《生化工藝》課件第一章 緒論

緒論

第一章緒論

一、國內(nèi)外生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著分子生物學(xué)的突破而誕生的基因（gene）操作技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)（cellfusiontechnology）等賦予了生物技術(shù)新的生命力，引起了科技界和企業(yè)界的的高度重視并給予巨額投入。從世界范圍的發(fā)展情況來看，生物技術(shù)已成為發(fā)達國家科技競爭的熱點，美國、日本、歐洲等主要發(fā)達國家和地區(qū)競相開展生物技術(shù)的研究和開發(fā)工作，許多國家紛紛建立了獨立的政府機構(gòu)，成立了一系列的生物技術(shù)研究組織，制定了近期即2010年或2020年的中長期發(fā)展規(guī)劃，在政策、資金上給予了大力支持。同時這些國家的企業(yè)界也紛紛投入了巨資進行生物技術(shù)的開發(fā)研究，取得了一系列重大成果，從而使生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化得到迅速發(fā)展。成功開發(fā)了諸如促紅細(xì)胞生成素（EPO）、粒細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF）等一批基因工程藥物，占領(lǐng)了世界市場，取得了巨大的經(jīng)濟效益，使得這些國家在世界生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面占有絕對的優(yōu)勢。

緒論中國是最早利用生物技術(shù)的國家之一。最近十年來生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展，已經(jīng)成為世界發(fā)酵產(chǎn)品市場的重要競爭者，多種發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量和出口劇增。檸檬酸（citricacid）的生產(chǎn)工藝、技術(shù)已進入了世界先進行列，產(chǎn)量居世界首位；谷氨酸（Glu）和賴氨酸（Lys）的生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平及產(chǎn)量也有一定優(yōu)勢。與此同時，現(xiàn)代生物技術(shù)的研究和開發(fā)也取得了豐碩的成果，中國首創(chuàng)的兩系雜交水稻已推廣種植200km2，平均單產(chǎn)提高10%以上；植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)取得成功；重組聯(lián)合共生固氮菌、防病工程菌開始大面積田間實驗；試管牛羊、轉(zhuǎn)基因魚已進入中間實驗，動物生物反應(yīng)器取得了可喜進展；已有四種基因工程藥物獲準(zhǔn)投放市場；抗體工程已取得多項成果并開始在臨床上應(yīng)用；某些基因治療達到了國際水平；人胰島素、人尿激酶、葡萄糖異構(gòu)酶、凝乳酶的蛋白質(zhì)工程已達到世界水平。但從總體上看，無論是對傳統(tǒng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的改造或是對現(xiàn)代生物技術(shù)的研究、開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，我國都還處于起步階段，與發(fā)達國家相比還存在一定的差距。緒論

生物技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展涉及許多學(xué)科，包括生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、動物學(xué)、植物學(xué)、化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、電子學(xué)以及計算機科學(xué)等基礎(chǔ)和應(yīng)用學(xué)科?，F(xiàn)代生物技術(shù)雖來源于原始的、傳統(tǒng)的生物生產(chǎn)技術(shù)，但它們之間在內(nèi)容和手段上均在質(zhì)的區(qū)別?，F(xiàn)代生物技術(shù)能夠帶來的好處是十分巨大的，正在或即將使人們的某些夢想和希望變?yōu)楝F(xiàn)實。當(dāng)前，生物技術(shù)已在醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域中嶄露頭角，一批生物工程藥物，如人生長激素（growthhormone）、胰島素(insulin)、干擾素(interferon)和各類細(xì)胞生長因子與調(diào)節(jié)因子等已陸續(xù)投放市場。緒論

