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现代生物技术方法范文1
关键词:生物技术概论;授课内容;讲课方式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)38-0158-02
《生物技术概论》是生命科学领域的基础性课程,也是生物技术基础知识和前沿科学相结合的综合性课程。该课程通过向学生讲授基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等原理和研究方法,使学生了解现代生物技术与传统生物技术的区别及现代生物技术发展趋向,初步掌握生物技术在医药卫生、能源、环境、食品及工农业领域的科学应用,为学生将来从事与生物技术相关的工作打下基础,并使其具备向生物学其他相关领域发展的基础知识,如生物工程、生物制药、食品加工、作物分子育种、动物育种等,让学生在将来的学习和工作中有更大的选择和发展空间[1]。
作为生物技术系学生的必修专业课程,《生物技术概论》课程内容难度较高,综合性较强,学生在学习过程中的困难也比较多。而且在我校又是新开课程,面临的问题更多。通过几届学生的学习,作者有以下几点的心得体会:
一、适时选择授课内容,控制课程内容深度
生物技术概论是涵盖整个生物技术领域的一门课程,课程内容十分广泛。我校选取的课本是由宋思扬、楼士林编写的《生物技术概论》(科学出版社,第三版),该书全面介绍了现代生物技术的概念、原理、研究方法、发展方向及其应用领域。内容涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程以及生物技术在农业、食品、医药、能源、环境保护等领域中的应用,同时还概要介绍了对生物技术发明创新的保护以及生物技术的安全性等。全书几乎涵盖了整个生物技术领域的所有内容,就一般院校的计划学时来说很难一一讲解。针对这种情况我们在授课时对内容进行了整合和删减,侧重结合专业特点,对部分教学内容做适当拓展与延伸,以期达到更有效的教学效果。
我校属医学院校,生物技术学生的专业方向是制药方向,因此在授课时加重了与医药相关部分的内容讲解。比如在介绍细胞工程时,学生重点掌握的是动物细胞工程。而对植物细胞工程比如人工种子的研制、单倍体的诱发,只求学生能够有初步的了解。而在讲解生物技术应用时着重介绍了生物技术在制药和医学领域方面的应用,在讲解时授课老师先搜集生物技术药物的最新进展和最新的基因诊断和治疗方面的技术,配合动画、影音,务求能让学生能直观和深刻地了解这一方面的知识。
另外生物技术概论属于承接学生专业基础课(生物化学、细胞生物学)和专业课(基因工程、细胞工程等)性质的课程。在授课内容选择上我们还需要考虑到虽然生物技术概论中已经包含了四大工程的内容,但学生还将分别对这几个工程进行专项的学习。因此本门课程的授课目的是让学生理清整个生物技术脉络,做到深入浅出。
目前的生物技术发展迅速,各种各样的新技术、新方法层出不穷,不可能一一进行介绍。因此需要结合学生实际需要,有选择地进行讲授[2]。本校将生物技术概论安排在大三上学期讲授,学生已经有了生物化学、细胞生物学方面的基础,比如:
二、教学方式的改变
1.采取互动式教学。生物技术的发展速度十分迅速,尤其是它的应用更是非常广泛,很多应用与实际生活息息相关。因此备课时除了书本知识外,还需要授课老师广泛查阅文献资料,力求把最新、最热的生物技术资讯传递给同学。在某些章节也可让学生结合课本,查找文献,自己完成课程的讲授。通过这些既让学生加深对知识的掌握,刺激了学习的积极性,老师也可以获得更多的授课资源,一举两得。
在备课中还注意收集图片、动画和影音,力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习[3];针对大家关注和容易引起争论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。
2.以问题为导向,启发性教学。生物技术是一门实践性和科研性较强的学科,因此在课程讲授中就要有意识培养学生的科学态度和科研思维能力,锻炼学生自主思考问题的能力。如在讲授转基因技术时,就让学生对目前社会上针对转基因的几种不同的观点进行思考。转基因技术的意义究竟在哪里?它是一种工具还是一种武器?如何建立完善的评估体系能有效规避转基因技术的风险?通过这些问题的设置,让学生对讲授的内容有更深层次的思考和理解。
另外在讲解完生物技术四大工程等理论性较强的内容后,可以结合医学院校特点,在讲解基因治疗时设置几个具体病例,如腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症和乙型肝炎,先让学生寻找不同病例的治疗方法,通过治疗方法的比较让学生掌握基因治疗和普通治疗方法间的区别。
三、加强双语教学的比重
双语教学是授课发展发展的必然趋势,但双语教学涉及教师和学生双方面的因素,是一个循序渐进的过程。学生的英语水平参差不齐,对双语教学的接收程度也不一,不能因为一味强调双语教学而挫败了学生学习的兴趣,只有根据不同的情况实时调整,找出合适的教学方法,才能够真正发挥双语教学的优势[4]。
我校已经有很多课程部分采用双语教学,针对生物技术概论的特点我们加强了双语教学的比重,采用“混搭式”教学方法,在授课时将部分课件和参考文献完全替换为英文原版。采用双语教学和原版教材搭配,能使教师快速了解该学科最新的科研成果和发展动态,并且使得学生们在掌握专业知识的同时,能够提高外语听、读、写能力,最终达到能自如地看英文文献和用英文进行学术交流。在今后的课程中我们还将安排学生自己完成英文多媒体课件的制作,加深对知识点的了解。
四、课程发展趋势
现代生物技术已经应用于当今世界高新技术产品的主要领域,尤其在医学和药学上的应用也更为广泛。很多非生物专业学生也对现代生物技术方面的知识产生了浓厚的兴趣。因此为适应现代社会发展、科学技术发展的需要,同时也为了满足不同学生的要求,使学生的兴趣爱好、专业特长得到发挥,今后可以将《生物技术概论》作为一门非生物专业选修课针对全校学生进行讲授,加强相关知识的普及[5]。以上是我根据《生物技术概论》几年的讲授所总结出的一点浅显的看法,希望能给其他生物技术相关课程的老师一些借鉴。
