生物工程的过去和未来

生物工程的过去和未来

生物工程选修结课论文

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专业：制药工程

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完成时间：年月日

生物工程简述 (3)

生物工程的发展史 (4)

传统生物技术时期 (4)

近代生物工程的形成和发展时期 (4)

现代生物工程时期。 (5)

前景展望 (5)

1.基因组测序、干细胞与基因工程。 (5)

2.医药生物 (6)

3.农业生物 (6)

4.工业及环境生物技术 (6)

6.糖生物工程 (7)

7.海洋生物技术 (7)

8.资源生物技术 (7)

9.营养、食品安全与生物技术 (7)

结论 (7)

生物工程简述

生物工程”一词是由生物技术演变而来的，是以生物学（特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学）的理论和技术为基础，结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术，充分运用分子生物学的最新成就，自觉地操纵遗传物质，定向地改造生物或其功能，短期内创造出具有超远缘性状的新物种，再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养，以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。

生物工程包括五大工程，即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程，以基因工程为基础

总之利用有生命物质作为手段来参于改造自然现象的过程，对象可以是无生命物质，例如发酵工程、酶工程等等；或以生物为对象，人为地改造生命现象的过程，例如医学工程、农业工程、细胞工程、基因工程等等。仿生学虽然不是利用生物作为手段，但也是通过深入了解生命现象的规律来解决工程技术问题，也可属于广义的生物工程学范畴之内。即凡是以有生命物质作为手段来影响或改变无生命现象，或用各种自然科学的方法、技术来影响或改变有生命现象的自然过程，以达到为人类服务的目的，都可以包含在生物工程范畴之内。

生物工程的发展史

传统生物技术时期

生物工程不是一门新学科，它是从传统生物技术发展来的6000 年就已开始啤酒发酵。古埃及人则在公元前4000 年就开始用经发酵的面团制作面包。

巴斯德首先证实了发酵是由微生物引起的，并建立了微生物的纯种培养技术，从而为发酵技术的发展提供了理论基础，使发酵技术纳人了科学的轨道。

丹麦人汉森在牛胃中提取了凝乳酶，1879 年发现了醋酸杆菌;1876 年德国的库尼首创了"enzyme"一字，意即“在酵母中”;1881 年采用微生物生产乳酸;

20 世纪50 年代，在青霉素大规模发酵生产的带动下，发酵工业和酶制剂工业大量涌现，发酵技术和酶技术被广泛应用于医药、食品、化工，制革和农产品加工等部门。

20 世纪初，随着遗传学的建立及其应用，产生了遗传育种学，并于60 年代取得了辉煌的成就，被誉为“第一次绿色革命”。细胞学的理论被应用于生产而产生了细胞工程。在今天看来，上述诸方面的发展，还只能被视为传统的生物技术，因为它们还不具备高技术的诸要素

近代生物工程的形成和发展时期

近代生物工程的起始标志是青霉素的工业开发获得成功。此外，一批以酶为催化剂的生物转化过程生产的产品问世，加上酶和细胞固定化技术

的应用。使近代生物工程产业达到了一个全盛时期。最重要的是，由于在此期间，20 种氨基酸被发现，“肽键”被认识，细胞的其他成分，如脂类、糖类、核酸也相继在那一阶段被认知，科学家们可以开始系统性的思考这些生物工程的原理了。

现代生物工程时期。

现代生物工程是以20 世纪70 年代DNA 重组技术的建立为标志的。现代生物工程时期是以分子生物学的理论为先导，从基因工程的技术能作为生物工程新产品的一种开发手段或关键技术后算起的。近代科技史实表明.每一次重大的科学发现和技术创新，都使人们对客观世界的认识产生一次飞跃;每一次技术革命浪潮的兴起，都使人们改造自然的能力和推动社会发展的力贡提高到一个新的水平。

前景展望

1.基因组测序、干细胞与基因工程。

基因组测序源自“人类基因组计划”，是以测定人类23对染色体的遗传图谱、物理图谱和DNA序列即测出人体细胞中23对染色体上全部30亿个碱基（或称核苷酸）的序列，把总数约10万个的基因都明确定位在染色体上，破译人类全部遗传信息的一项计划。被称为生命科学的“登月计划”。

2.医药生物

主要将发现在基因诊断；基因治疗；基因药物（生物药物）；基因疫苗；抗体工程与蛋白质工程；转基因与克隆技术；基因打靶；基因组学、蛋白质组学、仿生学；生物药物新剂型；生物技术产业中试工艺。

3.农业生物

以分子生物学、细胞生物学、发育生物学为基础,与农业科学有关的植物、动物、微生物在组织、器官、细胞、染色体、蛋白质、基因、酶、发酵工程等不同水平上的应用；以及与农业有关的生化与分子生物学、环境与生态、医学、病理学、能源和药物开发等应用。

4.工业及环境生物技术

工业微生物催化剂的选育与改造（系统生物学、合成生物学、代谢工程）、应用工业酶的发现与改造（酶的功能基因组学、酶结构模拟与设计、酶的定向改造技术及应用）、工业生物过程技术（反应器设计、生物加工过程模型、生物加工过程单元技术及集成技术）。

5.环境生物技术：

环境基因组学、蛋白质组学和分子细胞生物学、环境微生物学与微生物工程、污染物的生物处理加工过程、土壤生物修复技术、工业废物的环境生物技术。

6.糖生物工程

寡糖的降解与制备技术；寡糖生物工程产品在作物生产中的应用；寡糖产品在畜牧业养殖中的应用。

7.海洋生物技术

海洋生物技术与生物医学，海洋生物产品和生物活性物质，可持续海水养殖技术，藻类海洋生物技术，海洋微生物技术，海洋生物矿化、生物材料和纳米生物技术，海洋生物能源与工程，海洋资源与环境生物降解，宏基因组学

8.资源生物技术

生物质规模化应用过程中的理论与技术问题；物种信息资源的挖掘、标记和利用；耐盐种质资源的开发与利用；新型生物反应器与细胞育种；固碳和纤维生物质的工业用途；生物废弃物资源化。

9.营养、食品安全与生物技术

生物技术在营养、食品安全领域中的应用；膳食营养与慢性病防控；生物技术与食品安全；食品安全风险评估等。

结论

生物工程从开始古代人类懵懂无知的使用微生物技术来酿酒到近代