【正文】 歧化反應(yīng)，相互氧化還原，生成等量的乙醇和乙酸 第二個轉(zhuǎn)折點： 青霉素 →抗菌素發(fā)酵工業(yè) 奠定了微生物發(fā)酵規(guī)?；幕A(chǔ) 液體深層培養(yǎng)需解決的兩個問題： 供 氧： 高效通氣攪拌供氧問題， 無菌空氣過濾技術(shù) 純種培養(yǎng)： 大型發(fā)酵罐培養(yǎng)基滅菌技術(shù)， 發(fā)酵罐防雜菌污染技術(shù)等 目前，大型化、高效、自動化、多樣化。 氨基酸發(fā)酵工業(yè)（ Glu、 Lys）。 發(fā)酵的人工控制 目的 最大限度的積累對人類有用的代謝產(chǎn)物 措施 改變微生物細(xì)胞膜的通透性 改變微生物的遺傳特性（誘變、重組等） 控制發(fā)酵條件（如溫度、 pH、 O2等） 發(fā)酵 概念 通過微生物的培養(yǎng)，大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過程 種類 固體發(fā)酵和液體發(fā)酵 抗生素發(fā)酵、維生素發(fā)酵、氨基 酸發(fā)酵等 需氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵 ?代謝的人工控制 —— 改變膜的透性 改變細(xì)胞膜的透性，使谷氨酸迅速排放到細(xì)胞外面，解除谷氨酸的抑制作用。 又如：谷氨酸棒狀桿菌在溶氧不足時，生 成的產(chǎn)物是乳酸或是琥珀酸。 ★ 增加微生物控制代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的基因 ★ 拷貝數(shù)，提高產(chǎn)量； ★ 構(gòu)建基因工程菌株； ★ 轉(zhuǎn)基因動、植物； ★ 海洋微生物技術(shù)。 Traditional ? Biochemical engineering Modern 1. 目前能廣泛接受的 國際合作及發(fā)展組織的定義 生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理 ， 依靠微生物 、動物 、 植物體作為反應(yīng)器將物料進(jìn)行加工以提供產(chǎn)品來為社會服務(wù)的技術(shù) 。 現(xiàn)代生物技術(shù) 現(xiàn)代生物技術(shù)的產(chǎn)生 （ 1953） Watson和 Crick發(fā)現(xiàn)了 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 奠定了現(xiàn)代分子生物學(xué)的基礎(chǔ) （ 1973） Boyer和 Cohen發(fā)明了 DNA目的基因重組技術(shù) DNA重組技術(shù)在很大程度上得益于分子生物學(xué) 、 微生物遺傳學(xué)和核酸酶學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展 反過來 DNA重組技術(shù)的逐步成熟和發(fā)展 — 對生命科學(xué)的許多領(lǐng)域產(chǎn)生了革命性的影響 成為 20世紀(jì)以來發(fā)展最快的學(xué)科之一 而受 DNA重組技術(shù)影響最為深刻的是生物技術(shù) ， 完成了從傳統(tǒng)生物技術(shù)向現(xiàn)代生物技術(shù)的飛躍 現(xiàn)代生物技術(shù)是隨著 DNA重組技術(shù)的發(fā)展而提出來 現(xiàn)代生物技術(shù) 是如何利用 DNA重組技術(shù) 把它作為有效手段 并非 DNA重組技術(shù)就是現(xiàn)代生物技術(shù) 僅僅有 DNA重組技術(shù)實現(xiàn)不了生物技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化 根據(jù)當(dāng)前生物技術(shù)的發(fā)展 ， 給現(xiàn)代生物技術(shù)下一個定義： 現(xiàn)代生化工程（生物技術(shù)）： 以 DNA重組為主要手段，依靠清潔、經(jīng)濟(jì)的生 物反應(yīng)器（ bioreactor） ,利用可再生性資源 （ renewable resource）加工人類所需產(chǎn)品的具有 可持續(xù)發(fā)展 （ sustainable development）特性 的技術(shù)。生物技術(shù)（ biotechnology，又名生物工藝學(xué)）則涉及的是 生物催化反應(yīng)（ biocatalytic reaction）過程 。 ? 國內(nèi)，一般生物工程理解為一個廣義的概念。 生物技術(shù)的多學(xué)科性示意圖 產(chǎn)業(yè)化 （ Industrialization） 技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)化過程 目標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量 市場需求 可商業(yè)化程度 生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化 當(dāng)今生物高技術(shù)研究成果的必然 生物技術(shù)具有顯示強(qiáng)大生命力體現(xiàn) 涉及領(lǐng)域極其廣泛（太空、海洋） 生化工程重點研究生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化過程中瓶頸問題 保證生物加工工藝設(shè)備條件，達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量 技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀念貫穿于生化工程研究始末，降低成本 生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化與生物化學(xué)工程 生物化學(xué)工程與生物技術(shù)上中下游關(guān)系 生物技術(shù)的上、中、下游過程 生物反應(yīng)器 作為生物反應(yīng)過程的中心 即中游加工 反應(yīng)前與后的工序稱為上游加工和下游加工 l 上游加工 最重要的是提供和制備高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和足夠數(shù)量的生物催化劑 即應(yīng)用常規(guī)選育、基因工程、細(xì)胞工程和酶工程手段獲得優(yōu)良菌株、細(xì)胞系或固定化的菌體等 FERMENTATION Process Control Biotechnology 上游工程 UPSTREAM PROCESSES 下游工程 DOWNSTREAM PROCESSES 生物技術(shù)組成 從廣義上講，由三部分組成： 上游工程、中游工程、下游工程 UPSTREAM PROCESSES geics, cell … inoculum development media formulation sterilization inoculation FERMENTATION Process Control 上游工程 Biotechnology DOWNSTREAM PROCESSES product extraction, purification amp。 而工程學(xué)是慢慢的發(fā)展而來的 自然科學(xué)家與工程科學(xué)家的比較 科學(xué)家按學(xué)科分類，根據(jù)結(jié)果分析、嚴(yán)格理論推導(dǎo) 分解的觀點 工程師面對實際問題的綜合性的、多學(xué)科 靠工程技術(shù)經(jīng)驗，半理論、半經(jīng)驗性的 系統(tǒng)性、整體性的觀點 生命現(xiàn)象的本質(zhì)？ 生命活動的規(guī)律？ 19世紀(jì)： 細(xì)胞是生命的基本單位 ?細(xì)胞學(xué)說： 細(xì)胞是動植物結(jié)構(gòu)和功能的基本單位 ，