农业生物工程技术范例6篇

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农业生物工程技术

农业生物工程技术范文1

生物工程技术也称生物工程,它是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术,是现代生物科学和工程技术相结合的产物。具体而言,生物工程技术包括转基因植物、动物生物工程技术、农作物的分子育种技术、纳米生物工程技术、重要疾病的生物治疗等;基因操作技术包括人类功能基因组研究、重要动植物功能基因组研究等;生物信息技术包括生物信息的获取与开发、加工与利用,以及结构基因组和蛋白质组学研究、药物筛选、小分子药物设计等;创新药物和产业化开发上,将重点建立完善的药物筛选体系、研制重要药物品种、实验室建设、药物制剂技术等。生物工程技术有五个方面的特征:

1.大科学工程研究方式的出现。20世纪八十年代中期开始的基因组的研究,使得生物工程技术的研究从作坊式转而进入了大科学的运作方式。基因组研究以人类基因组为代表,其研究对象是一个非常复杂的系统,要在整体上破译遗传信息,不可能用以前零敲碎打的方式,而是采用了其他学科的一些运作方式,包括大规模、高通量、信息化的工业运作方式。由于人类基因组计划对产业的巨大带动作用,引起实业界浓厚的投资兴趣,投资量逐年递增。

2.精细分析和广阔综合的统一。生物工程技术在分子、细胞、组织、器官、整体乃至群体的多层次、全方位研究,以及生物工程技术与数学、物理学、化学、信息科学的前所未有的整合,使得很多生命系统复杂问题的解决出现了可能。

3.科学进步和技术革命互为因果。生物工程技术的每一次突破,都与技术革命相关,科学与技术之间的界限也是越来越模糊了。

4.基础与应用的结合。生物工程技术与医学、农学有着不可分割的联系,是这些应用学科的基础,也能从应用学科中获取基础研究的源头活水。很多重大社会需求的问题会构成揭示自然规律的一些重大科学工程的出发点,如对艾滋病、肿瘤、人口控制、抗病虫植物等方面的研究。

5.产业化的速度大大加快。各种生物工程技术的发展,使得生物工程技术基础研究到实现产业化的距离较之以往大大缩短。

二、生物工程技术的应用

生物工程技术作为21世纪高新技术的核心,对人类解决面临的食物、资源、健康、环境等重大问题将发挥越来越大的作用。大力发展生物工程技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。近十几年是世界生物工程技术迅速发展时期,无论在基础研究方面还是在应用开发方面,都取得了令人瞩目的成就,生物工程技术的研究成果越来越广泛地应用于农业、医药、轻工食品、海洋开发及环境保护等多个领域。生物工程技术将是21世纪的主导技术之一,甚至可能引发一次新的工业革命,对人类社会的生产、生活各方面必将产生全面而深刻的影响。

1.农业生物工程技术。近几年来,国际农业生物工程技术发展之快,对农业产业结构的改善和产量增加的作用之大,已引起世界各国政府和科学家的高度重视。农业生物工程技术领域中研究最活跃的是应用转基因技术,将目的基因导入动植物体内,对家畜、家禽及农作物进行品种改良,从而获得高产、优质、抗病虫害的转基因动植物新品种,达到充分提高资源利用效率、降低生产成本的目的。

2.海洋生物工程技术。海洋生物学与生物工程技术相结合,产生了海洋生物工程技术这一新的领域。海洋生物工程技术作为加速开发利用海洋生物资源、改良海洋生物品种、提高海产养殖业产量和质量、获取有特殊药用和保健价值的生物活性物质的新途径,越来越受到人们的重视,许多国家已将海洋生物工程技术作为21世纪发展战略的重要组成部分。

3.轻工、食品生物工程技术。轻工、食品行业是生物工程技术应用的重要领域之一,主要体现在以下三个方面:一是利用生物工程技术进行农副原料加工直接制成商品,如发酵制品、酿造等产品;二是以生物工程技术产品为基础,进行二次开发形成的新产业,如低聚糖加酶洗涤剂、高果糖浆等;三是以生物工程技术为手段对传统工艺进行改造,从而降低消耗、提高产品质量。

4.医药生物工程技术。医药生物工程技术是生物工程技术研究开发的热点,近十多年来一些发达国家投放大量的人财物力研究和开发医药领域的生物工程技术,已取得新的进展,其中基因治疗技术和新型生物药剂方面的开发应用最为广泛。

5.其他生物工程技术。随着世界生物工程技术的迅速发展,生物工程技术除广泛应用于农业、海洋、食品、医药等领域外,在其他诸如环境保护、石油化工等领域也开展了大量的研究工作。

三、生物工程技术产业发展趋势

农业生物工程技术范文2

【关键词】 生物 工程技术 环境保护

当前生物技术包含了新兴生物技术以及传统生物技术。传统生物技术是通过使用细胞工程、基因工程乃至人工改造生物等方式完成物质生产及新兴技术的处理。现代生物技术在环境保护中的应用,显著提升了环境治理的能力,对环保技术的推广十分有利。

1 我国自然环境中的问题

随着经济的不断好转,我国在工业生产中投放了较大的人力及财力,令我国经济迅速增长。不论通过工业生产还是居民消费能力,均获得了显著的成效,可是这些发展严重影响了自然环境。在解放初期,工业能力十分落后,运用的机械设备较为落后,技术水准也无法与发达国家持平,我国工业生产均为高能耗生产方式,大量的生产耗费了我国的自然资源,在发展当中,技术能力逐步追上发达国家的脚步,可是保护自然环境的意识依旧未在百姓心中根深蒂固,经济发展依旧在原本方式中进行,不论作为工业生产还是农业生产,均会严重影响到环境,在遭受人为破坏后,诸多特有的稀有资源均会枯竭,自然环境让人们逐渐意识到,无节制的开发以及破坏会对社会的发展节奏造成影响。所以我国开始执行可持续发展的战略目标,把经济发展以及环境保护相融合,实现共同发展,在确保资源的前提下,强化治理环境污染工作,且寻求出可以替代的能源,确保人类所依赖的环境变成社会长期发展的保障[1]。

