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生物技术发展的战略机遇摘 要：众所周知，21世纪最具发展潜力的两大产业是信息技术（IT）和生物技术。信息技术发展迅猛，并已渗透到社会生活的各个角落。有关信息技术的报道多媒体、互联网、信息全球化等，不但频频亮相于媒体，而且与我们的日常生活息息相关。而与IT的轰轰烈烈相比，生物技术看起来却平平淡淡，虽然基因、克隆、人类基因组计划、生物多样性等字眼经常见诸报端，但离我们的生活似乎还很遥远。所以，也有专家这样评论：21世纪才是生物工程的世纪。克隆羊多利的诞生，人类基因组90测序工作的完成，欧美、日本等发达国家对生物技术产业投资的逐年加大，世界各大公司生命科学产业的合并浪潮一浪高过一浪，所有这一切，都使我们相信，21世纪的的确确是生物技术的时代。关键词：生物技术；基因；克隆；Abstract：It is well known, the 21st century most has the development potential two big industries is the information technology (IT) and the biological technology. The information technology development is swift and violent, and seeped to social life each corner. Related information technology report - - multimedia, Internet, information globalization and so on, not only presents repeatedly in the media, moreover is closely linked with ours daily life. But with IT imposing comparison, the biological technology looks like actually lightly, although the gene, the clone, phrases and so on human genome project, biodiversity are published in newspapers frequently, but leaves our life to be very as if also remote. Therefore, also has the expert to comment like this: the 21st century was the bio-engineering century. Clones Yang Duoli the birth, human genome 90% sequence work completion, Europe and America, Japan and so on developed country to biological technology industry investment yearly enlargement, the world each big company life sciences industry merge tide surges wave upon wave, possesses all these, causes us to believe that the 21st century indeed is really the biological technology time.Key words: biological technology；gene; clone目 录1世界生物化工行业现状11.1 工业结构11.2 产品结构21.3 技术水平2131发酵工程技术已见成效2132分离与纯化技术的进步2133新技术在生物化工中的应用32世界生物化工行业的发展趋势32.1 工业结构32.2 产品结构42.3 技术水平43. 我国生物化工的发展43.1发展现状43.2 建议44 小结与讨论65 参考文献7 生物技术发展的战略机遇生物化学工程（又叫生化工程或生物化工）是化学工程与生物技术相结合的产物。生物化工是生物技术的重要分支。与传统化学工业相比，生物化工有某些突出特点：主要以可再生资源作原料；反应条件温和，多为常温、常压、能耗低、选择性好、效率高的生产过程；环境污染较少；投资较小；能生产目前不能生产的或用化学法生产较困难的性能优异的产品。由于这些特点，生物化工已成为化工领域重点发展的行业。1. 世界生物化工行业的现状 生物化工发展至今已经历了半个多世纪，应当说，生物技术及其产业的发展为我国提供了一次实现科技创新和社会生产力跨越发展的重大战略机遇。