生物化学工程及现代生物技术产业化课件.ppt
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- 生物化学 工程 现代 生物技术 产业化 课件
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1、2022-10-301生物化学工程与现代生物技术产业化生物化学工程与现代生物技术产业化陈洪章陈洪章中国科学院过程工程研究所中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室生化工程国家重点实验室2022-10-302化学 生物 一、生物化学工程一、生物化学工程生物化学工程 化学工程生物工程生物化学工程基因工程现代生物技术产业化2022-10-3031 1、目前能广泛接受的、目前能广泛接受的-国际合作及发展组织的定义国际合作及发展组织的定义 生物技术是应用自然科学及工程学的原理,依靠微生物、动生物技术是应用自然科学及工程学的原理,依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品来为社会服务
2、物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品来为社会服务的技术。的技术。从这个定义中,可归纳出生物技术三个特点:从这个定义中,可归纳出生物技术三个特点:1 1)生物技术的多学科性和综合性)生物技术的多学科性和综合性 2 2)微生物、动植物作为生物催化剂,有别于化学催化剂)微生物、动植物作为生物催化剂,有别于化学催化剂 3 3)最终目的将生物反应开发成为工业生产的工艺过程,)最终目的将生物反应开发成为工业生产的工艺过程,即生物反应过程(即生物反应过程(BioprocessBioprocess)。)。二、现代生物技术二、现代生物技术2022-10-3042 2、现代生物技术的产生、现代生物技术的产
3、生 (19531953)WatsonWatson和和Crick-Crick-发现了发现了DNADNA双螺旋结构双螺旋结构 -奠定了现代分子生物学的基础奠定了现代分子生物学的基础 (19731973)BoyerBoyer和和Cohen-Cohen-发明了发明了DNADNA目的基因重组技术目的基因重组技术 -DNA-DNA重组技术在很大程度上得益于分子生物学、重组技术在很大程度上得益于分子生物学、微生物遗传学和核酸酶学等领域的发展微生物遗传学和核酸酶学等领域的发展 反过来反过来DNADNA重组技术的逐步成熟和发展重组技术的逐步成熟和发展 -对生命科学的许多领域产生了革命性的影响对生命科学的许多领域
4、产生了革命性的影响 -成为成为2020世纪以来发展最快的学科之一世纪以来发展最快的学科之一 -而受而受DNADNA重组技术的影响最为深刻的是生物技术,重组技术的影响最为深刻的是生物技术,-完成了从传统生物技术向现代生物技术的飞跃完成了从传统生物技术向现代生物技术的飞跃 现代生物技术是随着现代生物技术是随着DNADNA重组技术的发展而提出来重组技术的发展而提出来2022-10-3053 3、对现代生物技术的理解、对现代生物技术的理解 现代生物技术现代生物技术-是如何利用是如何利用DNADNA重组技术重组技术 -把它作为有效手段把它作为有效手段 -并非并非DNADNA重组技术就是现代生物技术重组技
5、术就是现代生物技术 仅仅有仅仅有DNADNA重组技术实现不了生物技术的产业化重组技术实现不了生物技术的产业化 4 4、现代生物技术的内涵、现代生物技术的内涵 根据当前生物技术的发展,给现代生物技术下一个定义:根据当前生物技术的发展,给现代生物技术下一个定义:以以DNADNA重组为主要手段,利用可再生性资源,依靠清洁、经济重组为主要手段,利用可再生性资源,依靠清洁、经济的生物反应器加工人类所需产品的可持续发展技术。的生物反应器加工人类所需产品的可持续发展技术。2022-10-3061 1、产业化、产业化(IndustrializationIndustrialization)-技术创新和商业化过程
6、技术创新和商业化过程 -目标产品质量目标产品质量 -市场需求市场需求 -可商业化程度可商业化程度2 2、生物技术产业化、生物技术产业化-当今生物高技术研究成果的必然当今生物高技术研究成果的必然 -生物技术具有显示强大生命力体现生物技术具有显示强大生命力体现 -涉及领域极其广泛(太空、海洋)涉及领域极其广泛(太空、海洋)3 3、生化工程重点研究生物技术产业化过程中瓶颈问题、生化工程重点研究生物技术产业化过程中瓶颈问题 -保证生物加工工艺设备条件,达到产品质量保证生物加工工艺设备条件,达到产品质量 -技术经济观念贯穿于生化工程研究始末,降低成本技术经济观念贯穿于生化工程研究始末,降低成本三、生物技
7、术产业化与生物化学工程三、生物技术产业化与生物化学工程2022-10-307四、生物化学工程与生物技术上中下游关系四、生物化学工程与生物技术上中下游关系1 1、生物技术的上、中、下游过程、生物技术的上、中、下游过程生物反应器生物反应器-作为生物反应过程的中心作为生物反应过程的中心 即中游加工即中游加工 -反应前与后的工序称为上游加工和下游加工反应前与后的工序称为上游加工和下游加工l l 上游加工上游加工-最重要的是提供和制备高产优质和足够数量最重要的是提供和制备高产优质和足够数量的生物催化剂的生物催化剂 即应用常规选育、基因工程、细胞工程和酶工程手段获即应用常规选育、基因工程、细胞工程和酶工程
8、手段获得优良菌株、细胞系或固定化的菌体等得优良菌株、细胞系或固定化的菌体等2022-10-308l l 下游加工下游加工-从反应液中提取目的产物从反应液中提取目的产物 加工精制成合格产品加工精制成合格产品l l 中游加工中游加工-生物反应器为中心生物反应器为中心生物化学工程生物化学工程-包括中下游两部分包括中下游两部分 2022-10-309五、生物化学工程学科五、生物化学工程学科-研究生物反应过程中共性工程技术问题研究生物反应过程中共性工程技术问题-为生物工程服务的化学工程为生物工程服务的化学工程-它即可视为化学工程的一个分支它即可视为化学工程的一个分支-又可认为是生物工程的一个组成部分又可
9、认为是生物工程的一个组成部分-生化工程为生物学和化学工程的纽带生化工程为生物学和化学工程的纽带2022-10-30101 1、基本概念、基本概念科学科学-探讨是什么?发现自然规律、认识自然探讨是什么?发现自然规律、认识自然技术技术-解决如何做?解决如何做?工程工程-根据科学原理和有关技术,组合出高效、合理的一定根据科学原理和有关技术,组合出高效、合理的一定结构的技术系统结构的技术系统六、工程概念理解与生物化学工程六、工程概念理解与生物化学工程2022-10-30112 2、工程学家的角色、工程学家的角色 科学科学-粘合剂粘合剂 技术技术-各种材料各种材料 工程学家象艺术家一样工程学家象艺术家一
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