茶树生物技术总论

茶树生物技术茶叶生物化学茶文化茶叶加工学茶树栽培学茶叶审评与检验茶叶贸易学与经营管理茶树育种学茶树栽培学与茶学其他主干课程的关系茶叶清洁化生产茶艺学茶叶深加工与综合利用茶叶加工机械与设备茶叶包装与贮运茶树病虫害茶叶营养与功能茶树生物技术茶用植物加工与利用应用酶学生物技术总论

人类对自然界的要求

认识——利用——再造——改造

——创造

随着反向生物学的问世,在20世纪八十年代诞生了生物技术(Biotechnology)这门新学科。生物技术（biotechnology）：技术：泛指根据生产实践和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能。两大要素：1.实践经验和自然科学原理2.形成工艺的操作方法与技能从字面上可解释为在分子、细胞水平上定向操纵或改造生物体的技术。一、

生物技术的定义生物技术（biotechnology）：亦称生物工程（bioengineering），以现代生命科学为基础,结合先进的工程学技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计，定向地在不同水平上改造生物体或加工生物原料,产生出人类所需新产品或达到某种目的的综合性科学技术。一、

生物技术的定义生物体：包括动物、植物、微生物品系等生物原料：包括生物体的一部分或生物生活过程中所能利用的物质，如各种有机物、某些无机物人类所需新产品：包括粮食、医药、食品、能源、化工原料、金属等某种目的：包括疾病预防、诊断治疗、环境污染监测、环境修复等一、

生物技术的定义✿要点:

①

对象是具遗传特性有生命物质:包括病毒、细菌、植物、动物、直到人类。②

生物体系多个不同水平研究:从大分子（DNA、RNA、蛋白质、酶）、亚细胞、细胞、组织、器官到整个机体。③应用工程学原理:经人类思维,设计方案、定向修饰、加工制作过程、经过体外环节。④

有目的产品:目的产品有三新特征:新遗传功能、新遗传性状、新物种。合乎人类所需的工业、农业、医疗和食品产品。⑤高新技术起重要作用。

现代生物技术具有综合性、跨学科、高新的特点。✿要点:

美国加州大学洛杉矶分校的科学家于2009年12月中旬宣布，他们成功开发出一种能将二氧化碳转化为液体燃料的转基因蓝藻。这种蓝藻能通过光合作用消耗二氧化碳并产生异丁醇。这种新方法有两个优势：第一，它能回收二氧化碳，有助于减少由燃烧化石燃料所产生的温室气体；第二，它能将太阳能和二氧化碳转化为燃料，并应用于现有的能源设施和大多数汽车上。除此之外，与其他汽油替代方案相比，这种转基因海藻在转化过程中不需要中间步骤，可直接将二氧化碳转化为燃料。把二氧化碳直接转化为液体燃料的细菌破解人类基因所携带的全部遗传信息。与阿波罗登月计划、曼哈顿原子弹计划并称为人类科学史上的三大计划。1990年10月1日正式启动，历时三个五年计划，耗资30亿美元；提前两年完成。

意义：了解困扰人类的重大疾病的发病机制；种族与民族的起源与演进；揭示生命的奥秘。是人类认识自身、解读生命奥秘、提高健康水平和发展生命科学的重要里程碑。人类基因组计划（HGP）：HGP伦理性问题1、利用基因工程设计后代2、科学“占卜术”出现：预测疾病、外貌、性格等3、改变了“隐私”的内涵：如工作与保险索赔4、人的寿命可无限延长：1200岁5、世界人口构成失衡：富裕国家6、基因武器用于战争……怎样使寒冷地带的人吃上美味的西红柿呢？美洲拟蝴蝶鱼抗冻基因普通番茄转基因抗冻番茄2003年2月14日“多利”因肺部感染而死亡。克隆技术可以用于器官移植，造福人类；也可以通过这顶技术改良物种，给畜牧业带来好处。

1996年7月5日世界第一头体细胞克隆动物绵羊“多利”诞生了，说明动物细胞与植物细胞一样具有全能性，标志着克隆研究取得新的进展和重大突破。1997年2月公布于世之后,它成了世界上最著名的绵羊.

