生物工业下游技术第一章绪论课件

大家好大家好生物工程下游技术生物工程下游技术谢虹谢虹 主讲主讲扬州大学生技学院扬州大学生技学院本课本课程的程的目的目的任务任务|基基本本掌掌握握各各种种生生化化分分离离方方法法的的概概念念、原理、操作工艺条件及应用。原理、操作工艺条件及应用。|培培养养学学生生把把前前驱驱课课程程中中学学到到的的基基础础理理论论知知识识，全全面面灵灵活活地地运运用用在在生生物物物物质质分分离离过过程程的的基基本本原原理理和和相相关关的的工工程程问问题题中中，并努力使学生做到理论联系实际。并努力使学生做到理论联系实际。|培培养养学学生生一一定定的的创创新新能能力力，综综合合运运用用各种生化分离方法设计工艺路线。各种生化分离方法设计工艺路线。本本课课程程主主要要内内容容 本课程主要介绍生物技术产品的本课程主要介绍生物技术产品的分离纯化的原理、方法、过程理论及分离纯化的原理、方法、过程理论及其应用。主要内容包括：理论基础、其应用。主要内容包括：理论基础、发酵液预处理、细胞破碎法、萃取分发酵液预处理、细胞破碎法、萃取分离法、双水相萃取、反胶团萃取、膜离法、双水相萃取、反胶团萃取、膜分离方法、结晶法等等。以及介绍一分离方法、结晶法等等。以及介绍一些最新生化分离技术的进展。些最新生化分离技术的进展。本课本课程总程总学时学时学分学分32学时、学时、2学分学分哈佛图书馆自习室墙上的训言哈佛图书馆自习室墙上的训言此刻打盹，你将做梦；而此刻学习，你将圆梦。我荒废的今日，正是昨日殒身之人祈求的明日。觉得为时已晚的时候，恰恰是最早的时候。勿将今日之事拖到明日。学习时的痛苦是暂时的，未学到的痛苦是终身的。学习这件事不是缺乏时间而是缺乏努力。幸福或许不排名次，但成功必排名次。哈佛图书馆自习室墙上的训言哈佛图书馆自习室墙上的训言学习并不是人生的全部，但既然连人生的一部分学习也无法征服，还能做什么呢？请享受无法回避的痛苦。只有比别人更早、更勤奋地努力，才能尝到成功的滋味。谁也不能随随便便成功，它来自彻底的自我管理和毅力。时间在流淌。现在流的哈喇子，将成为明天的眼泪。狗一样地学，绅士一样地玩。哈佛图书馆自习室墙上的训言哈佛图书馆自习室墙上的训言今天不走，明天要跑。投资未来的人是忠于现实的人。教育程度代表收入。一天过完不会再来。即使现在，对手也在不停地翻动书页。没有艰辛，便无所获。大学是知识的源泉，少大学是知识的源泉，少数人如饥似渴地畅饮，更多数人如饥似渴地畅饮，更多的人优哉游哉地品吮，绝大的人优哉游哉地品吮，绝大多数人只是漱了漱口。多数人只是漱了漱口。我的我的博客博客地址地址http:/ 绪绪论论u下游技术的工作领域下游技术的工作领域u一般工艺过程一般工艺过程u下游技术的发展动态下游技术的发展动态|微生物育种技术微生物育种技术上游技术上游技术|发酵技术发酵技术生物反应工程生物反应工程|发酵液的产物分离到产品的加发酵液的产物分离到产品的加工工下游技术下游技术下游技术下游技术由由生物界自然产生的生物界自然产生的或由或由微生物菌体发酵的微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养动植物细胞组织培养、酶反应酶反应等各种生物工业等各种生物工业生产过程获得的生物原料，经提取分离、加工生产过程获得的生物原料，经提取分离、加工精制目的成分，最终使其成为产品的技术。精制目的成分，最终使其成为产品的技术。下游技术下游技术 生物原料和制品的多样性，更多的产品具有生物物质的生物原料和制品的多样性，更多的产品具有生物物质的特征（活性和热敏性），生产工艺不能简单套用化工单特征（活性和热敏性），生产工艺不能简单套用化工单元操作技术；元操作技术；是生物技术产品产业化的必经之路；是生物技术产品产业化的必经之路；生物技术产品质量好坏、成本高低、竞争力的大小与下生物技术产品质量好坏、成本高低、竞争力的大小与下游技术直接相关；游技术直接相关；某些基因工程产品，提取精制成本甚至占总成本的某些基因工程产品，提取精制成本甚至占总成本的70%70%90%90%；下游技术与新产品的开发以及环境保护密切相关。