2 生物工程技术的特点

我国当前的环境污染状况因为历史遗留问题诸多,并且现代化生产以及生活排放量较大,令环境保护治理工作难上加难。现代化生物工程发展为环境保护工作给予了全新的路径,也因为近些年生物工程技术在环境污染治理中获得了诸多成绩令其收到了重视。生物工程技术透过运用生物制剂把污染物从环境内进行分解和清除,在这一过程里不具备二次污染,并且获得良好的处理,其应用价值十分重要。通过环境系统分析,生物工程技术引用的生物制剂,对环境造成了一定的影响,透过对总体生态环境失衡的协调,令环境获得保护,所以环保功效十分明显。生物工程技术十分灵活,可以依照各种污染物的特征,融合基因工程的先进技术有目的地进行治理,而且从实践中完成可持续发展的保护,逐步在环境保护以及污染治理中展现出良好的优势。

3 生物工程技术在环境保护中的应用

3.1 生物技术在水处理中的应用

生物技术可以改善水体质量,并且能够进一步治理水源的污染。在改善水体质量方面,大量运用了生物技术。污水内具有诸多有毒成分,其中具有较多复杂的物质。运用微生物本身的新陈代谢等方式,可以把水体内的一些有毒物质排除,以此令水体内的有害物质变成无毒物质,令水体获得净化。固体化酶技术则成为运用最为普遍的一种污水处理技术,大多透过物理或化学等方法将水溶性酶与固态不溶性载体相融合,以此把酶变成无法溶于水却依旧具有催化活性的衍生物,以此有效处理污水内的有机污染物。

3.2 生物技术在废气净化中的应用

生物技术已经长期使用在水环境治理当中,可是在废气治理中时间较短,研究也十分有限。在20世纪80年代末,生物技术在工业废气净化中的运用已经变成诸多学者分析的重要所在。目前较为成熟的废气生物处理方法与传统处理方法对比,具有诸多优点。

3.3 生物技术在固废处理中的应用

固废指的是城市中的生活垃圾、污泥乃至工农业的生产废物等。通过生物技术,可以把固体废弃物通过无害化、资源化、减量化进行解决,以便令其可以用在农业生产当中,以此真正变成以废为宝。通常生活垃圾堆肥工艺能够分成好养堆肥以及厌氧堆肥两种,而当前最为推崇的则为高温好氧堆肥工艺。透过高温好氧堆肥工艺获得的腐熟肥料可以将土壤进一步改良,提升肥效,令城市生活垃圾资源化,最终保护环境。

3.4 生物技术在土壤污染治理中的应用

在治理土壤污染时,生物技术大多使用在修复重金属污染当中,也就是通过微生物乃至植物的作用,净化和消减土壤内的重金属,从而减少毒性。透过生物作用,将土壤内的重金属变成化学形态,以此令重金属固定或降解,透过生物吸附的方式,提升有机质的含量,令生态结构获得改善,从而对土壤的固定尤为有利,以免水土流失。

4 生物技术在环境保护中的前景

4.1 微生物脱硫技术的研发

煤在燃烧时会排除诸多有毒气体SO2,对空气造成污染。假如通过微生物将煤中的无机硫以及有机硫脱去,则能够良好控制煤在燃烧时排放有害气体。日本已经透过运用氧化亚铁硫杆菌将H2S脱除,并且脱除率为99.99%。在处理燃煤r,可以把微生物脱硫技术以及浮选工艺相融合而完成煤与黄铁矿的分离,实现清除或减少燃煤排放SO2。并且,微生物还能够使用在石油的脱硫当中。微生物脱硫技术和高活性脱硫菌种的研发及培育,结合清洁技术的分析将会备受瞩目,并且也会变成处理原煤燃烧产生SO2污染的最佳方式[2]。

4.2 其他技术开发

(1)水污染治理工艺需要持续完善。好氧及厌氧工艺相融合、无公害化的生产工艺过程乃至特殊功能的微生物培养分析等层面成为未来需要努力的方面。

(2)研发难降解污染物处理技术。医疗废物、橡胶制品以及塑料等一些均为难降解的污染物,研发这些技术成为当前生物技术发展的一个主要方面。

(3)生物传感器的研制。生物传感器能够自动执行连续监测,分析环境污染的发展形势,探寻环境内的污染物变迁乃至降解规律,查询出污染物突变的原因,了解污染物的来源,以此令环境检测更为灵敏、便利。

(4)与其他技术的结合。生物技术的发展无法脱离科学技术,与其他相应科学技术的融合能够提升处理的效果,提高处理的效率。

5 结语

生物工程技术在环境保护中的应用,显著提升了环境的治理能力,提升了环境保护,减少了环境污染。在生物工程技术的深入下,生物工程技术会愈发醇熟,在环境保护中的应用也会愈发普遍,必定会加快城市的健康化发展。

参考文献:

