生物技术与人类生活1总论.ppt
2023/10/16,生物技术与人类生活课程,1,生物技术与人类生活(一)-生物技术概念及意义,李 云 海,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,2,前 言为什么要了解或掌握生物技术的知识技能？,一、大爆炸宇宙形成学说（物理学、天文学和宇宙学等的研究成果）150亿年前：源于一个能量点的大爆炸的发生；成就了今天的宇宙。3秒钟后：能量转化成物质粒子；3分钟后：质子和中子产生；30万年后：第一批氢、氦原子云团形成；,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,3,140亿年前后：原子云团被压缩诞生出恒星和原生星系；,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,4,100亿年前：形成原银河星系；,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,5,46亿年前：太阳系和地球出现；,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,6,演变150亿年后，宇宙的现状。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,7,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,8,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,9,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,10,二、46亿年来的地球演化史和生物进化史（特点：生物从低级到高级，从简单到复杂；另外就是进化的不可逆性和速度越来越快，越来越复杂）,35亿年前：海洋形成；25亿年前后：闪电雷击，火山喷发，无机分子形成；20亿年前：有机物小分子、大分子（氨基酸、多肽、蛋白质和DNA等）形成；14亿年前后：低等生物出现（细菌、低等蓝藻和海绵等）；5亿年前：藻类和水生无脊椎动物出现；4亿年前后：陆生植物如蕨类和鱼类、两栖类动物出现；,3亿年前后：裸子植物和爬行类动物、昆虫出现；2亿年前后：被子植物和鸟类、哺乳类动物出现；6500万年前：恐龙灭绝，哺乳动物兴盛；300万年前：出现人类；300万年内：人类就进化为高智慧、有思想、善于探索的高级生物（可以说是自然性即动物性和社会性完美结合的高级生命形式）。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,11,课程的目的意义(思考、探索和研究，改造、完善和为我所用),1、大宇宙博大深邃，小宇宙（大脑、思想）奥妙无穷；人类就是在小宇宙和大宇宙的不断碰撞和无限交融过程中，形成了目前对宇宙、世界和人类社会的这幅图景。课程的学习但愿对大家的宇宙观、世界观、人生观和价值观等的形成及完善有所帮助。2、人类在对自然和自身的探索和思考中进化和发展，而我们个人也是在探索和思考中成长和进步；所以，课程就是在引导大家对生命现象和生物技术知识的了解、掌握的同时，希望对同学们的思维、思想和对自然、人类和社会等未知世界、领域的探索和思考有所启发（特别是对目前的热门话题，绿色、环保、生态，低碳生活，现代文明和后现代主义等等）。3、很直接和实用主义的目的：现代生物学和生物技术，涉及到人类生产生活的很多方面，至少是理、工、农、医和教育、管理（教师、公务员）等行业；通过学习，会对同学们今后的工作、学习和生活有所帮助、启发。4、从不同层次（宇观、宏观、微观、超微观等，对应的是宇宙、世界、生物圈、生态系统、人类社会、生物群落、种群、个体、系统、器官、组织、细胞、细胞器、分子、原子、粒子、反物质微粒等等）思考、探索和研究生命活动规律。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,12,1、生物技术的概念、含义及种类,（1）生物技术，也称生物工程。传统生物技术（旧有的生 物 技 术 制酱、醋、酒、面包、奶（并非新兴学科）酪、酸奶等技术）现代生物技术（始于20世 纪7080年代，以现代生 物学研究成果为基础和以 基因工程为核心的学科）,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,13,（2）现代生物技术的概念,是以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照预先的设计，改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。它是一门新兴的、综合性的学科。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,14,（3）生物技术的含义,用先进的工程技术手段改造生物体加工生物原料为人类生产出所需产品达到某种目的,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,15,（4）生物技术是新兴的综合性学科,20世纪兴起的且由多学科综合而成就生命科学而言，几乎包括了所有学科与其他学科交叉融合（如与许多自然科 学中的尖端基础学科）以现代分子生物学的最新理论成就为 发展基础以基因工程技术为核心内容,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,16,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,17,2、生物技术种类及相互关系,（1）种类（五种）基因工程（DNA重组技术）细胞工程 酶工程 发酵工程（微生物工程）蛋白质工程,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,18,基因工程(gene engineering)DNA重组技术：,应用人工方法把生物的遗传物质（DNA）分离出来，在体外进行切割、拼接和重组，然后重新导入某种宿主或个体，从而改变它们的遗传品性；或在新的宿主细胞或个体中大量表达，以获得人类所需产物。