生物技術(shù)與生物工程精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇生物技術(shù)與生物工程，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

專業(yè)基礎(chǔ)課的設(shè)置體現(xiàn)了從科學(xué)、技術(shù)到工程的循序漸進(jìn)過程（見表1）。然而從科學(xué)到技術(shù)的差異很小，僅增加了工程基礎(chǔ)課4學(xué)分（約11%），應(yīng)為技術(shù)基礎(chǔ)課，且應(yīng)明確例舉。從技術(shù)到工程的專業(yè)基礎(chǔ)課要求有了明確的變化，按課程類別從科學(xué)到工程變化率近50%。學(xué)分的控制宜統(tǒng)一，且應(yīng)規(guī)定生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課最低學(xué)分要求中技術(shù)基礎(chǔ)課學(xué)分應(yīng)達(dá)20%以上，生物工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課最低學(xué)分要求中工程基礎(chǔ)課學(xué)分應(yīng)達(dá)40%以上。且可給出典型的工程類專業(yè)基礎(chǔ)課名錄，如機(jī)械零件、電子電工基礎(chǔ)等課程。另外生物工程專業(yè)基礎(chǔ)課將《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》列為可有可無的選修會造成該專業(yè)工程基礎(chǔ)的嚴(yán)重缺陷，且應(yīng)在生物工程專業(yè)的專業(yè)選修課中保留生物技術(shù)專業(yè)的細(xì)胞工程、酶工程等選修課（見表1）。

二、專業(yè)課

專業(yè)課的設(shè)置也體現(xiàn)了從科學(xué)、技術(shù)到工程的循序漸進(jìn)過程（見表1），從科學(xué)到技術(shù)的專業(yè)課調(diào)整率達(dá)30%，而從技術(shù)到工程的專業(yè)課雖然有較大變化，但所列舉的課程多為非典型的工科專業(yè)課（如基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程），回避了典型的工科專業(yè)課如氨基酸工藝學(xué)、抗生素工藝學(xué)、有機(jī)酸工藝學(xué)、釀造酒工藝學(xué)等。學(xué)分的增加也不盡合理，三個相近專業(yè)，不論理科還是工科，學(xué)分基本要求應(yīng)盡可能一致。向上浮動及在各選修課程間適當(dāng)調(diào)整則是各校應(yīng)有一定的自。另外生物工程是典型的工藝類專業(yè)，專業(yè)必修課缺工藝類專業(yè)應(yīng)有的分析檢測課也會給工藝過程及產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)中的質(zhì)檢質(zhì)監(jiān)和質(zhì)控及產(chǎn)品安全留下隱患，故建議3+X模式中3應(yīng)包含專業(yè)分析、X應(yīng)例舉氨基酸工藝學(xué)、抗生素工藝學(xué)、有機(jī)酸工藝學(xué)、釀造酒工藝學(xué)等。

三、實習(xí)及畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)

生物科學(xué)和生物技術(shù)的實習(xí)及畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)完全一致（見表1），未能體現(xiàn)從科學(xué)到技術(shù)的差異特點以及生物技術(shù)可授農(nóng)學(xué)或林學(xué)學(xué)位的特色。畢業(yè)設(shè)計是工科工藝類專業(yè)最為特色的實踐環(huán)節(jié)，但在許多學(xué)校以“畢業(yè)設(shè)計（論文）”的形式出現(xiàn)，實際實施則只做畢業(yè)論文，沒有畢業(yè)設(shè)計，使畢業(yè)設(shè)計名存實亡，致使許多學(xué)校生物工程專業(yè)的畢業(yè)生根本就不知道何謂畢業(yè)設(shè)計，許多學(xué)生甚至把畢業(yè)論文當(dāng)作畢業(yè)設(shè)計。建議明確生物工程專業(yè)的“畢業(yè)設(shè)計”為必修環(huán)節(jié)，可以設(shè)計論文二者兼顧，至于是“大設(shè)計小論文”還是“大論文小設(shè)計”可依各校情況而定，唯有如此，生物工程專業(yè)才能名符其實。

四、師資要求

師資的最低要求在規(guī)范中描述不盡一致，應(yīng)加以統(tǒng)一。且應(yīng)規(guī)定專業(yè)課的師資要求，因為能承擔(dān)專業(yè)課的老師一般能勝任專業(yè)基礎(chǔ)課，而能承擔(dān)專業(yè)基礎(chǔ)課的老師則不一定能勝任專業(yè)課。這在工科尤其如此。故除規(guī)定學(xué)歷職稱要求外，應(yīng)規(guī)定專業(yè)要求，即“本科為相應(yīng)或相關(guān)專業(yè)”的師資應(yīng)大于專業(yè)師資總數(shù)的50%。

五、其他

篇2

關(guān)鍵詞：生物科學(xué)；生物技術(shù)；生物工程；專業(yè)規(guī)范；比較分析

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）05-0112-02

一、引言

我國高校生物學(xué)領(lǐng)域有生物科學(xué)、生物技術(shù)、生物工程三個密切相關(guān)的本科專業(yè)，并制定了相應(yīng)的專業(yè)規(guī)范。如何體現(xiàn)各自的科學(xué)、技術(shù)及工程內(nèi)涵與特色既是教育工作者的責(zé)任，也是人才市場和報考學(xué)生和家長極為關(guān)心的現(xiàn)實問題。本文通過比較分析這三個專業(yè)的本科專業(yè)培養(yǎng)規(guī)范，上提出一些參考意見，以期為專業(yè)的進(jìn)一步規(guī)范、教學(xué)計劃的修訂，為社會及學(xué)生和家長的專業(yè)選擇提供參考。