近年來，人們逐漸認(rèn)識到現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展越來越離不開諸如化學(xué)工程技術(shù)學(xué)科。在生物技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)相互結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型工程技術(shù)——生物化工技術(shù)，不僅為傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)、傳統(tǒng)醫(yī)藥工業(yè)的改造及新興的生物技術(shù)工業(yè)提供了高效率的生物反應(yīng)器、新型分離技術(shù)和介質(zhì)以及現(xiàn)代的工程裝備技術(shù)，還提供了生產(chǎn)設(shè)備單元化、工藝過程最優(yōu)化、在線控制自動化、系統(tǒng)綜合設(shè)計等工程概念與技術(shù)以及用于生物過程優(yōu)化控制的基礎(chǔ)理論。生物化工技術(shù)在生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面起重要的作用，使生物技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛，下游技術(shù)不斷更新，同時大大提高了生物技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。生物化學(xué)工程技術(shù)已成為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的橋梁和瓶頸。其生產(chǎn)過程和工藝的研究已成為加速生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的一個重要方面。緒論

現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品雖不多，但其潛力很大，是方興未艾的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。今后現(xiàn)代生物技術(shù)不但用來生產(chǎn)一些貴重或有特殊功效的藥物，其具潛力將主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)和化工原料的應(yīng)用開發(fā)中。此外用現(xiàn)代生物技術(shù)改造已有有發(fā)酵工業(yè)，如氨基酸工業(yè)、酶制劑工業(yè)、抗生素工業(yè)中的菌種改造上也有很大潛力。緒論二、生化反應(yīng)過程的特點將生物技術(shù)的實驗成果經(jīng)工藝及工程開發(fā)，成為可供工業(yè)生產(chǎn)的工藝過程統(tǒng)稱為生物反應(yīng)過程。生物反應(yīng)過程的實質(zhì)就是利用生物催化劑從事生物技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。當(dāng)過程采用游離的整體微生物活細(xì)胞為生物催化劑時，一般稱此為發(fā)酵過程（特定情況下也有稱微生物培養(yǎng)過程、微生物轉(zhuǎn)化過程等）而當(dāng)生物催化劑為游離或固定化酶時，此過程則稱為酶反應(yīng)過程。另處，還有動、植物細(xì)胞（組織）培養(yǎng)過程。至于從天然生物物質(zhì)中提取有效成分也常歸屬于生物反應(yīng)過程的范圍。通常的生物反應(yīng)過程由四個部分組成。緒論

1.原料的預(yù)處理及培養(yǎng)基的制備

發(fā)酵原料是很豐富的，如薯類、谷類等，但許多工業(yè)微生物都不能直接利用這些原料，通常需要將它們進行粉碎、蒸煮、水解成葡萄糖以供給微生物利用。還可以利用廢糖蜜、工農(nóng)業(yè)的下腳料等，根據(jù)不同微生物和發(fā)酵產(chǎn)品的類型調(diào)配一定成分的培養(yǎng)基。在發(fā)酵前將培養(yǎng)基裝入發(fā)酵罐中，通入98kPa的蒸汽高溫滅菌，冷卻后，在無菌條件下接入菌種。在發(fā)酵過程中要絕對保證無雜菌，即沒有目標(biāo)微生物以外的微生物存在，這是發(fā)酵成功與否的關(guān)鍵。緒論

2.生物催化劑的制備

發(fā)酵過程中，首先應(yīng)在傳統(tǒng)誘變育種或用現(xiàn)代生物技術(shù)的手段進行菌種改造的基礎(chǔ)上，選擇高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、培養(yǎng)要求不甚苛刻的菌種。發(fā)酵前必須經(jīng)過多次擴大培養(yǎng)達到足夠數(shù)量后即作為種子接種至發(fā)酵罐中，滿足大罐發(fā)酵的要求。在實際情況下，生物催化劑——微生物細(xì)胞的增加和“成熟”在發(fā)酵過程的前期以至中期仍在繼續(xù)進行。在酶反應(yīng)過程中，加入酶量及其純度與底物量和產(chǎn)品要求有關(guān)。在采用固定化酶或固定化細(xì)胞時，應(yīng)事先通過合適的固定化技術(shù)將酶或細(xì)胞加以固定，然后裝入酶反應(yīng)器。如果是酶反應(yīng)過程，則需選擇一定量的活力強的酶制劑。緒論

