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【基金項目】畢節學院科學研究基金(院科合字G2012011號)。
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)06-0148-01
現代生物技術是建立在分子生物學基礎之上的生物科學與工程科學相結合的一門學科,是根據人們的需求和意愿來創新的生物機能和生物類型,實現造福和改造人類。隨著DNA重組技術、基因組計劃、干細胞的成功運用,逐漸發展成了系統生物學工程與合成生物學工程,不斷使生物技術涉及到環境、農業、工業、醫藥、海洋、空間等諸多科學領域中,可能會在進一步的細胞計算機、細胞制藥,乃至生物太陽能和環境保護方面均起到至關重要的作用。所以,現代生物技術在生物科學專業中屬于專業核心課程,這些課程的教學計劃、教學大綱在整個的教學過程中起到主導作用和地位。該課程也是一門綜合型和應用型很強的學科,可以通過實踐教學來鞏固專業理論知識,從而提高學生的實踐和創新能力,尤其是對于應用型人才的培養更為需要。
貴州工程應用技術學院生物科學一直都開設了現代生物技術理論課程,但由于缺乏實踐創新,導致大部分同學在生物技術的理論與實踐聯系不緊密,致使不能提高學生的學習興趣,在生物信息時代,生物技術在不斷的日新月異,面對新的理論知識和時間技術的發展,現代生物技術的教學內容也在不斷的更新,加上現代生物技術已經涉及到人們生活的方方面面,因此,在一定的教學時數下,根據教學內容,制定適合學生的教學方法、提高學生的積極性及教學效率,使得學生能理論聯系實際,把學到的知識得以應用,這就需要教師不斷的對教學手段與方法進行探索。根據現代生物技術課程的更新快、綜合性強、涉及范圍廣等特點,加之課程標準的要求,我們從掌握基礎、應用到實踐中的原則出發,對現代生物技術的教學已進行了思考,并加以實施。
1.教學指導思想
作為應用型人才培養為目的的學校而言,我們的教學必須實現“高效、實用、先進”。近年來,全球教育均把培養學生的職業能力作為教育的重點。大學生應該是高素質、高能力的人才,但是,由于受到學校培養教育模式單一的影響,造就了他們理論知識不能聯系實際,解決問題能力差,造就很多學生一畢業就失業。要解決上述問題,這就需要我們必須因地制宜、因材施教,讓我們的教學手段方法適應社會,讓學生成為應用型人才。
2.精選教學內容
《現代生物技術概論》所選用的是高等教育出版社,宋思揚主編教材,其余多種教材為輔,教學的對象是已經具備生物科學基礎學科知識和實驗技能的大四學生,他們對于生物前言知識和熱點話題都有著強烈的求知欲望[1-4]。怎樣才能激發學生的學習興趣,這就要求教師根據教學大綱和實際情況,對學習內容進行調整,講授可以分為:(1)介紹生物技術的概念、發展歷程、與其他相關學科之間的關系,著重介紹現代生物技術的應用以及怎樣推動社會的發展,激發學生對本學科的興趣,時刻關注生物技術的新成果和動態。(2)上游工程:包括基因工程、細胞工程、蛋白質工程、組織工程、胚胎工程以及轉基因工程。在這一部分的授課過程中著重強調研究思路及方法,怎樣利用這些技術去解決實際問題,帶動學生積極思考,為學生不斷創新奠定基礎。以細胞工程為例,在學生掌握了基本的理論基礎和概念的情況下,多多結合新的研究成果、新技術新方法來介紹細胞工程在動植物、環境、醫學等領域的應用、局限及展望。(3)下游工程:酶工程、發酵工程、生化工程、生物制藥以及生物醫學工程等,是加工應用階段,通過下游工程實現了產品的企業化、商品化,我們可以通過校企合作的方式,讓學生理論聯系實際,走出校門,進入到企業、工廠,醫院等地方認識與現代生物技術相關的產品和技術,讓學生親身體會到生物技術無處不在,這樣不但能激發學生的求知欲,而且也能提高學生學習的主觀能動性。
3.現代生物技術教學的幾點思考
3.1教學新理念的形成
教師應該在掌握學科前沿和動態的情況下,盡可能的將所講知識進行模塊化,如將現代生物技術在食品、動植物、醫藥、環保等應用以及安全性等問題進行分化,先讓學生自己到生活中去尋找和感受生物技術的應用,在查閱相關文獻、對有疑問的問題進行探討,提出各自的意見和觀點,最后在由老師解疑答惑,這樣學生不僅學會了獨立思考,而且也提高自己解決問題和分析問題的能力。
3.2優化教學內容