二、專業(yè)類型

生物科學(xué)專業(yè)為傳統(tǒng)典型的理科專業(yè)，培養(yǎng)科學(xué)型和教學(xué)型人才，授理學(xué)學(xué)位；生物技術(shù)專業(yè)以理為主、以工為輔、理工復(fù)合，培養(yǎng)應(yīng)用研究型或技術(shù)型人才，授理學(xué)、農(nóng)學(xué)或林學(xué)學(xué)位；生物工程專業(yè)以工為主、以理為輔、工理復(fù)合，培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才，授工學(xué)學(xué)位。其專業(yè)類型的描述和劃分比較清晰明了，比較規(guī)范和恰如其分。

三、培養(yǎng)目標(biāo)

從專業(yè)規(guī)范中培養(yǎng)目標(biāo)的描述（見表1）來看，生物科學(xué)與生物技術(shù)兩個專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)差異很小，僅有從事生物科學(xué)與從事生物技術(shù)之差，但從目前的就業(yè)市場來看從事生物科學(xué)與從事生物技術(shù)差異很小，難以界定。而從專業(yè)類型可知，生物技術(shù)專業(yè)可授理學(xué)、農(nóng)學(xué)或林學(xué)學(xué)位，這些特色理應(yīng)在培養(yǎng)目標(biāo)中有所體現(xiàn)。

四、公共基礎(chǔ)課

在三個專業(yè)的本科培養(yǎng)規(guī)范中，生物科學(xué)與生物技術(shù)兩個專業(yè)的公共基礎(chǔ)課（人文社科和自科）完全一致（見表1），而生物工程的公共基礎(chǔ)課形式上有一定差別，可本質(zhì)上看不出有多少差別，也缺乏需有差別的理由。從厚基礎(chǔ)、寬口徑的培養(yǎng)要求來看，三個專業(yè)的公共基礎(chǔ)課要求可統(tǒng)一，學(xué)分要求也應(yīng)統(tǒng)一，要求工科學(xué)生在這一環(huán)節(jié)增加近一倍的學(xué)分極不公平。線性代數(shù)等可在公共基礎(chǔ)選修要求中解決。

五、專業(yè)基礎(chǔ)課

專業(yè)基礎(chǔ)課的設(shè)置體現(xiàn)了從科學(xué)、技術(shù)到工程的循序漸進(jìn)過程（見表1）。然而從科學(xué)到技術(shù)的差異很小，僅增加了工程基礎(chǔ)課4學(xué)分（約11%），應(yīng)為技術(shù)基礎(chǔ)課，且應(yīng)明確例舉。從技術(shù)到工程的專業(yè)基礎(chǔ)課要求有了明確的變化，按課程類別從科學(xué)到工程變化率近50%。學(xué)分的控制宜統(tǒng)一，且應(yīng)規(guī)定生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課最低學(xué)分要求中技術(shù)基礎(chǔ)課學(xué)分應(yīng)達(dá)20%以上，生物工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課最低學(xué)分要求中工程基礎(chǔ)課學(xué)分應(yīng)達(dá)40%以上。且可給出典型的工程類專業(yè)基礎(chǔ)課名錄，如機(jī)械零件、電子電工基礎(chǔ)等課程。另外生物工程專業(yè)基礎(chǔ)課將《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》列為可有可無的選修會造成該專業(yè)工程基礎(chǔ)的嚴(yán)重缺陷，且應(yīng)在生物工程專業(yè)的專業(yè)選修課中保留生物技術(shù)專業(yè)的細(xì)胞工程、酶工程等選修課（見表1）。

六、專業(yè)課

專業(yè)課的設(shè)置也體現(xiàn)了從科學(xué)、技術(shù)到工程的循序漸進(jìn)過程（見表1），從科學(xué)到技術(shù)的專業(yè)課調(diào)整率達(dá)30%，而從技術(shù)到工程的專業(yè)課雖然有較大變化，但所列舉的課程多為非典型的工科專業(yè)課（如基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程），回避了典型的工科專業(yè)課如氨基酸工藝學(xué)、抗生素工藝學(xué)、有機(jī)酸工藝學(xué)、釀造酒工藝學(xué)等。學(xué)分的增加也不盡合理，三個相近專業(yè)，不論理科還是工科，學(xué)分基本要求應(yīng)盡可能一致。向上浮動及在各選修課程間適當(dāng)調(diào)整則是各校應(yīng)有一定的自。另外生物工程是典型的工藝類專業(yè)，專業(yè)必修課缺工藝類專業(yè)應(yīng)有的分析檢測課也會給工藝過程及產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)中的質(zhì)檢質(zhì)監(jiān)和質(zhì)控及產(chǎn)品安全留下隱患，故建議3+X模式中3應(yīng)包含專業(yè)分析、X應(yīng)例舉氨基酸工藝學(xué)、抗生素工藝學(xué)、有機(jī)酸工藝學(xué)、釀造酒工藝學(xué)等。

