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生物制氢展望

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1 生物制氢原理

广义地讲,生物制氢是指所有利用生物产生氢气的方法,包括微生物产氢和生物质气化热解产氢等[4,5]。狭义地讲,生物制氢仅指微生物产氢,包括光合细菌(或藻类)产氢和厌氧细菌发酵产氢等[2,6,7,8,9]。本文只讨论狭义上理解的生物制氢,这也是利用生物制氢的主要研究方向[3,6]。

迄今为止一般采用的方法有:光合生物产氢,发酵细菌产氢,光合生物与发酵细菌的混合培养产氢。

1.1生物制氢的三种方法

1)光合生物产氢利用光合细菌或微藻将太阳能转化为氢能[8,10]。目前研究较多的产氢光合生物主要有蓝绿藻、深红红螺菌、红假单胞菌、类球红细菌、夹膜红假单胞菌等[6,11]。

2)发酵细菌产氢利用异养型的厌氧菌或固氮菌分解小分子的有机物制氢[8]。能够发酵有机物产氢的细菌包括专性厌氧菌和兼性厌氧菌,如丁酸梭状芽孢杆菌、大肠埃希氏杆菌、产气肠杆菌、褐球固氮菌、白色瘤胃球菌、根瘤菌等[6,11]。与光合细菌一样,发酵型细菌也能够利用多种底物在固氮酶或氢酶的作用下将底物分解制取氢气,底物包括:甲酸、乳酸、丙酮酸及各种短链脂肪酸、葡萄糖、淀粉、纤维素二糖,硫化物等。发酵气体中含H2 (40 %~49 %) 和CO2(51 %~60 %) 。CO2经碱液洗脱塔吸收后,可制取99. 5 %以上的纯H2 。产甲烷菌也可被用来制氢。这类菌在利用有机物产甲烷的过程中,首先生成中间物

H2 、CO2 和乙酸,最终被产甲烷菌利用生成甲烷。有些产甲烷菌可利用这一反应的逆反应在氢酶的催化下生成H2[11]。

3)光合生物与发酵细菌的混合培养产氢由于不同菌体利用底物的高度特异性,它们能分解的底物是不同的。要实现底物的彻底分解并制取大量H2,应考虑不同菌种的共同培养。Yokoi H.等采用丁酸梭菌( Clost ridiumbutylicm )、产气肠杆菌( Enterobacter aerogenes) 和类红球菌( Rhobacter sphaerbdies)共同培养,从甜土豆淀粉残留物中制取H2 ,可连续稳定产氢30 天以上,平均产氢量为4.6molH2/mol葡萄糖,是单独利用C.butylicm产氢量的两倍。原因在于C.butylicm 产生的淀粉酶能降解淀粉成葡萄糖来产氢,E.aerogenes中不含淀粉酶,只能直接利用葡萄糖产氢。而在两者代谢的过程中,葡萄糖降解除了产生H2,还产生两者不能利用的小分子有机酸,使培养基的pH值下降,偏离了微生物的最适生长条件,从而使氢气产量下降。但当三者共同培养时,葡萄糖降解产生的有机酸能被R .sphaerbdies降解,从而使培养基pH值保持恒定,葡萄糖能够被充分利用,产氢量大大提高[11]。

1.2生物制氢的方法比较

光合生物制氢的优势在于对蓝细菌( Cyanobacteria)的研究较早,已经积累了丰富的经验,且光合细菌的底物范围也较广[12] ;光合细菌对光的转化效率高[13]。但光合生物制氢存在以下问题:1)蓝细菌和绿藻在产氢的同时伴随氧的释放,易使氢酶失活[1,14]。消除氧气的机械法和化学法[3]或者消耗大量惰性气体和能量,或者导致不可逆反应使细胞失活,都不可取。2)光合产氢微生物只对特定波长的光线有吸收作用[15],而提供充分的波长合适的光能又会消耗大量的能源,光源的维护与管理变得复杂,使产业化制氢难度变大[7,11] 。

发酵法生物制氢较光合法生物制氢具有以下几个优点:1)发酵产氢菌株的产氢能力要高于光合产氢菌株的产氢能力。2)在实际培养中,发酵细菌生长要快于光合细菌。3)无需光照,不但可以昼夜持续产氢,且产氢反应装置的设计简单,操作管理方便。4)可以使单台制氢设备的容积足够大,提高单台制氢设备的产氢能力,易于实现工业化生产规模。5)可以广泛利用工业废料为底物,实现废物处理的资源化。6)混合培养时,产氢细菌驯化和启动更容易[6,7,13,16,17,18]。

2 生物制氢的发展历程

早在100多年前,科学家们就发现在微生物作用下,通过蚁酸钙的发酵可以从水中制取氢气[2,7]。20世纪70年代世界性的能源危机爆发,生物制氢的可行性研究受到高度重视[18]。生物制氢技术最早由Gaffron和Rubin提出并首先展开了相关研究,此后该项研究在世界上许多国家迅速展开[18]。迄今为止,已有牛粪废水、精制糖废水[19]、豆制品废水、乳制品废水、淀粉废水、酿酒废水[14]、麦麸、酒糟、玉米秸秆等农业固体废弃物[20]以及厨余垃圾[3]被转变为生物氢气,但研究规模还处于实验室水平。

