《生物技术与化学工业的可持续发展》-沈寅初课件
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苏教版八年级下册生物第二十四章 现代生物技术第2节《关注生物技术》参考课件(共25张PPT)
一、生物技术引发新的技术革命
生物技术的突破是导致新产业革命的起因之一。 第一产业的“农业革命”直接依赖于生物技术，通过基因重组和有关的新技术培育高产、营养丰富的作物 品种，提高抗病和抗不良条件的能力，减少肥料和其他昂贵农药的用量。所有这些，已经影响全世界的农 业和粮食生产体系，推动了生产效率的提高。
玉米渣
生产酒精，开发取之不尽 问题。
生物能源
安全性
社会伦理
达标练习
7.下列说法正确的是（ ）
A
A.现代生物技术正在引发新的技术革命。
B.利用生物技术可以促进化石能源的开发，但不能开发生物能源
C.生物技术可以克隆生物体，但不能克隆生物的器官
D.生物技术给人类带来了巨大的利益，并且没有任何副作用
达标练习
D
9.下列不是生物技术在生活中应用的是（ ） A.人工生产乙肝疫苗 B.克隆组织、器官进行人体组织和器官的移植 C.利用转基因技术培育抗虫番茄 D.计算机网络快速发展，提高人们获取信息的速度和广度
谢谢
二、生物技术在农业、工业、医药、环境保护等领域的作用
议一议，并将结果归类列表： 农业方面： 工业方面： 医药方面： 环保方面
农业方面
在农业生物技术中，植物基因工程取得了一系列引人注目的成果，人们成功地获得了抗虫、抗病毒、抗 除草剂等转基因植物，并已开始了大田实验 ，从而有效地提高作物的产量。 向动物体转移外源基因并使之在动物体内表达能够有效地克服物种之间固有的生殖隔离，实现动物物种 之间，或动物和植物及微生物之间遗传物质的交换。从而创造出更多优良性状的家畜和其他动物。
第三产业指除农业、工业以外的其他各业，它基本上是一种服务性产业。如医疗保健是一种重要的社会服务， 各种生理因子在临床的使用使化学治疗进入一个新的发展阶段。许多恶性疾病的防治，人们都寄希望于基因治 疗。环境保护也是一种社会服务，生物技术对此大有可为的。面对人口膨胀、资源枯竭、环境污染等一系列直 接关系到整个人类生死存亡的严重问题，人们越来越深切地认识到发展能够可持续发展的新技术、新产业的必 要性和紧迫性。
化学课件《化学是社会可持续发展的基础》优秀ppt 苏教版
过量的 二氧化碳
温室效应
①制造全降解塑料：
nCH3CH─CH2 + nCO2 催化剂
[─O─CHCH2─O─CO─ ]n
O
②设想：压缩后贮存于海底 CH3
三、绿色化学
从根本上解决环境和生态问题，还要依靠绿色化学的发 展。 1.绿色化学要求利用化学原理从源头上减少和消除工业 生产对环境的污染，实施清洁生产。 2.满足人们的物质需要生产出优质产品 3.合理使用自然资源，能物尽其用，原料尽可能100%成 为产品。 4.生产整个过程不污染环境，尽可能使用过的产品可回 收利用。
94.对一个适度工作的人而言，快乐来自于工作，有如花朵结果前拥有彩色的花瓣。――[约翰·拉斯金] 95.没有比时间更容易浪费的,同时没有比时间更珍贵的了，因为没有时间我们几乎无法做任何事。――[威廉·班] 96.人生真正的欢欣，就是在于你自认正在为一个伟大目标运用自己；而不是源于独自发光.自私渺小的忧烦躯壳，只知抱怨世界无法带给你快乐。――[萧伯纳]
储氢合金与氢能汽车
3.单晶硅、光导纤维：
硅
单晶硅
芯
片
光
导
纤
应用于信息通讯领域
维
思考： 人们是怎样从自然界的石英沙中获得
单晶硅的？写出反应式 。
二氧化硅－→粗硅－→四氯化硅－→精硅
1.粗制硅 工业上用炭自在高温下还原二氧化硅的方法，制得含
有少量杂质的粗硅。
高温
SiO2 + 2C = Si + 2CO↑
126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。――[怀特曼] 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。――[G.K.Chesteron]
