生物技术应用市公开课金奖市赛课一等奖课件

第六章生物技术应用第1页第1页

医药卫生（医药生物技术）

生命科学农林牧渔（农业生物技术）环境保护（环境生物技术）生命科学直观影响相关领域第2页第2页人类面临与生命科学相关六大问题环境污染资源枯竭生态破坏能源危机气候反常人口爆炸以绿色环境保护和可连续发展为特性第3页第3页生物科学成为当今世界自然科学热点和重点二十世纪后叶，分子生物学领域一系列突破性成就，使生命科学在自然科学中地位发生了革命性改变；近50年生命科学发展超出了以前5总和建立在试验室研究基础上生物技术发展为人类带来了巨大利益和财富。第4页第4页生物技术将是未来经济发展新动力 第一次技术革命 工业革命 解放人双手 第二次技术革命 信息技术 扩展人大脑 第三次技术革命 生物技术 改造生命本身“生命产业是一个朝阳、永恒产业”第5页第5页生物技术应用与评价人类基因组计划（HGP）动物克隆技术生物技术与医药生物技术与农业生物技术与工业生物技术与食品生物能源生物技术与环境第6页第6页第一节人类基因组研究

HumanGenomicProject

——揭开生命奥秘第7页第7页人类遗传信息以核苷酸顺序形式贮存在DNA分子中，它们以功效单位(基因)在染色体上占据一定位置基因组就是细胞内遗传信息携带者——DNA总体。人类基因组包括着决定人类生、老、病、死以及精神、行为等活动所有遗传信息。人类基因组计划第8页第8页HGP简介人类基因组计划1990年正式启动。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元人类基因组计划。计划旨在为30多亿个碱基对构成人类基因组作图、准确测序，基因鉴定和功效分析，破译人类所有遗传信息曼哈顿计划阿波罗计划20世纪科学史上3个里程碑第9页第9页HGP意义理解生命起源与进化结识种属之间和个体之间存在差别起因五种“模式生物”基因组研究：大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小鼠解码生命，结识本身理解生命体生长发育规律结识疾病产生机制，掌握生老病死规律疾病诊断和治疗第10页第10页人类单倍体基因组含32亿碱基对(bp)DNA序列编码序列约占3%，非编码序列约占97%。包括约3～4万个基因，分布于22条常染色体和X、Y性染色体。人类基因组计划第11页第11页人类基因组研究技术原理一、人类基因组研究方案及技术人类基因组计划第12页第12页遗传图谱（连锁图谱，linkagemap)经过家谱分析和测量不同性状一起遗传（即连锁）频率，将基因或其它DNA次序标定在染色体上构建连锁图单位：厘摩（cM，即每次减数分裂重组频率为1%）；Mb水平标识作用确定基因或DNA片断在染色体定位各基因或DNA片断相对距离方法：家系分析1～22染色体：8个家系134个个体X染色体：12家系，170个个体1遗传图谱-孟德尔“新生”

人类基因组计划第13页第13页2物理图谱-路标与路轨是通过对DNA化学测度而绘制，反应是DNA序列上两点之间实际距离目的：把相关基因遗传信息及其在每条染色体上相对位置线性而系统地排列出来。以碱基正确数目为衡量单位，精度在100kb水平人类基因组计划第21号染色体物理图谱第14页第14页3大片段外源DNA克隆体系人类基因组计划酵母人工染色体（YAC）克隆体系构建重叠群组建（步移法）第15页第15页4DNA序列测定

序列图谱-重中之重DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段化及碱基分析、DNA信息翻译多阶段过程通过测序得到基因组序列图谱人类基因组计划第16页第16页大规模基因组测序

Megabace测序仪3700测序仪人类基因组计划第17页第17页利用计算机软件进行序列拼接人类基因组计划第18页第18页现在，你能否设计较抱负人基因组计划？第19页第19页人类基因组测序完毕4月14日，美国联邦国家人类基因组研究项目责任人弗朗西斯·柯林斯博士在华盛顿宣布基因组测序图已由美、英、日、德、法、中六国经努力完毕第20页第20页5.基因确实定与分析