在教學的過程中,教材雖是教學的基礎,但體現教師專業水平關鍵還在于課程標準。對于不同的現代生物技術教材,內容側重點也完全不一樣。上課時大致需按指定教材上,但實際上一本教材不能完整體現出全部內容。那么,在教學內容設計上,教師可以選擇教材上沒有的相關內容(圖片、視頻、雙語等)來提高學生的觀賞性,把抽象的難理解的教學內容進行認識,不僅加深理解和記憶,也能夠拓寬學生的知識面。
3.3教學方法與手段的多樣化
在教學中,教師除用板書、多媒體等傳統教學手段方法外,更多應該實現產學研有機結合,在實踐中引導學生學習,通過一些探究性實驗項目、創新性試驗項目來培養學生的創新思維,對已有掌握的知識進行再次深入研究,讓學生敢于質疑、敢于假設、不斷提出自己的見解。一定讓學生不斷的通過實驗來完善理論知識。
3.4考試成績計算多樣化
對于課程學習的評價進行多元化考核:平時作業、上課回答問題、期末考試、實踐教學、出勤率來綜合評定。在試卷命題時題型一定多樣化、靈活化,一定與實際生活相聯系,能達到理論聯系實際、舉一反三,體現出學生具有自我解決問題的能力。
參考文獻:
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[4]馬越.現代生物技術概論-(第二版)[M].中國輕工業.2015
關鍵詞:現代生物技術 廢水生物處理 生物修復 水處理劑
0 引言
隨著工業的高速發展,水環境污染問題越來越嚴重地威脅著人類的生存環境,制約著社會和經濟的進一步發展。因此,水污染控制成為全世界共同關注的問題。目前的水處理技術中,生物處理法已成為世界各國控制水污染的主要手段,尤其是現代生物技術將成為水污染控制領域重點開發和應用的技術手段,主要應用于廢水處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面。
1 現代生物技術的內容與特點
現代生物技術是指以DNA 技術為先導,包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質工程和生物修復技術在內的一系列生物高新技術的統稱[1,2]。其中每個方面都有其特定的理論基礎和不同的應用領域,但它們之間又相互補充和銜接,形成一個完整的體系。
生物技術的特點大致有[3]:①以生物為對象,不依賴地球上的有限資源,而是著眼于再生資源的利用;②在常溫、常壓下進行,過程簡單,可連續化操作,并可節約能源,減少環境污染;③開辟了生產高純度、優質、安全可靠的生物制品的新途徑;④可解決常規技術和傳統方法不能解決的問題;⑤可定向地按人們的需要創造新物種、新品種和其他有經濟價值的生命類型。
2 現代生物技術在廢水處理中的應用
廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化,從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術發展迅速,好氧法、厭氧生物法以及生物發酵法已趨于成熟,所以,這里只介紹固定化等新興技術。
2.1 固定化微生物技術 固定化微生物技術是生物工程領域中的一項新技術。進入80年代后國內外開始應用這種具有獨特優點的新技術來處理工業廢水和分解難生物降解的有機物質,一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或創造,將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進行固定化后,菌體密度提高,大大提高了處理效率,尤其是對難降解有毒物質有明顯優勢。王增長等人利用新研制的聚集—交聯固定化細胞技術,將篩選的高效優勢脫色菌種固定在活性污泥上,投加于“厭氧—好氧—生物濾池 ”工藝流程中,處理印染廢水,結果表明:出水色度極低,處理后的水可回用[4]。
2.2 生物強化處理技術 為了提高廢水處理的效果,而向廢水中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質。主要強化方法有:①高濃度活性污泥法,以高污泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理,加快反應速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果[5]。②生物—鐵法,是在普通活性污泥中加入無機鹽,多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉),形成生物鐵絮凝體活性污泥,具有高濃度活性污泥法的特點,主要用來提高除磷效果。③生物—活性炭法,綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者產生協同增效作用。在該系統中,每g活性炭去除 1~3gCOD ,分解廢水毒性能力明顯增強,同時提高脫氮水平。
