生物工程生物技術(shù)專業(yè)英語翻譯(一)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章導(dǎo)論1.1 生物工程的特征生物工程是屬于應(yīng)用生物科學(xué)和技術(shù)的一個(gè)領(lǐng)域，它包含生物或其亞細(xì)胞組分在制造業(yè)、服務(wù)業(yè)和環(huán)境管理等方面的應(yīng)用。生物技術(shù)利用病毒、酵母、真菌、藻類、植物細(xì)胞或者哺乳動(dòng)物培養(yǎng)細(xì)胞作為工業(yè)化處理的組成部分。只有將微生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、化學(xué)和化學(xué)工程等多種學(xué)科和技術(shù)結(jié)合起來，生物工程的應(yīng)用才能獲得成功。生物工程過程一般包括細(xì)胞或菌體的生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)所期望的化學(xué)改造。后者進(jìn)一步分為：（a） 終產(chǎn)物的構(gòu)建（ 例如，酶，抗生素、有機(jī)酸、甾類）；（b） 初始原料的降解（例如，污水處理、工業(yè)垃圾的降解或者石油泄漏）。生物工程過程中的反應(yīng)可能是

2、分解代謝反應(yīng)，其中復(fù)合物被分解為簡單物質(zhì)（葡萄糖分解代謝為乙醇），又或者可能是合成代謝反應(yīng)或生物合成過程 ，經(jīng)過這樣的方式，簡單分子被組建為較復(fù)雜的物質(zhì)（抗生素的合成）。分解代謝反應(yīng)常常是放能反應(yīng)過程，相反的，合成代謝反應(yīng)為吸能過程。生物工程包括發(fā)酵工程（范圍從啤酒、葡萄酒到面包、奶酪、抗生素和疫苗的生產(chǎn)），水與廢品的處理、某些食品生產(chǎn)以及從生物治療到從低級(jí)礦石種進(jìn)行金屬回收這些新增領(lǐng)域。正是由于生物工程技術(shù)的應(yīng)用多樣性，它對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有著重要的影響，而且，從理論上而言，幾乎所有的生物材料都可以通過生物技術(shù)的方法進(jìn)行生產(chǎn)。據(jù)預(yù)測，到2000年，生物技術(shù)產(chǎn)品未來市場潛力近650億美元。但也應(yīng)理解，

3、還會(huì)有很多重要的新的生物產(chǎn)品仍將以化學(xué)方法，按現(xiàn)有的生物分子模型進(jìn)行合成，例如，以干擾為基礎(chǔ)的新藥。因此，生命科學(xué)與化學(xué)之間的聯(lián)系以及其與生物工程之間的關(guān)系更應(yīng)闡釋。生物工程所采用的大部分技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)更經(jīng)濟(jì)，耗能低且更加安全，而且，對(duì)于大部分處理過程，其生產(chǎn)廢料是經(jīng)過生物降解的，無毒害。從長遠(yuǎn)角度來看，生物工程為解決世界性難題提供了一種方法，尤其是那些有關(guān)于醫(yī)學(xué)、食品生產(chǎn)、污染控制和新能源開發(fā)方面的問題。1.2 生物工程的發(fā)展歷史與一般所理解的生物工程是一門新學(xué)科不同的是，而是認(rèn)為在現(xiàn)實(shí)中可以探尋其發(fā)展歷史。事實(shí)上，在現(xiàn)代生物技術(shù)體系中，生物工程的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)主要的發(fā)展階段。食品與