基因转录图谱-生命乐谱断裂基因人类基因组计划转录图谱是在辨认基因组所包括蛋白质编码序列基础上绘制相关基因序列、位置及表示模式等信息图谱。第21页第21页拟定特定基因办法通过DNA全序列分析拟定基因依据人类基因组DNA测序，利用计算机分析，找出ORF功效克隆依据基因功效，分离并测定基因结构

定位克隆：已知基因染色体定位然后进行克隆已完毕几十个疾病基因克隆分离鉴定基因据基因编码蛋白质氨基酸序列分析蛋白质类型、功效人类基因组计划第22页第22页我国对人类基因组计划奉献1994年，我国HGP在吴旻、强伯勤、陈竺、杨焕明提倡下启动最初由国家自然科学基金会和863高科技计划支持下，先后启动了“中华民族基因组中若干位点基因结构研究”和“重大疾病相关基因定位、克隆、结构和功效研究”；1998年在上海成立了南方基因中心；1999年在北京成立了北方人类基因组中心；1999年7月在国际人类基因组注册，得到完毕人类3号染色体短臂上一个约30Mb区域测序任务，该区域约占人类整个基因组1％。1999年11月12日：科技部、中科院、“863”计划生物领域专家委员会讨论决定“863”计划出资3000万元，中科院出资1000万元人类基因组计划第23页第23页国际人类基因组测序任务分派情况人类基因组计划第24页第24页遗传病基因克盛大大突破夏家辉专家试验室1998年克隆了高频耳聋疾病基因上海和北京科学家发觉遗传性乳光牙本质II型基因人类基因组计划第25页第25页后基因组时代结构基因组学向功效基因组学转变研究基因表示、调控，以及在生长发育、疾病发生、药物反应等方面作用研究上：系统研究：不是针对单个基因或蛋白，而是对一个细胞或个体内整个基因或蛋白质研究；组学研究：功效基因组、结构基因组、蛋白质组学……技术上：高通量基因、蛋白筛选与鉴定，基因敲除动物等在基因功效与利用上有望突破第26页第26页第二节克隆技术与“多莉”克隆，是Clone译音，意为生物体通过细胞进行无性繁殖形成基因型完全相同后代个体构成种群，简称为"无性繁殖"。第27页第27页

从细胞到个体细胞分化：在个体发育中，细胞后代在形态结构和功效上发生差别过程。细胞全能性：细胞含有形成完整个体潜能称细胞全能性。克隆技术第28页第28页植物分化成熟植物细胞体，仍有也许发育成完整植株。动物伴随分化演进，分化成熟细胞逐步丧失其分化潜能,不能发育成为完整动物个体。试验证实，囊胚阶段细胞乃至成熟体细胞，保持着全套基因组细胞核仍含有全能性——也许发育成完整个体。细胞质中有着决定细胞分化全能性物质，称为分化决定子。决定动物细胞全能性关键在于细胞质。植物体细胞含有全能性克隆技术第29页第29页“多莉”羊试验设计和实行

——细胞工程材料多莉羊与生母,1997芬兰道塞特绵羊：提供细胞核苏格兰黑面母绵羊2只：提供卵细胞子宫:胚胎发育环境——多莉生母第30页第30页实验过程细胞核受体

黑面母绵羊细胞核供体6岁道塞特母绵羊培养于0.5%胎牛血清培养基中，使从生长周期中出来停止于G。34～36h取出核注射促性腺激素释激素经28-33h排卵乳腺细胞克隆技术第31页第31页移入苏格兰黑面母羊子宫分裂成长至桑椹期或囊胚期克隆技术第32页第32页多莉羊与寄母,19971998年,美国夏威夷大学Yanagimachi等成功地用卵丘细胞进行了小鼠克隆、克隆再克隆按供体细胞类型不同分为三个阶段同种胚胎细胞克隆同种体细胞克隆异种体细胞克隆动物克隆发展第33页第33页治疗性克隆

