现代生物技术的应用现状及发展趋势 ppt
现代生物技术ppt课件
可再生、低碳排放、资 源丰富等。
THANKS.
农业废弃物的生物处理技术 利用微生物的分解作用将农业废弃物转化为有机肥料或生 物能源。
农业废弃物生物处理的优点 减少环境污染、提高资源利用率、促进农业可持续发展等。
生物技术在工业领域
08
的应用
生物催化与生物转化
生物催化剂
利用酶或微生物细胞作为催化剂，加速化学反应的 速度，提高产物的纯度和收率。
生物转化
通过培养转化后的受体细胞，诱导目的基因 的表达，并对表达产物进行检测和分析。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程技术将外源基因导 入作物中，使其具有抗虫、抗病、
抗除草剂等优良性状。
基因治疗
利用基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷 基因，达到治疗遗传性疾病的目 的。
生物制药
利用基因工程技术生产重组蛋白 药物、抗体药物等生物药物，用 于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
固定化方法
物理吸附、化学交联、包埋法等。
酶的性质与催化机制
01
02
03
酶的性质
高效性、专一性、可调节 性、不稳定性等。
催化机制
酶通过降低反应的活化能， 加速反应的进行。
酶的结构与功能
酶的活性中心、辅因子、 别构效应等。
酶工程的应用实例
工业应用 洗涤剂、食品加工、皮革加工等。
医药应用 药物合成、疾病诊断、基因工程等。
氨基酸的生产
以谷氨酸为例，阐述发酵法生产氨基酸的原 理、工艺及应用。
酶制剂的生产
以淀粉酶为例，介绍利用发酵工程生产酶制 剂的方法、应用领域及市场现状。
酶工程
05
酶的分离纯化与固定化
生物科技行业的现状及未来发展
生物科技行业的现状及未来发展随着科技的不断进步和创新，生物科技行业在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
这个行业涵盖了生物学、医学、化学等多个学科的知识，以应用于医药、农业和环境保护等领域，旨在提高人类生活质量并解决全球性的挑战。
本文将探讨生物科技行业的现状以及未来的发展前景。
一、生物科技行业的现状生物科技行业目前正处于快速发展的阶段。
与传统工业相比，生物科技的优势在于其对环境的可持续性影响较小，同时也提供了更多的创新机会。
基因工程、生物制药和农业生物技术等领域的突破性创新正在推动行业的发展。
例如，基因编辑技术的出现让我们有能力精确地改变生物体的基因组，这对疾病的治疗和农作物的改良具有重要意义。
生物科技行业对医药领域的贡献尤为突出。
近年来，各种基于生物技术的药物不断涌现，使得治疗方案更具针对性。
通过分子生物学的研究，科学家们对癌症等疾病的了解更加深入，为新药的开发提供了更多可能。
同时，生物技术还在制药过程中引入了更多的智能化和自动化，使得生产效率大大提高。
二、生物科技行业的未来发展随着技术的不断进步和投资的增加，生物科技行业的未来发展前景广阔。
以下是一些可能的趋势和发展方向：1. 创新药物的开发：生物科技在新药物的开发中将继续起到关键作用。
基于基因编辑技术的个体化疗法有望成为未来的一个重要方向。
通过对患者基因组的了解，我们可以开发出更具针对性和有效性的治疗手段。
2. 农业生物技术的应用：随着全球人口的不断增长以及食品安全问题的日益突出，农业生物技术的应用将越来越重要。
通过基因改良，我们可以提高作物的产量和抗病性，从而确保全球的粮食供应。
3. 人工智能与生物科技的结合：人工智能的发展为生物科技行业带来了更多机会和挑战。
通过将AI技术与生物学的研究相结合，可以提高研发的效率和精确性。
例如，AI可以帮助生物学家分析大规模的基因组数据，从中挖掘出有价值的信息。
4. 生物能源的开发：生物能源对于解决全球能源危机具有重要意义。
现代环境生物技术PPT课件
王建龙 文湘华 编著
环境工程教研室
谯
华
环境污染生物降解
夏北成 化学工业出版社
环境微生物工程
参 考 污染控制微生物 书 目 生物化学
微生物学microbiology
马文漪等 南京大学出版社 徐亚同等 化学工业出版社 王希成 清华大学出版社
J.Nicklin 科学出版社
基因与伦理
范冬萍等 羊城晚报出版社
