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印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术授课老师：钟毅办公室：3号学院楼5086室联系方法：67792707E-mail：zhongyi@dhu.edu.cn印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术生物技术（BiologicalTechniques)二十一世纪是信息时代,是知识经济时代。知识经济时代有以六大技术为标志的高新科学技术群：电子信息、生物技术、新材料、新能源、海洋技术、航空航天技术。应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。基因工程生物化学遗传学细胞生物学胚胎学免疫学有机化学无机化学物理化学分子生物学物理学基因工程信息学及计算机科学印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术生物技术是当今六大高新技术之一。我国把它列为六大高新技术之首。生物技术是世界各国普遍关注和重视的热点。1973-1977年全世界约有400多家生物工程公司，到2003年单美国就创办2000多家生物技术公司，其中有300多家公司上市，市场资本总额达到3308亿美元，生物技术已经成为美国高技术产业发展的核心动力之一。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术生物技术对解决当今社会许多重大问题，如人口、食物、能源、环境污染、人类健康等问题的解决发挥了极重要的作用。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术一、生物技术的定义及其用途生物技术是一门重要的应用科学。（一）生物技术的概念（BiologicalTechniques)定义：以生命科学为基础，利用生物体系和工程原理，生产生物制品和创造具有特定性状的新品系或新物种的科学技术。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术与生物技术有关的学科：生物学、分子生物学、细胞生物学、生物化学、微生物学、遗传育种学、数理化……形成和发展有赖于：化学工程学、电子学、计算机、材料科学、发酵工程科学……印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术（二）生物技术的内容：1、包括：基因工程细胞工程酶工程发酵工程蛋白质工程：运用基因工程全套技术改变蛋白质结构的技术。染色体工程：探索基因在染色体上的定位，异源基因导入、染色体结构改变。生化工程：生物反应器及产品的分离、提纯技术。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术生物反应器：利用酶或生物体（微生物、动植物细胞）具有的功能，在生物体外进行化学反应的装置系统。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术1)基因工程在基因水平上操作并改变生物遗传的技术，它的核心是重组DNA技术。基因工程包括：体外DNA重组体内基因操作基因化学合成等基因工程主要用酶作工具，切割DNA，将DNA片段连接到载体（质粒、病毒等），形成遗传物质的新组合，然后再转移到寄主细胞中扩增和表达。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术基因工程特点：较复杂，难度较大，但它是分子生物学的生长点，有发展前途，能提高其他工程的层次。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术2)细胞工程应用细胞培养、细胞融合等细胞生物学方法，以改善品种，生产生物制品及其组分的技术。包括：植物组织培养生产植物次生代谢产物的细胞培养植物种质的保存和保持作物试管微型繁殖（快速繁殖、育种、无病毒）体细胞无性系突变体印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术初级代谢产物：维持细胞生长必需的代谢产物，它包括合成代谢的中间产物及终产物。次生代谢产物：由初级代谢产物衍生而来，对生物的生存、生长、繁殖无关的那类代谢产物。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术内容：酶的分离和提纯酶的开发与利用酶制剂的生产固定化酶和固定化细胞技术酶反应器的研究与设计酶电极的研究与应用酶分子的修饰改造酶抑制剂和激活剂的研究应用酶的人工模拟具有催化功能的大分子合成3)酶工程：在一定生物反应装置中利用酶的催化作用，将相应的原料转化成有用物质的技术。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术4)发酵工程采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。四大工程互相联系，其中基因工程是生物技术的生长点、细胞工程是生物技术基础、酶工程是生物技术核心、发酵工程是生物技术工业化必由之路。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术二、生物技术的发展历史印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术（2）生物技术的演变过程及其特征：1857年发现了发酵现象；20世纪初（1939年），用发酵法生产丙酮、丁醇制炸药；1942年发现青霉素；1953年提出DNA的双螺旋结构模型；1970年发现限制性DNA内切酶、连接酶；1973年基因重组成功；1975年形成单克隆抗体。（1）生物技术的发端人类农业活动的开始——发端制酱、制醋、酿酒——最初的发酵技术印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术生物技术特点：以高科技为背景的高新技术；材料可更新、可循环、简单便宜，甚至可废物利用；常温下快速反应，耗能少；物料转化率高；工艺过程留下的废物可降解且无毒；产品涉及人类各方面（生活和生存的各方面）。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术三、生物技术的应用七十年代以来，各种生物技术产品相继出台。并产生巨大经济效益。（一）农业1、提高作物产量、改良品质（1）选育作物优良品种：82年转抗卡那霉基因到烟草成功，提抗药性8倍,现已有4500多种作物转基因获得成功。包括粮作、烟草、经作、菜、牧草、瓜果、花卉、树木的抗基、高蛋白含量基因、固氮基因等。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术（2）快繁：甘蔗一块生长锥培养143天，产生1737株苗。（3）脱毒：茎尖无毒部分培养产生无毒苗。