第八章 人類科學(xué)技術(shù)進步及其對生活影響Microsoft PowerPoint 演示文稿

第八章人類科學(xué)技術(shù)的進步及其對生活的影響1第一節(jié)生物技術(shù)一、現(xiàn)代生物技術(shù)的研究內(nèi)容二、生物技術(shù)對人類生活的影響三、生物技術(shù)的安全性與倫理道德問題2一、現(xiàn)代生物技術(shù)的研究內(nèi)容1.基因工程2.細(xì)胞工程3.酶工程4.發(fā)酵工程5.蛋白質(zhì)工程（第二代基因工程）31.基因工程基因工程又叫做DNA重組技術(shù)，即通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生所需要的基因產(chǎn)物（蛋白質(zhì)、酶、抗菌素等）。4基因操作的基本步驟5基因操作的基本步驟62.細(xì)胞工程概念：通過細(xì)胞培養(yǎng)，對細(xì)胞進行精心操作，已達(dá)到保持和加速良種或獲得有用物質(zhì)的過程。主要技術(shù)：動物、植物的組織和細(xì)胞的培養(yǎng)、細(xì)胞融合（包括植物和微生物的原生質(zhì)的融合）、細(xì)胞器、核移植和胚胎移植等。789植物體細(xì)胞雜交10動物體細(xì)胞雜交11白菜—甘藍(lán)12人類皮膚細(xì)胞核移植到家兔的卵母細(xì)胞136個月大的克隆猴14人類歷史上第一個體外受精試管嬰兒15酶工程概念：利用酶活細(xì)胞（或細(xì)胞器）所具有的某些特異催化功能，借助工藝手段和生物反應(yīng)器來生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。

酶工程的名稱出現(xiàn)在20世紀(jì)20年代，主要指自然酶制劑在工業(yè)上的規(guī)模應(yīng)用。16①治療疾?。喝缪ㄈ芙饷?、容菌酶、尿激酶等②加工生產(chǎn)產(chǎn)品：如果膠酶、青霉素?；傅娶刍炘\斷、水質(zhì)監(jiān)測：如尿糖試紙、血（尿）糖快速測試儀（酶傳感器）、多酚氧化酶傳感器等④其它生物工程：工具酶（如限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶等）

酶工程產(chǎn)品及應(yīng)用：17加酶洗衣粉：把從生物體內(nèi)提取的蛋白酶、脂肪酶等多種酶加工成了固體酶制劑加入到了洗衣粉中，從而使洗衣粉能更有效地清除衣物上的污漬。溶菌酶制劑：加入了從生物體內(nèi)提取、加工而成的液體溶菌酶制劑，所以對多種細(xì)菌有很強的抑制作用，因此，溶菌酶制劑常用于抗菌、消炎。尿糖快速測試儀——酶傳感器不同的固定化酶可以制成不同的傳感器酶工程產(chǎn)品舉例18尿糖快速測試儀—酶傳感器原理:不同濃度的葡萄糖.在固定化酶膜上的葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶的作用下產(chǎn)生不同濃度的氧氣，再通過變換器,將氧氣的變化量轉(zhuǎn)換成電信號在顯示器上反映出來。這樣,就可以快速檢測出尿液中尿糖的含量.

194.發(fā)酵工程概念：利用微生物的某些特定的功能，通過工業(yè)化生產(chǎn)有用的物質(zhì)或生產(chǎn)菌株的技術(shù)體系。應(yīng)用：①醫(yī)藥工程方面：大量生產(chǎn)基因工程藥品②食品工業(yè)方面：生產(chǎn)食品添加劑、生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品、真菌蛋白食品等、大腸桿菌生產(chǎn)雞的卵清蛋白20發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的的流程215.基因工程的延伸—蛋白質(zhì)工程概念：根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，利用基因工程的手段，按照人類的需要，定向改造天然蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造出自然界根本不存在的蛋白質(zhì)分子的一門科學(xué)技術(shù)。應(yīng)用前景：對胰島素進行改造已使其成為速效藥物；探索用蛋白質(zhì)工程的方法制成電子元件22二、生物技術(shù)對人類生活的影響1.醫(yī)藥工業(yè)2.農(nóng)業(yè)3.畜牧業(yè)4.環(huán)境工程23基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用1.生產(chǎn)基因工程藥品