动物模型器官移植濒危动物转基因动物乳腺生物反应器基础研究遗传育种

克隆生产蛋白质药物克隆技术及其应用第34页第34页移植日期:.5.12流产日期:.7.15移植日期:.5.3流产日期:.8.4动物克隆研究中普遍存在问题存在不分裂胚供体核受体卵细胞受胎率低（26.2%）流产率高(53.8%)克隆动物存活率低（35.7%)克隆技术第35页第35页第三节生物技术在医药卫生领域应用（P171)生物制药（基因工程制药）基因诊断（GeneDiagnosis）基因治疗（andGeneTherapy）干细胞工程第36页第36页一、生物医药行业特点高技术（精细和密集技术）产品起源于试验室科学家往往就是公司领导人高投入尤其是前期科研投入,生物药物平均1～3亿美元长周期：一个新生物药物需要6～8年时间高利润美Amgen公司，开发上市EPO（促红细胞生长素）、细胞集落因子（G-SCF）到1997年销售额达20亿美元高风险全世界不超出100家生物技术公司有自己产品;其中真正赚钱公司很少。政策风险产品潜在安全风险第37页第37页基本办法是：将目的基因用DNA重组办法连接在载体上，然后将载体导入靶细胞，使目的基因在靶细胞中得到表示，最后将表示目的蛋白质提纯及做成制剂，从而成为蛋白类药或疫苗。二、基因工程制药第38页第38页1976年第一家基因工程技术开发药物公司建立；1982年第一个基因工程药物重组人胰岛素正式生产，推向市场全球生物技术公司总数已达4284家，美国占34％。年基因重组生物技术药物年销售额已经突破400亿美元；。20市场上生物技术药物达到200种左右，而在研药物为600种。全世界已有2.5亿人使用生物技术药物和疫苗。国外生物医药发展生物技术与医药卫生第39页第39页第40页第40页第41页第41页1989年我国同意了第一个在我国生产基因工程药物--重组人干扰素α1b近年来我国生物制药业销售收入以平均超出20%速度增长。国内生物医药发展

——起步晚，起点低，但发展快速第42页第42页许多药物生产是从生物组织中提取。受材料起源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。如胰岛素长期以来只能依托从猪、牛等动物胰腺中提取。将合成胰岛素基因导入大肠杆菌，每L培养液就能产生100g胰岛素！相称于1000Kg猪胰脏中提取量。基因工程药物生产生物技术与医药卫生第43页第43页生物反应器将外源基因在动、植物体内表示并生产出我们所需营养（蛋白）或工业用原材料动植物基因改良（操作）个体称为生物反应器。动物乳腺生物反应器生产药用蛋白质技术原理与操作主要是依据转基因技术动物生物反应器：是指利用动物作为载体（平台）反应器体系。生物技术与医药卫生第44页第44页动物生物反应器乳腺生物反应器:使外源基因在哺乳动物乳腺组织（上皮细胞）中进行特异表示我们需要蛋白产物；血液生物反应器细胞生物反应器已生产药物：α2抗胰蛋白酶、抗凝血因子Ⅸ、TPA、蛋白质C、凝血因子Ⅷ、白细胞介素22等

从转基因羊羊奶中提取出治疗心脏病药物tPA（组织型纤溶酶原激活物）第45页第45页血液、尿腺、乳腺、禽卵、昆虫当前已制作成功并产生重大社会、经济效益（应）乳腺生物反应器（动物）有:转基因牛(荷兰Phraming公司-人乳铁蛋白、EPO)转基因羊（山羊、绵羊）(英PPL公司-抗胰蛋白酶;美GTC-人凝血酶原III)等生物技术与医药卫生第46页第46页治疗用转基因牛研究时间与资金要求生物技术药物与化学药物和中药将形成三足鼎立局面生物技术与医药卫生第47页第47页生物技术疫苗生物技术疫苗DNA疫苗基因缺失苗亚单位疫苗活载体疫苗基因工程重组疫苗：禽流感病毒（H5N2疫苗，应用反向遗传操作技术，将在鸡胚中增殖效价高弱毒PB2基因，与其它血清型基因片段通过构建感染性克隆产生新疫苗病毒第48页第48页二、基因诊断（GeneDiagnosis）G到T一个碱基改变，决定了一个人命运小皓珩出生23个月就出现皮疹、便血等病状，患上了罕见原发性免疫缺点病。DNA序列分析，证实了小皓珩WAS蛋白基因1388位核苷酸由G突变为T，使编码谷氨酸密码GAG突变为终止密码TAGWAS蛋白突变为无功效WAS蛋白，造成患儿血小板减少，淋巴细胞形态和功效异常希望：WAS当前已经能够用骨髓移植或干细胞移植根治通过从患者体内提取样本(DNA)用基因检测办法来判断患者是否有基因异常或携带病原微生物办法，就是基因诊断。生物技术与医药卫生第49页第49页老式与基因诊断比较