包括：基因（DNA）分离提纯体外拼接重组导入新细胞或个体创造新生物种类或大量生产所需产物等过程。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,19,B.细胞工程(cell engineering)：,以细胞为基本操作单位，在体外条件下进行培养、繁殖或改变，从而达到改良生物品种、创造新品种、加速繁殖(育)动植物个体或获得某种有用物质的目的。包括动植物细胞的体外培养技术，细胞融合(杂交)技术、细胞器移植技术、克隆、干细胞技术等。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,20,C.酶工程(enzyme engineering),利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项技术。它包括酶或细胞的固定化技术、酶的修饰改造技术及酶反应器的设计技术等。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,21,D.发酵工程(fermentation engineering)微生物工程,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，再合适条件下，通过现代化的工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品。多数在发酵罐中进行,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,22,E.蛋白质工程(protein engineering):,通过对基因的人工定向改造等手段,达到对蛋白质进行修饰、改造、拼接的目的，以生产(或产生)能满足人类需要的新型蛋白质。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,23,2、生物技术种类及相互关系,（2）相互关系 不是各自独立，而是相互联系和相互渗透。见图1-2。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,24,A.细胞与微生物：细胞工程微生物工程(发酵工程)有很多相似和共通之处；都以现代分子生物学的最新理论成就为发展的基础和以基因工程为核心。B.通过分子生物学等的研究探索，现代生命科学的发展已在分子、亚细胞、细胞、组织和个体等不同层次上，揭示了生物的结构和功能的相互关系，以及生命活动规律的更深层次的奥秘和内容，从而使人们得以应用其研究结果对生物体进行不同层次的设计、控制、改造或模拟，并产生巨大的生产能力。C.基因工程与细胞发酵：通过基因工程对细菌或细胞改造后获得的“工程菌”或“工程细胞”，都必须分别通过发酵工程和细胞工程等来生产有用的物质。D.酶工程与基因工程：必须通过基因工程技术对酶进行改造，才得以增加酶的产量、酶的稳定性以及提高酶的催化效率等等。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,25,图1-2 生物工程技术相互关系,基因工程,发酵工程,产品,蛋白质或酶,蛋白质工程或酶工程,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,26,3、生物技术的特征特性,（1）特征特性 有“六高”的基本特征：高智力、高投入、高竞争、高风险、高效益和高势能。对国家的政治、经济、军事、文化和社会发展均有很大的影响，有向各方面的渗透性和扩散性。有知识经济时代的基本特征：知识不断创新，高新技术迅速产业化。也是发展中国家的机遇和挑战。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,27,3、生物技术的应用行业,（2）应用的行业种类（八大类型）人类健康、农林牧渔、资源利用、能源开发、环境保护、食品安全、轻工产品、冶金化工等。总之，与人类面临的食品短缺、粮食安全、经济、健康、环境、资源等问题，与理、工、农、医等科技发展，与伦理、道德、法律等社会问题都有着密切的关系；已对并仍将对国民经济产生重大的影响。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,28,生物技术与人类生活（课程）,参考教材及推荐研读书目简 介李云海（电话）,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,29,参考教材,宋思扬，楼士林主编 21世纪高等院校教材生物技术概论（第二版）（24元/册）北京：科学出版社，2003年8月(侧重于课程框架及技术体系内容的介绍，适合非生物类文、理科及生物类非生物技术专业的本科学生研读),2023/10/16,生物技术与人类生活课程,30,推荐研读书目,罗 琛主编 大学生文化素质教育书系生物工程与生命北京:高等教育出版社，2000年7月（2003，第3次印刷，10.5元）（侧重于自然知识、技术应用和科学家及科学发现过程的介绍，适合非生物类文、理、工各科本科学生研读）,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,31,推荐研读书目（续）,岑沛霖主编，生物工程导论（2004，22元/册）（侧重工程技术，适合理科及工程技术类各专业本科学生研读）上海科普，生物技术在21世纪的应用（2002，10元/册）探索自然丛书，生物篇（2004年版，25元/册）基因宝库丛书，基因转移（2004年，16元/册）朝阳产业丛书，21世纪环保产业（2004，19元/册）世界知识出版社，DNA与人性的萌动（2000，12.8元/册）,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,32,其他推荐研读或参考书目第一推动丛书，生命是什么（2003，19元/册）双螺旋丛书，基因、创世纪与上帝（2003，24元/册）最后一道防线中国人基因流失忧思录（2003，18元/册）人类生存困境发展的悖论（2003年版，19元/册）破解衰老之谜北京：科学出版社，2002年10月，10元/册雅卡尔科学人文系列,科学的灾难？