农业生物工程技术范文3

关键词:生物工程专业 工学专业 教育部直属 985高校 211高校

中图分类号:G421 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)03(b)-0014-02

《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》(1998年版本)指出生物工程专业培养目标是能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才[1]。但是,2012年却是要培养能在生物技术与工程等相关领域从事生物工程产品生产、工艺设计、生产管理、新技术研究和新产品开发的学科交叉应用型人才。[2]为了更好的了解我国内地普通高校开设生物工程专业的现状,需要对开设该专业的高校做一个简单的分析,以便对未来高校开设相关专业有一个定性的对比,也为将来高中毕业生高考时选择相关专业提供一定的参考依据。

1 我国内地开设生物工程专业的高校

1.1 华东地区开设生物工程专业的高校

华东地区共有91所高校开设生物工程专业。

山东省(22所),包括:山东大学,聊城大学,青岛科技大学,曲阜师范大学,山东建筑大学,山东科技大学,山东工大学,烟台大学,鲁东大学,山东农业大学,齐鲁工业大学,中国海洋大学,青岛农业大学,菏泽学院,泰山医学院,烟台大学文经学院,德州学院,聊城大学东昌学院,曲阜师范大学杏坛学院,青岛农业大学海都学院,哈尔滨工业大学(威海),济宁学院。江苏省(20所),包括:江南大学,东南大学,中国矿业大学,南京理工大学,中国药科大学,南京农业大学,南京工业大学,南京林业大学,常州大学,扬州大学,江苏科技大学,南京财经大学,常熟理工学院,徐州工程学院,淮阴师范学院,盐城师范学院,淮海工学院,盐城工学院,淮阴工学院,南京工业大学浦江学院。浙江省(16所),包括:浙江大学,浙江工业大学,浙江工商大学,宁波大学,浙江中医药大学,浙江万里学院,浙江科技学院,中国计量学院,湖州师范学院,嘉兴学院,湖州师范学院,嘉兴学院南湖学院,中国计量学院现代科技学院,浙江大学宁波理工学院,宁波大学科学技术学院,台州学院。安徽省(10所),包括:安徽大学,合肥工业大学,淮北师范大学,安徽工程大学,皖西学院,合肥学院,安徽科技学院,安徽工程大学机电学院,淮北师范大学信息学院,蚌埠学院。江西省(10所),包括:南昌大学,江西理工大学,江西农业大学,江西中医药大学,江西科技师范大学,江西师范大学,宜春学院,江西中医学院科技学院,南昌大学科学技术学院,南昌理工学院。福建省(8所),包括:厦门大学,福建师范大学,福建农林大学,福州大学,华侨大学,集美大学,福建师范大学闽南科技学院,福州大学至诚学院。上海市(5所),包括:上海交通大学,华东理工大学,东华大学,上海大学,上海应用技术学院。

1.2 华中地区开设生物工程专业的高校

华中地区共有63所高校开设生物工程专业。

湖北省(25所),包括:湖北大学,湖北工业大学,华中农业大学,中南民族大学,长江大学,三峡大学,武汉纺织大学,武汉轻工大学,湖北工程学院,湖北民族学院,武汉科技大学,武汉工程大学,黄冈师范学院,华中科技大学武昌分校,三峡大学科技学院,武昌理工学院,湖北理工学院,武汉纺织大学外经贸学院,湖北民族学院科技学院,湖北工程学院新技术学学院,华中农业大学楚天学院,湖北大学知行学院,武汉长江工商学院,湖北工业大学工程技术学院,武汉生物工程学院。湖南省(20所),包括:长沙理工大学,吉首大学,湖南农业大学,湖南科技大学,中南大学,湘潭大学,湖南农业大学,湖南中医药大学,中南林业科技大学,怀化学院,邵阳学院,湖南理工学院,湖南科技学院,长沙学院,湖南工程学院,湖南中医药大学湘杏学院,吉首大学张家界学院,湖南农业大学东方科技学院,湖南工程学院应用技术学院,湖南城市学院。河南省(18所),包括:河南大学,河南农业大学,河南工业大学,河南师范大学,河南科技大学,郑州大学,新乡医学院,郑州轻工业学院,南阳师范学院,南阳理工学院,河南科技学院,周口师范学院,商丘师范学院,平顶山学院,安阳工学院,新乡医学院三全学院,河南城建学院,河南科技学院新科学院。

1.3 华北地区开设生物工程专业的高校

华北地区共有40所高校开设生物工程专业。

山西省(11所),包括:中北大学,山西大学,山西农业大学,中北大学,太原理工大学,太原理工大学,山西农业大学,山西大同大学,太原工业学院,山西农业大学信息学院,太原理工大学现代科技学院。北京市(9所),包括:北京航空航天大学,北京化工大学,中国农业大学,北京工商大学,北京联合大学,北京农学院,北京理工大学,北京化工大学,中国矿业大学(北京)。河北省(10所),包括:河北大学,河北经贸大学,燕山大学,河北农业大学,河北科技大学,河北科技大学理工学院,河北农业大学现代科技学院,河北工业大学城市学院,燕山大学里仁学院,石家庄学院。天津市(6所),包括:天津大学,天津商业大学,天津科技大学,天津理工大学,河北工业大学,天津农学院。(4所),包括:内蒙古大学,内蒙古科技大学,内蒙古工业大学,内蒙古农业大学。

