時(shí)間：2023-05-30 09:05:55
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇現(xiàn)代生物技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代生物技術(shù)廢水生物處理生物修復(fù)
隨著工業(yè)的高速發(fā)展，水環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重地威脅著人類的生存環(huán)境，制約著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，水污染控制成為全世界共同關(guān)注的問(wèn)題。目前的水處理技術(shù)中，生物處理法已成為世界各國(guó)控制水污染的主要手段，尤其是現(xiàn)代生物技術(shù)將成為水污染控制領(lǐng)域重點(diǎn)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)手段，主要應(yīng)用于廢水處理、生物修復(fù)以及微生物水處理劑等方面。
1、現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn)
現(xiàn)代生物技術(shù)是指以DNA技術(shù)為先導(dǎo)，包括微生物工程、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程和生物修復(fù)技術(shù)在內(nèi)的一系列生物高新技術(shù)的統(tǒng)稱。其中每個(gè)方面都有其特定的理論基礎(chǔ)和不同的應(yīng)用領(lǐng)域，但它們之間又相互補(bǔ)充和銜接，形成一個(gè)完整的體系。
生物技術(shù)的特點(diǎn)大致有：①以生物為對(duì)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(jìn)行，過(guò)程簡(jiǎn)單，可連續(xù)化操作，并可節(jié)約能源，減少環(huán)境污染；③開(kāi)辟了生產(chǎn)高純度、優(yōu)質(zhì)、安全可靠的生物制品的新途徑；④可解決常規(guī)技術(shù)和傳統(tǒng)方法不能解決的問(wèn)題；⑤可定向地按人們的需要?jiǎng)?chuàng)造新物種、新品種和其他有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生命類型。
2、現(xiàn)代生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用
廢水生物處理是利用微生物的生命活動(dòng)過(guò)程對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術(shù)發(fā)展迅速，好氧法、厭氧生物法以及生物發(fā)酵法已趨于成熟，所以，這里只介紹固定化等新興技術(shù)。
2.1固定化微生物技術(shù)固定化微生物技術(shù)是生物工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)。進(jìn)Jk80年代后國(guó)內(nèi)外開(kāi)始應(yīng)用這種具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)來(lái)處理工業(yè)廢水和分解難生物降解的有機(jī)物質(zhì)，一些具有特異性的優(yōu)勢(shì)菌種不斷得到改造或創(chuàng)造，將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進(jìn)行固定化后，菌體密度提高，大大提高了處理效率，尤其是對(duì)難降解有毒物質(zhì)有明顯優(yōu)勢(shì)。王增長(zhǎng)等人利用新研制的聚集一交聯(lián)固定化細(xì)胞技術(shù)，將篩選的高效優(yōu)勢(shì)脫色菌種固定在活性污泥上，投加于“厭氧一好氧一生物濾池”工藝流程中，處理印染廢水，結(jié)果表明：出水色度極低，處理后的水可回用。
2.2生物強(qiáng)化處理技術(shù)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(yōu)勢(shì)菌種或通過(guò)基因組合技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質(zhì)。主要強(qiáng)化方法有：①高濃度活性污泥法，以高污泥濃度和長(zhǎng)泥齡來(lái)促進(jìn)對(duì)難分解物質(zhì)的處理，加快反應(yīng)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。②生物一鐵法，是在普通活性污泥中加入無(wú)機(jī)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(diǎn)，主要用來(lái)提高除磷效果。③生物一活性炭法，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(chǎn)生協(xié)同增效作用。在該系統(tǒng)中，每g活性炭去除1～3gCOD，分解廢水毒性能力明顯增強(qiáng)，同時(shí)提高脫氮水平。
2.3生物反應(yīng)器技術(shù)生物反應(yīng)器技術(shù)，是現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向?，F(xiàn)代化的新型生物膜反應(yīng)器，其共同特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)裝有比表面大的載體，有利于微生物附著生長(zhǎng)形成生物膜，供氣或供給的其他反應(yīng)條件優(yōu)越，污染物具有充分的時(shí)間與微生物接觸，有利于增強(qiáng)微生物的分解代謝能力。目前，2000m3的反應(yīng)器已經(jīng)問(wèn)世。雖然其處理能力較低，造價(jià)較高，但其管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低，所以歐美地區(qū)約有7%的污水處理廠采用該技術(shù)。
3、生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)技術(shù)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(xiàn)場(chǎng)降解為C02和H20或轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的工程技術(shù)系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)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(zhuǎn)移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進(jìn)程，常常采用許多強(qiáng)化措施，使自然生態(tài)系統(tǒng)維持原狀的前提下，使受污染的環(huán)境得以修復(fù)。研究表明，生物修復(fù)與傳統(tǒng)的物化法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：①經(jīng)濟(jì)，僅為物化法30%-50%；②對(duì)環(huán)境影響小，不產(chǎn)生二次污染，遺留問(wèn)題少；③最大限度地降低污染物的濃度；④修復(fù)時(shí)間較短，就地修復(fù)，操作方便。
生物修復(fù)中主要涉及兩大問(wèn)題，即有效性和安全性評(píng)價(jià)。為提高有效性今后將應(yīng)用分子微生物學(xué)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(fù)的安全性評(píng)價(jià)水平，需發(fā)展鑒定微生物的分子生物技術(shù)，以確定微生物在環(huán)境中的去留和基因。
4、微生物水處理劑
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代中藥；研究；生物技術(shù)
中藥是在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下用于治療疾病的基礎(chǔ)藥物，是我國(guó)傳統(tǒng)藥學(xué)的經(jīng)典，其中包含中藥材、中藥飲片以及中成藥。同時(shí)在醫(yī)療保障的中，中藥也有非常大的作用，中藥制劑的作用較為平緩，尤其是慢性疾病，其療效更加顯著，針對(duì)于老年患者來(lái)說(shuō)，采用中藥治療的效果會(huì)更理想，但與在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)相比，中醫(yī)藥僅扮演配角，競(jìng)爭(zhēng)力明顯低于西方醫(yī)學(xué)。中國(guó)是中醫(yī)藥的發(fā)源地，中藥研究技術(shù)卻落后于日、韓等國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本一家中藥企業(yè)用中國(guó)"六神丸"配方、購(gòu)買(mǎi)中國(guó)道地藥材制成"救心丹"后返銷我國(guó)，2003年在我國(guó)的銷售額達(dá)1億美元。韓國(guó)從中國(guó)東北購(gòu)買(mǎi)的人參，加工成"高麗參"，價(jià)格比我國(guó)人參高出10倍左右。"洋中藥"療效穩(wěn)定，質(zhì)量可控，特別是在有效成分提純、明確物質(zhì)基礎(chǔ)方面技術(shù)水平領(lǐng)先我國(guó)。我國(guó)中藥還未擺脫傳統(tǒng)用藥方式，絕大多數(shù)中成藥在安全性及有效性方面沒(méi)有完整的依據(jù)，并且從原材料到生產(chǎn)，缺少相應(yīng)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致重要和國(guó)際用藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)偏差?？v使我國(guó)的中藥資源較為豐富，同時(shí)中藥的使用歷史較為長(zhǎng)遠(yuǎn)，但是也在國(guó)際醫(yī)藥競(jìng)爭(zhēng)中落后與其他國(guó)家，要想徹底改變我國(guó)中藥使用的局面，就必須要掙得傳統(tǒng)藥物的一席之地，并且要制定標(biāo)準(zhǔn)的、規(guī)范的制度，徹底的解決掉缺乏科學(xué)性的弊端，而唯有利用現(xiàn)代生物技術(shù)改造中藥，才能加快中藥現(xiàn)代化進(jìn)程。常見(jiàn)的生物技術(shù)有下列幾種。
1色譜技術(shù)
提取分離中藥有效成分難是導(dǎo)致中成藥療、質(zhì)量差的主要原因，而應(yīng)用色譜技術(shù)就可完全避免這一弊端，其中色譜主要是利用物質(zhì)在流動(dòng)相與固定相中的分配系數(shù)差異而分離樣品。而樣品中又將各組進(jìn)行多次分配，分配系數(shù)大的組分遷移速度慢；反之則速度快。
隨著高效液相色譜法的應(yīng)用，彌補(bǔ)了氣相色譜法（GC）不能直接用于分析、難揮發(fā)、不穩(wěn)定及高分子樣品的弱點(diǎn)，擴(kuò)大了色譜法的應(yīng)用范圍。
毛細(xì)管電泳法（CE）快速發(fā)展，分離效果遠(yuǎn)大于經(jīng)典的色譜法。CE易于選擇各種分離性的添加劑，能較好地彌補(bǔ)HPLC效率低、擴(kuò)散系數(shù)小等不足。
2分子免疫技術(shù)
疾病發(fā)生時(shí)異常基因功能的實(shí)現(xiàn)最終還依賴于蛋白質(zhì)表達(dá)，而蛋白質(zhì)也是可以保障中醫(yī)藥預(yù)防以及治療效果的，通過(guò)對(duì)相關(guān)蛋白質(zhì)的控制，進(jìn)而發(fā)揮出中藥的作用，所以說(shuō)患者蛋白質(zhì)水平的變化，是中藥研究的關(guān)鍵部位，臨床中分子免疫技術(shù)檢測(cè)的原理是根據(jù)已經(jīng)了解的抗體、抗原，在對(duì)蛋白質(zhì)中的抗體、抗原進(jìn)行檢測(cè)，可以有效的鑒定中藥的真假，保障患者的用藥安全，其特異性強(qiáng)。
3 DNA遺傳標(biāo)記、基因芯片技術(shù)
DNA作為是生物群體細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)，其穩(wěn)定性較高，是代表了該類種群的相關(guān)特征，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記，進(jìn)而制定出相應(yīng)的診斷標(biāo)準(zhǔn)以及DNA指紋圖譜，為鑒別不同類別中藥提供了方便快捷的方法。
基因芯片就是在芯片上按照特定的排列方式，固定上大量的探針，形成一種DNA微短陣，將樣品DNA/RNA通過(guò)PCR/RT-PCR擴(kuò)增，體外轉(zhuǎn)錄等技術(shù)摻入標(biāo)記分子后，與位于芯片上探針雜交，通過(guò)同位素法、化學(xué)發(fā)光法、化學(xué)熒光法或酶標(biāo)法顯示，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合分析，獲得樣品中大量基因序列及表達(dá)的信息。
4轉(zhuǎn)基因技術(shù)
國(guó)外獲得成功的轉(zhuǎn)基因藥用植物有8種，其中轉(zhuǎn)基因的煙草就可產(chǎn)生出溶酶體酶以及多種疾病抗體，而轉(zhuǎn)基的因玉米則會(huì)產(chǎn)生霍亂疫苗、單克隆抗體等。由于藥用植物的基因工程發(fā)展較晚，因此其案例不是很多，但是也有一些較為特殊的成功，其中農(nóng)桿菌介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移、種質(zhì)系統(tǒng)的基因轉(zhuǎn)移和外源基因直接導(dǎo)入法。以Arntzen研究小組為代表的多個(gè)研究組相繼在煙草、馬鈴薯、苜蓿等植物中成功表達(dá)了乙肝病毒表面抗原、大腸桿菌毒素B亞基、霍亂毒素B亞基、諾瓦克病毒衣殼蛋白等。轉(zhuǎn)基因技術(shù)廣泛地用于優(yōu)化種質(zhì)，保護(hù)和繁殖珍稀瀕危動(dòng)、植物品種，保證中藥資源的可持續(xù)發(fā)展。提高表達(dá)效率，大規(guī)模生產(chǎn)仍是目前研究的難點(diǎn)。
5植物細(xì)胞工程
實(shí)施藥用植物的細(xì)胞工程，可以利用生物反應(yīng)器對(duì)植物細(xì)胞組織大規(guī)模培養(yǎng)，通過(guò)一系列的操作以及細(xì)胞調(diào)控，來(lái)提高中藥中有效成分的含量，并且對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，可提供與天然中藥相同的藥效，進(jìn)行治療。其次，還可運(yùn)用植物細(xì)胞工程技術(shù)分離和提取中藥有效成分，解決相應(yīng)的質(zhì)量問(wèn)題、用藥安全等，使中藥的質(zhì)量逐步的提高，保障臨床的用藥安全。植物細(xì)胞工程有助于實(shí)現(xiàn)中藥生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)瀕危珍稀中藥材和具有較高臨床價(jià)值的現(xiàn)代中產(chǎn)品的二次開(kāi)發(fā)。
6發(fā)酵工程
中藥發(fā)酵研究始于20世紀(jì)80年代，人工細(xì)胞快速增殖技術(shù)以及次生代謝產(chǎn)物逐漸興起，為人工資源的生產(chǎn)提供相應(yīng)的技術(shù)平臺(tái)。例如水蛭素與人體的血小板不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，因此在治療血小板相關(guān)疾病方面有其無(wú)法替代的效果。國(guó)內(nèi)用真菌三孢布拉霉生產(chǎn)β-胡蘿卜素的產(chǎn)量達(dá)2.0 g?L-1，國(guó)外已達(dá)到（3～3.5）g?L-1。粘紅酵母、布拉克須霉、叢霉等真菌也具有生產(chǎn)β-胡蘿卜素的能力。除真菌外，如球型紅桿菌、瑞士乳桿菌等某些細(xì)菌也具有發(fā)酵生產(chǎn)類胡蘿卜素的能力。VC的微生物發(fā)酵法早已取得重要突破，利用"大小菌落"菌株混合培養(yǎng)生產(chǎn)VC的工藝已經(jīng)成熟，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化。
上述技術(shù)都是從分子水平闡述中藥的現(xiàn)代研究技術(shù)，保護(hù)中藥的種質(zhì)資源與基因資源，研發(fā)中藥新藥以及中藥材的鑒定技術(shù)等，也可應(yīng)用蛋白質(zhì)重組等高通量技術(shù)研究其作用的分子機(jī)制，從蛋白質(zhì)圖譜的變化中尋找中藥靶點(diǎn)和途徑，以利于新藥研發(fā)和中藥的二次開(kāi)發(fā)。
參考文獻(xiàn)：
生物技術(shù)已經(jīng)深入中藥研究和開(kāi)發(fā)的各個(gè)領(lǐng)域，在高質(zhì)量中藥天然藥物原料的研究生產(chǎn)及中藥材資源可持續(xù)利用中發(fā)揮著極大的作用。
【關(guān)鍵詞】 生物技術(shù)；中藥現(xiàn)代化；應(yīng)用；綜述
Abstract：Biotechnology has entered all fields of TCD research and development， exerting great function in research and production of highquality natural medicinal raw materials and sustainable utilization of Chinese herbs resource.