七、實習(xí)及畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)

生物科學(xué)和生物技術(shù)的實習(xí)及畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)完全一致（見表1），未能體現(xiàn)從科學(xué)到技術(shù)的差異特點以及生物技術(shù)可授農(nóng)學(xué)或林學(xué)學(xué)位的特色。畢業(yè)設(shè)計是工科工藝類專業(yè)最為特色的實踐環(huán)節(jié)，但在許多學(xué)校以“畢業(yè)設(shè)計（論文）”的形式出現(xiàn)，實際實施則只做畢業(yè)論文，沒有畢業(yè)設(shè)計，使畢業(yè)設(shè)計名存實亡，致使許多學(xué)校生物工程專業(yè)的畢業(yè)生根本就不知道何謂畢業(yè)設(shè)計，許多學(xué)生甚至把畢業(yè)論文當(dāng)作畢業(yè)設(shè)計。建議明確生物工程專業(yè)的“畢業(yè)設(shè)計”為必修環(huán)節(jié)，可以設(shè)計論文二者兼顧，至于是“大設(shè)計小論文”還是“大論文小設(shè)計”可依各校情況而定，唯有如此，生物工程專業(yè)才能名符其實。

八、師資要求

師資的最低要求在規(guī)范中描述不盡一致，應(yīng)加以統(tǒng)一。且應(yīng)規(guī)定專業(yè)課的師資要求，因為能承擔(dān)專業(yè)課的老師一般能勝任專業(yè)基礎(chǔ)課，而能承擔(dān)專業(yè)基礎(chǔ)課的老師則不一定能勝任專業(yè)課。這在工科尤其如此。故除規(guī)定學(xué)歷職稱要求外，應(yīng)規(guī)定專業(yè)要求，即“本科為相應(yīng)或相關(guān)專業(yè)”的師資應(yīng)大于專業(yè)師資總數(shù)的50%。

九、其他

近年由于社會辦學(xué)、企業(yè)辦學(xué)、校企合作、產(chǎn)學(xué)研合作、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、數(shù)字圖書資料等多元化和多樣化的辦學(xué)形式和方式的發(fā)展，統(tǒng)一實踐等硬件條件形式較為困難，而且也不符合時代要求。建議教室（專用或生均面積）、專業(yè)課實驗室（面積及專用設(shè)備）、圖書資料數(shù)據(jù)庫量設(shè)定為剛性要求，研究所（室）或技術(shù)中心、實習(xí)基地規(guī)模和數(shù)量等宜設(shè)定為柔性、選擇性或特色要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部高等學(xué)校生物科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會.生物科學(xué)專業(yè)規(guī)范[J].高校生物學(xué)教學(xué)研究（電子版），2011，1（2）：3-9.

[2]教育部高等學(xué)校生物科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會.生物技術(shù)專業(yè)規(guī)范[J].高校生物學(xué)教學(xué)研究（電子版），2012，2（1）：3-10.

[3]教育部高等學(xué)校生物科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會.生物工程專業(yè)規(guī)范[J].高校生物學(xué)教學(xué)研究（電子版），2012，2（2）：3-10.

篇3

【關(guān)鍵詞】環(huán)境污染 生物技術(shù) 應(yīng)用 前景

中圖分類號：Q933

1我國生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀

我國生態(tài)環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，如 “三廢”污染、水體污染、土壤污染、廢棄塑料和農(nóng)用地膜污染、農(nóng)用化肥和農(nóng)藥污染等，造成水資源嚴(yán)重短缺，土地荒漠化日益加劇，森林覆蓋率劇減，草場嚴(yán)重退化。生態(tài)環(huán)境的惡化，時刻威脅著人們的生命財產(chǎn)安全，疾病發(fā)病率也迅速提高。因此，必須積極發(fā)展高新技術(shù)，如現(xiàn)代環(huán)保生物技術(shù)等，采用防治結(jié)合的方式，解決當(dāng)前的環(huán)境危機(jī)，維護(hù)生態(tài)平衡，已迫在眉睫。

2環(huán)境生物技術(shù)簡介

生物技術(shù)是建立在生命科學(xué)的基礎(chǔ)上，通過直接或間接的方式利用生物或生物有機(jī)體的特定部分或某些功能，建立降低或消除污染物的生產(chǎn)工藝或能夠高效凈化環(huán)境污染，同時又能生產(chǎn)有用物質(zhì)的工程技術(shù)。主要包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程、染色體工程、生化工程等。生物技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，正衍生出一門新興的學(xué)科與技術(shù)，即我們所說的“環(huán)境生物技術(shù)”，亦稱“環(huán)境生物工程”。其特點如下：

2.1 實現(xiàn)對污染物的循環(huán)利用

對垃圾廢棄物的降解生成的產(chǎn)物或副產(chǎn)物，一般都可重新利用。這樣，可把污染降到最小程度，不僅可解決長期污染的問題，還實現(xiàn)了對固廢的循環(huán)利用。

