¡Tarea de biología! ! ¡Espero que todos los héroes puedan ayudar! !
.La biotecnología incluye la biotecnología moderna, la ciencia de las semillas, la fisiología vegetal, la protección vegetal, la genética, el cultivo de hongos comestibles, la bioquímica, etc.
2.1928 A. Fleming descubrió la penicilina
1943 Producción industrial a gran escala de penicilina
1944 0. T. Avery et al. demostraron experimentalmente que el ADN es material genético
1953 J. D. Watson y F. H． DO. Crick descubrió la estructura de doble hélice del ADN
1961-1966 Descifró el código genético
1970 Aisló la primera endonucleasa de restricción tipo II
1972 Tecnología de recombinación de ADN in vitro establecimiento
1975 G. J． F. Kohler y C. Milstein establece la tecnología de hibridomas
1976 Nace la tecnología de secuenciación de ADN
1978 Se produce por primera vez insulina genéticamente modificada
1980 La Corte Suprema de Estados Unidos dictamina que la insulina genéticamente modificada los productos son Patentes
1980 La primera empresa de biotecnología cotiza en NASDAQ
1981 Nace el primer animal transgénico (ratón)
1982 Ganado producido mediante tecnología de ADN recombinante La vacuna se lanzó por primera vez en Europa
1983 Se sintetizaron con éxito por primera vez cromosomas artificiales
1985 La tecnología de huellas genéticas se utilizó por primera vez como prueba ante un tribunal
1986 Se aprobó el primer cultivo genéticamente modificado para pruebas de campo
1986 Se desarrolló con éxito la primera vacuna humana recombinante de ADN (vacuna contra la hepatitis B)
1988 Se introdujo la tecnología PCR
1989 Se aprueba el algodón transgénico resistente a insectos para ensayos de campo
1990 Estados Unidos aprueba el primer ensayo de terapia génica con células somáticas
1990 Se inicia el Proyecto Genoma Humano lanzado oficialmente
1990 Se aprobó la cría del primer animal genéticamente modificado (salmón)
1993 Se estableció la Organización de la Industria de Bioingeniería (BIO)
1994 Fresco modificado genéticamente Los tomates de conservación se lanzaron en los Estados Unidos
1997 La primera oveja clonada "Dolly" se cultivó en el Reino Unido
1998 Se estableció una línea de células madre embrionarias humanas
2000 Se completa el mapa del marco de trabajo del genoma humano
2001 Se completa el mapa genético del cultivo alimentario importante en China
2003 Se completa la secuenciación del genoma humano
3. ¡saber!
4. La ingeniería genética también se denomina tecnología de empalme de genes o tecnología de recombinación de ADN. Esta tecnología utiliza "corte" y "empalme" artificial de moléculas de ADN fuera del organismo para modificar y recombinar los genes del organismo, y luego lo introduce en las células receptoras para la reproducción asexual, de modo que los genes recombinantes puedan reproducirse en las células receptoras. Expresados internamente, se producen los productos genéticos que necesitan los humanos. En términos sencillos, se trata de copiar genes individuales de un organismo de acuerdo con los deseos subjetivos de las personas, modificarlos y luego colocarlos en las células de otro organismo para modificar direccionalmente los rasgos genéticos del organismo.
La ingeniería genética se diseña y construye a nivel molecular del ADN. El diámetro de la molécula de ADN es de sólo 2,0 nm (sólo una cienmilésima parte del grosor de un cabello humano) y su longitud también es extremadamente corta. Por ejemplo, el ADN de Haemophilus influenzae tiene sólo 0,83 m de longitud, e incluso la E. coli más grande tiene sólo 1,36 m de longitud. Cortar y empalmar moléculas de ADN tan pequeñas es un trabajo muy delicado que requiere herramientas especializadas.
5. La ingeniería celular se refiere a la aplicación de los principios y métodos de la biología celular y la biología molecular, a través de algunos medios de ingeniería, a nivel celular general o de orgánulos, para cambiar la estructura interna de las células según sus necesidades. deseos de las personas. Una ciencia y tecnología integrales para la obtención de material genético o productos celulares.
Según los diferentes tipos de células, la ingeniería celular se puede dividir en dos categorías: ingeniería de células vegetales e ingeniería de células animales.
La clonación suele ser un método de reproducción asexual inducida artificialmente o un método de reproducción asexual natural (como las plantas). Un clon es un organismo multicelular que es genéticamente idéntico a otro organismo. La clonación puede ser natural, como por reproducción asexual o por casualidad, produciendo dos individuos genéticamente idénticos (como gemelos idénticos). Pero lo que normalmente entendemos por clon es una copia idéntica producida mediante un diseño consciente.
6. ¡No lo sé!
