现代生物工程技术范文

现代生物工程技术范文第1篇

【关键词】食品工程；基因工程；现代生物技术

随着社会的不断变革，人们的生活水平逐渐提高，对于食品安全提出了更高的要求。由此观之，对于我们中国人而言，食品安全是极其重要的。在食品工程中，我们会用到很多技术，其中，生物技术是最较常见的。举个例子，在食品工程中使用乳酸菌、酵母菌等。随着社会的不断进步，食品工程也开辟出新的发展路径，与此同时，与生物技术更加紧密地结合在一起。与传统的生物技术相比较，现代生物技术的效率更高，能够更加有效地促进食品工程取得新的突破，能够带动整个行业的进步。所以，在食品工程中积极开发现代技术的应用，能够帮助我们研发出更多新的产品，为食品工程创造出一片更加广阔的发展天地。

1.基因工程

最近这些年以来，基因工程取得了突飞猛进的发展，开拓出越来越广阔的发展空间。在生物学方面，基因工程应用非常广泛，同样，在食品工程方面，基因工程的应用范围也逐渐在扩大。尤其是近几年来，转基因技术得到了非常广泛的应用，由于转基因食品的出现，人们更加关注食品的安全问题。实际上，这仅仅是基因工程在食品生产方面的一个应用。除此之外，基因工程在动物性食品的开发过程中也发挥着不容小觑的作用。举个例子，2009年，我国第一次利用乳腺生物反应器生产的抗凝血酶蛋白纯品，这项工程不仅对环境的危害非常小，而且不会需要过多的人血，防止病毒扩散对人体造成损伤。除此之外，这项工程的成本相对比较低，与传统的技术相比，很多功能得到了非常大的改善。具体表现在以下两个方面：

1.1 优化食品工程资源及食品品质

在食品工程中应用现代生物技术逐渐成为一种新时代的潮流。基因工程可以使很多传统产品得到很大的改善，甚至可以利用生物技术研发出更多新的产品。与此同时，还可以增加农作物的产量。除此之外，我们可以利用反义RNA技术，让植物或者蔬菜的成熟成为可控因素，这样可以使蔬菜的保质期和储存期变得久一点。同样，这项技术也可以在畜产品身上得到淋漓尽致的发挥，以满足更多的消费者的需求。

1.2 改良食品工程菌种

利用微生物菌种进行食品生产在很多食品工程中都会应用到，像我们日常生活用到的酱油、酸奶等。产品的产量以及产品的质量在很大程度上取决于微生物菌种的质量 ，因此，我们通过研究基因工程，在菌种研究中应用我们的研究成果，这是改善食品质量的一条非常重要的捷径。比如，我们可以把A-乙酰乳酸脱羧酶的基因在啤酒酵母中进行复制，这样就可以使啤酒的风味得到改良；在啤酒的纯种发酵过程中，可以采取嗜杀酵母的措施提高啤酒的质量。再者说，在有氧条件下，乳酸杆菌的存活时间一其中蕴含的一种酶的活性正相关，而且，根据很多的研究资料显示，这种酶能够抗衰老、抗肿瘤，防止细胞发生凋亡，对某些基因进行克隆。这样，就可以使保健产品的质量进一步得到保障。

2.蛋白质工程

最近几年来，蛋白质工程也取得了突飞猛进的发展，这个工程主要针对于蛋白质的生产、合成等展开研究，与我们的食品工程有着紧密的联系。当前，这项工程主要运用在对纤维素酶的性质进行优化或者使凝乳酶的性质得到改善等方面。在自然界中，我们能够直接获取的酶种并不多，因此，市场上的这种酶非常稀少。但是，如果我们大力开发蛋白质工程，就可以使这个情况得到有效的缓解。

3.细胞工程

利用细胞工程，我们可以使植物的形状得到有效改善，也可以研制出更高效的酶制剂、添加剂等。所以，很多人都投身在这个研究之中。当前，细胞工程所涉足的领域主要是一些天然食品或者天然的添加剂，具有非常广泛的应用范围，而且，发展前景不可估量。因此，我们要着力开发这项技术，让这项技术在食品工程中发挥更大的作用。

4.生物酶工程

最近几年来，发达国家的酶工程发展非常迅速。发展了很多功能性食品添加剂。我们可以借助酶的催化作用，酶制剂始终保持新鲜，把外界对于酶制剂的不好的影响降低到最低，这样既可以保持酶制剂的原有特性，又可以优化酶制剂的质量。举个例子，溶菌酶对革兰氏阳性菌的溶菌作用非常强，我们可以利用这个作用使乳制品、干酪、肉制品、水果的保鲜时间延长。不仅催化作用强，而且对人体没有毒害，需要的条件也相对比较简单。

参考文献：

[1]2014年《食品工程》广告价目表[J].食品工程. 2013（04）

[2] 杨春瑜，李次力，石彦国，刘宁，杨春莉.国内外高等学校食品工程专业教学对比研究[J].科教文汇（下旬刊）. 2013（08）

[3] 张O.日本食品工程研究状况[J].粮油加工与食品机械. 1994（02）

现代生物工程技术范文第2篇

关键词：酶工程；课程体系；生物技术

中图分类号：G642.3文献标识码：A文章编号：1002-4107（2014）06-0033-02

为适应经济全球化的要求，更好地应对国际金融危机的冲击，中国政府大力推动经济增长由主要依靠增加物质资源消耗向主要依靠科技进步、劳动者素质提高和管理创新转变。这也对高层次人才培养模式改变和结构调整提出了更高要求，部分高校应用学科结构体系仍与行业产业发展需求存在较大差距[1]。进入21世纪，生物技术飞速发展，技术研究手段不断更新，酶工程作为生物技术、生物工程、食品科学与工程专业的专业基础课，是联系基础课与专业课的重要桥梁。为满足生物产业行业产业发展需求，酶工程教学结构体系亟待调整，以培养掌握现代生物技术体系下酶工程的理论知识和应用技术，具备研究创新能力及相关领域自主学习能力的应用型本科人才，体现教学与科研相结合的人才培养模式。

一、构建现代生物技术背景下的酶工程课程体系

应用型本科人才的规格特点要求必须围绕应用型本科人才知识、能力、素质和谐发展的目标要求，以能力培养为重心，构建相对独立、内在统一的人才培养体系。通过改革和探索，构建起能敏锐地反映社会需求，实基础、强能力、高素质、多样化的人才培养模式[2]。

酶工程学科发展迅速，需要不断地更新所使用的教材，才能让学生掌握新的、前沿的酶学知识。传统的酶工程教学主要围绕酶的生产、分离纯化和应用等进行，酶的修饰、酶的人工模拟、酶的固定化等内容只做概略介绍。本次教改后，选用了普通高等教育“十一五”部级规划教材《酶工程》作为主要参考教材，同时参考国内外其他优秀教材，如《Fundamentals of Enzymology》、《酶学》（陈石根）、《酶工程》（罗贵民）等，对酶的修饰、人工模拟、固定化等详细地介绍了具体的方法、实例；引入酶的非水相催化、酶分子定向进化及核酶的研究及应用等新内容。在教学中融入一些文献资料补充扩展教学内容，使教学内容更加丰富，关注酶学的应用与研究前沿。

二、运用理论联系实践的酶工程教学方式

酶工程是一门理论联系实践很强，又很抽象的学科。根据这一特点，在教学方法改革中，充分体现理论联系实践，调动学生的积极性。突出教与学的密切结合、教学与研究的密切结合、课内与课外的密切结合[3]。

（一）理论课增加互动

在介绍理论知识时，从身边教师科研中的一些酶学案例开始或先提出学生感兴趣的问题，例如在介绍酶分子修饰前，先让学生查阅哪些酶作为药物使用具有较好的疗效，同时天然的药用酶在临床使用时有哪些不良反应、如何解决等。引导学生积极思考，调动学生的积极性，使学生由“被动地学”变成“主动地要学”；同时启发他们多提问题，多查阅相关文献，并组织分组讨论等。这样的授课方式不仅能增强师生之间的“互动”，还能培养学生独立思考、分析解决问题的能力。

（二）实验课与理论课密切配合

整合、更新酶工程实验课内容，充分体现酶工程现有技术手段，如卷心菜中过氧化物酶热稳定性测定的实验涵盖了细胞的破碎、酶的分离提取、酶活力测定的原理、酶残余活力测定、热稳定性测定等多个知识点及相关实验技术，进一步巩固基本理论知识，训练学生基本操作技能。通过开设综合性、设计性实验，让学生熟悉酶学研究的基本思路、方法和手段，锻炼学生开展酶学研究的能力。

（三）增设开放实验室项目与创新创业课题

传统观念中，只有研究生阶段才能进入实验室，参加科研活动。在黑龙江大学面向全体探索以创新意识培养为主旨的创业教育模式的背景下[4]，积极申报开放实验室项目酶学研究课题，鼓励学生申报酶技术相关的创新创业项目，吸纳学有余力或有志于科研的学生进入到实验室，将酶工程专业实践教学与创新创业教育相对接，缩短学生学习理论知识与实践的距离，形成了良好的专业知识指导实践，实践促进专业知识学习的良性循环，学生逐步完成“我应该学”到“我要学”的这一转变过程。同时锻炼了学生独立设计实验方案、实施等从事科研的基本能力，激发其科研热情及学习潜力，培养其创新意识，锻造其坚忍不拔的科研精神。

三、注重多媒体辅助教学手段的应用

生物技术飞速发展，面对日新月异的新技术、新成果，如何提高有限的教学时间效率，增大课堂容量，是酶工程课程的重大挑战之一。

（一）采用多媒体辅助教学

酶工程内容具有抽象性、复杂性。在教学中，借助文字、图像、动画和声音相结合的方法来传递信息，是解决授课抽象难懂的一种快捷、有效的教学手段。在课件制作中，精心策划和组织文本，做到层次分明，重点突出，文字精练。合理使用图片、动画等资料，适时、适度，使教学内容直观、形象，学生能够愉快地接受知识，增强对知识的理解和记忆。在课堂上，也邀请学生作5-10min的幻灯片汇报，内容可以是其开放实验室的研究成果、综合设计试验结果，也可以是国外酶学研究论文。引导学生积极参与学习，而非被动接受知识。

