第八章 人類科學技術的進步及其對生活的影響Microsoft PowerPoint 演示文稿

第一節(jié)生物技術一、現(xiàn)代生物技術的研究內容二、生物技術對人類生活的影響三、生物技術的安全性與倫理道德問題1目前一頁\總數(shù)八十一頁\編于六點一、現(xiàn)代生物技術的研究內容1.基因工程2.細胞工程3.酶工程4.發(fā)酵工程5.蛋白質工程（第二代基因工程）2目前二頁\總數(shù)八十一頁\編于六點1.基因工程基因工程又叫做DNA重組技術，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，然后導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，產(chǎn)生所需要的基因產(chǎn)物（蛋白質、酶、抗菌素等）。3目前三頁\總數(shù)八十一頁\編于六點基因操作的基本步驟4目前四頁\總數(shù)八十一頁\編于六點基因操作的基本步驟5目前五頁\總數(shù)八十一頁\編于六點2.細胞工程

概念：通過細胞培養(yǎng)，對細胞進行精心操作，已達到保持和加速良種或獲得有用物質的過程。

主要技術：動物、植物的組織和細胞的培養(yǎng)、細胞融合（包括植物和微生物的原生質的融合）、細胞器、核移植和胚胎移植等。6目前六頁\總數(shù)八十一頁\編于六點7目前七頁\總數(shù)八十一頁\編于六點8目前八頁\總數(shù)八十一頁\編于六點植物體細胞雜交9目前九頁\總數(shù)八十一頁\編于六點動物體細胞雜交10目前十頁\總數(shù)八十一頁\編于六點白菜—甘藍11目前十一頁\總數(shù)八十一頁\編于六點人類皮膚細胞核移植到家兔的卵母細胞12目前十二頁\總數(shù)八十一頁\編于六點6個月大的克隆猴13目前十三頁\總數(shù)八十一頁\編于六點人類歷史上第一個體外受精試管嬰兒14目前十四頁\總數(shù)八十一頁\編于六點酶工程概念：

利用酶活細胞（或細胞器）所具有的某些特異催化功能，借助工藝手段和生物反應器來生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品?！?/p>

酶工程的名稱出現(xiàn)在20世紀20年代，主要指自然酶制劑在工業(yè)上的規(guī)模應用。15目前十五頁\總數(shù)八十一頁\編于六點①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（如限制性內切酶、DNA連接酶等）酶工程產(chǎn)品及應用：16目前十六頁\總數(shù)八十一頁\編于六點

加酶洗衣粉

：把從生物體內提取的蛋白酶、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：加入了從生物體內提取、加工而成的液體溶菌酶制劑，所以對多種細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17目前十七頁\總數(shù)八十一頁\編于六點尿糖快速測試儀—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.18目前十八頁\總數(shù)八十一頁\編于六點4.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)有用的物質或生產(chǎn)菌株的技術體系。應用：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19目前十九頁\總數(shù)八十一頁\編于六點發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的的流程20目前二十頁\總數(shù)八十一頁\編于六點5.基因工程的延伸—蛋白質工程

概念：根據(jù)蛋白質的精細結構和功能之間的關系，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，甚至創(chuàng)造出自然界根本不存在的

蛋白質分子的一門科學技術。

應用前景：對胰島素進行改造已使其成為速效藥物；探索用蛋白質工程的方法制成電子元件21目前二十一頁\總數(shù)八十一頁\編于六點二、生物技術對人類生活的影響1.醫(yī)藥工業(yè)2.農(nóng)業(yè)3.畜牧業(yè)4.環(huán)境工程22目前二十二頁\總數(shù)八十一頁\編于六點基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用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23目前二十三頁\總數(shù)八十一頁\編于六點基因診斷

概念：用放射性同位素(如32P)、熒光分子等標記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。24目前二十四頁\總數(shù)八十一頁\編于六點應用：

①傳染性疾?。焊窝撞《尽⒛c道病毒、單純皰疹病毒等檢測

②遺傳性疾?。寒a(chǎn)前診斷（鐮刀型細胞貧血癥、苯丙酮尿癥等的檢測）③腫瘤診斷：白血病的診斷25目前二十五頁\總數(shù)八十一頁\編于六點基因治療

概念：把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的。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；26目前二十六頁\總數(shù)八十一頁\編于六點(4)性細胞基因治療；

