微生物本身能生产的产品有蛋白质(通常是单细胞蛋白和酶);初级代谢产物(如氨基酸、核苷酸、有机酸等);次级代谢产物(如抗生素、维生素、生物碱、细菌毒素等),同时利用微生物还能浸提矿物;对某些化学物质进行改造;对有毒物质进行分解来达到环境保护的目的。
现在,发酵工程不仅用微生物,而且也可以用动植物细胞发酵生产有用的物质。
基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程不是孤立存在的,而是彼此之间相互渗透、互相结合(见图5)。



用基因重组技术和细胞融合技术可以创造出许多具有特殊功能和多功能的工程菌和超级菌,再通过微生物发酵来产生新的有用物质。酶工程和发酵工程相结合可以改革发酵工艺,这样不但能提高产量,同时也能增加经济效益。
生物工程与人类生存息息相关
人们常听到:世界人口不断增加,耕地不断减少,森林被砍伐,资源匮乏,能源短缺,人类赖以生存的环境日益恶化。在发展中国家,乙型肝炎、霍乱等恶性传染病仍在肆虐,而在发达国家中,艾滋病的蔓延又构成了新的威胁。科学家们预言,人类为了更好地生存下去,可能要寄希望于生物工程了。
世界人口现已达50亿,2000年将达到60亿,21世纪中期将会突破100亿,而耕地面积却不断减少。所以今后几十年内要满足世界人口对食品的需要,包括粮食、畜产品和水产资源在内等食品的生产,至少需要翻一番。
在农作物创高产方面,用细胞组织培养技术快速繁殖,进行工业化育苗,再用基因转移等技术培育出抗寒、抗旱、抗盐碱、抗病的新品种,借此选育优良品种,用于提高农作物产量,降低生产费用。目前生物工程技术无论在大田作物、蔬菜、果木的优良品种选育方面,还是在海洋生物的开发方面都取得了很大进展。
培育优良品种需要生物工程,在氮肥的供给上也离不开生物工程。豆科植物不施肥或少施肥也能增产,这是由于豆科植物能固定空气中的氮素。科学家们研究,通过基因工程的方法把豆科植物的固氮基因转移到其他作物根际周围的细菌体内,使它们也能固定氮素,供农作物生长。科学家们正在研究通过转基因的方法把豆科作物的固氮基因直接转移到禾本科作物(诸如稻、麦)的根上,使之直接固氮。另外利用转基因技术还能培育出抗除草剂的作物,制造生物农药,培育新型的抗虫的转基因植物等。
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