導(dǎo)語：如何才能寫好一篇生物工程前景分析，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：微生物工程 現(xiàn)狀 前景

一、微生物工程面臨的挑戰(zhàn)

1. 微生物工程與合成化學(xué)工業(yè)的競爭

微生物工程，合成化學(xué)工業(yè)與農(nóng)業(yè)生物工程在過去幾十年中各自經(jīng)歷了巨大變化，以前， 農(nóng)業(yè)一直為微生物工程和化學(xué)工業(yè)提供原料，包括淀粉，蛋白質(zhì)，油脂等.微生物工程完全依賴 于農(nóng)業(yè)原料，生產(chǎn)乙醇，酒精，丙酮丁酸，氨基酸，有機(jī)酸等小分子化學(xué)品，以及復(fù)雜的次級(jí)代謝產(chǎn) 物（抗生素）.小分子發(fā)酵產(chǎn)物為化工制藥提供原料，復(fù)雜代謝產(chǎn)物又為農(nóng)業(yè)提供安全，無污染農(nóng) 藥.化學(xué)工業(yè)自 20 世紀(jì) 50 年代以來，采用石化原料合成多種合成纖維，塑料，人造橡膠，有機(jī)溶 劑等，特別是有機(jī)溶劑的化學(xué)合成極大威脅微生物工業(yè)的生產(chǎn).如 20 世紀(jì) 50 年代以后，丙酮丁 酸發(fā)酵工業(yè)在石油化工發(fā)達(dá)的國家消失，我國丙酮丁酸發(fā)酵一直堅(jiān)持到 90 年代，當(dāng)時(shí)受國內(nèi) 石化工業(yè)的壓力和進(jìn)口產(chǎn)品涌入的雙重競爭，使丙酮丁酸和乙醇大規(guī)模發(fā)酵工業(yè)基本消失. 但是，時(shí)代在前進(jìn)，科技在進(jìn)步，生物技術(shù)也在發(fā)展.從國際上來看，當(dāng)前的微生物工程已開 始對(duì)合成工業(yè)進(jìn)行強(qiáng)烈競爭，由于育種技術(shù)，基因工程等多方面的運(yùn)用，兩項(xiàng)大產(chǎn)品檸檬酸和味精，估計(jì)年產(chǎn)量均已接近百萬噸，單價(jià)也接近中等規(guī)模合成化學(xué)品；用作燃料的乙醇已達(dá) 13 億噸，而合成不到 1 億噸；另一例子是發(fā)酵乳酸，已完全替代合成乳酸.從工業(yè)用酶，如半合成青 霉素，頭孢菌素和淀粉糖化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以看到微生物技術(shù)的實(shí)力.

2. 農(nóng)業(yè)生物工程對(duì)微生物工程與合成化學(xué)工業(yè)的沖擊

植物分子生物學(xué)的進(jìn)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)突起，首先成功的是轉(zhuǎn)基因作物，至今已有幾十種轉(zhuǎn)基因作物，如抗蟲棉花，玉米，馬鈴薯，大豆，抗軟化的番茄等，在許多國家大面積種植.除 了提高抗性外，還進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量（如含硫氨基酸，賴氨酸等）. 另外，多種微生物的酶可以在植物中表達(dá)，如植酸酶，菊粉合成酶，海藻糖合成酶，（PHB（V））， 其中植酸酶可作為飼料添加劑，植酸酶轉(zhuǎn)基因油菜種子，不經(jīng)分離，用作飼料添加劑，效果顯著. 再者，轉(zhuǎn)基因植物可生產(chǎn)多種抗體，包括霍亂毒素（CT-B，LT-B 亞基）抗體，病毒外殼蛋白抗體，表 面抗原抗體，狂犬病毒抗體，在馬鈴薯，煙草，菠菜中表達(dá)成為口服疫苗.在轉(zhuǎn)基因植物中生產(chǎn)這些分子藥物具有成本低于傳統(tǒng)微生物發(fā)酵技術(shù)等的特點(diǎn)，所以，分子農(nóng)業(yè)（molecular farming） 對(duì)微生物技術(shù)有沖擊.

二、微生物工程的發(fā)展方向

目前，微生物工程技術(shù)已深入到生產(chǎn)的各個(gè)行業(yè)，如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、礦業(yè)、化工、醫(yī)藥、食品、能源和環(huán)境保護(hù)等.微生物工程技術(shù)已作為一種新興的工業(yè)體系發(fā)展起來，在各個(gè)行業(yè)的 知識(shí)和技術(shù)創(chuàng)新中起著越來越重要的作用.

