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,？
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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
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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。
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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。
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? 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。
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遗传性状是由蛋白质表达的
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基因的表现
遗传基因 DNA构 成
遗传性状 蛋白质表现
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A T T G A C C 单股 DNA
双螺旋 DNA
遗传密码
RNA U G A C U G A
密码子
蛋白质
转录
转译
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细胞核
细胞质
DNA
DNA
RNA
蛋白质
转录
转译
m RNA
遗传讯息 (密码 )经由转录，
由 m RNA从细胞核带到细胞质
酵素
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核糖体
DNA
RNA
蛋白质
转录
转译
细胞质
U G A C U G A U A G C C
m RNA
U A G C C U
t RNA
補密碼
胺基酸
t RNA
補密碼
胺基酸
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DNA
RNA
蛋白质
转录
转译
基因的表达
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现代生物技术的基础
? 由于遗传代码在 DNA上用分子术语被记入，它必
定可能解释遗传信息。使用那种用于基因绘图
而为人所知的物理 — 化学方法可完成这一过程。
例如,2000年，一个特别大的国际科学计划 (人
类基因组计划,The Human Genome Project)完
成了人类基因的初步绘图。
? 由于遗传密码是通用的，基因转移能被用来将
遗传信息引进一个生物体。物种间遗传物质的
转移作为转基因而为人所知。
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基因修饰 Genetic modification,GM
? 将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入
基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称
之为转基因技术。人们常说的, 遗传工程,,, 基因工程,,
,遗传转化, 均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物
体在媒体上常被称为, 遗传修饰过的生物体, （ Genetically
modified organism，简称 GMO）。
? 传统选择育种是一种形式的基因修饰。如果从这种观点来理解，
几乎所有的商用农作物和驯养动物都经历了一些基因修饰
? 现代生物技术与传统选择育种的主要区别,
基因组绘图让科学家准确地选择基因，使理想的特性得到表达。
而老的选择育种技术是有选择地培养大样本，然后从中挑选出
理想特性得以表达的下一代生物体做进一步的实验，只有通过
碰巧的实验才能获得进展。
当生物技术方法被用于种内修饰时，能以比选择育种更快和更
准确的方式来改良生物体。种内基因修饰获得某些生物性状能
比通过自然选择育种降低成本和提高准确性。
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基因修饰的核心问题
? 基因修饰的的核心问题是：在分子水平上，物种间遗传材料
的转移 (例如，将的鱼的基因插入番茄体内 )。这种转基因变
化获得的生物体性状是通过自然方法所达不到的。
? 在以下的讨论中，转基因生物体将被用来表示任何含有重组
DNA的生物体 — 这就是说，它有从其他生物体转移过来的 DNA。
? 基因修饰是创造转基因生物体的过程，在这一过程当中所得
到的产品 (或产品群 )就是转基因产品。
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基因修饰农作物的发展
? 20世纪末，全世界大约种植了 1亿英亩的基因修饰农作物。有
12个国家进行基因产品的商品生产，其中 99%的商业活动集中
在 3个国家 — 美国、阿根廷和加拿大。 1999年转基因大豆的种
植面积占全球大豆种植面积的一半，转基因谷物 (玉米 )的种
植面积大约是全球玉米种植面积的 1/4，转基因棉花和转基因
油菜的种植面积各占全球种植面积的 10%。
? 第一代转基因农作物提高了现有农作物的生产效率，通过减
少成本或损失，它们的主要利益体现在农艺学上。迄今为止，
最重要的农艺学改善是耐除草剂的特性，由此培育出能耐受
特殊化学药剂的商品农作物，使除草剂能被用于杀灭杂草而