人们为了提高反应器内的生物量,普遍利用纯菌种[9],在菌体培养方面研究固定化技术。传统观点认为,微生物体内的产氢系统(主要是氢化酶)很不稳定,只有进行细胞固定化,才可能实现持续产氢。李建政等使用肠杆菌E. 82005 菌株进行试验[11],连续流非固定化试验的产气率仅为琼脂固定化试验的1/7。

然而,固定化技术也有不足。细菌的包埋是一种很复杂的工艺,要求有与之相适应的纯菌种生产、菌体固定化材料开发及加工工艺,使制氢成本大幅度增加;细胞固定化形成的颗粒内部传质阻力较大,使细胞代谢产物在颗粒内积累而对生物产生反馈抑制和阻遏作用,从而会使生物产氢能力降低;固定化的细菌容易失活,一般经3到6个月运行后需要更换,增加了运行成本[18]。

任南琪在1990 年提出了以厌氧活性污泥为制氢生产者,利用碳水化合物为原料的发酵法生物制氢技术[1,21]。该法避免了利用纯菌种进行生物制氢所必须的纯菌分离、扩大培养、接种与固定化等一系列配套技术和设备,在大幅度降低生物制氢成本的同时,也提高了生产工艺的可操作性,在技术上更易满足工业化生产的要求[22]。中国哈尔滨工业大学通过选育得到了高转化细菌,建立了非固定化连续流混合菌发酵方法,已完成500~1000标准m3/d的中试试验,目前正建立600m3/d的工业化试验装置,成本低于水电解法制氢成本[2,13]。

虽然在发酵法制取氢气的研究上已经取得了很大的成绩,但是这种技术至今没有被广泛的利用,说明它还存在很多问题受到很大限制[6]。另外,对于生物制氢,氢气的纯化与储存是一个很关键的问题。生物法制得的氢气的体积分数通常为60 %~90 % ,气体中可能混有CO2 、O2 和水蒸气等。有人尝试使反应气体通过钯~银膜,以实现反应与分离的耦合[1] 。

3 生物制氢的问题与研究重点

目前,生物制氢需要解决的问题及研究重点主要可概括为以下几个方面:1)氢气形成的生物化学机制研究。进一步深入、准确地表达氢气的代谢途径及调节机制,为提高光合产氢效率及其它应用方面的研究提供基础。2)高产菌株的选育。优良的菌种是生物制氢成功的首要因素,目前还没有特别优良的高产菌株的报道,需要加强常规筛选和基因工程筛选方面的研究。3)光的转化效率及转化机制方面的研究。光能是光合生物制氢的唯一能源,需要深入研究光能吸收、转化和利用方面的机理,提高光能的利用率,以加快生物产氢的工业化进程。4)原料利用种类的研究。研究资源丰富的海水以及工农业废弃物、城市污水、养殖厂废水等可再生资源,同时注重污染源为原料进行光合产氢的研究,既可降低生产成本又可净化环境。5)连续产氢设备及产氢动力学方面的研究。6)氢气与其它混合气分离工艺的研究。7)副产物利用方面的研究。光合产氢时原料对氢气的转化率很低,在提高氢气转化率的同时研究其它有用副产品的回收和利用,是降低成本、实现工业化生产的有效途径。

[23]???

4 生物制氢的前景分析

从以下角度分析生物制氢的前景。

1)需求。氢气是目前最理想的清洁燃料之一。以氢气作为下一代能源替代品已成为许多汽车制造商如通用汽车(General Motors) 、奔驰(Benz) 等公司和石油生产商如壳牌(Shell) 等关注的热点。氢气的需求量将大幅度增加。

2)成本与环境。生物制氢至今没有产业化的主要问题是成本高,而利用工业和农业废弃物发酵制氢可大大降低成本。生物制氢所用的原料是城市污水、生活垃圾、动物粪便等有机废物,在获得氢气的同时净化了水质,达到保护环境的作用。因此无论从环境保护,还是从新能源开发的角度来看,生物质制氢都具有很大的发展前途。

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生物工程专业就业前景

生物工程专业就业前景 篇一:生物工程就业前景 生物工程就业前景 生物工程,是20 世纪70 年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科,90 年代诞生了基于系统论的生物工程,即系统生物工程的概念所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。 生物工程专业就业前景: 生物工程,是20 世纪70 年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科。所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子机算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。

生物工程主要研究基因工程、遗传工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程和发酵工程的理论及其在工、医、农、环境保护等部门中的开发和应用,如研究改变遗传因子组合,生产出有强抗病性的小麦;利用微生物的作用发酵香蕉、制作甜酒;还有大家熟知的克隆羊多利,就是由生物工程技术创造的;根据国际植物基因工程发展的新趋势,还可以利用转基因植物生产各种蛋白类药物,吃了这类含药物基因的食物,就可以起到治病防病的作用等等。 国家、社会对这个专业的需求很大,从发展趋势来看,就业前景十分广阔。同时,生物工程是一个高新技术产业,对人才的要求也很高。 若想要在本学科有所建树或想从事高级技术工作,就必须读研进一步深造,一般有一半以上的学生会选择读研。可以转向很多相关领域,如生物,制药,食品等;保研几率比较大,且各学校,各科研院所交叉保送机会很大。读研如选择生命科学类,则向理科研究方向发展,一般会一直从事研究工作,如继续本专业或转向发酵工程,制药工程,食品科学等,硕士毕业后会有很好的就业前景。 专业分析: 优势 社会认可度高,对本专业有较高期望 知识范围广,生物学基础强,工科知识扎实,二者有机结合基础扎实,应用广泛,可以很容易的转到生物科学方向或其他相关应用专