克隆羊“多利”二、生物技术的基本特征高智力——具有创造性和突破性,可按人类需要定向改变和创造生物的遗传特性，要求在人才、计划、设计、工艺和产品上都要与众不同。从认识、利用、再造阶段上升到改造和创造阶段。高水平——即学科具有先进性，是知识、技术密集型产业,处于分子水平、新技术前沿。高综合——跨学科专业,位于多学科发展的交叉点上，涉及的行业多、范围广。高竞争——各国、各行业、个单位之间，在技术、时效性、知识及人才上竞争激烈。二、生物技术的基本特征高投入——前期研究和开发需要大量资金，与其他技术比较,在资金、人员、设备、试剂及研发上投资大。高效益——可带来高额利润，应用性强，有目的产品最易商业化。

从事生物技术犹如种树将获得丰硕果实,如干扰素的投入虽然高达数百万美元,但产值数年达30亿美元,用于治病将产生巨大经济和社会效益。生物技术在解决人类面临众多难题上是没有任何产业可比的。二、生物技术的基本特征高风险——上述原因造成一定风险，加上技术风险带来高风险。高势能——对政治、经济、文化和社会有潜在态势和能量高控性——采用工程学手段，易自动化、程控化及连续化生产。低污染——生物技术以生物资源为对象,生物资源具有再生性,是再生资源。具有不受限制、污染小、周期短的优点。以生命体为研究、利用、服务对象，着眼于资源的合理与再生利用，而不完全依赖于地球上的有限资源；产品生产与人类生命相关，反应条件温和，易操作，节约能源；开辟了生产高纯度、优质、安全、可靠的生物制品，尤其是生物药剂的新途径；二、生物技术的基本特征可以解决常规技术和传统方法难以或无法解决的问题；可按人类需要改造现有物种及产品，创造新物种及产品，提供更多可利用的产品；生产过程包括了食品、医药、化工、农业、畜牧业、环保、能源等各种生产和处理过程。二、生物技术的基本特征►技术特征生物技术农业医药食品环保能源化工采矿冶金…………打破物种界限，使动物与植物、微生物与动物、微生物与植物之间越过交配屏障，实现“杂交”根据人们意愿，改造生物遗传特性，创造新物种。二、生物技术的基本特征►

学科基础生物技术数学物理学化学哲学计算机科学分子生物学细胞生物学生物化学遗传学植物学动物学微生物学现代生物技术具有综合性强、跨学科多的显著特点，进一步成熟必须依赖于众多学科的深入发展和有效整合…………二、生物技术的基本特征二、生物技术的基本特征生物技术树►学科基础技术特征三、生物技术的产生与发展

生物技术的发展三个阶段：

传统生物技术近代生物技术现代生物技术传统生物技术19世纪之前，生命科学处于经验描述阶段，发展速度缓慢。在19世纪，微生物学和细菌学的建立和发展，扩大了人类对生命世界的认识领域。1857年，法国生物学家巴斯德证明发酵是由于微生物的作用，科学地揭示出发酵原理，使传统生物技术的发展有了一定的雏形。从19世纪到20世纪上半叶，生命科学知识的积累和应用使初级阶段的“生物技术”获得很大发展，从经验形态走向了以生命科学为基础的知识形态。近代生物技术20年代，弗莱明发现了青霉素30年代，摩尔根证明细胞核内的染色体是遗传物质的载体。40年代，链霉素被发现50年代，噬菌体感染试验再次证明DNA的遗传特性60年代，遗传学建立并应用，细胞学理论应用于生产并产生细胞工程。生物技术增添了氨基酸发酵和酶制剂工业新成员。