一、当代生物技术发展的现状和前景无论是科技界还是产业界，都基本认同这样一个重要判断：在新的世纪里，生物技术的新发现；新突破，生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。日益成熟的转基因技术、克隆技术以及正在加速发展的基因组学技术和蛋白质组技术、生物信息技术、生物芯片技术、干细胞组织工程等关键技术，正在推动生物技术产业成为新世纪最重要的产业之一，深刻地改变人类的医疗卫生、农业、人口和食品状况。尽管世界各国对高科技领域范围的界定不完全相同，但几乎无一例外地将生物技术放在重要位置。特别是近二十年来，生物技术获得了飞速发展，为世界各国医疗业、制药业、农业、环保业等行业开辟了广阔发展前景11工业结构 由于生物化工涉及面广，涉及的行业多，所以从事生物化工的企业较多。据报道，21世纪初，美国生物化工企业有：1500多家，西欧有700多家，日本有500多家。近年来，虽然由于行业竞争日趋激烈，生物化工企业有较大幅度减少，但与生命科学（主要指医药和农业生化技术）诸侯割据的局面相比，生物化工行业依然是百花齐放，百家争鸣。既有象诺华、捷利康等从事生命科学的世界性大公司，也有象DSM、诺和诺德等大型的精细化工公司，当然也有在某一方面有专长的小公司如Altus等。而且，由于世界大公司正把注意力向生命科学部分转移，生物化工行业百花齐放的局面在很长一段时间内不会有什么改变。12产品结构传统的生物化工行业主要是指抗生素（如青霉素等）、食品（如酒精、味精等）等行业，而在目前，它已几乎渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。同时，生物化工产品也得到了极大的拓展：医药方面有各种新型抗生素、干扰素、胰岛素、生长激素、各种生长因子、疫苗等；氨基酸和多肽方面有赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苏氨酸、脯氨酸等以及各种多肽；酶制剂有近200种，主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、青霉素酶、等；生物农药有Bt、春日霉素、多氧霉素、井岗霉素等；有机酸有柠檬酸、乳酸、苹果酸、衣康酸、延胡索酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亚麻酸、透明质酸等。还有微生物法1，3丙二醇、丙烯酞胺等。13技术水平生物化工经过80年代以后的蓬勃发展，不仅整个行业技术水平有大幅度提高，而且许多新技术也得到广泛应用。131发酵工程技术已见成效据估计，全球发酵产品的市场有120130亿美元，其中抗生素占46，氨基酸占16.3，有机酸占132，酶占10，其它占145。发酵产品市场的增大与发酵技术的进步分不开。现代生物技术的进展推动了发酵工业的发展，发酵工业的收率和纯度都比过去有了极大的提高。目前发酵工程技术已广泛应用在医药、食品、轻工、农业、环保，甚至冶金、石油等行业。例如欧盟以油菜为原料年产生物柴油200万吨，法国计划2010年达800-1000万吨；沼气发电和固化成型燃烧在德国和北欧已经商品化。生物质能占美国能量供给的3%，已经超过水电，成为国内最大的可再生能量来源。美国计划到2030年使生物质能占美国能源的15%。132分离与纯化技术也有很大进步影响生化产品价格的因素，首当其冲的是分离与纯化过程，其费用通常占生产成本的60%左右，有的甚至高达90。分离步骤多、耗时长，往往成为制约生产的“瓶颈”。寻求经济适用的分离纯化技术，已成为生物化工领域的热点。已大规模应用的分离纯化技术有：新型电泳分离法、大规模制备色谱法、膜分离法等。133新技术在生物化工中也得到了极大的应用比如，在采用生物科技合成高分子材料以聚乳酸为原料得到的制品，具有良好的生物相容性、生物降解性和生物可吸收性。医疗中所用的青霉素、红霉素等药物及日常生活中的味精等食品均由微生物发酵、在几十吨规模发酵罐内生产出的，这被称为“发酵工业”。此外，随着基因工程技术的发展，通过发酵培养基因工程菌，能得到所需要的高附加值产品。据统计，利用细胞大规模发酵生产的产品已占生物技术产品的40%以上，可以说，发酵工程撑起了生物技术产品的半壁江山。2世界生物化工行业的发展趋势21工业结构由于生物化工涉及面广，许多生化公司都有自己的专长，它们之间为了商业利益的合作也非常活跃。此外，随着从事传统行业的生产厂家的加入，由于技术与生产方面的原因，它们与从事生物化工开发与生产的企业合作也很频繁。所有这一切，都使生物化工行业的合作越来越广泛。在赛莱拉基因研究公司、英国Sanger 中心、美国怀特海德研究院、美国国家卫生研究院和中国科学院遗传所人类基因组中心联合绘制的人类基因组草图的发布中，美国多家研究机构特别强调正是信息技术厂商提供的高性能计算技术使这一切成为可能。荷兰的Purac公司与美国Cagill公司合资建设年产34万tL。乳酸装置，并计划进一步发展到68万V入DSM公司与美国Maxygen公司签定了三年的研究合同，以利用Maxygen的DNA重排和分子培养技术，开发在7一ADCA和其它青霉素生产中使用的酶和菌种。