生物大分子分离技术综述

生物大分子分离技术综述 摘要:生物大分子包括核酸DNA和RNA、多糖、酶、蛋白质以及多肽等。生物大分子分离技术是生物研究中的核心技术之一,当前医学,药学及生命科学学科之间的交叉渗透为大分子分离技术的发展提供了更多的契机。本文对以沉淀、透析、超滤和溶剂萃取为代表的传统分离技术, 以及色谱, 电泳等现代分离技术的发展概况、方法、特点及应用进行了综述。 关键字:分离技术生物大分子 1前言 生命科学的发展给生物大分子的分离技术提出了新的要求。各种生化、分子研究要求提取分离高纯度,结构完整和具有生物活性的活性的生物大分子样品,这就使得分离技术在各项研究中起着至关重要的作用。对生物大分子分离技术的研究也就随之产生。同时,随着各学科之间的交叉渗透,纳米材料、计算机自动化等技术的发展也为生物大分子技术的发展提供了更多的空间。 生物大分子的制备具有如下特点:生物样品的组成极其复杂,许多生物大分子在生物样品中的含量极微,分离纯化的步骤繁多,耗时长;许多生物大分子在分离过程中就非常容易失活,因此分离过程中如何保证生物大分子的活性,也是提取制备的困难之处;生物大分子的制备几乎都是在溶液中进行的,温度、PH值、离子强度等各种参数对溶液中各种组成的综合影响,很难准确估计和判断。这些都要求生物大分子的分离技术以此为依据,突破这些难点,优化分离程序以获得符合要求的生物大分子试剂。 2传统分离技术 被广泛应用传统的生物大分子分离方法有透析、溶剂萃取、沉淀和超滤等,它们都是一些较早就建立起来比较完善的的分离方法。 2.1透析法 1861年Thomas Graham发明透析方法,已成为生物化学实验中最简易常用的分离纯化技术之一。在生物大分子的分离过程中,除盐、少量有机溶剂、生物小分子杂质和浓缩样品等都需用到透析。现在,除半透膜的材料更加多样化,透析方式也更加多样。透析法主要是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜,而大分子物质不能通过半透膜的性质,达到分离的方法。例如分离和纯化DNA、蛋白质、多肽、多糖等物质时,可用透析法以除去无机盐、单糖、双糖等杂质。反之也可将大分子的杂质留在半透膜内,而将小分子的物质通过半透膜进入膜外溶液中,而加以分离精制:透析是否成功与透析膜的规格关系极大。透析膜的膜孔有大有小,要根据欲分离成分的具体情况而选择。透析膜有动物性膜、火棉胶膜、羊皮纸膜、蛋白质胶膜、玻璃纸膜等。分离时,加入欲透析的样品溶液,悬挂在纯化水容器中,经常更换水加大膜内外溶液浓度压,必要时适当加热,并加以搅拌,以利透析更快。最后,透析是否完全,须对透析膜内溶液进行检测。

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生物质制氢发展和前景研究 作者袁超 学号 201206030121 摘要:氢气作为一种清洁无污染的新型能源越来越受到人们的关注。与传统制氢方法相比,生物制氢技术的能耗低,对环境无害,已经逐渐引起了人们的重视。 Abstract:Hydrogen as a clean pollution-free new energy more and more get the attention of people. Compared with the traditional hydrogen production methods, biological hydrogen production technology of low energy consumption, harmless to the environment, has gradually aroused people's attention 关键词;发酵;制氢;酶;影响因素;前景;生物制氢 前言:据估计,地球上每年生长的生物质总量约相当于目前世界总能耗的l0倍,我国年产农作物秸秆6亿多t,可利用生物质资源约30亿t。从资源本身的属性来说,生物质是能量和氢的双重载体,生物质自身的能量足以将其含有的氢分解出来,合理的工艺还可利用多余能量额外分解水,得到更多的氢。生物质能是低硫和二氧化碳零排放的洁净能源,可避免化石能源制氢过程对环境的污染,从源头上控制

二氧化碳排放。与传统制氢方法相比,生物制氢技术的能耗低,对环境无害[ 1 ]。该文章从生物质制氢的原理入手,综述了多种生物质制氢方法,并以生物质制氢为中心对生物利用进行讨论。 正文 1生物制氢的方法 1.1生物质催化气化制氢 生物质催化气化制氢是加入水蒸气的部分氧化反应,类似于煤炭气化的水煤气反应,得到含氢和较多一氧化碳的水煤气,然后进行变换反应使一氧化碳转变,最后分离氢气。由于生物质气化产生较多焦油,研究者在气化器后采用催化裂解的方法以降低焦油并提高燃气中氧含量,催化剂为镍基催化剂或较。为便宜的白云石、石灰石等。气化过程可采用空气或富氧空气与水蒸气一起作为气化剂,产品气主要是氢、一氧化碳和少量二氧化碳。气化介质不同,燃料气组成及焦油含量也不同。使用空气时由于氮的加入,使气化后燃气体积增大,增加了氢气分离的难度;使用富氧空气时需增加富氧空气制取设备[2]。Dernmirbas[3]认为含水质量分数在35%以下的生物质适合采用气化制氢技术。