不对农作物产生不良影响。
? 第二代转基因产品将是那些以消费者直接受益的方式改变产
品最终构成的产品。换句话说，它将可能增强产品现有的理
想特性 (例如强化大米营养 )或者加上消费者想要的新的特性。
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几种常用的动植物转基因方法
? 几种常用的植物转基因方法,
农杆菌介导转化法
基因枪介导转化法
花粉管通道法
? 常用的动物转基因技术,
显微注射法
体细胞核移植方法
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生物经济的缘起与发展
? 生物经济是以生命科学与生物技术研究开发与应用为基础
的、建立在生物技术产品和产业之上的经济，是一个与农
业经济、工业经济、信息经济相对应的新的经济形态。生
物经济与现代生物技术和生命科学研究开发密切相关，并
与目前的信息经济和知识经济发展有着紧密的联系。
? 人们早就预言 21世纪是生物学世纪，但将 21世纪与, 生物
经济, 一个新的时代相联系还是在 21世纪前夜刚刚发生的
事。
? 生物经济（ bio-economy）的概念最先由斯坦 ·戴维斯 (Stan
Davis)和克里斯托弗 ·迈耶（ Christopher Meyer）于 2000
年 5月正式提出，但他们并未给出一个确切的定义。上海
的, 经济展望, 杂志也几乎同时提出了, 生物经济, 这一
新的名词。
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? 2001年初，中国学者张田勘发表, 基因时代与基因经济,,
提出了与, 生物经济, 相近的, 基因经济, 概念，认为, 基
因经济与生物经济大致相同,,, 凡涉及生物的经济都可以
称为生物经济，只有涉及 DNA的经济才算是基因经济, 。
? 2002年初，邓心安认为, 生物经济是一个与农业经济、工业
经济、信息经济相对应的经济形态，是以生命科学与生物技
术研究开发与应用为基础的、建立在生物技术产品和产业之
上的经济,,并将生物经济与新时期农业发展联系起来，初
步提出了构建以现代生物技术为中心的, 新型农业体系, 的
设想。
?, 生物经济, 与现代生物技术和生命科学研究开发密切相关，
并与目前的信息经济和知识经济发展有着千丝万缕的联系。
基于此，我们认为：生物经济是以生命科学与生物技术研究
开发与应用为基础的、建立在生物技术产品和产业之上的经
济，是一个与农业经济、工业经济、信息经济相对应的新的
经济形态。
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谁将取代信息经济,
知识经济还是生物经济？
? 国内学术界曾根据 1996年经济合作与发展组织（ OECD）的一
份报告，将知识经济定义为, 以知识为基础的经济, 。究竟
什么是知识经济的内涵，该定义没有揭示出来。综合近两年
国内外相关文献，知识经济的内涵可以归结为两点：其一，
产业或职业活动的主要产出是知识。其二，以知识使用为主
要目的的信息管理、加工、传输与分配。
? 从技术和产业上讲，它的范围过于宽泛 —— 包含大部分传统
意义上的第三产业和其他一些非农产业，因而与农业经济、
工业经济、信息经济不属于同等范畴。但是，作为一种类似
于信息经济的概念框架，已基本上被广泛接受。
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? 工业经济、农业经济都可以划分出其时代的周期。所有的经
济时代也都有开始与终结。一个经济时代的终结，并非由于
这种经济逐渐消失（工业经济、农业经济并未消失），而是
因为新的, 挑战者, 后来居上，占据主流位臵。
? 狩猎与采集经济，主宰人类数百万年，终究被农业经济取代。
在农业经济统治了约三万年之后，工业经济诞生了。工业经
济肇始于 1760年的英国，并于 50年代初在美国率先完成。信
息经济从开始到终结，预计将持续 70～ 80年，于 21世纪 20年
代完成时代赋予的使命。目前我们正处在信息经济时代的中
间站。对于世界不同地区来讲，进入各个时代的先后虽然不
尽相同。但是时代的脚步永不停息，并不会因为后进者而踟
蹰不前。
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? 不同经济时代的生命周期，可以是相互交织更迭的。无论是
已经完成的工业经济和农业经济、正处于成熟阶段的信息经
济，还是即将来临的生物经济，都可以划分为四个明显阶段，
即孕育、成长、成熟、衰退。
? 因特网是信息经济步入成熟阶段的标志。信息经济最后阶段
即衰退阶段，将以廉价芯片和无线技术等互联技术的广泛使
用为标志。在信息经济进入成熟阶段之前，生物经济即在孕
育。生物经济发动于 1953年，以 Francis Crick和 James
Watson发现 DNA双螺旋结构为标志，从此生物经济进入孕育阶
段。人类基因组破译的完成和出版发表标志着孕育阶段的终
结。当前我们正在进入生物经济的第二阶段，即成长阶段。
预计 2025年，生物经济将进入成熟阶段。
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? 任何一种经济时代，都是通过采用该时代最新的技
术来满足基本需求。信息经济时代，计算机、因特
网成了社会生活的基本需求。从 2O25开始，我们
将面临一个成熟的生物经济时代，到那时，生物技
术的影响将广泛渗透到非生物界领域，改变许多非
生物产业的生产模式，从而成为社会的基本需求。
那时的农场可望成为超级生物加工厂，许多农产品
将出自这样的加工厂，而非来自大田。健康医疗方
式将由治疗为主转到以预防为主，并按照预防模式
（ Preventive－ model）进行管理。
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我国生命科学与生物技术发展现状?