下游技术与新产品的开发以及环境保护密切相关。下游技术的任务下游技术的任务从混合物中用最低的投入（财力、物力和人从混合物中用最低的投入（财力、物力和人力），获得最高的目的物产出（产物的高得力），获得最高的目的物产出（产物的高得率、高纯度等）。率、高纯度等）。第一节第一节 生物工业下游技术的工作领域生物工业下游技术的工作领域一、技术范畴一、技术范畴物质分离物质分离产品加工产品加工废物处理废物处理二、发展历程二、发展历程古代酿造业古代酿造业酿酒、制酱、醋、酸奶和干酪。酿酒、制酱、醋、酸奶和干酪。技术比较原始，多为家庭作坊。技术比较原始，多为家庭作坊。产物基本不经后处理直接使用。产物基本不经后处理直接使用。第一代生物技术第一代生物技术无活性的小分子如：酒精、丙酮、丁醇等。无活性的小分子如：酒精、丙酮、丁醇等。1919世纪世纪6060年代年代-20-20世纪世纪4040年代。年代。发现发酵的本质是微生物的作用，掌握了纯发现发酵的本质是微生物的作用，掌握了纯 种培养技术，生物技术进入近代酿造业。种培养技术，生物技术进入近代酿造业。开始引入化学工程中近代分离技术，例如：开始引入化学工程中近代分离技术，例如：蒸馏、过滤、精馏等。蒸馏、过滤、精馏等。第二代生物技术第二代生物技术抗生素如：青霉素、链霉素等抗生素如：青霉素、链霉素等;谷氨酸等氨基酸谷氨酸等氨基酸;核酸核酸;柠檬酸等有机酸柠檬酸等有机酸;淀粉酶等酶制剂淀粉酶等酶制剂;多糖和单多糖和单细胞蛋白。细胞蛋白。无菌空气制备技术和大型好氧发酵装置的开发。无菌空气制备技术和大型好氧发酵装置的开发。产品的多样性决定了分离方法的多样性。产品的多样性决定了分离方法的多样性。借鉴和引进吸收了大量的借鉴和引进吸收了大量的80%80%近代化学工业的分离近代化学工业的分离技术。技术。洁净室的净化度标准洁净室的净化度标准洁净度级洁净度级别别尘粒最大允许数尘粒最大允许数微生物最大允许数微生物最大允许数 0.5m粒粒/升升5m粒粒/英尺英尺3浮游菌浮游菌/m3沉降菌沉降菌/皿皿1003.51005110 000 350 1,0001003100 000 3,500 100,00050010300 00035,000 1000,00015第三代生物技术第三代生物技术DNADNA重组技术及细胞融合技术产生的乙肝疫重组技术及细胞融合技术产生的乙肝疫苗和干扰素等。苗和干扰素等。2020世纪世纪7070年代末发展的。年代末发展的。发现大批生理功能性物质，如活性糖质、活发现大批生理功能性物质，如活性糖质、活性肽、高度不饱和脂肪酸等。性肽、高度不饱和脂肪酸等。加强下游技术领域的研究：活性糖类、活性加强下游技术领域的研究：活性糖类、活性蛋白、活性脂类和特殊的复合物质。蛋白、活性脂类和特殊的复合物质。20世纪世纪80年代年代新技术新技术固液分离技术固液分离技术细胞破碎技术细胞破碎技术初步分离纯化技术初步分离纯化技术高度分离纯化技术高度分离纯化技术其他新型分离技术其他新型分离技术中国的啤酒中国的啤酒 啤酒生产是采用发芽的谷物作原料啤酒生产是采用发芽的谷物作原料,经磨碎经磨碎,糖化糖化,发酵等工序制得。发酵等工序制得。按现行国家产品标准规定按现行国家产品标准规定,啤酒的定义是：啤酒的定义是：“啤酒是以麦芽为主要啤酒是以麦芽为主要原料原料,加酒花加酒花,经酵母发酵酿制而成的经酵母发酵酿制而成的,含有二氧化碳气、起泡的低含有二氧化碳气、起泡的低酒精度饮料酒精度饮料”。在古代中国在古代中国,也有类似于啤酒的酒精饮料也有类似于啤酒的酒精饮料,古人称之为醴。大约在古人称之为醴。大约在汉代后汉代后,醴被酒曲酿造的黄酒所淘汰。醴被酒曲酿造的黄酒所淘汰。