现代工业生物技术

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1、.现代工业生物技术对人类生活的影响名称现代工业生物技术对人类生活的影响班级学号姓名完成时间研究.摘要：工业生物技术是社会经济可持续发展的战略高技术，对于应对能源短缺、资源紧张、环境恶化、经济衰退、气候变化、食品安全等一系列严峻挑战，对于建设绿色、低碳与可持续的产业经济体系具有重大战略意义。现代工业生物技术正在改变着人类的生活与思维方式，其发展有可能重新实现了人与自然的共存与进化，但也不可避免地产生法律、社会、食品安全、工农业生产、能源、环境等一些新的问题，令人们深思。关键词：工业生物技术；发展趋势；现状；展望前言：在19—20世纪，人类的化学工业文明取得了辉煌成就，其主要特征是以化石资源

2、为物质基础。化石资源是储量有限的不可再生资源，正走向衰竭。据估计，可开采石油储量仅可供人类使用约50年，天然气约75年，煤炭200—300年。进入21世纪，面临化石资源不断枯竭、环境污染日益加剧的严重局面，转向以可再生生物资源为原料，可再生生物能源为能源，环境友好、过程高效的新一代物质加工模式是必然趋势，这种加工模式的核心技术就是工业生物技术。20世纪后半叶开始，分子生物学的突破性成就引发了现代生物技术发展的三次浪潮。这三次浪潮推动着一个以生物催化和生物转化为特征，以生物能源、生物材料、生物化工、生物冶金等为代表的现代工业体系的形成，在全球范围内掀起了一场新的现代工业技术革命。研究.工业

3、生物技术是指以微生物或酶为催化剂进行物质转化，大规模地生产人类所需的化学品、医药、能源、材料等产品的生物技术[1]。它是人类由化石(碳氢化合物)经济向生物(碳水化合物)经济过渡的必要工具，是解决人类目前面临的资源、能源及环境危机的有效手段。生物技术在工业上的应用主要分为两类，一是以可再生资源(生物资源)替代化石燃料资源；二是利用生物体系如全细胞或酶为反应剂或催化剂的生物加工工艺替代传统的、非生物加工工艺。工业生物技术的核心是生物催化。由生物催化剂完成的生物催化过程具有催化效率高、专一性强、反应条件温和、环境友好等优势[2]。中国高度重视工业生物技术的发展，2005年9月，由国家科技部中国

4、生物技术发展中心组织了“首届国际生物经济高层论坛”在北京召开。在2006年颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中把“新一代工业生物技术”作为“前沿技术”列入规划。工业生物催化和生物转化的研究，是中国参与生物技术国际竞争的一个难得的机遇和切入点，也是我国生物技术应用研究的一个战略重点[3]，其最终目标是通过生物学、化学和过程科学的交叉，建立以生物催化和生物转化为基础的新生物加工体系[4]。研究.进入21世纪，随着化石资源与能源危机、环境危机的日益加剧，为了实现人类社会、经济的可持续发展，进一步建立人与自然的和谐关系，从根本上改变目前制造加工工业的生产模式，解决人类所面临的资源、能源和

5、环境的问题。人类必须对传统的基于化学过程的物质加工模式（化学加工或化学制造）进行革命性转变，转向以生物可再生资源为原料，基于生物过程的环境友好的高效的物质加工模式。以生物经济取代化石经济是一种必然趋势，而生物经济的核心技术是工业生物技术。着眼于发展环境友好、过程高效的工业生物技术，有望对社会发展产生巨大的引领和带动作用，为实现人与自然和谐发展提供有效途径。研究内容：一、工业生物催化剂改性和提高生物催化剂是生物催化和转化技术的核心。生物催化剂快速定向改造新技术已被用于上百个酶的进化，大大提高了生物酶的活性和效率。今后生物催化剂的研发与改进需要追求如下目标：性能更好(包括选择性、热稳定性、溶

6、剂耐受性等)、催化范围更广、催化功能更多、催化速度更快、生产成本更低。这些目标可具体量化为：酶的温度稳定性提高到120℃—130℃、酶活性比现有的在水或有机溶剂中其活性增加100—10000倍、产率提高10—100倍、酶转化率达到现有化学催化剂的水平；耐久性达到几个月至几年；提高了固定化酶或微生物的活性。近年来，这方面的研究工作主要集中在极端微生物、未培养微生物、共生微生物、非水相催化、分子定向进化、合理化设计等。二、极端和未培养微生物资源库和极端微生物功能基因组学技术研究.工业生物催化面临产品低耗、高价值化和产品形式多样化的挑战，要应对这一挑战，必需首先获得合适的生物催化剂。生物催化剂

7、的来源主要有两种，一是从已有的菌种或酶种资源库中直接获得，二是从大自然中筛选获得。可是这些现有的资源库远远不能满足工业生物催化的需求。从自然界中筛选所需要的菌种是目前工业生物催化剂技术的主要特点，大部分成功的高产工业化菌株是从自然界筛选得到的野生型菌株。但是，目前人类筛选生物催化剂的范围十分有限，仅占微生物总数的0.1％～1％，需要拓展筛选的范围。 美国、日本、欧洲等国对新来源的菌种（包括极端微生物与未培养微生物）的研究非常重视，特