化学与环境第十三章可持续发展战略与中国的环境保护.pptx
化学与环境
13.1 可持续发展战略
四、中国与可持续发展 (一)经过努力，我国实施可持续发展取得了举世瞩目的成就
1.经济发展方面。 2.社会发展方面。 3.生态建设、环境保护和资源合理开发利用方面。 4.可持续发展能力建设方面。
化学与环境
13.1 可持续发展战略
(二)我国在实施可持续发展战略方面仍面临着许多矛盾和问题 1.制约我国可持续发展的突出矛盾主要是：经济快速增长与资 源大量消耗、生态破坏之间的矛盾，经济发展水平的提高与社 会发展相对滞后之间的矛盾，区域之间经济社会发展不平衡的 矛盾，人口众多与资源相对短缺的矛盾，一些现行政策和法规 与实施可持续发展战略的实际需求之间的矛盾等 2.亟待解决的问题主要有：人口综合素质不高，人口老龄化加 快，社会保障体系不健全，城乡就业压力大，经济结构不尽合 理，市场经济运行机制不完善，能源结构中清洁能源比重仍然 很低等
化学与环境
13.2 循环经济
循环经济以资源的高效利用和循环利用为目标，以“减量 化(reducing)、再利用(reusing)、资源化(recycling)(3R)” 为原则，以物质闭路循环和能量梯次使用为特征，按照自然生 态系统物质循环和能量流动方式运行的经济模式。 一、循环经济的起源及发展
循环经济的思想萌芽可以追溯到环境保护兴起的20世纪60 年代。
20世纪90年代之后，发展知识经济和循环经济成为国际社 会的两大趋势。1998年引入德国循环经济概念，确立“减量化 、再利用、资源化（3R）”原理的中心地位；2004年提出从不 同的空间规模：城市、区域、国家层面大力发展循环经济。
化学与环境
13.2 循环经济
二、循环经济的基本特征 a.在资源开采环节，要大力提高资源综合开发和回收利用
13.1 可持续发展战略
四、中国与可持续发展 (一)经过努力，我国实施可持续发展取得了举世瞩目的成就
1.经济发展方面。 2.社会发展方面。 3.生态建设、环境保护和资源合理开发利用方面。 4.可持续发展能力建设方面。
化学与环境
13.1 可持续发展战略
(二)我国在实施可持续发展战略方面仍面临着许多矛盾和问题 1.制约我国可持续发展的突出矛盾主要是：经济快速增长与资 源大量消耗、生态破坏之间的矛盾，经济发展水平的提高与社 会发展相对滞后之间的矛盾，区域之间经济社会发展不平衡的 矛盾，人口众多与资源相对短缺的矛盾，一些现行政策和法规 与实施可持续发展战略的实际需求之间的矛盾等 2.亟待解决的问题主要有：人口综合素质不高，人口老龄化加 快，社会保障体系不健全，城乡就业压力大，经济结构不尽合 理，市场经济运行机制不完善，能源结构中清洁能源比重仍然 很低等
化学与环境
13.2 循环经济
循环经济以资源的高效利用和循环利用为目标，以“减量 化(reducing)、再利用(reusing)、资源化(recycling)(3R)” 为原则，以物质闭路循环和能量梯次使用为特征，按照自然生 态系统物质循环和能量流动方式运行的经济模式。 一、循环经济的起源及发展
循环经济的思想萌芽可以追溯到环境保护兴起的20世纪60 年代。
20世纪90年代之后，发展知识经济和循环经济成为国际社 会的两大趋势。1998年引入德国循环经济概念，确立“减量化 、再利用、资源化（3R）”原理的中心地位；2004年提出从不 同的空间规模：城市、区域、国家层面大力发展循环经济。
化学与环境
13.2 循环经济
二、循环经济的基本特征 a.在资源开采环节，要大力提高资源综合开发和回收利用
生物技术与化学工业的可持续发展
Agonomycetales sp. yield: 98% optical purity: ca 100%
Ketone derivative of inabenfide
(s)-inabenfide
Asymmetric enzymatic hydrolysis of racemic allethrolon acetate to (R)-allethrolon (R