2.3 生物反應器技術 生物反應器技術,是現代生物技術發展的一個主要方向。現代化的新型生物膜反應器,其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體,有利于微生物附著生長形成生物膜,供氣或供給的其他反應條件優越,污染物具有充分的時間與微生物接觸,有利于增強微生物的分解代謝能力。目前,2000m3的反應器已經問世。雖然其處理能力較低,造價較高,但其管理方便 ,運行費用低,所以歐美地區約有 7%的污水處理廠采用該技術[6]。
3 生物修復技術
生物修復技術[7]是利用生物,特別是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現場降解為CO2和H2O或轉化為無害物質的工程技術系統。這項技術正被用于清除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解,但微生物可將其轉移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進程,常常采用許多強化措施,使自然生態系統維持原狀的前提下,使受污染的環境得以修復。研究表明 ,生物修復與傳統的物化法相比具有以下優點:①經濟,僅為物化法30%-50%;②對環境影響小,不產生二次污染,遺留問題少;③最大限度地降低污染物的濃度;④修復時間較短,就地修復,操作方便。
生物修復中主要涉及兩大問題,即有效性和安全性評價。為提高有效性今后將應用分子微生物學分離、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復的安全性評價水平,需發展鑒定微生物的分子生物技術,以確定微生物在環境中的去留和基因[8]。
4 微生物水處理劑
微生物水處理劑主要集中在以下幾個方面:①微生態制劑。微生態制劑是一種由優勢互補的微生物菌群、繁殖促進劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑,已經在保健領域發揮重要作用。用于環境凈化的微生態制劑由于其應用范圍廣、使用安全、無副作用,為區域環境保護提供了新的重要手段。歐美近年來加快了這方面的研究開發,已有采用微生態制劑原位修復水體的成功實例[9]。②生物吸附劑。生物吸附劑是廢水生物處理的一個新的發展方向,主要有兩大類:一類是高比表面積和高吸附率的生物體吸附水中的污染物;另一類是集生物吸附和生物降解能力為一體凈化廢水中的污染物的生物吸附劑。目前生物吸附劑的固定化技術使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復利用。③微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是利用生物技術,通過微生物發酵,抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒的廉價的水處理劑,這些是無機或有機合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點是降解性能好,成本低,無二次污染等。目前,已篩選出19種具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8 種,細菌5種,放線菌5種,酵母菌1種[10]。隨著生物技術的發展,微生物水處理劑的開發與應用具有良好的前景。
現代生物技術在水污染控制領域已顯示出獨特的魅力和應用前景。但筆者認為,今后應從四個方面進行深入研究:①分離、篩選和培養高效降解菌,利用微生物共代謝作用、多菌種協同作用降解難降解污染物;②構建高效反應器,優化運行條件,探索新技術新方法;③開發高效、無毒、廉價、可大批量生產的微生物水處理劑;④著力實踐和推廣生物修復示范工程,為生態環境建設提供有力的技術支持。
參考文獻:
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[2]王凱軍.發達國家環境生物技術研究規劃簡介[J].給水排水.1996.22(9):7-9.
