業10、現代生物技術在食品行業中主要應用在哪些方面?舉2--3例說明。有位同學：第49頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15492011—2012下學期補做作業（11-12）作業11、試論可再生能源的重要性，舉2—3例論述。或簡述“現代生物技術在環境污染治理方面有哪些主要內容？”有位同學：作業12、為什么要重視現代生物技術的安全性？舉2—3例說明。有位同學：第50頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15502009—2010上學期期末考核：小論文題目：為什么說現代生物技術是一種高新技術？它是人類生產生活中哪些重大問題的關鍵性技術？每方面各舉1—2例說明。（也可自擬一個短小精干或有趣的題目，但必須圍繞上述主要內容論述。要求2500字以上，用方格稿紙工整謄寫，葉眉寫明學院班級、姓名和學號，結尾寫清完成日期等。）第51頁，課件共56頁，創作于2023年2月2023/7/15512009—2010下學期

期末論文

題目：你最希望生物技術能解決人類生產生活中哪些關鍵性問題，為