? 近 20 年来，生命科学与生物技术的飞速发展为世界各国
医疗业、制药业、农业、环保等行业开辟了广阔的发展前
景。作为, 对全社会最为重要并可能改变未来工业和经
济格局的技术,,生命科学与生物技术日益受到世界各
国的普遍关注。中国作为一个拥有近 13 亿人口的大国，
在人口与健康领域及农业领域面临着巨大的挑战，发展生
命科学与生物技术对实现我国社会经济可持续发展有着重
要的意义。
? 我国生命科学基础性研究的优先发展领域：基因组和功能
基因组学、重大疾病相关基因的识别、分子生物学与生物
化学、细胞和发育生物学、神经生物学、动植物区系的系
统演化与协同进化、生物信息学等。
? 我国生物技术研究与开发重点领域：高产优质农作物的遗
传育种、转基因技术和动物克隆、生物反应器、基因和蛋
白质工程疫苗及药物、基因治疗等。
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生命科学研究进展 -基因组研究,
? 在基因组这一前沿领域，我国科学家承担了人类基
因组 1％的测序任务，是继美、英、法、日、德后
成为正式参加国际人类基因组合作项目的第 6个国
家，也是惟一加入该计划的发展中国家；克隆了功
能新基因的全长 cDNA多条，已申请一批国内外专利；
证明了东亚人群的基因组与其他现代人群一样起源
于非洲等。最近，中国科学院在水稻基因组研究中
取得重大进展，已经发表了水稻基因组的框架序列，
并在参加水稻基因组完成序列图测定的国际合作中
率先完成了第四号染色体的工作。我国在微生物基
因组测序方面也已成为主要的参加国，迄今已完成
了钩端螺旋体等 6个微生物的全基因组测序
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生命科学研究进展 -疾病相关基因研究,
? 我国科学家充分发挥人类遗传资源优势，近年
来取得了疾病致病基因定位、克隆的一系列进
展。首先在急性早幼粒白血病的致病基因克隆
和功能研究方面取得突破，继而克隆了耳聋、
短指（趾）等一批单基因疾病的致病基因，近
来又定位了 II 型糖尿病、原发性高血压和鼻
咽癌的基因。
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生命科学研究进展 -其他前沿领域,
? 在诸如生物化学和分子生物学、神经生物学、进
化生物学等方面，近年来我国生命科学界也取得
了不少国际一流成果。例如，发现了与精子成熟
和保护有关的抗菌肽基因、揭示了果蝇有与高等
动物类似的认知行为，首次观察到植物防止自交
的一种新的繁育机制等。在系统发育和动植物区
系演化方面，完成了 255 卷的, 植物志,,
,动物志,,, 中国隐花植物志,,这些工作均
得到国际同行的高度评价。
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生物技术研究进展 -农业生物技术,
? 我国在超级杂交稻研究与组合应用上处于世界领先地位，
已选育出一批两系法亚种间杂交稻新组合，较好地实现了
杂种优势与理想株型的结合。育成的超级杂交稻组合比现
在生产上应用的杂交稻组合增产 15％ — 25％。在植物基
因工程研究开发方面，我国已经有转基因耐贮藏番茄、转
查尔酮合成酶基因矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗
虫棉花 5 种自主研制的转基因植物通过了国家商品化生
产许可，并有 20 余种转基因植物进入环境释放阶段。在
动物生物技术研究与开发方面也取得了可喜的成绩：转基
因鱼研究达到了国际领先水平；获得了生产人药用蛋白的
转基因动物；获得了山羊、牛等一大批克隆动物，其生产
水平已达到国际先进。此外，部分畜禽基因工程疫苗已经
达到了商业化生产的阶段。
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生物技术研究进展 -医药生物技术,
? 经多年努力，基因工程药物产业初具规模，批准上市的产
品有 18种，进入一、二期临床的有 21种，处于临床前开发
的有 35种。产品市场占有率不断提高，例如 α1b 干扰素国
内市场占有率已达 60% 。治疗性乙型肝炎疫苗初露端倪，
人工血液的核心技术已实现重大转让。通过产学研的结合，
我国基因工程制药业具备一定生产能力的企业已有 60多
家。生物技术药物由仿制逐步向创新转变，在世界前 10
种销量最大的品种中，我国能生产 8种。此外，肿瘤免疫
治疗、抗血管治疗等取得了一系列突破与重要进展；基因
治疗的关键技术实现突破，恶性肿瘤,B型血友病等 5种治
疗方案进入临床试验。中国的生物技术产品销售额 1986年
2.6亿元人民币，到 2000年时就已达 200亿元人民币。
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生物技术发展的机遇与挑战