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基因工程技术的现状和前景发展 摘要 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术,经过30多年来的进步与发展,已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言,生物学将成为21世纪最重要的学科,基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 基因工程应用于植物方面 农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量,改善品质,增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展,植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中,在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状,通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力,已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面,也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战,耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长,从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来,导入植物体可获得转基因植物,目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。随着生活水平的提高,人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明,利用基因工程可以有效地改善植物的品质,而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域,近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展,如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因,成功地导入到马铃薯中,培育出高蛋白马铃薯品种,其蛋白质含量接近大豆,**提高了营养价值,得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。 基因工程应用于医药方面 目前,以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一,发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上,基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子,在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。目前,应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试,并进入临床验证阶段;专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制,它可有目的地寻找并杀死肿瘤,将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂,最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒,修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中,是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。 基因工程应用于环保方面

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生物技术专业综述 作为生物技术专业的一名学生,我认为我们应该知道以下内容,以方便我们更好的了解我们所学的内容,这将对我们以后的学习以及就业都有帮助。 我们所学的主要课程:微生物学、细胞生物学、生物化学、遗传学、学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等。 生物技术的定义: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供产品为社会服务等。 生物技术的发展:生物技术是全球发展最快的高技术之一。70年代发明了重组DNA技术和杂交瘤技术。80年代建立了细胞大规模培养转基因技术,现代生物技术(基因工程)制药开始于八十年代初,特别是发明了pcr技术,使现代生物技术的发展突飞猛进,90年代,随着人类基因组计划以及重要农作物和微生物基因组计划的是害死和信息技术的渗透,相继发展起了功能基因组学,生物信息学,组合化学,生物芯片技术以及一系列的自动化分析测试和药物筛选技术和装备。目前,各种新兴的生物技术已被广泛地应用于医疗,农业,生物加工,资源开发利用,环境保护,并对制药业等产业的发展产生了深刻的影响。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,

生物工程就业前景

生物工程就业前景 生物工程,是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科。所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。 生物工程包括五大工程,即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。在这五大领域中,前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体,使它们获得外来基因,成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株”。后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件,进行大规模的培养,以充分发挥其内在潜力,为人们提供巨大的经济效益和社会效益。 生物工程的应用领域非常广泛,包括农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料等。它必将对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生巨大的影响,为世界面临的资源、环境和人类健康等问题的解决提供美好的前景。 主要课程:有机化学、生物化学、化工原理、生化工程、微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等。 现代生物技术(生物工程)是指对生物有机体在分子、细胞或个体水平上通过一定的技术手段进行设计操作,为达到目的和需要,以改良物种质量和生命大分子特性或生产特殊用途的生命大分子物质等。包括基因工程、细胞工程、媒工程、发酵工程,其中基因工程为核心技术。由于生物技术将会为解决人类面临的重大问题如粮食、健康、环境、能源等开辟广阔的前景,它与计算器微电子技术、新材料、新能源、航天技术等被列为高科技,被认为是21世纪科学技术的核心。目前生物技术最活跃的应用领域是生物医药行业,生物制药被投资者认为是成长性最高的产业之一。世界各大医药企业瞄准目标,纷纷投入巨额资金,开发生物药品,展开了面向21世纪的空前激烈竞争。 生物技术的发展可以划分为三个不同的阶段:传统生物技术、近代生物技术、现代生物

生物技术在生态环境的应用及研究进展

生物技术在生态环境的应用及研究进展 摘要:参阅大量文献资料对近年来生物技术在我国生态环境研究中的应用进展进行了综述。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。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。从生物技术处理垃圾废弃物、利用发酵工程技术处理污染物质、废水处理和污染土壤的生物修复、白色污染的消除等内容出发,指明了生物技术在我国治理环境污染,保护生态环境中的应用前景。 关键词生物技术;生态环境;环境保护;研究进展 1 引言 目前我国由于工业“三废”污染、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,水资源严重短缺,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10年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,每年减少森林面积达2500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 2现代生物技术与环境保护 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,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。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。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。 (1)生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 (2)利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 (3)生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术

生物传感器综述

生物传感器综述

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生物传感器课程论文 论文题目:生物传感器技术在环境分析 与检测方面的应用研究进展专业: 分析化学 姓名:雷杰 学号:12015130529 指导教师:晋晓勇 时间:2015年10月23日

生物传感器技术在环境分析与检测方面的应用研究进展 摘要:生物传感器作为一类新兴传感器,它是以生物分子敏感元件,将化学信号、热信号、光信号转换成电信号或者直接产生电信号予以放大输出,从而得到检测结果。文章综述了生物传感器在环境监测,包括水环境、大气环境等领域的应用和最新进展,并展望了环境监测生物传感器的发展前景及发展方向。 关键词:生物传感器技术;环境分析检测;