DNA的双螺旋结构
世界首只克隆羊“多莉”
（二）意义
生物技术作为一个现代前沿学科领域，受到当今世界
各国的广泛关注，全球生物技术每年创造的产值约5000亿
一 、
美元，单项产品产值高达40亿美元，仅美国生物技术产值
达2240亿美元。 引
言
比如“三色”农业－绿色“露天农业” 、白色“工
厂农业”、蓝色“水生农业”。其中白色农业主要表示这
得到了影像，从而分辨出这种分子的维度、角度和形状； 引 她发现DNA是螺旋结构，至少两股，其化学“信息”面 言 向进里面。
1973：第一个成功的克隆转化实验，第一个有目的的 基因重组实验，是现代生物技术的标志。
1997：英培育出世界上第一例体细胞克隆动物“多莉” 羊，2003年2月14日去世。
1998：日本培育出体细胞克隆动物8头牛犊。
美国于2003年3月5日启动了牛基因组测序工程，将 言 能够改进牛奶和牛肉制品的质量以及提高食品的安全系
数。诸如此类，将为人类开创美好的明天。
一种新的软件MyGrid将加快人类基因组解读，而且 它还可以自动找到与该研究有关的信息，搜索基因和蛋 白质数据、调节网络和任何其它相关信息。
（一）定义
生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工
现代生物技术 ppt课件
④ 有目的产品: 目的产品有三新特 征: 新遗传功能、新遗传性状、新 物种。要有合乎人类所需的工业、 农业、医疗和食品产品。
⑤ 高新技术起重要作用。
二. 生物技术的产生与发展
生物技术的发展两个阶段 传统生物技术 现代生物技术两个阶段。
1. 传统生物技术
传统生物技术的发展（经典+近代） • 1 000多年前, 当人类用发方法制备酒、醋、
产业, 处分子水平、新技术前沿。
❖ 高综合：跨学科专业, 位多学科发展的交叉点上，
涉及的行业多、范围广。
❖ 高投入, 与其他技术比较, 在资金、人员、设备、
试剂及研发上投资大。
❖ 高竞争，各国、各行业、个单位之间，在技术、
时效性、知识及人才上竞争激烈。
❖ 高风险，上述原因造成一定风险，加上
技术风险带来高风险。
2. 现代生物技术
自1953年起，分子遗传学的兴起与发展，
DNA转移和重组工程 有性繁殖，转基因技术：
细胞工程 转基因药物 转基因动植物 无性繁殖，克隆技术
特别是DNA重组技术可以
改变生物的遗传性状, 使分离高产量的工程菌变的容易, 简化了生产过程；
扩大了反应器范围， 从发酵罐发展到细胞、植物及动物个 体天然生物反应器。
酱及食品等, 此时主要是生物技术的经验 阶段。 • 19世纪人们才有意识地大规模利用酵母发 酵，并形成产业。 • 20世纪初，提出了生物技术这一概念。
• 1928年，青霉素的发现使生物技术 从 单纯的食品、饲料制备扩展到抗生素产品， 该产业至今长盛不衰。
• 20世纪 50年代和60年代，生物技术增 添了氨基酸发酵和酶制剂工业新成员。
❖ 21世纪是生物生命世纪，生物技术将成为 21世纪高技术革命的核心内容。
生物技术的发展现状与未来趋势分析
生物技术的发展现状与未来趋势分析生物技术是指利用生物学和生物工程学的原理以及现代科学技术手段来改造和利用生物体，从而实现人类需求的科技领域。
近年来，随着科学技术的不断进步，生物技术在医疗、农业、环保等领域的应用逐渐扩大，并呈现出一些新的发展趋势。
一、现状分析在医疗领域，生物技术的应用已经取得了重大突破。
例如，基因测序和基因编辑技术的进步使得人类对遗传疾病有了更深入的了解，同时也为基因治疗提供了更多可能性。
通过修复受损基因、基因替代或基因靶向药物等手段，生物技术为疾病治疗提供了新的解决方法。
在农业领域，生物技术的应用也日益增多。
例如，转基因作物的开发和广泛种植为农作物的增产和抗病虫害提供了有效手段。
通过插入特定基因，转基因作物具有更好的抗旱、抗虫、抗病等特性，同时也可以提高产量和质量，为解决全球粮食安全提供了希望。
在环保领域，生物技术的应用对于减少污染和修复生态环境也具有重要意义。
例如，生物降解技术可以利用微生物代谢特性将有机废物分解为无害物质，从而减少对环境的不良影响。
此外，生物多样性保护和恢复也是生物技术研究的热点，通过搭建生物保护区、开展植物保护和动物保护等工作，有助于保护珍稀物种，维护生态平衡。