近代生物技术是随着显微镜的发明，在细胞层面上改造生物体的技术。20世纪

传统和近代生物技术有如下特点：①主要通过微生物初级发酵获得产品，仅仅局限在微生物发酵和化学工程领域。②没有改变微生物的遗传物质，也没有出现新的微生物遗传性状。③

生产过程简单，上游主要是培养大量的微生物、对粗材料进行加工即进行发酵和转化，通过诱变选育良种，下游主要对产品进行纯化。④生产周期长，费用高，产量低，效率差。现代生物技术

1953年，DNA双螺旋结构模型，半保留复制，Watson和Crick以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志，以世界上第一家生物技术公司（Genentech）的诞生为纪元DNA双螺旋结构的发现，不仅揭示了自然界千差万别生物种群和个体在遗传物质结构与遗传机制上的统一性，而且标志着现代分子遗传学的诞生，也开创了在分子水平上认识生命现象的新学科——分子生物学。现代生物技术为70年代DNA重组技术和当今基因工程、细胞工程、胚胎工程等现代生物技术的出现和基因组计划研究打下了必要的技术基础。

1954年，伽莫夫首次提出遗传密码“三联密码说”。1972年，美国的伯格首先实现了DNA体外重组技术标志着生物技术的核心技术—基因工程技术的开始1966年，64种遗传密码全部得到破译。四、生物技术的产生与发展生物技术发展史各阶段的特点比较：生物技术（biotechnology）：亦称生物工程（bioengineering），以现代生命科学为基础,结合先进的工程学技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计，定向地在不同水平上改造生物体或加工生物原料,产生出人类所需新产品或达到某种目的的综合性科学技术。一、

生物技术的定义五、现代生物技术的组成五大工程：

1基因工程(geneengineering)

五、现代生物技术的组成基因工程是20世纪70年代以后兴起的一门新技术,其主要原理是应用人工方法把生物的遗传物质,通常是脱氧核糖核酸(DNA)分离出来,在体外进行切割,拼接和重组,然后将重组了的DNA导入某种宿主细胞或个体,从而改变它们的遗传品性;有时还使新的遗传信息(基因)在新的宿主细胞或个体中大量表达,以获得基因产物(多肽或蛋白质)。这种通过体外DNA重组创造新生物并给予特殊功能的技术就称为基因工程，也称DNA重组技术。转基因大米：富含维生素A的黄金大米黄金大米，又名“金色大米”，通过转基因技术将胡萝卜素转化酶系统转入到大米胚乳中，获得外表为金黄色的转基因大米，英文为GoldenRice。由美国先正达公司研发，主要功能是帮助人体增加维生素A吸收。转基因大米：富含维生素A的黄金大米胡萝卜素在植物体内的合成路线共包括6种酶，由于水稻本身具有其中的2个，因此研究人员只需将其他4个酶的基因转入水稻中。初衷：胡萝卜素是合成维生素A的材料，人体只能通过吸收胡萝卜素来合成VA，在普通大米里面，VA或胡萝卜素的含量为零，通过自然杂交的途径无法让大米富含维生素。因为杂交需要一个母本里面拥有我们需要的性状，直到现在还没找到任何一种含有VA或胡萝卜素的水稻可以做为母本，因此采用了转基因的方法。质粒欧文氏菌黄水仙根癌农根菌谷粒外壳胚芽维生素A前体转基因大米：富含维生素A的黄金大米转基因大米：富含维生素A的黄金大米第一代“黄金大米”于2000年问世，使用了来自黄水仙的基因，其中胡萝卜素含量为每克大米约含1.6mg/g。第二代“黄金大米”于2005年问世，使用玉米中的对应基因而培育出来，其中胡萝卜素的含量是第一代“黄金大米”的23倍，达到37mg/g。转基因大米：富含维生素A的黄金大米2012年，一组来自英国和美国的工业界科学家在4月份出版的《自然—生物技术》上报告说，他们研制出一种富含预成维生素A的改良型黄金大米，为开发出对付食物中维生素A缺乏的新型水稻品种提供了可能。先正达种子公司研究小组负责人认为第二代“黄金大米”能提供儿童对维生素A的一半需求。项目目的是改善第三世界贫困地区儿童和妇女的营养条件，减少因缺乏维生素A而引起的失明、免疫力低下等疾病。“黄金大米”事件2012年12月6日，中国疾控中心、浙江省医科院和湖南省疾控中心联合发布关于“黄金大米”事件的调查结果，称“黄金大米”试验的确于2008年6月在湖南省衡南县江口镇中心小学开展，有25名儿童于当年6月2日中午，每人食用了60克“黄金大米”米饭。美方私带“黄金大米”入境；孩子食用，家长未完全知情黄金大米还没有在世界上任何一个国家获得上市的许可五、现代生物技术的组成细胞工程是指以细胞为基本单位,在体外条件下进行培养,繁殖;或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变,从而改良生物品种和创造新品种;或加速繁育动、植物个体;或获得某种有用的物质的过程。

