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生物技术及应用范文1
中图分类号:DF413文献标识码: A 文章编号:
前言
随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。
一、发展农业生物技术的意义
农业生物技术是高新技术研究的重要领域之一,它是整个生物技术及其产业发展的基础,也是生物技术中应用最广、最直接,最具现实意义的领域。生物技术产业是知识密集型产业,它具有投资少、产量高、回报率高等特点;它可以利用自然界的再生能源,实现可持续发展。它的发展对于解决经济和社会发展中所面临的人口、资源、环境等问题具有重大作用。大力发展农业生物技术及其产业,对于改变农业生产现状,大幅度提高农产品的产量和质量,加快高产、优质、高效、可持续农业的发展,提高农业资源利用率,减少环境污染,保护良性生态平衡都具有重要意义。
二、现代生物技术在农业生产中的应用
1良种选育与品质改良
在品质改良上采取的主要方法仍然是杂交育种,但杂交育种周期长,效率低,经多次回交转育很难在短时期内选出优质又高产的新品种。随着生物技术的不断完善,尤其是分子生物学和基因组研究的迅速发展,为品质改良开辟了一条崭新的途径。Calgene公司的科学家分离到一种控制植物纤维素形成的酶的基因,将其转入特定的树种,可培育出纤维素含量高的对造纸业更有利的植物。
2提高植物的抗性
(1)抗虫
全世界粮食产量因虫害所造成的损失占14%左右。长期以来,人们普遍采用化学杀虫剂来控制害虫,全世界每年用于化学杀虫剂的总金额在200亿美元以上。但化学杀虫剂的长期使用造成农药的残留、害虫的耐受性、环境污染等严重的问题,而利用基因工程的手段培育抗虫植物新品种,除可以克服以上缺点外,还具有成本低、特异性强等优点,目前人们已获得多种抗虫基因,其中有蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因、昆虫特异性神经毒素基因、几丁质酶基因等,它们已被导入烟草、棉花、油菜、水稻、玉米、马铃薯等多种农作物,在抗虫方面起到了良好的效果,并得到了广泛的应用,有的已进入了商品化生产。
(2)抗除草剂
目前全世界约有除草剂2000 多个品种,在农药市场上占有最大的份额。然而除草剂的使用有着自身难以克服的局限性,如很多除草剂无法区别庄稼和杂草,有些除草剂必须在野草长起来以前就施用,而且由于抗性草类群落的出现,导致药剂使用量增大,对环境的危害也日益严重。培育抗除草剂的转基因作物是克服这些缺点的理想途径。
(3)抗重金属
由于人类活动、矿山的开采,工业化进程的加速,空气、土壤、水体面临着越来越严重的重金污染,严重影响作物的产量和品质,而且通过食物链危害人类的健康。土壤中的重金属主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世纪80年代,提出植物修复、超富集植物。通过基因工程技术改良植物对重金属的抗性,增加或减少重金属在植物体内的累积量,被认为是进行污染土壤的生态恢复以及减少食物链重金属污染的一条切实可行的有效途径。
3生物防治的应用
微生物农药具有对人畜安全、不破坏生态平衡、害虫不易产生抗性等优点,但也存在着药效速度慢、专一性强、受自然条件影响大的缺点。而利用基因工程改造微生物菌种,创造出自然界不存在的新型菌种就可以克服这些缺点。
生物技术就是利用一种生物对付另外一种生物的方法。它是降低杂草和害虫等有害生物种群密度的一种方法。它利用了生物物种间的相互关系,以一种或一类生物抑制另一种或另一类生物。它的最大优点是不污染环境,是化学农药等非生物防治病虫害方法所不能比的。生物防治,大致可以分为以虫治虫、以鸟治虫和以菌治虫3大类。
4生物技术与环境保护
目前我国农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10a来每年流失的土壤总量达50亿t,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。因此,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。