二、未来趋势展望未来的生物技术发展将呈现以下几个趋势：1. 精准医学的发展：随着基因测序和基因组学的快速发展，精准医学将成为生物技术应用的重要方向。
通过对个体基因组信息进行深入研究，可以实现对个性化治疗的精准预测和指导。
同时，基因组编辑技术的发展也将进一步提高基因治疗的成功率和安全性。
2. 合成生物学的兴起：合成生物学是一门综合了生物学、工程学和计算机科学等学科的新兴领域。
未来，合成生物学的发展将有助于构建人工生命系统，实现对生物体功能的精确控制和优化设计。
这有望为生物制造、能源生产、废弃物处理等领域带来革命性的变化。
3. 环境修复技术的突破：随着全球环境问题的日益严重，生物技术在环境修复方面的应用也将迎来重大突破。
现代生物技术简介(课件)
5.6 生物传感器
6 生物技术与农业
6.1 植物生物技术
6.2 动物生物技术
7 生物技术与食品
7.1 生物技术与食品加工
7.2 生物技术与食品检测
7.3 遗传工程食品
8 生物技术与人类健康
8.1 生物技术与疫苗
8.2 生物技术与疾病诊断
8.3 生物技术与生物制药
我国政府同样把生物技术列为高新技术之一， 并组织力量追踪和攻关。
当代的生物技术为什么会引起世界各国如此 普遍的关注和重视?
它同国民经济的发展有什么样的关系?
它同理、工、农、医等科技和生产实践的发 展，以及同国计民生又是怎样的关系?
首先，生物技术是解决全球性经济问题的关 键技术，
在迎接人口、资源、能源、食物和环境等五大 危机的挑战中将大显身手。
11 对生物技术发明的保护
12 生物技术的安全性及其影响
1 生物技术总论
学习目的 了解生物技术的含义、特点以及生物技术的发
展史。 了解生物技术的各项技术及其相互关系。 认识生物技术的应用领域及其对人类社会发展
的影响。
人类所面临的食品短缺、健康问题、环境问题 及经济问题的挑战是至关重要的，所以许多国 家都将生物技术确定为增强国力和经济实力的 关键性技术之一。
本书主要讨论现代生物技术。
1．1 生物技术的含义
1．1．1、生物技术的定义
生物技术(biotechnology）， 也称生物工程(bioengineering) 是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程
技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的 设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所 需产品或达到某种目的。
现代生物技术简介
生物工程产业现状及发展方向
生物工程产业现状及发展方向以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术在近20年的发展中受到了全球科技界和企业界的普遍关注，有许多专家认为21世纪将是生命科学的世纪。
现代生物技术之所以能受到各界的重视，一方面是由于现代生物技术发展迅速，用途广泛，生物技术的应用范围已遍及医药、农业、食品、能源、环保等各个领域;另一方面是由于现代生物技术可以解决人类发展所面临的许多难题，如人口膨胀、粮食短缺、资源枯竭、环境污染等。
人们越来越认识到了生物技术在全球经济进程中的重要性和必要性。
由于生物技术是以生物(动物、植物、微生物、培养细胞等)为基本资源，因此其原料具有再生性，同时生物系统生产产品产生的污染物少，对环境的破坏性很小或几乎没有，重组微生物甚至还可以消除环境中的污染物。
鉴于生物技术产业的以上特点，清洁、经济并且可持续发展的生物技术必然会在21世纪获得更大发展。
一、全球生物技术产业状况1. 全球生物技术市场迅速扩张各国政府竞相制定生物技术发展计划，政府和企业界投入巨资，国家实行优世界上第一家生物技术公司——惠政策，促进生物技术产业的发展。
1976年，美国遗传技术公司(Genentech) 在美国诞生，它标志着生物工程产业从此开始，从而揭开了一场波及全世界的生物工程产业革命的序幕。
1982年，人类有史以来第一个基因工程药物——基因重组人胰岛素问世。
现在，美国的生物技术公司已达到1300多家，欧洲800多家生物技术公司，日本也有300多家生物技术公司。
生物技术产业正进入一个迅速发展的时期，具体表现为:进入生物技术领域的企业增多，企业对于生物技术的科研投资增大，有更多的生物产品申请注册。