（二）充分利用校园网资源，发展网络教学

在网络教学资源库中，上传教师的教案、教学周历、课件、教师授课的录像等教学文件，使学生在课下仍然可以自学酶工程课程；同时链接相关网站，方便学生直接查阅酶工程的最新研究状况。

四、考核方式以理论为本，突出实践及动态学习能力

为了改变以往学生突击学习应付考试的状况，课程加大考试改革力度，取消“一张卷定终身”的做法。酶工程课程成绩由四部分组成：期末笔试55分，实践教学20分，读书工程15分（开课时布置要读的科目、文献等），课堂专题讨论10分。笔试试卷题型多样，引入综合题、设计题，引导学生全面掌握酶学基本理论和概念，不猜题，不死记硬背。读书工程、课堂专题讨论培养学生查阅科研论文，总结归纳，得出结论的能力。实践教学体现了学生对酶学手段的掌握程度。四部分体现了学生基本理论知识掌握程度，酶技术及研究手段的掌握，酶学研究与应用领域的动态学习及动向捕捉能力，衡量了学生在从课本到理论前沿，从理论到实践的学习过程中的表现。引导学生以课本为本，理论联系实践，关注酶学前沿和知识更新。

五、加强双语课程建设

在全球经济一体化，酶工程学科发展迅速的背景下，学生走向工作岗位时，要面临适应日新月异技术发展的考验。学生应该熟悉酶工程专业英语，能够熟练阅读仪器的英文操作界面及说明书；具备获取国际最新酶工程技术信息内容的英文材料是学生重要的基本素质。培养受教育者形成“双语、双文、双能”的素养[5]。

为实现上述培养目标，采取以下主要措施。

第一，在中文教材的基础上，选择英文教材如《Fundamentals of Enzymology》等为参考，同时查阅国内外酶工程最新研究成果，经过整理，不断为学生提供与中文教材章节相匹配的英文参考资料，作为学生双语课程学习的阅读资料，在教学过程中逐渐完善酶工程英文教学内容。

第二，在课件等辅助手段的建设上，专业术语要清晰、明了。酶工程双语课程教学课件以英文为主，针对学生的英文接受能力，课堂讲授时可以使用中文将主要知识点、概念表述清晰，以便学生能够准确把握知识点，同时介绍英文术语和英文定义，要求学生掌握英文术语，了解英文定义。

第三，搜集整理国内外权威期刊、书籍上的文章，从教师搜集整理，逐步过渡到学生能够自行查阅资料，下载所需内容。从教师提纲挈领总结文献研究内容及研究意义，逐步过渡到大多数学生能够对所获得资料进行点评。整理积累能够体现酶工程技术发展趋势或先进实验室或机构的研究内容，逐步消化吸收，成为后续课堂教学内容。

第四，在教学方式上，结合学生实际情况，不断调整中英文教学比例。学期初，选择难度适中的英文参考文献和教材，同时与学生在本课程双语教学方面进行沟通，明确教学目标，动员学生学习新知识，调动他们攻克难关的积极性。帮助学生逐渐适应英文教学环境，在教学过程中逐渐增加英语教学内容，调整双语教学速度，增加课件中的英文比例。

通过对酶工程课程教学内容的梳理，改革后的酶工程课程体系融入新的酶学分支，以适应现代生物技术发展；通过教学方法、考核方式上的改革，使学生掌握现代酶学技术研究手段，扩展了学生国际化视野，培养学生学习国内外酶学前沿知识的能力及创新能力，体现教学和科研相结合的人才培养模式。本课程的改革与实践获得了学生普遍好评，在历届评教过程中均名列前茅。在考核、评价体系中引导学生不但学习酶工程知识和技能，同时培养学生相互学习、自我完善及追求卓越的思想、情感、意志和品质[6]。

参考文献：

[1]袁贵仁.把提高质量作为高等教育改革发展的核心任务[J].中国高等教育，2010，（11）.

[2]钱国英，王刚，徐立清.本科应用型人才的特点及其培养体系的构建[J].中国大学教学，2005，（9）.

[3]刘智运.创新人才的培养目标、培养模式和实施要点[J].中国大学教学，2011，（1）.

[4]张政文，田刚健.面向全体 探索以创新意识培养为主旨的创业教育模式[J].中国高等教育，2010，（12）.

[5]吴平.五年来的双语教学研究综述[J].中国大学教学，2007，（2）.

[6]陈吉宁.大学不在“大”而在“学”[J].清华大学教育研究，2012，（3）.

收稿日期：2013-09-17

现代生物工程技术范文第3篇

关键词：生物化工；酶工程技术；应用研究

我们都知道，人的细胞每天都在进行着新陈代谢，新陈代谢是一个人生命的基础体征之一，同样，有机化学反应是新陈代谢的主要构成要素，动物的消化系统之所以能够进行合成与分离就是有机化学反应得到的新陈低谢的结果。然而有机化学物质的主要成分，便是现代生物化学中的“酶”。

1 酶在工程技术反应中的特点与功能

生物化学中的酶，主要通过有机物体的活细胞孕育而成的，并存在一种生物加速剂，即蛋白质。蛋白质的存在促使酶的反应。蛋白质除了起到酶的加速剂的作用外，还具备以下特征：

（1）加速效率比其他加速剂高出10倍左右；

（2）专业性强，仅对一种酶起到加速剂的作用，选择层面较窄；

（3）具有不稳固的特征，酶的化学性质本身就具有一定的失活性。

以试验酶为例，化学可将酶分为单一蛋白酶和联结蛋白酶两个种类，含有蛋白质的一类中叫做酶蛋白，不含有蛋白质的一类叫做辅助因子。只有在两者相合成时，酶才具有被催生的活力。然而，有一部分酶在进行细胞的合成或分泌时，并非具有酶活力的特性，我们把这种叫做酶原。酶原只有经过在经过一定的刺激状态后，才能够有其意义所在。现代探讨研究的工程中，酶已得到广泛的应用，尤其是生物化学，在遗传、农业、工业等方面都具有很大的发展潜力。

2 酶在工程技术中的基本原理

（1）生物酶的功能主要是探究酶和物体交互作用和转变的历程。在经过化学的作用后，由于作用物的分子与所包含的能量值不在同一水平线上，所以在经历化学作用时，只有达到或者超出水平线的分子才有资格参与进化学的作用过程。通俗来讲的话，即作用物的分子只能在充满活力的状态下才能参与其转化过程。

（2）阻碍酶加速反应速率的原因主要有以下几点：底物浓度、酶浓度、pH值、温度、抑制剂、激活剂。依据酶的反应途径与抑制剂的功能否可逆可分为：可逆型抑制作用与不可逆型作用。

（3）酶的生机测试，在实验过程中大都不可直接性的测试出最终含量。只有在相对的前提条件下，且酶的生机与含有浓度成正比例，才能测试出最终含量。

3 酶在工程技术中的开发研究

生物化学中的酶工艺技术包含了酶的源产开发、酶的生产制造、酶的分散提取与固化工艺、以及酶的使用。现如今，全球范围内的酶应用技术都得到了广泛的发展，处于优良的发展态势。通过基因项目中的工艺技术，不仅将酶的活性提升至了几倍，并且微生物中也具有了经过克隆技术形成的生物酶基因。基因项目的工艺技术，将淀粉中的酶基因、蛋白中的酶基因、纤维中的酶基因等多种酶基因合成，再进行加工改良，从而提升酶的活性。并在基因项目的工艺技术逐渐有了起色的情况下，有关蛋白质的工艺技术也逐步有所进展，研究者得出，可利用蛋白质改变原有的氨基酸结构，从而更改酶的性质，以研发出新的产品。这项研究结果，使生物化工技术得到了重大发展，酶在此受到广阔利用。

4 酶在工程技术及人体上的应用

（1）近年来，随着生物化学技术的不断提高，酶在工业生产中也得到极大的发展。国内的淀粉酶、蛋白酶、纤维酶等不断涌入市场以及人们的日常生活中。新式生物化学酶的好处就在于，能够迅速刺激动物的生长激素，使饲料的利用率得到有效提升，增强抗病率，提升平均成活率等，具有相当大的益处。

（2）在生物孕育继承的阶段中，酶可以成为生物孕育成长的标志，用来界定血缘关系等。尤其是在酶生物技术的进程中，酶在成为生物孕育成长的标志，并且具有简单、灵活等多方面的优势后，越来越引起生物各界人员的重视。

（3）在医药科学中得到广泛应用。

就其遗传性的病症来说明，因患者在先天形成过程中缺乏酶含量，所以影响了身体的新陈代谢。如先天白化病患者则是因体内缺乏酶含量，患者体内没有黑色素的成长，致使患者出现白化病的病症。

（4）生物酶的酶制剂在防御疾病中，主要有以下几种使用状况：

1）用于医治消化不畅类型的药品，如胃蛋白酶、多酶片等。

2）用于医治外科创伤，治愈脓包的清洁，以及应用于胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶的酶制剂等。

（5）酶对人体的作用。

主要有以下几个作用：催化体内养分的作用、分解脂肪的作用、消炎抗菌的作用、抗癌抗瘤的作用、活化细胞的作用、净化血液的作用等。诸多试验结果证明，酶能够补充人体的免疫物质，提高营养物质的吸收和利用。

5 结语

总体而言，随着科学技术的不断升高，生物化学中的酶工程技术面临着一个全新的发展时代。生物化学中，酶的工艺技术更具有专业性质，且附属值愈来愈高。并在基因项目的工艺技术逐渐有了起色的情况下，利用蛋白质改变原有的氨基酸结构，从而更改酶的性质，以研发出新的产品。此外，随着基因项目中的工艺技术的迅速发展，微生物也对现代化的产品做出了许多贡献，应用于各种生物化工技术的研究。从而加速了现代化生物化工产业的进程，总体行业呈现出一个优良的发展态势。

参考文献：

[1]张久民.酶工程技术在乳品工业中的应用[J].养殖技术顾问，2009（03）.

[2]杨淑芳.酶工程在农产品加工上的应用[J].农业工程技术（农产品加工业），2008（04）.

[3]何进武，黄惠华.酶工程在酿酒工业中的应用[J].酿酒. 2007（03）.