总之,我们在教育中力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习;针对大家关注和容易引起争论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。
参考文献:
[1]宋思杨,楼士林.生物技术概论(第三版)[M].北京:科学出版社,2007:1-5.
[2]薛金爱.浅析《生物技术概论》的教学实践[J].山西农业大学学报,2006,(6):224-225.
[3]王国霞,赵奇,杨玉珍,等.《现代生物技术概论》教学改革与实践探索[J].宁夏农林科技,2012,(53):119-121.
现代生物技术方法范文2
关键词:现代生物技术 废水生物处理 生物修复 水处理剂
0 引言
随着工业的高速发展,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和经济的进一步发展。因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中,生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。
1 现代生物技术的内容与特点
现代生物技术是指以dna 技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、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[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。
生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。
2 现代生物技术在废水处理中的应用
废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。
2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。
2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除 1~3gcod ,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。
2.3 生物反应器技术 生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便 ,运行费用低,所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术[6]。
3 生物修复技术
生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为co2和h2o或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使自然生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明 ,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:①经济,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。
生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需发展鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。
4 微生物水处理剂
微生物水处理剂主要集中在以下几个方面:①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂,已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用,为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发,已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向,主要有两大类:一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物;另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵,抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好,成本低,无二次污染等。目前,已筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8 种,细菌5种,放线菌5种,酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展,微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。
现代生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为,今后应从四个方面进行深入研究:①分离、筛选和培养高效降解菌,利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物;②构建高效反应器,优化运行条件,探索新技术新方法;③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂;④着力实践和推广生物修复示范工程,为生态环境建设提供有力的技术支持。
参考文献:
[1]李亚一.生物技术[m].北京:中国科学技术出版社.1994.1.
[2]王凯军.发达国家环境生物技术研究规划简介[j].给水排水.1996.22(9):7-9.
现代生物技术方法范文3
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.
