生物工程概述.ppt

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）导入在培养皿中生长的小鼠尾部细胞，得到了外表和作用与干细胞十分相似的新细胞—iPS细胞（诱导性多功能干细胞）。 2008年，科学家们用基因技术彻底消除细胞的发育“记忆”，从而使其回到原始胚胎状态，这就是细胞重编程（reprogramming cell），被Science杂志评为2008年十大科学进展之首。 我国干细胞研究于2009年在iPS细胞（研究、重大疾病干细胞治疗技术与产品研发等领域取得了多项学术界广泛认可的重大成果。 iPS细胞在生物和医学领域具有广泛的应用前景，但是iPS细胞是否真的拥有与胚胎干细胞一样的全能性还未被证实。中国科学院研究所首次利用iPS细胞通过四倍体囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠“小小”，并于12月8日入选了《时代周刊》公布的2009年十大医学突破。《时代周刊》公布的2009年十大医学突破。? 通过四倍体囊胚注射得到存活 并具有繁殖能力的小鼠“小小” 组织工程皮肤获得产品注册证书 防钙化生物瓣膜获得国家生产批号 基因工程 我国建立了水稻高效规模化的转基因技术的体系，形成年转化5000个基因的技术能力，并已经对上千个基因进行了转化和功能分析，构建了面向全国的开放平台。 我国转基因水稻涉及抗虫、抗病、抗逆、品质、养分高效利用和高产等，在国际顶级学术刊物上发表数篇重要科技论文。 转基因植物 利用修饰豌豆胰蛋白酶抑制剂基因SCK，研制出 的抗虫水稻及其配制的杂交稻组合Ⅱ优科丰6号 对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫的 抗虫效率不低于95%，且表现明显的增产效果。 研制了“华恢1号”和“Bt汕优63” 高抗多种虫害，在整个水稻种植季 节中可以基本不打农药，较非抗虫 水稻增产6%~12%。 我国人口众多，水稻是主要的粮食， 而水稻病虫害是未来粮食安全问题 的重大隐患。 抗蓝耳病（猪繁殖与呼吸综合症PRRS）转基因猪 转基因动物 抗CD20单克隆抗体是治疗B淋巴细胞瘤的特效药，价格昂贵，一个疗程需要1.6万美元。 世界首批抗CD20单克隆抗体转基因牛 中国农业大学培养的转基因牛产抗CD20单克隆抗体达到2g/L,能够大大降低药物价格，为此类癌症患者带来福音。 酶工程 北京化工大学开发的酶法发酵生 产生物柴油已在秦皇岛和上海实 现了生物柴油的万吨级产业化； 从生物质到生物柴油 清华大学与湖南海纳百川生物 工程有限公司合作，建成了 全球套酶法工业化生产生物柴 油装置，运行结果表示该酶法 新工艺在经济上与目前的化学 工艺相比具有很强的竞争力。 生物酶法生产生物柴油产业