优势：避免了分离、提纯、剪切、拼接等基因操作，提高基因的转移效率。可以在同类间进行杂交，也可以在动物与植物或植物与微生物之间进行融合。

2.细胞工程(cellengineering)12345再分化(愈伤组织)植物组织培养6脱分化切取形成层无菌接种诱导愈伤组织的形成试管苗的形成培养室移栽脱分化再分化因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。于是，科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。植物体细胞杂交技术番茄—马铃薯利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？原生质体融合去分化去壁去壁纤维素酶果胶酶原生质体植物细胞离心、振动、电刺激、聚乙二醇再生细胞壁杂种细胞愈伤组织杂种植株激素筛选等量再分化植物体细胞杂交过程示意图AB白菜甘蓝白菜－甘蓝

目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。植物体细胞杂交技术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，在合适条件下，通过现代工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品称为发酵工程。酒精类饮料、醋酸和面包等食品；胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物；天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料；氨基酸、香料、酶、维生素和单细胞蛋白等。五、现代生物技术的组成3发酵工程（微生物工程）工作人员在进行鸡胚病毒接种工作。疫苗生产需经历病毒接种、病毒培养、病毒灭活、纯化、配比、分包装及批签发等步骤才能最终投入使用。甲型H1N1流感疫苗的生产酶工程是利用酶、细胞或细胞器所具有的生物催化功能，对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。五、现代生物技术的组成4酶工程(enzymeengineering)蛋白质工程是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学，计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，从而达到对蛋白质进行修饰、改造、拼接以产生能满足人类需用要的新型蛋白质的技术。五、现代生物技术的组成5蛋白质工程(proteinengineering)基因工程是把外源基因转入生物体内，并表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。

基因工程与蛋白质工程的区别蛋白质工程则根据分子设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对其所编码的蛋白质的改造，它的产品已不是天然的蛋白质，而是经过改造的蛋白质。按照自己的愿望改造物种，往往要采用基因工程或细胞工程的方法。基因工程和细胞工程的研究成果，要通过发酵工程和酶工程来实现产业化。基因工程和细胞工程看作生物工程的上游处理技术，将发酵工程和酶工程看作生物工程的下游处理技术。基因工程、细胞工程和发酵工程中所需要的酶，往往通过酶工程来获得。酶工程中酶的生产，一般要通过微生物发酵的方法来进行。

