生物工艺学-汇总
1525页1、生物工艺学 Biotechnology,课时 64学时,讲课 48,实验16 任课老师:周洪波 email: Tel: 8877216(O),本课程学习目的,主要讲述生物技术产品在生产过程中工艺技术的共性原理和实践为主,为其他专业课如发酵工程、酶工程、环境微生物工程等的学习打基础。,Screening of nature circumstances,Upstream Process,Mutation,Via chemical or physical, and biological means,Upstream Process,Downstream Process Development,主要内容,绪论/2 菌种选育/8 微生物代谢调节/6 微生物培养基/2 灭菌/3 种子扩大培养/1,发酵工艺控制/8 生物反应动力学及过程分析/8 酶催化反应/4 动植物细胞培养/4 微藻培养技术/2,1 绪论,生物技术的定义和性质 生物技术的发展及应用概况 生物技术的发展趋势,1.1 生物技术定义和性质,生物工艺学:Biotechnology, 大多称为生物技术,同义。 国际经济合作与发展组织(IE
2、CDO):应用自然科学与工程学的原理,依靠生物作用剂(Biological agents)的作用将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术。,生物作用剂、产品、物料,“生物作用剂” 是指从活的或死的微生物、动物或植物的机体、组织、细胞、体液以至分泌物以及从上述组分中提取出来的生物催化剂(Biocatalyst)酶或其他生物活性物质; 提供的产品可以是工业、农业、医药、食品等 被作用的“物料”可以是有关的生物机体或有关的器官、细胞、体液或其经加工的组分以及少量必要的无机物质。,涉及的学科,自然科学:生物学、化学、物理学等以及它们的分支学科、交叉学科,如微生物学、动物学、植物学、生物化学、分子生物学等,以及医学、药学、农学等; 工程学:化学工程、机械工程、电气工程、电子工程、自动化工程等,还有派生出许多交叉分支学科如生物化学工程、生物医学工程、生物药学工程、生物信息学bioinformatics等。 Bio-X,生物技术与生物工程,新编辞海(2000年版) : 生物工程学:一门跨学科的应用技术学科。是20世纪70年代初在分子生物学、遗传学、细胞学、微生物学以及生物化学工程和计算机等学科
3、的基础上发展起来的。运用基因工程、细胞融合、固定化酶以及细胞或组织培养和生物传感器技术等工程技术原理,加工生物材料或定向地组建具有特定性状的新物种或新品系为人类提供所需的各种产品和服务,”。,生物工程(Bioengineering),Biotechnology&Bioengineering.(生物技术和生物工程) 国际上大多称为Biotechnology,我国翻译时使用生物技术和生物工程(更为普遍)。 学科性质:学科设置 生物工程为工科 生物技术为理科,1.2 生物技术的发展及应用概况,经验生物技术时期 近代生物技术的形成和发展时期 近代生物技术的全盛时期 现代生物技术的建立和发展时期,1.2.1 经验生物技术时期(从人类出现到19世纪中期),酿酒和制醋为人类最早掌握的生物技术之一。 我国在仰韶文化(距今5000-7000年)、龙山文化(距今40004200年)有酒器出现。 文献中有夏禹命令臣仪侠酿酒、杜少康(杜康)造书秫酒的记载(公元前21-20世纪)。 古埃及、中亚两河流域在公元前4030世纪开始酿酒。 酱、酱油、泡菜、奶酒、干酪的制作,面团发酵,粪便和秸秆的沤制等也属于古老的发酵
4、技术。 特点:知其然不知其所以然,中国古代的酒器,1.2.2 近代生物技术建立时期(19世纪50年代至20世纪40年代),发酵技术进步及其本质的认识: 1683年 Leenwenhoek制成了显微镜,发现微生物。 1857年Pasteur证明酒精发酵是由活酵母引起;葡萄酒的酸败是由于醋酸菌的第二次发酵引起。发明低温杀菌法(pasteurization),挽救了法国的葡萄酒酿造业,被誉为“发酵之父”; 纯培养技术建立 1872年,Brefeld创建了霉菌的纯培养; 1881年,Robert Koch建立细菌纯培养技术; 1878年,丹麦的Hansen建立啤酒酵母的纯培养。,酶的发现 1897年,德国人毕希纳(Buchner) 发现磨碎了的酵母仍能使糖发酵产生酒精,将该具有发酵能力的物质称为酶。产生生物化学学科。 1926年美国的生化学家萨姆纳(J.B. Summer)证实了从刀豆中获得的结晶脲酶是一种蛋白质,其后分别在1930年和1937年获得了胃蛋白酶和过氧化氢酶等晶体,说明酶是一类蛋白质; 1928年英国的弗莱明(AFleming)发现青霉素; 1937年马摩里(Mamoli)和维赛
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