（4）人工种子：各国30多种作物可产生人工种子。（5）固氮（6）制无毒高效农药、除草剂（7）产生新物种印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术2、发展畜牧业（1）胚胎工程：胚胎移殖胚胎切割胚胎嵌合体性别控制核移植体外受精（2）转基因动物（3）饲料（4）疫苗印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术（二）食品1、利用微生物生产单细胞蛋白质2、微藻的培养3、DNA重组技术使大肠杆菌生产无壳鸡蛋4、定做新蛋白质5、发酵法生产6、人工合成印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术（三）医药应用广泛，特别是贵重药物生产、疫苗生产、新的诊病技术、新的治疗方法有特殊意义。1、基因工程生产药物（1）生长激素（2）生长激素释放抑制素（3）胰岛素（4）干扰素印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术2、细胞工程生产药物3、发酵法、酶法生产抗生物质4、疾病诊治检测（1）单克隆抗体的应用：抗体：由抗原刺激在生物体内产生、并与抗原进行特异性结合的一类蛋白质的总称。抗原：能诱导动物产生抗体的任何化学物质。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术抗原抗体反应有高度专一性、一种抗体只能与它相应的抗原相结合。抗原刺激抗体单克隆抗体用途：A、诊病B、治疗疾病C、提纯D、检测E、单抗体内定位识别印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术5、基因疗法通过基因移植（或修复）的方法，消除（或修补）人体内的“坏”或“致病”基因，植入“好的”基因或“抗病”基因，使疾病得到治疗。6、PCR技术聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。7、生物信息学技术印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术（四）能源、环境污染1、解决能源危机（1）改变石油开采途径（2）生物量的利用生物量：生物体及伴随其活动生成的有机物的总称。A、燃烧B、微生物作用在常温下湿物质产生：乙醇、沼气印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术C、碳氢化合物某些植物（特别是大戟属植物）汁液中含有碳氢化合物可作石油代用品或作提取石油化学工业的各种原材料代用品。D、光合放氢特殊情况下：绿藻放氢蓝藻放氢细菌放氢印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术E、生物电池生物燃料电池：利用酶或微生物将没有电活性燃料转化为电活性燃料。如甲醇、甲醛、氢，加上电极后，燃料物质在氧化还原过程中自由能变电流。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术2、消除环境污染生命活动是合成与分解周而复始，生命把原子及简单分子合成复杂分子。生物死后，细菌、酵母菌、霉菌等微生物又把其分解成简单的分子和原子。环境污染：生物圈（人、动物）产生的废弃物；人类开发产生的污染：农药、石油企业、工厂废水、气、渣。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术防污染途径：生化过程代替化学合成过程；生物农药代替化学农药，以虫治虫，菌治菌；阻止有害三废物质过度产生，尽量再循环利用。治理污染：物理法：燃烧化学法：燃烧发电生物法：微生物、酶降解有毒有害物质。印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术（五）采矿、工业1、采矿2、工业3、国防印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术NewParadigm•Sincethe19thCentury,revolutionarychangeshavebeenoccurringatanunprecedentedrateinscienceandtechnologywithaprofoundimpactonourlives•InventionsofICs,computers,theInternet,discoveryandcompletemappingofthehumangenome,andmanymorehavetransformedtheentireworld•Wehavealsolearnedfromnature!印染加工中的生物技术•Solidfoundationsofscientificunderstandinghavebeenlaidtoguidetheimprovedusageandprocessingtechnologyofnaturalfibersandthemanufacturingofsyntheticfibers•Thetechnologyhasprogressedsothatmanufacturedfibersandtheirproductssurpassnaturalfibersinmanyaspects•Biologicalroutesforsynthesizingpolymersortextileprocessingrepresentanenvironmentallyfriendly,sustainablewayofutilizingnaturalresources印染加工中的生物技术TextilesMaterialsforEveryNeed•Optimizedmoisturemanagement•Betterheatflowcontrol•Improvedthermalinsulation•Breathability•Highperformanceinhazardprotection•Environmentalfriendly•Increasedabrasionresistance•Healthcontrolandhealingaid•Bodycontrol•Easycare•Highaestheticappeal•Enhancedhandle•High/lowvisibility印染加工中的生物技术印染加工中的生物技术EngineeredTextiles•Engineeredtextilesarematerialsthataredevelopedand/ordesignedforaspecialneedorapplicationwhereaveryhighperformanceisrequired•Engineeredtextilesmaycombinefabricswithglass,ceramics,metal,orcarbontoproducelightweighthybridswithincredibleproperties.Sophistic