0.前言 生物传感器这门课属于分析化学和生物化学的一门交叉学科,它涉及到生物化学、电化学等多个基础学科。就目前生物传感器研究的历史阶段,它仍然处于十分活跃的研究阶段,生物传感器的研究逐渐变得专业化、微型化、集成化、也有一些生物相容的生物传感器,生物可控和智能化的传感器制成[1]。基于生物传感器的基本结构和性能,从它的选择性,稳定性,灵敏度和传感器系统的集成化发展的特点和趋势,科研人员主要研究生物传感器在医疗、食品工业和环境监测等方面,它的发展对生产生活都有极大影响,尤其是生物传感器专一性好、易操作、设备简单、可现场检测、便携式、测量快速准确、适用范围广,从而深受研究者的青睐。本文主要概述了近三年来生物传感器在环境分析与检测方面的应用研究,从而对以后生物传感器技术的研究有所帮助与借鉴。 1.生物传感器技术 1.1生物传感器的组成及工作原理 生物传感器主要是由生物识别和信号分析两部分组成。生物识别部分是由具有分子识别能力的生物敏感识别元件构成,包括细胞、生物素、酶、抗体及核酸。信号分析部分通常叫换能器。它们的工作原理一般是根据物质电化学、光学、质量、热量、磁性等,物理化学性质将被分析物与生物识别元件之间反应的信号转变成易检测、量化的另一种信号,比如电信号、焚光信号等,再经过信号读取设备的转换过程,最终得到可以对分析物进行定性或定量检测的数据[2]。 生物传感器识别和检测待测物的工作原理:首先,待测物分子与识别元素接触;然后,识别元素把待测物分子从样品中分离出来;接着,转换器将识别反应相应的信号转换成可分析的化学或物理信号;最后,使用现代分析仪器对输出的信号进行相应的转换,将输出信号转化为可识别的信号。生物传感器的各个部分包括分析装置、仪器和系统也由此构成。生物传感器中的识别元素决定了传感器的特异性,是生物定性识别的决定因素;识别元素与待测分子的亲合力,以及换能器和检测仪表的精密度,在很大程度上决定了传感器的灵敏度和响应速度。

人与生物技术文献综述

转基因技术应用与安全的文献综述 一、前言 毫无疑问,生命科学是21世纪十分有发展前景的一门自然科学,生物技术作为高科技的核心,已经越来越多地应用于人类的生活,而转基因技术则是其中极为重要的一个组成部分。转基因技术是现在以及今后相当长时期内备受关注的研究重点,它在生物医药、农业、食品、能源、环境等各个领域都有广泛的应用。事物有利必有弊,转基因技术也是一样,它在给人类带来便利的同时,也带来了隐忧,比如转基因食品的安全性、转基因生物的安全性等,近来也引起了热切关注。本文将主要讨论转基因技术应用的各种方面和转基因技术引发的安全问题。 二、主题 (一)、转基因技术应用 转基因技术通常也称为基因工程技术,是指利用载体系统的重组DNA技术以及通过物理化学和生物学等方法,将重组DNA导入有机体的技术。它在生物医药、农业、食品上的应用是与我们的日常生活最为贴近的。 生物医药方面 1、用来生产特殊蛋白质。在体外大量生产人体中天然存在的蛋白质,高度纯化,然后再返 回人体使用,从而治疗疾病。比如利用植物作为生物反应器,用转基因烟草高水平表达治疗癌症的单克隆抗体,从而大量生产抗体供病人使用。细胞素治疗比过去的化学治疗、放射治疗等疗法有明显的优越性。 2、用来生产疫苗。DNA疫苗的制造过程和工作原理与传统疫苗完全不同,科学家们主要是 利用DNA片段的分离、筛选、插入、转染等技术。DNA疫苗注射器注入肌肉或基因枪注入皮肤黏膜,被人体细胞摄入后,疫苗中含有的已经被传染的质粒便进入人体细胞核内,诱导人体细胞以质粒中含有的病原体的抗原DNA片段为模板,合成病原体所具有的抗原蛋白分子,从而诱导机体免疫系统产生体液免疫或细胞免疫。和传统疫苗相比,优点就是,避免了病原体诱导自身免疫反应和感染机体的可能。 3、抗病转基因。目前正在研究的可分为三类,植物病毒外壳蛋白基因、人工合成抗菌肽基 因、几丁质酶和葡聚糖酶双价基因。 农业方面 抗虫植物、转基因作物。目前研究较多的有Bt杀虫蛋白基因(来自苏云金芽孢)、蛋白酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。Bt毒蛋白通过昆虫摄食进入昆虫的消化道后,可转变成具有毒性的多肽分子,与昆虫肠道上皮表面的特异蛋白相互作用,诱导植物膜产生一些孔道,扰乱细胞的渗透平衡,引起细胞肿胀甚至裂解,最终导致昆虫死亡,如今这种抗虫转基因的研究最广泛也最有潜力。蛋白酶抑制剂杀虫的机理在于与昆虫消化道内的蛋白酶相互作用,形成复合物,阻断或减弱消化酶的蛋白水解作用,导致昆虫缺乏代谢中必须的氨基酸。植物凝集素被昆虫摄食后,在消化道中释放,与昆虫肠道膜上的糖蛋白结合,影响营养物质的正常吸收,促进细菌繁殖,诱发病灶,从而杀虫,比如常用的豌豆外源凝集素和雪花莲外源凝集素。