胰島素、干擾素、溶血栓劑、人造血液代用品、預(yù)防肝炎、狂犬病、霍亂、傷寒、瘧疾等的各類疫苗2.用于基因診斷與基因治療24基因診斷概念：用放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測疾病的目的。25應(yīng)用：①傳染性疾?。焊窝撞《?、腸道病毒、單純皰疹病毒等檢測②遺傳性疾?。寒a(chǎn)前診斷（鐮刀型細(xì)胞貧血癥、苯丙酮尿癥等的檢測）③腫瘤診斷：白血病的診斷26基因治療概念：把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。種類：(1)代償性基因治療，如治療球蛋白生成障礙性貧血；(2)補償性基因治療，如治療血友病B；(3)替換性基因治療；27(4)性細(xì)胞基因治療；(5)調(diào)控性基因治療，如治療肺癌、急性白血病；(6)反義性基因治療；(7)活化前體藥物性基因治療；(8)免疫性基因治療；(9)抗細(xì)胞毒性基因治療，如提高機體對腫瘤化療的耐受力。28基因治療的應(yīng)用①

治療遺傳性疾?。合佘彰摪泵溉狈ΠY、血友病B②治療心血管?。鹤⑷牍軆?nèi)皮生長因子基因（VEGF）③祛病延壽基因的發(fā)現(xiàn)：SOD基因、HDL基因、DAF基因用基因治療乙型血友病的臨床情況

29302.在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用①培育轉(zhuǎn)基因作物②培育各種抗逆性的新品種抗蟲棉試驗結(jié)果的照片

313.基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用科學(xué)家將某些特定基因與病毒DNA構(gòu)成重組DNA，然后通過感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動物受精卵中。由這種受精卵發(fā)育成的動物可以獲得人們所需要的各種優(yōu)良品質(zhì)，如具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等。32世界上第一個轉(zhuǎn)基因動物334.基因工程與環(huán)境保護①用于環(huán)境監(jiān)測