现代生物技术方法范文4
【关键词】 兽医行业 生物技术 应用
生物技术作为一种先进的科技手段,其主要是指在现代生命科学与其他基础性科学的条件下,通过预先设计对生物原料进行加工或改造生物体,从而生产出人类所需的产品。生物技术是以生物学为基础,将生物科学与工程技术相结合,能够有效控制生物控制系统,涉及生物工程、蛋白质工程和基因工程等一系列技术,属于高新实用技术的集合体。总体而言,生物技术的发展与应用,为现代科技科研的发展与进步提供了重要的平台,有利于促进科技的更高层次的发展。
1 兽医行业中生物技术的应用
生物技术属于一门综合性较强的学科,其是指人们加工动植物体和微生物等物质原料,为社会提品服务,包括发酵技术和现代生物技术等。一般兽医行业中生物技术的应用可从动物育种、动物疫病诊断与防治、饲料资源开发、畜禽环境净化等方面进行具体分析。
1.1 动物育种
生物技术在动物育种中的应用,主要是胚胎技术、DNA技术、克隆技术和转基因等的应用,其具有较强的针对性,能够对传统人工育种的形式加以改善,加快培育和品种优选的时间,缩短培育的周期,提高育种质量,实现分子级的培育效果。例如通过生物技术可提取特殊基因,在插入基因簇的基础上开展生物的遗传性再造,这样能够对品种的某一特性加以改变,优化品种或改造种群。然后利用相关的生物技术,有效进行检测与诊断,对遗传改造效果进行科学分辨,保留达到预期的小组,提高育种过程的速度与准确性,提高畜牧业的生产能力。
1.2 动物疫病诊断与防治
运用生物技术来诊断与防治动物疫病,其主要是通过该技术培育基因工程兽用疫苗,其培育时间比常规疫苗生产时间要短,并且疫苗具有更加强大的效果和更多的种类,降低因污染或残毒而导致的生物污染几率。一般来说,常见的包括预防禽痘病毒的核酸疫苗、基因缺失疫苗、活病毒载体重组疫苗等。随着生物技术的不断发展,许多新型有效的诊断方法用于畜禽的疾病诊断中,尤其是多种分子生物学诊断方法,如聚合酶链反应法、核酸探针法、免疫印迹法、限制酶分析法等。
1.3 饲料资源开发
动物的养殖需要以饲料为基础,其直接关系到畜牲畜的成长和畜牧业的经济效益;而生物技术的应用发展有效推动了畜牧业与农业的技术变革,为饲料资源的研发提供了有力条件。将生物技术应用在饲料研发中,能够促进饲料营养成分的提高,减少因饲料短缺而产生的压力情况,为畜牧业的良性发展提供基础。如生物技术在发酵饲料中的应用,其对传统饲料来源加以改变,降低饲料成本,提高畜禽的适应性和抵抗力,减少畜禽的发病率。澳大利亚的部分科学家已经研制出新的首蓓,其含有十分丰富的蛋白质,去除相关基因之后可作为新型的高蛋白质含量的饲料。
1.4 畜禽环境净化
由于养殖业大多较为集中,因此畜舍中会散发出含有氨气的难闻气味,这些物质会严重威胁到对人畜的健康,因此需要采用科学的措施来防治这一情况。如由于畜舍中含有大量氨气,导致肉鸡情况的出现,或者是引发猪的呼吸道疾病。科学家利用生物技术提取莫哈欠丝兰中的糖化合物,从而减少畜舍内含有的粪臭素、氨气和硫化氢,促进牲畜血液中含氧成分的增强,避免鸡产生腹水症的现象,提高猪的生产性能。
2 兽医行业中生物技术的发展趋势
DNA重组技术作为现代生物技术的核心内容,其操作对象主要是遗传物质、基因或细胞机体。随着生物技术的发展,其为畜禽类疾病的诊疗与疫苗的研发等提供了技术支持,有利于畜禽类疾病的预防,减少人类部分疾病的产生。当前基因治疗仍然是动物医学的重要研究方向,如利用何种方式认识和利用基因等,其需要以动物疾病模型为依据研究与分析基因治疗问题,从而完善兽医临床的相关理念。此外,生物制药也是现代生物技术的发展方向,抗生素的耐药性已经成为十分严重的问题,畜牧生产者对抗生素的广泛应用,在很大程度上促进了新耐药菌株的传播,引发了部分人畜共患的疾病,给医疗保健系统造成了严重的经济负担。因此生物类医药的应用是未来药物的使用准则,其有利于预防疾病与疫苗接种,对兽药的研制具有较好的应用价值。现代生物技术具有良好的优越性,是未来医药行业的必然发展趋势,但是如何简化分析方法、降低技术的使用成本及操作难度,仍然是该项技术在实际发展中需重点解决的难题。
3 结语
综上所述,生物技术作为一种综合性的高新技术,其多应用于动物育种、动物疫病诊断与防治、饲料资源开发、畜禽环境净化等方面,有效推动了兽医行业的发展。当前我国在研发生物技术层面相对落后,尤其是动物育种和饲料研发等方面的应用,但是我国正在不断提高对该项技术的认识,今后其在牲畜养殖方面的应用将会变得更加广泛和普及。