2.2安全可靠、效果明顯

利用發(fā)酵工程技術(shù)治理，產(chǎn)生的物質(zhì)基本屬于穩(wěn)定無害的物質(zhì)，常見的包括CO2、水、氮氣、甲烷等。并且，多數(shù)都是一步到位，無二次污染。因此，該技術(shù)既安全、徹底又高效。

2.3簡化流程，節(jié)約成本

生物技術(shù)是建立在酶促反應(yīng)基礎(chǔ)上的生物化學(xué)過程。酶作為生物催化劑，實質(zhì)是一種活性蛋白質(zhì)。一般在常溫常壓或近乎中性的條件下即可發(fā)生反應(yīng)。因此，絕大部分生物治理對環(huán)境條件要求不高，并可就地實施。

3.環(huán)境生物技術(shù)在三廢處理中的應(yīng)用

3.1在廢水處理方面的應(yīng)用

廢水中含有許多有毒有害物質(zhì)，比如，酚類、氰化物、重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)酸、醛、醇、蛋白質(zhì)等。廢水生化處理經(jīng)近百年的發(fā)展，現(xiàn)已形成了許多新工藝、新技術(shù)。通過生物技術(shù)治理廢水，主要借助微生物的降解作用完成。它分為耗氧降解技術(shù)與厭氧降解技術(shù)兩種。耗氧降解技術(shù)又分為：活性污泥法與生物膜法。目前，采用較多的是固定化酶與固定化細(xì)胞技術(shù)，它屬于酶工程技術(shù)。固定化酶又稱為水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學(xué)鍵合法，導(dǎo)致水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體結(jié)合起來，從而使酶不再溶于水。微生物細(xì)胞猶如一個天然的固定化酶反應(yīng)器。微生物細(xì)胞的固定可采用制備固定化酶的方式。對于污水中的多種污染物，均可通過固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行治理。國內(nèi)外有很多這方面的成功案例。

3.2在廢氣凈化方面的應(yīng)用

廢氣是近年來重要的污染源之一。如何利用生物技術(shù)高效凈化廢氣也成為重要的研究課題。目前采用的方法包括生物過濾、生物洗滌、生物吸附和植物修復(fù)法等。常用的生物反應(yīng)器有生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。根據(jù)微生物在廢氣處理過程中的具體形式，分為兩大類：生物吸附法與生物過濾法。前者可治理含胺、酚和乙醛等氣體，后者可降解惡臭性廢氣。植物修復(fù)技術(shù)是把太陽能作為動力，依靠植物的同化作用達(dá)到凈化氣體的目的。它屬于一種綠色技術(shù)。現(xiàn)在，全球都有很多成功處理廢氣的案例。美國利用微生物作用來凈化工業(yè)惡臭氣體，效果明顯，且還不會出現(xiàn)二次異臭。德國與荷蘭利用生物膜過濾技術(shù)可除掉超過90%的硫化氫。我國相關(guān)學(xué)者也在此方面取得了不錯的成果。比如，利用生物膜填料塔處理橡膠再生脫硫過程中產(chǎn)生的低濃度的有機(jī)廢氣，經(jīng)試驗表明，該方法是可行的，若相關(guān)條件控制適度，凈化效果顯著，凈化率可超過90%。相比原有的廢氣處理方法，生物技術(shù)法有著很多優(yōu)勢：節(jié)約成本、效果好、安全可靠、沒有二次污染等。

3.3在處理固廢方面的應(yīng)用

工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市建設(shè)與日常生活都會產(chǎn)生很多固體廢棄物。傳統(tǒng)固體廢棄物的處理方式，不僅浪費資源能源，還會污染環(huán)境。利用生物技術(shù)處理城市生活垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物，不但可以把這些廢棄物變?yōu)閮?yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料，實現(xiàn)廢物的資源化，更有利于生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。常見的處理方式包括衛(wèi)生填埋、堆肥和發(fā)酵制沼氣等。

4.環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境污染修復(fù)中的應(yīng)用

4.1污染土壤的生物修復(fù)

隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，各種化學(xué)殺蟲劑、農(nóng)藥被大量使用。而這些農(nóng)藥很多都會殘留在土壤中，。尤其是那些極難降解的農(nóng)藥給生態(tài)環(huán)境造成難以估量的損害。通過相關(guān)生物技術(shù)處理，可以把這些污染物質(zhì)進(jìn)行有效分解，生成水與CO2。不僅不會造成對環(huán)境的破壞，還能防止出現(xiàn)二次污染。但是是分解周期較長，不符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。重金屬屬于土壤污染中重要的污染物。重金屬污染的生物治理機(jī)制是：借助生物作用（酶促反應(yīng)）導(dǎo)致重金屬的化學(xué)形態(tài)改變，將其固定在土壤中，或減輕其毒性。這樣，可有效制約重金屬在土壤中的移動。通過生物的吸收、代謝作用后，會進(jìn)一步固定重金屬或減小其毒性，從而凈化土壤。此外，生物修復(fù)污染土壤的過程中，還能提高土壤有機(jī)物的數(shù)量，調(diào)動相關(guān)微生物的活性，從而優(yōu)化土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)。同時，還能強(qiáng)化對土壤的固定作用，避免土壤受到風(fēng)蝕、水蝕的破壞，預(yù)防水土流失。

4.2.水體生物自然凈化技術(shù)