五大工程间的关系基因工程微生物工程菌发酵工程动、植物个体或细胞蛋白质或酶细胞工程蛋白质或酶工程优良动、植物品系产品五大工程间的关系六、现代生物技术的应用和发展前景从生物技术发展历程，主要经历3次革命第一次，医药生物技术领域（红色生物技术）标志是1982年重组人胰岛素上市第二次，农业生物技术领域（绿色生物技术）标志为1996年转基因大豆、玉米和油菜相继上市第三次，工业生物技术领域（白色生物技术）标志为2000年聚乳酸上市六、现代生物技术的应用和发展前景生物产业：是以生物工程原理和技术为基础，利用生物（或生物组织、细胞及其他组成部分）或其代谢物质的特性和功能，从事生物技术产品开发、生产、流通和服务的行业集群。生物产业最大特点：可再生无污染永续利用良性循环实现可持续发展提高经济、社会、生态效益能有效缓解资源约束，减轻环境污染六、现代生物技术的应用和发展前景1改善农业生产、解决食品短缺2提高生命质量、延长人类寿命3解决能源危机、治理环境污染4制造工业原料、生产贵重金属5生物技术的安全及其对伦理、道德、法律的影响1改善农业生产、解决食品短缺1.1提高农作物产量和品质（1）培育抗性品种转基因抗虫棉1改善农业生产、解决食品短缺指棉花细胞染色体上整合有外源抗虫基因的棉花品种。抗虫基因通常为来源于苏云金芽孢杆菌的Bt基因。因此，转基因抗虫棉也称为转Bt基因抗虫棉。转基因抗虫棉苏云金芽孢杆菌的代谢过程中能产生一种Bt杀虫蛋白，它对多种害虫具有毒杀作用，作为生物农药广泛使用在蔬菜、瓜果等作物上。将苏云金芽孢杆菌的Bt基因导入到受体细胞（转基因抗虫棉的叶肉细胞）中。通过根癌农杆菌介导等方法将Bt基因转入棉花植株的细胞中后，棉株体内也能合成Bt杀虫蛋白。1996年春，美国伊利诺伊西部许多农场主种植了一种大豆新品种，这种大豆是移植了矮牵牛的一种基因。这个新大豆品种可以抵抗杀草剂——草甘膦。草甘膦会把普通大豆转基因大豆转基因大豆的研制是为了配合草甘膦除草剂的使用。草甘膦是一种非选择性的除草剂，可以杀灭多种植物，包括作物，虽然这种除草剂的效果很好，但是却难以投入使用。草甘膦杀死植物的原理在于破坏植物叶绿体或者质体中的EPSPS合成酶。通过转基因的方法，让植物产生更多的EPSPS酶，就能抵抗甘草膦，从而让作物不被草甘膦除草剂杀死。有了这样的转基因大豆，农民就不必像过去那样使用多种除草剂，而可以只需要草甘膦一种除草剂就能杀死各种杂草。植株与杂草一起杀死。1改善农业生产、解决食品短缺1.1提高农作物产量和品质（2）改善作物品质生物技术除了可培育高产、抗逆、抗病虫害的新品系外，还可培育品质好、营养价值高的作物新品系。“肉”土豆延缓成熟变软，从而避免运输中的破损1改善农业生产、解决食品短缺转基因超级大南瓜“蓝”玫瑰世界杂交水稻之父－袁隆平，“超级杂交稻”－“东方魔稻”，847kg/亩，第五大发明，“第二次绿色革命”，世界性饥饿问题1改善农业生产、解决食品短缺五彩玉米世界杂交水稻之父－袁隆平，“超级杂交稻”－“东方魔稻”，847kg/亩，第五大发明，“第二次绿色革命”，世界性饥饿问题1改善农业生产、解决食品短缺1.1提高农作物产量和品质（3）工厂化育苗1改善农业生产、解决食品短缺采用细胞工程技术对优良品种进行大量的快速无性繁殖，实现工厂化生产。该技术又称为植物的微繁殖技术。利用植物细胞的全能性，可以从植物的根、茎、叶、果实、胚珠、胚乳、花药或花粉等植物器官或组织取得一定量的细胞，在试管中培养这些细胞，使之长成为所谓的愈伤组织。（3）工厂化育苗愈伤组织具有很强的繁殖能力，可在试管内大量繁殖。在一定的植物激素作用下，愈伤组织又可以分化出根、茎、叶，成为一株小苗，利用这种无性繁殖技术，可在短时间内得到遗传稳定的大量小苗（这种小苗称为试管苗，以区别于种子萌发的实生苗），并可实现工厂化生产。一个10m2的恒温室内，可繁殖1万~50万株小苗。1改善农业生产、解决食品短缺（3）工厂化育苗1改善农业生产、解决食品短缺所以该项技术可以使有价值的、自然繁育慢的植物在很短时间内和有限的空间内得到大量繁殖。还可以生产脱毒苗。植物的微繁殖技术已广泛的应用于花卉、果树、蔬菜、药用植物和农作物快速繁殖，实现商品化生产。我国建立了多种植物试管苗的生产线，如葡萄、苹果、香蕉、柑橘、花卉等。1.1提高农作物产量和品质（4）生物固氮，减少化肥用量1改善农业生产、解决食品短缺