【参考文献】
现代生物技术方法范文5
关键词:生态环境;技术;扩展融合
0.引言
随经济技术的快速展,人们的生活水平逐渐得到提高,因此人们更加注重生活质量。但是人们发现我们生活的环境因为经济发展而被污染,以前都是利用污染环境来达到经济发展的目的,于是人们开始提倡保护环境和治理环境,并对治理手段和技术进行长时间的研究,目前推出的是现代生物技术,因此本文就生态环境与生物环境的融合进行了分析。
1.我国生态环境现状
我因为工业生产“三废污染”、化肥和农药污染以及废弃塑料污染,对生态环境造成了很大的影响,导致水污染问题日益严重,水资源短缺,我国已经有一半城市处于缺水状态,农村地区也出现人畜饮水困难,土壤也受到了污染,耕地面积越来越少,土地荒漠化问题愈演愈烈,森林覆盖率逐年下降,草场面积也在锐减[1]。人们的身体健康因为这些环境污染问题,出现了多种复杂疾病,而且疾病发病率越来越高。因此,我国必须加大环境保护和治理的力度,采用高新技术老控制环境污染程度,达到生态环境的平衡,比如说现代生物技术就是一种比较先进的技术,可以用来治理环境污染,提高环境质量。
2.现代生物技术用于环境保护的优势
现代生物技术是指以DNA分子为基础,也就是细胞工程、酶工程、微生物工程和基因工程等生物技术的总称。现代生物技术不仅可以用于医药研究、视频工程和农作物改良,而且在环境污染治理中发挥着重要作用。自上世纪八十年代,生物技术就已经是一种高新技术,受到世界各国研究机构的重视,发展速度十分迅猛,利用生物技术治理环境污染有许多优点,主要分为以下三点:(1)现代生物技术可以破解垃圾废弃物和污染物的分子结构,达到讲解污染物的目的,而且这些被讲解的产物还可以重新利用,这样就可以做到最大程度地减少环境污染,既可以减轻环境治理的重担,缓解污染问题,又可以对垃圾物进行无害化处理,净化空气、美化地球环境。(2)利用发酵工程技术处理污染物,最终转化的产物都是无害物质,比如说说甲烷、氮气和二氧化碳等,可以一次性转化,避免多次转移造成更大面积的污染,因此生物技术是一种比较便捷和彻底的污染处理手段,而且具有较高的安全性。(3)生物技术是在酶促反应的基础上产生化学反应的过程,酶作为一种生物催化剂,其本质是活性蛋白质,主要是在常温常压的条件下发生反应,因此生物治理技术可以就地实施,而且不会影响到其他作业的进度,与化工过程相比条件更加宽松,而且反应过程也得到简化,使用的设备也比较简单,处理成本较低,而且效果显著、操作便捷,优势比较明显[2]。生物技术也因此被广泛应用于多个领域,如工业废弃物处理、生活垃圾处理、环境监测和工业清洁生产等各个方面。
3现代生物技术在环境保护中的应用
3.1生物净化污水
污水中隐藏的有毒物质比较复杂,包括酚类、重金属、有机酸、蛋白质、氰化物和有机汞等。微生物通过自身的活动就可以解除污水毒害,使有毒物质转化为无毒物质,从而达到净化污水的目的。当前使用的固定化细胞技术和固定化酶就是一种生物净化污水的方法,固定化细胞技术和固定化酶技术属于酶工程技术,固定化酶又被称为水不溶性酶,主要是通过物理吸附或者化学键合法将不溶性载体和水溶性酶结合起来,使得酶不溶于水,但是其催化活性得以保留。而微生物细胞是一个固定化酶反应器,最直接的制酶方法就是将微生物细胞固定。重金属污染是导致土壤污染的主要污染源,重金属污染的生物修复是利用微生物作用和植物作用来弱化土壤中重金属的毒性,其中的原理就是通过生物作用改变重金属的化学形态,使重金属固定,降低它的可利用性和移动性,通过生物吸收来达到解毒的目的。污染土壤的修复过程可以促进土壤有机质含量的增加,激发微生物的活性,从而实现改善土壤结构的目的,这样就可以遏制水土流失、风蚀和水蚀等现象。
3.2消除白色污染
废气的塑料和农用地膜一般都很难自动降解,这应该是环境污染的主要成分。我国土壤。河沟等地有近百万吨的塑料垃圾,它们残留在土壤中就会导致农作物减产,如果不采取措施进行处理,十几年后耕地可能就会颗粒无收。由此可见塑料垃圾的危害性,它严重影响到了我们的生态环境,对塑料降解进行研发已经急不可待。如果利用现代生物技术就可以成功分离出可以降解的塑料和农膜,然后利用微生物构建高效降解菌,另外还可以分离克隆降解基因,将这个基因导入土壤微生物中,就可以同时发挥两者的作用,迅速把塑料和农膜进行降解。同时,国家还需大力推行可降解塑料和农膜的研发和应用。
