材料微生物技術(shù)課件

1、1主講人：錢春香 教授cxqian材料微生物技術(shù)王瑞興 講師2012年9月12日/ 材料樓202 2主要內(nèi)容二、神奇的微生物2四、本課程學(xué)習(xí)計(jì)劃與要求4一、認(rèn)識微生物31三、微生物在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中的作用333主要內(nèi)容一、認(rèn)識微生物31微生物的概念微生物(Microorganism,microbe)是指一大類形體微小、結(jié)構(gòu)簡單的低等生物的總稱。微生物的三個特點(diǎn)小測量單位為微米或納米簡簡單多細(xì)胞；單細(xì)胞；無細(xì)胞結(jié)構(gòu)低進(jìn)化程度低，為原始的生命形式微生物的種類原核生物細(xì)菌、放線菌、衣原體、支原體、立克次氏體、 藍(lán)細(xì)菌真核生物真菌（霉菌、酵母菌等）、原生動物、單細(xì)胞藻類非細(xì)胞生物病毒、類病毒、擬病

2、毒、朊病毒等細(xì) 菌各種“視野”下的細(xì)菌光鏡暗視野熒光透射電鏡超薄切片冷凍切片掃描電鏡DNA蛋白質(zhì)復(fù)合物微生物的特點(diǎn)個體最小，比面值最大比面值: 假設(shè)人=1； 大腸桿菌(E.coli)=300,000有利于物質(zhì)交換和能量、信息的交換；微生物一系列屬性均與此特點(diǎn)密切相關(guān)。比面值=面積/體積微生物的生物學(xué)之最形態(tài)最簡代謝最強(qiáng)食譜最雜繁殖最快數(shù)量最多分布最廣種類最多變異最易個體最小形態(tài)最簡代謝最強(qiáng)生物界的普遍規(guī)律：生物個體越小，其單位體重消耗的食物越多地鼠每天消耗與體重等重的糧食；閃綠蜂鳥每天消耗兩倍于體重的糧食大腸桿菌每小時消耗2000倍于體重的糖食譜最雜從無機(jī)物到有機(jī)物；從無毒物到有毒物；從結(jié)構(gòu)簡

3、單到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì)，微生物都能利用和降解。繁殖最快大腸桿菌37培養(yǎng)在牛奶中，12.5 min即可分裂一次；一般培養(yǎng)液的菌濃度為108-109個/ml。類型 低限 傾向種數(shù) 高限病毒與立克次氏體 1,217 1,217 1,217支原體 42 42 42細(xì)菌與放線菌 1,000 1,500 1,500藍(lán)細(xì)菌 1,227 1,500 1,500藻類 15,051 23,100 23,100真菌 37,175 47,300 68,939原生動物 24,068 24,068 30,000總數(shù) 79,780 98,727 127,298種類最多變異最易突變頻率一般為10-510-10，但因繁殖快，數(shù)量多

4、，與外界環(huán)境直接接觸，因而在短時間內(nèi)可出現(xiàn)大量變異的后代。如：流感病毒抗性最強(qiáng)休眠最長起源最早發(fā)現(xiàn)最晚19主要內(nèi)容二、神奇的微生物2神奇微生物可以帶給人類具有智慧“思考能力”的黏菌建立生物計(jì)算機(jī)變形黃色黏菌看上去不太像是構(gòu)造未來“生物計(jì)算機(jī)”的基礎(chǔ)元素，但目前日本科學(xué)家最新研究顯示，黏菌能夠思考，在迷宮路徑中最直接有效地尋找到食物，它將顛覆我們所理解的傳統(tǒng)智慧生命體。其工作能力遠(yuǎn)超出一些先進(jìn)計(jì)算機(jī)和軟件包，它的“信息處理”水平使我們無法相信是由單細(xì)胞微生物能夠完成的。神奇微生物可以帶給人類美宇航局?jǐn)M用細(xì)菌為行星探索機(jī)器人供能為了給美國的火星車供電，科學(xué)家安裝了一個放射性同位素發(fā)電系統(tǒng)，利用钚的