環(huán)境生物技術(shù)中通過植物吸收達(dá)到凈化水體與土壤的方法被稱為生物自然凈化技術(shù)。分為生物塘與人工濕地兩種。前者把太陽能作為初始能源，利用塘中植物的同化作用將水中的污染物吸收掉，從而凈化水體。生物塘中可栽植的高效凈化植物有水葫蘆、蘆葦、水萵苣等。同時，還應(yīng)構(gòu)建集組合曝氣、水生植物、水產(chǎn)養(yǎng)殖一體化復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)而提高生物塘的處理能力。后者是通過自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)、生物等作用達(dá)到對水體的凈化作用。由于人工濕地處理系統(tǒng)出水水質(zhì)較好，可用于飲用水源的處理，并且所需成本也比常規(guī)處理方法要低。

4.3白色污染的治理

采用生物技術(shù)治理可從兩方面入手，一是篩選具有降解塑料與農(nóng)用薄膜的微生物，形成高效降解菌。二是分離克隆出帶有降解功能的基因，再將其植入到特定的土壤微生物內(nèi)，如根瘤菌。這樣，既能發(fā)揮兩者各自作用，還有利于加快對塑料垃圾的降解速度。此外，還應(yīng)重點對預(yù)防白色垃圾技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)與研發(fā)。個別微生物可以生成一些高分子化合物，類似于塑料，被稱為聚酯。為進(jìn)一步節(jié)約成本、提高產(chǎn)量，人們正致力于通過DNA重組技術(shù)，試圖改造某些微生物。比如，當(dāng)前一個重點研究課題就是通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)聚-β羥基烷酸（PHAs），相關(guān)研究人員正試圖形成自溶性PHAs生產(chǎn)菌種。通過把PHAs重組菌發(fā)酵后，積累數(shù)量眾多的PHAs，再添加一些信號物質(zhì)，從而生成裂解蛋白，然后細(xì)胞壁被破壞，PHAs析出。即簡化PHAs的提取流程，達(dá)到節(jié)約成本的目的。

4.4降解廢水中微量油脂

含油廢水屬于一種量大面廣的污染源。廢水中的少量油脂并不能通過原有的物理或化學(xué)方法處理掉。上海交大生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院和日本日立化成公司合作，從5種活性污泥或土壤中馴化分離出六種菌，分析了它們在低溫條件下對低濃度植物類油脂的實際降解能力。不同菌的降解能力都各不相同，其中，發(fā)現(xiàn)兩種菌的除油效果很好，除油率高達(dá)92.80% 和95.49%，相關(guān)特性還有待進(jìn)一步研究。

4.5化學(xué)農(nóng)藥污染的消除

經(jīng)統(tǒng)計資料顯示，每合成一噸農(nóng)原藥需消耗3-4噸化工原料，多余的原料作為未反應(yīng)物或中間副產(chǎn)物隨水排出，每年數(shù)百家農(nóng)藥廠排出的廢水上億噸，危害極大。中科院成都生物所經(jīng)過反復(fù)試驗，終于找到了解決處理農(nóng)藥（樂果）廢水的方法。他們將高效微生物菌種用于SBR設(shè)備處理有機(jī)農(nóng)藥廢水，效果顯著，使有機(jī)磷轉(zhuǎn)化率達(dá)96-99%，其技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下施用的農(nóng)藥化肥約有80%的殘留，特別是難降解的氯代烴類農(nóng)藥，給生態(tài)系統(tǒng)帶來了極大的滯留危害，必須依賴基因工程構(gòu)建的高效菌種來進(jìn)行處理。但要想徹底消除化學(xué)農(nóng)藥的污染，還必須全面推廣生物農(nóng)藥。生物農(nóng)藥是指由生物體產(chǎn)生的具有防治病蟲害和除草功能的一大類物質(zhì)的總稱，大多是生物體的代謝產(chǎn)物，主要有微生物殺蟲劑、農(nóng)用抗生素制劑和微生物除草劑等。

5.環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用

應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的生物技術(shù)主要有以下幾種：①監(jiān)測水質(zhì)，利用細(xì)菌的數(shù)量、某些糞便指示菌（大腸埃希氏菌、克霉伯氏菌）等②檢測物質(zhì)致突變性和致癌性，通常使用鼠傷寒少門氏菌來檢驗。③通過發(fā)光細(xì)菌對環(huán)境中的毒物進(jìn)行檢測，速度較快。④根據(jù)對水中藻類的生長情況測定，對水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測或檢測某些物質(zhì)的毒性。近年來，國際上在這一領(lǐng)域的重點研究對象包括PCR技術(shù)（應(yīng)用聚合酶式反應(yīng)技術(shù)）、核酸探針、生物傳感器等。PCR技術(shù)可用于當(dāng)前還無法培養(yǎng)的微生物檢測，一般適用于對土壤、水樣、沉積物等環(huán)境標(biāo)本的細(xì)胞檢測。

隨著今后技術(shù)的不斷完善，對于水質(zhì)的檢測，核酸探針與PCR技術(shù)極有可能取代現(xiàn)在的常規(guī)微生物檢測方式。此外，生物酶法具有良好的發(fā)展?jié)摿Γm用于快速檢測與現(xiàn)場測定。生物傳感器具體有酶傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器，通過酶、微生物、抗原、抗體等生物材料作為分子識別元件，從而把外部對其理化特性的影響轉(zhuǎn)化為電磁信號。它可用于對特定污染物的快速檢測，并且操作簡便、結(jié)果精確。