黑大我愛你,欲哭無淚地寫的論文啊~~
偶包宿寫的哦~~~
最關鍵的是我自己都看不懂~~~
現代生物技術在環境污染治理中的應用
摘要:在環境污染治理中,作為一種技術手段,生物技術具有高效性,反應條件溫和等優點,它對環境污染的治理和修復發揮了巨大作用,為重金屬廢水,石油廢水,油脂廢水,農藥廢水,以及生活污水提供了一條十分有效的途徑。隨著生物技術研究的進展和人們對環境問題認識的深入,人們已越來越意識到,現代生物技術的發展,為從根本上解決環境問題提供了無限的希望。我們要在污染環境修復、污染環境治理、廢棄物的循環再生過程中應用生物技術,其中應用最廣泛的是酶工程技術,微生物工程技術,分子生物學技術,基因工程。
關鍵詞:現代生物技術環境污染治理應用
Modern biotechnology in the Environmental Pollution Control Application
Abstract: In the environmental pollution control, as a technical means, biotechnology has high efficiency, mild reaction conditions, and other advantages, its governance and the restoration of environmental pollution has played a tremendous role for the he**y metal wastewater, petroleum wastewater, grease wastewater, pesticides wastewater, domestic sewage and provides a very effective way. With progress in the study of biotechnology on the environment and people's in-depth understanding of the problem, people h**e become more and more aware, the development of modern biotechnology to fundamentally solve the environmental problems provided unlimited hope. We h**e to repair the pollution of the environment, environmental pollution control, waste recycling process in the application of biotechnology, which is the most extensive application of engineering technology, microbial engineering, molecular biology techniques, genetic engineering.
Keyword: modern biotechnology environmental pollution control application
1. 引言
1.1環境保護已成為當前國際關系、經貿合作中的一個極為重要的問題,也日益嚴重地影響著我國國民經濟的可持續發展。在我國過去幾十年的經濟發展中,由于忽視了發展中的環境保護,目前環境狀況十分嚴峻。近年來雖采取了大量控制措施,但環境質量下降的趨勢仍在繼續。
1.2 我國是世界上環境污染最為嚴重的國家之一,從城市到鄉村,我國的大氣、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。當前我國社會經濟仍然保持著高度發展的態勢,環境保護的壓力將進一步加重,由人類活動所造成的環境污染和環境質量的惡化已成為制約我國社會和經濟可持續發展的障礙。如何在經濟高速發展的同時控制環境污染,改善環境質量,以實現社會經濟可持續發展之目標是我國目前亟待解決的重要問題。