现代农业均以化学肥料，如尿素、硫酸铵作为氮肥的主要来源。化肥的使用不可避免的带来了土壤的板结，肥力的下降；化肥的生产也导致了环境的污染。（4）生物固氮，减少化肥用量科学家们正努力将具有固氮能力的细菌的固氮基因转移到作物根际周围的微生物体内，希望这些微生物进行生物固氮，减少化肥的使用量。例如日本学者将固氮基因转移到了水稻根际微生物中，使这些微生物提供了水稻所需氮量的五分之一。我国已经成功构建了12株水稻粪产碱菌的耐胺工程菌。使用这种细菌可节约化肥五分之一，平均增产5%~12.5%。1.1提高农作物产量和品质（5）生物农药，生产绿色食品1改善农业生产、解决食品短缺近年来，人们越来越注意农业生产的可持续发展以及人与环境的协调，特别是由于化学农药的毒副作用及筛选新农药的艰难，使得企业和研究人员开始把注意力转向了生物农药的研究开发与使用。因其不污染环境、对人和动植物安全，不伤害害虫天敌，所以发展生物农药已成为保障人类健康和农业可持续发展的重要趋势。我国加入世界贸易组织之后，在国际农产品和食品贸易中，将面对苛刻的农药残留标准，而这同时也为生物农药的发展提供了巨大的机遇。当前，国际上生物农药占全部农药的市场份额仅2.5％左右，其中仅苏云金杆菌(Bt)杀虫剂就占了90％。在我国，Bt杀虫剂只占市场的2％，棉铃虫病毒杀虫剂占0.2％，（5）生物农药，生产绿色食品核型多角体病毒原粉农用抗生素占9％。今后10年内，生物农药将取代20％以上的化学农药。因此，生物农药发展潜力是巨大的。苦参碱是由中草药植物苦参的根、植物、果实经乙醇等有机溶剂提取制成的，是一种低毒、低残留、环保型生物碱农药。主要防治各种松毛虫、茶毛虫、菜青虫等。具有杀虫活性、杀菌活性、调节植物生长功能等多种功能。作用特点：苦参碱是天然植物农药，害虫一旦触及本药，即麻痹神经中枢，继而使虫体蛋白质凝固，堵死虫体气孔，使害虫窒息而死。

（5）生物农药，生产绿色食品苦参碱杀虫剂寡聚糖生物农药是近年来发展起来的绿色环保型生态农药，是以生物资源为原料，用于防治粮食作物、经济作物等植物病害。具有环境相容性好（在环境中易分解，无残留影响）；超高效（用量少）；安全性好（纯生物制剂，安全无毒）；不会引起植物抗药性反应。

（5）生物农药，生产绿色食品寡聚糖生物农药壳寡糖能有效的防治作物病害，主要通过两个途径起作用，一是壳寡糖可以抑制植物病原菌生长，钝化病毒的侵染力。二是壳寡糖与植物细胞上的受体结合，激发抗性信号分子产生抗性物质如植物抗毒素、几丁质酶等，从而达到防治病害的目的。