Key words：biotechnology; TCD modernization; application; review
中醫(yī)藥學(xué)是我國(guó)在自然科學(xué)領(lǐng)域最有特色的學(xué)科之一，中藥現(xiàn)代化就是將傳統(tǒng)中醫(yī)藥的優(yōu)勢(shì)和特色與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，把中藥推向國(guó)際化。生物技術(shù)作為一種綜合了生命科學(xué)與多種現(xiàn)代科學(xué)理論與研究手段的高技術(shù)，在21世紀(jì)將對(duì)生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生十分深遠(yuǎn)的影響。
1 生物技術(shù)在高質(zhì)量中藥天然藥物原料的研究生產(chǎn)及中藥材資源可持續(xù)利用中的應(yīng)用
生產(chǎn)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的現(xiàn)代中藥，其前提是有高質(zhì)量的中藥原料。現(xiàn)代中藥必須嚴(yán)格保證所用的藥材原料無(wú)污染，農(nóng)藥殘留和重金屬含量在十分安全的范圍內(nèi)，藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的含量穩(wěn)定、可靠并有嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)中藥資源達(dá)1.2萬(wàn)余種，這些中藥材中部分涉及到珍稀瀕危物種，因此對(duì)珍稀瀕危中藥材的挽救、保護(hù)與合理利用迫在眉睫。遷移珍稀瀕危動(dòng)、植物至飼養(yǎng)地和植物園是保存物種的重要方法，建立相應(yīng)的基因庫(kù)用于保存動(dòng)植物的基因，考察物種的變異具有重要意義。
就中藥材栽培而言，GAP的實(shí)施已成為業(yè)內(nèi)共識(shí)?；蚣夹g(shù)在這方面正在逐漸發(fā)揮重要作用，如中藥材優(yōu)良品種選育、道地性藥材遺傳特征分析、抗性基因的轉(zhuǎn)基因藥用植物等。
應(yīng)用RAPD技術(shù)對(duì)南北蒼術(shù)間的差異進(jìn)行了分析，認(rèn)為蒼術(shù)的道地性是在遺傳和生態(tài)兩因素長(zhǎng)期復(fù)雜作用下形成的遺傳和化學(xué)成分有穩(wěn)定差異的居群［1］；李萍等將5srRNA基因間區(qū)序列的變異用于對(duì)金銀花藥材道地性的分析［2］。有報(bào)道用轉(zhuǎn)基因植物可生產(chǎn)外源基因編碼的產(chǎn)物（如a栝蔞素、干擾素等），隨著表達(dá)效率的提高和受體植物范圍的不斷擴(kuò)大，將有可能在傳統(tǒng)中藥材中加入有用的新遺傳特性，增加植物的抗病能力等，這將為中藥材的綠色栽培奠定良好的基礎(chǔ)［3］。
2 細(xì)胞工程技術(shù)為中藥人工資源的開(kāi)發(fā)提供了有效途徑
作為中藥和天然藥物發(fā)揮藥效活性的物質(zhì)基礎(chǔ)，天然活性成分往往含量很低，而天然野生資源隨著藥物的開(kāi)發(fā)利用儲(chǔ)存量不斷下降，其原料來(lái)源能否滿足批量化生產(chǎn)的需求，是所有天然創(chuàng)新藥物開(kāi)發(fā)所面臨的重大難題，也是高水平中藥能否廣泛應(yīng)用并走向世界的瓶頸。因此，針對(duì)特定有效成分或組分生產(chǎn)的中藥人工資源開(kāi)發(fā)生產(chǎn)技術(shù)引起了研究者的極大關(guān)注。為合理利用其資源，可利用生物技術(shù)的方法和手段進(jìn)行一些珍稀瀕危品種的快速繁殖，研究其在自然或人工控制條件下個(gè)體更新的速率及規(guī)律等，如石斛試管苗的快速繁殖。
發(fā)酵工程利用生物細(xì)胞在人工條件下的快速增殖與次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生，為人工資源的生產(chǎn)提供了技術(shù)平臺(tái)。目前，以冬蟲(chóng)夏草菌發(fā)酵生產(chǎn)的菌絲體及產(chǎn)物已形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，并有相應(yīng)的下游產(chǎn)品暢銷。
以微生物、植物、動(dòng)物細(xì)胞為反應(yīng)器，進(jìn)行天然活性物質(zhì)的生產(chǎn)和加工，也已引起研究者的極大興趣，以此推動(dòng)的天然產(chǎn)物的生物轉(zhuǎn)化和生物合成研究與開(kāi)發(fā)，在國(guó)內(nèi)中藥研究和開(kāi)發(fā)中的作用正為更多的研究和生產(chǎn)部門(mén)所重視。許建峰［4］等利用高山紅景天培養(yǎng)細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化外源酪醇生產(chǎn)紅景天苷。紫杉醇作為一種作用機(jī)理獨(dú)特的天然抗癌藥物，自發(fā)現(xiàn)以來(lái)受到了人們的廣泛重視，但其在植物紅豆杉中的含量極低，而紅豆杉生長(zhǎng)緩慢，資源匱乏，因此嚴(yán)重限制了紫杉醇的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應(yīng)用。為此，近年來(lái)各國(guó)科學(xué)家在尋找及擴(kuò)大紫杉醇的藥源途徑上進(jìn)行了大量的工作。甘煩遠(yuǎn)等對(duì)紫杉醇的研究進(jìn)行了綜述，通過(guò)兩篇綜述所反映出的研究?jī)?nèi)容可以看出為解決紫杉醇的資源問(wèn)題。全世界的科學(xué)家分別從篩選高產(chǎn)紅豆杉栽培品種、微生物生物合成、化學(xué)合成、生物合成途徑探索、生物合成關(guān)鍵酶的發(fā)現(xiàn)及其基因表達(dá)等多途徑進(jìn)行資源研究，而這些研究中生物合成與生物轉(zhuǎn)化技術(shù)起著極為重要的作用。
3 酶工程是中藥活性成分生產(chǎn)追求的最佳技術(shù)手段之一
就療效確切的單一天然活性成分而言，能夠通過(guò)工業(yè)化生產(chǎn)獲得天然結(jié)構(gòu)復(fù)雜的單一產(chǎn)物是人們追求的目標(biāo)，但天然化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常有多個(gè)不對(duì)稱碳原子，合成難度較大或合成條件苛刻；而酶工程為這類成分的獲得提供了新的途徑。如金東史等利用酶轉(zhuǎn)化方法將人參中的主要皂苷成分轉(zhuǎn)化成含量只有十萬(wàn)分之幾的人參皂苷Rh2，并達(dá)到了月產(chǎn)30kg的生產(chǎn)規(guī)模［5］。
轉(zhuǎn)貼于
4 生物技術(shù)為提高中藥品質(zhì)評(píng)價(jià)水平提供了新的實(shí)驗(yàn)方法
中藥材是中藥研究開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法控制，以后的研究和開(kāi)發(fā)均屬無(wú)本之木，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定也就失去了意義。中藥材的質(zhì)量控制主要應(yīng)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是品種的控制，主要是解決真?zhèn)蔚膯?wèn)題。其二中藥材的有效物質(zhì)是次生代謝產(chǎn)物，其積累主要與其合成關(guān)鍵酶的表達(dá)及表達(dá)量等有關(guān)。因此建立合理中藥材的生產(chǎn)和質(zhì)量評(píng)價(jià)體系將對(duì)中藥現(xiàn)代化尤為重要。
基因分子標(biāo)記技術(shù)在中藥品質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，使中藥材鑒定的方法從傳統(tǒng)的形態(tài)表征分析推進(jìn)到對(duì)生物遺傳物質(zhì)的分析。在中藥的分子鑒別研究中目前主要有以下一些方面：（1）基于PCR方法的DNA分子標(biāo)記技術(shù)，如RAPD、AFLP等；（2）基于分子雜交的DNA分子標(biāo)記技術(shù)，如RFLP；（3）基于DNA序列分析的分子標(biāo)記技術(shù)，如DNA直接測(cè)序法、PCRRFLP法［6］。利用這些基因鑒別方法對(duì)了解和分析藥用動(dòng)（植）物的遺傳特性、基因與藥材產(chǎn)地、化合物積累的相關(guān)性等均具有重要意義。
5 生物技術(shù)為中藥和天然藥物新藥研究與開(kāi)發(fā)提供了新的工具和途徑
中藥新藥的研發(fā)是中藥現(xiàn)代化和國(guó)際化的關(guān)鍵，要研制符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的現(xiàn)代中藥，應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)勢(shì)在必行。
5.1 生物芯片為中藥新藥分子水平的機(jī)理研究提供依據(jù)：中藥鑒定基因芯片，可以對(duì)中藥材的產(chǎn)地、質(zhì)量進(jìn)行鑒定；可以搞清楚中藥作用的分子機(jī)理，篩選出中藥有效成分。
5.2 生物轉(zhuǎn)化及生物組合化學(xué)為以天然活性成分為先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)新藥提供了新的思路與方法：生物轉(zhuǎn)化技術(shù)可以彌補(bǔ)化學(xué)合成的不足，1997年Khmelnitsky利用鹽活化生物催化劑脂酶，成功地在有機(jī)相中進(jìn)行了紫杉醇系列衍生物的生物合成。由此可見(jiàn)，生物轉(zhuǎn)化技術(shù)在以天然活性成分為基礎(chǔ)的創(chuàng)新藥物研究與開(kāi)發(fā)中具有重要的意義。
5.3 生物技術(shù)為天然微量活性成分的生產(chǎn)提供了新的技術(shù)平臺(tái)：中藥中微量高效成分的研制開(kāi)發(fā)一直是困擾醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)界的核心問(wèn)題，利用定向生物轉(zhuǎn)化技術(shù)可將天然藥物中的高含量成分轉(zhuǎn)化成微量高活性成分，因此大大提高微量成分的含量，使其達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的要求。如研究發(fā)現(xiàn)多種微生物能定向地將含量較高的喜樹(shù)堿轉(zhuǎn)化為10羥基喜樹(shù)堿。丁家宜等利用人參毛狀根成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)羥基苯醌生物合成天然熊果苷。
5.4 物技術(shù)實(shí)現(xiàn)天然結(jié)構(gòu)復(fù)雜活性化合物的結(jié)構(gòu)修飾：天然活性成分的研發(fā)中還有一個(gè)難以解決的問(wèn)題，即天然活性成分常常體內(nèi)外藥效學(xué)活性差異較大，其中一個(gè)重要因素是其在體內(nèi)吸收不好，導(dǎo)致生物利用度太低。利用生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)天然結(jié)構(gòu)復(fù)雜活性化合物的結(jié)構(gòu)修飾，對(duì)提高這類成分的生物利用度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)具有重要意義。
綜上所述，生物技術(shù)已經(jīng)深入中藥研究和開(kāi)發(fā)的各個(gè)領(lǐng)域，雖然大多數(shù)研究尚處于起步階段，但其影響正在不斷擴(kuò)大，所顯示出的潛在社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益也日益得到重視，生物技術(shù)將深入到中藥新藥研制的各個(gè)環(huán)節(jié)。正確利用現(xiàn)代生物技術(shù)合理地解決中醫(yī)藥現(xiàn)代科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)中的重要問(wèn)題，必將有力地推動(dòng)我國(guó)的中醫(yī)藥現(xiàn)代化和國(guó)際化進(jìn)程，為加入WTO后的中國(guó)民族產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)注入活力。
【參考文獻(xiàn)】
［1］郭蘭萍，黃璐琦，王敏等.南北蒼術(shù)的RAPD分析及其劃分的初步探討［J］.中國(guó)中藥雜志，2001，32（9），32（9）：834837.