赤霉素 7051杀虫素 7051杀虫素 Spinosaid 多醚类抗生素 黄霉素 井冈霉素 浏阳霉素 多氧霉素 放线酮 多粘菌素
生物质原料生产的主要有机酸
世界产量 柠檬酸 乳酸 衣康酸 105万吨 105万吨 15万吨 15万吨 3万吨 中国产量 30万吨 30万吨 15000吨 15000吨 6000吨 6000吨
磷氮霉素对黄瓜灰霉病的效果（盆栽） 磷氮霉素对黄瓜灰霉病的效果（盆栽） 组份 浓度 25ppm 50ppm A 99.3 100 B 98.5 100 C 98.5 100 D 98.5 100 E 99.3 100
磷氮霉素对菌核病的效果（盆栽） 磷氮霉素对菌核病的效果（盆栽） 组份 浓度 25ppm 50ppm A 100 100 B 81.3 100 C 68.8 100 D 83.1 100 E 78.1 100
程检测问题 8. 基因重组技术的开发和应用
上海市农药研究所 (原化工部上海生物化工研究中心) 原化工部上海生物化工研究中心) 做了哪些工作？ 做了哪些工作amycin） 静丝霉素（Cystamycin） 链丝霉素 新多氧霉素 杀粉蝶素 潮霉素 抗霉素 Starosporine 放线酮 三烯霉素 莫能霉素 灭瘟素
世界各国产出1 世界各国产出1美元的能源消耗比较
生物技术应用与发展趋势PPT课件
原生质体融合
杂合的原生质体
再生出细胞壁
杂种细胞
细胞分裂
愈伤组织
分化发育
杂种植株
10
1、过程
注射抗原
已免疫的B 淋巴细胞
骨髓瘤细胞 细胞融合、筛选 杂交瘤细胞
细胞培养
筛选，继续培养 足够数量的、能产生 特定抗体的细胞群
体外培养 注射到小鼠腹腔
单克隆抗体
11
免疫小鼠
B淋巴细胞 细胞融合 骨髓瘤细胞
杂交细胞 筛选（选择培养基）
异常基因。
4
器官移植的基因技术
• 移植器官转基因是通过基因转移方法,将不同的目的基因 导入特定的供者器官,然后将这些经修饰后的器官植入受 者体内,诱导免疫耐受和降低移植排斥免疫反应[1,2]。目前 的免疫抑制药物对防止急性排斥反应具有重大意义。近期 来自美国加州斯坦福大学的研究人员开发了一种新型的非 侵人式血浆检测法，并在心脏移植研究中对这一方法进行 了检验。研究人员称这种新方法或可在将来取代活组织检 测，适用到所有的器官移植及免疫排斥筛查中。这一研究 论文发表在本周的《美国科学院院刊》(PNAS)上。国际 著名期刊《自然》(Nature)网站高度关注了这一研究成果， 并在每日新闻栏目中对其进行了详细地报道。在这一研究 中，斯坦福大学的生物工程师Ste-phen Quake及其同事 使用一种高通量基因测序方法探测在受体血浆中的来自供 体的DNA的独特遗传特征，从而试图诊断移植心脏的排斥。
2
我国生产的基因工程药物有哪些？
• 1.基因工程胰岛素 • 胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中
提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。 • 将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！
生物技术与化学工业的可持续发展-文档资料
生物技术与化学工业的可持续发展
可持续发展面临的问题
1. 资 2. 能 3. 水 4. 环 5. 土 6. 人 源 源 源 境 地 口
保持可持续发展的对策
1.循环经济（资源循环使用） 2.节约资源（能源），发掘新资源 3.利用国际资源 4.提高资源（能源）利用效率 5.绿色产品、绿色工艺 减少资源能源消耗 6.采用生物技术 减少废弃物排放 改变原料路线 7.保护环境及土地 改变物质生产工艺 8.控制人口
生物催化脱硫流程
生物催化反应
生物催化技术生产化学品
淀粉酶、糖化酶
异构酶 天门冬氨酸酶 苹果酸酶 水合酶 水合酶 腈酶 加氧酶 脱羧酶 加氨酶
酶催化在光学活性手性化合物合成中的应 用
手 性 化 酶
微生物酶异构化合成手性化合物
NOCl
O N
C l
N H O NH3
N H 2
Backman N rearrangement reaction