4、飲料的生物技術(shù)生產(chǎn) 眾所周知，像烤面包、啤酒與葡萄酒釀造已經(jīng)有幾千年的歷史；當(dāng)人們從創(chuàng)世紀(jì)中認(rèn)識(shí)葡萄酒的時(shí)候，公元前6000，蘇美爾人與巴比倫人就喝上了啤酒；公元前4000，古埃及人就開始烤發(fā)酵面包。直到17世紀(jì)，經(jīng)過列文虎克的系統(tǒng)闡述，人們才認(rèn)識(shí)到，這些生物過程都是由有生命的生物體，酵母所影響的。對(duì)這些小生物發(fā)酵能力的最確鑿的證明來自1857-1876年巴斯得所進(jìn)行的開創(chuàng)性研究，他被認(rèn)為是生物工程的始祖。其他基于微生物的過程，像奶制品的發(fā)酵生產(chǎn)如干酪和酸乳酪及各種新食品的生產(chǎn)如醬油和豆豉等都同樣有著悠久的發(fā)展歷史。就連蘑菇培養(yǎng)在日本也有幾百年的歷史了，有300年歷史的Agarius蘑菇現(xiàn)在在

5、溫帶已經(jīng)有廣泛養(yǎng)殖。所不能確定的是，這些微生物活動(dòng)是偶然的發(fā)現(xiàn)還是通過直觀實(shí)驗(yàn)所觀察到的，但是，它們的后繼發(fā)展成為了人類利用生物體重要的生命活動(dòng)來滿足自身需求的早期例證。最近，這樣的生物過程更加依賴于先進(jìn)的技術(shù)，它們對(duì)于世界經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了它們不足為道的起源。有菌條件下的生物技術(shù) 19世紀(jì)末，經(jīng)過生物發(fā)酵而生產(chǎn)的很多的重要工業(yè)化合物如乙醇、乙酸、有機(jī)酸、丁醇和丙酮被釋放到環(huán)境中；對(duì)污染微生物的控制通過謹(jǐn)慎的生態(tài)環(huán)境操作來進(jìn)行，而不是通過復(fù)雜的工程技術(shù)操作。盡管如此，隨著石油時(shí)代的來臨，這些化合物可從石油生產(chǎn)的副產(chǎn)品中以低成本進(jìn)行生產(chǎn)，因此，進(jìn)行這類化合物生產(chǎn)的工業(yè)就處于岌岌可危的境地。近

6、年來，石油價(jià)格的上漲導(dǎo)致了對(duì)這些早期發(fā)酵工藝的重新審視，與前面所講的食品發(fā)酵技術(shù)相比，這類發(fā)酵工藝相對(duì)簡單而且可進(jìn)行大規(guī)模操作生產(chǎn)。其它關(guān)于有菌生物技術(shù)的典型例子有廢水處理和都市固體垃圾堆肥。長期以來，人們利用微生物來分解和去除生活污水中的有毒物質(zhì)，及像化工業(yè)產(chǎn)生的小部分工業(yè)毒害垃圾。目前世界上進(jìn)行的發(fā)酵工程中，利用生物工程進(jìn)行污水處理的規(guī)模是最大的。將無菌消毒技術(shù)引入生物工程 20世紀(jì)40年代，由于大規(guī)模微生物培養(yǎng)這個(gè)復(fù)雜的生物技術(shù)的引入，生物工程的發(fā)展開始了新的方向，從而確保那些需要將污染微生物排除的特殊生物過程得以進(jìn)行。因此，通過對(duì)培養(yǎng)基和生物反應(yīng)器的提前滅菌消毒以及用來消除新進(jìn)入的污染

7、物的工程供應(yīng)，生物反應(yīng)中就只留有所選的生物催化劑。諸如此類，在生物工程中占有極大份額的產(chǎn)品有抗生素、氨基酸、有機(jī)酸、酶、多糖和疫苗。大部分這樣的過程是復(fù)雜的，成本昂貴，僅適于高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)，盡管這類產(chǎn)品的產(chǎn)量較大，但采用食品與釀造生產(chǎn)中較老的生物技術(shù)，它們的規(guī)模與商業(yè)回報(bào)都是很小的。生物工程的新領(lǐng)域 在最近的十年里，分子生物學(xué)和過程控制取得了長足的發(fā)展，不見開創(chuàng)了生物工程應(yīng)用的新領(lǐng)域，同時(shí)還大大提高了已有生物工程工業(yè)的效率和經(jīng)濟(jì)性。正是由于這些發(fā)現(xiàn)和發(fā)展，才會(huì)有對(duì)于未來生物工程在世界經(jīng)濟(jì)中所扮演角色的良好評(píng)價(jià)。（a） 基因工程 對(duì)于重要的工業(yè)用生物基因組的有性重組或突變操作一直是工業(yè)遺傳學(xué)