（5）生物农药，生产绿色食品寡聚糖生物农药田间药效结果表明：寡聚糖生物农药对小麦赤霉病防效达60%，棉花黄萎病防效达80%，大豆花叶病防效达71%，对辣椒病毒病防效达75%，番茄晚疫病防效达70%，烟草花叶病防效达72%，白菜软腐病防效达85%，苹果花叶病防效达85%，木瓜病毒病防效达85%，黄瓜霜霉病效达70%。此外对其他水果、蔬菜及花卉等病害也具有明显的防效及促生长作用，同时可提高产量13%-30%。（5）生物农药，生产绿色食品新型绿色生物农药具有以下优点：对病虫草害防治效果好，而对人畜安全、不污染环境、无残留；对病虫草害特异性强，不杀伤害虫的天敌和有益生物，能保持生态平衡；生产原料和有效成分属天然产物，它的回归自然能保证可持续发展；可用现代生物技术手段对产生菌及其发酵工艺进行改造，不断改进性能和提高品质；多种因素和成分发挥作用，害虫和病菌难以产生抗药性。1.1提高农作物产量和品质（6）有用次生代谢物质的生产1改善农业生产、解决食品短缺制作调味品、香料及药物抑制微生物病原体制药的原料决定花和果实的颜色吸引昆虫木质素是组成木质部和细胞壁的成份抗害虫药用植物萜类酚类生物碱植物的次生代谢产物种类很多，包括酚类、黄酮类、香豆素、木质素、生物碱、有机酸、糖苷、萜类、皂苷和多炔类等。每一大类的化合物都有数百种乃至数千种，它们一直是药用和工业原料的重要来源。长期以来，为了取得这些产物，人们大量采挖资源植物，造成许多稀有野生资源植物的短缺，甚至威胁到物种生存。自从植物细胞离体培养成功以后，人们就试图利用细胞大量培养的方法来生产次生代谢产物。（6）有用次生代谢物质的生产红豆杉葛根紫杉醇黄酮醇1.2发展畜牧业生产（1）胚胎工程1改善农业生产、解决食品短缺试管牛、试管绵羊1.2发展畜牧业生产（1）胚胎工程“多莉”及其代母1997年1改善农业生产、解决食品短缺第一只克隆猫CC1.2发展畜牧业生产（2）培育转基因动物品系1改善农业生产、解决食品短缺转基因小鼠能发荧光的转基因小鼠1.2发展畜牧业生产（2）培育转基因动物品系荧光猪转基因猴2提高生命质量、延长人类寿命

生产稀少珍贵的蛋白质药物1982年，美国食品与药物管理局批准了首例基因工程产品“人胰岛素”投放市场，标志了基因工程产品正式进入到商业化阶段。人生长激素、表皮生长因子、肿瘤坏死因子、a-干扰素、纤维素酶、抗血友病因子、红细胞生成素、尿激酶原、白细胞介素-2、集落刺激因子、乙肝疫苗等等基因工程药物：干扰素2提高生命质量、延长人类寿命生物制药：抗生素——第一例基因工程药物，人生长激素释放抑制因子，治疗肢端肥大症（50万头羊－－5mg，而基因工程，9L细菌发酵液等）疾病的预防和诊断：病毒性肝炎、爱滋病诊断试剂盒、遗传性疾病和传染性疾病的诊断（DNA探针）

分子诊断最早应用于对传染性疾病的诊断：

利用PCR技术或PCR与分子杂交标记相结合，可以快速准确地检测出病原性物质。包括病毒、细菌真菌、寄生虫等。

专一性强、灵敏度高、抗干扰性好、操作快速简便2提高生命质量、延长人类寿命生物制药：抗生素——第一例基因工程药物，人生长激素释放抑制因子，治疗肢端肥大症（50万头羊－－5mg，而基因工程，9L细菌发酵液等）疾病的预防和诊断：病毒性肝炎、爱滋病诊断试剂盒、遗传性疾病和传染性疾病的诊断（DNA探针）基因治疗：即利用基因工程技术治疗人类遗传性疾病（导致30％的儿童死亡和60％的成年人疾病的原因）。恶性肿瘤、遗传病、代谢性疾病、传染病等90个基因治疗方案通过FDA审查；我国血友病、地中海贫血、恶性肿瘤等多个基因治疗方案正在实施中