现代生物工程技术范文第4篇

关键词：生物技术；发展；生物教育；创新

中图分类号：G633.91文献标识码： A 文章编号：

前言

随着我国教育体制的改革与完善，在生物教学中注重对学生动手能力、实践能力的培养, 注重对学生复合能力、适应能力和创新能力的培养, 是生物教学追求的总目标。然而, 目前生物学教学仍然处于“强调学习结果, 忽视探索问题; 以阅读科学代替了做科学; 一味要求学生独立思考, 不鼓励学生研究问题和讨论结果”等教学状况。生物技术是以生物体系和生物工程原理来生产生物产品, 提供社会服务的综合性生物科学技术, 是由多学科交叉形成的理论与实践并重, 以细胞工程、酶工程、发酵工程和基因工程等技术体系为主的新兴学科。它的发展已经对人类生活产生了重大的影响, 其理论和技术并重的学科体系, 给生物学教育创新以及课程结构、教学内容和教学方法等方面提供了良好的素材, 并奠定了坚实的基础。

1、生物技术的概念、分类与发展

1.1 生物技术的概念与分类

什么是生物技术? 从字面上来说可解释为在分子、细胞水平上定向操纵或改造生物体的技术。但这个概念的外延很容易被人为地扩大, 即认为“生物技术”可方便地用于对所有利用生物体本身、代谢产物及功能等技术的泛指, 只不过是操作的物质层次不同。

对于生物技术的分类, 在学术界存在着两种观点: ①按照生物学科发展的大致历程, 把生物技术也分为传统生物技术、近代生物技术和现代生物技术; ② 从产业发展的角度, 把 20 世纪 70 年代以前包括有机溶剂、维生素、工业用酶制剂和抗生素等在内的老工业, 称为“传统生物技术”; 而把 DNA 重组和单克隆抗体两大技术建立以后的工业, 称为“现代生物技术”。显然, 生物技术的发展与科学和技术的发展是同步的, 与生物学科的发展更是密不可分。现代生物技术是在传统生物技术基础上发展起来的, 包括基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程和蛋白质工程等, 它们是互相联系、互相渗透的, 其中以基因工程技术为核心。

1.2 生物技术的发展

1.2.1 传统生物技术阶段。传统生物技术是指 19 世纪末到20 世纪 30 年代前, 以发酵产品为主干的工业微生物技术体系。这一时期的生物技术主要是通过微生物的初级发酵来生产食品, 其应用仅仅局限在化学工程和微生物工程的领域, 通过对粗材料进行加工、发酵和转化来生产纯化人们需要的产品, 如乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等。

1.2.2 近代生物技术阶段。近代生物技术是以 20 世纪 40年代抗菌素的提取, 50 年代氨基酸的发酵到 60 年代酶制剂工程为线索, 仍以微生物发酵技术为技术特征的。这一时期抗生素工业、氨基酸发酵和酶制剂工程相继得到发展, 细胞工程相关技术日臻完善, 但从技术特征上看还不具备高新技术诸要素, 因此只能被视为近代生物技术。

1.2.3 现代生物技术阶段。现代生物技术以 20 世纪 70 年代 DNA 重组技术的建立为标志, 以世界上第一家生物技术( Genetech, 遗传技术) 公司的诞生( 1976) 年为纪元。此后, 越来越多的科学家投身于分子生物学研究领域, 并取得了许多重大的进展。至此, 以基因工程为核心的技术上的革命带动了现酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展, 形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。

2、生物技术发展与生物教育创新

随着基因操作技术不断完善、基因工程药物和疫苗研究与开发突飞猛进、转基因植物和动物取得重大突破, 阐明生物体基因组及基因编码蛋白质的结构与功能成为当今生命科学发展的一个主流方向, 生物技术将在人类生活中扮演更为重要的角色。为了鼓励和推动生物技术的发展, 许多国家制订和采取了一系列政策及措施。如为了保持生物技术的领先地位, 刺激生物技术产业快速发展, 美国食品和药物管理局在 1995 年底决定放宽对生物技术公司的限制,对用生物技术方法生产出来的药品与传统药品一视同仁;日本提出了“生物技术立国”的战略思想, 政府从一开始就介入了生物技术的组织与协调, 建立了“产、学、研”三位一体的联合研究与开发体制; 英国政府发表了“生物技术制胜2005 年的预案和展望”报告; 新加坡设立了“生命科学部长委员会”, 制定了 5 年跻身生物技术顶尖行列的计划。这些重大举措显现了外国政府欲抢占生物产业制高点的魄力和决心。我国也将生物技术摆在了重要的位置, 在国家“863”和“973”计划、“攀登计划”、国家自然科学基金和国家政策计划中也已将生物技术方面的项目列为重大项目, 以此推动生物技术的蓬勃发展。

生物教育创新是一个系统工程, 包括课程标准、课程目标、课程结构、课程教学和评价创新等内容。对基层生物学教育工作者而言, 生物教育的创新, 重要的就是要把生物教学从“以破坏学生形成一些重要的思维能力为代价的死记硬背”的教学状况中解脱出来, 重视“科学探索过程”的教学, 它反映了科学家获得知识的思维方式和使用方法, 是学生享用终身的财富。2001 年新颁布的《生物课程标准》“,以学科体系、学生需要、社会发展”为结合点选择课程内容, 以“人与生物圈”为框架构建课程体系, 以“提高学生的科学素养”为宗旨定位学科价值, 以“科学探究”为策略改变学生的学习方式, 以“科学、技术、社会”为切入点体现课程回归生活, 以“渗透人文理念”培养学生的情感态度和价值观, 以“开发与利用课程资源”为手段实现课程目标。在全国范围内全面实施新大纲、新教材, 在原有基础上充实了许多现代生物科学知识。如新大纲在必修课部分新增了生物科学新进展, 细胞分化与衰老、细胞癌变、人类的遗传病与优生、环境与人体健康、绿色食品等内容; 选修课部分介绍了营养与健康、人体两大免疫机制、生物固氮、发酵工程、细胞工程、酶工程、基因的结构和基因表达调控等内容。当然, 这些具体内容和表述方式上的改进, 给广大教师教学过程的创新奠定了一定的基础, 也在教学实践中取得了一些成效, 推进了生物学教育改革的进程。

3、生物技术的发展推进生物教育改革

生物技术是当今迅速发展的高新技术, 是 21 世纪最具有发展潜力的新兴产业, 它涵盖了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生物化学工程。其中基因工程发展迅猛,已经成为生物科学领域最有生命力、最引人注目的前沿科学, 生物技术已被广泛应用于食品、医药、农业、化工、环保等工业部门, 且随着对生物分子认识水平和改造生物遗传物质手段的提高, 生物技术必将为有效解决长期困扰人类的粮食短缺、疑难病症、能源危机、环境污染等问题带来美好的前景。

生物技术又将成为21 世纪科学技术的主流。这不仅因为它所研究与开发的对象是可以再生的生物资源, 而且还因为它对当今人类面临的人口和食物、能源和资源以及环境和健康等迫切需要解决的问题发挥重要的作用。现代生物学发展的新技术、新成就, 特别是与人类生活息息相关的技术落实到学生的课程和教材中去, 使其成为培养学生的基本素材。20 世纪末, 国外一些专家认为: 随着科学和技术的飞速发展, 公众的科学素养比以前任何时候都显得重要。因而, 加强生物技术教育, 培养公民的科学素养是生物教育发展的必然趋势。

结语

总之, 人类伴随着生物技术发展, 亲身感受着生物技术给我们带来的生活质量的提高, 关注生物学领域学科发展的动向, 并能及时恰当地体现在生物教育中, 特别是体现在课程建设、教学内容改革、学生技能培养等诸方面, 并逐渐改变“重结论、轻过程”的教学局面, 是生物技术发展和生物教育创新永恒的主题。

参考文献：

现代生物工程技术范文第5篇

关键词:生物技术;基因工程;细胞工程

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着 科学 的进步,促进着 经济 的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品 工业 中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三) 改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品ph值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、nisin诱导系统、ph 诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pn42和pjbl2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组dna 片断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80 年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间) 细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是 现代 生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d 的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加 工业 的 发展 。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考 文献

[1]赵志华,岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[j].生物技术通报.2006,04:78-80.

现代生物工程技术范文第6篇

关键词:生物技术;基因工程;细胞工程

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三)改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DN断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考文献

[1]赵志华,岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[J].生物技术通报.2006,04:78-80.

[2]王春荣,王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004,07:31.

[3]徐成勇,郭本恒等.酸奶发酵剂和乳酸菌生物技术育种[J].中国生物工程杂志.2004,(7):27.

现代生物工程技术范文第7篇

1.1基因工程

基因工程,即DNA重组技术,是指对不同生物的遗传基因,根据人类的需求或意愿进行基因的切割后,通过转入受体的方式,使其产生人类期望产物。基因工程在技术上使得人类一定程度上可以客服物种的界限,定向培养出自然界已知不存在的生命形态,以此来满足人类社会的不同需求。其在农业生产中已得到广泛的应用,如根据人类对作物的需要将特定基因转入受体植物基因组中,起到改良品质、增加产量及抗病虫害、抗除草剂的目的,其中应用最广的抗冲虫剂苏云金芽孢杆菌(Bt)伴孢晶体基因已被转入棉花、玉米、烟草等多种植物基因组中,并获得不错的效果。基因工程在畜牧业上也有应用,如将鼠类有关促进角蛋白形成的基因转入绵羊基因组,经改良的绵羊比普通绵羊产毛量提高6%左右[1]。

1.2细胞工程

细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学方法,借助工程的实验方法和技术,在细胞水平上改造生物遗传特性和生物学特性,以此获取特定的细胞产品或新生物体。如植物体细胞杂交可以将两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞,并且把杂种细胞培育成新的植物体,袁隆平通过体细胞杂交技术获得具有远缘杂种优势的超级杂交水稻,亩产可达1600公斤。

1.3酶工程

酶工程是指在生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能将相应的原料转化的一门技术,包括微生物细胞发酵产酶、动植物细胞培养产酶、酶的提纯与分离纯化、酶和细胞原生质体固定化、酶的修饰和改造及酶反引器等研究方向,其应用范围也涵盖了食品、轻工、化工、能源、医学等多个学科和领域。1.4发酵工程发酵工程是指将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机的结合起来,利用微生物的生长和代谢来制造各种产物的工程技术。最早的发酵工程是在20世纪40年代随抗生素工业的兴起而得到迅速发展的,特别是二战期间的美国利用发酵工程技术大规模的生产青霉素,使得这一技术得到了长足的进步和发展[2]。

