生化工程導言課件

生化工程第一章緒論第一節(jié)生化工程的定義及與其他學科的關系第二節(jié)生化工程的起源及發(fā)展概況第三節(jié)生化工程研究的主要內容第四節(jié)生化工程在國民經濟中的重要作用第一節(jié)生化工程的定義及與其他學科的關系一、生化工程的定義二、生化工程與其他學科的關系一、生化工程的定義二、生化工程與其他學科的關系生物學化學工程學生物化學生化工程化學工程生物工程第二節(jié)生化工程的起源及發(fā)展概況一、生化工程的起源二、生化工程的形成及發(fā)展一、生化工程的起源生化工程的雛形-----可以追溯到幾千年前，人類開始有意識的利用生命體的生物活動，制備生活所需的產品。

釀酒面團發(fā)酵釀酒釀酒：谷物釀酒的兩個先決條件是釀酒原料和釀酒容器。以下幾個典型的新石器文化時期的情況對釀酒的起源有一定的參考作用。

1.裴李崗（河南新鄭）文化時期（公元前5000-6000年）

2.河姆渡（浙江余姚）文化時期（公元前5000-3000年）

上述兩個文化時期,均有陶器和農作物遺存，均具備釀酒的物質條件。3.磁山（河北武安）文化時期

磁山文化時期距今7355-7235年，有發(fā)達的農業(yè)經濟。據(jù)有關專家統(tǒng)計:在遺址中發(fā)現(xiàn)的“糧食堆積為100m3，折合重量5萬公斤”還發(fā)現(xiàn)了一些形制類似于后世酒器的陶器。有人認為磁山文化時期，谷物釀酒的可能性是很大的。

4.三星堆遺址

該遺址地處四川省廣漢，埋藏物為公元前4800年至公元前2870年之間的遺物。該遺址中出土了大量的陶器和青銅酒器，其器形有杯，觚，壺等。其形狀之大也為史前文物所少見。5.山東莒縣陵陰河大汶口文化墓葬

1979年，考古工作者在山東莒縣陵陰河大汶口文化墓葬中發(fā)掘到大量的酒器。其中有一組合酒器，包括釀造發(fā)酵所用的大陶尊，濾酒所用的漏缸，貯酒所用的陶甕，用于煮熟物料所用的炊具陶鼎。還有各種類型的飲酒器具100多件。據(jù)考古人員分析，墓主生前可能是一職業(yè)釀酒者。在發(fā)掘到的陶缸壁上還發(fā)現(xiàn)刻有一幅圖，據(jù)分析是濾酒圖。6.龍山(山東濟南)文化時期在龍山文化時期，酒器就更多了。國內學者普遍認為龍山文化時期釀酒是較為發(fā)達的行業(yè)。以上考古得到的資料都證實了古代傳說中的黃帝時期，夏禹時代確實存在著釀酒這一行業(yè)。面團發(fā)酵

埃及人是發(fā)酵面包的發(fā)明者，在距今4600年前的古埃及金字塔中，發(fā)現(xiàn)了類似面包的遺跡。并且在大約公元前3000年，埃及人開發(fā)出能夠研磨的小麥，做成能夠從酵母中分離出二氧化碳的面團。作為引子的酵母經常是殘余的發(fā)酵面團或酸面團，這是乳酸發(fā)酵的另一個例證。最初的發(fā)酵方法可能是偶然發(fā)現(xiàn)的：和好的面團在溫暖處放久了，受到空氣中酵母菌的侵入，導致發(fā)酵、膨脹、變酸，再經烤制便得到了遠比“烤餅”松軟的一種新面食，這便是世界上最早的面包。古埃及的面包師起初是用酸面團發(fā)酵，后來改進為使用經過培養(yǎng)的酵母?，F(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的世界上最早的面包坊誕生于公元前2500多年前的古埃及。古埃及的面包古埃及麥芽發(fā)酵制得啤酒二、生化工程的形成及發(fā)展1857年法國科學家L.巴斯德首先證明由活的酵母發(fā)酵可以得到酒精（乙醇），其他不同發(fā)酵產物是由不同的微生物的作用引起的。第一代生物化工產品