3.生物反應(yīng)容器及反應(yīng)條件的選擇

由于使用的生物類型不同，其代謝規(guī)律不一樣，因而有厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵兩種方式。厭氧發(fā)酵亦稱靜置發(fā)酵，如酒精、啤酒、丙酮、丁醇及乳酸等，發(fā)酵過程不需供氧，設(shè)備和工藝都較好氧發(fā)酵簡單。好氧過程中需要消耗大量的氧氣，因此需要通入無菌空氣。以供代謝需要，如氨基酸、抗生素、赤霉素等的生產(chǎn)都屬此類。不管是好氧發(fā)酵還是厭氧發(fā)酵，均應(yīng)根據(jù)菌種的的特點、代謝規(guī)律和產(chǎn)品的特點，選擇合適的發(fā)酵條件。緒論4.產(chǎn)品的分離與純化

分離與純化是從發(fā)酵液中提取符合質(zhì)量指標(biāo)的制品。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的類型、特點選擇合適的下游技術(shù)的組合。采用吸附法、溶媒萃取法、離子交換法、沉淀法或蒸餾法、雙水相萃取法、色譜法等，提取、分離和純化產(chǎn)品，得到符合要求的目標(biāo)產(chǎn)品。有關(guān)的法包括：物理方法——研磨、高壓勻漿（以上用于細(xì)胞破碎）、過濾、離心、蒸發(fā)、干燥等；物理化學(xué)方法——凍溶（用于細(xì)胞破碎）、透析、超濾反滲析、絮凝、萃取、吸附、層析、蒸餾、電泳、等電點沉淀、鹽析、結(jié)晶等；化學(xué)方法——離子交換、化學(xué)沉淀等；生物方法——免疫層析等。

緒論不管是微生物培養(yǎng)，還是動植物細(xì)胞培養(yǎng)、污水的生化處理以及從天然物質(zhì)中應(yīng)用生物技術(shù)提取有效成分均為生物反應(yīng)過程。如果過程使用的生物催化劑是酶，通常叫酶反應(yīng)過程。如果是生物細(xì)胞，則叫做發(fā)酵過程。生物反應(yīng)過程的特點簡述如下：（1）生產(chǎn)過程通常在常溫下進行，操作條件溫和，不需要考慮防爆問題，一種設(shè)備具有多種用途。原料以碳水化合物為主，不含有毒物質(zhì)。（2）生產(chǎn)反應(yīng)過程是以生命體的自動調(diào)節(jié)方式進行的，多個反應(yīng)容器像一個反應(yīng)一樣，可在單一設(shè)備中進行。（3）能容易進行復(fù)雜的高分子化合物的生產(chǎn)，如酶、光學(xué)性體等。緒論（4）能夠高度選擇性地進行復(fù)雜化合物在特定部位的反應(yīng)，如氧化、還原、官能團的導(dǎo)入等。（5）生產(chǎn)產(chǎn)品的生物體本身也是產(chǎn)物，富含維生素、蛋白質(zhì)、酶等；除特殊情況外，培養(yǎng)液一般不會對人和動物造成危害。（6）生產(chǎn)過程中需要注意防止雜菌污染，尤其是噬菌體的侵入，以免造成很大的危害。（7）能通過改良生物體生產(chǎn)性能，可在不增加設(shè)備投資的條件下，利用原有的生產(chǎn)設(shè)備使生產(chǎn)能力飛躍上升。實際生產(chǎn)中，可以通過改進工藝和改善設(shè)備的研究，在很大程度上改善產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效益。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，對生產(chǎn)過程提出了更高的要求，使工藝的研究和優(yōu)化變得更加重要。緒論