7. La ingeniería de fermentación se refiere a una nueva tecnología que utiliza técnicas de ingeniería modernas para utilizar ciertas funciones específicas de los microorganismos para producir productos útiles para los humanos, o para aplicar microorganismos directamente a los procesos de producción industrial. El contenido de la ingeniería de fermentación incluye la selección de cepas bacterianas, preparación de medios de cultivo, esterilización, cultivo expandido e inoculación, proceso de fermentación y separación y purificación de productos.
1) "Fermentación" incluye "fermentación estrictamente definida por la fisiología microbiana" y "fermentación industrial". La "fermentación" en la entrada "ingeniería de fermentación" debe ser "fermentación industrial".
(2) En la producción industrial, los productos se procesan o elaboran mediante "fermentación industrial", y la tecnología de procesamiento o fabricación correspondiente se denomina "tecnología de fermentación". Para lograr una producción industrializada, es necesario resolver los problemas de ingeniería del entorno de producción industrial, los equipos y el control de procesos para realizar estos procesos (procesos de fermentación). Por lo tanto, existe la "ingeniería de fermentación".
(3) La ingeniería de fermentación es una disciplina utilizada para resolver problemas de ingeniería en la producción industrial basados en procesos de fermentación. Desde una perspectiva de ingeniería, la ingeniería de fermentación divide el proceso industrial de fermentación que implementa el proceso de fermentación en tres etapas: bacterias, fermentación y refinación (incluido el tratamiento de aguas residuales). Estas tres etapas tienen sus propios problemas de ingeniería y generalmente se denominan respectivamente. Son los proyectos upstream, midstream y downstream de ingeniería de fermentación.
(4) Los microorganismos son el alma de la ingeniería de fermentación. En los últimos años, la comprensión de las propiedades biológicas de la ingeniería de fermentación se ha vuelto cada vez más clara y la ingeniería de fermentación se está acercando a la ciencia.
(5) El principio más básico de la ingeniería de fermentación es el principio biológico de la ingeniería de fermentación.
(6) La ingeniería de fermentación tiene tres etapas de desarrollo.
La ingeniería de fermentación en el sentido moderno es una disciplina abierta con un fuerte tecnicismo y aplicación formada por la intersección e integración de múltiples disciplinas. La técnica de fermentación ha pasado por tres etapas de desarrollo: "procesamiento manual de productos agrícolas - técnica de fermentación moderna - técnica de fermentación moderna".
La ingeniería de fermentación se originó a partir de la producción de fermentación familiar o tipo taller (procesamiento manual de productos agrícolas), y luego aprendió de la ingeniería química para lograr la producción industrializada (ingeniería de fermentación moderna). y enfocado en el estudio de las actividades de la vida microbiana. Diseñar y guiar la producción de fermentación industrial (ingeniería de fermentación moderna) y ascender a las filas de la bioingeniería.
La producción de fermentación original hecha a mano en un taller se basa en las habilidades y la experiencia heredadas de los antepasados para producir productos fermentados. El trabajo físico es pesado y la escala de producción es limitada, lo que dificulta su industrialización. producción. Por lo tanto, los predecesores en el campo de la fermentación primero buscaron el asesoramiento de la química y la ingeniería química, aprendieron de la química agrícola y la ingeniería química, estandarizaron el proceso de producción de fermentación, utilizaron bombas y tuberías y otros métodos de transporte para reemplazar el transporte humano a hombros y utilizaron máquinas. producción Reemplazó las operaciones manuales y llevó con éxito la producción de fermentación en taller al nivel de producción industrial. La combinación de la producción de fermentación con la química y la ingeniería química condujo al primer salto adelante en la producción de fermentación.
A lo largo de décadas de práctica en la producción industrial de fermentación, la gente se ha dado cuenta gradualmente de que el proceso industrial de fermentación es un organismo dinámico que cambia con el tiempo (varia en el tiempo), no es lineal y tiene entradas multivariables. y resultados A menudo es difícil lograr los resultados esperados cuando se abordan los problemas de la producción industrial de fermentación (especialmente la producción a gran escala) basada en el modelo de ingeniería química. Desde la perspectiva de la ingeniería química, un tanque de fermentación es un reactor para fermentar materias primas. Las células microbianas cultivadas en el tanque de fermentación son solo un catalizador, por supuesto, a los microorganismos les resulta difícil realizar su función. potencial de producción único.
Por lo tanto, al remontarnos al núcleo biológico (microorganismos) de la tecnología de producción de fermentación estilo taller, regresamos a la naturaleza y obtuvimos una nueva comprensión de las propiedades de la ingeniería de fermentación. La identificación de los atributos biológicos de la ingeniería de la fermentación ha dado una dirección clara para el desarrollo de la ingeniería de la fermentación, y la ingeniería de la fermentación ha entrado en la categoría de bioingeniería.