清代末期开始清代末期开始,国外的啤酒生产技术引入我国国外的啤酒生产技术引入我国,新中国成立后新中国成立后,尤其尤其是是8080年代以来年代以来,啤酒工业得到了突飞猛进的发展啤酒工业得到了突飞猛进的发展,到现在中国已成到现在中国已成为为世界第二啤酒生产大国世界第二啤酒生产大国。酱、酱油和豆鼓酱、酱油和豆鼓酱、酱油和豆鼓等是我国人民首创的调味品。在世界酿酱、酱油和豆鼓等是我国人民首创的调味品。在世界酿造史上独具一格。早在周朝时期（约造史上独具一格。早在周朝时期（约29002900年前）它的制年前）它的制作就已经很发达了，后来相继传到了越南、日本和其他作就已经很发达了，后来相继传到了越南、日本和其他国家。国家。首先将大豆或豆饼蒸熟，加面粉或炒过的小麦，使黄曲首先将大豆或豆饼蒸熟，加面粉或炒过的小麦，使黄曲霉、米曲霉等生长繁殖制成曲。加食盐和水，经过酿造霉、米曲霉等生长繁殖制成曲。加食盐和水，经过酿造后，压榨成汁再经调制就成为酱油。后，压榨成汁再经调制就成为酱油。人类治疗细菌性感染的第一个武器人类治疗细菌性感染的第一个武器人类治疗细菌性感染的第一个武器人类治疗细菌性感染的第一个武器青霉素青霉素青霉素青霉素 青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌抗生素。它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力，带动了抗生素家族的诞生。性感染的能力，带动了抗生素家族的诞生。世纪年代以前，人类一直未能掌握一种世纪年代以前，人类一直未能掌握一种能高效治疗细菌性感染且副作用小的药物。当时能高效治疗细菌性感染且副作用小的药物。当时若某人患了肺结核，那么就意味着此人不久就会若某人患了肺结核，那么就意味着此人不久就会离开人世。离开人世。在在19281928年夏季的一天，英国微生物学家年夏季的一天，英国微生物学家弗莱明弗莱明发现，一发现，一个与空气意外接触过的金黄色葡萄球菌培养皿中长出了个与空气意外接触过的金黄色葡萄球菌培养皿中长出了一团青绿色霉菌。在用显微镜观察这只培养皿时弗莱明一团青绿色霉菌。在用显微镜观察这只培养皿时弗莱明发现，霉菌周围的葡萄球菌菌落已被溶解。发现，霉菌周围的葡萄球菌菌落已被溶解。弗莱明将其分泌的抑菌物质称为青霉素。然而遗憾的是弗莱明将其分泌的抑菌物质称为青霉素。然而遗憾的是弗莱明一直未能找到提取高纯度青霉素的方法，于是他弗莱明一直未能找到提取高纯度青霉素的方法，于是他将点青霉菌菌株一代代地培养，并于将点青霉菌菌株一代代地培养，并于19391939年将菌种提供年将菌种提供给准备系统研究青霉素的英国病理学家给准备系统研究青霉素的英国病理学家弗洛里弗洛里和生物化和生物化学家学家钱恩钱恩。通过一段时间的紧张实验，弗洛里、钱恩终于用通过一段时间的紧张实验，弗洛里、钱恩终于用冷冻干燥法提取了青霉素晶体。冷冻干燥法提取了青霉素晶体。19411941年开始的临年开始的临床实验证实了青霉素对链球菌、白喉杆菌等多种床实验证实了青霉素对链球菌、白喉杆菌等多种细菌感染的疗效。细菌感染的疗效。美国制药企业于美国制药企业于19421942年开始对青霉素进行大批量年开始对青霉素进行大批量生产。生产。19451945年，年，弗莱明、弗洛里和钱恩弗莱明、弗洛里和钱恩因因“发现青霉素发现青霉素及其临床效用及其临床效用”而共同荣获了诺贝尔生理学或医而共同荣获了诺贝尔生理学或医学奖。学奖。1953年年5月，中国第一批国产青霉素诞生，揭开了月，中国第一批国产青霉素诞生，揭开了中国生产抗生素的历史。截至中国生产抗生素的历史。截至2001年年底，我国年年底，我国的青霉素年产量已占世界青霉素年总产量的的青霉素年产量已占世界青霉素年总产量的60%，居世界首位居世界首位。青霉素的出现开创了用抗生素治疗疾病的新纪青霉素的出现开创了用抗生素治疗疾病的新纪元。通过数十年的完善，青霉素针剂和口服青霉元。