老式诊断望问听触——经验化验/检查——微生物、免疫学、生物化学、病理学等对细胞、组织、酶、代谢物等检测影像学—X线、B超、CT、核磁共振、内窥镜等特殊检查—肌电/脑电/心电、骨密度等基因诊断应用分子生物学办法：如PCR技术或PCR与分子杂交标识主要应用于先天遗传性疾患（苯丙酮尿症、血红蛋白病）后天基因突变引起疾病（肿瘤、糖尿病）病原生物侵入（流感、肝炎、艾滋病）个体辨认、法医物证生物技术与医药卫生第50页第50页感染性疾病检测

利用PCR技术或PCR与分子杂交标识相结合，能够快速准确地检测出病原性物质乙型肝炎病毒丙型肝炎病毒结核杆菌和疟原虫分型第51页第51页公安司法系统——罪犯及受害人身份辨认及亲子鉴定部队——伤亡士兵身份辨认；印尼海啸中死难人员身份辨认保安——个人DNA身份证，用于人员辨认1985年Jeffreys应用RFLP进行亲子鉴定,创建DNA指纹分析办法Jeffreys和DNA指纹个体辨认第52页第52页三基因治疗（GeneTherapy）当前，基因疗法对象基因病、肿瘤、心血管病、糖尿病、血友病、严重贫血、关节炎、爱滋病等15种以上疑难顽症基因治疗人类遗传性疾病,仍在摸索阶段基因治疗是将正常外源基因导入靶细胞中以填补靶细胞所缺失或突变基因、或克制异常表示基因生物技术与医药卫生第53页第53页基因治疗策略原位修复(基因修复）对有缺点基因在本来位置上进行修复，使该基因恢复正常基因替换疗法治疗策略是切除发生缺点基因，再转入有功效正常基因增强将目的基因导入靶细胞，目的基因表示产物能够补偿缺点细胞功效基因克制导入外源基因以克制原有基因，目的在于阻断有害基因表示生物技术与医药卫生基因治疗掀起了一场临床医学革命第54页第54页基因治疗基本方式体细胞介导基因治疗回体法exvivo体内直接转基因体内法invivo生物技术与医药卫生第55页第55页基因治疗应用

转入功效基因（单基因遗传病）血友病B薛京伦等用逆转录病毒载体将IX因子cDNA至血友病B患者皮肤成纤维细胞中，再回植患者皮下，患者凝血因子IX表示明显增高，症状得到改进重症综合性免疫缺乏症（SCID）第56页第56页重症综合性免疫缺乏症（SCID）腺苷脱氨酶（ADA）缺乏症是常染色体隐性遗传致死性疾病，患者由于ADA缺乏造成脱苷腺氨酸增多，改变了甲基化能力，致使淋巴细胞受损，从而造成免疫缺点生物技术与医药卫生1990年，初次将ADA转基因T淋巴细胞注射到人体骨髓组织（患有－－腺苷脱氨酶（ADA）缺乏症4岁儿童），治疗SCID第57页第57页转基因治疗问题与危险性有效目的基因过少；安全性:导入基因缺乏调控手段；有效性和稳定性：缺乏高效和导向载体系统；当前人们多注重分子水平研究而忽略了整体研究，对整体宏观水平缺乏理解。1999年9月17日，美国Arizona州18岁青年格尔辛格在宾夕法尼亚大学人类基因治疗研究所接受基因治疗4天后不幸死亡，成为基因治疗实行以来第1个直接死于这种试验病人。生物技术与医药卫生第58页第58页四创建遗传病动物模型意义研究癌症基因致病机理；癌症基因表示调控过程；新药物疗效研究基因治疗良好材料当前已建立了人类动脉粥样硬化、镰刀形红细胞贫血、初老期痴呆症、本身免疫病、淋巴组织生成、真皮炎及前列腺癌等遗传病动物模型生物技术与医药卫生第59页第59页在猴子未受精卵中加入附加基因（如老年性痴呆病基因、帕金森病基因等），并利用它成功哺育出健康活泼小猴“安迪”。