5環(huán)境生物技術(shù)現(xiàn)狀及前景展望

5.1現(xiàn)狀

環(huán)境生物技術(shù)雖有諸多優(yōu)點，并能有效解決各種污染問題。但實際應(yīng)用中依然存在種種局限：

①反應(yīng)速度較慢，并且需要大型的反應(yīng)器，需占用過多的土地面積。

②對于原水水質(zhì)有著十分嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，不然，不利于微生物的生長。

③運行過程中會發(fā)生一些問題，如污泥膨脹或流失，余下的污泥也不易處理。

④通常的微生物也極難解決人工合成物，尤其是難生物降解的污染物。

⑤實驗室有可能泄漏某些活的有害菌體。大規(guī)模的微生物應(yīng)用會給生態(tài)環(huán)境帶來潛在的風(fēng)險。

5.2發(fā)展前景

5.2.1各種新工藝新方法不斷涌現(xiàn)

比如，國內(nèi)有關(guān)專家利用高效反應(yīng)器治理印染廢水時，結(jié)合三種新技術(shù)，以提高生物處理效率。即在厭氧流化床中加入高效的脫色菌，通過聚集-交膠固定法，把脫色菌固定到活性污泥中。再在反應(yīng)器中加入磁粉以構(gòu)成穩(wěn)恒弱磁場，從而對微生物產(chǎn)生正的磁生物效應(yīng)以加快生化反應(yīng)速率。此外，還有利用基因工程克隆生物生長基因控制植物生長、構(gòu)建高效的細(xì)菌來治理各種污染問題，以及利用遺傳工程處理農(nóng)業(yè)固廢中難降解的五碳糖等等新技術(shù)。

5.2.2綜合利用

為了避免微生物降解污染物后形成二次污染，同時，讓資源得到充分利用，生物治理技術(shù)也更趨向綜合性利用，如利用降解后形成的微生物菌體、微生物體內(nèi)酶、有關(guān)代謝產(chǎn)物、或其產(chǎn)生的能源。當(dāng)前，“沼氣田”發(fā)電是比較成熟的生物技術(shù)，投資少、成本低、使用管理方便，正受到很多國家的推崇。英國有的污水處理廠采用乳酸細(xì)菌降解農(nóng)用工業(yè)垃圾生成乳酸。

5.2.3和其它現(xiàn)代科技有效結(jié)合

近年來，現(xiàn)代科技的發(fā)展特別是IT技術(shù)的快速發(fā)展，促使生物治理技術(shù)取得了極大的進(jìn)步。生物處理工藝正實現(xiàn)自動化控制，并且，生物技術(shù)方面正積極開展數(shù)學(xué)模擬研究。據(jù)有關(guān)報道顯示，目前已研制出電子計算機(jī)輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為分析程序與處理程序，進(jìn)一步降低了廢水處理廠設(shè)計方面的難度。隨著自控技術(shù)的發(fā)展，連續(xù)性運行的大型氧化溝也隨之產(chǎn)生。

5.2.4重點研究極端微生物與超級工程菌

極端微生物是指在一般生物無法生存的條件下能生存的生物。比如在高溫、高酸、高堿、高壓、高鹽、低溫等極端條件。這類微生物具有特殊的生理機(jī)制，有很高的環(huán)保應(yīng)用價值。Whyte等經(jīng)研究了解到，冷微生物菌株可以使石油烴、十二烷、正十六烷、甲苯、萘等發(fā)生礦化。隨著技術(shù)的進(jìn)步，對現(xiàn)有微生物的有效改造，不斷研發(fā)出新的具有特殊功能的微生物。通過質(zhì)粒工程技術(shù)，把分別降解芳烴、多環(huán)芳烴等的質(zhì)粒接合到降解酯烴的細(xì)菌體內(nèi)，形成一種“超級菌”。這種細(xì)菌在治理石油污染方面有著很好的應(yīng)用前景，可以把60%的烴分解。同時，相比一般菌種，其幾小時就能達(dá)到一般菌種凈化一年左右的效果。

5.2.5轉(zhuǎn)變觀念，從治理轉(zhuǎn)向預(yù)防

目前，隨著環(huán)境問題的日益突出，世界各國都意識到環(huán)境保護(hù)的重要性。生物技術(shù)的發(fā)展也會從單純地治理過渡到防治結(jié)合，以預(yù)防為主，最終實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。比如，生產(chǎn)微生物農(nóng)藥、源于微生物體又能生物降解的表面活性劑等。今后還可應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，如洗滌劑制造、油類回收處理、感光乳劑穩(wěn)定、植物病害防控、細(xì)胞破碎、微生物的快速測定等方面。目前，正嘗試通過基因工程技術(shù)把PHBV基因植入某些植物體內(nèi)，實現(xiàn)從植物體內(nèi)獲取塑料，從而解決嚴(yán)重的塑料污染難題。