生物工程就业前景分析

专业介绍 讲起生物工程,可能有部分人会想起近几年来大热的类似科学怪人、克隆人等等基因改造,基因变异的科幻恐怖片。事实上也正是如此,自从英国科学家研发出克隆羊多利之后,整个生物界也随之而来一场考验。很多科学家开始蠢蠢欲动不顾伦理及原则开始研究人类的克隆技术,不过,人跟动物不同,要复杂的多。韩国克隆之父黄禹锡因在这项研究中作假最终被剥夺原有的名誉,被判入狱。 然而就因为此类等等事件,生物这一门神秘而又严肃的学科从此更加广泛的走入了人们的视野。大众对于生物的了解也不再仅限于原有的刻板印象。 生物学下包含众多学科,今天我们来谈一谈生物工程这一门专业。 生物工程,是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科,90年代诞生了基于系统论的生物工程,即系统生物工程的概念。 所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的分子生物学、微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。 就业前景及方向 生物工程专业通过掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,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。生物工程专业培养德智体美全面发

展,适应市场经济体制和改革开放需要,掌握现代生物工程技术及其产业化科学原理、工艺过程和工程设计等基本理论,基本技能,能在保健品、制药等领域从事生产、产品技术研究开发、质量检测和企业管理的高级应用型技术人才。生物工程专业通过学习生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,掌握生物技术与工程领域的生产管理和新技术的研究、新产品开发的基本技能。 从发展前景看,人类为解决粮食、医疗保舰能源和环境等重大问题,充分有效地利用可再生的生物资源,必须大力发展生物工程产业,其主要领域可概括为四大方面:农林牧渔业、医疗卫生业、能源环境业和轻工食品业。 生物工程产业是正处于蓬勃发展的中的新兴产业,它的兴起及其对传统产业的全面渗透和改造,将是下一个世纪第四次产业革命的重要特征。生物工程产业的发展,对人类和地球的长远良性发展具有重大意义。 各产业的主要发展方向为: 农林牧渔业:培育优质、高产、抗逆的动植物新品种;为动植物疫病的诊断、预防和治疗提供精确快速的诊断方法和高效、安全的防治用制剂。农林牧渔业是一种与“三农”及居民副食品密切相关的行业。 (1)农业:农业技术水平主要表现在农业机械化、化学化、良种化及农业高新技术发展等方面。目前我国机械作业的面积比重已经超过80%,并且向电气化、自动化、配套化和高效化发展,正在推广微量元素、复合肥料、微生物肥料的施用。杂交水稻、杂交良种已得到普遍推广。农业高技术广泛利用,如组织培养、基因、细胞、酶、发酵和生物化学工程等生物技术、电子计算机、遥感技术、原子能辐射等逐步扩大应用并转向产业化。

生物科技文献综述

生物科技文献综述江西师范大学生命科学学院

生物化学文献综述 引言: 生物化学是研究生命过程中化学基础的科学。疾病的发生发展是致病因子对生命过程的干扰和破坏;药物的防治是对病理过程的干预。生物化学通过用化学的理论和方法研究生命现象、生命过程的化学基础,通过探索干预和调整疾病发生发展的途径和机理,为新药发现中提供必不可少的理论依据。 生物化学是自90年代中期以来的新兴研究领域。哈佛大学的Schreiber博士和Scripps研究所的Schultz博士分别在东西海岸引领这个领域,他们的所在地所形成的重心地位甚至在加强。从源头来讲,化学是研究分子的科学,生物化学,分子生物学,还有生物学化学都是一样的。但是由于科学家们长期以来的习惯称谓,我们通常使用生物化学指蛋白质结构和活性的研究,用分子生物学指基因表达和控制的研究,用生物学化学指分子水平上的生物现象的研究。 三、关键词 化学生物学与分子生物学;临床医学;多学科融合;科研创新;虚拟实验;多方向研究;综合性实验四、主题综述: 化学生物学使用小分子作为工具解决生物学的问题或通过干扰、调节正常过程了解蛋白质的功能。在某种意义上,使用小分子调节目标蛋白质与制药公司发展新药类似。但是,当所有公司的目标蛋白质到目前为止仅是约450种的时候,人类基因组计划为我们带来了至少几万个目标蛋白质。最终的目标是寻找特异性调节素或寻找解开所有蛋白质之谜的钥匙,但这需要更系统和整体的方法而并非传统方法。化学生物学看起来是有希望的答案。系统的化学生物学仅仅诞生于90年代中期,部份是由于基础条件到那时才刚刚完备。代表性的技术进步包括机器人工程,高通量及高灵敏度的生物筛选,信息生物学,数据采集工具,组合化学和芯片技术例如DNA芯片。化学生物学更普遍的被叫做化学遗传学,而且它正在扩展到化学基因组学。和经典遗传学相比较,小分子并不是取代或超越基因表达,而是被用于抑制或活化翻译过程。 化学生物学、计算生物学与合成生物学,在生物芯片技术、计算模型方法与基因网络设计等方面构成了现代系统生物学与系统遗传学的重要技术基础。 五、研究法方向及方法 在进行研究的过程中,分为了正向研究和逆向研究。在正向法中,目标生物学现象第一次被定义,然后引起被寻找现象的分子选择自许多被应用的分子。被选择的分8子能被附到某些蛋白质上而且抑制/活化它们,引发重要的修饰,然后与分子相连的蛋白质被检查并研究。下面是使用正向法发现和发展肌基质蛋白的例子Nat。 首先,为了获得足量得化合物以引发要得到的现象,通过组合化学的合成方法制得嘌呤文库。多种化合物可与放射性研究引起的不同变异相比较。已经分化的神经原细胞和肌肉细胞很少被增殖。因此,一旦受伤,细胞长不好,恢复很难。这项研究的最初目的是为了找到一种化合物来引起改变肌肉细胞分化,达到再生目的。 分化的肌肉组织构成交织的管状结构。几百个嘌呤类化合物被在96孔圆片上植入潜伏肌肉组织中,找到了能够分离相连接的组织的化合物。这种化合物自肌管隔断嘌呤命名为肌基质

