七章生物技术与医药：
1、天然药物制药
◇动植物来源制药：人参皂甙，紫杉醇提取，从猪血红细胞提取超氧化物歧化酶。 ◇微生物来源药物：青霉素，头孢霉素
◇天然海洋药物：如鲨鱼抗癌蛋白，鲸肝抗贫血剂
2、DNA诊断：主要分为：酶谱分析法，探针杂交分析法，PCR 特点：1准确可靠 针对性强2 很高的特异性 3诊断灵敏迅速
4 适用性强，诊断范围广 ◇ DNA诊断在遗传性疾病中的应用：RFLP，ASO法等 ◇ 产前DNA诊断
◇ DNA诊断在恶性肿瘤中的应用 ◇ DNA诊断在感染性疾病中的应用
◇ 基因检测：以受检者的一滴血一根带毛囊的毛发进行全面检查，从而对人在未得病前进行健康趋势预测，并提出准确的健康方案和预防措施。“早知道，早发现，早治疗” ◇ DNA芯片
3、基因工程制药
◇激素和多肽类、酶类、疫苗（蛋白疫苗，核酸疫苗）、单克隆抗体（将抗原注入小鼠，从脾脏取出能够产生抗体的B淋巴细胞，与小鼠骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒或PEG下融合）
4、基因治疗。
◇ 遗传性疾病的基因治疗：心血管疾、恶性肿瘤等 ◇肿瘤的基因治疗
◇神经系统疾病的基因治疗 ◇反义疗法 ◇自杀基因疗法
5、DNA指纹鉴定
6、干细胞技术与治疗克隆
八 生物技术与农业
一、农业植物生物技术
1、植物组织培养技术在农业上的应用 ◇ 单倍体育种 ◇ 胚器官培养
◇ 植物组织快速繁殖技术：花卉植物离体快速繁殖、经济林木离体快速繁殖、花卉农作物离体快速繁殖
◇ 药用植物离体快速繁殖
2、细胞融合技术的应用
3、植物转基因育种
◇ 抗病毒转基因育种：抗烟草花叶病毒
◇ 抗虫转基因植物（转Bt毒蛋白基因植物） ◇ 抗真菌细菌转基因植物
◇ 抗除草剂转基因植物（抗草甘膦转基因作物） ◇ 耐存储转基因番茄
4、植物人工种子的研制与应用
有点：1固定杂种优势，缩短育种年限 2人工胚乳中含有营养成份，保证胚正常发芽，壮苗
3可以保存快速脱毒苗4成本低，运输方便
5、农作物分子标记辅助育种 优点：1 克服性状表现型鉴定的困难2分子标记育种目标明确3可以减少田间种植群体的数量，达到省时、省钱、省力的目的。
主要技术：1 限制性片段长度多态性标记（RFLP标记）2 PCR为基础的各种DNA指纹技术（包括随机扩增片段多态性RAPD、简单重复序列长度多态性标记AFLP、3 单核苷酸多态性SNP） 应用：
1 绘制品种指纹图谱，种质资源遗传多态性分类研究，种质资源创新与鉴定 2分子标记用于转基因后代的选择 3 分子标记用于目标质量性状的选择 4 分子标记辅助选择用于数量性状基因座
二、农业动物生物技术
1、动物转基因技术与分子育种 ◇动物转基因
一般是将体外重组的外源DNA分子导入精子或胚胎细胞，然后，通过交配受精或直接导入子宫得到转基因动物。导入基因的方法：DNA显微注射、病毒载体、精子载体、胚胎干细胞介导法、脂质体介导法、染色体片段注入法、电转移法等。
应用：1转基因家畜，改善家畜抗病性、生长和生产性能，如美国研究出一种带牛生长激素的转基因猪，猪长得很快，体大，饲料利用率高
2转基因家禽3 转基因鱼如我国的转基因泥鳅生长速度比普通泥鳅快3-4倍 ◇分子标记与动物育种 应用：1 构建遗传图谱和基因定位2监测、分离和克隆与主要经济性状相关的基因和一些有害基因 3亲缘关系的分析，用于动物品种资源的调查，鉴定与保存，还可用于研究动物起源与进化 4 DNA标记辅助育种 5性别诊断与控制 6变性分析
2、动物胚胎生物工程
主要包括：1胚胎冷冻保存技术 2胚胎移植 3体外生产胚胎 4胚胎性别鉴定 5胚胎克隆 6胚胎干细胞诱导分化技术
3、动物克隆技术
4、生物技术在动物饲料作物育种及饲料工业上的应用
◇ 生物技术在动物饲料作物育种：饲料作物的重组基因育种、细胞工程育种、转基因育种 ◇ DNA重组生长激素的应用（如给牛注射DNA重组生长激素能提高牛奶产量
◇ 发酵工程的研究与应用（通过发酵降低饲料粗蛋白水平，减少非必须氨基酸过量，改善饲料氨基酸平衡性）
◇ 畜禽基因工程疫苗的开发和利用
三、农业微生物技术
1、微生物肥料（指含有活性微生物、应用于农作物能够获得特性的肥料效应的特定制品，如按细菌种类：细菌肥料，真菌肥料，放线菌肥料；按肥料作用机理：根瘤菌肥料，固氮菌肥料，磷细菌肥料；按微生物种群：单纯微生物肥料，复合为啥国内物肥料