通过数十年的完善，青霉素针剂和口服青霉素已能分别治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜素已能分别治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等病。继青霉素之后，链霉素、炎、白喉、炭疽等病。继青霉素之后，链霉素、氯霉素、土霉素、四环素等抗生素不断产生，增氯霉素、土霉素、四环素等抗生素不断产生，增强了人类治疗传染性疾病的能力。强了人类治疗传染性疾病的能力。干扰素干扰素干扰素是两位美国科学家在干扰素是两位美国科学家在19571957年研究病毒的干年研究病毒的干扰现象时发现的一种抗病毒的特效药。扰现象时发现的一种抗病毒的特效药。最早发现干扰素在人体内起神秘作用的是一个名最早发现干扰素在人体内起神秘作用的是一个名叫叫弗腊西弗腊西.戈登戈登的普通人。干扰素是我们身体内部的普通人。干扰素是我们身体内部少数几种能抵御病毒的天然防御物质之一，是在少数几种能抵御病毒的天然防御物质之一，是在病毒入侵细胞以后从仍然健康的细胞中自然产生病毒入侵细胞以后从仍然健康的细胞中自然产生的。人体内产生的干扰素数量非常小。的。人体内产生的干扰素数量非常小。干扰素能战胜病毒引起的感染，包括水痘、肝炎干扰素能战胜病毒引起的感染，包括水痘、肝炎和狂大病等。干扰素虽然不能解救已被病毒侵入和狂大病等。干扰素虽然不能解救已被病毒侵入的细胞，但可以保护其周围的细胞。的细胞，但可以保护其周围的细胞。医学专家把攻克癌症的希望寄托于干扰素。美国科学家医学专家把攻克癌症的希望寄托于干扰素。美国科学家已经用干扰素冶愈过皮肤癌。干扰素对骨肉瘤、多发性已经用干扰素冶愈过皮肤癌。干扰素对骨肉瘤、多发性骨髓瘤、黑色素瘤、乳腺癌以及某些白血病和淋巴癌也骨髓瘤、黑色素瘤、乳腺癌以及某些白血病和淋巴癌也有疗效。有疗效。干扰素因严重短缺而十分昂贵，干扰素因严重短缺而十分昂贵，19801980年，美国癌症学会年，美国癌症学会花费花费200200万美元买的干扰素，仅够万美元买的干扰素，仅够150150个癌症病人使用。个癌症病人使用。以前，芬兰国家血浆研究院的以前，芬兰国家血浆研究院的卡里卡里.坎特尔坎特尔博士发明了博士发明了用病素感染从血液中提取的白细胞生产干扰素的方法。用病素感染从血液中提取的白细胞生产干扰素的方法。生产出来的干扰素经提纯后，即可供药用。这种方法产生产出来的干扰素经提纯后，即可供药用。这种方法产量低、成本高。量低、成本高。8080年代以来，人们把目光转向基因工程。年代以来，人们把目光转向基因工程。19801980年，由美国生物学家年，由美国生物学家博耶和科恩博耶和科恩创建的基因工程创建的基因工程公司，通过各种不同基因组合得到几种生产干扰素的细公司，通过各种不同基因组合得到几种生产干扰素的细菌。菌。19811981年，又用酵母菌生产干扰素获得成功。年，又用酵母菌生产干扰素获得成功。日本用大肠杆菌生产干扰素也取得成功。过去，用白细日本用大肠杆菌生产干扰素也取得成功。过去，用白细胞生产干扰素，每个细胞最多只能产生胞生产干扰素，每个细胞最多只能产生100-1000100-1000个干扰个干扰素分子，而用基因工程技术改造的大肠杆菌发酵生产，素分子，而用基因工程技术改造的大肠杆菌发酵生产，在在1-21-2天内，每个菌体能产生天内，每个菌体能产生2020万个干扰素分子。万个干扰素分子。现在，美国已经采用基因工程来大规模工业化生产干扰现在，美国已经采用基因工程来大规模工业化生产干扰素。素。中国在中国在19821982年已用基因工程方法组建了生产干扰素的大年已用基因工程方法组建了生产干扰素的大肠杆菌新菌种，它产生的干扰素跟天然干扰素一样具有肠杆菌新菌种，它产生的干扰素跟天然干扰素一样具有抗病毒活性。同年，复旦大学遗传研究所获得人干扰素抗病毒活性。同年，复旦大学遗传研究所获得人干扰素基因克隆的酵母菌株。