2019年生物工程专业就业前景.doc

2019年生物工程专业就业前景 篇一:生物工程就业前景 生物工程就业前景 生物工程,是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科,90年代诞生了基于系统论的生物工程,即系统生物工程的概念所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。 生物工程专业就业前景: 生物工程,是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科。所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子机算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。 生物工程主要研究基因工程、遗传工程、蛋白质工程、酶工程、

细胞工程和发酵工程的理论及其在工、医、农、环境保护等部门中的开发和应用,如研究改变遗传因子组合,生产出有强抗病性的小麦;利用微生物的作用发酵香蕉、制作甜酒;还有大家熟知的克隆羊多利,就是由生物工程技术创造的;根据国际植物基因工程发展的新趋势,还可以利用转基因植物生产各种蛋白类药物,吃了这类含药物基因的食物,就可以起到治病防病的作用等等。 国家、社会对这个专业的需求很大,从发展趋势来看,就业前景十分广阔。同时,生物工程是一个高新技术产业,对人才的要求也很高。 若想要在本学科有所建树或想从事高级技术工作,就必须读研进一步深造,一般有一半以上的学生会选择读研。可以转向很多相关领域,如生物,制药,食品等;保研几率比较大,且各学校,各科研院所交叉保送机会很大。读研如选择生命科学类,则向理科研究方向发展,一般会一直从事研究工作,如继续本专业或转向发酵工程,制药工程,食品科学等,硕士毕业后会有很好的就业前景。 专业分析: 优势 社会认可度高,对本专业有较高期望 知识范围广,生物学基础强,工科知识扎实,二者有机结合 基础扎实,应用广泛,可以很容易的转到生物科学方向或其他相关应用专业,比如食品科学,制药科学 理性思维强,善于分析问题解决问题;注重动手操作能力,可以进

环境生物技术综述性论文

鲁东大学生命科学学院学院20 10 -20 11 学年第二学期 《环境生物技术》课程论文 课程号:2522310 任课教师成绩 正文: 重金属土壤污染的植物修复论文 摘要:土壤重金属污染是当今面临的一个重要环境问题,而土壤重金属污染的植物修复是治理污染土壤的重要手段之一。作者概括了中国土壤重金属污染现状及危害,论述了植物修复技术的类型及其优缺点,并展望了植物修复未来的发展趋势。 关键词:土壤;重金属污染;植物修复;根际圈;螯合剂。 近年来,在世界范围内随着城市化、工业化及农用化学品的过量使用,环境污染、生态破坏的形势日益严峻,严重影响到人类的生存和健康。其中重金属元素对环境的污染和破坏作用尤为严重,越来越受到人们的关注。重金属引起的土壤污染也日益成为环境、土壤科学家们研究的热点问题。环境学家把原子量在40以上的金属称为重金属,是一类毒性很大,具有潜在危害的无机污染物。环境土壤污染方面所涉及的重金属主要是指生物毒性显著的Hg、Cd、Pb、Cr、As,还包括具有毒性的Zn、Cu、Co、Ni、Sn、V 等[1]。它们在土壤和生物体内富集,污染土壤和作物,对作物的生长、产量和品质均有较大危害。它们还能被作物富集吸收进入食物链,具有损害人和动物健康的潜在危险。土壤重金属污染问题已成为全球面临的一个严重的环境问题。 1 土壤重金属污染概述 1.1 土壤重金属污染的特点:随着工业生产的发展,重金属污染日趋普遍,几乎威胁着每个国家。土壤中的重金属污染物大部分残留于土壤耕层,少移动、难降解、毒性大,导致土壤一旦受污染很难恢复。而且被重金属污染的土壤无色无味,很难被人的感官察觉,一般要通过植物(作物)进入食物链积累到一定程度时才能反映出来,所以重金属是影响生态系统安全的一类重要污染物质。