2、生物固氮 将固氮基因转移到水稻根部土壤中繁殖的微生物体内，可为水稻供氮。
3、微生物农药 如微生物杀菌剂，微生物除草剂，微生物生长调节剂。苏云金芽孢杆菌杀虫毒素对鳞翅目昆虫毒效显著
4、农产品有害残留物质的微生物降解，制成的微生物解毒剂，喷洒农药两天后施用，有效降解农作物上的农药残留。
5、微生物精饲料 用微生物生产的单细胞蛋白是食品和精饲料中蛋白质主要来源。
6、微生物在粗饲料资源开发上的利用
接种一定量的特有菌种对秸秆饲料进行发酵和酶解，使粗纤维讲解为动物可消化的糖类脂肪和蛋白质，对粗饲料的处理主要是：青贮，发酵，降解三种方式
九 生物技术与食品
一、生物技术与食品加工
1、蛋白制品加工 利用生物技术生产单细胞蛋白食品
2.、乳品工业 利用乳酸杆菌作用奶制品有很多优点，此菌是人体益生菌，可以帮助人体消化吸收，而且经发酵的奶制品口味、质地更好，延长鲜奶保质期
3、酿造类食品
如糖化酶技术改善了白酒黄酒出酒率低，发酵周期长的弊病
4、蛋品加工 如葡萄糖氧化酶除去蛋中微量葡萄糖，使蛋白质在保存中不被破坏，保留风味和外观
5、面包焙烤和谷类食品发酵，利用生物技术改良酵母，使他们活性提高，生产出来的面包风味更好，品质更好
二、生物技术与食品贮藏和保鲜
1生物技术在食品保鲜中的应用：利用葡萄糖氧化酶保鲜，利用溶菌酶保鲜，生物防治在果蔬保存中的应用（将病原菌的非致病菌株，喷洒果蔬上，减少病害发生引起的腐烂）
三、新鲜食品原料综合利用
1生物技术在果蔬综合利用中的利用
◇ 果蔬汁和果酒的澄清 利用果胶酶可以有效结果苹果汁难于澄清的问题，葡萄酒中广泛用果胶酶和蛋白酶澄清。
◇ 低糖果冻
利用酶法处理风味更接近于天然果实的果冻 ◇ 果蔬制品的脱色：利用花青素酶使花青素脱色
2 生物技术在肉制品加工中的利用 利用动物血液提取血红素，利用动物骨骼制成补钙产品 3生物技术在粮油综合利用中的应用
◇ 淀粉类副产品的综合利用
提取玉米皮中的玉米纤维可以成为活性较高，口感较好膳食纤维
◇ 纤维类产品综合利用
利用玉米芯，甘蔗渣，花生壳制取酒精、木糖醇等化工产品
四、生物技术在食品分析中的利用（体现两方面：
一、利用酶电极检测食品新鲜度
二、利用生物传感器分析食品组分）
五、生物技术与食品添加剂
1、调味剂和香料
◇利用微生物发酵生产酸味剂、鲜味剂
◇利用生物技术生产香料，不受自然条件影响，大规模生产
2、天然色素的开发（为生物发酵法，组织培养法）
3、生物防腐剂的开发（甲壳素广谱抗菌，良好的生物相容性，能直接被为生物讲解）
3 第11章 生物技术与能源
• 本章共2个学时,均为课堂讲授 • 教学目的和要求：了解掌握微生物与石油开发及其他新型能源工业上的应用技术及应用进展。
• 教学重点和难点：微生物在石油开发及其他新型能源工业上的应用技术。 • 教学方法与手段：课堂教学与自学相结合 • 第一节 微生物与石油开发 • 第二节 生物技术与新能源 • 复习与作业要求：自习为主
• 考核知识点：微生物在石油开发及其他新型能源工业上的应用技术及应用进展。 • 辅助教学活动：多媒体图片或动画辅助教学 第一节 微生物与石油开发
——生物柴油
一、简介
• 含义：指动植物油与甲醇进行酯交换制造的脂肪酸甲酯，是一种洁净的生物燃料 生物柴油
• 生产原料：大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料。
• 意义：生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。
二、生物柴油的优势（7条）：
1、具有优良的环保特性
• 硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放低； • 不含芳香族烷烃，废气对人体损害低。
• 含氧量高，燃烧时排烟少，一氧化碳的排放少。
2、低温发动机启动性能：无添加剂冷滤点达-20℃。
3、润滑性能：磨损率低，使用寿命长。
4、安全性能：闪点高，不属于危险品，在运输、储存、使用方面的安全性高。
5、燃料性能：十六烷值高，燃烧性好，燃烧残留物微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。
6、可再生性能：可长期供应、永不会枯竭。