? 生物技术不断取得重大突破，为生物经济奠定了坚实基础。
? 许多国家纷纷抢占生物技术及产业制高点。
? 21世纪生物技术与产业发展的基本态势,
一是生物技术（ BT）已经成为许多国家研究开发的重点，英
国、法国、德国、澳大利亚、韩国等国政府近年来研究开发
投入最多的领域是生物技术。
二是生物技术产业（ BI）已经成为国际科技竞争乃至经济竞
争的重点，不少大企业和金融机构纷纷投资生物技术产业。
三是生物经济（ BE）正在成为网络经济之后的又一个新经济
增长点。生物技术产业的销售额每 5年翻一番，增长率高达
25%－ 30%，是世界经济增长率的 10倍左右。
四是生物安全（ BS）已经成为国家安全的关键点。 2002－
2003年新的瘟疫 SARS肆虐人类之后，越来越多的人认识到，
生物战剂对经济发展、社会稳定的影响将超过核武器。未来
国家安全，必须具有防御生物战剂的能力。
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我国生物技术产业发展的基础和优势
? 生物技术已经在经济发展、社会进步中发挥了重要作用
医药生物技术的发展促进了人民健康水平的提高、延长
了平均寿命。
农业生物技术为解决人民温饱问题做出了重要贡献。
生物技术基础研究方面不断取得突破，为生物技术创新
和产业化奠定了良好基础。
在能源、环境、工业生物技术等方面取得明显进展。
生物技术产业初具规模，而且发展迅速。
我国建立了一系列生物安全的管理办法。
? 中国发展生物技术及其产业具有明显的优势
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我国生物技术研究开发的重点领域与关键技术
? 生物技术基础研究。
? 农业生物技术。
? 医药生物技术。
? 环保生物技术。
? 生物安全与标准。
? 生物技术产业化的重点技术
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发展生物经济的对策与建议？
? 战略对策,
把生物技术产业作为新的经济增长点来培育。
实施人才战略，造就一支一流研发队伍。
把实施专利、标准作为战略来抓。
培育现代企业，抢占未来生物经济制高点。
国际化战略。
? 政策建议：？
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思考题,
现代生物技术与传统育种技术的区别与联系？
请试以农业生物技术为例，论述我国生物经济的发展前景？
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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,？
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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
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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。
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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。
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? 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。
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遗传性状是由蛋白质表达的
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基因的表现
遗传基因 DNA构 成
遗传性状 蛋白质表现
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双螺旋 DNA
遗传密码
RNA U G A C U G A
密码子
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转录
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细胞核
细胞质
DNA
DNA
RNA
蛋白质
转录
转译
m RNA
遗传讯息 (密码 )经由转录，
由 m RNA从细胞核带到细胞质
酵素
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核糖体
DNA