(1)污水的生物净化
污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术就是酶工程技术,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。
(2)重金属的生物防治
重金属是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程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。
(3)化学农药污染的消除
一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。所谓生物农药是指由生物体产生的具有防治病虫害和除杂草等功能的一大类物质的总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等,但长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果,例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究,将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中,以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育,从而达到杀死害虫的目的。
四 结束语
当今,生物技术被世界各国视为高新技术,它对于提高国力,帮助解决人类所面临的食品短缺、健康、环境及经济问题至关重要,所以许多国家将生物技术确定为增强国力和经济实力的关键性技术之一。近20 年现代生物技术的发展取得了世人瞩目的成就,在农业生产领域展示了广阔的发展前景。
参考文献
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生物技术及应用范文2
【关键词】环境生物技术;治理应用;固体废弃物处理
一、引言
环境生物技术是21世纪国际生物技术的一大热点,兼有基础科学和应用科学的特点,在环境污染治理中,主要利用微生物、少部分利用植物作为污染控制的生物,是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其处理污染物通常能一步到位,最终产物大都是无毒无害、稳定的物质。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、环境污染的修复和重污染工业企业的清洁生产等各个方面,环境生物技术都发挥着极为重要的作用。
随着细胞融合、基因工程、分子生物等技术的发展,环境生物技术得到了进一步的开发,研究领域不断扩大,已成为一种经济效益和环境效益俱佳的解决环境污染问题的有效手段之一。同时,随着人们环境意识和生态概念的不断加强,市场对生物技术、生物产品的需要明显增多,政府也更加重视生物技术的发展,环境生物技术本身也将更加成熟。
二、环境生物技术
在废气及大气污染治理中的应用采用生物技术控制和处理废气,将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质,从而净化空气,是一项空气污染控制的新技术。目前采用的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等,所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。
