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

第八章人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及其對(duì)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(duì)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(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)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(duì)細(xì)胞進(jìn)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(dòng)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(dòng)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(gè)月大的克隆猴14人類歷史上第一個(gè)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治療疾病：如血栓溶解酶、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?yàn)診斷、水質(zhì)監(jiān)測(cè)：如尿糖試紙、血（尿）糖快速測(cè)試儀（酶?jìng)鞲衅鳎?、多酚氧化酶?jìng)鞲衅鞯娶芷渌锕こ蹋汗ぞ呙福ㄈ缦拗菩詢?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(duì)多種細(xì)菌有很強(qiáng)的抑制作用，因此，溶菌酶制劑常用于抗菌、消炎。尿糖快速測(cè)試儀——酶?jìng)鞲衅鞑煌墓潭ɑ缚梢灾瞥刹煌膫鞲衅髅腹こ坍a(chǎn)品舉例18尿糖快速測(cè)試儀—酶?jìng)鞲衅髟?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(hào)在顯示器上反映出來。這樣,就可以快速檢測(cè)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(duì)胰島素進(jìn)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(duì)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(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。25應(yīng)用：①傳染性疾病：肝炎病毒、腸道病毒、單純皰疹病毒等檢測(cè)②遺傳性疾病：產(chǎn)前診斷（鐮刀型細(xì)胞貧血癥、苯丙酮尿癥等的檢測(cè)）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(bǔ)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?。?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(jī)體對(duì)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(yàn)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(dòng)物受精卵中。由這種受精卵發(fā)育成的動(dòng)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(gè)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物334.基因工程與環(huán)境保護(hù)①用于環(huán)境監(jiān)測(cè)

從1t水中檢測(cè)出10個(gè)病毒來②用于被污染環(huán)境的凈化用超級(jí)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(kuò)散；轉(zhuǎn)入植物的外源基因的擴(kuò)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(kuò)散問題；轉(zhuǎn)基因植物是否會(huì)影響和破壞生物多樣性；轉(zhuǎn)基因植物是否會(huì)改變與之相關(guān)物種，如害蟲等的進(jìn)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(shí)或其他部分作為食物是否會(huì)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(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)和國際貿(mào)易帶來一些不可預(yù)測(cè)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(gè)個(gè)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(gè)熱點(diǎn)，一是因?yàn)榭寺〖夹g(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?yàn)槿祟惛杉?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(jìn)行的測(cè)試必須是可靠的，而且診斷必須明確。②對(duì)人體進(jìn)行的測(cè)試必須遵循讓受試者知情同意的原則。③所進(jìn)行的基因測(cè)試應(yīng)該能給受試者帶來益處。④每個(gè)人都有權(quán)知道自己的健康信息，并要求對(duì)這一信息保密。⑤基因測(cè)試會(huì)涉及整個(gè)家庭，有時(shí)還會(huì)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(jiān)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(huì)，紛紛表達(dá)反對(duì)克隆人的試驗(yàn)，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(jìn)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(huì)以84票贊成，34票反對(duì)，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(duì)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(duì)，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(huì)受到道德倫理上的譴責(zé)，也會(huì)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(huì)。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(gè)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(tái)旗語4546莫爾斯發(fā)出第一封電報(bào)設(shè)備復(fù)制品標(biāo)準(zhǔn)莫爾斯電碼表字符電碼符號(hào)

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?！ぉァぉァぉ?7貝爾和他設(shè)計(jì)的電話搖把電話和接線臺(tái)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(shí)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(jiǎng)。51模擬式蜂窩電話52GSM手機(jī)衛(wèi)星電話53可替代電腦的手機(jī)GPRS手機(jī)54會(huì)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(jī)（編碼）、通信路（信道）、受信機(jī)（譯碼）、受信者。57光纖通信系統(tǒng)：是利用光纖傳導(dǎo)光信號(hào)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(shí)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(duì)流層散射通信。“全球數(shù)字移動(dòng)個(gè)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(dòng)計(jì)算機(jī)處理信息—電子計(jì)算機(jī)處理信息2.電子計(jì)算機(jī)處理信息輸入信息—自動(dòng)化信息處理-輸出信息3.電子計(jì)算機(jī)處理信息的實(shí)現(xiàn)編好程序，并輸入計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)數(shù)字信息的接收、存儲(chǔ)、處理和傳輸，并對(duì)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(hào)，然后利用通信技術(shù)把它們從一個(gè)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(gè)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(shí)代—青銅器時(shí)代—鐵器時(shí)代—現(xiàn)代材料的分類：①無機(jī)非金屬材料、金屬材料、有機(jī)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(jìn)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(jì)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?，待溫度變化（加熱或冷卻）達(dá)到一定程度后，能完全恢復(fù)原狀。應(yīng)用：在電子、機(jī)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(chǔ)氫合金：定義：具有很強(qiáng)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(shí)放出熱量。當(dāng)溫度升高并降壓時(shí)，這些金屬氫化物又會(huì)分解，將貯存在其中的氫釋放出來。應(yīng)用：運(yùn)輸、儲(chǔ)存氫氣；熱的儲(chǔ)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(chǔ)氫合金制造的制冷機(jī)儲(chǔ)氫合金制作的儲(chǔ)氫裝置儲(chǔ)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(qiáng)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(jì)算機(jī)、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、