RNA
蛋白质
转录
转译
细胞质
U G A C U G A U A G C C
m RNA
U A G C C U
t RNA
補密碼
胺基酸
t RNA
補密碼
胺基酸
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DNA
RNA
蛋白质
转录
转译
基因的表达
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现代生物技术的基础
? 由于遗传代码在 DNA上用分子术语被记入，它必
定可能解释遗传信息。使用那种用于基因绘图
而为人所知的物理 — 化学方法可完成这一过程。
例如,2000年，一个特别大的国际科学计划 (人
类基因组计划,The Human Genome Project)完
成了人类基因的初步绘图。
? 由于遗传密码是通用的，基因转移能被用来将
遗传信息引进一个生物体。物种间遗传物质的
转移作为转基因而为人所知。
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基因修饰 Genetic modification,GM
? 将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入
基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称
之为转基因技术。人们常说的, 遗传工程,,, 基因工程,,
,遗传转化, 均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物
体在媒体上常被称为, 遗传修饰过的生物体, （ Genetically
modified organism，简称 GMO）。
? 传统选择育种是一种形式的基因修饰。如果从这种观点来理解，
几乎所有的商用农作物和驯养动物都经历了一些基因修饰
? 现代生物技术与传统选择育种的主要区别,
基因组绘图让科学家准确地选择基因，使理想的特性得到表达。
而老的选择育种技术是有选择地培养大样本，然后从中挑选出
理想特性得以表达的下一代生物体做进一步的实验，只有通过
碰巧的实验才能获得进展。
当生物技术方法被用于种内修饰时，能以比选择育种更快和更
准确的方式来改良生物体。种内基因修饰获得某些生物性状能
比通过自然选择育种降低成本和提高准确性。
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基因修饰的核心问题
? 基因修饰的的核心问题是：在分子水平上，物种间遗传材料
的转移 (例如，将的鱼的基因插入番茄体内 )。这种转基因变
化获得的生物体性状是通过自然方法所达不到的。
? 在以下的讨论中，转基因生物体将被用来表示任何含有重组
DNA的生物体 — 这就是说，它有从其他生物体转移过来的 DNA。
? 基因修饰是创造转基因生物体的过程，在这一过程当中所得
到的产品 (或产品群 )就是转基因产品。
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基因修饰农作物的发展
? 20世纪末，全世界大约种植了 1亿英亩的基因修饰农作物。有
12个国家进行基因产品的商品生产，其中 99%的商业活动集中
在 3个国家 — 美国、阿根廷和加拿大。 1999年转基因大豆的种
植面积占全球大豆种植面积的一半，转基因谷物 (玉米 )的种
植面积大约是全球玉米种植面积的 1/4，转基因棉花和转基因
油菜的种植面积各占全球种植面积的 10%。
? 第一代转基因农作物提高了现有农作物的生产效率，通过减
少成本或损失，它们的主要利益体现在农艺学上。迄今为止，
最重要的农艺学改善是耐除草剂的特性，由此培育出能耐受
特殊化学药剂的商品农作物，使除草剂能被用于杀灭杂草而
不对农作物产生不良影响。
? 第二代转基因产品将是那些以消费者直接受益的方式改变产
品最终构成的产品。换句话说，它将可能增强产品现有的理
想特性 (例如强化大米营养 )或者加上消费者想要的新的特性。
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几种常用的动植物转基因方法
? 几种常用的植物转基因方法,
农杆菌介导转化法
基因枪介导转化法
花粉管通道法
? 常用的动物转基因技术,
显微注射法
体细胞核移植方法
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生物经济的缘起与发展
? 生物经济是以生命科学与生物技术研究开发与应用为基础
的、建立在生物技术产品和产业之上的经济，是一个与农
业经济、工业经济、信息经济相对应的新的经济形态。生
物经济与现代生物技术和生命科学研究开发密切相关，并
与目前的信息经济和知识经济发展有着紧密的联系。
? 人们早就预言 21世纪是生物学世纪，但将 21世纪与, 生物