加快针对这类疾病疫苗开发研究。通过研究“基因敲除”小鼠将帮助研究人类癌症、糖尿病和高血压等慢性疾病与遗传关系。生物技术与医药卫生第60页第60页五干细胞工程干细胞是指尚未发育成熟细胞，它含有再生为各种组织器官潜能，可称其为种子细胞。是一类含有自我更新和分化潜能细胞含有多能性，甚至全能性第61页第61页干细胞类型全能干细胞它含有形成完整个体分化潜能胚胎干细胞多能干细胞含有分化出各种细胞组织潜能，失去了发育成完整个体能力专能干细胞只能向一个类型或密切相关两种类型细胞分化MicroinjectionManipulationFacility生物技术与医药卫生第62页第62页胚胎干细胞含有发育成所有细胞、组织和器官能力生物技术与医药卫生第63页第63页生物技术与医药卫生第64页第64页详细应用举例骨髓移植——造血干细胞造血干细胞是体内各种血细胞唯一起源，主要存在于骨髓、脐带血中造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病有效办法。第65页第65页脐血干细胞库新生儿脐血主要直接用于血液病和免疫功效不全临床治疗不足脐血采集量有限，其中所含核细胞数较少，不能满足成人患者移植所需。遗传病第66页第66页第四节生物技术在农业科学方面应用第67页第67页农业科技革命20世纪初开始农业科技革命达尔文、孟德尔（19世纪下半叶）：育种技术（30％）李比希、缪勒（20世纪30年代）：化肥和农药（50％）

水利、浇灌（20％）以育种技术和农业化学技术为主导第一次农业科技革命，建立了当代农业。

20世纪下半叶，2个重大科学事件，拉开了新农业科技革命序幕DNA双螺旋结构发觉、DNA重构成功：分子生物学、生物技术计算机、信息技术：覆盖面广、渗入性极强其它当代技术航空航天、自动控制、新型材料、先进制造等第68页第68页生物技术引起生物育种细胞和胚胎工程育种、分子标识技术、转基因技术等已趋成熟，在动植物育种中得到应用高产、稳定、优质、抗虫、抗病、除草剂、固氮酶基因等如：抗除草剂大豆、抗黄矮病小麦、抗病毒马铃薯、耐贮运番茄动物品质改良、提升动物快速生长能力或抗病能力；功效性食品：可饲性疫苗、富含VE不饱和油料等生物技术与农业科学第69页第69页转基因植物用携带外源基因农杆菌Ti质粒转化植物材料，使外源DNA与植物染色体DNA整合，通过进一步组织培养，转化植物材料分化成愈伤组织，最后发育成含有新性状完整植株—转基因植物生物技术与农业科学第70页第70页有35个科120各种转基因植物，一些主要农作物取得商品化转基因品种种植面积迅猛发展发展趋势采用基因正在从抗除草剂、抗菌素、抗病虫害基因到抗逆境、高品质方向发展。由单个质量性状基因向多基因数量性状转变。植物反应器生产稀有蛋白转基因植物现实状况及趋势生物技术与农业科学第71页第71页1、生物技术与粮食

提升产量、品质普通大米事实上不是“健康食品”。大米中含有一个叫做肌醇六磷酸小分子，它能与铁紧紧地结合，使得小肠难以吸取食物中铁；以大米为主食人，易患铁缺乏症而造成贫血哪种大米更有益身体健康？第72页第72页转基因水稻