［2］李萍，蔡朝輝，邢俊波.srRNA基因間區(qū)序列第變異用于對(duì)金銀花藥材道地性研究初探［J］.中草藥，2001，32（9）：834837.
［3］Kuehne，A.R.，Sugii，N.Transformation of dendrobium orchidusing particle bombardment of protocorms［J］.Plant Cell Reports，1992，11（8）：484488.
［4］許建峰，蘇志國(guó)，馮樸蓀.利用高山紅景天培養(yǎng)細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化外源酪醇生產(chǎn)紅景天苷的研究［J］.植物學(xué)報(bào)，1998，40（12）：11291135.
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代生物；技術(shù)；社會(huì)經(jīng)濟(jì)；發(fā)展；影響
現(xiàn)代生物技術(shù)是從生命科學(xué)的角度出發(fā)對(duì)生物體進(jìn)行研究和分析的?，F(xiàn)代生物技術(shù)能夠給人類生活提供更多新型的服務(wù)，并且因其具有高附加值以及低能耗和低公害的特點(diǎn)，能夠?qū)ι鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極的促進(jìn)性作用。尤其是面對(duì)現(xiàn)代化人類生活的危機(jī)環(huán)境，現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)動(dòng)物、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及其他產(chǎn)業(yè)都能夠起到積極的促進(jìn)性作用。
1現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)動(dòng)物類的影響
現(xiàn)代生物技術(shù)能夠?qū)?dòng)物生長(zhǎng)以及代謝進(jìn)行有效的調(diào)控，并且對(duì)動(dòng)物的生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行全面的改良。20世紀(jì)末轉(zhuǎn)基因小白鼠產(chǎn)生為人們提供了較大的啟示和影響，通過(guò)這樣的技術(shù)能夠使動(dòng)物的生長(zhǎng)時(shí)間縮短，生長(zhǎng)速度加快，并且還能對(duì)肉類以及產(chǎn)奶類動(dòng)物進(jìn)行基因改變，使食品的質(zhì)量得到提升。例如使用原核生物進(jìn)行牛生長(zhǎng)激素的提取和制作，然后用在奶牛的生長(zhǎng)，這樣就可以讓奶牛的產(chǎn)奶量得到提升。此外動(dòng)物育種中廣泛應(yīng)用的生物技術(shù)主要有轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動(dòng)物克隆技術(shù)、DNA重組技術(shù)以及胚胎工程技術(shù)等等。運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行分子育種可以有效的改善傳統(tǒng)育種方式的培育周期長(zhǎng)等問(wèn)題，大大的加快了育種的進(jìn)展，提高了育種的質(zhì)量。在畜禽疾病診斷方面，隨著生物技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的限制酶分析法、免疫印跡法、核酸探針?lè)ㄒ约熬酆厦告湻磻?yīng)法等多種分子生物學(xué)的診斷方法都是畜禽疾病有效的診斷方法。
2現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響
我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)揮了非常關(guān)鍵性的作用。為了使農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)有更好的發(fā)揮，提升農(nóng)業(yè)糧食的產(chǎn)量，需要生物技術(shù)發(fā)揮出以下作用，解決糧食問(wèn)題。首先，現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)能夠培育出更多的抗逆作物，提升農(nóng)業(yè)作物的優(yōu)良品種?，F(xiàn)代生物技術(shù)中的轉(zhuǎn)基因技術(shù)主要是對(duì)植物的基因進(jìn)行轉(zhuǎn)移培育，培育出一些抗寒和抗旱以及抗擊鹽類的生物品種，尤其是在大豆、玉米方面。此技術(shù)在20世紀(jì)末就進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，我國(guó)還將轉(zhuǎn)基因的蛋白注入到棉花當(dāng)中，培育出了抗擊蟲(chóng)害的棉花，其中殺蟲(chóng)率達(dá)到80%以上。其次，現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)還能夠使用組織培養(yǎng)技術(shù)，在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量試管苗的培育，然后在工廠進(jìn)行加工生產(chǎn)，大約在很小的溫室當(dāng)中就能夠繁殖出更多株小苗，這一項(xiàng)技術(shù)的價(jià)值非常大。自然條件下繁殖出來(lái)的植物能夠在非常短的時(shí)間進(jìn)行更多的繁殖，減少病毒感染的可能性，此項(xiàng)生物技術(shù)可以在蔬菜、果樹(shù)以及花卉當(dāng)中進(jìn)行使用，還能夠?qū)崿F(xiàn)生物技術(shù)的商品化發(fā)展。我國(guó)在此技術(shù)的使用下已經(jīng)建立起了植物試管的生產(chǎn)線，在葡萄、香蕉、花卉等等方面已經(jīng)做出了一定的成績(jī)。再次，現(xiàn)代生物技術(shù)還能夠?qū)r(nóng)業(yè)糧食的品質(zhì)進(jìn)行改善。將菜豆當(dāng)中的蛋白放在向日葵當(dāng)中，能夠讓向日葵的種子含有菜豆的蛋白。這一項(xiàng)技術(shù)就是能夠在多種食品中加以運(yùn)用，例如，可以讓番茄延遲成熟的時(shí)間，避免出現(xiàn)變軟的現(xiàn)象，這樣可以減少在運(yùn)輸過(guò)程中所出現(xiàn)的破損現(xiàn)象，這項(xiàng)研究能夠讓多種食品的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變高。最后，現(xiàn)代生物技術(shù)能夠減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥使用量。農(nóng)業(yè)種植會(huì)使用很多的化肥，農(nóng)藥，化肥使用會(huì)讓土地出現(xiàn)板結(jié)的現(xiàn)象，降低肥力，化肥生產(chǎn)還能夠?qū)Νh(huán)境造成一定的污染。因此，現(xiàn)代生物技術(shù)將固氮細(xì)菌放在轉(zhuǎn)基因的農(nóng)作物當(dāng)中，這些生物對(duì)固氮的行為，減少化肥的使用量，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。
3現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響
工業(yè)生物技術(shù)就是將微生物或者是酶作為催化劑進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的一種工作行為，能夠更大規(guī)模的對(duì)人類生產(chǎn)生活所需要的化學(xué)品、能源以及材料進(jìn)行生產(chǎn)，以此解決當(dāng)前的一些能源性危機(jī)問(wèn)題，這也是解決環(huán)境危機(jī)的一種有效手段，是醫(yī)藥生物的重要支撐，能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)提供更多的加工手段。工業(yè)生物技術(shù)在生物產(chǎn)品的加工方面，化學(xué)以及能源材料的應(yīng)用方面都能夠發(fā)揮作用;在當(dāng)今全球資源緊張的今天，這項(xiàng)技術(shù)將是解決依賴進(jìn)口的一種途徑。工業(yè)生物技術(shù)還需要國(guó)家的支持，尤其是對(duì)能源以及化學(xué)品行業(yè)，工業(yè)生物技術(shù)可以有多個(gè)方面的應(yīng)用，成為精細(xì)化工業(yè)制品的一種催化劑，能夠促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)品以及保健化妝品還有功能性化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)。例如，聚乳酸還有胰島素等等這些都是生物技術(shù)，極大的推動(dòng)了醫(yī)學(xué)的進(jìn)步。微生物基因?qū)W也是有效推動(dòng)工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一項(xiàng)重要性舉措，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，微生物基因?qū)W還會(huì)發(fā)揮出較為關(guān)鍵性的作用，微生物的潛力較為巨大，精妙地和現(xiàn)代工業(yè)結(jié)合在一起，能夠給人類發(fā)展提供更多的發(fā)展機(jī)遇［1］。
4結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)代生物技術(shù)能夠解決多個(gè)領(lǐng)域和多個(gè)方面的問(wèn)題，在動(dòng)物、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及其他方面都產(chǎn)生了積極的影響和作用。在未來(lái)的研究方向上還需要對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行多方面、深層次的分析和研究，讓現(xiàn)代生物技術(shù)的作用得以最大程度的顯現(xiàn)出來(lái)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，讓我國(guó)經(jīng)濟(jì)在騰飛的基礎(chǔ)上走向更加廣闊的空間。
參考文獻(xiàn):
［1］白曉亮，王曉嬌，張淑梅等．現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用［J］．房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015，22(19):310．
[關(guān)鍵詞]環(huán)境；生物技術(shù)；應(yīng)用
中圖分類號(hào)：S188 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）02-0356-01
前言：當(dāng)前，許多傳統(tǒng)的環(huán)保工藝處理技術(shù)已不能適應(yīng)現(xiàn)在環(huán)保工作的需求，迫切需要一種新的環(huán)保治理方式。而現(xiàn)代生物技術(shù)以其眾多的優(yōu)點(diǎn)，正越來(lái)越多地被應(yīng)用到了環(huán)境保護(hù)處理過(guò)程當(dāng)中，其在廢水、廢氣、固體廢棄物等環(huán)境污染處理、環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)等方面具有非常顯著的效果。
一、現(xiàn)代生物技術(shù)概述
生物技術(shù)處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結(jié)構(gòu)，降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染減輕到最小程度，這樣既做到一勞永逸，不留下長(zhǎng)期污染問(wèn)題，同時(shí)也對(duì)垃圾廢棄物進(jìn)行了資源化利用。利用發(fā)酵工程技術(shù)處理污染物質(zhì)，最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄闅怏w等，經(jīng)常是一步到位，避免污染物的多次轉(zhuǎn)移而造成重復(fù)污染，因此生物技術(shù)是一種既安全又徹底消除污染的手段。生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過(guò)程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì)，其反應(yīng)過(guò)程是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的，所以大多數(shù)生物治理技術(shù)可以就地實(shí)施，而且不影響其他作業(yè)的正常進(jìn)行，與經(jīng)常需要高溫高壓的化工過(guò)程比較，反應(yīng)條件大大簡(jiǎn)化，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉、效果好、過(guò)程穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
所以，當(dāng)今生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質(zhì)的無(wú)害化處理等各個(gè)方面。
二、生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的重要應(yīng)用
1、生物技術(shù)在水處理中的應(yīng)用
生物技術(shù)在改善水體質(zhì)量，治理水源污染方面有很重要的作用。首先，在水體質(zhì)量改善方面，生物技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。污水中含有許多的有毒物質(zhì)，成分十分復(fù)雜，其中包括重金屬、有機(jī)磷、酚類、氰化物、有機(jī)酸、醛及蛋白質(zhì)等等。利用微生物自身的新陳代謝等生命活動(dòng)，能夠?qū)⑺w中的部分有毒有害物質(zhì)很好的去除，從而使得水體中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，使水體得到凈化。固定化酶技術(shù)就是應(yīng)用最為廣泛的一種污水處理技術(shù)，主要是通過(guò)武力吸附法或者化學(xué)鍵合法使水溶性酶和固態(tài)不溶性載體相結(jié)合，從而將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，從而有效的對(duì)污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行處理。除此之外，生物膜處理法、活性污泥法、穩(wěn)定塘法、人工濕地處理系統(tǒng)工程以及土地處理系統(tǒng)法等都是常見(jiàn)的水污染控制與治理的生物技術(shù)。
2、空氣的生物凈化
應(yīng)用生物技術(shù)來(lái)處理廢氣和凈化空氣是控制大氣污染的一項(xiàng)新技術(shù)，代表了大氣處理凈化處理技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。廢氣的生物處理是利用微生物新陳代謝過(guò)程中需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)這一特點(diǎn)，把廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無(wú)害的物質(zhì)。微生物對(duì)各類污染物均有較強(qiáng)、較快的適應(yīng)性，并可將其作為代謝底物降解、轉(zhuǎn)化。同常規(guī)的有機(jī)廢氣處理技術(shù)相比，生物技術(shù)具有效果好、投資及運(yùn)行費(fèi)用低、安全性好、無(wú)二次污染、易于管理等優(yōu)點(diǎn)，尤其在處理低濃度（小于3mgPL）、生物降解性好的有機(jī)廢氣時(shí)更顯其優(yōu)越性。
生物洗滌法分洗滌式活性污泥脫臭法和曝氣式活性污泥脫臭法兩種工藝。洗滌式活性污泥脫臭法的主要原理是將惡臭物質(zhì)和含懸浮泥漿的混合液充分接觸，使之在吸收器內(nèi)從臭氣中去除掉，洗滌液再送到反應(yīng)器中，通過(guò)懸浮生長(zhǎng)的微生物的代謝活動(dòng)降解溶解的惡臭物質(zhì)。這種方法可以處理大氣量的臭氣， 同時(shí)操作條件易于控制，占地面積較小，壓力損失也較小， 實(shí)際中有較大的適用范圍。這種方法設(shè)備費(fèi)用大、操作復(fù)雜而且需投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因而其應(yīng)用受到了一定限制。曝氣式活性污泥脫臭法是將惡臭物質(zhì)以曝氣形式分散到含活性污泥的混和液中，通過(guò)懸浮生長(zhǎng)的微生物降解惡臭物質(zhì)，現(xiàn)已應(yīng)用于糞便處理場(chǎng)和污水處理場(chǎng)的惡臭氣處理。
3、固體廢物生物處理技術(shù)
3.1 微生物轉(zhuǎn)化污泥堆肥系統(tǒng)
這一技術(shù)是將有機(jī)固體廢物和能夠?qū)⑵溆行Х纸獾奈⑸锶阂砸欢ū壤餐逊e在一起，在適宜條件下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的堆腐，微生物自我繁殖并將有機(jī)物分解，達(dá)到固體有機(jī)廢物凈化的目的。且整個(gè)過(guò)程對(duì)環(huán)境污染極小，分解過(guò)程穩(wěn)定。