生物洗涤法分为废气吸收和悬浮液再生两个阶段,通常由一个装有填料的洗涤器(吸收设备)和一个装有活性污泥或生物膜的生物反应器(再生反应器)构成废气从吸收设备底部进入,向上流动,与顶部喷淋向下的生物悬浮液在填料床中相互接触,经传质过程进入液相,再进入微生物细胞内或经微生物分泌的胞外酶作用分解,净化后的气体从吸收设备顶部排出。吸收了废气的生物悬浮液从再生反应池的底部进入,通入空气充氧,废气被微生物氧化利用的过程也就是悬浮液的再生过程,再生后的悬浮液再进入吸收设备进行顶部喷淋,吸收与再生两个过程反复进行。该方法的特点是反应条件易控制、压降低、填料不易堵塞,但设备较多,需外加营养,成本较高,对溶解度小的化合物难以处理。
三、环境生物技术在水污染治理中的应用
环境生物技术中利用微生物的降解作用来处理水中污染物的方法,通常被称为生化处理方法或生物降解法,以植物吸收为主来净化土壤与水体的方法有土地生物修复、生物塘和人工湿地技术等。
(一)生化处理技术
由于生化反应的过程、条件和参与反应的微生物种类的不同,生化处理技术可简单地分为好氧与厌氧降解两类,两类生化反应的基本过程如下:好氧降解:有机物+氧气+好氧微生物/酶水+二氧化碳+无机养分+能量。厌氧降解:有机物+厌氧与兼氧微生物/酶降解的有机产物+无机养分+能量。自20世纪70年代起,就有一大批类似好氧降解的厌氧反应器被研制和开发出来,如厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)、厌氧折流板式反应器(ABR)和厌氧序列式反应器(ASBR)等。厌氧技术的应用范围已扩展到高、中、低浓度的多类有机废水和生活污水的处理,其特点是废水处理和能源回收相结合,但出水水质难以达到直接排放的要求。
(二)生物自然净化技术
生物自然净化技术体系主要包括水体生物处理系统的生物塘(厌氧塘和氧化塘)和土地处理系统的人工湿地。生物自然净化技术投资少,运行费用低,但占地面
积大,出水水质不易控制。生物塘以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生植物,利用植物吸收等方式带走污染物以净化水体。氧化塘中除选育合适的水生植物外,还增加了曝气,以促进水体中生物的好氧降解。传统的生物塘占地面积大,污水停留时间长,处理效率较差。目前通过培育高效水生净化植物(水葫芦、芦苇、水莴苣等),建立组合曝气、水生植物、水产养殖为一体的复合生态系统,增强了生物塘的处理功能,促进了水体生物处理技术的发展。
四、环境生物技术在固体废弃物处理中的应用
利用生物技术处理固体废弃物中的城市生活垃圾和农业废弃物,主要方法是卫生填埋、堆肥和发酵沼气。卫生填埋是将城市生活垃圾存积在大坑或低洼地的卫生填埋场,填埋场下层应有不透水的自然隔水基质或人工隔水层,在填埋场设置排气口和监测系统,每天填入的垃圾压实后铺盖一层土壤,并通过科学管理来恢复地貌和维护生态平衡。其原理是利用微生物将垃圾中的有机物分解。垃圾通过卫生填埋还可产生沼气。
生物技术及应用范文3
关键词:高职院校;生物技术及应用;专业剖析
中图分类号:G642 文献标识码:A 收稿日期:2015-12-11
一、数据分析
1.基本情况
麦可思公司的调研以问卷的形式进行,通过毕业生邮箱进行反馈与数据收集。我校生物技术及应用专业2013届毕业生共24人,参加调查的有效邮箱一共21个,有效邮箱覆盖率为87.5%,有效回收问卷只有9份,有效答题率为41.5%,低于上届的抽样比例(60%)。
2.结果分析
(1)数据回收率不高的原因。①宣传力度不够。在调查前,学校通知各个学院和专业的调查时间不一致,教师和辅导员没有及时将调查信息反馈给学生。②少数学生的邮箱有误或者过期,没有及时反馈,导致邮件失效。③部分学生对母校感情淡薄。