8、家革新目錄中的組成部分。重組DNA新技術(shù)包括溫和的進(jìn)行活細(xì)胞破碎、DNA提取、純化和利用高度專一性的酶進(jìn)行隨后的有選擇性切割；對(duì)目的基因片斷分類、鑒定、篩選和純化；用化學(xué)方法將目的基因連接到載體分子的DNA上及將重組DNA分子導(dǎo)入選擇的受體細(xì)胞進(jìn)行增值和細(xì)胞合成。重組DNA技術(shù)可較簡便的進(jìn)行基因組操作，而且可避免物種間與屬間的不相容性。無限可能性是存在的，人類胰島素與干擾素基因已導(dǎo)入了微生物細(xì)胞并進(jìn)行了表達(dá)。原生質(zhì)融合、多克隆抗體制備和組織培養(yǎng)技術(shù)（包括從細(xì)胞培養(yǎng)上清液中進(jìn)行植物的再生）的廣泛應(yīng)用對(duì)生物工程的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。（b） 酶工程 酶分離工程一直是許多生物技術(shù)過程的組成部分，而且隨

9、著允許對(duì)生物代謝產(chǎn)物進(jìn)行重新利用的更適合的固定化技術(shù)的發(fā)展，它們的代謝產(chǎn)物可被進(jìn)一步利用。利用固定化細(xì)菌的葡萄糖異構(gòu)酶生產(chǎn)高果糖漿，其發(fā)展具有特殊的重要意義（年產(chǎn)300萬噸）?；谏锎呋哪康?，未來的發(fā)展是細(xì)胞整體的固定化。（c） 生物化學(xué)工程 生物反應(yīng)器在生物工程過程中扮演了核心角色，它在初始原料或底物與終產(chǎn)物之間建立了聯(lián)系。生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)、過程調(diào)控技術(shù)與發(fā)酵過程的計(jì)算機(jī)監(jiān)控方面取得了重要進(jìn)展。盡管如此，許多年來，過程控制在生物工程工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用落后其在化學(xué)工程工業(yè)領(lǐng)域操作中的應(yīng)用，對(duì)生物工程產(chǎn)品新的處理方法（下游工程）將提高所有處理過程的經(jīng)濟(jì)性。因此，對(duì)高效回收工藝的設(shè)計(jì)的需求不斷增加

10、，尤其對(duì)于具有高價(jià)值產(chǎn)品例如L-天冬酰胺酶，其回收與發(fā)酵生產(chǎn)的成本比例約為3.0，而乙醇為0.16。然而，下游處理過程仍是生物工程中被忽視的部分。（d） 工程化產(chǎn)品和系統(tǒng) 利用蛋白質(zhì)和細(xì)胞固定化技術(shù)可進(jìn)行如抗體和酶這類生物分子的大量生產(chǎn)，這使應(yīng)用于生物診斷和生物解毒的新型傳感器得到了發(fā)展。這樣的系統(tǒng)可以與微電子裝置和終端計(jì)算機(jī)相連，從而在很多生物工程工業(yè)與服務(wù)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行精密的程序控制。生物工程有兩個(gè)典型的特點(diǎn)：與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系和各學(xué)科間的合作。從事生物工程的人員采用的技術(shù)來源于化學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、化學(xué)工程和計(jì)算機(jī)原理。他們的主要任務(wù)是對(duì)生物工程進(jìn)行革新、發(fā)展并對(duì)過程操作進(jìn)行優(yōu)化，