经济, 一个新的时代相联系还是在 21世纪前夜刚刚发生的
事。
? 生物经济（ bio-economy）的概念最先由斯坦 ·戴维斯 (Stan
Davis)和克里斯托弗 ·迈耶（ Christopher Meyer）于 2000
年 5月正式提出，但他们并未给出一个确切的定义。上海
的, 经济展望, 杂志也几乎同时提出了, 生物经济, 这一
新的名词。
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? 2001年初，中国学者张田勘发表, 基因时代与基因经济,,
提出了与, 生物经济, 相近的, 基因经济, 概念，认为, 基
因经济与生物经济大致相同,,, 凡涉及生物的经济都可以
称为生物经济，只有涉及 DNA的经济才算是基因经济, 。
? 2002年初，邓心安认为, 生物经济是一个与农业经济、工业
经济、信息经济相对应的经济形态，是以生命科学与生物技
术研究开发与应用为基础的、建立在生物技术产品和产业之
上的经济,,并将生物经济与新时期农业发展联系起来，初
步提出了构建以现代生物技术为中心的, 新型农业体系, 的
设想。
?, 生物经济, 与现代生物技术和生命科学研究开发密切相关，
并与目前的信息经济和知识经济发展有着千丝万缕的联系。
基于此，我们认为：生物经济是以生命科学与生物技术研究
开发与应用为基础的、建立在生物技术产品和产业之上的经
济，是一个与农业经济、工业经济、信息经济相对应的新的
经济形态。
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谁将取代信息经济,
知识经济还是生物经济？
? 国内学术界曾根据 1996年经济合作与发展组织（ OECD）的一
份报告，将知识经济定义为, 以知识为基础的经济, 。究竟
什么是知识经济的内涵，该定义没有揭示出来。综合近两年
国内外相关文献，知识经济的内涵可以归结为两点：其一，
产业或职业活动的主要产出是知识。其二，以知识使用为主
要目的的信息管理、加工、传输与分配。
? 从技术和产业上讲，它的范围过于宽泛 —— 包含大部分传统
意义上的第三产业和其他一些非农产业，因而与农业经济、
工业经济、信息经济不属于同等范畴。但是，作为一种类似
于信息经济的概念框架，已基本上被广泛接受。
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? 工业经济、农业经济都可以划分出其时代的周期。所有的经
济时代也都有开始与终结。一个经济时代的终结，并非由于
这种经济逐渐消失（工业经济、农业经济并未消失），而是
因为新的, 挑战者, 后来居上，占据主流位臵。
? 狩猎与采集经济，主宰人类数百万年，终究被农业经济取代。
在农业经济统治了约三万年之后，工业经济诞生了。工业经
济肇始于 1760年的英国，并于 50年代初在美国率先完成。信
息经济从开始到终结，预计将持续 70～ 80年，于 21世纪 20年
代完成时代赋予的使命。目前我们正处在信息经济时代的中
间站。对于世界不同地区来讲，进入各个时代的先后虽然不
尽相同。但是时代的脚步永不停息，并不会因为后进者而踟
蹰不前。
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? 不同经济时代的生命周期，可以是相互交织更迭的。无论是
已经完成的工业经济和农业经济、正处于成熟阶段的信息经
济，还是即将来临的生物经济，都可以划分为四个明显阶段，
即孕育、成长、成熟、衰退。
? 因特网是信息经济步入成熟阶段的标志。信息经济最后阶段
即衰退阶段，将以廉价芯片和无线技术等互联技术的广泛使
用为标志。在信息经济进入成熟阶段之前，生物经济即在孕
育。生物经济发动于 1953年，以 Francis Crick和 James
Watson发现 DNA双螺旋结构为标志，从此生物经济进入孕育阶
段。人类基因组破译的完成和出版发表标志着孕育阶段的终
结。当前我们正在进入生物经济的第二阶段，即成长阶段。
预计 2025年，生物经济将进入成熟阶段。
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? 任何一种经济时代，都是通过采用该时代最新的技
术来满足基本需求。信息经济时代，计算机、因特
网成了社会生活的基本需求。从 2O25开始，我们
将面临一个成熟的生物经济时代，到那时，生物技
术的影响将广泛渗透到非生物界领域，改变许多非
生物产业的生产模式，从而成为社会的基本需求。
那时的农场可望成为超级生物加工厂，许多农产品
将出自这样的加工厂，而非来自大田。健康医疗方
式将由治疗为主转到以预防为主，并按照预防模式
（ Preventive－ model）进行管理。
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我国生命科学与生物技术发展现状?