三、生化技術(shù)的應(yīng)用生物技術(shù)經(jīng)歷了數(shù)千年的發(fā)展，至今已達到了可以用細(xì)胞融合和DNA重組等現(xiàn)代生物技術(shù)，從細(xì)胞水平和分子水平改良已有生物品種和組建新的生物品種的地步，這將較大幅度提高農(nóng)業(yè)的質(zhì)量和產(chǎn)量，以及利用生物資源為原料或應(yīng)用生物技術(shù)為手段的工業(yè)賦予新的生命力，并為生物技術(shù)的其它應(yīng)用帶來福音。人們期望著生物技術(shù)的進一步發(fā)展，它將會對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，人民保健和社會福利事業(yè)帶來更深遠(yuǎn)的影響。為此，世界各國都把生物技術(shù)的研究開發(fā)列入高技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。我國也已把生物技術(shù)和航天技術(shù)、信息技術(shù)、激光技術(shù)、自動化技術(shù)以及新材料技術(shù)并列為優(yōu)先發(fā)展的七個高技術(shù)領(lǐng)域。當(dāng)然在現(xiàn)代生物技術(shù)的潛力還沒有完全顯示之前，我們還必須充分發(fā)揮已有生物技術(shù)的作用，使它們?yōu)閲窠?jīng)濟增長和社會服務(wù)作出更大的貢獻。

緒論

1.生化技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用這是生物技術(shù)最早開發(fā)應(yīng)用的領(lǐng)域，其中包括傳統(tǒng)的含醇飲料、調(diào)味品、乳制品等，至今其產(chǎn)量和產(chǎn)值還占生物技術(shù)的首位。含醇飲料以果汁、米、麥、高梁、玉米、土豆等為主要原料釀造或經(jīng)過加工的有葡萄酒等，果酒、黃酒、白酒、啤酒、白蘭地、威士忌、伏特加、金酒、香檳酒、朗姆酒等。傳統(tǒng)調(diào)味品及發(fā)酵產(chǎn)品以豆類、米、麥等生產(chǎn)的醬、醬油、醋、豆鼓、豆腐乳、飴糖、泡菜等。發(fā)酵乳制品奶酒、干酪、酸奶等。用近氏發(fā)酵或酶反應(yīng)技術(shù)生產(chǎn)的食品原料葡萄糖、麥芽糖、脂肪等。食品添加劑面包酵母、味精、賴氨酸、檸檬酸、紅曲等新型發(fā)酵飲料活性乳酸飲料緒論

2.生物技術(shù)在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用生物技術(shù)在醫(yī)藥方面的應(yīng)用是最為關(guān)注的領(lǐng)域之一，特別是現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用常集中于醫(yī)藥方面。這是因為醫(yī)藥產(chǎn)品的價格較高，容易使產(chǎn)品在經(jīng)濟上受益，另外也由于人們都期望有些高效藥物問世。通過生物技術(shù)生產(chǎn)或已在實驗室獲得較好結(jié)果的醫(yī)藥產(chǎn)品為數(shù)很多，現(xiàn)分別介紹如下：緒論

（1）各種抗生素抗細(xì)菌抗生素桿菌肽，頭孢菌素、氯霉素（對斑疹傷寒有特效）、金霉素、環(huán)絲氨酸（抗結(jié)核菌）、紅霉素、紫霉素等?？拐婢股貎尚悦顾谺、殺假絲菌素、灰黃霉素、制霉菌素等?？乖x抗生素?zé)熐顾厍琶顾氐?。抗腫瘤抗生素放線菌素、阿德里亞霉素、博萊霉素、光神霉素、絲裂霉素、內(nèi)瘤霉素等。某些天然抗生素青霉素、頭孢素在去側(cè)鏈后，可用化學(xué)合成法接上新的側(cè)面而改變原有抗菌譜或其它特性，這就是被稱為半合成抗生素。緒論常用的半合成青霉素甲氧苯青霉素、乙氧萘青霉素、鄰氯苯唑青霉素等。常用的半合成頭孢素頭孢一號、頭孢二號、頭孢Ⅲ號、頭孢Ⅳ號、頭孢Ⅴ號、頭孢Ⅵ號、吡硫頭孢菌素、氰甲基頭孢素等。其它半合成抗生素丁胺卡那霉素、去甲基金霉素、利福平、氯林肯霉素、去甲基林肯霉素等。（2）各種氨基酸氨基酸在醫(yī)藥中主要用氨基酸大輸液?？山?jīng)發(fā)酵獲得的氨基酸、賴氨酸、丙氨酸、精氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸等?？捎妹阜ǐ@得的氨基酸有天門冬氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、賴氨酸、半胱氨酸等。緒論