“金大米”：转入胡萝卜素合成相关基因提升大米中维生素A前体含量，以减少亚洲人普遍存在维生素A缺乏症处理铁吸取问题，往“金大米”中再转入三种基因：一个是来自真菌酶基因，这种酶能够把肌醇六磷酸降解掉；一个是来自菜豆铁蛋白基因，铁蛋白能够储存铁；尚有一个是来自印度香米基因，它生产蛋白质有助于人肠道吸取铁低过敏性转基因水稻低蛋白转基因水稻哪种大米更有益身体健康？第73页第73页超级杂交稻5月13日，位于三亚市田独镇新村田洋中国超级杂交稻第一块“百亩片试种示范田”正式通过了海南省级验收。经由全国多位农业专家共同检测，这批超级杂交稻亩产高达833.23公斤。功效稻米基尔米：拥有降血压、改进睡眠、减肥美容等功效大米，售价最高一个达１８元钱１斤。生物技术与农业科学第74页第74页2、抗性基因工程育种基因工程为哺育抗病虫作物提供了新手段当前，已经取得转基因抗虫农作物包括烟草、番茄、马铃薯、棉花、玉米等在抗逆境育种上应用为克服干旱、盐碱等提供新思绪美国斯坦福大学把仙人掌基因导入小麦、大豆等作物，育成抗旱、抗逆新品种。我国已克隆了耐盐碱相关基因，通过遗传转化已取得了耐盐烟草、水稻、西红柿、草莓等。

生物技术与农业科学第75页第75页转基因抗虫棉我国是世界上最大棉花生产国和消费国，约占世界产棉总量25%以上。自90年代以来，由于棉铃虫在我国大部分棉区连续性大发生或爆发，给我国棉花生产带来了巨大威胁，棉农谈虫色变，面积、单产、总产始终处于低谷徘徊阶段。第76页第76页我国现已有18个国产抗虫棉品种通过了审定，当前种植转基因品种中约有二分之一是国产品种。在全国各棉区正在大面积推广。1990年，美国利用生物技术，合成苏云金芽孢杆菌（B.t）杀虫基因，导入棉花取得抗虫转基因棉花。抗植物虫害基因有各种，日前经常使用主要有三种：Bt基因从植物中分离出昆虫蛋白酶克制剂，其中应用最广泛是豇豆胰蛋白酶克制剂基因(CpTI)植物凝集素基因(lectingene)生物技术与农业科学第77页第77页3、花卉基因工程花色工程花卉香味工程通过合成酶引入，增强单萜合成花卉保鲜通过导入反义ACC合成酶基因及反义ACC氧化酶基因可制止乙烯生化合成，延长花期和鲜切花寿命花卉抗性基因工程第78页第78页圆个缤纷梦－－花色工程花色素主要由类黄酮、类胡萝卜素、生物碱三类物质决定影响花色因子尚有共色作用、液泡酸碱值及细胞形状等生物技术与农业科学第79页第79页基因工程改变花色路径通过引入外源基因来补充一些品种缺乏合成一些颜色能力利用反义RNA和共克制技术克制基因活性，造成无色底物积累，使花颜色变浅或变成无色星条、网状：共克制法、反义RNA技术黄色：直接导入外源结构基因第80页第80页花卉基因转移结果常无法取得预期效果由于育成蓝色月季需要同时具备三个条件，即翠雀素合成、黄酮醇共染剂和较高PH值，其中关键是改变植物细胞液泡液PH值生物技术与农业科学第81页第81页利用基因工程技术，不但能够培养优质、高产、抗性好畜、禽新品种，还能够培养出含有特殊用途动物4、在畜牧业中应用生物技术与农业科学第82页第82页中国科学院水生生物研究所朱作言初次用人生长激素基因(hGH)构建了转基因鱼，制作主要目的是提升生长速度、增长抗逆性以及为发育生物学和插入突变提供研究材料。使用鱼类本身基因元件构建转基因鱼，能够处理基因表示强度问题和推广转基因鱼环境和伦理道德问题。自1984年以来先后进行了泥鳅、鲤鱼、鲫鱼等转基因研究。第83页第83页5、生物技术与农药绿色农药包括微生物杀虫剂、微生物杀菌剂、农畜抗菌素、植物源农药等植物源生物水剂农药（松脂酸钠和茶皂素复合制剂、苦楝油）生物农药菌种资源（苏云金杆菌）特点环境保护，良好环境相容性先天弱势：药效慢、击倒慢、适应力差综合防治生物技术与农业科学第84页第84页农业领域拓展拓展领域向食品轻工领域发展：酶工程、L-乳酸发酵工程向能源：燃料：石油（黑金）→作物（绿金）