在20世纪80年代，许多专家曾预测到20世纪末，全球现代生物技术产品的销售额将达到100亿美元左右。
然而，到1994年，仅美国的医学生物工程产品年总销额就超过了40亿美元，1992年日本的医学生物高技术产品销售额也已超过4000亿日元。
现代科学技术的发展现状及展望ppt
现代科学技术发展的现状及展望
2.1 一种技术：计算机技术
• 世界上第一台电子计算机—ENINC （1945年美国莫切利和埃克特发明 ）。
• 电子计算机经历了电子管、半导体、集成电路、大规 模和超大规模集成电路几代的发展。
• 目前计算机的计算速度已达每秒12万亿次。
图1.世界上第一台电子计算机ENINC（上） “曙光1000”大规模并行计算机系统（下）
发展为标志 。 （20世纪后半期）
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现代科学技术发展的现ຫໍສະໝຸດ 及展望1 概况（续） 1.4 世界科技中心在不断转移
• 早在7-12世纪以前，我国科学技术的发展经久不衰。 • 1540-1610年转至意大利。 • 1660-1730年转至英国。 • 1770-1830年转到法国。 • 1810-1920年转到德国。 • 1920-现在转移到美国 。 • 21世纪中叶可能又转移到东方, 即中国和日本 。
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现代科学技术发展的现状及展望
3.2 两大问题：资源问题、环境问题
万同胞死于废墟之中） 2. 陆地的形成（有6大洲，非洲与南美洲
很早以前连在一起）
图4 地球板块模型
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现代科学技术发展的现状及展望
4 DNA双螺旋结构模型
• DNA 双螺旋结构模型的提出，对研究细胞核 及基因的结构、组成和功能，都起到十分重 要的作用。
图5 核糖核酸双螺旋结构模型
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现代科学技术发展的现状及展望
• 1999年格林提出了超弦理论，将相对论与量子论统一起来（这一理论还需要通过实践加以证明）。
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现代科学技术发展的现状及展望
2. 3 三项突破 1 核能利用
• 1951年美国建成第一座核电站，核能 开始和平利用。
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3 新生物资源的开发及利用
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2〉转基因技术和生物反应器 3〉改良微生物的苗种性能
生物技术已用于啤酒酵母的改造，如将α-乙酰 乳酸 脱羧酚基因克隆到啤酒酵母中进行表达，可降低啤酒双 乙酰含量而改善啤酒风味
4〉应用于食品酶制剂的生产
从微生物细胞制备酶的流程，某些酶则需纯度要求 很高的酶剂须经几种方法乃至多次反复处理、利用基因 工程技术不但可以成倍的提高酶的活力，而且还可以将 生物酶基因克隆到微生物中， 构建生物工程菌来生产 酶。
现代生物技术的应 用现状及发展趋势
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包括传统生物技术和现代生物技术。现代生物技 术和传统动生物技术之间既有联系，又有区别。传统生物技 术，也可以称为第一代生物技术，是基于醋酸、乙醇和乳酸 发酵为基础，经过长期的发展而建立起来的。现代生物技术 则是在传统生物基础上发展起来的，以DNA重组技术的建立 为标志，以现代生物学研究成果为基础，以基因或基因组为 核心，生物技术产业以基因产业为核心，并辐射到各个生物 科技领域。现代生物技术是20世纪70年代初在分子生物学、 生物化学、生化工程、微生物学、细胞生物学和电子计算机 技术基础上形成的综合性技术。
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12
谢 谢 观看-Fra bibliotek13-