5、放射性衰變產(chǎn)生的熱量發(fā)電，至少可滿足“好奇”號一個火星年(687個地球日)的用電需求。實(shí)驗(yàn)室航天器工程學(xué)部門進(jìn)行用于行星探索的微型機(jī)器人細(xì)菌供電技術(shù)的初步研究，利用細(xì)菌的代謝過程供電，若取得成功，未來的微型機(jī)器人行星探險(xiǎn)家將采用有效而可靠的微生物燃料電池。神奇微生物可以帶給人類吃廢氣的神奇微生物 新西蘭蘭扎公司與寶鋼集團(tuán)、中國科學(xué)院簽署三方合作協(xié)議，共建“生物能源研發(fā)中心”。 目前三方啟動實(shí)施的300噸乙醇示范工廠項(xiàng)目將為全球首次鋼廠尾氣制乙醇的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化提供科學(xué)數(shù)據(jù)。如示范項(xiàng)目成功，蘭扎公司將在寶鋼集團(tuán)的廠房內(nèi)建立一個處理煉鋼廢氣能力在10萬加侖左右的尾氣制乙醇示范工程，附加值則發(fā)電高3

6、倍以上。神奇微生物可以帶給人類電子牧羊犬“牧放”微生物人類放牧的歷史已有數(shù)千年，但是人類最初放牧并不是件很容易的事。后來，人們開始利用牧羊犬把牧場里的牲畜集中在一起。那么能否找到一種很簡單的方法集中微生物？其實(shí)找到微生物世界的“牧羊犬”神奇微生物可以帶給人類在沸騰中旺盛的微生物科學(xué)家日前發(fā)現(xiàn)了一種深海微生物，這種微生物比其它生物都更能耐熱，它在130攝氏度的高壓下仍能繼續(xù)生長和繁殖它更新了科學(xué)家們對生命所能承受的溫度上限的認(rèn)識，有助于更深入地研究地球生命的起源和演化，也為在其他星球上尋找生命存在的跡象提供了新線索。用鐵來進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，這是以前不為人知的一種嶄新的生物“呼吸”方式神奇微生物可以帶

7、給人類具有成礦作用的新型微生物美國科學(xué)家最近在威斯康星州西南部一處廢棄鐵礦床的深處，發(fā)現(xiàn)一種能夠“制造”極為細(xì)長的納米級晶體的新型微生物。這種微生物和細(xì)長微晶體的發(fā)現(xiàn)，為人們探索生物成礦作用的機(jī)制開啟了一扇更廣闊的窗口。這種晶體的獨(dú)特性主要表現(xiàn)在它的直徑長度比非常大：直徑僅有幾個納米而長度達(dá)到10微米，相差千倍以上，與人的發(fā)絲比例接近。有助于人類模擬大自然創(chuàng)制的材料杰作，從而開辟仿生合成的新途徑28主要內(nèi)容三、微生物在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中的作用3微生物與人類關(guān)系：福兮?禍兮？微生物是人類的朋友微生物是自然界物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)體內(nèi)的正常菌群是人及動物健康的基本保證：幫助消化、提供必需的營養(yǎng)物質(zhì)、

8、組成生理屏障。微生物可以為我們提供很多有用的物質(zhì)：有機(jī)酸、酶、藥物、疫苗、面包、奶酪、啤酒微生物與人類可持續(xù)發(fā)展當(dāng)前人類正面臨著多種危機(jī)，如糧食危機(jī)、能源匱乏、生態(tài)惡化和人口爆炸等。人類進(jìn)入21世紀(jì)后，遇到從利用有限的礦物資源時代過渡到利用無限的生物資源時代而產(chǎn)生的一系列的新問題。由于微生物獨(dú)具特點(diǎn)，使得它們能夠在解決人類面臨的各種危機(jī)中發(fā)揮其不可替代的獨(dú)特作用。微生物與人類可持續(xù)發(fā)展環(huán)境限制性意義：由于世界人口的急劇增長,社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對資源的需求與日俱增。微生物細(xì)胞不僅是一個比面值大、生化轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)、能進(jìn)行快速自我復(fù)制的生命系統(tǒng)，而且它們還具有物種、遺傳、代謝和生態(tài)類型的多樣性，使得它們能夠