11、其中生化代謝體制有著根本和不可取代的位置。生物工程不是一門新的學(xué)科，而是一種實(shí)踐活動(dòng)，不同學(xué)科的專家學(xué)者們都將做出貢獻(xiàn)。我們對(duì)生命科學(xué)與生物工程必須清楚的區(qū)分開，生命科學(xué)所涉及的是生物知識(shí)的獲得，而生物工程則是生物知識(shí)的應(yīng)用。生物工程過程在大多數(shù)情況下是低溫下操作，耗能少，總體上依賴廉價(jià)的原料為底物。不同專業(yè)的生命學(xué)家和工程師將個(gè)人的努力貢獻(xiàn)于生物工程，生物工程學(xué)家這一術(shù)語作為涵蓋那些應(yīng)用自身技能知識(shí)進(jìn)行生物材料處理的科學(xué)家或工程師。 然而，這個(gè)術(shù)語它只能導(dǎo)致混淆，必須停止采用 。我們比較一下，一名生化工程師是一名過程工程師，他的職責(zé)是將生物學(xué)家的知識(shí)轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)實(shí)際操作中去。一名生化工程師應(yīng)當(dāng)

12、在生物過程的設(shè)計(jì)和操作方面受過科學(xué)和工程原理的訓(xùn)練。一個(gè)完美的生物工程師是不存在的，因?yàn)闆]有一個(gè)人同時(shí)成為微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、化學(xué)工程等專業(yè)的專家。然而，從事這方面工作的人員必須努力去學(xué)習(xí)了解其他組成學(xué)科的語言，不同專業(yè)的科學(xué)家之間共同語言的缺乏勢(shì)必會(huì)成為完全發(fā)揮生物工程潛在價(jià)值的主要阻力。1.3 生物工程的應(yīng)用生物工程過程可在其規(guī)模和價(jià)值的基礎(chǔ)上進(jìn)行評(píng)估。因此，大規(guī)模、低價(jià)值的產(chǎn)品或服務(wù)包括有水的凈化、廢水和垃圾處理及甲烷、乙醇、菌體和動(dòng)物飼料的生產(chǎn)；相對(duì)大容量、高價(jià)值的中間體產(chǎn)品包括氨基酸與有機(jī)酸、食品、面包酵母、丙酮、丁酮和某些多聚物，然而那些小規(guī)模、價(jià)值高的產(chǎn)品包括抗生素、

13、干擾素、疫苗、單克隆抗體、酶和維生素。從工業(yè)發(fā)展規(guī)模角度進(jìn)行考慮，而不是單個(gè)生產(chǎn)單元大小的角度，現(xiàn)在和未來的生物工程可簡單的分為三個(gè)領(lǐng)域：（a） 小規(guī)模生物工程是專指那些只利用生物學(xué)方法就可比較經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行生化產(chǎn)品的生產(chǎn)，這類生物工程發(fā)展時(shí)間久，并且發(fā)展迅速，尤其是新產(chǎn)品領(lǐng)域方面，但他們?cè)斐闪斯I(yè)企業(yè)與市場發(fā)展的嚴(yán)酷競爭。其產(chǎn)品有抗生素、單克隆抗體和干擾素。（b） 中等規(guī)模的生物工程與基于石油的技術(shù)競爭生產(chǎn)目前的化學(xué)原料同時(shí)與農(nóng)業(yè)競爭，生產(chǎn)天然產(chǎn)品包括蛋白質(zhì)和脂肪酸。（c） 大規(guī)模的生物工程與石油和煤競爭，提供主要的有化合物原料作為燃料和大量的工業(yè)產(chǎn)品。盡管中等和大規(guī)模的生物工程技術(shù)目前只取得了