2现代生物技术在食品加工中的应用

随着现代生物技术的发展,越来越多的新技术、新方法被应用到食品加工行业中来,特别是基因工程,作为现代生物技术的产物,短短的十几年内其在食品加工制造领域的应用得到了长足的发展和进步,产生了显著的社会、经济效益。通过特定基因的转入使得农作物能够抵抗病虫害、旱涝灾害,大大降低了生产成本,提高了粮食产量,一定程度上为人类解决因人口增加而产生的食物短缺问题提供了有力手段。同时、利用基因工程手段可以大幅度的提高酶的催化活力,将影响产酶和酶催化活力的基因转入受体中,可获得基因菌,以此来产生具有较强催化能力能催化特性的酶类满足食品加工的要求。应用微生物发酵技术生产发酵产品,充分利用了生物技术的手段借助微生物的特殊功能生产有用的物质,或者将微生物直接应用于食品加工的技术体系中,手段包括菌种选育、菌种生产、代谢产物发酵、特种微生物利用技术等。发酵工程在食品加工领域所取得成果包括从新食品研发配料、食品加工催化剂、饮料稳定剂、D-氨基酸及其衍生物制造及废弃物利用和食品品质检测等。其应用主要在以下几个方面(1)用现酵工程改良传统发酵食品、如双酶法糖化工艺取代酸法水解生产味精,或采用固定化酵母连续发酵技术进行啤酒的生产可明显的缩短发酵周期提高啤酒产量。(2)优化近酵产品。如运用固定化醋酸菌酿制食醋,既可以缩短发酵周期,又可将酯化能力提高9～12倍。(3)缩短发酵产品的开发周期。如单细胞蛋白(SCP)的制备等[3]。目前世界范围内,现代生物技术应用于食品加工中并创造总产值已达到2000亿美元,涵盖了维生素、氨基酸、酵母制剂、微生物多糖、环状糊精、脂肪酸等产品的开发与检测。

3困境与展望

现代生物工程技术范文第8篇

【关键字】生物处理，废水，生物技术

1.引言

1.1环境保护已成为当前国际关系、经贸合作中的一个极为重要的问题，也日益严重地影响着我国国民经济的可持续发展。在我国过去几十年的经济发展中，由于忽视了发展中的环境保护，目前环境状况十分严峻。

1.2 当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，环境保护的压力将进一步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。如何在经济高速发展的同时控制环境污染，改善环境质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我国目前亟待解决的重要问题。

1.3现代生物技术不但在净化环境，减少污染和改造传统产业等方面发挥出重要的作用，还可以为保护人类生存环境和社会可持续发展作出积极的贡献。在环境治理中，生物技术因其投资少，处理效率高，运行成本低等优点而得到广泛的应用。

2. 现代生物技术的概况

2.1现代生物技术是应用现代生物科学以及某些工程原理，如酶工程，基因工程，微生物工程等，利用生命体（从微生物到高级动物）及其组成（含器官，组织，细胞，细胞器，基因）来发展新产品或新工艺的一种技术体系。一般认为，生物技术包括基因工程，细胞工程，酶工程和发酵工程四个方面。

2.2生物技术直接关系到与人民生活，卫生，健康密切相关的医药卫生，食品工业，化学工业，农业的发展。可以在粮食危机，能源危机，环境污染中发挥巨大的作用，并且还可以从基因的角度治愈人类的遗传病。因此，现代生物技术已经被世界各国列为重点项目。

2.3环境生物技术是一门由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科。直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统，称之为环境生物技术。

3.现代生物技术的特点

生物是构成生态系统的要素，生态系统内物质循环主要是依靠生物过程来完成的。科技的发展也充分证明生物技术是环境保护的理想武器，这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显着优越性充分体现在它是一个纯生态过程。生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显着优点，受到了高度重视。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入，人们已越来越意识到，现代生物技术的发展，为从根本上解决环境问题提供了希望。

由于大部分有机污染物适于作为生物过程反应物（底物），其中一些有机污染物经生物过程处理后可转化成沼气、酒精、生物蛋白等有用物质，生物处理方法也常是有机废物资源化的首选技术。用生物过程代替化学过程可以降低生产活动的污染水平，有利于实现工艺过程生态化或无废生产，真正实现清洁生产的目标。生物处理技术除易于大规模处理外，还可利用天然水体或土壤作为污染物处理场所。另外，生物技术的产品或副产品基本上都是可以较快生物降解的，并且都可以作为一种营养源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化学药物、化石能源、人工合成物等，有助于把人类活动产生的环境污染降至最低程度。环境生物技术不仅单纯适用于环境污染治理，如今已相当广泛地应用于环境监测，尤其是以生物传感器为核心的环境生物监测技术，可在线在位迅速地提供环境质量参数，成为环境质量预报和报警中的重要组成部分。

4.生物技术在环境污染治理中的应用

4.1以环境污染的生物治理为主，开展环境微生物学的基础，应用基础和应用研究，为重金属废水，石油废水，印染废水，油脂废水，农药废水，生活污水等提供效果好的，成本低的生物治理技术和设备，以促进我国的环境工程建设。

4.2微生物技术在污染控制工程中的应用主要有活性污泥法，生物膜法，厌氧生物处理法，生物脱氮法，生物除磷法，微污染饮用源水的生物处理，水产养殖水体的生物处理，城市生活垃圾的微生物处理，污泥的微生物处理，禽畜粪便处理与资源化工程，生物修复，微生物脱臭，废弃物的微生物资源化，固定化微生物技术及其在污染控制中的应用，绿色环保产品的开发和应用。

4.3环境污染的生物降解主要包括好氧生物处理，厌氧生物处理；贫营养环境污染生物降解；石油污染的生物降解，如甲基苯和二甲基苯的降解；芳香族化合物的生物降解；卤代有机化合物的生物降解；有机农药在环境中的生物降解；危险性有机污染物的生物降解以及污染环境的生物修复，如地下水污染生物修复等等。

4.4然而，由于技术有限，目前我们可以使用的技术主要有：

4.4.1城市有机垃圾处理技术

将城市垃圾通过分选后综合治理，将可腐有机垃圾生产成优质有机粉肥或有机无机复混粒肥；将可燃有机垃圾采用气化焚烧或生产成版材；无机垃圾用于填埋，处理过程中产生的废气，粉尘集中处理，废水净化后再排放，防止污染环境。

4.4.2生物曝气滤池处理生活污水及资源化利用技术？

集生物处理和过滤两种功能于一体，出水水质优良，是一种高效的新型生物反应器，极适用于生活污水和工业有机废水的处理及资源化利用。

4.4.3含油污泥高新生物处理技术

对于我国大中型油田，炼油场，石化企业等行业中含油污泥，炼油浮渣等进行生物治理，通过生物处理达到回收石油资源和污泥达标排放。

5.结语

随着处理技术的不断发展，生物方法所能处理或修复的对象也在时刻不停地改变。为了使生物技术能满足新的发展需要。我们必须真正进行探索，并且可能以过去未曾想象到的方式来使用生物或是它们的衍生物。

参考文献：

[1]中国环境科学学会《中国环境保护优秀论文集》[C].中国环境科学出版社，2005

[2]夏北成.《环境污染生物降解》.化学工业出版社，2003

现代生物工程技术范文第9篇

关键词：工科大学；物理应用；教学实践；研究探讨

一、客观认识工科大学物理课程的存在价值

大学物理课教学要使学生尽可能掌握科学的思维方法和研究方法，激发探索和创新精神，提高物理实用人才的综合素质。我国工科大学物理的学时一直少于理科。目前实施的教学内容，主要是传统物理课内容在给定学时范围内一再精选后形成的。在物理教学过程中，强化现代物理和现代工程技术有关知识的渗透，工科物理教学改革必须面向科技服务生产力的永恒主题。科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合，物理学和其他学科相互渗透，产生了一系列交叉学科和边缘学科，如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等.物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移，促成各学科的发展并成为其组成部分。新世纪以来，新技术特别是高新技术发展的速度是比较惊人的，高技术包含的科学知识高度密集，综合性极高，如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等，都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关，其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展。现代军事科学技术离不开物理学和物理学的新成就，如红外夜视、激光制导、激光雷达、三相弹等都与物理学原理和物理学实验技术密切相关。这一切都表明，在科学技术发展的进程中，工科物理学应该处于主导地位，它的作用将会在众多领域的科技创新中实现。

二、对工科大学物理课教学实践的反思

工科大学物理课程的教学改革应该坚持以下原则：不应改变物理课作为基础课的地位和作用，应着力研究现代高级工程技术人才应具备什么样的物理基础;要重点研究如何处理好经典物理和近代物理及有关近代内容的关系;应在培养学生科学思维方法和分析问题、解决问题能力上加大力度，与研究教学内容改革的同时，还必须系统地研究教学方法、考试方法等教学环节的改革。工科大学物理课内容改革的重点在于加强物理学基础（包括经典物理基础和近代物理基础），同时适当地介绍反映现代物理和现代工程技术的新知识，扩大学生的知识面，在整个教学过程中提高学生分析及解决问题的能力和独立获取知识的能力。由于工科物理课程教学时数少，只靠课程内容和体系本身改革回旋余地小，改革要将课内课外、理论教学与实验教学、课与课间关系诸方面综合考虑。课程教学内容改革，应以物理课程教学基本要求为依据。在保证经典的前提下，进一步精选经典物理内容，突出教学内容及能力培养，避免过分强调系统性和严密性等，在整个经典物理教学过程中应贯彻加强近代思想;在近代物理基础的基本要求部分，加强量子力学和统计物理基础知识，以利于学生在校和离校后进一步学习新理论、新知识和新技术;加强现代工程技术物理基础专题，这部分内容应侧重物理原理，而不要停留在科普水平上。选修课应着重物理概念、物理思想和方法，不追求数学严密性，不过分强调系统性和完整性。