5.3.展望

隨著全球環(huán)境的日劇惡化，使人類的生存和發(fā)展遭到了一場前所未有的挑戰(zhàn)，迫使人們進(jìn)行一場‘環(huán)境革命’來振救人類自己。這場環(huán)境革命的意義就像18世紀(jì)的工業(yè)革命一樣重大，而且需要更深入和徹底。在這場革命中，借助現(xiàn)代生物工程技術(shù)解決環(huán)境問題，縱然有其巨大的發(fā)展?jié)摿εc優(yōu)勢，也還存在諸多局限與不足，所以，面對環(huán)境危機(jī)日益惡化之勢，不僅要建立健全相應(yīng)的環(huán)境規(guī)劃、法規(guī)、資金投入等生物技術(shù)良性應(yīng)用環(huán)境，鼓勵、資助研發(fā)更新更高效的環(huán)境生物技術(shù)，并使之得到產(chǎn)業(yè)化與商品化發(fā)展，還要把生物技術(shù)和其它各種相關(guān)技術(shù)有效地結(jié)合起來，才能切實有效解決當(dāng)前困擾世界各國的生存危機(jī)的問題。

【參考文獻(xiàn)】

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篇4

基因工程，也稱遺傳工程。轉(zhuǎn)基因，也就是通過人工方法，把某種生物的基因（外源基因），有目的地移植到另一種生物的胚胎細(xì)胞中，使兩種生物的基因互相滲透，結(jié)合在一起。這種得到外源基因的生物，就是轉(zhuǎn)基因生物。

轉(zhuǎn)基因成果，最早出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代。美國科學(xué)家把只發(fā)育了五六天的山羊和綿羊的胚胎取出來，然后將山羊的胚胎細(xì)胞注入到綿羊的胚胎細(xì)胞里面，讓它在試管里發(fā)育一段時間，再移入綿羊的子宮里。結(jié)果，生育出來的是長著山羊胡子綿羊毛的“怪羊”，很難說它是山羊還是綿羊了。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)與植物、動物的“雜交”不同。雜交，都是在植物或動物的同一種屬之間進(jìn)行的，是能夠進(jìn)行雜交的；而轉(zhuǎn)基因則可以將根本不能進(jìn)行雜交的生物“結(jié)合”在一起。比如，將動物與植物“結(jié)合”在一起，這在過去會被認(rèn)為是“天方夜譚”。然而，基因工程卻可以做到這一點。

草莓是極不耐寒的植物，尤其是果實受凍以后味道很差。為了改變這種狀況，俄羅斯的科學(xué)家將北極耐寒的比目魚的御寒基因移植到草莓的細(xì)胞中，從而得到一種耐寒的草莓新種。

天蠶，是一種珍稀的野生蠶種。天蠶絲具有天然的蔥綠色，非常鮮艷，并具有折光性，陽光一照，色彩繽紛，被人們譽(yù)為“絲中鉆石”。可是全世界的天蠶絲每年的產(chǎn)量不到800千克。飼養(yǎng)野生的天蠶，難度極大。由于天蠶與家蠶的親緣關(guān)系甚遠(yuǎn)，通過常規(guī)的有性雜交育種行不通。所以，只有通過遺傳工程將天蠶優(yōu)良絲質(zhì)基因植入家蠶基因組織內(nèi)。我國科技人員克服重重難關(guān)，終于培育出轉(zhuǎn)基因的新蠶類“大別山天蠶1號”，從而獲得具有天蠶絲質(zhì)的家蠶新種，使天蠶絲的年產(chǎn)量得以提高。

篇5

關(guān)鍵詞：分子生物技術(shù)；環(huán)境工程；微生物領(lǐng)域

前言：環(huán)境工程微生物是一個綜合性的學(xué)科，涉及到很多相關(guān)聯(lián)的學(xué)科，比如微生物學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、環(huán)境保護(hù)學(xué)等。同時，在微生物領(lǐng)域中，環(huán)境工程微生物又是一個非常重要的組成部分，在對其進(jìn)行研究時，應(yīng)用了分子生物技術(shù)，這樣一來，在進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測時，提升了監(jiān)測的效果，進(jìn)而在很大程度上實現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)。

一、分子生物技術(shù)

（一）PCR核酸技術(shù)

在PCR核酸技術(shù)中，包含了三種不同的技術(shù)。第一，PCR―SSCP技術(shù)，在利用此種技術(shù)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測時，首先要選取監(jiān)測環(huán)境的DNA樣本，隨后，通過PCR擴(kuò)增技術(shù)，得到SSCP凝膠DNA譜帶，最后，對其進(jìn)行分析，采用的方法為銀染法、熒光的檢測技術(shù)；第二，PCR―DGGE技術(shù)，對于檢測的環(huán)境，首先將樣本基本組DNA提取出來，接著利用PCR擴(kuò)增技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，隨后，將DNA譜帶經(jīng)過電泳后形成，最后，利用此項技術(shù)進(jìn)行割帶回收工作，將微生物的種屬準(zhǔn)確的確定；第三，PCR―RFLP技術(shù)，與前兩種技術(shù)不同，此種技術(shù)在進(jìn)行DNA譜帶切割時，利用限制性核酸內(nèi)切酶，通過與某段DNA識別序列相結(jié)合，實現(xiàn)最終的切割工作。