（3）維生素目前可用生物技術(shù)生產(chǎn)的維生素或其中間產(chǎn)物有維生素B2、維生素B12、2-酮基古龍酸（經(jīng)轉(zhuǎn)化后即得維生素C—抗壞血酸）、β胡蘿卜素（維生素A—抗干眼病維生素的前體）、麥角甾醇等。（4）甾體激素在可的松、氫化可的松、膚氫松（氟氫可的松）、確安舒松（氟羥脫氫皮質(zhì)醇）等甾體激素化學(xué)合成過程中有若干步可用微生物轉(zhuǎn)化來完成。（5）生物制品生物制品是指含抗原的制品。由減毒或死的病毒或立克次體制造的疫苗，如牛痘和班疹傷寒疫苗；減菌或死的病原菌制成的菌苗，如卡介苗、傷寒菌苗以及類毒素，如白喉類毒素；和含抗體的制品（能中和外毒素的抗毒素）。它們均被用于預(yù)防、診斷或治療傳染病。緒論

（6）單克隆抗體由于單克隆抗體對有關(guān)抗體具有高度親和性，故可用來制備診斷。在今后研制出人—人或人—鼠單克隆抗體后，還可用于治療。特別是可作為能驅(qū)病灶導(dǎo)彈藥物的運載工具。此外，單抗還可用于親和層析以純化抗原物質(zhì)（通常為所欲純化的目標(biāo)產(chǎn)物，如干擾素等）或用于分疫分析和菌種鑒別。（7）其它①治療用酶如蛋白酶和核酸酶可用于加速去除壞死組織、膿液、分泌液、血腫；胃蛋白酶、脂肪酶、蛋白酶可幫助消化；尿激酶、鏈激酶可以溶化血栓；胰蛋白酶可以釋放激肽；天冬酰胺酶可抗腫瘤；超氧化酶可治因O2—的毒性引起的炎癥。緒論

②酶抑制劑如棒酸可抑制β—內(nèi)酰胺的作用而減少或避免由細(xì)菌產(chǎn)生的β—內(nèi)酰胺酶對青霉素的破壞；α-淀粉酶抑制劑可治糖尿病；抑肽素（蛋白質(zhì)抑制劑）可用于治療胃潰瘍；多巴丁有降血壓作用。③核苷酸產(chǎn)品如肌苷可治療心臟病、白血病、血小板下降、肝病等。黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）可治維生素B缺乏癥、肝病、腎??；輔酶A可治療白血病、血小板下降、肝病、心臟??；輔酶I（NAD）可治糙皮癥、肝病、腎?。话祝–DP）膽堿可治療頭部外傷或大腦因外傷引起的意識模糊。④制藥工業(yè)用酶如青霉素?；赣糜谏a(chǎn)半合成青霉素的母核—6—氨基青霉烷酸（6—APA），天冬氨酸酶用于生產(chǎn)天門冬氨酸，L—氨基酰酶用于生產(chǎn)L—氨基酸等。⑤其它發(fā)酵藥物如谷氨酰胺可抗腫瘤、麥角新堿可治療后子宮復(fù)元、麥角胺可治療偏頭疼等。此外，可用基因工程細(xì)胞產(chǎn)生的關(guān)鍵蛋白治療基因缺陷癥，稱為基因治療。緒論