基因克隆的酵母菌株。19831983年建立了人甲种干扰素基因年建立了人甲种干扰素基因工程无性繁殖系，并用于生产。工程无性繁殖系，并用于生产。第二节第二节 生物工业下游技术的一般工艺过程生物工业下游技术的一般工艺过程一、一、原料及产品特征原料及产品特征以粗原料发酵为主，如酒精等。粗原料带入以粗原料发酵为主，如酒精等。粗原料带入大量的不参与发酵过程的可溶性杂质和不溶大量的不参与发酵过程的可溶性杂质和不溶性悬浮物，增加下游技术成本。性悬浮物，增加下游技术成本。待处理物料中产品浓度很低。待处理物料中产品浓度很低。产品具有活性和热敏性。产品具有活性和热敏性。基因工程产品一般为包涵体。基因工程产品一般为包涵体。发酵液为分批培养，容易出现差异。发酵液为分批培养，容易出现差异。胞内产物还是胞外产物胞内产物还是胞外产物原料中产物和主要杂质浓度原料中产物和主要杂质浓度产物和主要杂质的物理化学特性及差异产物和主要杂质的物理化学特性及差异产品用途和质量标准产品用途和质量标准产品的市场价格产品的市场价格废液的处理方法等废液的处理方法等设计分离工艺的思路设计分离工艺的思路生物工程下游技术生物工程下游技术胞外产物胞外产物发酵液发酵液浓缩浓缩干燥干燥无菌过滤无菌过滤成型成型预处理预处理细胞分离细胞分离细胞破壁细胞破壁碎片分离碎片分离提取提取精制精制成品成品制作制作加热加热调调pH絮凝絮凝过滤过滤离心离心膜分离膜分离胞内产物胞内产物匀浆法匀浆法研磨法研磨法酶解法酶解法离心离心双水相双水相膜分离膜分离沉淀沉淀吸附吸附萃取萃取超滤超滤结晶结晶重结晶重结晶离子交离子交换色谱换色谱膜分离膜分离注注：产品的：产品的收率收率和和质量控制质量控制是贯穿下游技术过程的主线是贯穿下游技术过程的主线反应停事件反应停事件“反应停反应停”是是5050年代后期，由联邦德国生产的一种毒性年代后期，由联邦德国生产的一种毒性低、副作用小、十分温和的镇静安眠药，经动物实验验低、副作用小、十分温和的镇静安眠药，经动物实验验证是安全无害的，对治疗妊娠早期的恶心、呕吐效果明证是安全无害的，对治疗妊娠早期的恶心、呕吐效果明显，一时间反应停风靡欧洲、澳大利亚、加拿大、日本显，一时间反应停风靡欧洲、澳大利亚、加拿大、日本等十多个国家，成了抢手的妇科良药。等十多个国家，成了抢手的妇科良药。但不久德国首先报道，使用反应停的孕妇生下四肢短小但不久德国首先报道，使用反应停的孕妇生下四肢短小如鳍的怪胎，形如海豹，被如鳍的怪胎，形如海豹，被称为称为“海豹胎海豹胎”。几年间。几年间仅联邦德国就有仅联邦德国就有80008000多例多例“海豹胎海豹胎”出生，日本受害者出生，日本受害者也有千余例，酿成了触目惊心的药物性灾难。而拒绝进也有千余例，酿成了触目惊心的药物性灾难。而拒绝进口并使用此药的美国、瑞士、前民主德国却未见到这类口并使用此药的美国、瑞士、前民主德国却未见到这类怪胎的出世怪胎的出世 。FDAlFDA（美国食品药品管理局）（美国食品药品管理局）隶属于美国卫生教育福利隶属于美国卫生教育福利部，负责全国药品、食品、生物制品、化妆品、兽药、部，负责全国药品、食品、生物制品、化妆品、兽药、医疗器械以及诊断用品等的管理。医疗器械以及诊断用品等的管理。lFDA下设下设药品局药品局、食品局食品局、兽药局兽药局、放射卫生局放射卫生局、生物生物制品局制品局、医疗器械及诊断用品局医疗器械及诊断用品局和和国家毒理研究中心国家毒理研究中心、区域工作管理机构区域工作管理机构，即，即6个局、一个中心和一个区域管理个局、一个中心和一个区域管理机构。机构。FDA在全国有在全国有40个实验室，个实验室，2100名科学家在这里名科学家在这里工作，其中包括工作，其中包括900名化学家和名化学家和300名微生物学家。名微生物学家。l其中一些科学家负责分析样本是否含有非法物质，另一其中一些科学家负责分析样本是否含有非法物质，另一些则负责对各个公司上交的些则负责对各个公司上交的药品药品、食品添加剂食品添加剂和和医药设医药设备备等的检查结果进行核实，如果属实则发给他们许可。