1.4 东北地区开设生物工程专业的高校

东北地区共有38所高校开设生物工程专业。

辽宁省(16所),包括:沈阳药科大学,大连理工大学,沈阳大学,辽宁石油化工大学,辽宁科技大学,大连大学,沈阳化工大学,大连工业大学,沈阳农业大学,辽宁工程技术大学,东北大学,沈阳城市学院,沈阳农业大学科学技术学院,大连民族学院,沈阳化工大学科亚学院。吉林省(12所),包括:吉林大学,延边大学,长春工业大学,东北电力大学,东北师范大学,长春理工大学,吉林农业大学,吉林农业科技学院,吉林化工学院,吉林工程技术师范学院,长春科技学院,吉林工商学院。黑龙江省(10所),包括:哈尔滨工业大学,东北农业大学,东北林业大学,黑龙江大学,齐齐哈尔大学,黑龙江八一农垦大学,哈尔滨商业大学,黑龙江东方学院,绥化学院,东北农业大学成栋学院。

1.5 西南地区开设生物工程专业的高校

西南地区共有25所高校开设生物工程专业。

四川省(13所),包括:四川大学,西南交通大学,四川农业大学,西南石油大学,成都理工大学,西南科技大学,西华大学,宜宾学院,西昌学院,攀枝花学院,四川理工学院,成都信息工程学院,成都学院。重庆市(5所),包括:重庆大学,重庆理工大学,重庆工商大学,西南大学,长江师范学院。贵州省(5所),包括:贵州大学,贵州师范大学,贵阳学院,贵州大学明德学院,遵义医学院。云南省(1所):昆明理工大学。自治区(1所):大学。

1.6 华南地区开设生物工程专业的高校

华南地区共有20所高校开设生物工程专业。

广东省(12所),包括:华南理工大学,华南农业大学,广州大学,广东工业大学,广东海洋大学,广东石油化工学院,广东石油化工学院,嘉应学院,华南师范大学,广东医学院,北京理工大学珠海学院,电子科技大学中山学院,仲恺农业工程学院。广西壮族自治区(7所),包括:广西大学,桂林电子科技大学,广西科技大学,桂林理工大学,贺州学院,广西大学行健文理学院,桂林理工大学博文管理学院。海南省(1所):海南大学。

1.7 西北地区开设生物工程专业的高校

西北地区共有16所高校开设生物工程专业。

陕西省(7所),包括:西安交通大学,陕西科技大学,西安工程大学,西北农林科技大学,长安大学,西北大学,陕西理工学院。甘肃省(5所),包括:兰州理工大学,兰州交通大学,西北民族大学,甘肃农业大学,河西学院。青海省校(2所),包括:青海民族大学,青海师范大学。新疆维吾尔族自治区校(1所):新疆大学。宁夏回族自治区(1所):北方民族大学。

2 开设生物工程专业的高校数据分析

从数据来看,开设生生物工程专业的高校主要分布在华东,华中和华北地区,占了全国内地高校66.21%,接近2/3左右,尤其是靠近东南沿海的华东地区,比例为31.06%,接近1/3。说明在这些地区,生物工程专业较为受到高校和学生的欢迎,就业方面应该有很不错的发展。

如果从单个省市来看,如图1所示,开设生物工程专业的高校主要集中在华中和华东地区的湖北省、山东省、江苏省、湖南省、河南省和浙江省,这几个省占了全国的46.76%的比例,接近一半。一方面的因素与这些地方经济发达,也与毕业生的就业情况好有关,使得这些地方的高校较大比例的开设生物工程专业,也使得很多学生选择这个专业。

参考文献

农业生物工程技术范文4

【关键词】生物;发酵;工业;应用

中图分类号:Q81 文献标识码: A

一、前言

发酵技术是生物工程的重要技术,在工业、养殖等方面广泛使用。本文将对其应用进行重点分析。

二、生物工程学发展的历史背景

生物工程学是最近几年发展起来的新型学科,它的前身是发酵工业,但它的范围和深远意义却远远超过了发酵工业,生物工程学的历史背景是分子生物学、分子遗传学、微生物学、生物化学及计算机等基础学科,以及由它们派生出的基因工程、组织培养、细胞培养、固定化酶、固定化细胞、生物传感器、微生物培养过程中的自动化控制,以及发酵产物的分离提纯新技术。从而使人们有可能利用微生物、动物或植物细胞的培养来得到人类在医药、食品、化工、能源、农业以及环保方面所希望得到的产品,或要求达到的目的。从它所产生的历史背景和所包括的内容(基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程),不难看出生物工程是多种基础学科和多种先进技术结合产生的一门崭新的跨学科、跨行业的新兴学科。它远远超过传统发酵工业范围。

近年来国内外政府部门、工商业界、科学教育界都涌跃投资,热情研究,并建立了许多生物工程公司。据统计近年来的国际上已建立了300多个生物工程公司,其中80%在美国,其余分布在法国、英国、日本等发达的资本主义国家。各国都在结合自己的特点发展生物科学:美国是全面发展,英国侧重研究单克隆拉体、单细胞蛋白、发酵技术;日本则结合传统的发酵产品,研究精细药品,法国则进行疫苗、动物蛋白以及食品工业有关的项目的研究,荷兰与澳大利亚则侧重于畜牧业与乳品工业等的研究。这些国家还建立了国际生物工程学研究中心。

三、生物工程在发酵工业中的应用

发酵工业是以微生物作基础的,微生物菌种性能的优劣不仅影响产品产量的高低、质量的好坏、成本的高低、经济效益的有无,而且还影响新产品的开发、新原料的利用。老的育种方法是通过从自然界中微生物的分离、常规诱变育种或合理的育种,曾获得高产菌株,增加了经济效益。他们的效果是:①对原来存在的形成产物的结构基因没有改变;②对调节基因引起突变,解除了反馈调节,变诱导型为组成型;③阻断支路代谢(如赖氨酸生产菌种的选育,就是阻断通往高丝氨酸支路),提高前体的供应解除协同反馈;④改变细胞的渗透性,有利于产物的积累,从而使发酵工作取得了很大的效益。但由于以往对结构基因的拷贝数不能增加,原来不存在的结构基因更不能产生。因此用老的育种方法不能使菌种的生产性能有大的突破,更不能组建新的菌种。直到七十年代基因工程的诞生才为发酵工业开创了一个新的时代,因为人们能利用基因工程技术按照自己的意图,培育生产上最优良的菌种。