三、在教学实践中要突出科技是生产力的要素

具有科技价值的工具就是先进的生产力。我们在工科物理实验中需要增加近代物理测量分析方法的内容。目前，已经开出有激光测距仪（+电子经纬仪）、扫描隧道显微镜、红外测温仪、紫外-可见分光光谱仪、傅里叶红外吸收光谱仪等实验。通过这些实验不仅让学生学习了解了这些仪器的基本原理、基本结构、基本使用，感受了当代仪器的操作使用，而且让工科学生了解到近代物理知识与当代工程技术之间的紧密关系，同时让工科学生从这些仪器的原理结构设计中学习、领会丰富的物理思想和灵活多变的物理方法，使学生逐步认识到："高、精、尖"技术多是源于物理学，物理学是工程创新的核心。为了提高物理教学质量，体现物理在现代科学技术中的地位和作用，本着压缩经典内容，拓展现代内容的思路，在把基础理论中的精华和长期在新领域中起支柱作用的内容以及物理学前沿介绍给学生的同时，增加物理原理在高新技术中应用的信息量。热学部分突出统计和熵，熵--不仅限于热力学范畴，将源于热学的熵变为广义熵，介绍生命科学、环境科学、社会科学、信息科学中的熵。振动部分增加了振动的分解--傅里叶变换、频谱分析和混沌等内容。波动部分增加了声、光多普勒和孤波及孤波在通信上的应用。光学部分增加了光计算机，光纤通信，掺铒光纤光放大，光纤光栅及光的吸收、散射、色散，光谱分析，非线性光学等。量子物理部分增加了基本粒子简介和核物理部分，从核的结合能说明强相互作用是短程作用等。这样做，提高了学生对物理课的兴趣，开阔了他们的视野，激发了学生的学习积极性。使学生逐步认识到：物理学是自然科学的核心，是新技术的源泉。

四、工科物理实验要体现现代科学技术的实用价值

工科物理实验多年来处于封闭状态，其教学思想、教学内容、教学方法、实验设备，多数还停留在几十年前的水平，与当代工程科学技术严重脱离。物理实验中所涉及的物理定理、定律早已确认，不需验证，学生毕业后也不会再去重复这些实验。因此，应该视每一具体的实验仅仅是一个载体。通过这一载体不仅要使学生熟悉基本实验仪器、基本实验方法，熟悉数据采集、处理、分析和表达的方法，同时要培养学生的观察能力、思维能力、分析能力和综合能力。从这个层次来看，我们才有可能较好地处理与实验相关的问题。力、热、声、光、电和近代物理实验的比率并不重要，考虑一个实验取舍的依据应是通过这个实验学生可以受到哪些方面的训练，学习到多少种方法，这才是重要的。工科物理实验要突出物理思想、物理方法在工程技术中的应用。工科物理实验内容必须与现代科学技术相结合，只有这样才能激发学生的学习积极性和热情。工科物理实验在实验内容选择上应该在兼顾基础的同时注意时代性和先进性。只有这样才能缩小学校与企业、教学与科研的距离，使学生独立科研的能力得到锻炼和提高。

现代生物工程技术范文第10篇

20世纪后半叶，物理学在此前建立起来的狭义相对论、量子力学、量子电动力学、统计物理和许多重要物理实验基础上，以前所未有的速度发展着.许多物理学的分支学科，如原子、分子物理、原子核物理、固体物理、等离子体物理以及粒子物理等，都得到极大发展.与此同时，科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合.物理学和其他学科相互渗透，产生了一系列交叉学科和边缘学科，如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等.物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移，促成各学科的发展并成为其组成部分.

20世纪后半叶，新技术特别是高新技术发展之快也是前所未有的.高技术包含的科学知识高度密集，综合性极高，如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等，都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关，其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展.

现代军事科学技术的知识密集性、综合性极高，处于科学技术的前沿，近几年来的局部战争向人们展示，现代战争在相当大程度上是高新技术的较量.现代军事科学技术离不开物理学和物理学的新成就，如红外夜视、激光制导、激光雷达、三相弹等都与物理学原理和物理学实验技术密切相关.

这一切都表明，在科学技术发展的进程中，物理学不但在历史上曾经是处于主导地位的，在20世纪是处于主导地位的，而且毫无疑问，21世纪物理学在科学技术发展中也必将处于主导地位，它的作用将会更加突出.

大学物理课是一门重要基础课，它的作用一方面是为学生较系统地打好必要的物理基础，另一方面是使学生初步学习科学的思维方法和研究方法，这些都起着增强适应能力、开阔刘义洪盈赘大争物双教争敬沮思路、激发探索和创新精神、提高人才素质的重要作用.学好大学物理，不仅对学生在校学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识，都将发生深远的影响.物理课的这一作用，特别为许多专家、教授、高级工程技术专家所强调.

我国工科大学物理的学时一直少于理科.因此，目前实施的教学内容，主要是传统物理课内容在给定学时范围内一再精选后形成的.总的来讲，工科大学生的物理基础较薄弱，物理知识面也较窄，特别是近代物理和现代工程技术有关的物理基础和现代工程技术方面的新知识更显薄弱.如我们的课程基本要求中没有物性学、分子、原子核、粒子等内容;没有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡尔效应等内容;量子物理、统计物理等近代物理基础的基本概念、基本理论和知识甚为薄弱.这些内容，工科一般专业在后续课中多不再涉及，而它们恰恰是当今学习新理论、新知识和新技术所要涉及的，有些甚至已成为当今高新技术的组成部分.在这个意义上讲，大学物理课内容“老的多、新的少”.因此，更新内容，加强现代物理和现代工程技术有关知识，特别是有关基础知识，是工科物理教学改革必须面向的首要问题.

二、工科物理课教学改革

工科大学物理课程的教学改革是很复杂的，也是很困难的，不可能一嗽而就.应该坚持以下原则:不应改变物理课作为基础课的地位和作用，应着力研究现代高级工程技术人才应具备什么样的物理基础;要重点研究如何处理好经典物理和近代物理及有关近代内容的关系;应在培养学生科学思维方法和分析问题、解决问题能力上加大力度，与研究教学内容改革的同时，还必须系统地研究教学方法、考试方法等教学环节的改革.

工科大学物理课内容改革的重点在于加强物理学基础(包括经典物理基础和近代物理基础)，同时适当地介绍反映现代物理和现代工程技术的新知识，扩大学生的知识面，在整个教学过程中提高学生分析及解决问题的能力和独立获取知识的能力.由于工科物理课程教学时数少，只靠课程内容和体系本身改革回旋余地小，改革要将课内课外、理论教学与实验教学、课与课间关系诸方面综合考虑. 转贴于

（一)课程教学内容改革，应以物理课程教学基本要求为依据.在保证经典的前提下，进一步精选经典物理内容，突出教学内容及能力培养，避免过分强调系统性和严密性等，在整个经典物理教学过程中应贯彻加强近代思想;在近代物理基础的基本要求部分，加强量子力学和统计物理基础知识，以利于学生在校和离校后进一步学习新理论、新知识和新技术;加强现代工程技术物理基础专题，这部分内容应侧重物理原理，而不要停留在科普水平上，上述三部分内容的讲授学时，分别约占总学时的58%、27%和15%.

(二)开设物理类和技术类专题选修课(或讲座).物理类选修课:如现代物理导论、混沌、原子和分子物理、核物理、天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、嫡和信息、傅里叶光学、非线性光学、非线性力学等、技术类选修课:如现代工程技术专题、激光技术、光散射技术、全息技术、穆斯堡尔谱学、核磁共振技术、薄膜技术、换能器、红外技术、低温和超导等.选修课应着重物理概念、物理思想和方法，不追求数学严密性，不过分强调系统性和完整性.

(三)教学手段改革是教学改革的重要组成部分.粉笔加教鞭不适应改革的需要已经成为人们的共识.近几年来，有许多院校在多媒体辅助教学上做了大量的工作.实践证明，把多媒体技术应用于教学可以改变信息的包装形式，在计算机上把图、文、声、像集成在一起，提高教学内容的表现力和感染力，能调动学生主动运用多种感观积极参与多媒体的活动，使学生由知识的被动接受转为主动发现.同时，这也为教学研究提供了有力工具，为教学的顺畅实施与高效提供了可靠的技术保障.在提高认识的基础上，加大这方面的资金投人，多媒体辅助教学必将成为21世纪教学手段的主体.而多媒体辅助教学软件也应向智能化方向发展.1997年n月6日，中国物理学会正式宣布中国物理教育网建立.这就为网上教学和科研提供了方便，物理教育工作者应充分利用这一有利条件，从网上获取信息服务于教学.名校、名师更应在网上传播自己的教法和经验，使大家受益.

现代生物工程技术范文第11篇

20世纪后半叶，物理学在此前建立起来的狭义相对论、量子力学、量子电动力学、统计物理和许多重要物理实验基础上，以前所未有的速度发展着.许多物理学的分支学科，如原子、分子物理、原子核物理、固体物理、等离子体物理以及粒子物理等，都得到极大发展.与此同时，科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合.物理学和其他学科相互渗透，产生了一系列交叉学科和边缘学科，如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等.物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移，促成各学科的发展并成为其组成部分.

20世纪后半叶，新技术特别是高新技术发展之快也是前所未有的.高技术包含的科学知识高度密集，综合性极高，如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等，都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关，其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展.

现代军事科学技术的知识密集性、综合性极高，处于科学技术的前沿，近几年来的局部战争向人们展示，现代战争在相当大程度上是高新技术的较量.现代军事科学技术离不开物理学和物理学的新成就，如红外夜视、激光制导、激光雷达、三相弹等都与物理学原理和物理学实验技术密切相关.

这一切都表明，在科学技术发展的进程中，物理学不但在历史上曾经是处于主导地位的，在20世纪是处于主导地位的，而且毫无疑问，21世纪物理学在科学技术发展中也必将处于主导地位，它的作用将会更加突出.

大学物理课是一门重要基础课，它的作用一方面是为学生较系统地打好必要的物理基础，另一方面是使学生初步学习科学的思维方法和研究方法，这些都起着增强适应能力、开阔刘义洪盈赘大争物双教争敬沮思路、激发探索和创新精神、提高人才素质的重要作用.学好大学物理，不仅对学生在校学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识，都将发生深远的影响.物理课的这一作用，特别为许多专家、教授、高级工程技术专家所强调.

