合成生物学和生物燃料.docxVIP

济南大学研究生课程考查试卷课程编号： QZ283001 课程名称： 信息与文献检索 学时 16 学分 1 学号： 20172120470 姓名 牛浩 学科、领域 生物工程 学生类别： 全日制专业学位 成绩： 任课教师（签名） 1、考核形式(采用大作业、论文、调研报告、实验报告等)： 课程论文2、考查（内容、目的等）具体要求：写一篇与所从事专业相关的综述性论文字数在3000字左右书写格式规范，论述清晰，层次分明3、成绩评定说明（含平时成绩、考核成绩）：平时成绩主要包括考勤和平时作业，考勤共计10分，平时作业共计20分，占总成绩的30%。期末课程论文共计70分，占总成绩的70%。总成绩为平时成绩与课程论文成绩的加和，即100分。注意事项：1、以本考查试卷作为封面与大作业、论文、调研报告等一起装订后交给任课老师。2、学生类别：全日制学术型、全日制专业学位、在职同等学力、其他3、左侧装订合成生物学在生物燃料领域的研究摘 要：本文简要介绍了合成生物学的概念，生物燃料的研究现状、研究前景以及未来可能会遇到的一些挑战。探讨了合成生物学在生物燃料研究中的应用进展包括提高生物质原料的转化特性、开发绿色高效生物催化剂、构建微生物细胞工厂以及设计合成多种生物燃料产品。最后对合成生物学在生物燃料领域的研究做出了展望。关键词：合成生物学；生物燃料；研究现状；前景；挑战；应用进展1 合成生物学概述合成生物学 (synthetic biology) 是综合了科学与工程的一个崭新的生物学研究领域。它既是由分子生物学、基因组学、信息技术和工程学交叉融合而产生的一系列新的工具和方法，又通过按照人为需求 ( 科研和应用目标 )，人工合成有生命功能的生物分子 ( 元件、模块或器件 )、系统乃至细胞，并自系统生物学采用的“自上而下”全面整合分析的研究策略之后，为生物学研究提供了一种采用“自下而上”合成策略的正向工程学方法[1]。它不同于对天然基因克隆改造的基因工程和对代谢途径模拟加工的代谢工程，而是在以基因组解析和生物分子化学合成为核心的现代生物技术基础上，以系统生物学思想和知识为指导，综合生物化学、生物物理和生物信息技术与知识，建立基于基因和基因组、蛋白质和蛋白质组的基本要素 ( 模块 ) 及其组合的工程化的资源库和技术平台，旨在设计、改造、重建或制造生物分子、生物部件、生物系统、代谢途径与发育分化过程，以及具有生命活动能力的生物部件、体系以及人造细胞和生物个体。2 生物燃料研究现状与挑战2.1 生物燃料的研究现状 生物燃料主要包括纤维素生物燃料(乙醇、丁醇等)、微藻生物燃料(生物柴油、航空生物燃料等)，以及最近两年研究较热的新型优质生物液体燃料(高级醇、脂肪醇、脂肪烃等)和利用新技术路线合成的生物乙醇与生物柴油(蓝藻乙醇、微生物直接利用纤维素水解糖体内合成生物柴油等)等。“可持续性”是生物燃料的核心特征，其具体表现为：作为原料的生物质资源不与食物资源竞争;能量高，生产过程减少对水、土地和肥料的消耗;不对环境或当地人口造成负面影响;产量大，成本低廉。目前，为了提高生物燃料的可持续性、推进生物燃料的研发与应用，人们开展了各种新兴领域的研究与探索工作，并不断取得阶段性突破。从生物燃料的产业化现状来看，目前全木质纤维素类能源作物和藻类等原料类的应用颇具前景。目前美国已有数十家纤维素乙醇中试工厂在运行，预计第一家大规模纤维素乙醇示范工厂也将很快投入运营;高级生物柴油在芬兰和新加坡已经有大规模的工厂开始生产，目前产量还相对较低，但在不远的将来有望实现完全商业化生产;微藻制油技术由于成本较高，目前仍处于中试阶段，但在技术发展和商业运作方面已经有了一些有益的尝试，未来实现产业化的可能性很大[2]。2.2生物燃料的前景与挑战与太阳能、风能等可再生能源相比，生物燃料更适合直接用于交通运输燃料。预期至2050年，生物燃料将占总交通运输燃料的27%，尤其在替代柴油、煤油和喷气燃料方面将发挥重要作用，预计使用生物燃料每年将减少21亿吨二氧化碳排放。为达到此目标，许多传统技术需要改良以提高转化效率、降低成本，提升可持续性。美国生物技术工业组织(BIO)发的《基于RFS的纤维素和高级燃料的价值定位》政策白皮书中指出[3]，由于纤维素乙醇和其他高级生物燃料技术仍处于新兴阶段且成本昂贵，纤维素乙醇和高级生物燃料的技术仍处于研发和市场化前期阶段。事实上，已经有70多个先导项目的生物精炼示范工厂在美国北部实验性地运行，用以促进该技术的进一步提升。当前，随着经济全球化趋势的不断深化和人类对于可持续发展的迫切要求，世界各国正在积极努力转变经济增长方式、调整经济和产业结构，并强化开发节能降耗措施，