1、氨基酸发酵

氨基酸是组成蛋白质的基础成分,特别八种必须氨基酸在人和动物体内不能合成,必须由食物供给,因此用发酵法生产必需氨基酸有其重要的经济意义,特别是赖氨酸对食品工业、饲料工业及儿童食品都有重要的经济意义。因为谷类蛋白质中赖氨酸含量不能满足儿童发育的需要,如果不进行人工添加,就会因赖氨酸不平衡而造成营养缺乏。日本人曾在小学生和中学生膳食中进行过添加赖氨酸试验,结果发现在食用添加赖氨酸的,其身材相对高大,握力也增大。

由于赖氨酸的重要性,无锡轻工业学院曾对赖氨酸生产菌种的选育作了大量研究工作,他们用物理、化学因素处理黄色短杆菌Asl.495,结果获得了能积累赖氨酸的苏氨酸缺陷型菌株,再用AEC和SD处理,获得高产赖氨酸的FRR961菌株,在适宜条件下,赖氨酸积累量达45克/升,葡萄糖的转化率达到35%以上,发酵液中赖氨酸的总提取率达到70%,该菌株是国内生产赖氨酸的优良菌株之一。

但赖氨酸的高产菌株都有生长缓慢的缺点,日本科学家们为了弥补这一缺陷,另选一株生长速度迅速的菌种与之进行细胞融合,结果获得一株产酸率高、生长快的菌株,其赖氨酸生产速率比原菌株提高了三倍。同时他们应用基因重组技术进一步构建赖氨酸高产的原理,他们因而获得了一项专利。法国巴黎大学对赖氨酸生物合成的头六个基因进行了分离和鉴定,以后他们与法国康涅徨大学的生物工程部的科学家们合作,从重组DNA技术入手,通过基因扩增的方式,提高参与生物合成赖氨酸的某种酶的活性,使赖氨酸的产量提高了五倍。

2、酶的发酵生产

酶是十种活性蛋白质,不同的酶是由不同的结构基因编码的,因此要提高酶的产量,就要扩增目的基因的拷贝数和解除调节基因的控制,日本科学家于1983年用基因工程技术组建a一淀粉酶的高产菌株。因为a一淀粉酶是枯草芽抱杆菌的主要胞外酶之一,酶的产量受多种调节基因控制。通过DNA转化,使这些调节基因的几个基因引入到一个细胞中,由于这些调节基因被引入到同一细胞中,能起到协同作用,所以引起a一淀粉酶的高产。一株至少含有6个调节基因的高产胞外a一淀粉酶的菌株下2N26,就是通过逐步转化和突变的方法组建的。

3、酒精生产新技术

近年来,由于能源危机等原因,国外在生产化学产品上的明显趋向是,应用生物工程技术,以生物物质生产酒精来代替石油。如日本由于石油缺乏,对于生物物质的利用作出了很大的努力,在七年计划中,前三年用于合成燃料的资金为3400万美元,主要是进行纤维素的酶法糖化和发酵工艺的研究,以此来生产酒精。加拿大也致力于纤维素生产酒精的研究,他们采用酸水解纤维素的方法。巴西则用废糖蜜生产酒精,并在汽油中加20%酒精,名为酒精汽油,以此代替汽油。

4、新型甜味剂的开发。

由于饮料工业的发展,糖的消耗量迅速增加,但是糖系高热量食品,吃多了容易发胖,从而要求供应蔗糖以外的低热量甜味剂,在这种情况下就出现了高果糖浆和人工合成甜味剂,高果糖浆:蔗糖、葡萄糖与果糖的甜度比为1:0.7:1.6,第一代果葡糖浆含果搪42%,工业化生产由日本人于1966年初步成功,年产量约2000吨,应用一株链霉菌,其异构酶由木糖诱导。次年美国应用同一菌株,果糖含量达42%,年产60万吨,所用酶为热稳定后的菌体,或DEAE吸附的酶。

四、发酵技术在有肥料方面的应用

我国是一个农业大国,目前粮食的产量在不断的增长,因此大量的农业秸秆废弃物也出现。根据最新的资料显示,目前我国每年产生的农作物秸秆高达6亿吨左右。在这些废弃的农业秸秆中,3分之二的秸秆可以被收集利用。由于这些秸秆物中含有丰富的微量元素,比如:氮、磷、钾等,因此开发的价值很大,其中蕴含着丰富的资源。人们的生活水平在不断的提高,因此对蛋奶以及肉的需求量越来越高。在此情况下,我国的养殖业迎来了一个新的发展机遇,因此发展迅速。猪、牛、羊、鸡、鸭等的出栏率在逐年攀升,存栏率也是一样。市场的需求也得到基本的满足。可以说,养殖业的迅速发展让市场的供求关系得到改善,但是随之也产生了一些问题,比如:大量的禽畜粪便如何处理以及有效的再次使用。北方这一问题还不是很严重,但是在南方却又为突出。养殖场产生了大量的粪便,这些粪便被随意的丢弃于河流中,这样臭气熏天,环境遭到了极大的污染。资源被白白的浪费,环境质量严重的下降。

