生物工程概述.ppt

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1、生物工程概论享学课堂1.生物工程发展历史公元前2300年，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；

2、在免疫学上提出预防接种;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AveryElmerL.Gaden生化工程之父1946~1948

3、年最佳溶氧条件对生物发酵产业（青霉素的发酵）起了极大的促进作用。由于他的有关通风搅拌传质对现代生化科技研究的卓越贡献使其获得了“生化工程之父”的赞誉。生化工程的发展成熟期（分子生物学水平研究阶段1953年~至今）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年代人类基因组计划人类基因组

4、计划最终目的是测定基因组全部序列，弄清整个基因组的结构、功能以及表达产物，彻底了解人类生命活动的本质。它具有非常重大的意义，推动了整个生命科学的发展。人类基因组包括分布于46条染色体的30000-35000个基因。2006年6月26日克林顿宣布人类基因组草图绘制完成人类基因组研究结论1.基因数量少得惊人2.人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”3.三分之一为“垃圾”DNA4.种族歧视毫无根据5.男性基因突变率更高人类基因组研究结果更为现代刑侦破案，人类疫苗开发提供了有力的依据。2.我国生物工程技术进展细胞工程发酵工程基因工程酶工程综合性应用生物工程生物反应器工程生物工程，一般认为是以生物

5、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。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%可满足聚乳酸的生产需要；纯培养厌氧分批补料发酵技术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

6、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；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。生物燃料我国是世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；我国肥料资源十分匮乏，例如：再过20年中高品位磷矿开采殆尽；化肥肥效易下降且会造成大量氮、磷污染地下水。生物肥料提供氮素，转化难溶磷钾，促进作物生

7、长；生物肥料环境友好。生物肥料关键技术突破：生物肥料高效菌种资源库的不断充实；突破秸秆快速腐熟技术；高密度发酵工业；生物肥料高效载体研究的突破。生物肥料疫苗干细胞与组织工程胚胎干细胞的多能性为发育生物学和医学提供了很多可能的应用，但是提取干细胞通常会毁坏胚胎，这项研究引发了生物伦理的激烈讨论。2006年，日本研究人员报告一个能避开人体胚胎干细胞实际与伦理问题。他们将4个基因（Oct4,Sox2,Klf4和c-Myc）导入在培养皿中生