3.2 微生物氧消化
微生物厭氧消化是通過(guò)控制微生物處于缺氧的生存環(huán)境，將環(huán)境內(nèi)的有機(jī)廢物分解成CO2和CH4的凈化方法。該種有機(jī)物處理方法具有能源消耗低、剩余產(chǎn)物少和可回收再利用的優(yōu)點(diǎn)，已成為未來(lái)有機(jī)廢物凈化處理的研究方向?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外在該技術(shù)上的研究還處于探索階段，實(shí)際操作過(guò)程中具有工藝、技術(shù)和設(shè)備等一系列的問(wèn)題有待解決。因此，為了提高生物能源的利用效率，提高固體有機(jī)廢物的處理效率，相關(guān)研究人員還應(yīng)努力鉆研，將這一技術(shù)更好的發(fā)展。
4、生物技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)中的應(yīng)用
隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，生物技術(shù)如今已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境評(píng)價(jià)中。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外關(guān)于生物技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用實(shí)例主要有：生物酶技術(shù)、金標(biāo)免疫速測(cè)技術(shù)、PCR技術(shù)、生物發(fā)光檢測(cè)技術(shù)、生物芯片技術(shù)和生物傳感器等，其中生物芯片技術(shù)和生物傳感器應(yīng)用最為廣泛。尤其是以生物傳感器為核心的環(huán)境生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，可在線在位迅速地提供環(huán)境質(zhì)量參數(shù)，成為環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)和報(bào)警中的重要組成部分。 生物監(jiān)測(cè)和生物評(píng)價(jià)不僅是環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的一種手段，在環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)中，生物評(píng)價(jià)也是不可忽視的。
5、污染土壤的生物修復(fù)
生物修復(fù)技術(shù)是80年代以來(lái)出現(xiàn)和發(fā)展的清除和治理環(huán)境污染的生物工程技術(shù)，其主要利用生物特有的分解有毒有害物質(zhì)的能力，去除污染環(huán)境如土壤中的污染物，達(dá)到清除環(huán)境污染的目的。實(shí)踐結(jié)果表明生物修復(fù)技術(shù)是可行的、有效的和優(yōu)越的，此后該技術(shù)被不斷擴(kuò)大應(yīng)用于環(huán)境中其他污染類型的治理。生物修復(fù)是采用諸如提高通氣效率、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，投加優(yōu)良菌種、改善環(huán)境條件等辦法來(lái)提高微生物的代謝作用和降解活性水平，以促進(jìn)對(duì)污染物的降解速度，從而達(dá)到治理污染環(huán)境的目的。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上，實(shí)際工作中應(yīng)構(gòu)建一個(gè)有利于生物技術(shù)在環(huán)保中應(yīng)用的良好環(huán)境，大力推進(jìn)生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，通過(guò)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)、適當(dāng)減少動(dòng)力能源消耗、提高現(xiàn)代生物技術(shù)的整體水平，通過(guò)生物高技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)整個(gè)環(huán)?？萍嫉陌l(fā)展，解決我國(guó)目前和未來(lái)面臨的嚴(yán)峻的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)健詞】生物技術(shù)；養(yǎng)豬現(xiàn)
現(xiàn)代生物技術(shù)中以基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程為代表在最近這一兩年發(fā)展非?？焖?，不但對(duì)人們的生產(chǎn)和生活方式有著不小的影響，還在多個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，比如工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等行業(yè)都帶來(lái)了非常大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1、利用現(xiàn)代生物技術(shù)開(kāi)發(fā)飼料
1.1酶制劑的生產(chǎn)與利用
酶制劑是一種通過(guò)動(dòng)植物和微生物中提取的一種具有酶活性的生物物質(zhì)，一般情況下和一些載體混合制作成粉末藥劑。飼養(yǎng)用的酶制劑可以直接的進(jìn)行分解，然后給機(jī)體進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；刺激內(nèi)源性消化酶的分泌，將藥劑中的營(yíng)養(yǎng)在機(jī)體內(nèi)進(jìn)行釋放；將飼料中的多糖和可溶性淀粉進(jìn)行破壞，有效的控制和降低腸道內(nèi)容物的粘度，從而達(dá)到吸收養(yǎng)分的效果，最后促進(jìn)動(dòng)物的快速生長(zhǎng)。飼用酶制劑不但可以有效的消除飼料中的一些物質(zhì)的有害作用，還能促進(jìn)飼料養(yǎng)分的消化和吸收，同時(shí)還能加快動(dòng)物的生長(zhǎng)速度，還能保證動(dòng)物的健康，動(dòng)物的糞便中的氮、磷也得到了有效的減少，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。應(yīng)用飼用酶制劑是現(xiàn)代化養(yǎng)豬業(yè)中經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益兼顧的重要措施。
1.2運(yùn)用生物技術(shù)處理飼料中有毒有害物質(zhì)
飼料中含有養(yǎng)分的同時(shí)還含有抗?fàn)I養(yǎng)因子、毒素以及一些影響動(dòng)物新陳代謝的有害物質(zhì)，而在消除這些有害成分方面生物技術(shù)起得不可替代的作用。在處理和消除抗?fàn)I養(yǎng)因子、毒素以及一些影響動(dòng)物新陳代謝的有害物質(zhì)的過(guò)程中生物技術(shù)具有處理速度快、沒(méi)有有害物質(zhì)殘留、幾乎不影響原有的營(yíng)養(yǎng)成分等優(yōu)點(diǎn)。
1.3新型飼料蛋白質(zhì)的生產(chǎn)
在飼料的的類型中蛋白質(zhì)飼料的嚴(yán)重短缺以引起了全世界的關(guān)注，而要解決這一問(wèn)題最為快速的方式就是通過(guò)微生物發(fā)酵產(chǎn)生單細(xì)胞蛋白（SCP）。SCP的意思是指通過(guò)利用各種基質(zhì)大面積的培養(yǎng)細(xì)菌、酵母菌和霉菌?，F(xiàn)代飼料工廠和食品工廠里面蛋白的來(lái)源基本上都是通過(guò)微藻、光合細(xì)菌等獲得微生物蛋白。SCP的營(yíng)養(yǎng)成分極為豐富，蛋白質(zhì)的含量可以高達(dá)80%，含有氨基酸的成分較為齊全和平衡，并且還含有很多種的維生素，在消化利用率上也非常高通常情況下高達(dá)80%。SCP還有一個(gè)非常大的優(yōu)點(diǎn)就是原料廣，產(chǎn)生的微生物繁殖快，成本低，效益高。
2、生物技術(shù)在豬病防治、診斷中的應(yīng)用
我國(guó)的養(yǎng)豬業(yè)面臨最大的威脅就是各種豬病不斷出現(xiàn)，不少的豬病帶有傳染性質(zhì)，而有沒(méi)有得到很好的控制和預(yù)防，很早以前一般在5-10年才會(huì)出現(xiàn)一種新的傳染病，而目前傳染病出現(xiàn)的頻率也越來(lái)越快，甚至1-2年就出現(xiàn)一種新的傳染病。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，傳染病的爆發(fā)率越來(lái)越高，最為典型的就要數(shù)藍(lán)耳病了，從發(fā)現(xiàn)到傳染到全國(guó)僅僅只花看幾個(gè)月時(shí)間，而這也在畜牧獸醫(yī)界引起了極大的恐慌。目前，發(fā)生了豬病主要都是混合感染導(dǎo)致的，藍(lán)耳病、圓環(huán)病毒為主的傳染病曾經(jīng)都給養(yǎng)豬業(yè)造成極大的損失。通過(guò)臨床癥狀和病理學(xué)變化對(duì)豬病作出初步診斷是有一定難度的，確診一般都要采用生物技術(shù)方法才能實(shí)現(xiàn)。在豬病的防治中多數(shù)采用接種疫苗的方式來(lái)提高豬的抗病能力，還能使用干擾素；在診斷方面可以用表達(dá)純化的抗原替代全病毒，豬的敏感性、特異性得到很大提高。在豬病的診斷中最常用的生物技術(shù)有：蛋白的克隆表達(dá)與純化技術(shù)、血清學(xué)試驗(yàn)（凝集試驗(yàn)、沉淀試驗(yàn)、免疫標(biāo)記技術(shù)）、免疫膠體金試紙條、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、原位雜交試驗(yàn)、全基因測(cè)序技術(shù)及其它技術(shù)。
3、生物技術(shù)在環(huán)保養(yǎng)豬中的應(yīng)用
在長(zhǎng)期飼養(yǎng)豬的過(guò)程中，必不可少的措施就是給豬以及豬圈消毒，提高豬的免疫能力?，F(xiàn)在最為火熱的是“零污染、零排放”的環(huán)保養(yǎng)豬技術(shù)，并且得到了養(yǎng)殖戶的大力推崇，這種技術(shù)將傳統(tǒng)的養(yǎng)殖業(yè)開(kāi)始向低投入、低污染、高回報(bào)的現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)進(jìn)行了轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)代養(yǎng)殖技術(shù)就是利用發(fā)酵床原理，這一原理就是利用生物資源然后采集土壤中的有益微生物，培養(yǎng)出富有活力的微生物母種――土著菌。提取出土著菌后，按照一定的比例把土著菌和一些木屑以及輔材料進(jìn)行結(jié)合發(fā)酵制成豬圈的有機(jī)墊料。生豬有一個(gè)喜歡拱翻物件的習(xí)性，利用這一習(xí)性讓豬糞、尿和墊料進(jìn)行充分混合，然后利用土壤微生物菌落的作用讓豬糞中的有機(jī)物得到充分的分解，很大程度上也可以消除臭味，同時(shí)還能繁殖出大量微生物，還可以產(chǎn)生生豬能使用的無(wú)機(jī)物和菌體蛋白質(zhì)，將豬舍變成一個(gè)可循環(huán)的飼料工廠，最好還讓豬舍達(dá)到無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)害化的目的。這也是一種無(wú)污染、物排放、無(wú)臭美的新型環(huán)保養(yǎng)豬技術(shù)，并且成本低、效益高、耗費(fèi)少，操作簡(jiǎn)單。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞 現(xiàn)代生物技術(shù) 生態(tài)環(huán)境 環(huán)境保護(hù)
1 我國(guó)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀
目前我國(guó)由于工業(yè)“三廢”污染、農(nóng)用化肥和農(nóng)藥的污染以及廢棄塑料和農(nóng)用地膜的污染，嚴(yán)重的影響了我國(guó)的生態(tài)環(huán)境，使得水污染日益加劇，水資源嚴(yán)重短缺，全國(guó)600多個(gè)城市中已有一半城市缺水，農(nóng)村則有8 000萬(wàn)人和6 000萬(wàn)頭牲畜飲水困難；土壤污染嚴(yán)重，耕地面積銳減，近10年來(lái)每年流失的土壤總量達(dá)50億t，土地荒漠化日益加??；森林覆蓋面積下降，草場(chǎng)退化，每年減少森林面積達(dá)2 500萬(wàn)畝；人們的身體健康受到嚴(yán)重威脅，疾病發(fā)病率急劇上升。因此，加大環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理力度，加快應(yīng)用高新技術(shù)，如現(xiàn)代生物技術(shù)來(lái)控制環(huán)境污染和保持生態(tài)平衡，提高環(huán)境質(zhì)量已成為環(huán)保工作者的工作重點(diǎn)。
2 現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)
現(xiàn)代生物技術(shù)是以DNA分子技術(shù)為基礎(chǔ)，包括微生物工程，細(xì)胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技術(shù)的總稱?，F(xiàn)代生物技術(shù)不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用，而且也隨著日益突出的環(huán)境問(wèn)題在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮著重要的作用。自20 世紀(jì) 80年代以來(lái)生物技術(shù)作為一種高新技術(shù)，已普遍受到世界各國(guó)和民間研究機(jī)構(gòu)的高度重視，發(fā)展十分迅猛。與傳統(tǒng)方法比較，生物治理方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。
（1）生物技術(shù)處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結(jié)構(gòu)，降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染減輕到最小程度，這樣既做到一勞永逸，不留下長(zhǎng)期污染問(wèn)題，同時(shí)也對(duì)垃圾廢棄物進(jìn)行了資源化利用。
（2） 利用發(fā)酵工程技術(shù)處理污染物質(zhì)，最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄闅怏w等，常常是一步到位，避免污染物的多次轉(zhuǎn)移而造成重復(fù)污染，因此生物技術(shù)是一種既安全又徹底消除污染的手段。
（3）生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過(guò)程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì)，其反應(yīng)過(guò)程是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的，所以大多數(shù)生物治理技術(shù)可以就地實(shí)施，而且不影響其他作業(yè)的正常進(jìn)行，與常常需要高溫高壓的化工過(guò)程比較，反應(yīng)條件大大簡(jiǎn)化，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉、效果好、過(guò)程穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
所以，當(dāng)今生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質(zhì)的無(wú)害化處理等各個(gè)方面。
3 現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
3.1 污水的生物凈化
污水中的有毒物質(zhì)的成分十分復(fù)雜，包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)酸、醛、醇及蛋白質(zhì)等等。微生物通過(guò)自身的生命活動(dòng)可以解除污水的毒害作用，從而使污水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益的無(wú)毒物質(zhì)，使污水得到凈化。當(dāng)今固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是酶工程技術(shù)。固定化酶又稱水不溶性酶，是通過(guò)物理吸附法或化學(xué)鍵合法使水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結(jié)合，將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物細(xì)胞是一個(gè)天然的固定化酶反應(yīng)器，用制備固定化酶的方法直接將微生物細(xì)胞固定，即是可催化一系列生化反應(yīng)的固定化細(xì)胞。運(yùn)用固定化酶和固定化細(xì)胞可以高效處理廢水中的有機(jī)污染物、無(wú)機(jī)金屬毒物等，此方面國(guó)內(nèi)外成功的例子很多，如德國(guó)將能降解對(duì)硫磷等9種農(nóng)藥的酶，以共介結(jié)合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于處理對(duì)硫磷廢水，去除率達(dá)95%以上；近幾年我國(guó)在應(yīng)用固定化細(xì)胞技術(shù)降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進(jìn)展，對(duì)于含100mg/L廢水，降解率和酶活性保存率均在90%以上；利用固定化酵母細(xì)胞降解含酚廢水也已實(shí)際應(yīng)用于廢水處理。轉(zhuǎn)貼于