我国是一个农业大国,目前农业在不断的发展,因此农业的基础地位也得到了不断的巩固。农业的种植结构也在不断的调整,因此结构变化比较明显、传统的一些经济作物的面积在不断的下降,比如:水稻。因此,其他的一些作物的增长则比较快,比如一些高附加值的作物。谷物的种植面积的波动比较大,其中水稻下降的趋势比较明显,而蔬菜的播种面积一直在增加。水果的种植面积尽管有波动,但是一直保持平稳的趋势,变化不大。农民的收入主要依赖塑料大棚以及温室等。

长期以来,轻农肥、重化肥的思维已经在农民心中根深蒂固,长期使用化肥会让土壤板结、有机质大大下降、另外微生物匮乏。因此,应该使用有机肥。有机肥料生产工艺。生物发酵是有机肥生产的主要工艺,目前的方法是使用二段过程,也就是先使用耗氧发酵,然后使用厌氧发酵。过程如下:农业秸杆、禽畜粪便粉碎生物厌氧发酵造粒干燥称重包装。

使用该工艺可以达到灭除病虫害的目的,但是需要增加一些设备,能耗也就相应增加。在此工艺中,也可以在发酵池底等距离排布通气管道,有机肥原料卸放池中,前期通空气实现耗氧发酵,待耗氧发酵完成后,停止通气,进入厌氧发酵过程,一定时间后完成全部生物发酵工艺过程。

五、我国发酵技术的发展前景

发酵技术是一项重要的生物技术,可以说其是医药生物工程与农业生物工程发展的桥梁,发展前景非常的广阔。科学技术日新月异,因此发酵技术的发展也很迅速。该技术已经可以被用来控制和改造微生物。现代生物技术的一个核心的部分就是现酵工程,其应用广阔,比如:基因工程。使用该工程可以对原有的菌种进行改良,这样产量就会提高。另外,可以使用其产药品,也可以被应用到,化妆品、食品、化工等行业。今后,基因工程及细胞杂交技术在微生物育种上的应用将是发酵技术的发展方向,其也可以有效的缓解能源压力。

六、结束语

随着科技的不断进步,生物工程也将得到深入发展,应用的范围将更加广泛,为人类社会作出更大的贡献。

参考文献

农业生物工程技术范文5

关键词:河道坡岸、绿化技术、研究

中图分类号:S73 文献标识码:A

一、前言

环境是人类赖以生存的基本要素,而建设是推动社会进步的必要手段,不同规模的建设必然对环境产生不同程度的负面影响,两者之间矛盾的存在是不可避免的。如何使人们在高质量的环境中享受发达的物质文明成果,是政府治理国家决策的出发点之一。近几年来,为了加快我国能源、交通等基础建设,电站、铁路、公路等各类工程项目纷纷上马。一时间,开山劈岭、伐木垦殖、截水围堰对原本脆弱的生态环境造成了显而易见的破坏,大量的边坡和水库消落带使植被生存繁衍受到严重影响,加上可能引发的次生灾害,既影响了项目功能的全面实现,又会直接导致社会秩序不稳定因素的产生。因此,在建筑业快速发展的同时,人们愈加关注生态环境,使得生态护坡技术以及绿化技术在河道坡岸中应用广泛。由此可见,关于河道生态系统中坡岸合理应用绿化技术的探讨意义重大。

二、河道生态系统中坡岸合理应用绿化技术的理论研究

生态护坡技术作为一种新型的生态护坡技术,其主要原料是速生的植物枝条,该护坡结构具有固坡效果显著、成本低、接近自然、施工方便等特点,是集工程学、生物学、环境科学、美学等学科为一体的综合科学技术,该技术为我国目前的各类边坡防止工作提供了新的技术方法和先进施工设备。在开展生态护坡工程之前,首先要对即将施工的工程区域现场进行详细勘探,并进一步准确地分析施工河道的具体功能及地理定位,然后,再通过河道周围的地理环境、土壤性质及人文因素等进行考察,来进一步明确河道周围的整个生态系统。在这个总的具体分析的基础上,并与全部生态坡岸的技术特点相结合,从而选择与本区域最为适宜的坡岸绿化技术。

以浦东机场镇为例,其河道示范区就利用了整套的生态护坡技术和土壤生物及生物稳定的相关技术,其中的大部分施工方案都以生态护坡技术为主,唯独进木港则是偏重于土壤生物工程技术。同时,每一河段具体的生态护坡的工程量大小都是不同的,其中工程量最大的是生态护坡工程,而此工程通常在土壤侵蚀程度比较低的河岸中适用。而土堆生物工程,通常在土壤侵蚀程度较高并且植被稀少河岸中适用。复合生物稳定技术的成本一般比较高,因而只有发生特别严重的坍塌,而修复陡坡事才可以使用。

三、生态河道坡岸绿化技术选取与应用

1、生态护坡绿化技术的类型

根据国内外生态护坡技术的理论研究和工程实践,可以将以植物为主体结构的生态护坡关键技术分为三类:全系列生态护坡、土壤生物工程以及复合式生物稳定技术日。

(1)全系列生态护坡

全系列生态护坡技术是从坡脚至坡顶依次种植沉水植物、浮叶植物、挺水植物、湿生植物(乔、灌、草)等一系列护坡植物,形成多层次生态防护,兼顾生态功能和景观功能。挺水、浮叶以及沉水植物,能有效减缓波浪对坡岸水位变动区的侵蚀。坡面常水位以上种植耐湿性强、固土能力强的草本、灌木及乔木,共同构成完善的生态护坡系统,既能有效地控制土壤侵蚀,又能美化河岸景观。全系列生态护坡技术主要应用在那些出现表层土壤侵蚀、植被稀少、景观要求较高的河段。