一个遗传学家的困惑（2004年版，22元/册）雅卡尔科学人文系列，差异的颂歌 遗传学与人类（2003年版，18元/册）及其他有关“生物(植物、动物、微生物等)或生物技术”与人类生产、生活、健康、营养、美容、环保、生态、道德、法律等的书籍；如生物资源学、生物论理学,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,33,成绩评定总则,期末总成绩，按平时成绩占36%和期末考核成绩占64%计算。平时成绩评定 平时成绩，以按时来听课和按时完成作业计满分36分。然后，无故缺课1次扣3分，请事假1次扣1.5分，请病假1次扣1分，实习或写生（必须有学院证明）等不能来听课1次扣0.5分；不交作业1次扣3分。另外，无故缺课超过4次或请假及缺课合计超过6次的，则取消参加期末考核的资格。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,34,期末考核及评定,期末考核一般以完成小论文的形式进行。成绩主要以完成的论文的质量来评定。严格按要求完成、论述充分或有独特见解，可在6455分范围内酌情打分；达到相关要求，论述有理有据，可在5445分范围内酌情打分；达到一般要求，论述有一定层次，可在4435分范围内酌情打分；大部分达到要求，论述尚可，可在3425分范围内酌情打分；达不到多数要求，但言之有物或说清楚了课程的一些内容，可在2415分范围内酌情打分；其余（即达不到要求，偏题、跑题或不知所云的）只能在14分以下打分，直至以0分计。期末考核也可进行闭卷考试。考试时量为90分钟，总分值为64分；考题形式为填空、名词解释和简答等。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,35,期末考核论文选题（每学期可任选其中1题，让学生在第11或12次课后两周内完成）题目1：为什么说现代生物技术是一种高新技术？它是人类生产生活中哪些重大问题的关键性技术？每方面各举12例说明。也可自拟一个短小精干或有趣的题目，但必须围绕上述主要内容论述。要求：论述有理有据，条理清楚；2500字以上，用方格稿纸工整誊写；叶眉写明学院班级、姓名和学号，结尾写清完成日期等。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,36,期末考核论文选题（续1）,题目2：你最希望生物技术能解决人类生产生活中哪些关键性问题，为什么？要求：论述有理有据或有独特见解，条理清楚；总字数2500字以上，用方格稿纸工整誊写，叶眉写清姓名学号等。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,37,期末考核论文选题（续2）,题目3：试论现代生物技术在人类生产生活中的重要作用-（小标题自拟）要求：论述有理有据（需列举课堂或声像资料里讲过的23例）或有独特见解，条理清楚，论述充分；总字数2500字以上，用方格稿纸工整誊写，叶眉写清学院班级和姓名学号等，结尾写明完成日期。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,38,期末考核论文选题（续3）,题目4：从生产应用角度，论述现代生物技术五大工程技术之间的相互关系（小标题自拟）要求：论述有理有据（需列举课堂或声像资料里讲过的23例）或有独特见解，条理清楚，论述充分；总字数2500字以上，用方格稿纸工整誊写，叶眉写清学院班级和姓名学号，结尾写明完成日期等。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,39,【有关说明（教学建议等）】,以生物技术如何解决目前人类生产、生活中面临的关键问题的典型事例入手，带出生物技术相关工程技术内容的介绍；之后，用相关声像资料（如幻灯片或录象片等），展示该技术内容的发展动态、有待改进的地方和人们的看法、争论等，引导学生作进一步思考。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,40,不能太深，也不能太浅；除技术体系或课程框架内容介绍清楚外，还需要有趣味性和新颖性，吸引和引导学生积极参与研讨，从而让非生物类的文、理科学生都能从总体上掌握或了解（或理解）相关技术和重点知识。多媒体教学，突出重点（不面面俱到），言简意赅，深入浅出。设置课间提问、讨论等互动教学形式，活跃课堂气氛；或课后布置一些短小精干的上网或到图书馆查阅相关资料的“作业”（主要是带到下次课堂上参加讨论），引导学生自己去了解和获得更多的内容和知识。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,41,20102011下学期作业（1-2）,作业1:列举基因工程或细胞工程技术的应用实例12例（可以上网或到图书馆、书店等查阅有关文章、图书及期刊等资料，500字以上或12页纸；第4次课后布置，第5次及第6次课交收）作业2:简述发酵工程或酶工程技术的应用实例12例（可以上网或到图书馆、书店等查阅；第7次课后布置，第8次及第9次课交收）,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,42,20112012上学期作业（1-4）,作业1:简述现代生物技术是高新技术的特征。作业2:生物技术的发展经历了哪些主要阶段？作业3:基因工程是生物技术的核心和基础的主要表现有哪些?作业4:基因工程的应用主要在哪些方面?,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,43,20112012上学期作业（5-8）,作业5:简述现代生物技术是高新技术的特征。