1.3現代生物技術不但在凈化環境,減少污染和改造傳統產業等方面發揮出重要的作用,還可以為保護人類生存環境和社會可持續發展作出積極的貢獻。在環境治理中,生物技術因其投資少,處理效率高,運行成本低等優點而得到廣泛的應用。
2. 現代生物技術的概況
2.1現代生物技術是應用現代生物科學以及某些工程原理,如酶工程,基因工程,微生物工程等,利用生命體(從微生物到高級動物)及其組成(含器官,組織,細胞,細胞器,基因)來發展新產品或新工藝的一種技術體系。一般認為,生物技術包括基因工程,細胞工程,酶工程和發酵工程四個方面。
2.2生物技術直接關系到與人民生活,衛生,健康密切相關的醫藥衛生,食品工業,化學工業,農業的發展。可以在糧食危機,能源危機,環境污染中發揮巨大的作用,并且還可以從基因的角度治愈人類的遺傳病。因此,現代生物技術已經被世界各國列為重點項目。
2.3環境生物技術(Environmental Biotechnology,也稱為Environmental Bioengineering)。是一門由現代生物技術與環境工程相結合的新興交叉學科。直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成 部分或某些機能,建立降低或消除污染物產生的生產工藝,或者能夠高效凈化環境污染以及同時生產有用物質的人工技術系統,稱之為環境生物技術。
3.現代生物技術的特點
生物是構成生態系統的要素,生態系統內物質循環主要是依靠生物過程來完成的。科技的發展也充分證明生物技術是環境保護的理想武器,這一技術在解決環境問題過程中所顯示的獨特功能和顯著優越性充分體現在它是一個純生態過程。生物技術在處理環境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優點,受到了高度重視。隨著生物技術研究的進展和人們對環境問題認識的深入,人們已越來越意識到,現代生物技術的發展,為從根本上解決環境問題提供了希望。
目前生物技術應用于環境保護中主要是利用微生物。生物技術已是環境保護中應用最廣的、最為重要的單項技術,其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質的降解、清潔可再生能源的開發、廢物資源化、環境監測、污染環境的修復等環境保護的各個方面,發揮著極為重要的作用。應用環境生物技術/:請記住我站域名/處理污染物時,最終產物大都是無毒無害的、穩定的物質,如二氧化碳、水和氮氣。利用生物方法處理污染物通常能一步到位,避免了污染物的多次轉移。特別是現代生物技術的發展,尤其是基因工程、細胞工程和酶工程等生物高技術的飛速發展和應用,大大強化了上述環境生物處理過程,使生物處理具有更高的效率。美國環保局(EPA)在評價環境生物技術時也指出“生物治理技術優于其他新技術的顯著特點在于其是污染物消除技術而不是污染物分離技術”
由于大部分有機污染物適于作為生物過程反應物(底物),其中一些有機污染物經生物過程處理后可轉化成沼氣、酒精、生物蛋白等有用物質,生物處理方法也常是有機廢物資源化的首選技術。生物過程是以酶促反應為基礎的,作為催化劑的酶是一種活性蛋白。生物反應過程通常是在常溫、常壓下進行的。
酶對底物有高度的特異性,生物轉化技術的效率高,副產物少,這與常常需要高溫、高壓條件的化工過程相比,反應條件大大簡化,因而消耗低,效果好、過程穩定、操作簡便。用生物過程代替化學過程可以降低生產活動的污染水平,有利于實現工藝過程生態化或無廢生產,真正實現清潔生產的目標。生物處理技術除易于大規模處理外,還可利用天然水體或土壤作為污染物處理場所。另外,生物技術的產品或副產品基本上都是可以較快生物降解的,并且都可以作為一種營養源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化學藥物、化石能源、人工合成物等,有助于把人類活動產生的環境污染降至最低程度。生物是構成生態系統的要素,生態系統內物質循環主要是依靠生物過程來完成的。
