第七章生物技术与生物经济 ◆什么是生物技术? ◆生物经济的缘起与发展 ◆谁将取代信息经济:知识经济?生物经济? ◆试论“生物经济”? ◆中国的生命科学与生物技术? ◆中国如何抢占生物技术“制高点”? 中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯zxk@ruc.edu.cn
中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯 zxk@ruc.edu.cn 第七章 生物技术与生物经济 ◆ 什么是生物技术？ ◆ 生物经济的缘起与发展 ◆ 谁将取代信息经济：知识经济？生物经济？ ◆ 试论“生物经济”？ ◆ 中国的生命科学与生物技术？ ◆ 中国如何抢占生物技术“制高点” ？
在人的眼中,所有的大猩猩都是一样的;也许在大猩猩的眼 中,所有的人也是一样的。但事实上,大猩猩才是更接近事 实的那一个—大猩猩之间的基因差别远远大于人类。 我们现在就像一个无知的孩子走进了科学的图书馆,这里有 自然花了亿万年写成的生命天书,我们现在只是知道了一点 点。……我们不可能扮演上帝的角色,我们在读基因的这些 序列时,心里充满了对上帝的感恩。 ——遗传学家艾瑞克·兰德博士 中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯zxk@ruc.edu.cn
中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯 zxk@ruc.edu.cn 在人的眼中，所有的大猩猩都是一样的；也许在大猩猩的眼 中，所有的人也是一样的。但事实上，大猩猩才是更接近事 实的那一个——大猩猩之间的基因差别远远大于人类。 我们现在就像一个无知的孩子走进了科学的图书馆，这里有 自然花了亿万年写成的生命天书，我们现在只是知道了一点 点。……我们不可能扮演上帝的角色，我们在读基因的这些 序列时，心里充满了对上帝的感恩。 ——遗传学家艾瑞克·兰德博士
什么是基因?Gene? o作为控制性状的遗传物质的功頜单位和构单位 THE STRUCTURE OF ONR 基因 後糖核酸(NA)分子上真有遗传效应 的功能片段。 O人体由细距组成每个细内都有细胆细核 缠绕着多组DNA(脱氧核糖核酸),像麻绳般扭在 起,呈双螺旋结构。 o基因位于细胞核内的染色体上。 re helical turn o每个细胞内的基因总数为基因组,人类只有一个基 因组,大约有3万多个基因,30亿个碱基对,贮存着 生命从诞生到死亡的全部息。通过复制 细胞分裂 白质合成 要年理过程。基因与人的相貌、特征、性格、体卷 智力以及疾病等都有着密切的关系。总之,基因是 生命之源 之本。 backbone o人类生命大约有5万车10个基因:今为止已破 译了其中绝大多数的排列顺序图 把人类全部基因的排列顺序搞清楚的。 中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯zxk@ruc.edu.cn
中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯 zxk@ruc.edu.cn 什么是基因？ Gene？ 作为控制性状的遗传物质的功能单位和结构单位， 基因是脱氧核糖核酸（DNA）分子上具有遗传效应 的功能片段。 人体由细胞组成。每个细胞内都有细胞核，细胞核 内有23对共46条染色体，每条染色体分上下两段， 缠绕着多组DNA（脱氧核糖核酸），像麻绳般扭在 一起，呈双螺旋结构。 基因位于细胞核内的染色体上。 每个细胞内的基因总数为基因组，人类只有一个基 因组，大约有3万多个基因，30亿个碱基对，贮存着 生命从诞生到死亡的全部信息。通过复制、表达、 修复，完成生命繁衍、细胞分裂、蛋白质合成等重 要生理过程。基因与人的相貌、特征、性格、体态、 智力以及疾病等都有着密切的关系。总之，基因是 生命之源，生命之本。 人类生命大约有6万至10万个基因，迄今为止，已破 译了其中绝大多数的排列顺序图。科学是完成能够 把人类全部基因的排列顺序搞清楚的
DNA螺旋结构 01953年4月25日,英国《自然》杂志上 登载的一篇论文《核酸的分子结构—脱 氧核糖核酸的一个结构模型》,在科学 细胞5。细胞核 界引起了极大反响。这篇论文把人们对 染色体 生物科学研究的视野,一下子从细胞水 平推向了分子水平,而这篇文章的撰稿 人,却是两位年轻人一美国生物学家沃 森( Watson1928)和英国物理学家克里 克( F. Crick1916)。 oDNA双螺旋结构的发现标志着分子生物 学从此诞生。它不仅说明了DNA为什么 是遗传信息的携带者,而且说明了基因 的复制和突变等机理。1962年,沃森 克里克和维尔金斯三人共同获得了诺贝 尔医学奖 中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯zxk@ruc.edu.cn