作业6:生物技术的发展经历了哪些主要阶段？作业7:基因工程是生物技术的核心和基础的主要表现有哪些?作业8:基因工程的应用主要在哪些方面?,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,44,20112012上学期作业（9-12）,作业9:简述现代生物技术是高新技术的特征。作业10:生物技术的发展经历了哪些主要阶段？作业11:基因工程是生物技术的核心和基础的主要表现有哪些?作业12:基因工程的应用主要在哪些方面?,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,45,20112012下学期补做作业（1-2）作 业 1、什么是现代生物技术，它在生产生活中有何重要意义?有 9位同学：王冠群 刘洪帆 苏炳礼 杨龙海 社叶迪 杨继禹朱光宁 刘艺璇 保英文作 业 2、现代生物技术的发展经历了哪些主要阶段，从中你想到了什么？有16位同学：王冠群 林 晶 苏炳礼 杨龙海 甘超连 赵喜玉 彭 鑫 社叶迪 杨继禹 何景堂 刘艺璇 舒武泽刘增辉 朱光宁 肖 丹 叶 媛,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,46,20112012下学期补做作业（3-4）作 业 3、你最希望基因工程能解决人类生产生活中的什么问题?”有 5位同学：作 业 4、基因工程技术主要应用在哪些方面？举23例说明。有？位同学：,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,47,20112012下学期补做作业（5-6）作 业 5、细胞工程技术最经典的研究成就有哪些?举23例说明。有 位同学：作 业 6、简述克隆羊“多莉”的技术过程（路线图），它与“试管婴儿”（试管胚胎）的主要区别是什么？有 位同学：,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,48,20112012下学期补做作业（7-8）作 业 7、什么是发酵（微生物）工程技术，它包含哪些主要技术环节?有 位同学：作 业 8、什么是酶及蛋白质工程技术，它主要应用在那些方面？有 位同学：,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,49,20112012下学期补做作业（9-10）作 业 9、你最希望现代生物技术能解决农业生产中的什么问题？有 位同学：作 业10、现代生物技术在食品行业中主要应用在哪些方面?举2-3例说明。有 位同学：,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,50,20112012下学期补做作业（11-12）作 业11、试论可再生能源的重要性，举23例论述。或简述“现代生物技术在环境污染治理方面有哪些主要内容？”有 位同学：作 业12、为什么要重视现代生物技术的安全性？举23例说明。有 位同学：,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,51,20092010上学期期末考核：小论文题目：为什么说现代生物技术是一种高新技术？它是人类生产生活中哪些重大问题的关键性技术？每方面各举12例说明。（也可自拟一个短小精干或有趣的题目，但必须围绕上述主要内容论述。要求2500字以上，用方格稿纸工整誊写，叶眉写明学院班级、姓名和学号，结尾写清完成日期等。）,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,52,20092010下学期期末论文,题目：你最希望生物技术能解决人类生产生活中哪些关键性问题，为什么？要求：论述有理有据或有独特见解，条理清楚；总字数2500字以上，用方格稿纸工整誊写，叶眉写清姓名学号等。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,53,20102011上学期期末考核,小论文：试论现代生物技术在人类生产生活中的重要意义或作用（小标题自拟）（第十次课布置，第十二、十三次课收稿卷）要求：论述有理有据（需列举课堂或光碟里讲过的23例）或有独特见解，条理清楚，论述充分；总字数2500字以上，用方格稿纸工整誊写，叶眉写清学院班级和姓名学号等，结尾写明完成日期。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,54,20112012上学期期末考核,小论文：从生产应用角度，论述现代生物技术五大工程技术之间的相互关系（小标题自拟）（第十次课布置，第十一及十二次课收稿卷）要求：论述有理有据（需列举课堂或光碟里讲过的23例）或有独特见解，条理清楚，论述充分；总字数2500字以上，用方格稿纸工整誊写，叶眉写清学院班级和姓名学号等，结尾写明完成日期。,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,55,20112012下学期期末考核（1）,题目1:什么是生物技术，它包括哪些主要内容及其主要应用领域？题目2:生物技术的重要意义及其你最感兴趣的应用方面是什么?题目3：现代生物技术在我们的饮食健康和食品安全中发挥了那些作用？（本题可从下述六方面进行思考和论述）（1）食品发酵的用途有哪些？举例说明。（2）谈谈现代生物技术在食品包装上的应用。（3）食品检测中生物技术的应用有哪些？（4）你对转基因食品有什么看法？（5）未来食品的发展趋势是什么？谈谈现代生物技术在食品工业上的应用和发展趋势。（6）在你的观念中，什么才能称为健康食品？（如绿色、环保、生态，方便食用、营养丰富、无污染、无毒害等）,2023/10/16,生物技术与人类生活课程,56,20112012下学期期末考核（2）,要求：论述有理有据（需列举课堂或光碟里讲过的23例）或有独特见解，条理清楚，论述充分；总字数2500字以上，用方格稿纸工整誊写，叶眉写清学院班级和姓名学号等，结尾写明完成日期等。,