(2)就业现状分析。①学生毕业半年后离职率高。主要原因在于刚就业时主要在一些初级岗位工作,如面向一线的操作人员、技术员或者销售岗位,待遇普遍偏低;此外,一般初级岗位需要工作6个月以上的时间才会有所变动,学生通常缺乏忍耐力,不符合他们的预期,认为职业发展受阻,对就业前景失去信心,所以不断更换工作。但是离职率高并不能说明学生就业质量不高,生物技术行业是一个待遇起点相对较低但是后劲足的朝阳行业,据调研结果分析,本专业的学生在毕业后一年,工作基本稳定,工作满意度也较高。②大多数学生对就业现状不满意。我校2013届毕业生的就业满意度不到40%,低于全校平均水平(65%),说明在今后的人才培养过程中,要注重对学生就业质量的提升。课程的设置要紧密结合市场的需求,实用、易学;实习期间尽量安排到专业相关度高的企业进行顶岗实习,不断提升学生的职业素养和专业技能水平。③2013届毕业生毕业半年后就业率达到95.8%,除1人因身体原因在家休养外,其他都有工作岗位。从中可以看出,生物技术及应用专业学生实习和就业都有保障,社会对生物技术类的学生需求比较大;但是专业相关度只有47%,职业吻合度连续下降,说明本专业学生在毕业后从事专业对口的工作比率不高,几乎一半的学生已改行。虽然这种现象在任何一所高校都很常见,但是仍然值得我们反思。可能的原因有以下几方面:一是部分学生对本专业失去了兴趣,觉得其他行业更适合自己的发展。二是学生对该专业的认识还不充分,对自己的职业定位不明确。三是怕吃苦,嫌待遇不好,不能坚持。四是有亲戚朋友介绍了更好的工作。④毕业生普遍对学校的就业和创业服务工作满意度很高,认为学校在学生的实习和就业方面给予了很多指导和帮助,建议学校要重点开展就业创业实践活动,并重视就业创业理论课的开设,让学生从大一开始就可以接受这些方面的培训,尽早做好就业创业的思想准备。也有少数人对学校就业信息和招聘会的开展不太满意,主要原因有:一是就业信息各专业分布不均,有的专业就业信息量大,优质企业也多,而有的专业则很少。二是通知不到位,就业信息没有集中,导致部分学生无法及时获取就业信息。三是校企合作建设没有落实到位,与企业的联系少,不能为学生提供优质的就业岗位。四是部分招聘企业以宣传为主,招聘岗位少。
3.校友评价分析
2013届校友推荐度和校友满意度均有所提高。经过三年的全国高职骨干校建设,学校的教学环境和教学条件有了质的提升,教学水平也在不断提高,取得了很多可喜的成果,历届毕业的校友对母校取得的成绩感到非常自豪,无形中提升了对学校的认同感。本次调研反映出校友对学校不满意的一些方面。例如,对实习和实践环节的不满意度达65%,有81%的人认为要增加专业技能实训,75%的人认为学校的教风和学风需要改进,说明无论是校内实训还是校外实习,它们都是学生关注的重点。此外,要大力开展教风和学风整顿活动,营造良好的校园氛围。在教学过程中,还要不断加强学生感恩教育,使学生养成感恩的习惯,增强对母校的认同感。
4.就业特色与优势分析
本专业2013届毕业生主要从事的职业是生产技术员和销售人员,从事的行业以农业和食品加工业为主,大部分学生从事的岗位与专业相关。比如生物制品检测、食用菌生产、种苗繁育、植物育种、有机农业生产、食品加工和销售等工作,从中可以看出,学生从事的职业和所在的行业与人才培养目标一致。
用人单位61%是民营企业,以中小型企业为主,大型企业占26%,就业地点也主要集中在湖北、广东和江浙一带。由于民营企业经营机制灵活,门槛低,重视人才,上升的空间比国企和事业单位要大,学生也愿意到民营企业就业。但是麦可思公司在调研中也发现一些问题,比如民营企业还有很多不完善的地方,特别是学生的权益保障、工资福利待遇没有国企和机关事业单位好,往往很难留住人,因此离职率也高。
5.其他方面数据分析
关于学生的素养、基本工作能力、核心知识满足度以及核心课程有效性评价等方面,麦可思公司调研数据显示,90%的学生认为大学两年对学生素养的提升是非常明显的:大多数学生认为自己在“团队合作”“积极努力、追求上进”“人生乐观态度”等方面提升较多;92%的学生认为基本工作能力有了不小的提升;85%的人认为生物技术及应用专业开设的核心课程要进行修改,比如应将原来的课程体系中“植物保护”和“作物生产与管理”等课程进行调整,不宜作为本专业的核心课程;要多开设满足市场需求、对学生就业有帮助、学生上手快的课程。但是由于生物技术涉及的方面比较广,有些理论知识深奥难懂,实训难开展,因此在课程的设置上要进行充分的企业调研,结合学校现状和行业企业的需求,制订好人才培养方案。
二、整改措施
第一,进一步加大校企合作力度,强化专业内涵建设。积极同区域内知名的生物类相关企业合作开办订单班,校企共育专业人才,希望通过校企合作开设订单班的模式能够对本专业的建设和发展起到促进作用。