等的检查结果进行核实，如果属实则发给他们许可。FDA（共有职工共有职工9000人）人）美国全国被分为美国全国被分为6个区，每个区负责本地的食品、个区，每个区负责本地的食品、药品、化妆品、器械、血库等的监督检查药品、化妆品、器械、血库等的监督检查地区所地区所工作站（共工作站（共143个）个）FDA 1100是调查人员，每年是调查人员，每年定期到所管辖的各个工厂检查，定期到所管辖的各个工厂检查，每年收集每年收集8万个国内和进口产品万个国内和进口产品的样本，保证全面覆盖的样本，保证全面覆盖若发现食品有问题，若发现食品有问题，或食用不适，消费或食用不适，消费者可以打各工作站者可以打各工作站的热线投诉的热线投诉经过科学家的检验，确定该产品是否存在问题经过科学家的检验，确定该产品是否存在问题第三节第三节 生物工业下游技术的发展动态生物工业下游技术的发展动态蒸馏、蒸发、过滤、离心、结晶和离子交换技术。蒸馏、蒸发、过滤、离心、结晶和离子交换技术。一、传统分离技术的提高和完善一、传统分离技术的提高和完善l新型分离介质的研发：膜、树脂和凝胶新型分离介质的研发：膜、树脂和凝胶l子代分离技术子代分离技术l其他新兴下游技术其他新兴下游技术二、新技术的研究开发二、新技术的研究开发三、清洁生产三、清洁生产u清洁生产工艺（技术）清洁生产工艺（技术）u清洁产品清洁产品u清洁能源清洁能源 将综合预防的环境保护策略持续应用于将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。的风险。20世纪十大污染事件世纪十大污染事件 一、一、1930年年马斯河谷烟雾事件马斯河谷烟雾事件比利时马斯河谷工业区。在这个狭窄的河谷里有炼比利时马斯河谷工业区。在这个狭窄的河谷里有炼油厂、金属厂、玻璃厂等许多工厂。油厂、金属厂、玻璃厂等许多工厂。12月月1日到日到5日的几日的几天里，河谷上空出现了很强的逆温层，致使天里，河谷上空出现了很强的逆温层，致使13个大烟囱个大烟囱排出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在近地大气层，排出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在近地大气层，对人体造成严重伤害。一周内有对人体造成严重伤害。一周内有60多人丧生，其中心脏多人丧生，其中心脏病、肺病患者死亡率最高，许多牲畜死亡。这是本世纪病、肺病患者死亡率最高，许多牲畜死亡。这是本世纪最早记录的公害事件。最早记录的公害事件。二、二、1943年年洛杉矶光化学烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件夏季，美国西海岸的洛杉矶市。该市夏季，美国西海岸的洛杉矶市。该市250万辆汽车每天万辆汽车每天燃烧掉燃烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学反应，形成浅蓝色烟雾，使该阳紫外光线照射下引起化学反应，形成浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学烟雾。化学烟雾。1955年和年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件，前者有雾事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市四分之三的人患病。者使全市四分之三的人患病。三、三、1948年年多诺拉烟雾事件多诺拉烟雾事件10月下旬，美国的宾夕法尼亚州多诺拉城有许多大型月下旬，美国的宾夕法尼亚州多诺拉城有许多大型炼铁厂、炼锌厂和硫酸厂。炼铁厂、炼锌厂和硫酸厂。