1、 醫(yī)藥工業(yè) 新技術(shù)主要應(yīng)用于三個(gè)方面：工藝改進(jìn)、新藥研制和菌種改造.工藝改進(jìn)主要依賴于計(jì)算機(jī)理論及技術(shù)的發(fā)展.新藥研制則得益于醫(yī)學(xué)研究中對(duì)疾病機(jī)理的深人了解.菌種改造主要利用基因工程原理及技術(shù).正是由于采用其它學(xué)科的理論和新技術(shù)成果，使得微生物工程成為一種高新技術(shù).這反應(yīng)出當(dāng)今各學(xué)科之間相互滲透、相互支持，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)加速發(fā)展的趨勢(shì).

2、食品工業(yè) 隨著全世界人口總數(shù)的不斷增加，可耕地面積日益減少，糧食及其它食品的需求問題日益嚴(yán)峻.而微生物工程正是為人類提供食品、改善營養(yǎng)的重要途徑之一微生物蛋白微生物發(fā)酵 生產(chǎn)的蛋白質(zhì)，有的可直接供人食用，有的可做家畜、家禽飼料，增加市場(chǎng)的肉食供應(yīng).科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了分泌蛋白質(zhì)的微生物，由“工程菌”（大腸桿菌和酵母菌）發(fā)酵生產(chǎn)高營養(yǎng)強(qiáng)化蛋氨酸的 大豆球骯和雞卵清蛋白，不再受動(dòng)植物來源限制和季節(jié)氣候的影響，單靠微生物就能高效快速 地生產(chǎn)出動(dòng)植物的純蛋白氨基酸氨基酸生產(chǎn)過去都采用動(dòng)植物蛋白提取和化學(xué)合成法生產(chǎn)，而采用基因工程和細(xì)胞融合技術(shù)生成的“工程菌 ”進(jìn)行發(fā)酵，其生產(chǎn)成下降、污染減少，產(chǎn)量可成倍增加.飲料酒類 我國一直沿用混合菌株傳統(tǒng)釀造發(fā)酵技術(shù)（霉菌、酵母菌、細(xì)菌多菌株自然接 種混合發(fā)酵），產(chǎn)品具有特殊香型風(fēng)味一酒香、醬香、醋香.近年來已分離出己酸菌和甲烷菌， 并發(fā)現(xiàn)它們?cè)卺劸葡阈惋L(fēng)味中的作用.利用現(xiàn)酵工程技術(shù)改革舊工藝，也已取得明顯效果，例如在傳統(tǒng)釀酒工藝過程中，構(gòu)建由己酸菌和甲烷菌組成的“人工老窖” ，大大提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量和成品味感；啤酒生產(chǎn)中在生物反應(yīng)器中把酵母吸附于不動(dòng)載體上，緩緩流人麥芽汁， 啤酒的發(fā)酵時(shí)間縮短到 1 天，甚至 9 0 分鐘，而生物反應(yīng)器中的酵母菌連續(xù)發(fā)酵 3 個(gè)月活力不降低，為制造“生物啤酒” ，開創(chuàng)了新途徑. 其他食品添加劑微生物發(fā)酵生產(chǎn) 的檸檬酸、乳酸、蘋果酸等多種有機(jī)酸，是飲料中不可缺少的酸味劑.另外，發(fā)酵工程生產(chǎn)的天然色素、天然新型香味劑，正在逐步取代人工合成的色素和香精，這也是現(xiàn)今食品添加劑研究的一個(gè)方向。

3、能源工業(yè) 能源緊張，是當(dāng)今世界各國都面臨的一大難題，石油危機(jī)之后，人們更加認(rèn)識(shí)到地球上的石油、煤碳、天然氣等石化燃料終將枯竭，而利用微生物工程則能開發(fā)再生性能源和新能源. 1.綠色能源的再生人類對(duì)太陽能的利用是微乎其微的 地球上貯存太陽能的只有綠色植物和光合微生物， 但它們貯存的能量也只是照射到地球上的太陽能量的 0 . 0 5 % .如能將這些能量利用，能源緊張問題也就大大緩解了.通過微生物發(fā)酵的技術(shù)，可將綠色植物秸桿、木屑、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等廢棄物轉(zhuǎn)化為液體和氣體燃料 （酒精和沼氣 ） 2. 采油微生物運(yùn)用向油層注人細(xì)菌或其產(chǎn)物（生物聚合物、表 面活性 劑等 ），可以增大油層壓力，降低原油粘度，將殘留在巖石空隙間的深層粘滯性原油從“枯竭”的油田中采出，提高 產(chǎn)量的 2 0 % 一 3 0 % .現(xiàn)各國均在大規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，已取得滿意結(jié)果. 3 微生物電池 利用微生物的代謝產(chǎn)物（氫氣、甲酸或氨等 ）作為電極活性物質(zhì)，通過陽極、 陰極電子流動(dòng)從而獲取電能的裝置，叫做微生物電池.其中日本科學(xué)家設(shè)計(jì)的生化燃料電池最為理想.他們把氫氣產(chǎn)生菌（丁基梭菌 ）固定在陽極，陰極為炭極（由蟻酸氧化空氣中的氧）， 這樣就構(gòu)成了氫一氧（空氣）型微生物電池。