9、在解決人類面臨的各種危機(jī)中發(fā)揮其不可替代的獨(dú)特作用。 糧食健康環(huán)境資源能源人類面臨五大危機(jī)微生物與糧食微生物肥料提供的是能固氮、解磷、解鉀等有益微生物，這些活的微生物能在植物根際生長、繁殖。微生物肥料通過有益微生物在根際大量繁殖，與植物分泌的粘液及礦物膠體、有機(jī)膠體相結(jié)合，形成土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增進(jìn)土壤蓄肥、保水能力。降低農(nóng)藥殘留：微生物肥料不僅本身無毒無害，還能起到凈化、修復(fù)土壤的作用微生物與能源把自然界蘊(yùn)藏量豐富的纖維素轉(zhuǎn)化成乙醇利用產(chǎn)甲烷菌把自然界蘊(yùn)藏量最豐富的可再生資源轉(zhuǎn)化成甲烷利用光合細(xì)菌或厭氧梭菌等微生物生產(chǎn)“清潔能源”-氫氣通過微生物發(fā)酵產(chǎn)氣或其代謝產(chǎn)物來提高石油采收率微生物電池微生

10、物與資源微生物能將可再生資源轉(zhuǎn)化成各種化工、輕工和制藥等工業(yè)原料。這些產(chǎn)品除了傳統(tǒng)的乙醇、丙醇、丁醇，還包括各種高價值的有機(jī)原料由于發(fā)酵工程具有代謝產(chǎn)物種類多、原料來源廣、能源消耗低、經(jīng)濟(jì)效益高和環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)，可期待其逐步取代目前需高溫、高壓、能耗大和“三廢”嚴(yán)重的化學(xué)工業(yè)。微生物在金屬礦藏資源的開發(fā)和利用上也有獨(dú)特的作用。微生物與環(huán)境保護(hù)利用微生物技術(shù)來監(jiān)察環(huán)境的污染度利用微生物生產(chǎn)的PHB（聚羥基丁酸酯）制造易降解的醫(yī)用塑料制品以減少環(huán)境污染利用微生物來凈化生活污水、有毒工業(yè)污水和修復(fù)污染土壤；微生物肥料、微生物殺蟲劑或農(nóng)用抗生素來取代會造成環(huán)境惡化的各種化學(xué)肥料或化學(xué)農(nóng)藥微生物與人類

11、健康各種微生物傳染病構(gòu)成了人類的主要疾病，而防治手段又是各種微生物產(chǎn)生的藥物，尤其是抗生素一大批與人類健康、長壽有關(guān)的生物制品，如疫苗、類毒素等均是微生物產(chǎn)品。SARS禽流感病毒瘋牛病天花鼠疫AIDS微生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)當(dāng)前，無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，都紛紛把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)搶占國際競爭制高點(diǎn)和戰(zhàn)略重點(diǎn)。正因?yàn)樯锛夹g(shù)具有非同一般的戰(zhàn)略意義，所以世界各國都在生物技術(shù)領(lǐng)域展開了競爭。微生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展是我國國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的需要。未來生物技術(shù)將在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、能源、環(huán)境等領(lǐng)域引發(fā)新的產(chǎn)業(yè)革命：推動醫(yī)學(xué)史上一次新的革命掀起農(nóng)業(yè)的又一次“綠色革命”能源革命緩解目前能

12、源緊張局面推進(jìn)“綠色制造業(yè)”發(fā)展有望從根本上解決生態(tài)環(huán)境惡化國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃專欄：節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)半導(dǎo)體照明。重點(diǎn)發(fā)展白光發(fā)光二極管（LED）制備、光源系統(tǒng)集成、器件等自主關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大型金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）等設(shè)備及關(guān)鍵配套材料的國產(chǎn)化，加強(qiáng)半導(dǎo)體照明應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)檢測體系。加快“十城萬盞”半導(dǎo)體照明試點(diǎn)示范，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模應(yīng)用。2015年白光發(fā)光二極管的發(fā)光效率達(dá)到國際同期先進(jìn)水平，半導(dǎo)體照明占據(jù)國內(nèi)通用照明市場30以上份額，產(chǎn)值預(yù)期達(dá)到5000億元，推動我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)進(jìn)入世界前三強(qiáng)。煤炭清潔高效利用。重點(diǎn)突破地下煤氣化、煤低溫催化氣化甲烷化、