我国工科大学物理的学时一直少于理科.因此，目前实施的教学内容，主要是传统物理课内容在给定学时范围内一再精选后形成的.总的来讲，工科大学生的物理基础较薄弱，物理知识面也较窄，特别是近代物理和现代工程技术有关的物理基础和现代工程技术方面的新知识更显薄弱.如我们的课程基本要求中没有物性学、分子、原子核、粒子等内容;没有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡尔效应等内容;量子物理、统计物理等近代物理基础的基本概念、基本理论和知识甚为薄弱.这些内容，工科一般专业在后续课中多不再涉及，而它们恰恰是当今学习新理论、新知识和新技术所要涉及的，有些甚至已成为当今高新技术的组成部分.在这个意义上讲，大学物理课内容“老的多、新的少”.因此，更新内容，加强现代物理和现代工程技术有关知识，特别是有关基础知识，是工科物理教学改革必须面向的首要问题.

二、工科物理课教学改革

工科大学物理课程的教学改革是很复杂的，也是很困难的，不可能一嗽而就.应该坚持以下原则:不应改变物理课作为基础课的地位和作用，应着力研究现代高级工程技术人才应具备什么样的物理基础;要重点研究如何处理好经典物理和近代物理及有关近代内容的关系;应在培养学生科学思维方法和分析问题、解决问题能力上加大力度，与研究教学内容改革的同时，还必须系统地研究教学方法、考试方法等教学环节的改革.

工科大学物理课内容改革的重点在于加强物理学基础(包括经典物理基础和近代物理基础)，同时适当地介绍反映现代物理和现代工程技术的新知识，扩大学生的知识面，在整个教学过程中提高学生分析及解决问题的能力和独立获取知识的能力.由于工科物理课程教学时数少，只靠课程内容和体系本身改革回旋余地小，改革要将课内课外、理论教学与实验教学、课与课间关系诸方面综合考虑.

（一)课程教学内容改革，应以物理课程教学基本要求为依据.在保证经典的前提下，进一步精选经典物理内容，突出教学内容及能力培养，避免过分强调系统性和严密性等，在整个经典物理教学过程中应贯彻加强近代思想;在近代物理基础的基本要求部分，加强量子力学和统计物理基础知识，以利于学生在校和离校后进一步学习新理论、新知识和新技术;加强现代工程技术物理基础专题，这部分内容应侧重物理原理，而不要停留在科普水平上，上述三部分内容的讲授学时，分别约占总学时的58%、27%和15%.

(二)开设物理类和技术类专题选修课(或讲座).物理类选修课:如现代物理导论、混沌、原子和分子物理、核物理、天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、嫡和信息、傅里叶光学、非线性光学、非线性力学等、技术类选修课:如现代工程技术专题、激光技术、光散射技术、全息技术、穆斯堡尔谱学、核磁共振技术、薄膜技术、换能器、红外技术、低温和超导等.选修课应着重物理概念、物理思想和方法，不追求数学严密性，不过分强调系统性和完整性.

(三)教学手段改革是教学改革的重要组成部分.粉笔加教鞭不适应改革的需要已经成为人们的共识.近几年来，有许多院校在多媒体辅助教学上做了大量的工作.实践证明，把多媒体技术应用于教学可以改变信息的包装形式，在计算机上把图、文、声、像集成在一起，提高教学内容的表现力和感染力，能调动学生主动运用多种感观积极参与多媒体的活动，使学生由知识的被动接受转为主动发现.同时，这也为教学研究提供了有力工具，为教学的顺畅实施与高效提供了可靠的技术保障.在提高认识的基础上，加大这方面的资金投人，多媒体辅助教学必将成为21世纪教学手段的主体.而多媒体辅助教学软件也应向智能化方向发展.1997年n月6日，中国物理学会正式宣布中国物理教育网建立.这就为网上教学和科研提供了方便，物理教育工作者应充分利用这一有利条件，从网上获取信息服务于教学.名校、名师更应在网上传播自己的教法和经验，使大家受益.

现代生物工程技术范文第12篇

关键词　现代生物技术；环境保护；应用；前景

中图分类号 X17 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）17-0216-02

随着现代工业技术的迅速发展，我国国民经济社会总体发展速度较快，城市化进程的步伐也日益加快。在经济高速发展过程中，环境问题也随之而来。为了全面建设小康社会，保证国民健康，维护社会可持续、健康发展，必须采取有力措施进行环境保护。因此，积极利用现代生物技术、加强环境保护已经成为人民日益关注的课题。为了实现社会健康、持续发展，实现各类资源的永续利用，环保工作者的首要工作任务就是努力保护和提高环境质量。

1 我国生态环境现状

在我国过去几十年的经济快速发展中，由于片面重视经济GDP的高速发展而忽视了经济发展中的环境保护，导致目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施，但环境质量下降的趋势仍在继续。我国是世界上环境污染最为严重的国家之一，由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染，造成水体污染严重，无法利用。全国约300个城市工业生产和居民生活用水较为短缺，成为缺水城市，占全国600个城市中的50%；而农村这一情况更加严重，约有1亿人口和2亿头牲畜饮水困难。在广大农村，由于水体和土壤的严重污染，耕地利用效率大大降低，不仅减少了有效耕地面积，而且直接威胁居民身体健康，引发各类疾病[1]。目前的当务之急就是要尽快应用高新技术，综合治理和保护环境，从而有效控制环境污染，保持生物多样性和生态平衡。

2 现代生物技术在治理环境污染方面的优点

由于基因重组技术的发现和应用，一项以基因工程为核心的现代生物技术迅速崛起，并成为高新产业革命的重要标志之一。现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程等一系列高新技术。环境生物技术是由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科，是应用生物圈的某部分使环境得以控制，或治理预定要进入生物圈的污染物的生物技术。这一技术在解决环境问题过程中显示出了独特的功能和显著的优越性，不仅充分体现出这项技术是一个纯生态的过程，且从根本上体现了可持续发展的战略思想。在环境的保护和污染治理中，环境生物技术与传统方法相比较，具有明显优势。生物转化技术可以真正实现清洁生产的目的，其充分利用生物过程减少生产中产生的污染，很大程度上代替了传统生产中的化学过程，更有利于实现无废生产，促进了生产工艺的生态化。现代生物技术的发展，尤其是酶工程、细胞工程、基因工程等，提高了生产效率，强化了环境生物处理过程，在工农业生产中应用这些技术，可以降低成本，其高专一性等特性为环境生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。

3 现代生物技术在环境保护中的应用

3.1 环境监测与评价

近年来，国内外研究较多的是应用PCR技术生物芯片、生物传感器等生物高新技术进行环境监测。Niedrhauser等利用PCR技术检测了食品中的单核细胞生利斯特氏菌（易导致人类脑膜炎）。传统方法至少需10 d时间，应用PCR技术大大缩短了分析周期，对该菌种的分析只需数小时。刘永军等通过设计多种肠道病原细菌的通用引物，运用实时荧光定量PCR方法，实现了环境水体中肠道病原细菌的定量检测[2]。可以预见，PCR技术在检测水体、土壤等环境中的致病菌、指示菌及基因工程菌方面将发挥越来越重要的作用。

近年来，利用生物传感器监测环境中的污染物，日益为人们所青睐。目前，生物传感器具有使用方便、成本低、省时、易制作等优点，如甲烷生物传感器、氨生物传感器、乙醇生物传感器、亚硝酸盐生物传感器、BOD生物传感器等已达到商业化应用水平，在环境监测中的应用前景广阔[3]。

3.2 工业污水和生活废水的处理与净化

工业污水和生活废水中含有多种有毒物质，例如氰化物、酚类、有机汞、重金属、蛋白质、有机酸、醇、醛、有机磷等，这些污水和废水成分构成复杂，净化难度也较大。生物净化污水的常用方法为固定化酶和固定化细胞技术，也就是酶工程技术。国外已经有许多成功的应用经验，利用固定化酶和固定化细胞实现对工业污水和生活废水中无机金属、有机污染毒物的高效处理。例如德国，以共介结合法制成农药降解酶柱，将酶固定于硅珠及多孔玻璃上，从而实现对多种农药的降解，包括对硫磷等，去除率超过95％。而在我国，固定化细胞技术的应用也有了较大发展，主要用于降解合成洗涤剂中的表面活性剂，对于含100 mg/L废水，酶活性保存率和降解率均超过90%。

（1）废水好氧生物处理。活性污泥法是一种应用最广的废水好氧生物处理技术，它是利用某些微生物在生长繁殖过程中形成表面积较大的菌胶团来大量絮凝吸附废水中污染物，并在氧的作用下将这些物质同化为菌体本身组分。活性污泥有着很大的表面积，能够与混合液进行广泛接触，在较短的时间内，通过吸附作用，除去废水中大量的呈悬浮状态和肢体状态的有机污染物，使废水的BOD值大幅度下降。该方法不仅操作简单、方便，而且能使运行管理人员随时了解曝气池中活性污泥的浓度和泥质情况，从而掌握和控制整个工艺的运行参数，通过确定稳定的污泥沉降比值，从而达到高效污水处理的效果[4]。

（2）废水厌氧生物处理。厌氧生物处理又称厌氧消化，是在厌氧条件下由许多种微生物的共同作用，使有机物分解并形成甲烷和二氧化碳的过程。其过程包括水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。由于厌氧处理能量需求低，污泥产量低，能分解好氧生物所不能分解的微生物，因此这项技术也被广泛应用于当今废水处理方面，并达到了预期的效果。

3.3 污染土壤的生物修复

土壤污染也是较为严重的环境污染问题之一，其最主要表现形式是土壤板结沙化、重金属污染，导致土壤无法利用，威胁农业生产。利用生物修复技术治理土壤重金属污染，主要是通过酶促反应等生物作用，对土壤中的重金属进行固定，由于重金属元素的化学形态发生了改变，其移动性也相应降低，通过有针对性的生物对其吸收、代谢，可以削减土壤中重金属的含量，达到净化土壤和降低毒性的目的。其中应用最广的属低温微生物修复技术，重金属的低温微生物修复是利用低温微生物的生物活性，对重金属亲和吸附或转化为低重金属的污染程度。此外，污染土壤经过生物修复过程后还可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失等[5]。