(2)土壤生物工程护坡

土壤生物工程是一种边坡生物防护工程技术。它采用有生命力的植物根、茎(杆)或完整的植物体作为结构的主要元素,按一定的方式、方向和序列将创门扦插、种植或掩埋在边坡的不同位置,在植物生长过程中实现稳定和加固边坡,控制水土流失和实现生态修复。这类护坡结构稳定、养护要求低、生境恢复快、费用低廉、景观效果较好。土壤生物工程一般采用速生类的本地植物作为护坡的主要结构,如杨、柳等,主要有活枝扦插、柴笼以及灌丛垫三种工程类型。种植方式各不相同。该类技术一般运用在土壤侵蚀较严重、土质松散、景观要求较低的郊区河段。

(3)复合式生物稳定技术

复合式生物稳定技术是生物技术与工程技术相结合的复合式生态护坡技术。这种生态护坡技术强调活性植物与工程措施相结合,技术核心是植生基质材料,依命锚杆、植生基质、复合材料网和植被的共同作用,达到对坡面进行绿化和防护的目的。该技术主要用于修复那些侵蚀非常严重、出现整体滑塌的陡坡。

2、生态护坡绿化技术的应用

生态护坡工程实施前,对工程区域进行详细的现场勘查,分析河道的功能定位、周围环垅特征、土壤类型、水文条件等因素,确定河岸生态修复的目标。在此基础上,结合各类生态护坡技术的特点,选定适宜本区域的生态护坡绿化技术。浦东机场镇生态河道示范区采用了全系列生态护坡、土壤生物工程以及复合式生物稳定技术,中横港和纵径港以全系列生态护坡技术为主,进木港以土壤生物工程为主。各河段内实施的生态护坡工程质量各不相同,全系列生态护坡工程量最大,主要用于土壤侵蚀较轻的河岸;其次是土堆生物工程,主要用于土壤侵蚀严重、植被稀少的河岸;而成本较高的复合式生物稳定技术,只用于机场镇生态河道示范区内出现严重坍塌的陡坡修复工程中,包括柳枝扦插与石笼的复合技术、柳枝扦插与土工布的复合技术。这里以其中的插网河和沙脚河为例来介绍生态河道设计中的土壤生物工程技术。

(1)插网河生态护坡技术

插网河是机场镇农业园区外裸庵泥质岸坡的河道,调查后发现存在的主要问题是,岸坡植被稀少,岸坡侵蚀严重,水生生态系统已遭受严重破坏。按河道整治规划,河道疏浚后河底标高0.5m,河宽20m,边坡坡降设计标准为1:2.5。全河道基本采用土坡全系列生态岸坡,在与华洲路交汇处,设置50m长的绿地与亲水台阶形成景观节点;在与八一河文汇易冲刷处,采用活枝柴笼捆插技术进行生态护坡。从坡脚至坡顶,依次分成若干区域,运用不同的植物进行生态护坡(沉水植物一挺水植物一湿生草本与灌木一绿化乔灌木)。其主要优点为护坡效果好,成本低,工程技术要求不高,景观异质度高,岸坡绿化整齐美观,并保持了原岸坡的生境和生物多样性。

(2)沙脚河生态护坡技术

机场镇沙脚河(晨阳路一江镇路)段存在的主要问题是沿岸生活污水、垃圾随意排放,水流不畅,水体富营养化严,河道地质条件较差(流沙),岸坡侵蚀严重,岸坡植被生态系列配置不全,生态稳定性差,坡岸景观差。按河道整治规划,河道硫浚后河底标高0.5m,河宽20m,边坡坡降设计标准为1:2.5。该河道西侧沿居民区河段(167m)采用复合岸坡,其余河段采用土坡全系列生态岸坡。坡脚至常水位以下2.6m处采用水泥桩浆砌石块的传统护岸工程,以达到在复杂地质条件下的固坡作用,2.6m处以上设置半系列生态岸坡的结构,辅以活枝柴笼捆插技术达到生态护坡的效果。该复合岸坡的主要优点为固坡效果好,最大限度地保持了岸坡的生境和生物多样性以及河道生态系统的完整性,景观异质度较高。但复合岸坡的成本和工程技术要求都较高。

四、结束语

综上所述,河道生态系统中坡岸绿化技术的合理应用对于河道坡岸工程起着重要作用,也使人们的生活更加安全,生态环境更加和谐,从而促进生活质量的提高以及建筑工程的进步。

参考文献:

[1] 陈小华 李小平:《农业流域的河流生态护坡技术研究》,《农业环境科学学报》,2006年S1期

[2] 周明耀 赵瑞龙 徐方:《城镇河道生态护坡技术的研究现状与展望》,《中国水土保持科学》,2005年01期

农业生物工程技术范文6

摘要:生物技术作为创造未来文明的五大新技术之一,正日益受到世界各国的加倍重视。本文阐述了生物技术的的定义,论述了生物技术的发展现状和发展趋势。

关键词:生物技术 发展现状 发展趋势

1.前言

我国的生化工程学科是在20世纪80年代初开始建立的,20多年来我国经历了将化工技术用生物技术和融合生物技术知识发展生化工程的2个阶段。[1]生物技术服务的领域主要包括医药、农业、食品、化工、冶金、能源等方面。在与人类健康有关的重要领域,已能设计和制造脏器、诊断试剂以及治疗药物;在农业上,能够制造兽药,培养植物细胞、利用基因工程和细胞工程技术获得抗病毒、抗虫、抗除萎剂、抗冻、抗旱、抗盐、保鲜、高蛋白、高养分的植物新品种和良种家禽、家畜;在化工方面,生产氨基酸、生物大分子及基本有机化工产品,如乙醇、丁醇、丙酮等,利用基因工程技术和细胞融合得到高产工程菌,为化工生产提供高效、低成本的新途径;另外在“三废”处理、低品位金属提取、生物能源、煤的气化和液化等方面都有不同进展。这些技术的丰富交叉引起了世界各国的强烈兴趣,生物技术商品化的竞争已经到来。