3.2 污染土壤的生物修復(fù)
重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復(fù)是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過(guò)生物作用(如酶促反應(yīng))改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動(dòng)性和生物可利用性，通過(guò)生物吸收、代謝達(dá)到對(duì)重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復(fù)過(guò)程可以增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，激發(fā)微生物的活性，由此可以改善土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)，這將有助于土壤的固定，遏制風(fēng)蝕、水蝕等作用，防止水土流失。
3.3 白色污染的消除
廢棄塑料和農(nóng)用地膜經(jīng)久不化解，估計(jì)是形成環(huán)境污染的重要成分。據(jù)估計(jì)我國(guó)土壤、溝河中塑料垃圾有百萬(wàn)噸左右。塑料在土壤中殘存會(huì)引起農(nóng)作物減產(chǎn)，若再連續(xù)使用而不采取措施，十幾年后不少耕地將顆粒無(wú)收，可見(jiàn)數(shù)量巨大的塑料垃圾嚴(yán)重影響著生態(tài)和環(huán)境，研究和開(kāi)發(fā)生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術(shù)一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農(nóng)膜的優(yōu)勢(shì)微生物、構(gòu)建高效降解菌，另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因?qū)肽骋煌寥牢⑸?如：根瘤菌)中，使兩者同時(shí)發(fā)揮各自的作用，將塑料和農(nóng)膜迅速降解。同時(shí)，還需大力推行可降解塑料和地膜的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。
有些微生物能產(chǎn)生與塑料類似的高分子化合物即聚酯，這些聚酯是微生物內(nèi)源性貯藏物質(zhì)，可以用發(fā)酵方法進(jìn)行生產(chǎn)，由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔點(diǎn)、高彈性、不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)而在醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域有極好的應(yīng)用前景。為了降低成本、提高產(chǎn)量，人們正在用重組DNA技術(shù)對(duì)相關(guān)的微生物進(jìn)行改造，此方面目前一個(gè)研究熱點(diǎn)是采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)聚-β羥基烷酸(PHAs)，研究人員正設(shè)法構(gòu)建出自溶性PHAs生產(chǎn)菌種，即將PHAs重組菌進(jìn)行發(fā)酵，在積累大量的PHAs后，加入信號(hào)物質(zhì)，使裂解蛋白產(chǎn)生，細(xì)胞壁破壞，PHAs析出，以簡(jiǎn)化胞內(nèi)產(chǎn)物PHAs的提取過(guò)程，降低提取成本。
3.4 化學(xué)農(nóng)藥污染的消除
一般情況下，使用的化學(xué)殺蟲(chóng)劑約80%會(huì)殘留在土壤中，特別是氯代烴類農(nóng)藥是最難分解的，經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)造成滯留毒害作用。因此多年來(lái)人們一直在尋找更為安全有效的辦法，而利用微生物降解農(nóng)藥已成為消除農(nóng)藥對(duì)環(huán)境污染的一個(gè)重要方面。能降解農(nóng)藥的微生物，有的是通過(guò)礦化作用將農(nóng)藥逐漸分解成終產(chǎn)物CO2和H2O，這種降解途徑徹底，一般不會(huì)帶來(lái)副作用；有的是通過(guò)共代謝作用，將農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為可代謝的中間產(chǎn)物，從而從環(huán)境中消除殘留農(nóng)藥，這種途徑的降解結(jié)果比較復(fù)雜，有正面效應(yīng)也有負(fù)面效應(yīng)。為了避免負(fù)面效應(yīng)，就需要用基因工程的方法對(duì)已知有降解農(nóng)藥作用的微生物進(jìn)行改造，改變其生化反應(yīng)途徑，以希望獲得最佳的降解、除毒效果。要想徹底消除化學(xué)農(nóng)藥的污染，最好全面推廣生物農(nóng)藥。
所謂生物農(nóng)藥是指由生物體產(chǎn)生的具有防止病蟲(chóng)害和除雜草等功能的一大類物質(zhì)總稱，它們多是生物體的代謝產(chǎn)物，主要包括微生物殺蟲(chóng)劑、農(nóng)用抗生素制劑和微生物除草劑等。其中微生物殺蟲(chóng)劑得到了最廣泛的研究，主要包括病毒殺蟲(chóng)劑、細(xì)菌殺蟲(chóng)劑、真菌殺蟲(chóng)劑、放線菌殺蟲(chóng)劑等。長(zhǎng)期以來(lái)并沒(méi)有得到廣泛的使用?，F(xiàn)在人們正在利用重組DNA技術(shù)克服其缺點(diǎn)來(lái)提高殺蟲(chóng)效果，例如目前病毒殺蟲(chóng)劑的一個(gè)研究熱點(diǎn)是桿狀病毒基因工程的改造，人們正在研究將外源毒蛋白基因如編碼神經(jīng)毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強(qiáng)桿狀病毒的毒性；將能干擾害蟲(chóng)正常生活周期的基因如編碼保幼激素酯酶的基因插入到桿狀病毒基因組中，形成重組桿狀病毒并使其表達(dá)出相關(guān)激素，以破壞害蟲(chóng)的激素平衡，干擾其正常的代謝和發(fā)育從而達(dá)到殺死害蟲(chóng)的目的。
參考文獻(xiàn)
1 孔繁翔. 環(huán)境生物學(xué)[M]. 北京:高等教育出版社，2000
2 陳堅(jiān).
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代微生物技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法 考核方式
現(xiàn)代微生物技術(shù)是食品工程、生物工程、環(huán)境工程等專業(yè)必修的專業(yè)課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)研究生素質(zhì)和科研能力的重要環(huán)節(jié)之一， 在當(dāng)前多學(xué)科交叉融合的新形勢(shì)下，注重研究生素質(zhì)培養(yǎng)，提高他們的科研能力顯得尤為重要[1]。近年來(lái)，隨著研究生教育體制的改革，開(kāi)設(shè)微生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的院校不斷增加[2]，又因?yàn)檠芯可猩?guī)模的不斷擴(kuò)大，研究生的生源結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，研究生的科研能力參差不齊。有不少新生沒(méi)有經(jīng)過(guò)科研的系統(tǒng)訓(xùn)練，科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)少，科研意識(shí)模糊。針對(duì)這些現(xiàn)狀，在研究生正式進(jìn)入科研狀態(tài)前，現(xiàn)代微生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，有助于研究生強(qiáng)化科研意識(shí)，提升科研素質(zhì)，快速進(jìn)入科學(xué)研究狀態(tài)。
1 碩士生的科研素質(zhì)現(xiàn)狀
對(duì)于食品類專業(yè)的碩士新生們，雖然他們?cè)诒究破陂g都學(xué)習(xí)過(guò)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，但普遍存在以下問(wèn)題：一是本科期間的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)在基礎(chǔ)操作技能的訓(xùn)練和知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。學(xué)生很難將這些獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)在科研中系統(tǒng)運(yùn)用起來(lái)；二是本科階段專業(yè)人數(shù)多，許多專業(yè)人數(shù)往往超過(guò)60人，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程中多采取分組方式實(shí)驗(yàn)，每組少則4-5人，多則10人，導(dǎo)致學(xué)生的獨(dú)立訓(xùn)練機(jī)會(huì)少，多數(shù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中處于觀摩狀態(tài)。基于以上原因，許多學(xué)生進(jìn)入研究生階段后，對(duì)如何進(jìn)行科研十分不明確，意識(shí)非常模糊，操作技能上也感到無(wú)法得心應(yīng)手，進(jìn)而產(chǎn)生新生階段的迷茫。
2 教學(xué)探索
2.1 明確教學(xué)目的，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
現(xiàn)代微生物技術(shù)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)區(qū)別較大，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的特點(diǎn)是以學(xué)生動(dòng)手為主，要求充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性[3]。面對(duì)研究生的人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，在總結(jié)傳統(tǒng)教學(xué)工作的基礎(chǔ)上，從培養(yǎng)綜合型人才的目標(biāo)出發(fā)，我們將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新調(diào)整。具體做法是：（1）對(duì)相互間既有聯(lián)系又重復(fù)的章節(jié)，進(jìn)行重新編排，合并講解，既更加清晰又節(jié)約時(shí)間。（2）與實(shí)驗(yàn)課密切相關(guān)的內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行講解，既豐富了實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，又減輕了理論課的壓力。上述措施可以將原來(lái)的教學(xué)內(nèi)容有效壓縮，就可以充分利用時(shí)間將理論課程講解的更為透徹、細(xì)致，完成微生物學(xué)教學(xué)任務(wù)。
2.2 改進(jìn)教學(xué)方法
教學(xué)的主要任務(wù)是“授之以魚(yú)不如授之以漁”，即教師應(yīng)將教學(xué)重點(diǎn)放在學(xué)生能力的培養(yǎng)上[4-6]。在教學(xué)方法上應(yīng)將素質(zhì)教育、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)融為一體，充分體現(xiàn)現(xiàn)代教育思想。在現(xiàn)代微生物技術(shù)教學(xué)中，單純采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，將大量的微生物新技術(shù)、專業(yè)名詞等硬“灌輸”給學(xué)生，可能會(huì)使他們產(chǎn)生厭倦情緒，既不利于知識(shí)的獲取，又不利于能力的培養(yǎng)。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生探究現(xiàn)代微生物新技術(shù)的產(chǎn)生過(guò)程，讓學(xué)生了解這些新技術(shù)是如何有效應(yīng)用的，當(dāng)學(xué)生了解了知識(shí)的“背景”后，就可以用這種方法去獲取更多的知識(shí)，為日后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.3 科學(xué)的開(kāi)設(shè)方式
由于本課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是現(xiàn)代微生物技術(shù)，所涉及的主要實(shí)驗(yàn)對(duì)象是微生物，其生長(zhǎng)和代謝是有時(shí)效性和連續(xù)性的，若按現(xiàn)有每周安排1-2次實(shí)驗(yàn)課，每次2-3學(xué)時(shí)的方式進(jìn)行，勢(shì)必?zé)o法讓學(xué)生很好地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其變化過(guò)程，也無(wú)法讓學(xué)生體會(huì)科研的過(guò)程。研究生課程應(yīng)打破本科實(shí)驗(yàn)的分段教學(xué)模式，采用連續(xù)開(kāi)課方式，即將整個(gè)課程的時(shí)間按實(shí)驗(yàn)需要連貫在一起，也可將幾個(gè)實(shí)驗(yàn)穿插在一起進(jìn)行，這樣既可以在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成綜合實(shí)驗(yàn)，又可以使學(xué)生能連貫地將實(shí)驗(yàn)完成，充分體驗(yàn)科研的整個(gè)過(guò)程。采用這種方式進(jìn)行，學(xué)生完成課程后就像經(jīng)歷了一次研究過(guò)程。考慮到所需時(shí)間的連續(xù)性，可將課程安排在學(xué)生其他課程的學(xué)習(xí)已基本結(jié)束，即將進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前進(jìn)行，或在研究生無(wú)其它課程的階段進(jìn)行。
2.4 切實(shí)有效的考核方式
合理的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)有利于學(xué)生平時(shí)更認(rèn)真學(xué)習(xí)，牢固掌握實(shí)驗(yàn)操作，從而鞏固和提高學(xué)生動(dòng)手的能力[7，8]。考核不應(yīng)僅僅停留在考核學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的記憶和理解水平上，而應(yīng)將重點(diǎn)放在知識(shí)的運(yùn)用上。理論課程考核在期末考核時(shí)將試題分為固定答案型和非固定答案型（應(yīng)用型）兩大類。如在應(yīng)用型考題中，給定某工業(yè)現(xiàn)象、生活現(xiàn)象，或列出所需的材料、儀器或設(shè)備，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，提出解決辦法，目的是檢查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。
對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的考核上，除了對(duì)操作技能的考核，還應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告規(guī)范化，以該學(xué)科某權(quán)威期刊格式為規(guī)范，按照摘要，關(guān)鍵詞，引言，實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)方法，結(jié)論及討論、參考文獻(xiàn)等分項(xiàng)展開(kāi)，在撰寫(xiě)論文的過(guò)程中學(xué)生通過(guò)查閱大量微生物文獻(xiàn)，包括一部分英文文獻(xiàn)，拓寬視野，培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索和文獻(xiàn)閱讀的能力，掌握科研論文撰寫(xiě)規(guī)范。
參考文獻(xiàn)：
[1] 梁靜娟，龐宗文，申佩弘，馮家勛.微生物學(xué)碩士生《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)》課程的開(kāi)設(shè)研究與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2011，2，226-227.