3.3消除化学农药污染
在耕种农作物时不可避免地要使用化学农药,而化学农药有很多都会残留在土壤中,这样就会产生毒害作用。因此,人们一直在寻找安全有效的方法去消除化学农药,有的是通过矿化作用将农药分解,这种消除方法比较彻底,而且很少出现副作用;有的是通过共代谢作用转化农药,这种途径操作比较复杂,既有良好影响也有不利影响[3]。因此,我们可以利用基因工程改造农药中的微生物,达到最佳的降解效果。要想彻底消除化学农药污染,应从推广生物农药入手,这类农药主要包括微生物杀虫剂和微生物除草剂等,大多是由生物体的代谢产物组成,但目前还未得到重视,应用不够广泛,因此人们应利用DNA技术来提升生物农药的杀虫效果。
4.结语
现代生物技术是信息技术时代下的产物,既表明了人们对环境保护和治理的重视,也彰显了我国在高新技术上的发展水平。由此我们可以知道一个国家要想取得更长远的发展,就必须做到生态环境的平衡,不能以污染环境为代价去发展经济,这是非常不明智的做法。虽然生物技术已经成功研发出来了,但是它还没有被广泛应用,因此相关部门要加大宣传力度,推广生物技术的应用范围。
参考文献
[1] 张卫平,杨立峰,张俊芳.信息技术与教育教学融合的教育生态环境建设[J].云南开放大学学报, 2015, 17(01):11-12.
现代生物技术方法范文6
关键词:现代生物技术 废水生物处理 生物修复 水处理剂
0 引言
随着工业的高速发展,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和经济的进一步发展。因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中,生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。
1 现代生物技术的内容与特点
现代生物技术是指以DNA 技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、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[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。
生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。
2 现代生物技术在废水处理中的应用
废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。
2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。
2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除 1~3gCOD ,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。
2.3 生物反应器技术 生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便 ,运行费用低,所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术[6]。
3 生物修复技术
生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为CO2和H2O或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使自然生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明 ,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:①经济,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。
生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需发展鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。