利用環境生物技術可治理用其他方法難以處理的環境介質,即用生物修復技術凈化環境,使受污染的寶貴資源如水資源(包括地面水和地下水)、土壤等得以重新利用,同時還可進一步強化環境的自凈能力。
環境生物技術不僅單純適用于環境污染治理,如今已相當廣泛地應用于環境監測,尤其是以生物傳感器為核心的環境生物監測技術,可在線在位迅速地提供環境質量參數,成為環境質量預報和報警中的重要組成部分。
4.生物技術在環境污染治理中的應用
4.1以環境污染的生物治理為主,開展環境微生物學的基礎,應用基礎和應用研究,為重金屬廢水,石油廢水,印染廢水,油脂廢水,農藥廢水,生活污水等提供效果好的,成本低的生物治理技術和設備,以促進我國的環境工程建設。
4.2微生物技術在污染控制工程中的應用主要有活性污泥法,生物膜法,厭氧生物處理法,生物脫氮法,生物除磷法,微污染飲用源水的生物處理,水產養殖水體的生物處理,城市生活垃圾的微生物處理,污泥的微生物處理,禽畜糞便處理與資源化工程,生物修復,微生物脫臭,廢棄物的微生物資源化,固定化微生物技術及其在污染控制中的應用,綠色環保產品的開發和應用。
4.3環境污染的生物降解主要包括好氧生物處理,厭氧生物處理;貧營養環境污染生物降解;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;鹵代有機化合物的生物降解;有機農藥在環境中的生物降解;危險性有機污染物的生物降解以及污染環境的生物修復,如地下水污染生物修復等等。
4.4然而,由于技術有限,目前我們可以使用的技術主要有:
4.4.1城市有機垃圾處理技術
將城市垃圾通過分選后綜合治理,將可腐有機垃圾生產成優質有機粉肥或有機無機復混粒肥;將可燃有機垃圾采用氣化焚燒或生產成版材;無機垃圾用于填埋,處理過程中產生的廢氣,粉塵集中處理,廢水凈化后再排放,防止污染環境。
4.4.2生物曝氣濾池處理生活污水及資源化利用技術
集生物處理和過濾兩種功能于一體,出水水質優良,是一種高效的新型生物反應器,極適用于生活污水和工業有機廢水的處理及資源化利用。
4.4.3含油污泥高新生物處理技術
對于我國大中型油田,煉油場,石化企業等行業中含油污泥,煉油浮渣等進行生物治理,通過生物處理達到回收石油資源和污泥達標排放。
4.4.4高新生物工程技術處理油脂化工廢水
利用來自于自然界又經培養馴化的功能菌株,根據廢水和污水的不同性質,組成,配制不同菌株,通過發酵培養形成多功能復合型菌液,用于油脂化工,化工有機廢水,食品,印染,生活污水,工業廢水的處理。
4.4.5油田,煉油廢水高新生物處理技術
通過對大中型油田,煉油場廢水石油污染物樣品采集,降解微生物菌株的分離,篩選,獲得石油降解優勢微生物,針對含油廢水的不同水質特征,選用不同的微生物菌劑處理,使其穩定達標排放。
5.結語
著名的天文學家和生物學家,佛瑞得 霍意耳(Fred Hoyle)先生曾經說過,還未解決的主要問題的答案應該由基本的假設來得到,而且同時也必須依靠經過反復嘗試和檢驗的科學工具及方法。隨著處理技術的不斷發展,生物方法所能處理或修復的對象也在時刻不停地改變。為了使生物技術能滿足新的發展需要。我們必須真正進行探索,并且可能以過去未曾想象到的方式來使用生物或是它們的衍生物。
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關鍵詞:現代生物技術;抗生素生產;應用價值
在抗生素生產過程中,注重新型抗生素的獲取,同時也注重優良抗生素產生菌的獲取。而對現代生物技術加以應用,則能夠使抗生素的產量得到有效提升,同時使抗生素的組分得到有效改善,并提升抗生素的生產工藝水平[1]。從現狀來看,如發酵工程、酶工程、細胞工程以及基因工程等現代生物技術,均在抗生素生產中具備顯著應用價值。
1現代生物技術中發酵工程在抗生素生產中的應用