(5)調控性基因治療，如治療肺癌、急性白血?。?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)抗細胞毒性基因治療，如提高機體對腫瘤化療的耐受力。27目前二十七頁\總數(shù)八十一頁\編于六點基因治療的應用①治療遺傳性疾病：

腺苷脫氨酶缺乏癥、血友病B②

治療心血管?。鹤⑷牍軆绕どL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28目前二十八頁\總數(shù)八十一頁\編于六點29目前二十九頁\總數(shù)八十一頁\編于六點2.在農(nóng)業(yè)方面的應用①培育轉基因作物

②培育各種抗逆性的新品種抗蟲棉試驗結果的照片30目前三十頁\總數(shù)八十一頁\編于六點3.基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的應用科學家將某些特定基因與病毒DNA構成重組

DNA，然后通過感染或顯微注射技術將重組

DNA

轉移到動物受精卵中。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，如具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質量的皮毛等。31目前三十一頁\總數(shù)八十一頁\編于六點世界上第一個轉基因動物32目前三十二頁\總數(shù)八十一頁\編于六點4.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)境的凈化用超級細菌分解石油33目前三十三頁\總數(shù)八十一頁\編于六點34目前三十四頁\總數(shù)八十一頁\編于六點三、生物技術的安全性與倫理道德問題（一）生物技術的安全性（二）生物技術的倫理問題35目前三十五頁\總數(shù)八十一頁\編于六點（一）生物技術的安全性轉基因食品與藥物安全問題1.

轉基因植物的擴散；2.

轉入植物的外源基因的擴散問題；3.

轉入植物的其他標記基因，如抗生素抗性基因等的擴散問題；4.

轉基因植物是否會影響和破壞生物多樣性；5.

轉基因植物是否會改變與之相關物種，如害蟲等的進化速度；6.

轉基因植物中標記基因的毒性問題；7.

轉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，是否有長期積累的作用；8.

轉基因植物是否會對農(nóng)業(yè)和國際貿易帶來一些不可預測的影響。36目前三十六頁\總數(shù)八十一頁\編于六點（二）生物技術的倫理問題1.人類干細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37目前三十七頁\總數(shù)八十一頁\編于六點1.人類干細胞研究中的倫理問題

干細胞(stemcells)是具有分化潛能的胚性細胞，依其分化潛能的大小可以劃分為全能干細胞，多能干細胞和專能干細胞。

人類干細胞主要來自于三個個方面，一是來自人工授精中捐獻的多余胚胎，獲得胚胎干細胞；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胞；三是類似于克隆羊“多莉”經(jīng)由體細胞核轉移技術建立的胚胎中分離出來的多能干細胞。

人類干細胞的研究是世界的一個熱點，一是因為克隆技術的發(fā)展，人類胚胎可以不經(jīng)兩性關系而產(chǎn)生；二是因為人類干細胞可以在體外培養(yǎng)，經(jīng)過誘導分化，定向地培育成為各種細胞和組織。38目前三十八頁\總數(shù)八十一頁\編于六點2.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該能給受試者帶來益處。

④每個人都有權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。39目前三十九頁\總數(shù)八十一頁\編于六點3.克隆倫理問題克隆技術應用到人類，其問題將要嚴重得多。把克隆人的器官當作另一些人的工具是不道德的；應該堅決制止，并應明令立法。各國政府和科學界，國際人類基因組組織（HUGO），歐盟理事會，紛紛表達反對克隆人的試驗，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宣言》規(guī)定：“基于相互尊重人的尊嚴、平等這一民主原則，不允許進行與人類尊嚴相違背的做法，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，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，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，作為人類也應該善待他（她），使之享有人的權利和尊嚴，并使之融入社會。40目前四十頁\總數(shù)八十一頁\編于六點4.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。41目前四十一頁\總數(shù)八十一頁\編于六點第二節(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42目前四十二頁\總數(shù)八十一頁\編于六點1.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43目前四十三頁\總數(shù)八十一頁\編于六點長城烽火臺旗語44目前四十四頁\總數(shù)八十一頁\編于六點45目前四十五頁\總數(shù)八十一頁\編于六點莫爾斯發(fā)出第一封電報設備復制品標準莫爾斯電碼表字符電碼符號C

━

·━

·

D

━

··G

━

━

·

H

····A

·

━

B

━··E

· F

··━·I

··

J

·━

━

━K

━

·

━ L

·

━

··M

━

━

N

━

·

O

━

━

P

·━

━·Q

━

━

·━

R

·━· S

··· T

━U

·

·

━

V

···━W

·━

━

X

━··━Y

━··

━

Z

━

━·· 1

·━

━

━

━ 2

··━

━

━3···━

━ 4

····━ 5

·····8

━

━

━

·· 9

━

━

━

━

·7━

━···?

