第一章导论1
1生物工程的特征生物工程是属于应用生物科学和技术的一个领域,它包含生物或其亚细胞组分在制造业、服务业和环境管理等方面的应用
生物技术利用病毒、酵母、真菌、藻类、植物细胞或者哺乳动物培养细胞作为工业化处理的组成部分只有将微生物学、生物化学、遗传学、分子生物学、化学和化学工程等多种学科和技术结合起来,生物工程的应用才能获得成功
生物工程过程一般包括细胞或菌体的生产和实现所期望的化学改造
后者进一步分为:(a)终产物的构建(例如,酶,抗生素、有机酸、甾类);(b)初始原料的降解(例如,污水处理、工业垃圾的降解或者石油泄漏)
生物工程过程中的反应可能是分解代谢反应,其中复合物被分解为简单物质(葡萄糖分解代谢为乙醇),又或者可能是合成代谢反应或生物合成过程,经过这样的方式,简单分子被组建为较复杂的物质(抗生素的合成)
分解代谢反应常常是放能反应过程,相反的,合成代谢反应为吸能过程
生物工程包括发酵工程(范围从啤酒、葡萄酒到面包、奶酪、抗生素和疫苗的生产),水与废品的处理、某些食品生产以及从生物治疗到从低级矿石种进行金属回收这些新增领域
正是由于生物工程技术的应用多样性,它对工业生产有着重要的影响,而且,从理论上而言,几乎所有的生物材料都可以通过生物技术的方法进行生产
据预测到2000年,生物技术产品未来市场潜力近650亿美元
但也应理解,还会有很多重要的新的生物产品仍将以化学方法,按现有的生物分子模型进行合成,例如,以干扰为基础的新药
因此,生命科学与化学之间的联系以及其与生物工程之间的关系更应阐释
生物工程所采用的大部分技术相对于传统工业生产更经济,耗能低且更加安全,而且,对于大部分处理过程,其生产废料是经过生物降解的,无毒害
从长远角度来看,生物工程为解决世界性难题提供了一种方法,尤其是那些有关于医学、食品生产、污染控制和新能源开发方面的问题
2生物工程的发展历