7.无须改动柴油机，可直接添加使用无需其他设备和特殊技术。
三、生物柴油的生产方法
1、利用食用油生产生物柴油；
2、利用\"工程微藻\"生产柴油。
三、生物柴油的生产方法
1、利用食用油生产生物柴油 1）化学合成法
• 用动物和植物油脂 与甲醇或乙醇 等低碳醇在 酸或者碱性 催化剂和高温(230～250℃)下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。 特点：
甲醇或乙醇可循环使用； 设备与一般制油设备相同； 产生10%左右的副产品甘油
4 主要问题：
成本高，75%是原料成本。 解决方案：
基因工程方法研究高油含量的植物
采用工业废油和废煎炸油。 其他缺点：
• 工艺复杂，醇必须过量，后续工艺必须有醇回收装置，能耗高。 • 色泽深，由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质； • 酯化产物难于回收，成本高； • 生产过程有废碱液排放。 2）、生物酶法合成：
• 用动物油脂和低碳醇通过 脂肪酶 进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。 • 优点：条件温和、醇用量小、无污染排放。 主要问题：
• 对甲醇及乙醇的转化率低，一般仅为40%-60%。 • 酶的使用寿命短。
• 副产物甘油和水难于回收。
2、利用“工程微藻”生产柴油 脂质含量高的
• 生产能力高、用海水作为天然培养基； • 比陆生植物单产油脂高几十倍；
• 生产的生物柴油不含硫，不排放有毒害气体，排入环境中也可被微生物降解，不污染环境.目前热点：
• 发展富含油质的微藻或者“工程微藻”是生产生物柴油的一大趋势。
• 选择合适的载体，使ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达，修饰ACC基因获得超量表达。
第二节 生物技术与新能源
一、新能源的含义：
• 狭义的新能源：可再生能源 • 广义新能源包括：
1、高效利用能源；
2、资源综合利用；
3、可再生能源；
4、代替能源；
5、核能；
6、节能。
1、高效利用能源
• 中国的能源综合利用效率为35%，丹麦超过60%。 1）热电联产：
• 丹麦没有一个火力发电项目不供热，也没有一个工业供热锅炉不发电。通过化石燃料转换能源的综合利用效率一般超过70%，是提高全社会能源利用效率的重要技术。
• 丹麦的热电联产燃烧利用多种燃料，秸秆、树枝、垃圾、天然气和煤炭等资源，基本上是有什么烧什么，什么便宜烧什么，既通过能源梯级利用提高了能源的综合利用效率。
2）、分布式能源：小型、微型的热电联产。
• 优点是靠近需求侧，将输送损耗降至最低，并充分利用了低品位的热能。
5 3）、燃料电池：氢能，属于可再生能源。 • 利用太阳能和风能制氢， • 利用生物细菌制氢，还仅仅停留在设想或初级试验阶段，缺乏广泛的经济性和可操作性。 • 现实的技术方向还是如何利用天然气、煤气化、甲醇、乙醇等能源，特别有前途的是利用废弃在地下煤炭资源进行地下可控气化再制氢技术
2、资源综合利用 1）、瓦斯
• 主要成分：甲烷，与天然气相同，只是浓度低。
• 煤矿中瓦斯的产量有限，不能大规模利用，只能采用分布式能源解决方案，就近利用瓦斯发电。
2）城市垃圾和污水
• 可制造沼气，或转换成有机可燃物质焚烧增加能源供应，减少环境污染。
3、可再生能源
大型风力发电场；规模化的水能利用；规模化的太阳能利用。 分布式能源：
• 楼宇式的光电、光热和直接光能，以及储光等能源利用系统，以减少对外部能源的消耗； • 水源、地源、空气源、污水源和排气源热泵能量回收技术对于楼宇建筑空调的能源供应系统；
• 小型风力发电或光电系统对于独立能源用户的电力供应等。
4、核能
• 没有二氧化碳的排放问题，如果不出事故，将会是非常清洁的能源
5、节能
• 国际上称节能为煤炭、石油、可再生能源、核能之后的第五能源
6、替代能源
• 利用秸秆替代煤炭
• 利用生物柴油或乙醇替代石油；
• 利用太阳能热水器替代电力或燃气热水器等。 燃料乙醇：生物发酵生产 制造乙醇技术分为三类：
• 一是使用玉米或者小麦等粮食作物； • 二是用红薯、木薯、甜高粱等非主粮等；
• 第三类则是农作物秸秆、林业加工废料、甘蔗渣及城市垃圾中所含的废弃生物生产，统称为纤维素