中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯 zxk@ruc.edu.cn DNA双螺旋结构 1953年4月25日，英国《自然》杂志上 登载的一篇论文《核酸的分子结构—脱 氧核糖核酸的一个结构模型》，在科学 界引起了极大反响。这篇论文把人们对 生物科学研究的视野，一下子从细胞水 平推向了分子水平，而这篇文章的撰稿 人，却是两位年轻人—美国生物学家沃 森(Watson 1928)和英国物理学家克里 克(F.Crick 1916)。 DNA双螺旋结构的发现标志着分子生物 学从此诞生。它不仅说明了DNA为什么 是遗传信息的携带者，而且说明了基因 的复制和突变等机理。1962年，沃森、 克里克和维尔金斯三人共同获得了诺贝 尔医学奖
o现代生物技术起源于20世纪70年代,由一组新技术组成 基因组学组织培养、微观繁殖、遗传标记辅助育种、,基因 稼接和转基因禿许育种者在分子水平上有选择地修饰活性 生物体。 套完整 细菌石人关精美小1个体因组都包含了生物体生 o官在系列叫做QNA的分子内被译成密码有一些病毒在 A的 内被译成密码。每个 DNA/RNA分子包含许多基 的物减过峰含有5的笑 10%的DNA被用于将基因译成贵传密码,而其余的控制顺 序以确定何时和何处特别的基因得到表达。 萱遍的遗传代码应用于所有的活性生物体人最简单的生物 体到人 样。由于生物体包含的基因组合不 成 蛋 中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯zxk@ruc.edu.cn
中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯 zxk@ruc.edu.cn 现代生物技术起源于20世纪70年代，由一组新技术组成— 基因组学、组织培养、微观繁殖、遗传标记辅助育种、基因 移接和转基因—允许育种者在分子水平上有选择地修饰活性 生物体。 一个基因组是用来形成任何活性生物体的一套完整的指令， 细菌和人类都概莫能外。任何个体基因组都包含了生物体生 命周期内所有细胞结构和活动的计划。 它在一系列叫做DNA的分子内被译成密码，有一些病毒在 RNA的分子内被译成密码。每个DNA/RNA分子包含许多基 因(例如，一种谷类的DNA就大约包含有5000种基因)。基 因是遗传的基本物质和功能单位。例如，一种谷类大约只有 10%的DNA被用于将基因译成遗传密码，而其余的控制顺 序以确定何时和何处特别的基因得到表达。 普遍的遗传代码应用于所有的活性生物体，从最简单的生物 体到人类都一样。由于生物体包含的基因组合不同，从而形 成各种种类。遗传代码能让一段DNA详细指明一种特定的 蛋白质结构。当蛋白质被合成时，一种基因得到了表达
遗传性状是由蛋白质表达的 中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯zxk@ruc.edu.cn
中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯 zxk@ruc.edu.cn 遗传性状是由蛋白质表达的
DNA构成 遗传基因 基的表现 蛋白质表现/遗传性状 中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯zxk@ruc.edu.cn
中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯 zxk@ruc.edu.cn 基因的表现 DNA构成 遗传基因 蛋白质表现 遗传性状
双螺旋DNA 单股DNA 密码子 转录 遗传密码 U G G RNA 转译 国人民入业与农村发展学院 蛋白质 朱信凯zxk@ruc.edu.cn
中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯 zxk@ruc.edu.cn A T A C C T G 单股DNA 双螺旋DNA 遗传密码 U A U G G A C RNA 密码子 蛋白质 转录 转译
细胞核X0XDNA DNA 转录 酵素 RNA m RNa 转译 蛋白质 遗传讯息(密码)经由转录,由 mRNA从细胞核带到细胞质 中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯zxk@ruc.edu.cn 细胞质
中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯 zxk@ruc.edu.cn 细胞核 细胞质 DNA DNA RNA 蛋白质 转录 转译 mRNA 遗传讯息(密码)经由转录，由 mRNA从细胞核带到细胞质 酵素
细胞质 胺基鞍 DNAT UittRNAA 转录 铺锌糖 RNA 转译 c culc UlGGalc ualg cc 蛋白质 核糖体 mRNa 中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯zxk@ruc.edu.cn
中国人民大学农业与农村发展学院 朱信凯 zxk@ruc.edu.cn 核糖体 DNA RNA 蛋白质 转录 转译 细胞质 U A U G G A C U A G C C mRNA C C U G A U t RNA 補密碼 胺基酸 t RNA 胺基酸