第二,加强就业创业工作指导,引导学生树立正确的就业观和择业观。
第三,鼓励学生参加各项技能竞赛,以提升学生的动手操作技能及水平,不断提高人才培养质量。
第四,进一步强化教师实践能力的培养,与企业开展产学研合作,利用假期选派部分青年教师到校企合作单位进行实践锻炼,以提升他们的实践能力,培养双师型教师和骨干教师,为专业人才培养目标的实现提供师资保障。
第五,高度重视和校友之间的联络。校友是学校宝贵的资源,很多优秀的校友在各行各业做得很成功,如果能把这么多的校友资源利用起来,不仅可以提升办学的声望,还可以拓宽学生的实习和就业渠道。
第六,定期对行业、企业和毕业生进行调研,根据调研的数据进行分析,为人才培养方案的修订和课程体系改革提供依据。
参考文献:
生物技术及应用范文4
【关键词】高职院校;生物技术及应用专业;实践教学
步入21世纪,生物科技的快速发展使其在农业、渔业、牧业、工业、环保、园林、食品、医药等众多重要行业的地位和作用越来越重要,生物技术及应用专业的专业人员成为社会急需的人才。为了提高生物专业学生的就业竞争力,为社会输送掌握扎实的生物技术专业知识和实践技能、热爱生物技术领域的现代创新型人才,高职院校需在注重培养学生专业知识理论的同时,有必要加强学生的实际操作能力以及综合素质。这意味着高职院校需要创新实践教学过程,完善实践教学设施,在实践教学中提高学生的观察、分析、动手能力,从而培养学生的综合素质。构建科学合理的高职院校生物技术及应用专业实践教学体系主要从这几个方面进行改革:
一、完善实验室设备,构建合理配置结构
由于生物技术及应用这么专业设计的领域十分广泛,各个领域需要的实验设备、生物制剂、材料各不相同,因此实践教学设备的配置标准研究的难度较大。但是大部分高职院校的相关设备和配置没有这么完善和全面,为了让学生掌握的生物知识和实践技能与时俱进,了解现代先进的生物技术和接触到现代生物技术研究的前沿,高职院校有必要适当增加和更新实验器材、仪器和试剂的种类。很多高职院校的实验工位都很难满足学生的需求,普遍都是两三个学生组成一个小组共用一个工位,因此,高职院校应增设更多的工位,让更多的学生能充分体验实验过程中的乐趣、掌握实验的原理和基础实践技能,同时在实验中锻炼观察、分析、动手能力。
二、完善实验实习基地建设,增强学生社会竞争力
实践技能是所有理科学生衡量的标准之一,实践教学能有效提高学生的综合素质,同时在实践过程中能培养学生的创新和应急等综合能力。完善实验实习基地的建设,除了建立健全实验基地,还要建立全面的实习培训课程,不断提高学生的综合能力和综合素质。通过这种针对性的培训,能有效提高学生的实践操作能力和应对突发事件的能力,更重要的是能不断增强学生的心理素质和心理承受能力,从而提高学生的社会竞争力,帮助学生成为社会和市场所需的优秀人才。其次,通过这一系列的培训,能让学生尽早意识到社会竞争的激烈,让学生知道只有过硬的专业技能得到社会的肯定,才能真正融入社会经济市场中实现自己的人生价值。为此,建立完善的实验实习基地建设是广大高职院校未来一个时期的主要任务。
三、创设开放式的实验室
创设开放式的实验室不仅能让学生在课外完成实验作业,还可以让学生在课外复习实验的操作,熟悉实验仪器的操作方法,同时给那些敢于创新,对生物工程有着浓厚兴趣的学生探索研究的机会。总之,创设开放式实验室是建设实验室核心能力人才队伍的有效途径,创设开放式实验室能激发学生对生物工程的激情和好奇心,培养出具有创新和探索精神的新时代人才。
四、革新实验教学考核制度
完善实验教学考核制度首先要细化和健全实验考核的方法,包括到场情况、实验报告的内容、实验数据的真实性和原始性、基本的实验操作过程是否规范、对实验结果的分析等考核内容。其次,实验教学考核制度除了对学生的专业技能进行评价之外,还要对学生的职业素质进行综合评价。评价学生的职业素质应以学生组内之间的评价为主,并结合教师对学生平时实验的表现的评价,应包括学生的敬业精神、团队合作等内容。这种基本技能和职业素质相结合的考核不仅能对学生进行全面而有效的评价,还能是学生之间的竞争公平化和透明化。