從1t水中檢測出10個病毒來②用于被污染環(huán)境的凈化用超級細(xì)菌分解石油3435三、生物技術(shù)的安全性與倫理道德問題（一）生物技術(shù)的安全性（二）生物技術(shù)的倫理問題36（一）生物技術(shù)的安全性轉(zhuǎn)基因食品與藥物安全問題轉(zhuǎn)基因植物的擴散；轉(zhuǎn)入植物的外源基因的擴散問題；轉(zhuǎn)入植物的其他標(biāo)記基因，如抗生素抗性基因等的擴散問題；轉(zhuǎn)基因植物是否會影響和破壞生物多樣性；轉(zhuǎn)基因植物是否會改變與之相關(guān)物種，如害蟲等的進化速度；轉(zhuǎn)基因植物中標(biāo)記基因的毒性問題；轉(zhuǎn)基因植物的果實或其他部分作為食物是否會引起食用者產(chǎn)生不良反應(yīng)，是否有長期積累的作用；轉(zhuǎn)基因植物是否會對農(nóng)業(yè)和國際貿(mào)易帶來一些不可預(yù)測的影響。37（二）生物技術(shù)的倫理問題1.人類干細(xì)胞研究中的倫理問題2.人類基因組研究要遵循的倫理規(guī)范3.克隆倫理問題4.官移植倫理問題381.人類干細(xì)胞研究中的倫理問題干細(xì)胞(stemcells)是具有分化潛能的胚性細(xì)胞，依其分化潛能的大小可以劃分為全能干細(xì)胞，多能干細(xì)胞和專能干細(xì)胞。人類干細(xì)胞主要來自于三個個方面，一是來自人工授精中捐獻(xiàn)的多余胚胎，獲得胚胎干細(xì)胞；二是從死亡胎兒尸體的原始生殖組織分離得到胚胎生殖細(xì)胞；三是類似于克隆羊“多莉”經(jīng)由體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移技術(shù)建立的胚胎中分離出來的多能干細(xì)胞。人類干細(xì)胞的研究是世界的一個熱點，一是因為克隆技術(shù)的發(fā)展，人類胚胎可以不經(jīng)兩性關(guān)系而產(chǎn)生；二是因為人類干細(xì)胞可以在體外培養(yǎng)，經(jīng)過誘導(dǎo)分化，定向地培育成為各種細(xì)胞和組織。392.人類基因組研究要遵循的倫理規(guī)范：①所進行的測試必須是可靠的，而且診斷必須明確。②對人體進行的測試必須遵循讓受試者知情同意的原則。③所進行的基因測試應(yīng)該能給受試者帶來益處。④每個人都有權(quán)知道自己的健康信息，并要求對這一信息保密。⑤基因測試會涉及整個家庭，有時還會超越小范圍的核心家庭。403.克隆倫理問題克隆技術(shù)應(yīng)用到人類，其問題將要嚴(yán)重得多。把克隆人的器官當(dāng)作另一些人的工具是不道德的；應(yīng)該堅決制止，并應(yīng)明令立法。各國政府和科學(xué)界，國際人類基因組組織（HUGO），歐盟理事會，紛紛表達(dá)反對克隆人的試驗，聯(lián)合國教科文組織1997年11月通過了《世界人類基因組與人權(quán)宣言》規(guī)定：“基于相互尊重人的尊嚴(yán)、平等這一民主原則，不允許進行與人類尊嚴(yán)相違背的做法，比如生殖性克隆”。2005年3月8日聯(lián)合國大會以84票贊成，34票反對，37票棄權(quán)，通過了禁止克隆人的決議，決議敦促成員國通過立法“禁止違背人的尊嚴(yán)和對人的生命造成傷害的各種形式的克隆”。雖然人的克隆為絕大多數(shù)人所反對，但一意孤行者有可能終將人克隆出來，這在法律上雖是明令禁止的，克隆者會受到道德倫理上的譴責(zé)，也會受到法律的懲處，但被克隆出的人卻是無辜的，是受害者，作為人類也應(yīng)該善待他（她），使之享有人的權(quán)利和尊嚴(yán)，并使之融入社會。414.官移植倫理問題器官移植分為自體移植和異體移植，自體移植較少倫理方面的問題，如燒傷病人自體皮膚的移植等；異體移植涉及到器官的來源問題，情況往往變得很復(fù)雜。異體器官只談來源人體的器官，不涉及其它物種來源的器官。過去較為成功的是從雙胞胎具有雙個的器官如腎、再生器官如骨髓，但大量的器官可能來自于尸體或其它來源，因此這方面的倫理問題最多。42第二節(jié)覆蓋全球的無線通信網(wǎng)一、信息的傳遞1.通信的歷史2.通信的模式431.通信的歷史語音、文字、數(shù)據(jù)、圖像等信息的傳輸稱為通信。通信的歷史：聲音通信光通信電流通信電波通信44長城烽火臺旗語4546莫爾斯發(fā)出第一封電報設(shè)備復(fù)制品標(biāo)準(zhǔn)莫爾斯電碼表字符電碼符號

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?··━━··/━··━·()━·━━·━－━····━

。·━·━·━47貝爾和他設(shè)計的電話搖把電話和接線臺世界第一試音“喂，芝加哥”48電磁感應(yīng)現(xiàn)象。49可見光是電磁波的一部分50無線電之父─馬可尼(1874—1937)1901年12月，馬可尼實現(xiàn)了從英國到加拿大長達(dá)二千多英里的跨洋通訊

1909年，馬可尼榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。51模擬式蜂窩電話52GSM手機衛(wèi)星電話53可替代電腦的手機GPRS手機54會議電視系統(tǒng)