14、很小部分的經(jīng)濟(jì)效益，但可以確定的是在未來的20年里，將要建立利用植物原料作為原料的大規(guī)模微生物處理工程（圖1.2）。針對(duì)該類產(chǎn)品的市場已存在，同時(shí)也刺激了節(jié)約型生物工程的發(fā)展。1.4 生物工程的發(fā)展未來生物工程的發(fā)展在很大程度上取決于以下三個(gè)前提：（a） 利用傳統(tǒng)工藝與基因工程技術(shù)體系，擴(kuò)大對(duì)有價(jià)值產(chǎn)品的生產(chǎn)范圍。（b） 從再生資源獲得粗原料的能力。（c） 要意識(shí)到，很多情況下生物工程的處理過程比現(xiàn)有的化學(xué)工程處理植物原料更加經(jīng)濟(jì)。中等規(guī)模與大規(guī)模生物工程發(fā)展的一個(gè)最重要的方面是過程中，適宜原材料與底物的利用率。原料成本可以占到終產(chǎn)物成本的30-70%。原料的利用受技術(shù)與政治因素的影響。因此，

15、從各種有機(jī)原料中生產(chǎn)酒精汽油未能帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但從政治角度，可以議價(jià)以抵制不斷增長的石油進(jìn)口。來自農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)有機(jī)廢料的再生資源越來越重要，經(jīng)過生物工程處理，為食品、畜牧飼料、化學(xué)原料試劑的生產(chǎn)提供了政治策略上的重要基礎(chǔ)。然而，為了實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，不僅需要擴(kuò)大生物工程項(xiàng)目，而且國家管理方面的項(xiàng)目范圍也要擴(kuò)大。1.5 生物工程的發(fā)展策略藍(lán)圖每個(gè)生物工程方案都一直需要對(duì)可利用資源、經(jīng)濟(jì)效益與對(duì)環(huán)境的影響及操作和使用者的健康與安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。生物工程如果能夠正確地加以設(shè)計(jì)，就能夠在自然資源、人類需求與環(huán)境間建立良好的平衡關(guān)系。對(duì)生物工程發(fā)展尤為重要的是，適宜的訓(xùn)練有素的工作隊(duì)伍的可利用性。

16、必須認(rèn)識(shí)到，生物工程出發(fā)點(diǎn)是在校的所有學(xué)生，經(jīng)過有選擇的進(jìn)行技術(shù)等級(jí)水平培訓(xùn)，就可培養(yǎng)出一支工業(yè)與研究中心需要的專家。沒有合適的和經(jīng)過充分培訓(xùn)的人員，生物工程將無法發(fā)揮其潛在價(jià)值，特別是只有擁有經(jīng)過良好培訓(xùn)的工作隊(duì)伍，高水平的生物工程才能順利開展。而且，當(dāng)我們考慮將生物學(xué)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于未來工業(yè)發(fā)展的時(shí)候，不能忽略時(shí)間的重要性。從一個(gè)新的發(fā)現(xiàn)到成功生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品，這中間經(jīng)過5-20年的時(shí)間。因此新的生物技術(shù)可望到90年代才能有較大的發(fā)展。這些不是試圖描述或分析目前生物工程實(shí)踐中不同的處理過程，而是試圖去證實(shí)圍繞著基本原理的生物技術(shù)的核心部分已經(jīng)得到了發(fā)展。1.6 總結(jié) 生物工程是將生物體和過程處理應(yīng)用于制造工業(yè)的技術(shù)。生物工程涵蓋的學(xué)科范圍廣泛，盡管今天，它的實(shí)際操作非常復(fù)雜，但是許多新的處理過程已經(jīng)記載在歷史的新篇章中。這種特殊的處理過程是經(jīng)過微生物、植物或動(dòng)物細(xì)胞，或者是它們自身的產(chǎn)物如酶進(jìn)行催化反應(yīng)的。生物工程的生物體可被收集，它們可實(shí)現(xiàn)化學(xué)改造，可作為生物活性分子如酶和單克隆抗體的來源?；蚬こ碳夹g(shù)開辟了應(yīng)用遺傳學(xué)的新領(lǐng)域，并