现代生物技术综述_李强

综合述评 现代生物技术综述 李 强 韩一凡 (中国林科院林业所,北京100091) 摘要 近20年来,遗传工程生物技术以其极为广阔的应用前景和商业潜力,引起各界的关注。本文较全面地介绍了生物技术在农业、林业、动物、人类、环境以及海洋生物等领域的发展现状,并提出了林业生物技术的发展侧重点。 关键词 生物技术 遗传工程 综述 生物技术就是利用生物有机体(微生物、动物和植物等)或其部分(细胞、组织和器官)生产医药、化工、农产品和其它相关产品的过程。广义的生物技术基本可分为两大类:一类就是我们已经很熟悉的传统生物技术,例如发酵、生产酒精和奶酪等;另一类就是本世纪70年代发明的以遗传工程为中心的高新生物技术。近20年来,生物技术以其广阔的应用前景和商业潜力,引起各界的极大关注。 1 农业生物技术 1.1 动、植物生物技术 1.1.1 动物生物技术 动物生物技术也是近些年来发展较快的领域之一,主要体现在以下几个方面: (1)控制动物传染病 在畜牧业中,通常是直接注射疫苗防治动物传染病。如今,可以利用遗传工程疫苗,用微生物作为反应器,大量生产控制动物病害的专一性疫苗,大大减少了负向效应。现已商业化生产的工程疫苗有猪Scours 、羊蹄溃烂、绵羊麻疹和鸡Bursal 病等多种疫苗。 (2)增加产量 研究表明,注射牛生长激素(BGH )可使奶牛增产牛奶25%,使肉食牛瘦肉率和净重增长10%~15%。因为BGH 可促使牛体内的营养成分重新平衡,使脂肪储存转向多产奶和瘦肉。科学家们已经利用工程细菌大量生产BGH,在美国,10%的奶牛场已经开始应用BGH,并已开始在绵羊和猪等动物中进行研究。另外,通过转基因改变鱼类和贝壳类动物体内的激素平衡,使其速生的研究也在开展中。 1998 世 界 林 业 研 究 WO RLD FORES TRY RESEARCH No.3⒇收稿日期:1998-04-02

食品生物技术综述论文汇总

浅谈生物技术在食品工业中的应用及展望 【摘要】近年来,随着现代生物技术突飞猛进的发展,生物技术在食品工业中的应用日益广泛和深入,特别是基因工程技术、蛋白质工程、酶工程技术、发酵工程技术等现代生物技术,它的发展对于解决食物短缺,缓解人口增长带来的压力,丰富食品种类,满足不同消费需求,开发新型功能性食品具有重要的贡献。现以基因工程为主要内容,分析生物技术在食品工业中的应用。 【关键词】生物技术,食品工业,应用,展望 一、前言 生物技术是以生命科学为基础,利用生物的特性和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,以及与工程原理和技术相结合进行社会生产或为社会服务的结合性科学技术。它涵盖了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等学科,是研究生物学、医学、农业与食品科学的基础工具,广泛应用于医药、农业、食品、化工、环境保护等各个行业。生物技术是当今迅速发展的高新技术领域,是21世纪最具有发展潜力的新兴产业之一。随着科学技术与经济的发展,工业食品在人们生活中的重要性越来越突出,而生物技术这项高新技术的发展为食品工业的技术进步注入了新的血液。 二、生物技术在食品工业中的应用 (一)食品原料改良,提高食品的营养价值 利用基因工程、细胞工程改造动物、植物、微生物资源向人类提供各种转基因食品和食品添加剂,一方面提高了农作物产量、改善农作物抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒能力,另一方面使食品的营养价值、风味品质得到改善,食品储藏和保存时间有所延长。我国利用基因工程技术培育的转基因抗病番茄、抗病甜椒,目前累计种植3,000多亩,耐贮番茄在室温下储藏56天,好果率达70%以上。 采用常规的诱变、杂交方法与细胞融合、基因工程技术结合进行菌种改造和采用基因工程和蛋白质工程技术构建“基因工程菌”,改良食品微生物的生产性能。生物技术已应用于啤酒酵母的改造,如将a-乙酰乳酸脱羧酶基因克隆到啤酒酵母中进行表达,可降低啤酒双乙酰含量而改善啤酒风味,选育出分解b-葡萄糖和糊精的啤酒酵母,能够明显提高麦芽汁的分解率并改善啤酒质量;构建具有优良嗜杀其它菌类活性的嗜杀啤酒酵母已成为纯种发酵的重要措施。 (二)新型保健食品和食品添加剂的应用 1、在各种食品添加剂生产中的应用 随着科学和经济的发展,生物催化技术在发酵调味品和发酵食品的生产中发挥着越来越大的作用。食品添加剂在现代食品工业中占有重要的位置,不仅保证了食品的色、香、味、外形、新鲜度,延长了保质期,同时也改善了食品品质,提高了加工效率等。利用生物技术能够生产多种食品添加剂。如:抗氧化剂(VC、异VC钠、VE)、增稠剂(黄原胶)、鲜味剂(味精、I+G、5-鸟苷酸)、甜味剂(阿

最新现代生物技术在环境保护中的应用和前景

现代生物技术在环境保护中的应用和前景 摘要针对我国目前生态环境状况,论述了现代生物技术在治理环境污染,保护生态环境中的应用和发展前景。 关键词现代生物技术生态环境环境保护 1 我国生态环境现状 2 现代生物技术与环境保护 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,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。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。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。 (1)生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 (2) 利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 (3)生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高

温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。 所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理,有毒有害物质的无害化处理等各个方面。 3 现代生物技术在环境保护中的应用 3.1 污水的生物净化重金属污染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。 3.3 白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌,另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。 有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源

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