（a） 基因工程 对于重要的工业用生物基因组的有性重组
或突变操作一直是工业遗传学家革新目录中的组成部分。重组DNA新技术包括温和的进行活细胞破碎、DNA提取、纯化和利用高度专一性的酶进行随后的有选择性切割；对目的基因片断分类、鉴定、筛选和纯化；用化学方法将目的基因连接到载体分子的DNA上及将重组DNA分子导入选择的受体细胞进行增值和细胞合成。重组DNA技术可较简便的进行基因组操作，而且可避免物种间与属间的不相容性。无限可能性是存在的，人类胰岛素与干扰素基因已导入了微生物细胞并进行了表达。原生质融合、多克隆抗体制备和组织培养技术（包括从细胞培养上清液中进行植物的再生）的广泛应用对生物工程的发展有着深远的影响。
（b） 酶工程 酶分离工程一直是许多生物技术过程的组成
部分，而且随着允许对生物代谢产物进行重新利用的更适合的固定化技术的发展，它们的代谢产物可被进一步利用。利用固定化细菌的葡萄糖异构酶生产高果糖浆，其发展具有特殊的重要意义（年产300万吨）。基于生物催化的目的，未来的发展是细胞整体的固定化。 （c） 生物化学工程 生物反应器在生物工程过程中扮演了
核心角色，它在初始原料或底物与终产物之间建立了联系。生物反应器设计、过程调控技术与发酵过程的计算
机监控方面取得了重要进展。尽管如此，许多年来，过程控制在生物工程工业领域中的应用落后其在化学工程工业领域操作中的应用，对生物工程产品新的处理方法（下游工程）将提高所有处理过程的经济性。因此，对高效回收工艺的设计的需求不断增加，尤其对于具有高价值产品例如L-天冬酰胺酶，其回收与发酵生产的成本比例约为3.0，而乙醇为0.16。然而，下游处理过程仍是生物工程中被忽视的部分。
（d） 工程化产品和系统 利用蛋白质和细胞固定化技术可
进行如抗体和酶这类生物分子的大量生产，这使应用于生物诊断和生物解毒的新型传感器得到了发展。这样的系统可以与微电子装置和终端计算机相连，从而在很多生物工程工业与服务业领域进行精密的程序控制。 生物工程有两个典型的特点：与实际应用的联系和各学科间的合作。从事生物工程的人员采用的技术来源于化学、微生物学、遗传学、生物化学、化学工程和计算机原理。他们的主要任务是对生物工程进行革新、发展并对过程操作进行优化，其中生化代谢体制有着根本和不可取代的位置。生物工程不是一门新的学科，而是一种实践活动，不同学科的专家学者们都将做出贡献。
我们对生命科学与生物工程必须清楚的区分开，生命科学所涉及的是生物知识的获得，而生物工程则是生物知识的
应用。生物工程过程在大多数情况下是低温下操作，耗能少，总体上依赖廉价的原料为底物。
不同专业的生命学家和工程师将个人的努力贡献于生物工程，生物工程学家这一术语作为涵盖那些应用自身技能知识进行生物材料处理的科学家或工程师。
然而，这个术语它只能导致混淆，必须停止采用 。我们比较一下，一名生化工程师是一名过程工程师，他的职责是将生物学家的知识转移到生产实际操作中去。一名生化工程师应当在生物过程的设计和操作方面受过科学和工程原理的训练。
一个完美的生物工程师是不存在的，因为没有一个人同时成为微生物学、生物化学、分子生物学、化学工程等专业的专家。然而，从事这方面工作的人员必须努力去学习了解其他组成学科的语言，不同专业的科学家之间共同语言的缺乏势必会成为完全发挥生物工程潜在价值的主要阻力。 1.3 生物工程的应用
生物工程过程可在其规模和价值的基础上进行评估。因此，大规模、低价值的产品或服务包括有水的净化、废水和垃圾处理及甲烷、乙醇、菌体和动物饲料的生产；相对大容量、高价值的中间体产品包括氨基酸与有机酸、食品、面包酵母、丙酮、丁酮和某些多聚物，然而那些小规模、价值高的产品包括抗生素、干扰素、疫苗、单克隆抗体、酶和维生
素。
从工业发展规模角度进行考虑，而不是单个生产单元大小的角度，现在和未来的生物工程可简单的分为三个领域： （a） 小规模生物工程是专指那些只利用生物学方法就可比
较经济的进行生化产品的生产，这类生物工程发展时间久，并且发展迅速，尤其是新产品领域方面，但他们造成了工业企业与市场发展的严酷竞争。其产品有抗生素、单克隆抗体和干扰素。
（b） 中等规模的生物工程与基于石油的技术竞争生产目前
的化学原料同时与农业竞争，生产天然产品包括蛋白质和脂肪酸。
（c） 大规模的生物工程与石油和煤竞争，提供主要的有化
合物原料作为燃料和大量的工业产品。
尽管中等和大规模的生物工程技术目前只取得了很小部分的经济效益，但可以确定的是在未来的20年里，将要建立利用植物原料作为原料的大规模微生物处理工程（图1.2）。针对该类产品的市场已存在，同时也刺激了节约型生物工程的发展。 1.4 生物工程的发展
未来生物工程的发展在很大程度上取决于以下三个前提： （a） 利用传统工艺与基因工程技术体系，扩大对有价值产
品的生产范围。
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