五、加强教师对学生的实验操作指导
在学生进行实验操作的过程中,教师对学生的指导尤为重要,不仅能及时纠正学生错误的实验操作手法,还能及时解答学生的疑惑和问题,从而达到充实学生的专业基础知识,激发学生的兴趣的目的。教师应在实验开始前和学生强调本次实验的注意事项和实验的基本流程,减少学生因错误操作而发生的事故。在实验开始的过程中,教师应到处巡回监督指导学生,及时纠正学生的错误以及解答学生的问题,确保实验的顺利完成。
六、结语
建立健全生物技术与应用专业教学实践体系是一个长期而艰巨的任务,需要广大高职院校专业教师的不断探索和实践,勇于创新打破传统的专业局限。在改革的过程中要注重培养学生的积极性,强化学生的主体地位;在教学过程中要注重中生物理论知识和生物实践技能的统筹兼顾,培养出理论与实践操作相结合的现代创新型人才。
参考文献:
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[4]肖雪梅,刘霞,黎定标.高职生物技术及应用专业校外实践教学改革探讨[J].职教论坛, 2008(14)
生物技术及应用范文5
【关键词】现代生物技术;生物修复;应用
1 我国的环境状况
随着我国经济的不断发展,环境污染问题越来越严重,近年来虽采取了大量控制措施,但环境污染的趋势仍在继续。如何在经济高速发展的同时控制环境污染,改善环境质量是我国当前亟待解决的重要问题[1]。在环境保护中,从源头上防止污染是实现经济增长和改善环境所必须执行的技术策略[2]。绿色技术崭露头角,理想的绿色技术是采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂,采用高选择性、极少副产品的反应,实现零排放[3]。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,现代生物技术为环境污染问题的解决提供了重要依据。
2 生物修复技术
环境污染物的清除有多种方法,其中常用的方法是是物理和化学方法,这些方法虽然行之有效,但通常成本很高,而且还容易造成二次污染。采用生物清除环境中污染物的生物修复技术则极具应用前景,具有极大的潜力。生物修复是指在一定的条件下,利用微生物、植物和动物降解、稳定和去除环境中的污染物,使受污染生态系统的正常功能得以恢复。利用生物修复技术可以削弱乃至消除环境污染物的毒性,降低污染物的健康风险[4]。生物修复技术包括微生物修复、植物修复。微生物修复在生物修复技术中处于主导地位,近年来国内外对微生物修复技术的研究非常重视。Fulthorpe等从巴基斯坦土壤中分离出一株微生物,能矿化2,4-D,还发现添加硝酸盐、钾离子和磷酸盐能增加降解率[5]。植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。植物修复的对象是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。研究表明,通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用,可以净化土壤或水体中的污染物,达到净化环境的目的。中国科学院水生生物研究所在湖北黄石完成的污水净化和污水资源化双重功能的新型稳定塘设计实验证明,水生植物能够去除N、P,能达到一定的净化效果[6]。
3 现代生物技术的特点
现代生物技术是指以DNA技术为先导,包括微生物工程、基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[7]。自20世纪80年代以来,生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。现代生物技术具有以下几个特点:
