第15章 利用合成生物学方法构建高效微生物能源工厂的探索

。其优点是可再生、易于储存和运输，但存在原料供应受限和能量转化率不高等问题。

（二）生物柴油

生物柴油一般通过微生物发酵或油脂转化得到。某些微生物可以合成脂肪酸酯类物质，经过加工可制成生物柴油。生物柴油具有与传统柴油相似的性能，但生产成本较高，且对原料的要求较为严格。

（三）生物甲烷

生物甲烷主要由有机物在厌氧条件下通过微生物发酵产生，如沼气池中的产甲烷菌。生物甲烷是一种清洁能源，可用于发电和供热，但发酵过程的控制和甲烷的收集与纯化存在一定难度。

（四）微生物燃料电池

微生物燃料电池利用微生物的代谢作用将化学能直接转化为电能。微生物在阳极氧化有机物，产生电子和质子，电子通过外电路传递到阴极，与氧气和质子结合生成水。微生物燃料电池具有操作条件温和、可持续性好等优点，但输出功率较低，尚需进一步优化。

三、合成生物学的基本原理和技术

（一）基因工程技术

基因工程是合成生物学的核心技术之一，包括基因克隆、基因编辑和基因合成等。通过基因克隆，可以从生物体中获取特定的基因片段；基因编辑技术如

CRISPRCas9

系统能够精确地对基因组进行修饰；基因合成则可以根据需要从头设计和合成基因序列。

（二）代谢工程

代谢工程旨在通过对微生物代谢途径的理性设计和改造，优化代谢流分布，提高目标产物的产量。这涉及到对关键酶的调控、代谢网络的重构以及辅

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