? 近 20 年来，生命科学与生物技术的飞速发展为世界各国
医疗业、制药业、农业、环保等行业开辟了广阔的发展前
景。作为, 对全社会最为重要并可能改变未来工业和经
济格局的技术,,生命科学与生物技术日益受到世界各
国的普遍关注。中国作为一个拥有近 13 亿人口的大国，
在人口与健康领域及农业领域面临着巨大的挑战，发展生
命科学与生物技术对实现我国社会经济可持续发展有着重
要的意义。
? 我国生命科学基础性研究的优先发展领域：基因组和功能
基因组学、重大疾病相关基因的识别、分子生物学与生物
化学、细胞和发育生物学、神经生物学、动植物区系的系
统演化与协同进化、生物信息学等。
? 我国生物技术研究与开发重点领域：高产优质农作物的遗
传育种、转基因技术和动物克隆、生物反应器、基因和蛋
白质工程疫苗及药物、基因治疗等。
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生命科学研究进展 -基因组研究,
? 在基因组这一前沿领域，我国科学家承担了人类基
因组 1％的测序任务，是继美、英、法、日、德后
成为正式参加国际人类基因组合作项目的第 6个国
家，也是惟一加入该计划的发展中国家；克隆了功
能新基因的全长 cDNA多条，已申请一批国内外专利；
证明了东亚人群的基因组与其他现代人群一样起源
于非洲等。最近，中国科学院在水稻基因组研究中
取得重大进展，已经发表了水稻基因组的框架序列，
并在参加水稻基因组完成序列图测定的国际合作中
率先完成了第四号染色体的工作。我国在微生物基
因组测序方面也已成为主要的参加国，迄今已完成
了钩端螺旋体等 6个微生物的全基因组测序
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生命科学研究进展 -疾病相关基因研究,
? 我国科学家充分发挥人类遗传资源优势，近年
来取得了疾病致病基因定位、克隆的一系列进
展。首先在急性早幼粒白血病的致病基因克隆
和功能研究方面取得突破，继而克隆了耳聋、
短指（趾）等一批单基因疾病的致病基因，近
来又定位了 II 型糖尿病、原发性高血压和鼻
咽癌的基因。
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生命科学研究进展 -其他前沿领域,
? 在诸如生物化学和分子生物学、神经生物学、进
化生物学等方面，近年来我国生命科学界也取得
了不少国际一流成果。例如，发现了与精子成熟
和保护有关的抗菌肽基因、揭示了果蝇有与高等
动物类似的认知行为，首次观察到植物防止自交
的一种新的繁育机制等。在系统发育和动植物区
系演化方面，完成了 255 卷的, 植物志,,
,动物志,,, 中国隐花植物志,,这些工作均
得到国际同行的高度评价。
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生物技术研究进展 -农业生物技术,
? 我国在超级杂交稻研究与组合应用上处于世界领先地位，
已选育出一批两系法亚种间杂交稻新组合，较好地实现了
杂种优势与理想株型的结合。育成的超级杂交稻组合比现
在生产上应用的杂交稻组合增产 15％ — 25％。在植物基
因工程研究开发方面，我国已经有转基因耐贮藏番茄、转
查尔酮合成酶基因矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗
虫棉花 5 种自主研制的转基因植物通过了国家商品化生
产许可，并有 20 余种转基因植物进入环境释放阶段。在
动物生物技术研究与开发方面也取得了可喜的成绩：转基
因鱼研究达到了国际领先水平；获得了生产人药用蛋白的
转基因动物；获得了山羊、牛等一大批克隆动物，其生产