[2] 趙銀娟.微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革體會(huì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，32（3），140-142.
[3] 陳今朝.微生物學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].考試周刊，2010（10）：16-17
[4] 姜明，馬懷良，彌春霞，吳丹，鄧代千.微生物學(xué)課程教學(xué)改革與探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（33）：20835-20836.
[5] 鄧百萬(wàn)，陳文強(qiáng).基于能力培養(yǎng)的微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段與方法的改革研究[J].2011，28（2）：7-10.
[6] 朱丹.關(guān)于如何提高微生物實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量的看法[J].科技信息（科學(xué)教研），2008（17）：552.
【關(guān)鍵詞】生物技術(shù);中藥現(xiàn)代化;應(yīng)用
中藥是祖國(guó)醫(yī)學(xué)防病治病的物質(zhì)基礎(chǔ),是我國(guó)傳統(tǒng)藥學(xué)寶庫(kù),包含中藥材、藥材飲片及中成藥。中藥在醫(yī)療保健中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用,對(duì)進(jìn)入高齡化社會(huì)的21世紀(jì)來(lái)說(shuō),中藥制劑作用緩和、對(duì)慢性疾病療效顯著,標(biāo)本兼治,適于老年患者,具有廣闊的發(fā)展空間[1]。中醫(yī)藥是幾千年來(lái)中華民族賴以生存、繁衍的醫(yī)學(xué)瑰寶,但我國(guó)作為中藥資源大國(guó),卻不是中藥產(chǎn)業(yè)大國(guó)。在現(xiàn)代主流醫(yī)學(xué)中,中醫(yī)藥僅扮演配角,競(jìng)爭(zhēng)力明顯低于國(guó)外同行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì),日本一家中藥企業(yè)用中國(guó)的“六神丸”配方和地道中藥材制成“救心丹”后返銷我國(guó),2003年在我國(guó)的銷售額達(dá)1億美元。韓國(guó)僅“高麗參”一項(xiàng)出口就相當(dāng)于我國(guó)全部中藥材出口額的50%,價(jià)格比我國(guó)人參高出10倍左右。國(guó)際市場(chǎng)上中成藥的銷售額每年約300億美元,日本占80%,韓國(guó)占10%,而我國(guó)只占5%左右。專家認(rèn)為,“洋中藥”療效穩(wěn)定,質(zhì)量可控,特別是在有效成分提純方面科研創(chuàng)新和技術(shù)水平高。而我國(guó)中藥還未擺脫傳統(tǒng)用藥方式,即使是制成的丹、丸、散、片,也有著標(biāo)準(zhǔn)不一、質(zhì)量不穩(wěn)的問(wèn)題。絕大多數(shù)中成藥在安全性及有效性方面沒(méi)有完整的科學(xué)數(shù)據(jù),從原材料到產(chǎn)品生產(chǎn)缺少可控的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),中藥產(chǎn)品與國(guó)際藥品標(biāo)準(zhǔn)和要求并不接軌。我國(guó)中藥資源豐富,歷史悠久,但這一優(yōu)勢(shì)在競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)際醫(yī)藥市場(chǎng)上卻沒(méi)有得到充分體現(xiàn),在出口及基礎(chǔ)研究領(lǐng)域落后于日本、韓國(guó)、臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)。中藥材原料生產(chǎn)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化,是我國(guó)中藥現(xiàn)代化的最大“瓶頸”。要改變這種局面,爭(zhēng)得世界傳統(tǒng)藥物市場(chǎng)的一席之地,針對(duì)控制標(biāo)準(zhǔn)不科學(xué),生產(chǎn)管理不夠規(guī)范,藥物作用機(jī)理和毒理作用不明確以及新藥有效成分的篩選缺乏科學(xué)性這些弊端,唯有利用現(xiàn)代生物技術(shù)改造中藥,加快中藥現(xiàn)代化進(jìn)程。
1.中藥現(xiàn)代化
中藥現(xiàn)代化是以中醫(yī)藥基礎(chǔ)理論為指導(dǎo),用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),研究中藥的科屬種源、成分分析、炮制研究、組方原理、制劑開(kāi)發(fā)、制劑標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量控制等一系列工作。現(xiàn)代化中藥產(chǎn)品的特點(diǎn)為三效:高效、速效、長(zhǎng)效;三小:劑量小、毒性小、副作用小;三便:便于儲(chǔ)藏、便于攜帶、便于服用[2]。
2.中藥現(xiàn)代化中的一些生物技術(shù)
2.1提取分離中藥有效成分難是導(dǎo)致中成藥療效差、質(zhì)量不可控的主要原因。應(yīng)用指紋圖譜技術(shù)的色譜圖標(biāo)示可以改善這一關(guān)鍵技術(shù)難題。色譜主要是利用物質(zhì)在流動(dòng)相與固定相中的分配系數(shù)差異而分離樣品。樣品中的各組分在兩相相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)被多次分配,分配系數(shù)大的組分遷移速度慢;反之則速度快,因此被分離。
2.2DNA遺傳標(biāo)記、電泳技術(shù)DNA作為生物群體細(xì)胞中的遺傳物質(zhì),具有遺傳穩(wěn)定性,代表了該種群的基本遺傳特征,對(duì)其標(biāo)記,制定出其正品的標(biāo)準(zhǔn)DNA指紋圖譜,為鑒別不同類別中藥提供了方便快捷的方法。
2.3分子免疫技術(shù)疾病發(fā)生時(shí)異常基因功能的實(shí)現(xiàn)最終還依賴于蛋白質(zhì)表達(dá),中醫(yī)藥預(yù)防和治療疾病的療效最終也往往落實(shí)到蛋白質(zhì),通過(guò)對(duì)有關(guān)蛋白質(zhì)的調(diào)控而發(fā)揮作用,因此,觀察蛋白質(zhì)水平的變化是中醫(yī)藥作用機(jī)制研究的重要環(huán)節(jié)。
2.4轉(zhuǎn)基因技術(shù)國(guó)外獲得成功的轉(zhuǎn)基因藥用植物有8種,其中轉(zhuǎn)基因煙草可以生產(chǎn)人用溶酶體酶及多種人與動(dòng)物疾病抗體,轉(zhuǎn)基因玉米生產(chǎn)重組霍亂疫苗、單克隆抗體等。
2.5基因芯片技術(shù)基因芯片技術(shù)可顯示出中藥作用的所有靶基因。藥物處理后基因表達(dá)的改變對(duì)研究藥物作用機(jī)制有一定的提示作用。此技術(shù)可以分析單味中藥或中藥復(fù)方用藥前后機(jī)體的不同組織、器官基因表達(dá)的差異,從而發(fā)現(xiàn)一組病癥相關(guān)基因和藥物效應(yīng)基因,作為藥物篩選靶標(biāo),優(yōu)化靶點(diǎn),開(kāi)發(fā)新藥。同時(shí)可對(duì)中藥中的各種成分進(jìn)行平行篩選,比較各種成分作用后機(jī)體基因表達(dá)的差異,結(jié)合體內(nèi)組織學(xué)和生物化學(xué)的改變,探索中藥的有效成分及存在狀況,尋找有效部位和制備單體。
2.6植物細(xì)胞工程實(shí)施藥用植物的細(xì)胞工程,可以利用生物反應(yīng)器對(duì)植物細(xì)胞組織大規(guī)模培養(yǎng),通過(guò)一系列的單元操作和有效的細(xì)胞程序調(diào)控,提高中藥有效成分含量,通過(guò)對(duì)有效成分含量的標(biāo)準(zhǔn)化,可提供與天然中藥材具有相同藥理作用的中藥原料產(chǎn)品。其次,還可運(yùn)用植物細(xì)胞工程技術(shù)分離和提取中藥有效成分,解決原料(栽培)質(zhì)控、安全性和有效性等問(wèn)題,使中藥產(chǎn)品的技術(shù)含量高,質(zhì)量可控, 療效確切, 易于制備各種現(xiàn)代制劑。植物細(xì)胞工程有助于實(shí)現(xiàn)中藥生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化,實(shí)現(xiàn)瀕危珍稀中藥材和具有較高臨床價(jià)值的現(xiàn)代中藥產(chǎn)品的二次開(kāi)發(fā)。
2.7發(fā)酵工程中藥發(fā)酵研究始于20世紀(jì)80年代,人工條件下利用細(xì)胞的快速增殖與次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生,為人工資源的生產(chǎn)提供技術(shù)平臺(tái)。
【關(guān)鍵字】生物處理，廢水，生物技術(shù)
1.引言
1.1環(huán)境保護(hù)已成為當(dāng)前國(guó)際關(guān)系、經(jīng)貿(mào)合作中的一個(gè)極為重要的問(wèn)題，也日益嚴(yán)重地影響著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在我國(guó)過(guò)去幾十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，由于忽視了發(fā)展中的環(huán)境保護(hù)，目前環(huán)境狀況十分嚴(yán)峻。
1.2 當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)仍然保持著高度發(fā)展的態(tài)勢(shì)，環(huán)境保護(hù)的壓力將進(jìn)一步加重，由人類活動(dòng)所造成的環(huán)境污染和環(huán)境質(zhì)量的惡化已成為制約我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的障礙。如何在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)控制環(huán)境污染，改善環(huán)境質(zhì)量，以實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展之目標(biāo)是我國(guó)目前亟待解決的重要問(wèn)題。
1.3現(xiàn)代生物技術(shù)不但在凈化環(huán)境，減少污染和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面發(fā)揮出重要的作用，還可以為保護(hù)人類生存環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展作出積極的貢獻(xiàn)。在環(huán)境治理中，生物技術(shù)因其投資少，處理效率高，運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。
2. 現(xiàn)代生物技術(shù)的概況
2.1現(xiàn)代生物技術(shù)是應(yīng)用現(xiàn)代生物科學(xué)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(jí)動(dòng)物）及其組成（含器官，組織，細(xì)胞，細(xì)胞器，基因）來(lái)發(fā)展新產(chǎn)品或新工藝的一種技術(shù)體系。一般認(rèn)為，生物技術(shù)包括基因工程，細(xì)胞工程，酶工程和發(fā)酵工程四個(gè)方面。
2.2生物技術(shù)直接關(guān)系到與人民生活，衛(wèi)生，健康密切相關(guān)的醫(yī)藥衛(wèi)生，食品工業(yè)，化學(xué)工業(yè)，農(nóng)業(yè)的發(fā)展。可以在糧食危機(jī)，能源危機(jī)，環(huán)境污染中發(fā)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(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)被世界各國(guó)列為重點(diǎn)項(xiàng)目。
2.3環(huán)境生物技術(shù)是一門(mén)由現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境工程相結(jié)合的新興交叉學(xué)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(jī)能，建立降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝，或者能夠高效凈化環(huán)境污染以及同時(shí)生產(chǎn)有用物質(zhì)的人工技術(shù)系統(tǒng)，稱之為環(huán)境生物技術(shù)。
3.現(xiàn)代生物技術(shù)的特點(diǎn)
生物是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的要素，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)主要是依靠生物過(guò)程來(lái)完成的?？萍嫉陌l(fā)展也充分證明生物技術(shù)是環(huán)境保護(hù)的理想武器，這一技術(shù)在解決環(huán)境問(wèn)題過(guò)程中所顯示的獨(dú)特功能和顯著優(yōu)越性充分體現(xiàn)在它是一個(gè)純生態(tài)過(guò)程。生物技術(shù)在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和以及無(wú)二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn)，受到了高度重視。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)的深入，人們已越來(lái)越意識(shí)到，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，為從根本上解決環(huán)境問(wèn)題提供了希望。