··━

━··6

━····0

━

━

━

━

━—

━

·

·

··━/

━··━·

(

)

━·

━

━

·

━。·━·━·━46目前四十六頁\總數(shù)八十一頁\編于六點貝爾和他設計的電話搖把電話和接線臺世界第一試音“喂，芝加哥”47目前四十七頁\總數(shù)八十一頁\編于六點電磁感應現(xiàn)象。48目前四十八頁\總數(shù)八十一頁\編于六點可見光是電磁波的一部分49目前四十九頁\總數(shù)八十一頁\編于六點無線電之父─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二千多英里的跨洋通訊1909年，馬可尼榮獲諾貝爾物理學獎。50目前五十頁\總數(shù)八十一頁\編于六點模擬式蜂窩電話51目前五十一頁\總數(shù)八十一頁\編于六點會議電視系統(tǒng)54目前五十四頁\總數(shù)八十一頁\編于六點55目前五十五頁\總數(shù)八十一頁\編于六點2.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。56目前五十六頁\總數(shù)八十一頁\編于六點光纖通信系統(tǒng)：是利用光纖傳導光信號的通信系統(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)57目前五十七頁\總數(shù)八十一頁\編于六點二、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

多媒體：是把文字、聲音、圖像等多種媒體結合在一起的綜合媒體。58目前五十八頁\總數(shù)八十一頁\編于六點三、通信與計算機技術的結合1.采用數(shù)據(jù)化技術

數(shù)據(jù)通信：把數(shù)據(jù)的處理和傳導合為一體，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。2.通過電波發(fā)收信息

傳真通信：利用掃描通信技術，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制出來的一種通信方式。59目前五十九頁\總數(shù)八十一頁\編于六點3.智能化網(wǎng)絡智能綜合信息網(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技術的綜合②業(yè)務的綜合③網(wǎng)絡的綜合60目前六十頁\總數(shù)八十一頁\編于六點四、信息的記憶1.照片2.錄音磁帶3.磁盤4.光盤61目前六十一頁\總數(shù)八十一頁\編于六點第三節(jié) 人類文明的物質基礎材料：人類能用來制造有用的物件的物質。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。62目前六十二頁\總數(shù)八十一頁\編于六點一、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、復合材料

②結構材料和功能材料

③信息材料、能源材料、建筑材料、電子材料和航天材料等63目前六十三頁\總數(shù)八十一頁\編于六點現(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)代科學技術研究成果逐步發(fā)展起來的；③根據(jù)需要和要求設計制造得來的。64目前六十四頁\總數(shù)八十一頁\編于六點二、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。可以改變任意形狀，待溫度變化（加熱或

冷卻）達到一定程度后，能完全恢復原狀。

應用：在電子、機械、能源、宇航、建筑、醫(yī)學等領域逐步得到應用。舉例：“鎳鈦”形狀記憶合金：65目前六十五頁\總數(shù)八十一頁\編于六點66目前六十六頁\總數(shù)八十一頁\編于六點67目前六十七頁\總數(shù)八十一頁\編于六點68目前六十八頁\總數(shù)八十一頁\編于六點②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，反應生成金屬氫化物，同時放出熱量。當溫度升高并降壓時，這些金屬氫化物又會分解，將貯存在其中的氫釋放出來。

應用：運輸、儲存氫氣；熱的儲存和傳輸；制造制冷或采暖設備；鎳氫電池（Ni－MH

）等。69目前六十九頁\總數(shù)八十一頁\編于六點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70目前七十頁\總數(shù)八十一頁\編于六點③超導材料：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：超導性和抗磁性應用：強電應用（超導發(fā)電、超導輸電等）■■■電子學方面（超導計算機、超導天線）抗磁性方