05-5生物工程个分支领域之间的关系

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1、生物工程个分支领域之间的关系在生物工程的研究、开发和产业化过程中，生物工程的个分支领域——基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程之间有着错综负责的关系，通常是彼此合作来实现的。(一)生物工程原理：1.基因工程：是利用DNA(基因)的特异性控制合成特异蛋白，即能从分子水平上2.细胞工程：是以细胞这个生命活动的基本单位为基础的，但是归根结底也是实现了基因的改变，能集中某些远缘杂交不亲和的生物的特点，进行细胞培养，然后生产产品，如单克隆抗体；3.发酵工程：是利用微生物繁殖快，生产(初级或次级)产物产量高的特点；4.酶工程：是利用上述其它三项生物工程技术生产酶产品。基因工程和细

2、胞工程的研究结果，目前大多需要通过发酵工程和酶工程来实现产业化。因此，人们通常将基因工程和细胞工程看做生物工程的上游处理技术，将发酵工程和酶工程看做生物工程技术的下游处理技术。基因工程、细胞工程和发酵工程中所需要的酶，往往是通过酶工程来获得；酶工程中酶的生产，一般要通过微生物发酵的方法来进行。由此可见，生物工程个分支之间存在着交叉渗透的现象。(二)生物工程的关系及其比较：生物工程工具酶主要操作对象工程目的与其它工程的关系基因工程限制性内切酶、DNA连接酶、基因及动物细胞、植物细胞、微生物改造物种通过细胞工程、发酵工程使目的基因得以表达细胞工程纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶

3、动物细胞、植物细胞、微生物细胞改造物种可以为发酵工程提供菌种、使基因工程得以实现发酵工程微生物获得菌体及各种代谢产物为酶工程提供酶的来源酶工程微生物获得酶制剂或固定化酶为其它生物工程提供酶制剂微生物工程(发酵)微生物工程又叫发酵工程。发酵是微生物特有的作用，在几千年前就被人类认识了，并且用来制造酒和面包。微生物工程是大规模发酵生产工艺的总称，就是利用微生物发酵作用，通过现代工程技术手段来生产有用物质，或者是把微生物直接应用于生物反应器的技术。它是在发酵工艺基础上吸收基因工程、细胞工程和酶工程以及其他技术的成果而形成的。发酵工程跟化学工业、医药、食品、能源、环境保护和农

4、牧业等许多领域关系密切，它的开发具有很大的经济效益。ＤＮＡ重组技术和生物反应器(装有固定化酶的容器，能进行生物化学合成)，是生物工程中的两大支柱。从工业规模生产上看，生物反应器尤其重要。因为只有通过微生物发酵，才能形成新的产业。发酵工业的产品在日常生活中随处可见，酒、酸奶、酱油、醋、味精，以及抗生素药、激素、疫苗等，都是利用微生物发酵制成的产品。人类在史前时期已经能够利用各种不同的微生物了。公元前２０００多年，埃及人已酿造出了葡萄酒。我国古代劳动人民，早在４０００多年前就从实践中发现了发酵现象。我国用谷物酿酒大概开始于新石器时代。山东龙山文化晚期已有陶尊等饮酒器具。古

5、书记载：“仪狄作酒，禹饮而甘之”。春秋战国时，我国已开始酿醋。周朝时(公元前１０００年)，我国的酱酒业已很发达。中国的白酒中有一种曲酒，是用酒曲造酒的。它将糖化和酒化的过程统一起来，是一项重大的发明。曲是培养酵母和霉菌等微生物的谷物。曲的发明和制曲技术的不断改进，使用我国制酒工业取得了伟大成就。同时，曲在医学和发酵食品方面也十分重要的作用。公元前５００多年间的《左传》中已有用麦曲治病的记载，到公元５世纪，北魏贾思勰著的《齐民要术》中就详细地记载了制曲和酿酒的技术。虽然我们的祖先并不知道酒是经过酵母发酵而成的，也不知道微生物的存在，但却能利用微生物的作用，制成酒、酱、醋

6、和豆豉等发酵食品。生物工程和技术被认为是２１世纪的主导技术，作为新技术革命的标志之一，已受到世界各国的普遍重视。生物工程将为解决人类所面临的环境、资源、人口、能源、粮食等危机和压力提供最有希望的解决算途径，但生物工程真正能应用于工业化生产的，主要还是微生物工程(发酵工程)。基因工程、细胞工程、酶工程、单克隆抗体和生物能量转化等高科技成果，也往往通过微生物才能转化为生产力，其原因何在呢？4在生物界中，微生物的表面积与体积之比、转化能力、繁殖速度、变异与适应能力等都高于其他生物。在适宜的条件下，细菌２０分钟即可繁殖一代，２４小时后，一个细胞可繁殖成４万亿亿个细胞，比植物和

7、动物的繁殖速度快得多。与传统化学工业相比，微生物工程有节能、不污染环境等多种优点，因而具有极大的发展前景。微生物工程的特点1.微生物工程不完全依赖地球上的有限资源，而着眼于再生资源的利用，不受原料的限制。2.生物反应比化学合成反应所需的温度要低得多，同时可以简化生产步骤，实行生产过程的连续性，大大节约能源，缩短生产周期，降低成本，减少对环境的污染。3.可开辟一条安全有效、生产价格低廉、纯净的生物制品的新途径。4.能解决传统技术或常规方法所不能解决的许多重大难题，如遗传疾病的诊治，并为肿瘤、能源、环境保护提供新的解决办法。5.可定向创造新品种，新物种，