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生物工程概述基因工程 基因工程是通过DNA重组技术,对生物材料进行改良,构建出新型的微生物菌株、培育出新的动植物品种, 使其具有优良的符合人们意愿的性状，或获得所需要的产物。 稀少珍贵的蛋白质药物1982年，美国食品与药物管理局批准了首例基因工程产品—人胰岛素投放市场——它标志了基因工程产品正式进入到商业化阶段。人生长激素、表皮生长因子、肿瘤坏死因子、a-干扰素、纤维素酶、抗血友病因子、红细胞生成素、尿激酶原、白细胞介素-2、集落刺激因子、乙肝疫苗等等 畜牧业中的应用动物疫苗、生长激素等例：动物乳腺反应器 种植业中的应用用携带外源基因的农杆菌Ti质粒转化植物原生质体，使外源DNA与植物染色体DNA整合，通过原生质体的培养分化成愈伤组织，最后发育成具有新性状的完整植株—转基因植物 种植业中的应用抗化学除草剂基因转基因西红柿蛋白质工程：通过对蛋白质分子结构的合理设计，利用基因工程的手段生产出具有更高生物活性或独特性质的蛋白质。蛋白质工程的主要步骤通常包括：（1）从生物体中分离纯化目的蛋白；（2）测定其氨基酸序列；（3）借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可能地了解蛋白 质的二维重组和三维晶体结构;（4）设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响；（5）设计编码该蛋白的基因改造方案，如点突变；（6）分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。高等植物细胞培养高等植物细胞具有全能性。从高等植物的幼胚、根、茎、叶、花和果实等不同器官的组织中分离的单个细胞，经过特殊培养形成愈伤组织，并可进一步诱导生成完整的植株。高等植物细胞培养动物细胞培养细胞重构技术细胞重组是把不同种类的细胞的部件重新组合装配。原生质体融合细胞融合是将不同种类的两种细胞经过特殊处理后放在一起，在某些促融因子作用下发生融合，形成杂种细胞。 发酵工程现代发酵工程主要指利用利用微生物、动植物细胞和基因工程菌在在人工生物反应器（发酵罐）中培养而获得产物的工业过程。现代发酵工程是生物代谢、微生物生长动力学、大型发酵罐或生物反应器研制、化工原理等密切结合和应用的结果。离子交换的应用色层分离技术应用蒸发和结晶技术的应用过滤膜技术生物技术的基本内容（几大领域）： 基因工程：用“剪刀+糨糊”创造新物种的工程。 细胞工程：微观水平的嫁接技术 酶工程：让工厂高效、安静、美丽如画的工程。 发酵工程：把微生物或细胞造就成无数微型工厂，将神话变为现实的桥梁。 蛋白质工程： 巧夺天工的技术。第二节发酵工程概述一.什么叫发酵二．发酵工程的发展史三.发酵工业的特点 四.发酵工业的范围 一、发酵的定义（fermentation)1、传统发酵2、生化和生理学意义的发酵3、工业上的发酵1、传统发酵fervere” ?发泡最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。2、生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。3、工业上的发酵 利用微生物、植物、动物，在合适的条件下，经特定的代谢途径转变成所需产物的过程。 包括：1. 厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。2. 通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。发酵的分类1.??按获取能量的方式分——好氧发酵，厌氧发酵2.??按产物类型分——初级代谢物发酵，次级代谢物发酵；食品发酵，有机酸发酵，氨基酸发酵，维生素发酵，抗生素发酵……3.??按操作类型分——自然发酵，纯种发酵，混种发酵；分批发酵，半连续发酵，连续发酵；固态发酵，液态发酵4.按发酵生物类型分——细菌发酵，真菌发酵，基因工程菌发酵，动植物细胞发酵 SOLID-STATE FERMENTATION PRODUCTION二．发酵工程的发展史 1．发酵现象的发现与利用 2.小生命体的发现 3.发酵本质的阐明 4.纯粹培养技术的开发5.发酵中酶催化反应的发现 6.大规模液体沉没发酵技术的开发 7.现代生物技术的应用 三、发酵工业的特点缺点1.副产物多，分离精制困难2.反应速度慢3.原料转化率低4.反应浓度低5.生产稳定性差6.设备庞大，辅助设备多，投资大7.废水、废渣排放量大，处理费用高8.生产过程容易受到其他微生物的污染9.通气、搅拌、冷却等能耗大优点1.产物结构复杂性和特异性： 手性或光学活性2. 过程安全性：水相、常温、常压、中性、不燃不爆3.主要原料可再生性：阳光和土地4.原料可替换性5.反应自控性6.设备通用性7.副产物可综合利用性8.生产能力可提高性：突变与基因扩赠9.产物类型可塑性：突变与转基因四 、发酵工业的范围1．发酵