3.生物技術(shù)應(yīng)用于輕工、食品用酶的生產(chǎn)下列各種酶均可從微生物中獲得：糖酶а—淀粉酶（使淀粉液化生成糊精及少量麥芽糖及葡萄糖），β—淀粉酶（淀粉水解為麥芽糖），葡萄糖苷酶即糖化酶（使淀粉、糊精、麥芽糖水解為葡萄糖），支鏈（異）淀粉酶（水解支鏈淀粉），轉(zhuǎn)化酶（蔗糖酶，能將蔗糖或棉子糖水解為葡萄糖及果糖），異構(gòu)酶（葡萄糖異構(gòu)為果糖），半乳糖酶（將乳糖水解為葡萄糖和半乳糖），纖維素酶（將纖維素水解為葡萄糖）。緒論

蛋白酶堿性蛋白酶（用于洗滌劑、皮革鞣化、膠片回收銀、啤酒去濁），酸性蛋白酶（用于飲料、食品的冷藏保存、制作蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物），中性蛋白酶（用于皮張脫毛、蠶絲脫膠、蛋白胨制備）。果膠酶水解果類中的果膠物質(zhì)。脂肪酶將脂肪分解為甘油及脂肪酸。凝乳酶將乳中蛋白質(zhì)凝固生產(chǎn)干酪。過氧化氫酶能將H2O2分解為水及氧氣。緒論

4.生物技術(shù)用于化工能源產(chǎn)品的生產(chǎn)利用發(fā)酵、生物轉(zhuǎn)化或酶法生產(chǎn)下列產(chǎn)品：烷烴甲烷醇及溶劑乙醇、甘油（丙三醇）、異丙醇、丙酮，二羥基丙酮、丁醇、丁二醇、甘露糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、赤蘚糖醇等。有機酸醋酸（乙酸）、丙酸、乳酸（羥基丙酸）丁酸、琥珀酸（丁二酸）、延胡索酸（反丁烯二酸）、蘋果酸（羥基丁二酸）、酒石酸（二羥基丁二酸）、衣康酸（亞甲基丁二酸）、環(huán)氧琥珀酸（環(huán)氧丁二酸）、檸檬酸羥基戊二酸已二烯二酸、葡萄糖酸、曲酸（5—羥基—2吡喃酮）、水楊酸等。緒論

多糖如右旋糖酐（葡聚糖）黃原膠、茁霉素多糖、微生物海藻酸等。在能源產(chǎn)品成本和新能源開發(fā)中，除了甲烷（主要是有機廢棄物嫌氣發(fā)酵產(chǎn)物）和乙醇（可摻入汽油制成含醇汽油）外，黃原膠可用于油田三次采油，有關(guān)微生物產(chǎn)氫和生物電池目前也在探索中。5.生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著十分廣闊的潛在發(fā)展前途，這主要是指應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)對主要農(nóng)作物、牲畜、水產(chǎn)品進行品種改良或組建新品種。緒論

生物技術(shù)的發(fā)展為農(nóng)業(yè)生物技術(shù)開辟了新的天地，其主要應(yīng)用于：（1）無性快速繁殖利用某些植物組織，特別是未經(jīng)分化含有所有基因信息的幼芽組織，以細(xì)胞培養(yǎng)后獲得的愈傷組織加以擴大培養(yǎng)，進而獲得大量的植株。現(xiàn)將此法用于蘭花、煙草、蔬菜、甘蔗等快速繁殖。（2）脫毒植株的獲得通過未受病菌侵襲的頂端分生組織的細(xì)胞培養(yǎng)，進而獲得無毒植株。也可通過愈傷組織或懸浮細(xì)胞毒素篩選抗性細(xì)胞。（3）單倍體育種利用花粉細(xì)胞培養(yǎng)，進而培育單倍體植株。然后用秋水仙素等處理，使單倍體植株的染色體加倍，成為純種二倍體。單倍體植株只有一套染色體，故遺傳性單一，無分離現(xiàn)象。緒論