由于大部分有機(jī)污染物適于作為生物過(guò)程反應(yīng)物（底物），其中一些有機(jī)污染物經(jīng)生物過(guò)程處理后可轉(zhuǎn)化成沼氣、酒精、生物蛋白等有用物質(zhì)，生物處理方法也常是有機(jī)廢物資源化的首選技術(shù)。用生物過(guò)程代替化學(xué)過(guò)程可以降低生產(chǎn)活動(dòng)的污染水平，有利于實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程生態(tài)化或無(wú)廢生產(chǎn)，真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。生物處理技術(shù)除易于大規(guī)模處理外，還可利用天然水體或土壤作為污染物處理場(chǎng)所。另外，生物技術(shù)的產(chǎn)品或副產(chǎn)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(yíng)養(yǎng)源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化學(xué)藥物、化石能源、人工合成物等，有助于把人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染降至最低程度。環(huán)境生物技術(shù)不僅單純適用于環(huán)境污染治理，如今已相當(dāng)廣泛地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，尤其是以生物傳感器為核心的環(huán)境生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，可在線在位迅速地提供環(huán)境質(zhì)量參數(shù)，成為環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)和報(bào)警中的重要組成部分。
4.生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用
4.1以環(huán)境污染的生物治理為主，開(kāi)展環(huán)境微生物學(xué)的基礎(chǔ)，應(yīng)用基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，為重金屬?gòu)U水，石油廢水，印染廢水，油脂廢水，農(nóng)藥廢水，生活污水等提供效果好的，成本低的生物治理技術(shù)和設(shè)備，以促進(jìn)我國(guó)的環(huán)境工程建設(shè)。
4.2微生物技術(shù)在污染控制工程中的應(yīng)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(chǎn)養(yǎng)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(fù)，微生物脫臭，廢棄物的微生物資源化，固定化微生物技術(shù)及其在污染控制中的應(yīng)用，綠色環(huán)保產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
4.3環(huán)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(yíng)養(yǎng)環(huán)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(jī)化合物的生物降解；有機(jī)農(nóng)藥在環(huán)境中的生物降解；危險(xiǎn)性有機(jī)污染物的生物降解以及污染環(huán)境的生物修復(fù)，如地下水污染生物修復(fù)等等。
4.4然而，由于技術(shù)有限，目前我們可以使用的技術(shù)主要有：
4.4.1城市有機(jī)垃圾處理技術(shù)
將城市垃圾通過(guò)分選后綜合治理，將可腐有機(jī)垃圾生產(chǎn)成優(yōu)質(zhì)有機(jī)粉肥或有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混粒肥；將可燃有機(jī)垃圾采用氣化焚燒或生產(chǎn)成版材；無(wú)機(jī)垃圾用于填埋，處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣，粉塵集中處理，廢水凈化后再排放，防止污染環(huán)境。
4.4.2生物曝氣濾池處理生活污水及資源化利用技術(shù)？
集生物處理和過(guò)濾兩種功能于一體，出水水質(zhì)優(yōu)良，是一種高效的新型生物反應(yīng)器，極適用于生活污水和工業(yè)有機(jī)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(shù)
對(duì)于我國(guó)大中型油田，煉油場(chǎng)，石化企業(yè)等行業(yè)中含油污泥，煉油浮渣等進(jìn)行生物治理，通過(guò)生物處理達(dá)到回收石油資源和污泥達(dá)標(biāo)排放。
5.結(jié)語(yǔ)
隨著處理技術(shù)的不斷發(fā)展，生物方法所能處理或修復(fù)的對(duì)象也在時(shí)刻不停地改變。為了使生物技術(shù)能滿足新的發(fā)展需要。我們必須真正進(jìn)行探索，并且可能以過(guò)去未曾想象到的方式來(lái)使用生物或是它們的衍生物。
參考文獻(xiàn)：
[1]中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)《中國(guó)環(huán)境保護(hù)優(yōu)秀論文集》[C].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2005
[2]夏北成.《環(huán)境污染生物降解》.化學(xué)工業(yè)出版社，2003
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代生物技術(shù) 廢水生物處理 生物修復(fù) 水處理劑
0 引言
隨著工業(yè)的高速發(fā)展，水環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重地威脅著人類的生存環(huán)境，制約著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，水污染控制成為全世界共同關(guān)注的問(wèn)題。目前的水處理技術(shù)中，生物處理法已成為世界各國(guó)控制水污染的主要手段，尤其是現(xiàn)代生物技術(shù)將成為水污染控制領(lǐng)域重點(diǎn)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)手段，主要應(yīng)用于廢水處理、生物修復(fù)以及微生物水處理劑等方面。
1 現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn)
現(xiàn)代生物技術(shù)是指以DNA 技術(shù)為先導(dǎo)，包括微生物工程、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程和生物修復(fù)技術(shù)在內(nèi)的一系列生物高新技術(shù)的統(tǒng)稱[1，2]。其中每個(gè)方面都有其特定的理論基礎(chǔ)和不同的應(yīng)用領(lǐng)域，但它們之間又相互補(bǔ)充和銜接，形成一個(gè)完整的體系。
生物技術(shù)的特點(diǎn)大致有[3]：①以生物為對(duì)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(jìn)行，過(guò)程簡(jiǎn)單，可連續(xù)化操作，并可節(jié)約能源，減少環(huán)境污染；③開(kāi)辟了生產(chǎn)高純度、優(yōu)質(zhì)、安全可靠的生物制品的新途徑；④可解決常規(guī)技術(shù)和傳統(tǒng)方法不能解決的問(wèn)題；⑤可定向地按人們的需要?jiǎng)?chuàng)造新物種、新品種和其他有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生命類型。
2 現(xiàn)代生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用
廢水生物處理是利用微生物的生命活動(dòng)過(guò)程對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術(shù)發(fā)展迅速，好氧法、厭氧生物法以及生物發(fā)酵法已趨于成熟，所以，這里只介紹固定化等新興技術(shù)。
2.1 固定化微生物技術(shù) 固定化微生物技術(shù)是生物工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)。進(jìn)入80年代后國(guó)內(nèi)外開(kāi)始應(yīng)用這種具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)來(lái)處理工業(yè)廢水和分解難生物降解的有機(jī)物質(zhì)，一些具有特異性的優(yōu)勢(shì)菌種不斷得到改造或創(chuàng)造，將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進(jìn)行固定化后，菌體密度提高，大大提高了處理效率，尤其是對(duì)難降解有毒物質(zhì)有明顯優(yōu)勢(shì)。王增長(zhǎng)等人利用新研制的聚集—交聯(lián)固定化細(xì)胞技術(shù)，將篩選的高效優(yōu)勢(shì)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(jié)果表明：出水色度極低，處理后的水可回用[4]。
2.2 生物強(qiáng)化處理技術(shù) 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(yōu)勢(shì)菌種或通過(guò)基因組合技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質(zhì)。主要強(qiáng)化方法有：①高濃度活性污泥法，以高污泥濃度和長(zhǎng)泥齡來(lái)促進(jìn)對(duì)難分解物質(zhì)的處理，加快反應(yīng)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(wú)機(jī)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(diǎn)，主要用來(lái)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(chǎn)生協(xié)同增效作用。在該系統(tǒng)中，每g活性炭去除 1～3gCOD ，分解廢水毒性能力明顯增強(qiáng)，同時(shí)提高脫氮水平。
2.3 生物反應(yīng)器技術(shù) 生物反應(yīng)器技術(shù)，是現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向。現(xiàn)代化的新型生物膜反應(yīng)器，其共同特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)裝有比表面大的載體，有利于微生物附著生長(zhǎng)形成生物膜，供氣或供給的其他反應(yīng)條件優(yōu)越，污染物具有充分的時(shí)間與微生物接觸，有利于增強(qiáng)微生物的分解代謝能力。目前，2000m3的反應(yīng)器已經(jīng)問(wèn)世。雖然其處理能力較低，造價(jià)較高，但其管理方便 ，運(yùn)行費(fèi)用低，所以歐美地區(qū)約有 7%的污水處理廠采用該技術(shù)[6]。
3 生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)技術(shù)[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(xiàn)場(chǎng)降解為CO2和H2O或轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的工程技術(shù)系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)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(zhuǎn)移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進(jìn)程，常常采用許多強(qiáng)化措施，使自然生態(tài)系統(tǒng)維持原狀的前提下，使受污染的環(huán)境得以修復(fù)。研究表明 ，生物修復(fù)與傳統(tǒng)的物化法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：①經(jīng)濟(jì)，僅為物化法30%-50%；②對(duì)環(huán)境影響小，不產(chǎn)生二次污染，遺留問(wèn)題少；③最大限度地降低污染物的濃度；④修復(fù)時(shí)間較短，就地修復(fù)，操作方便。
生物修復(fù)中主要涉及兩大問(wèn)題，即有效性和安全性評(píng)價(jià)。為提高有效性今后將應(yīng)用分子微生物學(xué)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(fù)的安全性評(píng)價(jià)水平，需發(fā)展鑒定微生物的分子生物技術(shù)，以確定微生物在環(huán)境中的去留和基因[8]。
關(guān)鍵詞：污水生物處理技術(shù)；活性污泥法；生物膜法；固定化微生物技術(shù)