(1)利用微生物,少部分利用植物作为环境污染控制的生物。(2)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。(3)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。(4)生物处理具有更高的效率,更低的成本和更好的专一性。(5)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。
4 现代生物技术在生物修复中的应用
生物修复技术的最大特点是可以对大面积的环境污染进行治理。生物修复技术的发展最早可追溯到20世纪50年代,Martin Alexander与他的学生开展了农药在土壤中可降解性的研究,为生物技术在环境保护中的应用打下了基础[8]。至70年代,随着环境技术和微生物学的快速发展,生物修复技术也有了长足的发展。运用现代生物技术构建高效菌,加强微生物对农药等污染物的降解能力,提高降解速率。生物强化技术可有效提高有毒有害污染物的去除效果,将生物强化技术融入到传统的生物修复中,并结合现代分子生物技术提供的新方法、新手段进行监测和评价,已成为生物修复发展的一种趋势。通过对微生物的研究得知,微生物修复的最佳温度在30℃,李荣等从受阿维菌素农药污染的土壤中分离出一株能高效降解阿维菌素的菌株AW70,这菌株在30℃-37℃的范围内降解率最好,能达到80%以上,而低温和高温对降解有一定的抑制作用[9]。生物修复在农药污染的应用外,还在石油污染、水体污染修复中应用广泛。20世纪80年代以来生物修复技术开始应用于石油污染治理。污水的生物净化是利用微生物自身的生命活动对污水中的有毒物质进行迁移和转化,从而达到净化目的的处理方法。
5 现代生物技术的问题与展望
近30年来现代生物技术的多数内容已经渗透到环境工程领域中。有应用前景的领域包括废物的高效生物处理技术、污染事故的现场补救、污染场地的现场修复技术等许多方面。现代生物技术深入到我们生活领域中,给我们带了重大作用。但生物技术也带了许多问题。通过生物技术产生的新菌种从实验室走到田间,可能会破坏生态平衡,带来生态灾难。还有军事政治家利用生物基因制造生物武器,利用基因重组技术,复制大量致病微生物的遗传基因,并放入到武器中。给人类带来新的忧患。现代生物技术带来的问题不容忽视,要提高研究人员的意识,加强国际合作和强化社会责任机制。通过对现代生物技术的伦理构建,使其能够更好的推动人类社会的发展。
纵观现代生物技术及其产业的发展,其前景是美好的,大力发展现代生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。专家预测现代生物技术创新的将伴随人类基因组计划的完成而到来,以基因组为基础的生物技术产业将成为21世纪的朝阳产业,它的巨大经济效益吸引着投资商和企业汇集于这一领域,现代生物技术将进入广泛的大规模产业化阶段,像当年工业革命一样,使人类的生活发生根本性的变化。
【参考文献】
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生物技术及应用范文6
关键词:有机农业;生物技术;种植;应用
有机农业产品开始成为现代人追求的新时尚,归根结底还是因为有机农产品更加的绿色环保、健康养生。而在有机农业种植中,生物技术的应用不但提高了有机农业产量,更重要的是增加了农业生产的可持续性,这对于现代有机农业生产具有重要意义。若能够合理利用,扩大有机农业生产范围、推进有机农业发展并非难题。
1.生物技术在有机农业生产中的作用
生物技术是新兴的科技产物,近些年来才被真正投入到实际生产中。生物技术最大的优势在于投资成本低、产量大,在农业生产中的优势体现十分显著,并且能够有效促进农业产量的提高。在实际的使用中,不但能够有效增加作物产量,且投资成本低,在提高资源的利用率、推进可持续发展农业上也有着明显优势。因此,在推广应用中得到了一致的肯定,能够进一步推进绿色可持续农业发展。
2.生物技术在有机农业种植中的应用
生物技术随着科技的进步不断发展,其在农业种植领域中发挥了重要作用,并且在不断的实践中总结经验,得到了长足的发展。目前生物技术主要被应用在下面几个领域中:
2.1转基因