1948年年10月月26日清晨，大雾日清晨，大雾弥漫，受反气旋和逆温控制，工厂排出的有害气体扩散不弥漫，受反气旋和逆温控制，工厂排出的有害气体扩散不出去，全城出去，全城14000人中有人中有6000人眼痛、喉咙痛、头痛胸闷、人眼痛、喉咙痛、头痛胸闷、呕吐、腹泻。呕吐、腹泻。17人死亡。人死亡。四、四、1952年年伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件自自1952年以来，伦敦发生过年以来，伦敦发生过12次大的烟雾事件。次大的烟雾事件。1952年年12月月那一次，那一次，5天内就有天内就有4000人死亡。祸首是燃煤排放的粉尘和二氧人死亡。祸首是燃煤排放的粉尘和二氧化硫。烟雾逼迫所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人走路都化硫。烟雾逼迫所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人走路都困难。烟雾事件使呼吸道疾病患者猛增，困难。烟雾事件使呼吸道疾病患者猛增，5天内有天内有4000多人死亡，多人死亡，两个月内又有两个月内又有8000多人死去。多人死去。五、五、1953至至1956年年水俣病事件水俣病事件日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞，这些废水日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞，这些废水排入海湾后经过某些生物的转化，形成甲基汞。这些汞在海水、排入海湾后经过某些生物的转化，形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。当时，最先发病的当时，最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷纷跳海自杀。没有几年，是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷纷跳海自杀。没有几年，水俣地区连猫的踪影都不见了。水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年，出现了与猫的症状相似年，出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清，所以用当地地名命名。的病人。因为开始病因不清，所以用当地地名命名。1991年，日年，日本环境厅公布的中毒病人仍有本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中人，其中1004人死亡。人死亡。六、六、1955至至1972年年骨痛病事件骨痛病事件镉是人体不需要的元素。日本富山县的一些铅锌矿镉是人体不需要的元素。日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水，废水在河流中积累了重金属在采矿和冶炼中排放废水，废水在河流中积累了重金属“镉镉”。人长期饮用这样的河水，食用浇灌含镉河水生产的。人长期饮用这样的河水，食用浇灌含镉河水生产的稻谷，就会得稻谷，就会得“骨痛病骨痛病”。病人骨骼严重畸形、剧痛，身。病人骨骼严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折。长缩短，骨脆易折。七、七、1968年年日本米糠油事件日本米糠油事件先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡。人们没深究先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡。人们没深究毒的来源，继而在北九州一带有毒的来源，继而在北九州一带有13000多人受害。