（二）PCR的測序技術(shù)

通過分子生物技術(shù)的分離，微生物環(huán)境中會出現(xiàn)新的群體或者生命特征，這時，就需要對新的群體或者生命特征進(jìn)行類別鑒定工作，為了準(zhǔn)確的識別，就需要相應(yīng)的技術(shù)提供支持，分子生物技術(shù)中的PCR測序技術(shù)恰好可以應(yīng)用在此，在進(jìn)行測序工作時，此項技術(shù)依賴于轉(zhuǎn)DNA，這是因為轉(zhuǎn)DNA具備的穩(wěn)定性是比較好的，同時，在所有的生物序列中，同源性是一個顯著的特征，基于此，在對新的群體或生命特征進(jìn)行研究時，具備比較好的研究效果。

（三）基因探針測試技術(shù)

所謂基因探針，是指一個單鏈DN段，不過，此片段具備特異性。在對微生物環(huán)境進(jìn)行檢測時，首要的工作就是樣品的選取，樣品選取完成之后，通過解鏈以及相應(yīng)的原理，對樣品進(jìn)行分析。在利用基因探針進(jìn)行測試時，需要進(jìn)行標(biāo)記工作，這樣一來，即使經(jīng)過雜交之后，對比工作也可以順利的展開。近年來，基因探針測試技術(shù)所具備的應(yīng)用范圍越來越廣，在環(huán)境工程微生物領(lǐng)域中將會起到非常重要的作用。

二、分子生物技術(shù)在環(huán)境工程微生物領(lǐng)域中的應(yīng)用

（一）檢測環(huán)境中的致病菌和指示微生物

在環(huán)境中，致病菌是一定存在的，近年來，隨著空氣污染的加劇，致病菌的數(shù)量不斷地增多，通過空氣、水、土壤等介質(zhì)的傳播，導(dǎo)致人類患上各種疾病，比如2003年的SARS，進(jìn)而產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。在環(huán)境工程中，污水處理完成之后，在進(jìn)行指示微生物時，通過大腸桿菌來實現(xiàn)。在不同的環(huán)境中，微生物的多樣性和種群是不相同的，為了對其進(jìn)行分析，采用了PCR―DGGE技術(shù)與16SrRNA基因相結(jié)合的辦法，分析結(jié)果表明，在傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)中，很多微生物種群是無法進(jìn)行檢測的，對此，應(yīng)用了PCR擴(kuò)增技術(shù)，再次進(jìn)行檢測，這樣一來，檢測的效果得到顯著地提升，同時，所需的檢測時間也比較短。

（二）分析環(huán)境工程微生物種群的多樣性和豐度

一般說來，微生物會生存在污泥、生物膜、土壤等物質(zhì)中，而且生存的數(shù)量是非常多的。在對微生物種群的多樣性進(jìn)行分析時，同樣應(yīng)用了分子生物技術(shù)，首先，對地下水微生物進(jìn)行收集，同時，在陶瓷表面上讓其形成生物膜，通過PCR-SSCP技術(shù)，將微生物種群的多樣性分析出來；其次，對微生物種群的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，分析時，應(yīng)用了測序技術(shù)，并通過16SrRNA的抽取來完成。通過分子生物技術(shù)的應(yīng)用，有效的對生物膜、污泥等物質(zhì)的微生物種群多樣性和豐度進(jìn)行了分析，在定性檢測與定量檢測充分結(jié)合之后，有效的支持了分析的結(jié)果。

（三）培養(yǎng)環(huán)境工程功能微生物

隨著化學(xué)工程的發(fā)展，化學(xué)工程也逐漸的實現(xiàn)了現(xiàn)代化，在進(jìn)行有機(jī)化合物的合成時，復(fù)雜程度提升，同時，排入環(huán)境的物質(zhì)可降解性越來越差，這樣一來，環(huán)境中的微生物就無法實現(xiàn)有效降解，進(jìn)而對環(huán)境造成污染。為了避免環(huán)境污染的發(fā)生，提升微生物的降解能力，應(yīng)用了DNA印跡技術(shù)，同時，通過分子生物技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)行了微生物的培養(yǎng)，培養(yǎng)出來的微生物具備環(huán)境工程功能，能夠有效且快速的實現(xiàn)降解，進(jìn)而有效的保護(hù)環(huán)境。

結(jié)論：分子生物技術(shù)是一項先進(jìn)的技術(shù)，通過分子生物技術(shù)，能夠有效地對環(huán)境中的微生物屬性進(jìn)行測試，基于此，在環(huán)境工程微生物領(lǐng)域中，大力的應(yīng)用了分子生物技術(shù)，不過，由于分析生物技術(shù)應(yīng)用的普及程度比較差，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)用中還存在一定的問題，因此，就必須要加大對分子生物技術(shù)在環(huán)境工程微生物學(xué)領(lǐng)域的研究力度，從而有效地提升應(yīng)用的效果，加強(qiáng)對環(huán)境的檢測，降低環(huán)境污染。在分子生物技術(shù)不斷成熟的過程中，其應(yīng)用范圍會變得越來越廣，與此同時，環(huán)境工程微生物領(lǐng)域也必然會產(chǎn)生革命性的變化。

參考文獻(xiàn)

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