2.生物技术定义

所谓生物技术,即为应用生命科学研究成果,以人们意志设计,对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术,可用于研究生命活动的规律和提品为社会服务等。20世纪30年代生物技术以发酵产品为主干,40年代抗生素工业成为生物技术产业的支柱产业,50年代氨基酸发酵和60年代酶制剂工程相继出现,到70年代DNA重组技术使生物技术得到了突飞猛进的发展,并与信息技术、材料技术及能源技术共同构成了人类新的技术革命的基础。[2]

生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物,其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程,还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。

3.生物技术的发展现状

近些年来,以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛,并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术(Biotechnology)是指“用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品、改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术”。生物工程则是生物技术的统称,是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合,来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种,以工业规模利用现有生物体系,以生物化学过程来制造工业产品。简言之,就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。

生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等,其中,基因工程是现代生物工程的核心。基因工程(或称遗传工程、基因重组技术)就是将不同生物的基因在体外剪切组合,并和载体(质粒、噬菌体、病毒)的DNA连接,然后转入微生物或细胞内,进行克隆,并使转入的基因在细胞或微生物内表达,产生所需要的蛋白质。目前,有60%以上的生物技术成果集中应用于医药产业,用以开发特色新药或对传统医药进行改良,由此引起了医药产业的重大变革,生物制药也得以迅速发展。生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程,其中最为主要的是基因工程方法。即利用克隆技术和组织培养技术,对DNA进行切割、插入、连接和重组,从而获得生物医药制品。生物药品是以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织为起始材料,采用生物学工艺或分离纯化技术制备,并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量而制成的生物活化制剂,包括菌苗、疫苗、毒素、类毒素、血清、血液制品、免疫制剂、细胞因子、抗原、单克隆抗体及基因工程产品(DNA重组产品、体外诊断试剂)等。目前,人类已研制开发并进入临床应用阶段的生物药品,根据其用途不同可分为三大类:基因工程药物、生物疫苗和生物诊断试剂。这些产品在诊断、预防、控制乃至消灭传染病,保护人类健康中,发挥着越来越重要的作用。

鉴于世界上技术先进,经济发达国家对生物技术的高度重视,面对世界新技术革命的挑战,我国“863”高科技发展计划把发展生物技术放在首位,结合我国国情,以解决发展我国农业、医药中存在的关键技术为重点,确定了三个主题:一是高产优质抗逆的动植物新品种、二是新型药物、疫苗和基因治疗、三是蛋白质工程。

4.生物技术的发展趋势

4.1生物技术在农业中的发展趋势

充分利用我国丰富的和特有的遗传资源,分离克隆有自主知识产权的基因和基因工程品种已刻不容缓,以期在以“基因”为核心的生物技术产业中取得主动。实现单基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的转移。重视转基因植物的环境安全性评估,借鉴国外的成功经验,防止转基因植物危害的发生与蔓延。随着基因组时代向后基因组时代的过渡,研究重心已经从揭示生命的所有遗传信息转移到整体水平上对生物功能的研究。因此,在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律的蛋白质学的发展和成熟,必将与基因组研究互相补充,给农业生物技术带来革命性改变。建立一支专门的农业生物技术队伍,尤其是基因工程专业队伍,杜绝一哄而上,避免人财物的无谓浪费,把有限的资金用在刀刃上。

4.2生物技术在环境中的发展趋势

在污染的处理过程中,传统的物理或化学处理方法常伴随二次污染,且运行费用高,处理问题单一而微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性,并可将其作为代谢底物降解和转化因此,生物处理具有效果好、运行费用低、无二次污染等优势,是保障可持续发展的一项最有力的技术措施。[3]

生物技术的发展趋势将朝着传统技术的改良、与其他污染处理手段相结合和与现代高新技术相结合等方向发展,研究高效快速的工艺流程。

4.3生物技术在工业中的发展趋势

工业生物技术的新崛起有两个巨大的推动力,即社会强烈需求和生物技术的进步。人类社会发展迫切需要解决的问题是资源、能源、人口、环境问题.随着生物技术突破性进展,使得人类可以设计和构建新一代的工业生物技术,可高效快速地将各类可再生生物质资源转化为新的资源和能源。工业生物技术在生物能源、生物材料以及生物质资源化方面发挥着重要作用。[4]其中生物能源、生物材料、生物质资源化等都是现在以及将来发展的重中之重。

4.结语

生物技术是2l世纪改变人们生活方式最重要的科技手段。发展生物技术,实现产业化,将为国民经济培育新的增长点。大力发展生物技术和生物技术产业,需要有高水平的专业技术人才,只有高水平的专业技术人才才能掌握现代生物技术,为实现和发展生物技术产业作出应有的贡献。

参考文献:

[1]欧阳藩.生物技术发展现状及发展战略[J].现代化工,2004(6):1-7.

[2]瞿礼嘉,顾红雅,胡苹等.现代生物技术导论[M].北京:高等教育出版社,1998.