水平已达到国际先进。此外，部分畜禽基因工程疫苗已经
达到了商业化生产的阶段。
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生物技术研究进展 -医药生物技术,
? 经多年努力，基因工程药物产业初具规模，批准上市的产
品有 18种，进入一、二期临床的有 21种，处于临床前开发
的有 35种。产品市场占有率不断提高，例如 α1b 干扰素国
内市场占有率已达 60% 。治疗性乙型肝炎疫苗初露端倪，
人工血液的核心技术已实现重大转让。通过产学研的结合，
我国基因工程制药业具备一定生产能力的企业已有 60多
家。生物技术药物由仿制逐步向创新转变，在世界前 10
种销量最大的品种中，我国能生产 8种。此外，肿瘤免疫
治疗、抗血管治疗等取得了一系列突破与重要进展；基因
治疗的关键技术实现突破，恶性肿瘤,B型血友病等 5种治
疗方案进入临床试验。中国的生物技术产品销售额 1986年
2.6亿元人民币，到 2000年时就已达 200亿元人民币。
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生物技术发展的机遇与挑战
? 生物技术不断取得重大突破，为生物经济奠定了坚实基础。
? 许多国家纷纷抢占生物技术及产业制高点。
? 21世纪生物技术与产业发展的基本态势,
一是生物技术（ BT）已经成为许多国家研究开发的重点，英
国、法国、德国、澳大利亚、韩国等国政府近年来研究开发
投入最多的领域是生物技术。
二是生物技术产业（ BI）已经成为国际科技竞争乃至经济竞
争的重点，不少大企业和金融机构纷纷投资生物技术产业。
三是生物经济（ BE）正在成为网络经济之后的又一个新经济
增长点。生物技术产业的销售额每 5年翻一番，增长率高达
25%－ 30%，是世界经济增长率的 10倍左右。
四是生物安全（ BS）已经成为国家安全的关键点。 2002－
2003年新的瘟疫 SARS肆虐人类之后，越来越多的人认识到，
生物战剂对经济发展、社会稳定的影响将超过核武器。未来
国家安全，必须具有防御生物战剂的能力。
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我国生物技术产业发展的基础和优势
? 生物技术已经在经济发展、社会进步中发挥了重要作用
医药生物技术的发展促进了人民健康水平的提高、延长
了平均寿命。
农业生物技术为解决人民温饱问题做出了重要贡献。
生物技术基础研究方面不断取得突破，为生物技术创新
和产业化奠定了良好基础。
在能源、环境、工业生物技术等方面取得明显进展。
生物技术产业初具规模，而且发展迅速。
我国建立了一系列生物安全的管理办法。
? 中国发展生物技术及其产业具有明显的优势
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我国生物技术研究开发的重点领域与关键技术
? 生物技术基础研究。
? 农业生物技术。
? 医药生物技术。
? 环保生物技术。
? 生物安全与标准。
? 生物技术产业化的重点技术
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发展生物经济的对策与建议？
? 战略对策,
把生物技术产业作为新的经济增长点来培育。
实施人才战略，造就一支一流研发队伍。
把实施专利、标准作为战略来抓。
培育现代企业，抢占未来生物经济制高点。
国际化战略。
? 政策建议：？
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思考题,
现代生物技术与传统育种技术的区别与联系？
请试以农业生物技术为例，论述我国生物经济的发展前景？