3.4 白色污染的处理和消除

我国每年产生的塑料垃圾数量十分巨大，对环境的破坏程度也十分严重，城乡废弃塑料袋和农用地膜在土壤中几十年都不分解，是形成环境污染的主要污染物之一，利用现代生物技术广泛分离可以降解塑料的微生物群。对塑料制品中的主要成分聚酯分子结构进行破坏，从而消除污染物质。日本及德国已经开展了相关研究，利用细菌生产塑料，通过基因工程方法，对细菌生产聚合物的功能基因进行分离和重组，实现多功能塑料的高效生产。英国在这方面的应用已经实现了产业化，利用微生物生产的塑料深受消费者欢迎，尤其是受到生态环境保护者的青睐。在应用现代生物技术治理白色污染的同时还应大力推广可降解的塑料制品和地膜的应用和研发，从根本上解决白色污染。

3.5 化学农药污染的消除

据估计，我国每年大量使用农药后，仅有0.1％左右的农药可以作用于目标病虫，99.9％的农药则进入农业生态系统，并在食物链中不断传递、迁移，对长期生活在农业生态系统中的人类构成危害，同时也对大气、水源造成污染。为了解决这些问题，人们致力于研制安全有效的方法，也取得了相应的进展。一方面是利用微生物对农药的毒害残留成分进行降解，消除其不利影响。微生物通过其生化途径，分解农药成分，形成无害产物，如CO2和H2O，从而实现无副作用的农药污染治理。另一方面应全面推广生物农药，从源头上消除农药对环境的污染。生物农药，主要是利用某些特殊微生物或微生物的代谢产物所具有的杀虫、防病、促生功能。其有效功能成分完全存在和来源于自然生态系统，是一种来于自然、归于自然正常的物质循环方式，它的最大特点是极易被日光、植物或各种土壤微生物分解。因此，可以认为它们对自然生态环境安全、无污染。英国科学家利用一种叫绿僵菌的真菌杀灭蝗虫，已经取得良好效果。目前，国际上真菌杀虫剂的开发研究方兴未艾，发展迅速[6]。

3.6 微生物脱硫治理空气污染

煤炭直接燃用时将排放出大量的SO2等有害气体，造成大气污染，并由此引发酸雾、酸雨，破坏生态平衡，危害人类健康。据北京环保局计算，2010年北京市仅燃煤每年排入大气的SO2就高达26万t。生物学家利用微生物脱硫，把Fe2+ 变成Fe3+，把单体硫变成硫酸，取得了良好效果。如日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌，它是一种铁氧化细菌，能有效除去煤中的无机硫。目前，在美国和德国已建成2个实验室规模的连续生化脱硫试验装置。4个欧洲研究组织在意大利撒丁岛已建成一套工业规模的中试连续生化脱硫装置。这些研究已经取得了很大的进展，获得了许多有价值的数据，为朝着工程应用方向发展奠定了基础。微生物脱硫技术简单，成本低，更为重要的是符合“源头防治”的环保新理念，比“末端治理”（污染产生后再治理）效益高，是很有前途的大气污染治理方法[7]。

4 发展前景

我国是一个发展中大国，改革开发30余年来，我国经济总量已居世界第2位，但经济持续高速增长的同时也伴随着严重的物质资源过度滥用和生态环境的严重破坏。现代生物技术作为一种有效的环境污染治理措施，受到越来越多的关注，其在环境生物监测、污染治理、生物修复等方面都得到了广泛的应用，并取得了很好的经济效益和社会效益。更新环保理念，积极借鉴发达国家先进的现代生物技术，对适合我国国情的新技术要加以引进、消化、吸收、创新，大力发展现代生物技术，是我国推进循环经济、实施可持续发展战略的重要组成部分，也是实现全面建设小康社会的宏伟目标，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展之路的重要技术保障。随着现代生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入，人们已越来越意识到，现代生物技术的发展为根本上解决环境保护问题

提供了无限的希望。现代生物技术的迅猛发展无疑将会推动环境保护理论及技术的日臻完善，为人类治理和保护环境提供更多可行、可用、有效的方法。

5 参考文献

[1] 陈坚.环境生物技术[M].北京：中国轻工业出版社，2008.

[2] 孔繁翔.环境生物学[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3] 姜成林，徐丽华.微生物资源的开发与利用[M].北京：中国轻工业出版社，2001.

[4] .环境生物技术与环境保护[J].安徽农学通报，2007（3）：46-48.

[5] 姜虎生，张洪林.现代生物技术在环境保护中的应用[J].辽宁城乡环境科技，2003，23（1）：11-12.

现代生物工程技术范文第13篇

关键词 现代高效节水农业；节水技术；研究进展

中图分类号 S27 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）16-0199-01

水资源是基础性的自然资源和重要的战略资源。我国水资源严重短缺，水资源供需矛盾突出。作为用水大户，近年来农业用水量约占经济社会用水总量的62%，部分地区高达90%以上，农业用水效率不高，节水潜力很大。大力发展农业节水，是促进水资源可持续利用、保障粮食安全、加快转变经济发展方式的重要举措[1]。该文阐述现代高效节水农业技术的研究进展，并对未来节水农业进行展望。

1 现代高效节水农业技术研究进展

传统的农业节水技术已不适应现代社会发展，现代节水高效农业技术是在传统节水技术上发展的。而随着科技的发展，生物技术、电子信息技术、高分子材料技术等技术的应用使现代节水技术更纯熟。

1.1 生物节水技术

生物节水技术种类繁多，包括利用生物技术培育节水抗旱作物及采用RDI调亏灌溉、ARDI分根区交替灌溉、PRD部分根干燥的以植物生理需水调控为基础的非充分灌溉技术等。这些节水技术既可明显提高作物的水分利用效率，也可抗旱、杀虫防病，已在美国、加拿大、以色列、澳大利亚等推广应用，我国部分地区也有应用。这些技术在大量减少灌溉用水量、降低水分蒸腾时，并没有降低作物产量[2]。

1.2 农艺节水技术

农艺节水技术包括农田保水蓄水、合理节水耕作与栽培、适水种植、水肥耦合、抗旱作物品种选育、作物合理布局、培肥地力等技术，是利用耕作、覆盖措施和化学制剂进行调控，达到节水高产的目的[3]。研究表明，采用合理耕作、水肥耦合、化学制剂调控等措施可节水30%。农艺节水技术具有保土保肥保温、调节田间小气候、灌水均匀、改善土壤结构、减少病虫害等优点，可使作物增产20% 以上。在干旱和半干旱地区，通过修建水库、池塘、水窖等水利工程，再结合深松深耕、以肥调水、合理控制作物群体种植密度等农艺措施，可确保作物的高产稳产，并保证作物的品质[3]。

1.3 工程节水技术

工程节水技术是结合了最新技术的一种节水技术，包括高分子技术、信息技术、现代高新科技等，以减少灌溉时出现的水量损失。工程节水技术就是运用现代高新技术对传统技术和产品进行升级改造，创制出多功能、低能耗、智能化、环保化的节水灌溉系统，从而实现精量灌溉节水。为了减少农田输水系统水量损失，许多国家采用机械化技术与信息技术相结合，采用管网化的灌溉输水系统，将高分子材料应用于渠道防渗系统，研究出具有防渗、抗冻胀性能的复合衬砌的工程结构，开发出高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料，并利用工程技术对雨水、污水、咸水、大气水等非常规水的开发利用。

1.4 水管理节水技术

水管理节水技术就是利用3S技术、智能技术、信息技术等，对作物进行水分监测与信息采集，对作物生长进行决策模拟，对农田信息实时采集，实现灌溉用水管理的现代化、高效化和自动化，满足对灌溉系统管理的灵活、精准和快捷的要求，以提高水的利用效率[4]。利用水管理节水技术，在灌区采用多种水源进行灌溉，如利用经处理达标的工业废水灌溉、咸水淡化灌溉、收集雨水灌溉等，合理利用和配置灌区的土壤水、地表水和地下水，最大限度地利用灌区的一切水资源，既满足作物对水的要求，也能达到节水的目的。

2 对现代高效节水农业技术的展望

现代高效节水农业技术是传统节水技术与高新技术结合的产物，具有多学科交叉、多技术融合渗透的特点，如涉及作物学、生物学、水利工程学、土壤学、材料学、遗传学、数学和化学等学科，利用水利、农艺、高分子材料、信息、计算机、化工、生物工程技术等多，以实现水资源高效利用。

在现代高效节水农业技术的研究中，借助土壤水动力学和植物生理学的理论、现代数学方法及计算模型等，通过对“土壤—植物—大气”中水分和养分转化过程的定量研究，制定符合农田情况的水肥调控机制，使现代高效节水农业技术成为一门理论基础和定量方法相结合的严谨科学。

在今后高效节水农业技术的研究中，应对如作物高效用水与生理调控、作物需水信息采集与精准灌溉、农田水肥调控与作物高效节水栽培等前沿技术开展创新性研究，并继续重点研究如田间节水灌溉、灌溉系统监控与调配、农艺节水、新型节水材料与产品、水源开发与高效利用等现代高效节水农业关键技术，建立适合国情的现代高效节水农业技术体系，从而更有力地促进农业水资源的高效合理利用。

3 参考文献

[1] 国家农业节水纲要（2012-2020年）[EB/OL].（2012-12-15）[2013-07-08].http：///main/hhmh/zwgk/rdzz/4_37918/Default.shtml.

[2] 吴普特，冯浩，牛文全，等.现代节水农业技术发展趋势与未来研发重点[J].中国工程科学，2007，9（2）：12-18.

