《生物工程概论》ppt课件

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1、生物工程概论张彦婷郑州大学生命科学学院zhangyt@zzu.edu.cn教材：《生物工程概论》，陶兴无主编，化学工业出版社课时安排：48学时，16周教学大纲：考试方式：平时成绩：30%期末（论文）：70%课程简介第一章~第三章第四章~第八章第九章~第十四章非核心核心非核心讲授讲授讲授+学生参与生物工程生物工程生物科学生物工程是运用现代生物科学的理论与方法，按照人类的需要改造和设计生物的结构和功能，以便更经济、更有效、更大规模地生产人类所需要的物质和产品的技术。工程学生物工程概论生物技术与生物工程BiotechnologyandBioengineering

2、生物技术侧重于利用生物学方法解决生物体本身的问题(更类似于生命科学研究-基础生物学研究)生物工程则侧重于利用工程学方法解决生物学问题（更强调突出的应用属性-生物学和工程学等理论技术的结合加以应用）生物工程概论生物工程与人类的生活食物短缺疾病危险能源危机资源枯竭环境污染人类面临的问题生物工程概论生物工程的特点高效益高智力高投入高竞争高风险高势能可带来高额利润具有创造性和突破性前期研究和开发需要大量的资金投入时效性竞争非常激烈激烈的竞争带来高风险对社会各方面影响极大生物工程的内容第一章绪论生物工程的发展简史生物工程的内容我国汉代酿酒作坊（上图）公元前2300年

3、，埃及人酿造啤酒（左图）朦胧阶段（9000年前-1676年）有考古证据证明在公元7000年前，我们的祖先就开始酿酒作为饮品。其他以微生物发酵为基础的生产，如发酵乳制品（包括乳酪、酸奶等）和各种东方食品如酱油、印尼豆酵饼等同样有着古老的渊源初步发展（1676-1861年）EdwardJenner首创接种牛痘预防天花，是免疫学发展的代表，但当时解释不了其机制。列文虎克发明显微镜奠定阶段（1861-1897年）“工业微生物学之父”“生物工程之父”杰出贡献彻底否定了“自然发生学说”；证实细菌能利用糖和铵合成蛋白质；证实了发酵是由细菌引起的；在免疫学上提出预防接种;

4、提出巴氏消毒法等等……世界上第一次发明了细菌照相法；第一次发现证明了炭疽热的病原细菌——炭疽杆菌；第一次提出纯培养技术并设计多种培养基；第一次发明了蒸汽杀菌法提出科赫法则等等……罗伯特·科赫发展期（1897年-1953年）Buchner（生物化学奠基人）Fleming1897年1928年1944年无细胞酵母菌“酒化酶”推翻巴斯德胚种学说发现青霉素对细菌的抑制作用,青霉素发现推动微生物工业化培养技术猛进肺炎球菌转化实验，确定DNA是遗传物质标志着分子生物学的形成生物工程发展的里程碑：进入生化水平研究阶段Avery成熟期（分子生物学水平研究阶段1953年~至今

5、）Watson和Crick（分子生物学奠基人）美国生物学家沃森（Watson）和英国晶体结构分析家克里克（Crick）合作，提出DNA结构的双螺旋模型，并在1962年与英国学者维尔金斯（WilkinsM.H.F.）共获诺贝尔生理学或医学奖。基因工程的发展工程菌的构建更促进了生物工程发展推动生命科学的发展促进许多重大理论问题的突破人类基因组计划20世纪70年代第一章绪论生物工程的发展简史生物工程的内容生物工程的五大体系基因工程（遗传工程）Geneticengineering细胞工程Cellengineering酶工程Enzymeengineering发酵工程

6、（微生物工程）Fermentationengineering蛋白质工程Proteinengineering生物工程的内容发酵工程Fermentationengineering定义是工程学与微生物学的结合；利用微生物的特性，通过现代化工程技术，生产有用物质或直接将其应用于工业化生产的一门技术.包括菌种选育、菌种生产、代谢产物发酵和分离以及微生物机能的利用等.代表机构：中科院微生物所&过控所，华东理工，华南理工，江南大学，等生物工程的五大体系发酵工程现代啤酒的发酵生产工艺分批补料发酵生产乳酸，使得乳酸的发酵水平达200g/L，光学纯度达97.4%可满足聚乳酸的

7、生产需要；纯培养厌氧分批补料发酵技术生物工程的五大体系生物高分子材料生产建成一条我国第一，世界第二的年产5000t绿色可降解环保型聚乳酸树脂工业示范线，收率达到理论收率的90%，分子量大于10万。绿色可降解环保型聚乳酸树脂具有环境友好型的优势，并能够胜任大部分合成塑料；生物工程的五大体系对现有500t/a秸秆乙醇中式生产线技术改造生物法生产大宗化学用品具有很强的潜力和很大的利润，更具有经济环保的优良性质。目前生物法生产乙烯新增产值5.76亿，新增利润7654万元乙烯的生物炼制技术的成熟促使一系列大宗化学用品的生物法的发展。生物燃料生物工程的五大体系我国是世

8、界上肥料消费量第一的大国，化肥对我国粮食的贡献占50%以上；我国肥