13、中溫催化氣化、高溫高壓甲烷化、煤制烯烴等化工品、第三代煤催化制天然氣、重型燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)等核心技術(shù)。以煤氣化為基礎(chǔ)進(jìn)行多聯(lián)產(chǎn)工程示范，進(jìn)一步推進(jìn)煤氣化技術(shù)綜合集成應(yīng)用；積極發(fā)展更高參數(shù)的超超臨界潔凈煤發(fā)電技術(shù)，開發(fā)燃煤電站二氧化碳的收集、利用、封存技術(shù)及污染物控制技術(shù)，有序建設(shè)煤制燃料升級示范工程?！八{(lán)天”工程。大力推進(jìn)工業(yè)廢氣、燃煤煙氣、機(jī)動車污染物、室內(nèi)空氣等凈化技術(shù)與裝備的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，加快大氣監(jiān)測先進(jìn)技術(shù)與儀器研發(fā)，積極發(fā)展溫室氣體減排與資源化技術(shù)及裝備。引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，改善環(huán)境質(zhì)量。廢物資源化。重點(diǎn)突破無害化、穩(wěn)定化與資源化技術(shù)與裝備，研發(fā)高附加值再生資源產(chǎn)品、大型垃圾焚燒控制技術(shù)與成套

14、設(shè)備、垃圾綜合處理及有機(jī)物厭氧產(chǎn)沼關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備，有效利用廢舊金屬、廢舊機(jī)電與電子產(chǎn)品、大宗包裝與紡織產(chǎn)品、大宗工業(yè)廢物、生活垃圾與污泥等量大面廣、附加值高的廢棄物。開展工程示范，建設(shè)廢物資源化技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺與產(chǎn)業(yè)化基地，提升產(chǎn)業(yè)化水平。戰(zhàn)略性核心技術(shù)國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃專欄：生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)生物醫(yī)藥。重點(diǎn)突破藥物創(chuàng)制、新型疫苗、抗體藥物及規(guī)?；苽洹⒓膊≡缙谠\斷等關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)工藝，獲得40項(xiàng)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型藥物產(chǎn)品，獲得關(guān)鍵專利700800項(xiàng)，形成關(guān)鍵生產(chǎn)工藝及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)100項(xiàng)，建設(shè)抗體、疫苗、診斷試劑等新型生物醫(yī)藥開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化基地3040個，培育10個龍頭企業(yè)。生物醫(yī)用材

15、料。重點(diǎn)突破生物活性特殊涂層、生物因子表面改性及生物功能化修飾、生物材料降解及生物因子緩控釋、生物材料微納米制備、生物醫(yī)用材料及器械的優(yōu)化設(shè)計(jì)和評測等關(guān)鍵技術(shù)。研發(fā)新型骨及口腔植入體、可降解血管支架、適宜國人的人工關(guān)節(jié)、介入人工心瓣及防鈣化生物瓣膜、新型人工血管、神經(jīng)修復(fù)材料、可承力骨修復(fù)材料、創(chuàng)面快速無痕修復(fù)材料等重大產(chǎn)品20項(xiàng)以上，獲得關(guān)鍵專利50項(xiàng)以上。推動多學(xué)科交叉創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化，扶持培育若干龍頭企業(yè)。先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備。開展醫(yī)學(xué)影像、醫(yī)用電子、臨床檢驗(yàn)、微創(chuàng)介入、放射治療、激光治療等高端醫(yī)療設(shè)備研究，研制生產(chǎn)15項(xiàng)左右中高端產(chǎn)品，培育20個以上具有較強(qiáng)自主創(chuàng)新能力的骨干企業(yè)，大幅提高我國醫(yī)療

16、器械產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。生物種業(yè)。重點(diǎn)突破現(xiàn)代生物育種技術(shù)和品種產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，培育動植物新品種1000個，其中重大突破性品種100個。加速動植物新品種和新技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用，主要農(nóng)作物和蔬菜新品種示范推廣約10億畝。建立規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化、智能化的育種基地、產(chǎn)業(yè)化基地及共性技術(shù)研究平臺。打造具有國際競爭力、全產(chǎn)業(yè)鏈型的龍頭企業(yè)10個以上。種業(yè)總產(chǎn)值提高30%。農(nóng)業(yè)生物藥物。重點(diǎn)發(fā)展靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)和藥物分子設(shè)計(jì)、藥物源頭的微生物及產(chǎn)物的高通量挖掘、納米農(nóng)業(yè)生物藥物等前沿關(guān)鍵技術(shù)，獲得發(fā)明專利150項(xiàng)，自主知識產(chǎn)權(quán)重大產(chǎn)品80個，建立新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)100項(xiàng)，50個新藥物、新制劑獲產(chǎn)品登記。建立農(nóng)業(yè)藥物和生物