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21世纪的食品工业将是一个继续快速发展的行业，随着 现代生物技术的进一步发展和应用，食品行业发生变革是必 然的趋势。21世纪将是生物技术的光辉世纪，食品工业将成 为现代生物技术应用最广阔、最活跃、最富有挑战性的领域 ，随着现代生物技术在食品领域的广泛应用，食品工业将不 再是传统农业食品的概念，工业食品将在人们日常生活中占 据重要的地位。我们要充分利用世界生物技术迅猛的锲机， 重视食品生物技术的研究，利用现代生物技术，促进我国食 品工业的改革，实现我国食品工业的健康有序地发展。
新生物资源包括一些未开发的植物、动物及微生物等，对中国而言 ，传统中药材是一个宝库，很多中药本身就是食品，这方面日本已十分 先进，尤其是确定重要的品种规范，种植规范，成份的稳定性以及动物 临床试验的验证，以制造出能够被世界广泛接受的功能食品.另外，海 洋生物尤其是海洋藻类也是一个十分重要的生物资源。研究表明，大部 分微藻含有生物活性物质，并且可安全食用。中国可使用的生物资源十 分丰富，其中很多品种尚未开发，而其中一部分还具有十分优良的遗传 特性..如果采用现代生物技术，相信中国食品工业尤其是功能食品工业 会有长足的发展，并在世界食品工业占据重要地位。
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3 发酵工程的应用
发酵工程是将微生物学、生物化学和化学工程学的 基本原理有机的结合起来，是一门利用微生物的生长和
代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。
1〉改变传统的食品加工工艺 2〉以现代发酵工程改造传统发酵产品
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4 酶工程应用
1〉食品生产加工 2〉食品保鲜
生物酶用于食品保鲜主要就是制造一种有利食品保质的环 境，它主要根据不同食品的所含的酶和种类，而选用不同的生 物酶，是食品所含的不利食品保质的酶受到抑制或降低其反应 速度，从而达到保鲜目的。 3〉食品的分析与检测
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一、现代生物技术在食品工业中的应用现状
1 基因工程的应用
1〉改良食品加工的原料 应用基因工程技术，可以将任何生物的形状转移到植物、
动物和微生物中，这项技术现已用于改造或转化当今用作食品 的植物、动物和微生物。
★抗病、抗逆、抗虫、抗旱、抗除草剂系农作物 ★速生高产生物 ★具有特殊性能的基因工程
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1 大力开发食品添加剂新品种
根据国际上对食品添加剂的要求： 一是用生物法代替化学法合成的食品添加剂，迫切 需要开发的有保鲜剂、香精香料、防腐剂、天然色 素； 二是大力开发功能性食品添加剂，如具有免疫调节 ，延缓衰老，抗疲劳，耐缺氧，抗辐射，调节血脂 ，调节肠胃功能性组分。
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2 发展微生物的保健食品
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4
2 细胞工程的应用
细胞工程就是在细胞水平研究开发利用各类生物 细胞的工程技术。主要由细胞培养、细胞融合及细胞代 谢物的产业。
1〉植物细胞培养技术 在人工控制条件下，以植物细胞培养的方法生产有
用的植物次生代物。它不依赖气候和土壤条件，节省了 土地，无微生物和虫害的侵袭。 2〉动物细胞培养技术
在动物细胞培养技术运用中，现已成功地培育出 “四倍体复合银鲫鱼” “人工复合三体鲤鱼”大面体 饲养试验显示出明显快速生长特性。
由于酶具有特异性，因此它适合于植物和动物材料的化合 物的定性和定量分析.
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二、现代生物技术在食品工业中应用前景展望
现代生物技术在食品工业中的应用越来越广泛， 它不仅用来制造某些特殊风味品；还用于改进食品加 工工艺和提供新的食品资源，食品生物技术已成为食 品工业的支柱，是未来发展最快的食品工业技术之一 ，具有广阔的前景和美好的未来。