《生物工程技术》PPT课件

• 发酵工程的应用范围 • ⑴医药工业：生产出了如抗生素、维生素、动物激素、药
用氨基酸、核苷酸等。 • ⑵食品工业上的应用主要包括：第一、生产传统的发酵产
品，如啤酒、食醋等，使产品的质量和产量得到明显提高。 第二、生产食品添加剂。如柠檬酸、谷氨酸、红曲素等。 第三、单细胞蛋白的生产。 • ⑶能源工业：通过微生物发酵或固相化细胞或酶的技术生 产绿色能源；采油微生物、产氢微生物、产石油微生物的 运用；微生物电池。 • ⑷化学工业：生物塑料；微生物发酵生产的化工原料；生 物表面活性剂；生物凝集剂；生物制浆。 • ⑸农业：改造植物基因；生物固氮；工程杀虫菌生物农药； 微生物饲料。 • ⑹环境保护：利用微生物可以消除对废水、废渣、废气对 环境的污染；；对有毒废弃物的微生物处理技术主要包括 厌氧发酵法和需氧发酵法。
• 南北朝时，制曲技术已达到很高水平。北 魏贾思勰所著《齐民要术》记述了12种制 曲方法，其中“神曲”5种，“笨曲”3种， “白醪曲”、“女曲”、“黄衣”、“黄 蒸”各1种。除“黄衣”、“黄蒸”两种是 用于做酱的碎块散曲外，其余10种都是制 成饼状或砖形的酒曲。这些酒曲的基本制 造方法，至今仍在酿造高粱酒中使用。
现代生物技术的特点
• 1）更加注重实际应用，实际生产决定研究方向， 更多的人把精力放在了优良技术的创造。
• 2）操作先进化，以往的生物技术往往以酶工程 和发酵工程为代表，获得的都是一些蛋白或者微 生物产物，如青霉素的获得。但是现在更加注重 基因工程和细胞工程，从微观去创新。
在传统生物技术这一阶段，其技术特征是酿造技术
• 中国是最早掌握酿酒技术的国家之一。中国古代 在酿酒技术上的一项重要发明，就是用曲造酒。 酒曲里含有使淀粉糖化的丝状菌（霉菌）及促成 酒化的酵母菌。利用酒曲造酒，使淀粉质原料的 糖化和酒化两个步骤结合起来，这对造酒技术是 一个很大的推进。中国先人从自发地利用微生物 到人为地控制微生物，利用自然条件选优限劣而 制造酒曲，经历了漫长的岁月。至秦汉，制曲技 术已有了相当的发展。汉代虽还用蘖造酒，但大 量的酒却已是用曲制造了。
• 唐、宋时期，中国发明了红曲，并以此酿成“赤如丹” 的红酒。宋代，制曲酿酒技术又有进一步的发展。 1115年前后，朱翼中撰成《酒经》，书中共记述了13 种酒曲的制法。它们按制法分为3类：罨曲，是把生 曲埋置在麦秸里，定时翻动；风曲，是用树叶或纸张 草里，待生毛后把盖草去掉。这些酒曲里都加有川芎、 白术、苍耳等草药。《酒经》中记述的制曲方法比《 齐民要术》上记述的有两点明显的改进：一是所用原 料如小麦、糯米等，大部分不再先行蒸煮或烧炒，只 用磨碎成面粉；二是把老曲末涂布在生曲团表面，这 就是接种的意思。老曲是在制曲过程中经过自然选种 的，所以优良菌种较多，杂菌较少，糖化力强，用于 接种制得的曲当然更适于酿酒之用。这些改进，对后 世酿酒技术生料发酵和纯种培养提供了启示。中国古 代制曲酿酒技术的一些基本原理和方法一直沿用至今。 例如现代啤酒的生产，仍以麦芽为主要原料。
1983年 Mullis 发明了聚合酶链式反应 (PCR) 技术
1990年 人类基因组(Human Genome Project)计划启 动 1997年 克隆羊多利诞生
2003年 人类基因组测序完成
生物技术的发展
传统生物技术
• 公元前6000年古代巴比伦人酿造啤酒 • 公元前4000年埃及人发酵面包 • 我国殷朝 制酱 • 周朝 制醋 • 特点:自然发酵、全凭经验
近代生物技术
基础：显微镜
1.1674年，列文虎克发明了世界上第一台光学显微 镜，并利用这台显微镜首次观察到了血红细胞， 首次揭示了一个崭新的生物世界——微生物界。 从而开始了人类使用仪器来研究微观世界的纪元。
2.1856年至1860年，巴斯德提出以 微生物代谢活动为基础的发酵本质 新理论，1865年证明了发酵原理。
关键作用。
现代生物技术包括
• 基因重组技术、克隆技术、大型发酵技术、 生物活性蛋白质合成技术等等！
基因重组技术
•（Snuppy）史纳比（中间）于2005年4月24日诞生， Snuppy是“首尔国立大学小狗”(Seoul National University puppy)的缩写。
大型发酵技术
生物活性蛋白质合成技术
学科）
定义3：用生物体或其组成成分在最适条件下产生 有益产物及进行有效生产过程的技术。包括基因工 程、酶工程、细胞工程、微生物工程、发酵工程等。 应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞培养与
细胞工程（二级学科）
近半个世纪生物技术发展的10大里程碑
1982年 FDA 批准了第一个基因工程药物--重组人胰岛素
生物工程
定义1：应用生命科学及工程学的原理，借助生物 体作为反应器或用生物的成分作工具以提供产品来 为社会服务的生物技术。包括基因工程、细胞工程、 发酵工程、酶工程等。 应用学科：生物化学与分子
生物学（一级学科）；源自文库法与技术（二级学科）
定义2：利用和改造生物体的一些特定功能，生产 生物制品和培育新物种的综合性科学技术。 应用学 科：水产学（一级学科）；水产生物育种学（二级
3.1928年英国细菌学家弗莱明 首先发现了世界上第一种抗 生素—青霉素
• 1953年5月，中国第一批国产青霉素诞生， 揭开了中国生产抗生素的历史。截至2001 年年底，我国的青霉素年产量已占世界青 霉素年总产量的60%，居世界首位。
现代生物技术
现代生物技术是以生命科学为基础，利用生物（或生物组织、 细胞及其他组成部分）的特性和功能，设计构建具有预期性能 的新物质或新品系，以及与生产产品或提供服务的综合性术。 现代生物技术也称生物工程。它是在分子生物学基础上建立的 创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学 和工程技术相结合的产物。随着基因组计划的成功，在系统生 物学的基础上发展了合成生物学与系统生物工程学，开发生物 资源，涉及农业生物技术、环境生物技术、工业生物技术、医 药生物技术与海洋生物技术，乃至空间生物技术等领域，将在 21世纪开发细胞制药厂、细胞计算机、生物太阳能技术等发挥