H R C OH
还原手性化
H R C O
R O O R' HO
R'
还原酶
R
C* OH
R
R'
R' O
O
O H
S C H C H C C H 3
S C H C H C C H 3
DL-
N N H
C H C H O C H 2 N H 2
N N H N N H
C H C H O H C H 2 2 N H 2 C H C H O C H 2 N H 2
（L-）
（D-）
Microbial reduction of inabenfide ketone derivative to (S)inabenfide
可持续发展面临的问题
1. 资 2. 能 3. 水 4. 环 5. 土 6. 人 源 源 源 境 地 口
保持可持续发展的对策
1.循环经济（资源循环使用） 2.节约资源（能源），发掘新资源 3.利用国际资源 4.提高资源（能源）利用效率 5.绿色产品、绿色工艺 减少资源能源消耗 6.采用生物技术 减少废弃物排放 改变原料路线 7.保护环境及土地 改变物质生产工艺 8.控制人口
生物催化脱硫流程
生物催化反应
生物催化技术生产化学品
淀粉酶、糖化酶
异构酶 天门冬氨酸酶 苹果酸酶 水合酶 水合酶 腈酶 加氧酶 脱羧酶 加氨酶
酶催化在光学活性手性化合物合成中的应 用
手 性 化 酶
微生物酶异构化合成手性化合物
NOCl
O N
C l
N H O NH3
N H 2
Backman N rearrangement reaction
H R C OH
还原手性化
H R C O
R O O R' HO
R'
还原酶
R
C* OH
R
R'
R' O
O
O H
S C H C H C C H 3
S C H C H C C H 3
DL-
N N H
C H C H O C H 2 N H 2
N N H N N H
C H C H O H C H 2 2 N H 2 C H C H O C H 2 N H 2
（L-）
（D-）
Microbial reduction of inabenfide ketone derivative to (S)inabenfide
生物农药产业奠基人沈寅初院士科学思想和方法的研究
生物农药产业奠基人沈寅初院士科学思想和方法的研究陈秀妙; 鲍健强【期刊名称】《《浙江工业大学学报》》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】6页(P63-68)【关键词】沈寅初; 生物农药; 科学思想; 研究方法【作者】陈秀妙; 鲍健强【作者单位】浙江工业大学政治与公共管理学院浙江杭州310023【正文语种】中文【中图分类】G640中国工程院院士沈寅初，是我国当代著名的生物化工专家，也是生物农药产业化的主要奠基人，被誉为中国“井冈霉素之父”。
他所取得的生物农药“井冈霉素”、“阿维霉素”及生物催化法生产丙烯酰胺这三项重大科研成果，使他荣获“中国农药工业杰出成就奖”、“何梁何利奖”、浙江省“重大贡献奖”等多项荣誉，奠定了他在我国工程技术界的重要地位。
沈寅初院士是中国生物农药领域的先驱，开启了生物催化在化工领域应用的先河，为我国的经济建设和科技发展做出了巨大贡献。
与此同时，沈寅初院士倡导科学技术的生态化绿色发展的思想和理念，善于以独树一帜、与众不同的科技创新精神攻坚克难，在艰苦的环境里强调并推出了集多学科汇聚，多技术集成，产学研一体化的研究方法，为科技界的后辈学人留下了极其珍贵的精神财富。
一、开辟生物农药产业的绿色发展方向1962年，美国作家蕾切尔·卡逊(Rachel Carson)出版了一部《寂静的春天》，第一次对化学农药DDT杀虫剂的使用提出了质疑，并揭开了现代生态环境保护运动的序幕，尽管一开始受到与之利害攸关的农药生产与经济部门的猛烈抨击，但是，她对从事科学技术研究者提出的生态意识和环保意识开创了一个新的时代。
从此，生态环境保护运动成为全球化的时代潮流，可持续发展的理念成为科技工作者的自觉行动。
沈寅初院士的研究历程就是在这样的历史背景下展开的。