向材料环境保护：全淀粉——乳酸——聚合塑料、生物全降解塑料生物农药及生物防治技术发展趋势生物资源创新工程——专业、区域、公司、市场化老式农业“高投入、低产出”→“低投入、高产出”投身生命科学生物技术与农业科学第85页第85页第六节生物技术在食品领域应用(p181)主要应用在食品生物资源改造、提升食品品质和改进食品风味、油脂生产以及食品卫生检测等。不是仅仅处理粮食问题，更主要是，满足人们对食物感官舒适、营养丰富、功效全面完美要求。食品级壳聚糖：用于功效性食品，保健品，胶粘剂，人体补铁剂，可降解性食品包装袋等第86页第86页一、应用现实状况主要技术基因工程细胞工程酶工程应用领域发酵工程食品添加剂:用生物法代替化学合成，要大力开发功效性食品添加剂等。生物技术与食品业第87页第87页二、在食品加工过程应用工程菌改良食品微生物生产性能改变合成路径，改进风味氨基酸生产生产食品酶制剂，提升活性、稳定性（淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶等，添加酶类进行食品组分改性）食品保鲜：乳酸菌肽防腐生物技术与食品业第88页第88页三、农副产品深加工和综合利用玉米等深加工

作为新型糖源、变性淀粉、玉米油、发酵酒精、环状糊精以及工业用材料提供优质充足原料肉、奶、水产品加工植物纤维素资源生物技术与食品业第89页第89页在食品检测中应用食源性病原菌快速检测转基因食品检测我国农业转基因生物安全管理10月，我国制定《农业转基因生物安全管理条例》普通应通过中间试验、环境释放和生产性试验四、生物技术与食品安全性检测生物技术与食品业第90页第90页第七节生物技术在能源开发上应用能源分不可再生能源：煤、天然气和石油（包括核能）等化石原料可再生能源：太阳能、风能、地热能、生物能、海洋能和水能生物能源是从太阳能转化而来绿色植物就是光能转换器和能源之源，碳水化合物是光能储藏库。

我国拥有丰富生物质资源每年7亿多吨作物桔秆、2亿多万吨林地废弃物、25亿多吨畜禽粪便及大量有机废弃物生物能源制煤气：柴草桔杆气化炉第91页第91页（一）沼气沼气是微生物发酵秸秆、禽畜粪等有机物产生混合气体，主要成份是可燃甲烷。生产沼气设备简朴，办法简易，适合在农村推广使用。当前，沼气规模化生产需要处理是设备及提升甲烷含量等技术问题。生物技术与能源第92页第92页（二）

氢气氢气燃烧产物只有水，因此氢气是最清洁能源。可利用生物质通过微生物发酵得到，这一过程被称为生物制氢。实现生物制氢产业化，尚有许多技术和经济问题需要处理。生物制氢产业化示范基地业已初具规模生物技术与能源第93页第93页（三）生物柴油利用生物酶将植物油或其它油脂分解后得到液体燃料，作为柴油替代品更加环保欧洲、美国已专门种植油料作物用来生产生物柴油一些微生物也能合成油脂，可认为克服生物柴油原料问题第94页第94页（四）燃料乙醇当前世界上生产规模最大生物能源燃料乙醇是以玉米等为原料，通过粉碎、液化、糖化、发酵、蒸馏、脱水等一系列精密工艺流程而制成，在汽油中混配10%燃料乙醇即成为乙醇汽油,排放尾气更清洁。我国燃料乙醇生产已形成规模，主要是以玉米为原料，同时正在积极开发甜高粱、薯类、秸秆等其它原料生产乙醇，当前产量居世界第三。生物技术与能源第95页第95页微生物与生物能源微生物将在生物能源领域饰演主要角色，生物能源制备离不开微生物利用生物技术尤其是基因工程改良相关微生物，势必能够提升生物能源开发利用。（一）燃料乙醇发酵微生物（二）产氢细菌生物技术与能源第96页第96页第八节生物技术在环境科学方面应用