從上世紀四十年代開始,在青霉素被發現之后,抗生素發酵工業便逐步發展起來。目前,抗生素具備兩百多個品種,廣泛應用于醫學、農用等行業。其中,通過發酵方法生產的便存在數百種。基于現代生物技術中的發酵工程在抗生素生產中具備顯著應用價值。一方面,在抗生素發酵生產過程中,必須具備生產菌的參與。對于抗生素生產菌來說,主要包括霉菌和放線菌兩類。在我國,各個抗生素生產商將軍中篩選及改造視為使抗生素產品提升的有效方法。在發酵工程菌種選育及其改造過程中,通常會聯合基因工程方法實施,進而使育種經過三個階段:第一階段,野生菌向變異菌育種;第二階段,自然選育向代謝控制育種;第三階段,誘發基因突發向基因重組定向育種[2]。此外,為了使抗生素產量得到有效提高,會利用現代生物技術中的發酵工程,從而采取優化發酵過程控制策略,包括加糖控制、補料控制、pH控制以及溫度控制等等。總而言之,現代生物技術中發酵工程子啊抗生素生產中具備顯著應用價值,為抗生素的優化生產奠定了堅實的基礎。
2現代生物技術中酶工程在抗生素生產中的應用
對于酶工程來說,在上世紀七十年代產生,該項技術具備的優勢包括:效能高、污染低、自動化以及安全性高等。將酶工程應用于抗生素生產中具備顯著價值作用。例如:我國在上世紀八十年代,采取固定化酶技術(固定青霉素酰化酶及頭孢菌素酰化酶等)生產出了6-氨基青酶烷酸與7-氨基頭孢烷酸等抗生素中間體。近年來,對于酶工程來說,逐漸朝傳統的固定化酶以及固定化活細胞環節朝向DNA重組技術以及細胞融合技術等方向發展,這樣將其應用于抗生素生產過程中,便能夠使抗生素的生產工藝水平得到有效提升。然而,就現狀而言,我國在利用細胞融合技術以及DNA重組技術進行抗生素生產尚且處于初步試驗環節,其價值作用還有待進一步考究。但是,毋庸置疑的是,隨著社會的發展,科學技術的幾部,現代生物技術中酶工程在抗生素生產中的應用價值將能夠得到充分有效的體現。
3現代生物技術中細胞工程在抗生素生產中的應用
在現代生物技術當中細胞工程不可忽視,并且其在抗生素生產中具備顯著應用價值。細胞工程中的原生質融合技術加以應用,能夠使抗生素的產量得到有效提升。對于維生素原生質體融合來說,指的是將遺傳性狀存在差異的2個菌體細胞的原生質體加以融合,進而獲取存在2個菌體遺傳性狀的穩定重組子。此項技術能夠使遠緣菌株的基因重組得到有效實現,不會有有性孢子的絲狀真菌產生,但是卻具備準性生殖的特殊遺傳現象。并且,利用此項技術,在高產量的變異菌株篩選過程中,具備顯著應用價值。比如:柔紅霉素產生菌和四環素產生菌的種間原生質體融合,因這2個抗生素生物合成均源于聚酮體,從而讓柔紅霉素的單位產量獲得了顯著提升。總之,對細胞工程中的原生質體融合技術加以應用,能夠使抗生素的產量得到有效提高。因此,相關工程技術人員需對此充分重視。
4現代生物技術中基因工程在抗生素生產中的應用
基于現代生物技術當中的基因工程也能夠在抗生素生產中發揮有效作用。一方面,利用基因工程中的兩步重組法技術,能夠使生物合成肽類抗生素得到有效改造。對于肽類抗生素來說,可由微生物的非核糖體合成的方法基于多肽合成酶系中進行,多肽合成酶系具備酶與模板的功能,稱之為蛋白質模板,針對其相應的氨基酸激活功能域采取定向兩步重組取代,能夠使全新的肽類抗生素得到有效生成,例如:耶兒森氏鼠疫桿菌素的合成等[3]。另一方面,通過基因工程當中的人工改造技術,能夠使抗生素的產量及品質得到有效提升。例如:改造卡那霉素鏈霉菌當中的編碼氨基糖苷6-N-乙酰轉移酶的自身抗性基因過表達,能夠使產生菌對氨基糖苷類的抗性得到有效提升,進而使鏈霉素的產量得到有效提高。
5結語
通過本文的探究,認識到在抗生素生產過程中,可以利用現代生物技術,以此使抗生素的產量及品質得到有效提高。例如:基于現代生物技術中的發酵工程、酶工程、細胞工程以及基因工程均能夠在抗生素生產中發揮技術作用。因此,抗生素生產商便有必要對現代生物技術的應用加以重視,進一步為抗生素產量及品質的提高奠定夯實的基礎。
參考文獻:
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[2]簡心韻.鄧子新.孫宇輝.氨基糖苷抗生素慶大霉素:基礎研究的新進展及應用研究的新潛力[J].生物工程學報,2015,06:829-844.