(一)关注传统有毒化学农药给生态和生存环境带来的重大危害众所周知，近现代科学的巨大进步，科技成果不断涌现，改变着人们的生产方式和生活方式，人们不自觉地把科学推向了神坛，对科学的盲目的崇拜达到顶点，人们为每一项科学新发现、新发明、新创造都感到欢欣鼓舞，其中包括化学农药。
生物资源的开发利用和可持续发展参考PPT
①考虑引种植物对环境的适应能力 ③考虑引入地与原产地环境差异与相似程度 ②引种时要研究植物分布的历史及其生物学特 性形成的历史 Ex：荔枝树的引种
11
2021/5/8
气候相似论
德国·迈耶尔（H.Mayr）1906年 《欧洲外地园林树木》和《在自然历史基 础上的林木培育》；提出了气候相似论。 特点： 第一，强调了树木遗传的保守性，忽视了 遗传上的变异性。 第二，实践有困难，同一地区不同物种之 间的生境气候条件存在着差异。
第四组每隔一年采收25％。
每组设1m’样方10个。在每年开花期植物学调查．计
算枝的数量，包括繁殖枝．核计划采收地上部分，并
分别测定其单株重量和株密度、单位面积产量。
对照组的生物量是在样方外采收30株计算产量。
32
2021/5/8
通过5年调查投影盖度发现:， 对照组第二、三年稍有减少，第四、五年由于生 长在草本灌木层，其投影盖度增加，枝密度和地 上部分单位面积产量也有增加。 第一组第五年投影盖度减少，但袜密度和单位面 积产量增加。 第二组和第三组第五年投影盖度和单位面积产量 明显减少，繁殖枝亦大量减少。 第四组投影盖度增加，袜密度增加．单位面积产 量稍低于第一年。研究者们根据上述结果．提出 如果采收全部地上部分．需4—5年采收一次，如 采收25％，则可隔年一次
14
2021/5/8
区系发生法
1956年，苏·库尔米里琴提出 起源上有亲缘关系和有某些共性的区系 之间的植物，容易成功
15
2021/5/8
栽培植物起源中心学说
苏联学者提出，将世界栽培植物起源划 分八个中心（演变中心、多样化中心） Ex：二战后，为了寻找老的松甾体激素 原料植物，按中心学说启示，科学工作 者在墨西哥找到了高含量的薯芋。
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2021/5/8
气候相似论
德国·迈耶尔（H.Mayr）1906年 《欧洲外地园林树木》和《在自然历史基 础上的林木培育》；提出了气候相似论。 特点： 第一，强调了树木遗传的保守性，忽视了 遗传上的变异性。 第二，实践有困难，同一地区不同物种之 间的生境气候条件存在着差异。
第四组每隔一年采收25％。
每组设1m’样方10个。在每年开花期植物学调查．计
算枝的数量，包括繁殖枝．核计划采收地上部分，并
分别测定其单株重量和株密度、单位面积产量。
对照组的生物量是在样方外采收30株计算产量。
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2021/5/8
通过5年调查投影盖度发现:， 对照组第二、三年稍有减少，第四、五年由于生 长在草本灌木层，其投影盖度增加，枝密度和地 上部分单位面积产量也有增加。 第一组第五年投影盖度减少，但袜密度和单位面 积产量增加。 第二组和第三组第五年投影盖度和单位面积产量 明显减少，繁殖枝亦大量减少。 第四组投影盖度增加，袜密度增加．单位面积产 量稍低于第一年。研究者们根据上述结果．提出 如果采收全部地上部分．需4—5年采收一次，如 采收25％，则可隔年一次
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2021/5/8
区系发生法
1956年，苏·库尔米里琴提出 起源上有亲缘关系和有某些共性的区系 之间的植物，容易成功
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2021/5/8
栽培植物起源中心学说
苏联学者提出，将世界栽培植物起源划 分八个中心（演变中心、多样化中心） Ex：二战后，为了寻找老的松甾体激素 原料植物，按中心学说启示，科学工作 者在墨西哥找到了高含量的薯芋。