这些多人受害。这些鸡和人都是吃了含有多氯联苯的米糠油而遭难的。病人鸡和人都是吃了含有多氯联苯的米糠油而遭难的。病人开始眼皮发肿，手掌出汗，全身起红疙瘩，接着肝功能开始眼皮发肿，手掌出汗，全身起红疙瘩，接着肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。这次事件曾使整个西下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。这次事件曾使整个西日本陷入恐慌中。日本陷入恐慌中。八、八、1984年年印度博帕尔事件印度博帕尔事件12月月3日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱，操作不当，致使地下储罐内剧毒的甲药厂因管理混乱，操作不当，致使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄。基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄。45吨毒气形成一股吨毒气形成一股浓密的烟雾，以每小时浓密的烟雾，以每小时5000米的速度袭击了博帕尔市区。米的速度袭击了博帕尔市区。死亡近两万人，受害死亡近两万人，受害20多万人，多万人，5万人失明，孕妇流产万人失明，孕妇流产或产下死婴，受害面积或产下死婴，受害面积40平方公里，数千头牲畜被毒死。平方公里，数千头牲畜被毒死。九、九、1986年年切尔诺贝利核泄漏事件切尔诺贝利核泄漏事件4月月26日，位于乌克兰基辅市郊的切尔诺贝利核电站，日，位于乌克兰基辅市郊的切尔诺贝利核电站，由于管理不善和操作失误，由于管理不善和操作失误，4号反应堆爆炸起火，致使大号反应堆爆炸起火，致使大量放射性物质泄漏。西欧各国及世界大部分地区都测到量放射性物质泄漏。西欧各国及世界大部分地区都测到了核电站泄漏出的放射性物质。了核电站泄漏出的放射性物质。31人死亡，人死亡，237人受到人受到严重放射性伤害。而且在严重放射性伤害。而且在20年内，还将有年内，还将有3万人可能因万人可能因此患上癌症。基辅市和基辅州的中小学生全被疏散到海此患上癌症。基辅市和基辅州的中小学生全被疏散到海滨，核电站周围的庄稼全被掩埋，少收滨，核电站周围的庄稼全被掩埋，少收2000万吨粮食，万吨粮食，距电站距电站7公里内的树木全部死亡，此后半个世纪内，公里内的树木全部死亡，此后半个世纪内，10公里内不能耕作放牧，公里内不能耕作放牧，100公里内不能生产牛奶公里内不能生产牛奶这这次核污染飘尘给邻国也带来严重灾难。这是世界上最严次核污染飘尘给邻国也带来严重灾难。这是世界上最严重的一次核污染。重的一次核污染。十、十、1986年年剧毒物污染莱茵河事件剧毒物污染莱茵河事件 11月月1日，瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火，近日，瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火，近30吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。顺流而下火剂和水流入莱茵河。顺流而下150公里内，公里内，60多万条多万条鱼被毒死，鱼被毒死，500公里以内河岸两侧的井水不能饮用，靠公里以内河岸两侧的井水不能饮用，靠近河边的自来水厂关闭，啤酒厂停产。有毒物沉积在河近河边的自来水厂关闭，啤酒厂停产。有毒物沉积在河底，将使莱茵河因此而底，将使莱茵河因此而死亡死亡20年。年。学习要点学习要点 教学目的和要求：教学目的和要求：了解生物工业下游技术的发展历史。了解生物工业下游技术的发展历史。教学重点和难点：教学重点和难点：生物工业下游技术的一般工艺过程。生物工业下游技术的一般工艺过程。