55562.通信的模式通信系統(tǒng)模式：信息源、送信機（編碼）、通信路（信道）、受信機（譯碼）、受信者。57光纖通信系統(tǒng)：是利用光纖傳導(dǎo)光信號的通信系統(tǒng)。①無線光纖通信，主要是在空間通信②有線光纖通信，在陸地和海底實用的光通信。即光纖通信微波通信方式：地面微波接力通信、衛(wèi)星通信和對流層散射通信。“全球數(shù)字移動個人通信”衛(wèi)星系統(tǒng)58二、信息的處理1.信息處理的演變手指掐算—木條演算—算盤、算器處理信息—電動計算機處理信息—電子計算機處理信息2.電子計算機處理信息輸入信息—自動化信息處理-輸出信息3.電子計算機處理信息的實現(xiàn)編好程序，并輸入計算機4.多媒體技術(shù)多媒體：是把文字、聲音、圖像等多種媒體結(jié)合在一起的綜合媒體。59三、通信與計算機技術(shù)的結(jié)合1.采用數(shù)據(jù)化技術(shù)數(shù)據(jù)通信：把數(shù)據(jù)的處理和傳導(dǎo)合為一體，實現(xiàn)數(shù)字信息的接收、存儲、處理和傳輸，并對信息流加以控制、校沿河管理的一種通信技術(shù)。2.通過電波發(fā)收信息傳真通信：利用掃描通信技術(shù)，把固定的圖像、文稿等裝化成為串行的電信號，然后利用通信技術(shù)把它們從一個地方按原樣傳送到另一地方，并在那里以記錄的形式復(fù)制出來的一種通信方式。60

3.智能化網(wǎng)絡(luò)智能綜合信息網(wǎng)：以最優(yōu)化的方式處理和傳遞信息。個人通信系統(tǒng)：定位GPRS信息網(wǎng)綜合化的意義：

①技術(shù)的綜合②業(yè)務(wù)的綜合③網(wǎng)絡(luò)的綜合

61四、信息的記憶1.照片2.錄音磁帶3.磁盤4.光盤62第三節(jié)人類文明的物質(zhì)基礎(chǔ)材料：人類能用來制造有用的物件的物質(zhì)。新材料：最近發(fā)展和正在發(fā)展中比現(xiàn)有的材料性能更為優(yōu)良的材料，或者具有現(xiàn)有的材料尚未具有的某種優(yōu)良性能的材料。63一、材料發(fā)展概況傳統(tǒng)材料的發(fā)展：石器時代—青銅器時代—鐵器時代—現(xiàn)代材料的分類：①無機非金屬材料、金屬材料、有機高分子材料、復(fù)合材料②結(jié)構(gòu)材料和功能材料③信息材料、能源材料、建筑材料、電子材料和航天材料等64現(xiàn)代新材料發(fā)展的三條主要途徑：①從傳統(tǒng)材料經(jīng)過改進發(fā)展而來；②以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究成果逐步發(fā)展起來的；③根據(jù)需要和要求設(shè)計制造得來的。65二、傳統(tǒng)材料的新發(fā)展1.金屬材料①形狀記憶合金：(SMA)

定義：一種能記憶材料的基本形狀的合金?？梢愿淖?nèi)我庑螤睿郎囟茸兓訜峄蚶鋮s）達(dá)到一定程度后，能完全恢復(fù)原狀。應(yīng)用：在電子、機械、能源、宇航、建筑、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域逐步得到應(yīng)用。舉例：“鎳鈦”形狀記憶合金：66676869②儲氫合金：定義：具有很強的捕捉氫的能力的金屬，在一定的溫度和壓力條件下，能夠大量“吸收”氫氣，反應(yīng)生成金屬氫化物，同時放出熱量。當(dāng)溫度升高并降壓時，這些金屬氫化物又會分解，將貯存在其中的氫釋放出來。應(yīng)用：運輸、儲存氫氣；熱的儲存和傳輸；制造制冷或采暖設(shè)備；鎳氫電池（Ni－MH）等。70鎳氫充電電池利用儲氫合金制造的制冷機儲氫合金制作的儲氫裝置儲氫鋼瓶以液氫為燃料的火箭71③超導(dǎo)材料：定義：在低溫或高溫條件下，電阻為零、完全抗磁性的材料。特征：超導(dǎo)性和抗磁性應(yīng)用：強電應(yīng)用（超導(dǎo)發(fā)電、超導(dǎo)輸電等）電子學(xué)方面（超導(dǎo)計算機、超導(dǎo)天線）抗磁性方面（磁懸浮列車和熱核聚變反應(yīng)堆等）舉例：超導(dǎo)磁懸浮列車7273④稀土金屬：定義：又稱稀土元素，是元素周期表ⅢB族中的鈧、釔、鑭系等17種元素的總稱，常用R或RE表示。應(yīng)用

：材料工業(yè)的“維生素”，是冶金、