第一章--现代生物技术--概述.ppt

1、对象: 人体 2、定义:  生物医学工程是指从工程学角度研究人体结构、功能及生命现象, 为防治疾病提供新技术、新方法、新仪器和新材料的科学。 3、内容: （1）生物材料( 人造器官、起搏器的材料)（2）康复工程（3）医学成像( 超声、CT、核磁)（4）生物传感（5）监护系统等。 (八) 生物医学工程 ( Biomedical engineering) (九) 生物制药／化学制药工程 (Biochemical pharmaceutical engineering) 1、生产对象:  药物( 活性多肽、酶、抗生素等) 2、定义 (待确定):  生物制药／化学制药工程是指利用现代生物技术, 以生物反应器（微生物、动物细胞、植物及动物个体），大规模地制备高纯度的药物。如基因工程药物、同份异构体的拆分（利用 Abzyme 特异结合、特异地进行酶消化来完成）等。  1、对象: 酶分子修饰、生产应用和酶的固定化 2、定义: 酶工程是指在给定的生产工艺和生物反应器中, 利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，或对酶进行修饰改造提高酶的转化率, 把对应的原料高效地转化成所需有用的物质之技术。 3、要点: 固定化酶、酶分子改造技术和酶反映器的设计是当前酶工程的重点。 近年把酶电极生物传感器也归到酶工程范围内。如: 底物＋固定化酶—→化学信号—→电信号—→人视觉—→控制反应。 （十） 酶工程 (Enzyme engineering) 1、对象：微生物, 在常规发酵工艺上发展而成。有时也称微生物工程。 2、定义:  发酵工程是指利用微生物特定性状（生长快、培养简单和代谢过程特殊等）, 通过现代化工程技术, 快速、连续生产人类所需物质的技术。 3、要点: ① 核心是提高产率, ② 过程包括: 菌种选育、生产、代谢产物的利用。 ③ 所用技术包括大规模悬浮培养,细胞固定化, 产物分离提取。 4、应用: 药物生产( 活性多肽、抗生素)、单细胞蛋白生产、环境保护、微生物冶金技术。 （十一）发酵工程 (Fermentation engineering) (十二) 生化工程(Biochemistry engineering) 1、 对象: ① 生化反应器(反应环境与装置)， ② 产品的分离提纯技术。 2、定义(待确定): 生化工程是指为活细胞和酶提供适宜反应环境, 能大规模自动化生产、分离、精制出所需产品的技术。 3、内容包括: 生物反应器的设计、传感器的制造、电泳、离心、层折、免疫层析等。这是下游工程的关键一环。 注 1、十二大工程相互联系, 相辅相成。 上游中, 基因工程是基础、核心, 通过它才能真正按人的意向通过设计、改造、生产特定生物工程产品。 下游工程中关键是发酵工程的生产和利用生化工程对产物进行提纯, 它们是生物技术产生效益的必要条件。其他工程相互配合,共同组成生物技术体系。 2、生物技术发展迅速, 任务内容不断丰富更新，应密切关注。 第二节 生物技术的意义及应用 生物技术的应用领域很广，可把生物技术分为： 医学生物技术、植物生物技术、动物生物技术、食品生物技术、环境生物技术和军事生物技术等。生物技术应用的意义巨大，主要有以下几个方面。 一、战略意义 1、理论上: 生命学科飞跃, 步入按需改造和创造新生物时代，革命性变化。 2、新技术革命的重要支柱, 具巨大潜在力量, 不亚于原子裂变和半导体的问世。 一、战略意义 3、 为解决人类面临的重大问题提供新途径, 带来了希望 (国外称之为六大危机): （1）人口问题: A）节育: 药、疫苗， B）优生: 遗传病基因 治疗。 （2） 粮食问题： 绿色革命, 高产、优质、抗病新品种 ，单细 胞蛋白, 农药、肥料。 （3）能源、资源问题：生物电池、光合菌、乙醇生产、石油 采集菌、生物冶炼。 （4）环境污染：石油、污水, 有害金属污