22产品结构生化药物由于附加值高而成为今后生物化工领域发展的重点。1997年生化药物市场销售额达140多亿美元，其中细胞分裂素80多亿美元，激素30多亿美元，其它30多亿美元；就具体药物而论，促红细胞生长素35亿美元，人胰岛素18亿美元，粒性白细胞克隆刺激因子16亿美元，人生长激素15亿美元，小干扰素11亿美元。预计今后其市场销售额还将以8的速率增长。23技术水平不断提高菌株活力、发酵水平、生化反应过程、分离纯化水平，依然是生物化工面临的课题。1968年，科学家第一次从大肠杆菌中提取出了限制性内切酶。限制性内切酶最大的特点是专一性强，能够在DNA上识别特定的核苷酸序列，并在特定切点上切割DNA分子。70年代以来，人们已经分离提取了400多种限制性内切酶。有了它，人们就可以随心所欲地进行DNA分子长链切割了。1976年，5个实验室的科学家几乎同时发现并提取出一种酶，作DNA连接酶。从此，DNA连接酶就成了 “粘合”基因的“分子粘合剂” 2000年6月，我国西北农林科技大学利用成年山羊体细胞克隆出两只“克隆羊”，这表明我国科学家也掌握了哺乳动物体细胞核移植的尖端技术。3. 我国生物化工的发展现状及建议31发展现状 经过近20年的发展，我国生物技术产业取得了快速发展，为经济建设和社会发展做出了重要贡献，总体水平已经在发展中国家处于领先地位。目前生物技术在我国已广泛应用于农业、医药、环保、轻化工等重要领域，对提高人类健康水平、提高农牧业和工业产量与质量，改善环境正发挥着越来越重要的作用。2000年我国生物技术产业产值已经达到200多亿元，北京、上海、广州、深圳等地已建立了20多个生物技术园区。目前，涉及现代生物技术的企业约500家，从业人员超过5万人，其中涉及医药生物技术的企业300多家，涉及农业生物技术的企业200多家。3.2建议一是健全和完善管理体制，建立行业组织管理机构。发展我国的生物技术产业，必须结合我国具体国情，同时运用政府和市场两种资源配置的调节手段，盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量，使各方面的优势系统有效地集成；必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力；必须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此，建议国家适时成立全国性的组织管理机构，对全国生物技术产业及产业发展进行总体规划和协调指导，从而做到整体协调、避免多头指挥和政出多门，实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。二是进行战略布局调整，形成产业聚集区。国外生物技术产业发展的经验表明，在一些地理、交通、信息、政策等环境较好的地域，容易形成生物技术产业研究开发和产业的“聚集区”。根据目前我国生物技术产业及产业发展情况，结合现有国家级高技术产业开发区，可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的上海、北京、沈阳等地作为生物技术产业化基地，给予更为优惠的财政和税收扶持政策。集中力量有选择地发展35个生物技术产业聚集区，发挥生物技术产业发展的聚集效应，尽快形成较大的生物技术产业规模。 三是节约有限资源，强化环境保护在生化生产组学（genomics）。近年来又在信息学（informatics）的基础上建立了生物信息学（bioinformatics）。信息学的内容包括信息科学十生物技术十生物工程十生物动力学等的综合信息系统。可以预见，基因组学和生物信息学在生物化工中应用的商业前景极为可观。 四是加大政府投资力度，建立国家生物技术产业重大项目孵化器 我国科技成果转化难、转化率低制约了高科技产业的发展，影响了科技作为第一生产力作用的发挥，已成为普遍关注的问题。生物技术产业因其自身的综合性、多学科特点，其产业转化更具有特殊性。在目前我国资本市场尚不完善的条件下，孵化器的作用尤为重要。孵化器的作用是，通过与研究开发机构建立广泛联系，并有力地引导企业介入，密切生物技术产业上下游的结合，有效地使单一技术的突破尽快孵化为成熟配套的技术和工艺，向产业进行技术转移和辐射，从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。为此，应在已有的工作基础上，择优建立数个生物技术产业国家重大项目孵化器，结合具有自主知识产权、独特性的生物技术产业重大项目和重大产业工程的实施。五是加强产学研结合，注重上下游结合国内生物化工技术力量分散，为了做到优势互补，应加强产学研结合。另外在生物化工生产过程中遇到的很多问题，都是由于上、下游结合不够紧密而影响技术经济指标。因此，在人力和财力的投入上，应考虑上下游结合，以加快生物化工产业的发展。六是强化知识产权前沿竞争能力。随着我国经济发展和参