（4）原生質(zhì)體融合可用不同種間、屬間生物的原生質(zhì)體進行融合以獲得雜交體細(xì)胞。（5）人工種子用人工種皮包埋體細(xì)胞胚狀體或芽、鱗、莖而制成的有高度萌發(fā)性能并能成為植株的“種子”，可使性能優(yōu)良的植物品種得以大規(guī)模種植。（6）優(yōu)良牲畜的擴大培養(yǎng)擴大培養(yǎng)優(yōu)良牲畜可用胚胎移植、胚胎分割、受精卵注射生長激素等。核移植、染色體改造等到手段也可用于畜種、魚種改良及性別控制。緒論

（7）植物品種改良人們對基因工程用于植物品種改良寄以很大的希望，如將抗性基因或植物蛋白貯藏基因、固氨基因等導(dǎo)入植物體細(xì)胞并獲得表達，這將對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。但目前對上述基因的了解很不夠，對如何將這些基因?qū)塍w細(xì)胞是一困難。目前已知的或可行的基因運載體有Ti質(zhì)粒、Ri質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子和噬菌體、較為成熟的是Ti質(zhì)粒，它是一種可以引起植物產(chǎn)生腫瘤的細(xì)菌的質(zhì)粒（能產(chǎn)生TIP—腫瘤引導(dǎo)素），它可將外源基因整合至植物基因組中。常規(guī)的工業(yè)微生物產(chǎn)品也可用于農(nóng)業(yè)，如不少醫(yī)療用抗生素，如鏈霉素、灰黃霉素可用于防治植物病毒，四環(huán)類抗生素可用于禽畜催長。緒論赤霉素是一種能促種子萌芽、植株助長的植物生產(chǎn)素，現(xiàn)已廣泛用于雜交水稻中的助長，蔬菜瓜果的生產(chǎn)。近年來，還發(fā)現(xiàn)某些微生物除草劑，如環(huán)已酰胺、雙丙磷A、谷氨酰胺合成酶等。在農(nóng)林生產(chǎn)中還常用蘇云金桿菌或其變種所產(chǎn)生伴孢晶體—一種能殺死某些引起植物蟲害的娥類的幼蟲的毒蛋白來保護松林和蔬菜。另有用昆蟲病原體、寄生病毒和原生動物殺滅危害作物的害蟲的制劑。固氮菌、鉀細(xì)菌、磷細(xì)菌、抗生菌制劑作為輔助肥料及抗菌增產(chǎn)劑用于農(nóng)業(yè)。緒論

單細(xì)胞蛋白是一類由酵母（釀酒酵母、假絲酵母、畢卡酵母等）、真菌（曲霉、地霉、內(nèi)孢霉、鐮孢霉等）及細(xì)菌（假單孢菌、鏈絲菌、嗜甲醇細(xì)菌）的細(xì)胞體制成的飼料添加劑。其中干品的蛋白質(zhì)含量為40%～80%。食用和藥用真菌也是一種農(nóng)副產(chǎn)品，主要品種有蘑菇、草茹、香茹、枸菌、猴頭菌、靈芝、銀耳、木耳等。6.生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用自然界本身就存在著碳和氮的循環(huán)，而微生物在對生物物質(zhì)的排泄物及尸體的分解起著重要的作用。利用生物技術(shù)手段處理生產(chǎn)和生活中的有機廢棄物，加速了這一分解過程的進行且可對環(huán)境衛(wèi)生作出很大的貢獻。緒論

嫌氣發(fā)酵法指在嫌氣情況能分解碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪的微生物，將有機廢棄物分解為可溶性物質(zhì)，進而通過產(chǎn)酸菌和甲烷細(xì)菌的作用再分解為甲烷和二氧化碳。這樣，即可產(chǎn)生一定量的沼氣（約