關鍵詞:生物技術;果樹;種植
中圖分類號:S66;S188 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170432033
生物技術是把科學當作基礎的技術,通過生物工程與體系的原理,完成生產生物制品與創新的科學技術。高速發展的生物技術,被使用于諸多行業之中,我國也把生物技術運用于果樹種植工作中。對于傳統種植果樹而言,大多時間均依照營養繁殖的方法遺傳,通過引種和挑選優良種子,令果樹品質愈發提升。可是由于果樹的生命周期與自交會造成諸多不孕狀況,令育種工作舉步維艱。因此在種植果樹中引入現代生物技術,不但可令這些問題得以解決,還能使種植果樹工作有全新的途徑,從而有利于種植工作的進行。
1 生物技術的發展概述
1.1 生物技術的起源
生物技術還被稱作生物工程,現代生命學科屬于生物技術的根基,將其它基礎學科與生物學科的原理進行融合,透過一些較為先進的技術,把人類所需的產品進行生產,DNA重組技術則為現代生物技術的一個標志[1]。
1.2 生物技術的發展
在持續發展操作技術與基因理論中,現代生物技術逐步構成了生產力,而且被大量使用在實踐生活中。蛋白質工程在基因工程中極為關鍵,其在現代生物技術中十分重要。生物信息學是在高速發展的全球信息技術乃至創建通訊網絡后出現的,并得到不斷的完善,形成生物技術的研究體系。
2 生物技術在果樹種植上的應用
2.1 菌根生物技術的應用
菌根作為一種真菌,其與植物的根系構成了一個共生結合體。而外生菌根與VA菌根極為重要,菌根生物技術則應當令果樹的苗木完成菌根化,也就是在果樹苗木栽植前,透過預先接種菌的方式令其變成具有菌根的苗木。依照相應研究可以看出,菌根生物技術可以顯著提高果樹所具有的礦質營養與水分情況,透過內源激素的平衡與抗病性能的提高,從而加快果樹成長。
比如在對實生苗進行菌根化時(實生苗指的是從種子生長成果樹樹苗),實生苗執行菌根化的成功案例包含了杜梨、櫻桃、海棠、山桃等。在播種果樹的實生苗時,應當執行菌根消毒,將具有的病原真菌、細菌以及線蟲殺死,確保菌根發揮有效的作用。在接種時,工作人員可以將預先種在滅菌土內的2~4真葉幼苗給予接種,還能夠在接種物數過少的狀況下使用容器播種并進行接種菌根。
2.2 單倍體技術的應用
單倍體培養技術大量使用于果樹育種當中,單倍體技術對完成突變檢測與對抗性細胞挑選極為有利,顯著減少了果樹育種的時間,花藥培養屬于單倍體構成的重要途徑。并且,透過對植物卵細胞、助細胞等采取離體培養,則能夠分化為單倍體胚。
通過單倍體生物技術對4倍體的單核期花粉給予培養,成功培育出單倍體植株。可是對草莓給予花藥培養時,因為較易被花藥培育環境與基因型影響,則會發生單倍體誘導頻率較低的狀況,并且草莓屬于4倍體,這些4倍體是通過單倍體自發加倍構成,也是由體細胞組織構成,@2者較難區分。所以在運用單倍體技術培育果樹時,則需加強構成方法的區分。
2.3 分子標記技術的應用
分子標記技術通過生物大分子,尤其是把核算多態性當作根基。分子標記技術具有極為正確、快速、靈敏度較高的特征,最明顯的優勢則為令多基因控制的繁瑣性被分析。隨著我國果樹種植的發展,檢驗DNA分子標記技術已經被大量使用,取得成功的果樹包含了荔枝、番木瓜、芒果、香蕉等。
因為諸多果樹在開花結果之前需要較長的幼年期,從而對果樹新基因的培育與選擇工作造成較大困擾,可是透過對某一優良性狀執行分子標記,從而在幼苗時期則能夠透過對其選擇,加快果樹的育種過程。比如番木瓜在育種時,工作人員可以運用微型探針對番木瓜的優良特征給予分子標記,且透過RAPD技術對番木瓜進行分析,從而達到優選品種的目的[2]。
3 生物技術應用對果樹種植的影響
微繁殖與基因轉化等技術均大量使用于果樹種植中。果樹種植相較于其他植物而言,不同之處則為果樹的選種、育種、施肥等極為重要。在果樹種植中使用生物技術,不但能夠預防病蟲害、培養出優質樹種,還可以提升產量,確保果樹營養的平衡性。因此對于果樹的種植而言,相應人員需在生物技術的使用中加大力度,依照實際狀況給予協調,以此令果樹的產量與成長具有保障。
4 結束語
生物技術在果樹中的運用愈發廣泛,從而對果樹全面發展給予有效的科學技術支撐。我國科學化生產持續進行,在果樹培養中愈發加大了投入力度,生物技術的發展前景極其良好。