基因治疗理论上，将正常的人类基因克隆，并引入到遗传病患者的体细胞中，这些基因都会产生蛋白，以替代、修复或纠正有缺陷的基因，有望缓解疾病进程。通常使用一种反转录病毒作为基因治疗的转移系统，无害病毒重组载体可以感染人的组织和细胞，但不自我复制！例：基因治疗重症综合性免疫缺乏症（SCID）1990年，转基因T淋巴细胞注射到人体骨髓组织中治疗SCID（ADA缺乏症），3年后，患者50％的T淋巴细胞出现新的ada基因并合成了腺苷酸脱氨酶（ada).

3解决能源危机、治理环境污染生物能源(新能源)：“工程菌”，可以利用稻、木屑、秸秆与食物下脚料生产出酒精；微生物发酵－沼气；微生物分解蜡质，提高石油开采率净化环境：化学工业与生物技术对比（农药、化肥）；微生物处理污水；基因工程“超级菌”迅速降解水上浮油…4制造工业原料、生产贵重金属动植物原材料：生物生命过程中形成的材料，如麻、棉、蚕丝和贝壳等生物医用材料：植入人体内可起某种生物学功能的材料，如胶原蛋白制成的人工血管、人工皮仿生和组织工程材料：模仿生物功能的人工合成材料

新型生物材料-

是生物材料学与材料科学的交叉科学生物降解金属骨骼4制造工业原料、生产贵重金属*冶金方面：细菌浸矿技术、分解废渣矿、尾矿等*利用微生物生长过程中积累的代谢产物，生产食品工业原料，如味精、酸味剂、甜味剂等5

生物技术对经济社会发展的影响生物技术是一把双刃剑人们在享受生物技术所带来的种种好处的同时，生物技术也可能给人类社会带来意想不到的冲击，可能产生人们始料不及的严重后果。人们的担忧主要来自以下几个方面：5

生物技术对经济社会发展的影响生物技术是一把双刃剑。

基因工程对微生物的改造是否会产生某种有致病性的微生物，这些微生物都带有特殊的致病基因，如果它们从实验室逸出并且扩散，有可能造成类似鼠疫那样的可怕疾病的流行。5

生物技术对经济社会发展的影响生物技术是一把双刃剑。

B.转基因作物及食品的生产和销售，是否对人类和环境造成长期的影响，擅自改变植物基因是否可能引起一些难以预料的危险。5

生物技术对经济社会发展的影响生物技术是一把双刃剑。

C.(分子克隆技术在人类身上的应用可能造成巨大的社会问题，并对人类自身的进化产生影响；而应用在其他生物上同样具有危险性，因为所创造出的新物种有可能具有极强的破坏力而引发一场浩劫。5

生物技术对经济社会发展的影响生物技术是一把双刃剑。

D.生物技术的发展将不可避免地推动生物武器的研制与发展，使笼罩在人类头上的生存阴影越来越大。5

生物技术对经济社会发展的影响生物技术是一把双刃剑。

E.(动物克隆技术的建立，如果被某些人用来制造克隆人、超人，将可能破坏整个人类社会的和平。5

生物技术对经济社会发展的影响生物技术是一把双刃剑。

这种种忧虑在理论上都是有一定道理并且都有其现实基础，因此，人们从生物技术诞生那天起就一直对其加以关注并采取防御措施。5

生物技术对经济社会发展的影响人们除了对生物技术的安全性表示关注外，近年来人们对生物技术可能带来的对人类社会的伦理、道德、法律的冲击越来越关注。目前人们关注的主要在以下几个方面：转基因技术伦理性问题某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常食用的动物中，这可能触怒这些团体，例如将猪的基因转入绵羊；将动物基因转入食用植物可能会引起一些素食主义者的特别关