生物技术发展的战略机遇

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：Itiswellknown,the21stcenturymosthasthedevelopmentpotentialtwobigindustriesistheinformationtechnology(IT)andthebiologicaltechnology.Theinformationtechnologydevelopmentisswiftandviolent,andseepedtosociallifeeachcorner.Relatedinformationtechnologyreport--multimedia,Internet,informationglobalizationandsoon,notonlypresentsrepeatedlyinthemedia,moreoveriscloselylinkedwithoursdailylife.ButwithITimposingcomparison,thebiologicaltechnologylookslikeactuallylightly,althoughthegene,theclone,phrasesandsoonhumangenomeproject,biodiversityarepublishedinnewspapersfrequently,butleavesourlifetobeveryasifalsoremote.Therefore,alsohastheexperttocommentlikethis:the21stcenturywasthebio-engineeringcentury.ClonesYangDuolithebirth,humangenome90%sequenceworkcompletion,EuropeandAmerica,Japanandsoondevelopedcountrytobiologicaltechnologyindustryinvestmentyearlyenlargement,theworldeachbigcompanylifesciencesindustrymergetidesurgeswaveuponwave,possessesallthese,causesustobelievethatthe21stcenturyindeedisreallythebiologicaltechnologytime.Keywords:biologicaltechnology；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………………………………………………………21．3．1发酵工程技术已见成效…………………………………21．3．2分离与纯化技术的进步…………………………………21．3．3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高等教育自学考试毕业(论文)说明书-1-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：①主要以可再生资源作原料；②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；③环境污染较少；④投资较小；⑤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……1．1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。高等教育自学考试毕业(论文)说明书-2-1．2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。1．3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。1．3．1发酵工程技术已见成效据估计，全球发酵产品的市场有120～130亿美元，其中抗生素占46％，氨基酸占16.3％，有机酸占13．2％，酶占10％，其它占14．5％。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%。1．3．2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。高等教育自学考试毕业(论文)说明书-3-1．3．3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2．1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3．4万tL。乳酸装置，并计划进一步发展到6．8万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。2．2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。2．3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，依然是生物化工高等教育自学考试毕业(论文)说明书-4-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3．1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