转基因技术应用到农业种植领域中,即通过将某一农作物的优良基因转移到另一农作物上,以达到提高农产品产量、产品质量的目的。转基因技术的工作原理是通过对某一农作物的基因进行改造,并重新组合,最终将其导入到生物体内,其中,目的基因的提取是转基因技术的核心,据调查了解,当前农业种植中应用最多的生物技术则属于转基因技术,转基因技术对农业种植具有十分重要的意义,在农业种植领域中,常用的基因有种子贮藏蛋白质基因、苏云金杆菌抗虫基因等,由于植物中提取的目的基因具有良好的性能,因此,利用转基因技术提取植物中的目的基因,并将其转移到另一农作物上,不仅可以促进农作物的生长,也可以提高农产品产量、质量,因此,转基因技术应用在农业种植中具有重要作用,其可以有效促进农业的可持续发展。随着我国对生物技术的不断研究,转基因技术将会得到进一步发展,并且转基因技术的应用规模也会逐渐扩大,据资料表明,当前转基因类植物的种植范围正在不断扩大,在我国农业种植中,利用转基因技术种植的植物面积呈进一步扩大的趋势。除此之外,在农业种植中生物技术最为突出的则属于杂交育种技术,杂交育种技术与转基因技术相比,其操作更为简单,在农业种植实践中,杂交育种技术已取得了良好的效果。
2.2组织培养
通过人工诱导技术,在组织细胞全能性基础上进行组织培养,以此实现通过某组织得到完整植株的技术便是组织培养生物技术。该技术实现的基础要求便是植物细胞在操作时需要处于无菌状态,从而保证植物细胞发育能够正常良好,最终得到的植株也完整。该技术在农业种植中的应用不但能够提高植物的产量,并且还能在提高生长速率的同时,获得优良的植株品种,这是因为植株在生长过程中处于无菌状态,因而有效避免了外界病毒对植株幼苗的侵害。基于这一点,该技术对于作物产量的提升、优良品种的获取具有积极作用,并且在实践应用中也得到了广泛的认可,是值得大力推广的生物技术之一。但是,虽然该技术的优势明显,但需要注意的是:在组织培养过程中,植物组织的培育条件十分严格,阳光、温度以及湿度条件必须满足组织生长需求,并且培养基的成分、pH值等也必须严格依照组织生长规律进行调节,对外界因素的控制也是影响植物组织培养效果的关键。除此之外,在为组织发育提供优良条件的基础上,还应当在初代培养过程中处理外植体褐变问题,这是因为接种外植体时极易产生褐变,这会直接对组织培养结果造成影响,因此外植体褐变预防工作也是组织培养工作的重点。
2.3制作生物农药
生物技术的出现、发展给现代农业发展带来了新的契机,由于生物技术的环保性高,可持续发展性强,因而在农业生产中,尤其是农业种植领域取得了巨大的效果。生物农业作为新兴的生物技术在种植领域也开始得到应用,生物农药是通过生物代谢产物达到杀灭农业害虫的效果。该技术的应用不但有效保护了农作物免受害虫侵袭,同时还避免了化学农药对环境的破坏,是绿色农业发展的又一保障,因此生物技术被应用在农业制作商具有着广阔的发展空间。在基因工程中,很多药品都来源于生物组织,但是这种材料提取工艺较精细,且提取困难,因而成本较高。但是生物农药的制作可以进行工业化生产,这种大规模的生产制作可以利用微生物进行生产,通过在微生物中导入需要的生物基因,利用该基因产生需要的药物,这种生物制药模式不但能够降低生产难度,解决原料来源问题,还可以形成规模化生产,降低生物农药生产成本。这种通过生物技术制造的生物农药虽然目前没有得到推广,但是随着生物技术的完善,生物农药的制造水平将会越来越高,生物农药也将在农业生产中发挥重要的作用。
结语
农业种植是有机农业生产的重要环节,生物技术作为新兴技术被应用在农业种植中取得了可喜的成果,因此在未来,生物技术在有机农业领域具有广阔的发展空间。目前较为常见的生物技术主要包括转基因技术、组织培养技术、生物农药技术等,其中转基因技术是目前生物技术在农业种植领域影响最大的技术。而其他生物技术研究例如生物固氮技术、光合作用研究等是未来生物技术研究的攻关重点,对于突破科研瓶颈具有重要意义。其技术的突破也为未来有机农业发展开拓新的发展空间,不断推进农业生产水平的提高。
参考文献
[1]浅严昕辉.生物技术在农业种植中的应用[J].吉林农业,2016(17):39.