17、制劑創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)化平臺和核心基地，打造10個左右龍頭企業(yè)。先進(jìn)生物制造。重點(diǎn)提升重大化工產(chǎn)品和工業(yè)發(fā)酵產(chǎn)品的科技與產(chǎn)業(yè)化水平。突破生物基材料、生物基平臺化合物、手性化工中間體等三大類重大化工產(chǎn)品的生物制造關(guān)鍵技術(shù)，建立一批萬噸級生物基大宗化學(xué)品與生物基材料、千噸級手性中間體產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)示范線，實(shí)現(xiàn)新增工業(yè)產(chǎn)值100億元/年。突破810項(xiàng)微生物制造技術(shù)，顯著提高聚乳酸等56個品種的生產(chǎn)技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)45個傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)。國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃專欄：新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)風(fēng)力發(fā)電。重點(diǎn)發(fā)展5兆瓦以上風(fēng)電機(jī)組整機(jī)及關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)、陸上大型風(fēng)電場和海上風(fēng)電場設(shè)計(jì)和運(yùn)營、核心裝備部件制造、并網(wǎng)、電網(wǎng)

18、調(diào)度和運(yùn)維管理等關(guān)鍵技術(shù)，形成從風(fēng)況分析到風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電場、風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)的系統(tǒng)布局。積極推進(jìn)100兆瓦級海上示范風(fēng)場、10000兆瓦級陸上示范風(fēng)場建設(shè)，推動近海和陸上風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。高效太陽能。重點(diǎn)發(fā)展大型光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成、高效低成本太陽電池、薄膜太陽電池、太陽能熱發(fā)電等關(guān)鍵技術(shù)、組件和成套設(shè)備。掌握太陽能發(fā)電全產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù)、生產(chǎn)工藝與設(shè)備。擴(kuò)大實(shí)施“金太陽”等示范工程，加強(qiáng)服務(wù)體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用。生物質(zhì)能源。重點(diǎn)發(fā)展沼氣生產(chǎn)車用燃料、纖維素基液體燃料、農(nóng)業(yè)廢棄物氣化裂解液體燃料、生物柴油、非糧作物燃料乙醇、250500噸/日系列生物質(zhì)燃?xì)忾_發(fā)利用等關(guān)鍵技術(shù)和裝

19、備，加強(qiáng)生物燃?xì)?、城市與工業(yè)垃圾能源化、生物液體燃料、固體成型燃料、能源植物良種選育及定向培育等五個方向的研發(fā)部署，在重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵤笆前僮钡仁痉豆こ獭Ｐ纬?020條生物質(zhì)能源生產(chǎn)線和成套裝備產(chǎn)品供應(yīng)系統(tǒng)。智能電網(wǎng)。重點(diǎn)發(fā)展大規(guī)模間歇式電源并網(wǎng)與儲能、高密度多點(diǎn)分布式電流并網(wǎng)、電動汽車充電設(shè)施與電網(wǎng)互動協(xié)調(diào)運(yùn)行技術(shù)、分布式供能、大電網(wǎng)智能分析與安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、輸變電設(shè)備智能化等核心技術(shù)。建設(shè)百萬千瓦級海上風(fēng)電場送出、大電網(wǎng)智能調(diào)度與控制、智能變電站等示范工程，建成若干個智能電網(wǎng)示范園區(qū)和集成綜合示范區(qū)。國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃專欄：可持續(xù)發(fā)展科技示范重點(diǎn)海水淡化與綜合利用。重點(diǎn)發(fā)展