從19世紀80年代起到20世紀30年代末為止，不少發(fā)酵產品，如乳酸、面包酵母、乙醇、甘油、丙酮、正丁醇、檸檬酸等相繼投入生產。這些都是屬于第一代的生物化工產品。

這一時期的特點：工業(yè)生產是實驗室規(guī)模的簡單放大，人們著重于工藝的研究，而尚未形成嚴格的工程學科。第二代的生物化工產品這一時期主要的工作及進展這一時期主要的工作及進展第三代的生物化工產品用DNA重組體菌種生產的胰島素第三代生物化工產品的生產過程具有許多新的特點：

DNA重組菌體的易于退化大量細胞需要培養(yǎng)等

促進生物化學工程開拓新的生物反應器以及新的單元操作。極大豐富了原始的化學工程的內容。第三節(jié)生化工程研究的主要內容一、生物反應過程及其特點二、生化工程研究的主要內容一、生物反應過程及其特點

生物反應過程是利用生物催化劑，即游離或固定化的活細胞或酶以從事生物化工產品的生產過程。生物催化劑原材料檢測控制系統(tǒng)生物反應器空氣除菌機械能、熱能副產品產品廢棄物思考題工業(yè)規(guī)模的培養(yǎng)基和空氣為什么需要滅菌？實驗室搖瓶培養(yǎng)方法適用于工業(yè)規(guī)模的好氧菌培養(yǎng)嗎？如果不行，如何解決這個問題？由實驗室研發(fā)階段進入工業(yè)化階段，如何為細胞提供相似的生長及生理生化環(huán)境？

生物反應工程主要課程內容第四節(jié)生化工程在國民經濟中的重要作用一、生化工程在醫(yī)藥工業(yè)中的作用二、生化工程在食品工業(yè)中的作用三、生化工程在化工及冶金工業(yè)中的作用四、生化工程在能源及環(huán)保中的作用一、生化工程在醫(yī)藥工業(yè)中的作用激素（胰島素、人生長激素）抗生素（青霉素、四環(huán)素、鏈霉素、阿霉素）干擾素（抑制病毒及腫瘤細胞生長）維生素其他有特效的藥物（TPA纖維蛋白溶解劑、果糖-1，6-二磷酸三鈉鹽FDP)生產人及動物體內調節(jié)生理作用的藥物二、生化工程在食品工業(yè)中的作用生產傳統(tǒng)的調味及發(fā)酵食品各種醇類飲料有機酸、氨基酸、單細胞蛋白、甜味劑（甜味肽、果葡糖漿）、鮮味劑保健食品三、生化工程在化工及冶金工業(yè)中的作用化工：

利用微生物發(fā)酵生產多種化工原料，如甲醇、乙醇、丁二醇、異丙醇、乙酸、乳酸、蘋果酸等。利用微生物合成高分子化合物，多糖、葡聚糖等。國外用微生物合成的聚羥基丁酸（PHB）塑料，可被微生物降解，而不會給環(huán)境帶來污染。冶金：

利用微生物將礦石中的金屬萃取出來，如萃取銅、金及其他一些稀有元素等。四、生化工程在能源及環(huán)保中的作用微生物發(fā)酵產生的甲烷、甲醇、乙醇都可直接作為能源。利用微生物處理污水。微生物處理污水原理

自然界分離人工誘變細胞融合基因重組微生物細胞大量培養(yǎng)固定化生物催化劑生物反應器轉基因生物克隆醫(yī)藥臨床診斷農藥農牧業(yè)育種化工產品輕工、食品礦業(yè)能源環(huán)境計算機微生物工程細胞工程基因工程基因工程發(fā)酵工程酶工程考核平時成績（作業(yè)、考勤等):40%結業(yè)閉卷考試成績：60%參考資料《生化工程》（1993江南大學倫世儀）《生物反應工程原理》（1990和2003天津科技大學賈士儒）《生物反應工程》2005浙江大學岑沛林等）《生物反應工程》（2005清華大學邢新會譯）第2章預習知識點1.培養(yǎng)基滅菌的