中圖分類號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一污水現(xiàn)狀
1.1我國(guó)水污染的現(xiàn)狀
隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化速度的加快, 城市生活污水的比例高達(dá)70%以上。人們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生的污水主要含一些無(wú)毒有機(jī)物, 如糖類、淀粉、油脂、蛋白質(zhì)和尿素等,其中含氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)元素較高。在一定的時(shí)間和空間范圍內(nèi),這些污染物質(zhì)大量排入天然水體并超過(guò)水體的自凈能力,導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。進(jìn)入水體的各種有機(jī)物使需氧菌大量繁殖,消耗溶解氧;也使得藻類及其他水生植物異常繁殖,引起水體透明度降低,溶解氧減少直至為零。此時(shí),需氧菌死亡,厭氧菌大量繁殖繼而分解,產(chǎn)生硫化氫、硫酸等物質(zhì),使水質(zhì)惡化、水體的功能退化、生態(tài)結(jié)構(gòu)破壞,這將會(huì)對(duì)我們所生存的環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)的、無(wú)法估計(jì)的影響。所以,加強(qiáng)城市污水處理,對(duì)于保障城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義[2]。
1.2城市污水的來(lái)源
城市污水主要來(lái)源于城市居民生活中產(chǎn)生的污水、各工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水以及城市降水和部分受污染的地表水這三方面。生活污水含有較高的有機(jī)物，如淀粉、蛋白質(zhì)、油脂、氮、磷等無(wú)機(jī)物以及含病原微生物和較多的懸浮物。各工業(yè)企業(yè)在制造過(guò)程中產(chǎn)生的廢水排放量較大，污染含量高，較難進(jìn)行處理，對(duì)環(huán)境危害大。城市降水和受污染的地表水在城市污水中還沒(méi)有占到很大的比例，針對(duì)具體污水水質(zhì)選擇是否需要與其他污水混和稀釋后處理。
二微生物處理污水的機(jī)理及凈水方式
2.1微生物處理污水的機(jī)理
污水生物處理是除物理化學(xué)法外的另一類水處理方法，它利用微生物生命活動(dòng)過(guò)程對(duì)污水中污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用，使污水得帶凈化的處理方法。微生物處理污水的機(jī)理：利用微生物處理污水是以光合菌群和酵母菌群為主導(dǎo)，協(xié)同其它有益微生物共同作用，產(chǎn)生抗氧化物質(zhì)，通過(guò)氧化還原發(fā)酵等途徑分解氧化有機(jī)物，把有害有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害無(wú)毒物質(zhì)。
2.2微生物凈化水質(zhì)的方式
微生物用于污水處理一般主要對(duì)污水有害化合物中的有機(jī)物質(zhì)起降解，轉(zhuǎn)化的作用。其凈水方式有:
1、降解作用:細(xì)菌、真菌和藻類都可以降解有機(jī)污染物。如好氧革蘭氏陰性桿菌和球菌可以降解石油烴、有機(jī)磷農(nóng)藥、甲草胺、氯苯等;霉菌可以降解石油烴、敵百蟲(chóng)、撲草凈等;藻類可以降解多種酚類化合物。例如，1989年，美國(guó)阿拉斯加州最早大規(guī)模應(yīng)用微生物降解油輪擱淺后泄漏的3.8t原油，在投入特殊的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽后，促進(jìn)了當(dāng)?shù)厥徒到饩纳L(zhǎng)和繁殖，加速了油污的分解。
2、共代謝:微生物的共代謝是指微生物能夠分解有機(jī)物基質(zhì)，但是卻不能利用這種基質(zhì)作為能源和組成元素的現(xiàn)象。這類微生物有假單胞菌屬、不動(dòng)桿菌屬、諾卡式菌屬、芽孢桿菌屬等。
3、去毒作用: 微生物通過(guò)轉(zhuǎn)化、降解、礦化、聚合等反應(yīng)，改變污染物的分子結(jié)構(gòu)，從而降低或去除其毒性。如有機(jī)磷農(nóng)藥馬拉硫磷可以在微生物的水解作用下，被分解為含有一酸或二酸的物質(zhì)但是，微生物的作用是復(fù)雜的，有些微生物在凈化作用的同時(shí)，也有毒化作用。這類微生物可以使無(wú)毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì)，從而產(chǎn)生新的污染。如三氯乙烯能夠在微生物作用下轉(zhuǎn)化為氯乙烯，這是強(qiáng)致癌物質(zhì)。
三微生物處理污水的方法
目前，污水的微生物處理主要有活性泥法，生物膜法，厭氧處理法，氧化塘法、固定化微生物技術(shù)處理污水等，其中最主要的和應(yīng)用最廣泛的是固定化微生物技術(shù)處理污水。
3.1活性泥法
是一種應(yīng)用最廣、工藝比較成熟的廢水生物處理技術(shù)。其處理裝置是由曝氣池和沉淀池兩個(gè)部分組成。曝氣池高度充氣，污水在其中和活性泥不斷混合，水中的有機(jī)質(zhì)被污泥吸附，部分被氧化分解，部分隨污泥進(jìn)入沉淀池。沉淀污泥部分回流再生，部分為剩余污泥被排除。
3.2生物膜法
生物膜法是利用生物濾池處理污水，最初是從酒滴池開(kāi)始的，并不斷得到改進(jìn)，出現(xiàn)了塔式濾池，生物轉(zhuǎn)盤(pán)，浸沒(méi)法濾池等多種形式，其處理原理基本相同，都是依靠著生于固體介質(zhì)表面的微生物來(lái)凈化有機(jī)物的，因此，又稱生物過(guò)濾法。處理過(guò)程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移:空氣中的氧廢水生物膜此法比活性污泥法產(chǎn)生的剩余污泥少。
3.3厭氧處理法
厭氧處理法是在無(wú)氧條件下由兼性厭氧菌和專性厭氧菌來(lái)降解有機(jī)污染物的處理方法。通常用于不溶性有機(jī)物質(zhì)，如纖維素含量高的污水，或高濃度的工業(yè)廢水，也經(jīng)常用于處理剩余污泥。厭氧生物處理一般分為四個(gè)階段: 水解，發(fā)酵，產(chǎn)乙酸，產(chǎn)甲烷。這些無(wú)機(jī)物質(zhì)主要是大量的生物氣體即沼氣。沼氣的主要成分是CH4和CO2。
3.4氧化塘法
又稱生物塘法或穩(wěn)定塘法，是利用一個(gè)天然的或人工修整的池塘，由于污水在塘內(nèi)
停留的時(shí)間較長(zhǎng)，通過(guò)水中的微生物代謝活動(dòng)可以將有機(jī)物降解。在氧化塘中，廢水中的有機(jī)物主要是通過(guò)有機(jī)菌藻共生作用去除的。氧化塘中同時(shí)可以進(jìn)行好氧和厭氧性分解作用和光合作用，三種作用互相影響[3]。
3.5固定化微生物技術(shù)
3.5.1固定化微生物技術(shù)的介紹
固定化微生物技術(shù)是將微生物固定在載體上使其高度密集并保持其生物功能，在適宜的條件下增殖并滿足應(yīng)用之需的一種新的生物技術(shù)。這種技術(shù)應(yīng)用于污水處理有利于提高生物反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度，利于反應(yīng)后的固液分離，縮短處理的時(shí)間。固定化微生物方法多種多樣，但主要有結(jié)合固定化，交聯(lián)固定化，包埋固定化和系指微生物吸附在載體表面而固定化的方法[4]。
交聯(lián)固定化是利用兩個(gè)或兩個(gè)以上的功能基團(tuán)，使微生物菌體相互連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即使功能基團(tuán)直接與微生物細(xì)胞表面的反應(yīng)基團(tuán)如氨基、輕基等交聯(lián)，形成共價(jià)鍵而達(dá)到固定微生物的目的。由于形成共價(jià)建過(guò)程中，往往會(huì)對(duì)微生物細(xì)胞活性造成極大的影響，而且適用于此類固定化交聯(lián)劑大多昂貴，因此此法在應(yīng)用上受一定的限制。包埋固定化方法是使微生物包埋在半透性的聚合物或膜內(nèi)，或使微生物細(xì)胞擴(kuò)散進(jìn)人多孔性的載體內(nèi)部，這種固定化方法具有操作簡(jiǎn)單，能保持多酶系統(tǒng)，且對(duì)微生物細(xì)胞活性影響較少，是目前制備固定化微生物最常用、研究最廣的方法。固定化材料常有聚乙烯醇(PVA)，聚丙烯酞胺(ACAM)，聚乙烯乙二醇(PEG)、瓊脂、光硬化樹(shù)脂，海藻酸鈣、角叉萊膠等。除此之外，還有依靠微生物自身的絮凝作用而形成的固定化微生物，此法固定化需時(shí)長(zhǎng)，受環(huán)境因子影響大。如升流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器中顆粒污泥的形成即屬于微生物的自身固定化過(guò)程。
3.5.2固定化微生物技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
與普通懸浮生物處理法相比,固定化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:能在生物處理裝置內(nèi)維持高濃度的生物量,提高處理負(fù)荷、減少處理裝置容積;污泥產(chǎn)量少;可選擇性地固定優(yōu)勢(shì)菌種,提高難降解有機(jī)物的降解效率;抗毒物毒性強(qiáng);對(duì)水質(zhì)及pH的變化有較好的穩(wěn)定性。這些優(yōu)點(diǎn)使固定化技術(shù)在廢水處理中受到重視,特別是在難降解和有毒廢水處理中表現(xiàn)出更大的潛力。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)固定化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究。根據(jù)所固定微生物的種類的不同,固定化方法也有所不同。常用的方法主要有3種:載體結(jié)合法、包埋法和交聯(lián)法。其中載體結(jié)合法中的物理吸附法和包埋法是目前研究最廣泛的方法上述各種微生物處理技術(shù)，由于污水中的污染物質(zhì)是多種多樣的，在某些方面都存在一定的不足，所以一般一種污水的處理需要聯(lián)合使用幾種方法。四微生物技術(shù)處理污水的研究熱點(diǎn)和特點(diǎn)
4.1微生物處理污水的研究熱點(diǎn)
極端微生物是指那些在一般生物不能生存的條件下(如高酸、高堿、高溫、低溫、高壓、高鹽等)能生存的微生物。由于其特殊的生理機(jī)制，在環(huán)境保護(hù)中具有極大的應(yīng)用價(jià)值。Sandra等的研究表明，嗜熱微生物可用來(lái)對(duì)高溫排放廢水直接處理，省去了冷卻的環(huán)節(jié)和花費(fèi)，并且從動(dòng)力學(xué)的角度講，提高溫度有利于提高反應(yīng)速率從而加快廢水出來(lái)的速度，縮短水力滯留時(shí)間，減少動(dòng)力消耗[5]。另有報(bào)道利用嗜堿細(xì)菌降解木質(zhì)素的研究[6]。極端微生物以其特殊的生理機(jī)制及其分泌的極端酶，正在成為研究熱點(diǎn)，隨著研究的深人將進(jìn)一步推動(dòng)極端微生物在污水處理中的應(yīng)用。
4.2微生物技術(shù)處理污水的優(yōu)點(diǎn)
1、節(jié)約水資源，降低能耗和成本；
2、利用有益菌群原液比一般凈化槽處理污水，大大縮短曝氣時(shí)間，提高工效；
3、治污效果顯著，如有機(jī)氮、金屬離子、混濁度、COD(化學(xué)需氧量)、BOD(生化需氧量)等均下降至國(guó)標(biāo)以下標(biāo)準(zhǔn)，而DO(溶解氧)上升，水質(zhì)得到改善；
4、處理污水中的重金屬等，消除毒害；
5、抑制病原菌，消除異味，改善空氣質(zhì)量；
6、可以清除糞尿惡臭，凈化生態(tài)環(huán)境，最大限度地減少畜禽的臭味，明顯地抑制了蚊蠅滋生。
利用微生物技術(shù)對(duì)環(huán)境治理尤其是對(duì)污水進(jìn)行處理在國(guó)內(nèi)已得到廣泛使用，但由于所用的微生物是天然微生物，處理效果不好。通過(guò)輻射誘變和化學(xué)誘變方法篩選出對(duì)污水有極高凈化能力的高效微生物，是微生物處理方法的發(fā)展方向，在我國(guó)將有很大的發(fā)展前景。
五對(duì)微生物技術(shù)的展望
固定化微生物技術(shù)在廢水處理等領(lǐng)域顯示出了較大的優(yōu)異性,引起了人們普遍的關(guān)注并對(duì)其進(jìn)行了廣泛的研究與應(yīng)用。它的優(yōu)勢(shì)主要是:
（1）容積小,使處理負(fù)荷大幅提高；
（2）污泥產(chǎn)量低[7]；
（3）有利于優(yōu)勢(shì)菌種的固定,提高降解效率；
（4）物質(zhì)的承受能力強(qiáng)；
（5）穩(wěn)定性好。
同時(shí)我們也應(yīng)該看到,要實(shí)現(xiàn)固定化微生物技術(shù)的工業(yè)化,還有許多問(wèn)題需要進(jìn)一步研究解決:
（1）固定化載體的成本及使用壽命是決定其經(jīng)濟(jì)可行性的關(guān)鍵因素,因此,開(kāi)發(fā)適合于固定化微生物細(xì)胞的高效生化反應(yīng)器和廉價(jià)固定化微生物載體,如何提高載體的使用壽命都有待解決[8]；
（2）固定化微生物細(xì)胞球在廢水處理過(guò)程中可能對(duì)某些懸浮物質(zhì)或高分子物質(zhì)處理效果欠佳,還可能出現(xiàn)發(fā)脹上浮或堵塞粘結(jié)等現(xiàn)象,所以需對(duì)廢水進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)預(yù)處理,或與其他工藝組合使用,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)以達(dá)到最佳處理效果；