现代生物工程技术范文第14篇

关键词：生物工程技术水资源保护运用

当今，环境保护已成为国际关系、经贸合作中的一个极为重要的问题，而水资源的问题更是日以得到重视，其严重地影响着我国国民经济的可持续发展。在我国过去几十年的经济发展中，由于忽视了发展中的环境保护，目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控

制措施，但水资源质量下降的趋势仍在继续，目前，我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，合理保护水资源的压力将进一步加重，由人类活动所造成的水污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和

经济可持续发展的障碍。如何在经济高速发展的同时控制环境污染，改善水资源质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我国当前亟待解决的重要问题。

1.随着生物技术研究的进展和人们对水资源保护的认识

现代生物技术不但在净化环境，减少污染和改造传统产业等方面发挥出重要的作用，还可以为保护人类生存环境和社会可持续发展做出积极的贡献，运用现代生物工程技术，可有效地减少水资源的流失及破坏。

2现代生物技术的潜力和优势

在运用科学技术保护水资源的运用中,不难预料,生物技术将发挥最为重要的作用。现如今人们越来越认识到，运用现代生物技术是预防、阻止水资源恶化、维护生态平衡最有效措施之一。现代生物技术在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次转移。利用环境生物技术可治理用其他方法难以处理的环境介质，即用生物修复技术净化环境，使受污染的宝贵资源如水资源(包括地面水和地下水)、土壤等得以重新利用，同时还可进一步强化环境的自净能力[1]。现代生物技术的发展，尤其是基因工程、细胞工程和酶工

程等生物高技术的飞速发展和应用，在水资源环境保护及污染物治理具有更高的效率。

3现代生物技术在水资源保护的应用

随着基因工程技术新的开发高潮到来,初步的试验实践和生产实践显示,运用基因工程消除水资源污染等污染源具有廉价、安全的特点,它正在成为研究和开发的热点。生物固氮技术为减少化肥用量、增加作物产量、减少环境污染也提供了有效途径。如利用基因工程,让非豆科植物可以像豆科植物那样可以利用空气中游离的氮。目前,已有两种技术取得了成效。一是运用现代生物技术的基因重组固氮功能基因导入禾本科植物根际的细菌中去,使其具有固氮能力,为作物提供氮肥。我国科学家培育的小麦根际固氮菌肥，试用于小麦拌种，可使小麦增产近20%，大大减少了氮肥的施用量，有利于农业生态环境的保护[2]。二是利用基因工程和细胞融合技术把固氮基因直接重组到作物细胞的基因组中,从而获得自身可以固氮的农作物,从根本上解决了固氮问题。目前,实验通过细胞融合已把豆科植物固氮基因转导到稻、麦、玉米等细胞中，成功地把肺炎克氏杆菌的固氮基因转导到大肠杆菌、酵母菌细胞中，把豆科植物的固氮基因导入胡萝卜细胞内。由此,人们看到了利用现代生物技术培育人们所需要的作物和减少化肥施用保护生态环境的光明前景。

4现代生物技术在污染控制工程中已取得广泛应用

现代生物技术的污染控制应用主要有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法、生物脱氮法、生物除磷法。城市生活垃圾的微生物处理，污泥的微生物处理，禽畜粪便处理与资源化工程，生物修复，微生物脱臭，废弃物的微生物资源化，固定化微生物技术及其在污染控制中的应用，绿色环保产品的开发和应用[3]。以环境污染的生物治理为主，开展环境微生物学的基础，应用基础和应用研究，为重金属废水，石油废水，印染废水，油脂废水，农药废水，生活污水等提供效果好的，成本低的生物治理技术和设备，以促进我国的环境工程建设。我国在环境污染治理中应用的技术主要有：

4.1固体废物的生物处理技术

沼气发酵是有机物在隔绝空气和保持一定水分、温度、酸碱度等条件下，微生物分解有机物的过程。堆肥是垃圾、粪便处理方法之一；堆肥是在人工控制的条件下，利用微生物的作用，将堆料中的有机物分解，产生高热，以达到杀死寄生虫卵和病原菌的目的；细菌冶金是利用某些微生物的生物催化作用，使矿石或固体废物中的金属溶解出来，从而能够较为容易地从溶液中提取所需要的金属。

4.2废水的生物处理技术

生物曝气滤池处理生活污水及资源化利用技术集生物处理和过滤两种功能于一体，出水水质优良，是一种高效的新型生物反应器，极适用于生活污水和工业有机废水的处理及资源化利用。生物工程技术处理油脂化工废水利用来自于自然界又经培养驯化的功能菌株，根据废水和污水的不同性质，组成，配制不同菌株，通过发酵培养形成多功能复合型菌液，用于油脂化工，化工有机废水，食品，印染，生活污水，工业废水的处理。通过对大中型油田，炼油厂废水石油污染物样品采集，降解微生物菌株的分离，筛选，获得石油降解优势微生物，针对含油废水的不同水质特征，选用不同的微生物菌剂处理，使其稳定达标排放。

5结语

随着大工业生产技术的飞速发展，生物方法所处理或修复的对象也在时刻不停地改变，势必将推动现代生物技术不断改革创新。为了使生物技术能满足新的发展需要。我们必须真正进行探索，并且可能以过去未曾想象到的方式来使用生物或是它们的衍生物，运用现代生物技术预防和治理环境污染,有效地改善生态环境。

参考文献

[1]晓林.生物科学和生物工程[M].北京:新时代出版社,2002.

[2]胡玉佳.现代生物学[M].北京:高等教育出版社,2001.

现代生物工程技术范文第15篇

关键词：生物技术；环保工程；运用对策；探究

随着人们生活水平的提高，对环境的关注度也在不断提升，人们开始重视环境的保护，并且将环保作为一项造福子孙后代的事业。环保工程就是为了改善由于工业发展而造成环境严重污染局面的工程，其目的在于保护环境，主要项目有水污染防治工程、大气污染防治工程、噪声控制工程以及固体废弃物的回收处理工程等，都是切实解决社会上存在的典型环境污染问题的工程。生物技术是一门新兴的综合性学科，其中的理论研究和技术体系被广泛应用在环保工程中，已逐渐成为环保工程中的关键性技术，因此在环保工程的建设中，加强生物技术的应用深度和广度，对于提高工程的环保性能具有积极意义。

1.生物技术的环保价值分析

目前，我国工业生产造成的环境污染问题日益突出，雾霾、水污染、白色污染等问题日益严重，绿色环保工程的建设已是迫在眉睫。生物技术在工业制造和环境保护领域的应用，大大降低了工业生产引起的环境污染危害，微生物将逐步取代工业化学品，成为新一代的工业生产原料。就比如说催化剂，化学制造需要用到多种催化剂，而微生物（比如酶制剂），具有更强的催化作用，且不会对环境造成危害，在造纸工艺中，酶制剂的使用可降低纸浆漂白过程中氯化物的使用量，此外，酶制剂可以应用在无磷洗涤剂中取代磷，在皮革鞣制过程中取代硫化物。

生物技术是一项现代化的科学技术，涉及到细胞生物学、微生物学、遗传学、基因工程、生物化学、信息学等多个学科的应用，是一门以生命科学为本质的研究科目，通过生物谷技术的应用，可以实现对生物体的改造和物体原料的加工，满足人们的工业生产需求。整体上来说，生物技术具有较高的环保价值，不仅能够解决困扰人们多年的环境治理问题，而且能够从工业生产的源头降低污染物的产生。生物技术的研究角度与化学技术不同，它多半是建立在微观分子的角度上，因此可以解决很多化学污染问题，就比如说白色污染，在化学研究角度上，塑料物质在土壤中难以降解，因此现在一般都会采取焚烧废弃物的方式解决一些固体废弃物，这样虽然解决了目前的问题但是会造成大气污染，而在生物技术的研究角度，则可以利用微生物加快这些物质的降解，同时还可以通过微生物的研究制造易降解的包装袋等，避免白色污染的发生。整体上来说，微生物反应的机制与化学反应不同，经过生物技术的处理，一些废气污染物可以直接降解为氮气、二氧化碳的较为稳定的大气组成成分，基本上不会产生二次环境污染，而一般情况下经过化学处理工业废气仍然是氮化物、硫化物等，只能经过再次吸收处理，工序相对复杂，环保投入较大。

2.生物技术在环保工程中的实际运用

2016年12月，对于我国的生态文明建设作出了新的指示，提出了“绿水青山就是金山银山”的可持续发展理念，明确了我国生态文明建设的重点任务，明晰了政府部门在环境督查和执法上的重大职责，要求各个部门加大对于环保工程的建设力度，坚持不懈，推进工业环保改革，建设现代化环保生产体系。

2.1废气处理工程中的生物技术

工业生产中，会产生大量的氮化物、硫化物等污染性气体及大量温室气体，影响到大气环境，因此废气处理是环保工程的主要工作内容。在废气治理中，常用的生物技术有以下两种：①生物膜法。使一些微生物附着在多孔性介质填料中，使得废气能够在填料床层中得到科学处理，附着于孔隙中，经过微生物处理转化为有机物、中性盐等无污染物质，在废气全面净化后从风机排出，同时，生物膜还能够对废气进行除臭处理，达到全面净化废气的目的；②生物过滤法。利用干树皮、塑料、纤维性泥炭等作为填料，营造一个良好的微生物生存环境，接种多种微生物，将收集的废气污染物通过布满微生物的填料，在微生物的分解作用下，转化为无污染无臭物质，排出。

2.2污水净化工程中的生物技术

水体污染是即为严重的一个问题，一般情况下，污水中会含有酸碱物质、重金属等多种污染物，影到水体生态环境。在污水净化工程中，生物技术的应用原理为微生物活动降低或消除污水的毒性。目前，在净水环保工程中应用较为广泛的生物技术，为固定化细胞及酶技术。其技术原理为化学键结合法，根据污水中污染物的性质，选择合适的微生物，使用一定的技术手段将水溶性酶与其他不溶性的载体结合固定，形成具有催化活性但不与水相溶的物质，使用物理吸附法、交联法等制定固定化酶，对微生物中的细胞进行固定，获取固定化细胞。通过这一生物技术，可以对水体中的无机金属和有机污染物进行有效处理。此外，在水体中，农药的含量也会比较高，尤其是在一些农业较为发达的区域，使用生物技术，利用微生物对水体中的残存农药进行生物降解，能够有效降低农业生产造成的环境危害，同时，还可以利用这一技术进行农产品的清洁，确保产品的安全。

2.3固体污染物处理中的生物技术

固体污染物的处理主要是污泥、土壤的处理，通过生物技术的应用，可以快速将被污染的泥土恢复原有的性质，改善土壤生态环境。一般情况下，会利用以下两种生物技术进行固体污染物处理：①微生物法。可用于消除土壤中的重金属物质，改善土壤PH值，通过微生物的吸附特性及新陈代谢活动，可以将土壤中的重金属物质及酸碱物质快速转化为无污染物质，转化为土壤中的有机成分；②植物修复法。植物是改善土壤生态环境最有效的生物，通过微生物及植物的利用，可以对污染性土壤中的污染物进行有效控制，降低土壤污染扩散概率，实现对污染性土壤的治理。植物修复法是一种利用植物和微生物特性进行土壤治理的环保手段，高效简便，被广泛应用于土壤治理工程中。