La ingeniería de fermentación se refiere al uso de tecnología de ingeniería para utilizar ciertas funciones de organismos (principalmente microorganismos) y enzimas activas in vitro para producir productos biológicos útiles para los humanos, o usar directamente microorganismos para participar en el control de ciertas enzimas. Una tecnología para algunos procesos de producción industrial. Ejemplos bien conocidos incluyen el uso de fermentación con levadura para producir cerveza, vino de frutas y alcohol industrial, el uso de bacterias del ácido láctico para fermentar queso y yogur y el uso de hongos para producir penicilina a gran escala. Con el avance de la ciencia y la tecnología, la tecnología de fermentación también se ha desarrollado enormemente y ha entrado en la etapa de la ingeniería de fermentación moderna que puede controlar y transformar artificialmente microorganismos para que puedan producir productos para los humanos. Como parte importante de la biotecnología moderna, la ingeniería de fermentación moderna tiene amplias perspectivas de aplicación. Por ejemplo, los métodos de ingeniería genética se utilizan para modificar intencionadamente cepas bacterianas originales y aumentar su rendimiento; la fermentación microbiana se utiliza para producir fármacos, como la insulina humana, el interferón y la hormona del crecimiento.
Ha pasado de producir simplemente bebidas alcohólicas, ácido acético y pan fermentado en el pasado a convertirse en una rama extremadamente importante de la bioingeniería en la actualidad, convirtiéndose en un grupo que incluye la microbiología, la ingeniería química, la ingeniería genética y la ingeniería celular. , ingeniería mecánica e ingeniería de software y hardware como proyecto multidisciplinar. La ingeniería de fermentación moderna no sólo produce bebidas alcohólicas, ácido acético y pan, sino que también produce una variedad de medicamentos médicos y de atención sanitaria como insulina, interferón, hormona del crecimiento, antibióticos y vacunas, así como materiales de producción agrícola como pesticidas naturales, bacterias. En la industria química se producen fertilizantes y herbicidas microbianos, aminoácidos, especias, biopolímeros, enzimas, vitaminas y proteínas unicelulares.
En términos generales, la ingeniería de fermentación consta de tres partes: ingeniería upstream, ingeniería midstream e ingeniería downstream. Los proyectos upstream incluyen la selección de cepas excelentes, determinación de las condiciones óptimas de fermentación (pH, temperatura, oxígeno disuelto y composición de nutrientes), preparación de nutrientes, etc. La ingeniería intermedia se refiere principalmente a la tecnología de proceso para cultivar una gran cantidad de células y producir metabolitos en tanques de fermentación en condiciones óptimas de fermentación. Aquí debe haber un ambiente de crecimiento aséptico estricto, incluido el uso de tecnología de alta temperatura y alta presión para esterilizar las materias primas de fermentación, los tanques de fermentación y varias tuberías de conexión antes de que comience la fermentación, la tecnología de introducción continua de aire seco estéril en la fermentación; tanques durante el proceso de fermentación; tecnología de filtración de aire; tecnología de control por computadora para controlar la tasa de alimentación de acuerdo con los requisitos de crecimiento celular durante el proceso de fermentación y diferentes tecnologías de proceso para el cultivo de semillas y el cultivo de producción; Además, según las diferentes necesidades, el proceso de fermentación también se clasifica en fermentación por lotes: fermentación por lotes alimentada una sola vez: es decir, sobre la base de la fermentación alimentada una sola vez, se agrega una cierta cantidad de nutrientes; para hacer crecer aún más las células u obtener mejores resultados. Fermentación continua: agregue nutrientes continuamente y elimine continuamente el líquido de fermentación. Antes de llevar a cabo cualquier fermentación industrial a gran escala, se deben realizar una gran cantidad de experimentos en pequeños fermentadores de laboratorio para obtener un modelo cinético de formación del producto, y los requisitos de fermentación de la planta piloto deben diseñarse en base a este modelo. Finalmente, se deben diseñar experimentos a mayor escala basados en los datos del modelo dinámico de producción a escala. Debido a la complejidad de las reacciones biológicas, surgirán muchos problemas en el proceso desde el laboratorio hasta la planta piloto y desde la planta piloto hasta la producción a gran escala. Este es el problema de la amplificación del proceso de ingeniería de fermentación. La ingeniería downstream se refiere a la tecnología para separar y purificar productos del caldo de fermentación: incluida la tecnología de separación sólido-líquido (separación centrífuga, separación por filtración, separación por precipitación y otros procesos), tecnología de ruptura de la pared celular (ultrasonido, cizallamiento a alta presión, presión osmótica, tensioactivos y enzimas wall-líticas, etc.), tecnologías de purificación de proteínas (precipitación, separación cromatográfica, ultrafiltración, etc.) y, finalmente, tecnologías de envasado y procesamiento de productos (secado al vacío, liofilización, etc.).
Además, en la industria de la fermentación que produce medicamentos y alimentos, es necesario cumplir estrictamente con las regulaciones cGMP promulgadas por la Administración Federal de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. y aceptar inspecciones y supervisión periódicas por parte de las autoridades pertinentes. .