20、高壓反滲透和低溫多效蒸餾海水淡化、大型海水循環(huán)冷卻、濃海水處理與化學(xué)資源利用等核心技術(shù)與裝備，建設(shè)若干大型海水淡化與綜合利用示范工程，加快海水淡化與綜合利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。生態(tài)保護(hù)與修復(fù)示范。重點(diǎn)選擇“兩屏三帶”生態(tài)屏障、退化生態(tài)系統(tǒng)、重大工程建設(shè)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)等，開展生態(tài)保護(hù)與修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和模式構(gòu)建，并進(jìn)行應(yīng)用示范。環(huán)境污染治理示范。重點(diǎn)選擇大型城市群、能源資源基地、老工業(yè)基地、重污染行業(yè)等區(qū)域或企業(yè)，開展大氣污染治理、土壤修復(fù)、重金屬污染防治、水污染治理、清潔生產(chǎn)等技術(shù)綜合應(yīng)用示范。可持續(xù)發(fā)展集成技術(shù)應(yīng)用與示范。以國家可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)為載體，以轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、保障民生為重點(diǎn)，加強(qiáng)資源

21、高效利用、節(jié)能減排和低碳發(fā)展、保障公共安全和改善人居環(huán)境等科技示范。國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃前沿技術(shù)研究生物和醫(yī)藥技術(shù)重點(diǎn)研發(fā)基因組學(xué)及新一代測序技術(shù)、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)、生物合成技術(shù)、生物治療技術(shù)、分子診斷和分子影像技術(shù)、生物信息技術(shù)、藥靶發(fā)現(xiàn)與藥物分子設(shè)計(jì)技術(shù)。大力開發(fā)診斷試劑、疫苗、抗體藥物、靈長類疾病動物模型及血液制品、組織工程技術(shù)和產(chǎn)品、工業(yè)生物技術(shù)、生物能源技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程關(guān)鍵部件和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用材料。發(fā)展生物資源開發(fā)保護(hù)、生物安全監(jiān)測防控技術(shù)及裝備。建立基因測序、蛋白質(zhì)組學(xué)、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等研發(fā)平臺、抗體庫和疫苗研發(fā)基地。國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃前沿技術(shù)研究新材

22、料技術(shù)搶占微電子/光電子/磁電子材料與器件、新型功能與智能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、先進(jìn)復(fù)合材料、納米材料和器件、超導(dǎo)材料、高效能源材料、生態(tài)環(huán)境材料、低碳排放材料等前沿制高點(diǎn)。開展材料設(shè)計(jì)制備加工與評價、材料高效利用、材料服役行為和工程化等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。攻克稀缺材料替代與高效利用、生物醫(yī)用新材料及表面改性、高性能光電子材料與器件集成、先進(jìn)晶體與全固態(tài)激光材料、國家重大工程用關(guān)鍵材料等核心關(guān)鍵技術(shù)。國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃前沿技術(shù)研究先進(jìn)能源技術(shù)重點(diǎn)探索面向第四代核能、氫能與燃料電池、海洋能、地?zé)崮堋⒍趸疾都?、利用與封存等方向的前沿技術(shù)。圍繞節(jié)能減排、能源材料和裝備、生物質(zhì)能、儲能等戰(zhàn)略必爭領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)核心競爭力的提升，突破核心關(guān)鍵技術(shù)。針對可再生能源、節(jié)能技術(shù)等重大戰(zhàn)略技術(shù)方向進(jìn)行重點(diǎn)部署，開發(fā)一批重大戰(zhàn)略產(chǎn)品和技術(shù)系統(tǒng)。國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃前沿技術(shù)研究資源環(huán)境技術(shù)攻克一批礦產(chǎn)資源與油氣資源高效勘探開發(fā)與集約化利用核心關(guān)鍵技術(shù)與裝備，提升重大關(guān)鍵裝備的研發(fā)能力和行業(yè)核心競爭力，大幅提升我國戰(zhàn)略性資源勘探與開發(fā)利用效率。加強(qiáng)新型污染物治理技術(shù)與裝備開發(fā)，加快推進(jìn)清潔空氣技術(shù)與土壤修復(fù)技術(shù)研發(fā)，強(qiáng)化環(huán)境事件應(yīng)急技術(shù)與裝備開發(fā)。大力發(fā)展先進(jìn)環(huán)境監(jiān)測儀器與智能化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，強(qiáng)化環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)識別與阻斷技術(shù)開發(fā)，提升生態(tài)環(huán)