生物技术概论论文

第一篇：生物技术概论论文

酵母基因工程菌的构建过程及其在食品领域中的应用

随着科技的发展，食品生物技术在食品工业发展中的地位和作用越来越大，已经渗透到食品工业的方方面面，特别是基因工程技术等技术在21世纪的食品工业中充当重要的角色。而工程菌就是用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系，是采用现代生物工程技术加工出来的新型微生物，具有多功能、高效和适应性强等特点。主要应用于治理海洋石油泄漏，生产基因工程药物，酵母基因工程中等方面。而酵母基因工程中，酵母基因工程菌就是菌类细胞株系用的是酵母菌，能够发挥着一定的功能，可以提高发酵的效率。酵母基因工程的优点：1.是真核生物，大多具有价高的安全性。2.繁殖速度快，能大规模生产，具有降低基因工程产品成本的潜力。3.将原核生物中已知的分子和基因操作技术与真核生物中复杂的转运后修饰能力相结合，能方便外缘基因的操作。4.采用高表达启动子，可高效表达目的基因，而且可诱导调控。5.提供了翻译后加工和分泌的环境，使得产物和天然蛋白质一样或类似。6.酵母菌可表达外源蛋白与末端前导肽融合，指导新生肽分泌，同时在分泌过程中可对表达的蛋白进行糖基化修饰。7.不会形成不溶性的包涵体，易于分离提纯8.移去起始甲硫氨酸，避免了在作为药物中使用中引起免疫反应的问题。9.酵母菌（主要是酿酒酵母）已完成全基因组测序，他具有比大肠杆菌更完备的基因表达控制机制和对表达产物的加工修饰和分泌能力。10.酵母可进行蛋白的N-乙酰化，C-甲基化，对定向到膜的胞内表达蛋白具有重要意义。构建基因工程菌是一个复杂、繁琐的过程，因此构建酵母基因要注意：

1、结构简单，易于研究

2、繁殖能力强，数目多

3、成本低，易于培养、4易于观察。

一． 酵母基因工程菌的构建过程： 1.目的基因的获取：

获取目的基因是实施基因工程的第一步，有三种方法提取目的基因。（1）从自然界中已有的物种中分离出来：.从基因文库中获取目的基因（俗称：鸟枪法）：将含有某种生物的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物不同的基因，称为基因文库。当需要某一片段时，根据目的基因的有关信息，如根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。（2）.化学合成法。已知目的基因的核苷酸序列，可用DNA合成仪直接合成。（3）用PCR技术扩增技术提取。已知目的基因引物的序列，将整个DNA放入合成仪，因为只有当引物与模板结合后DNA热聚合酶才能行使聚合功能，所以只有引物中间的目的基因被大量扩增，即被提取出来。2.选择合适的载体并插入目的基因：

基因表达载体的构建，即目的基因与运载体结合。是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。将目的基因与运载体结合的过程，实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。如果以质粒作为运载体，首先要用一定的限制酶切割质粒，使质粒出现一个缺口，露出黏性末端。然后用同

一种限制酶切断目的基因，使其产生相同的黏性末端（部分限制性内切酶可切割出平末端，拥有相同效果）。将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处，首先碱基互补配对结合，两个黏性末端吻合在一起，碱基之间形成氢键，再加入适量DNA连接酶，催化两条DNA链之间形成磷酸二酯键，从而将相邻的脱氧核糖核酸连接起来，形成一个重组DNA分子。如人的胰岛素基因就是通过这种方法与大肠杆菌中的质粒DNA分子结合，形成重组DNA分子（也叫重组质粒）的。基因表达载体由目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分组成。基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒，即独立于细菌拟核处染色体DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。作为基因工程使用的载体都要进行人工改造后满足以下条件才能用于基因工程操作：（1）载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。（2）载体DNA必需具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。（3）载体DNA必需带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选。（4）载体DNA必需是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。（5）载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。

3.将目的基因导入酵母菌即受体细胞内：目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子后。用人工方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞，主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。例如，如果运载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的繁殖而复制，由于细菌的繁殖速度非常快，在很短的时间内就能够获得大量的目的基因。

4.将重组DNA分子引入受体细胞中进行扩增：重组的DNA分子进入细胞内就会 大量扩增。

5.目的基因的监测与鉴定：运用DNA分子杂交技术来检测目的基因，分子杂交技术检测mRNA，抗原抗体杂交技术检测蛋白质

二．酵母基因工程菌在食品领域中的应用

1.面包酵母的应用：

随着重组DNA技术的发展，酵母在其发酵的形式、原料成份及工艺流程等方面都发生了极大的变化。新的基因工程酵母茵具有提高CO 的产速率，增强对外界环境压力的抵抗力，并且还能够产生新的蛋白和其它代谢物来改进面包等的风味．延长酵母的保存期限。

酵母具有发酵面团的特性，它能产生CO 使面包保持蜂窝结构，同时还赋予面包特殊的风味，因此很早就为人们所利用。产气速率在酵母的发酵过程中是极为重要的，它不仅与面团的成份有关，还与面包酵母的内在性质密切相关。为了适应冷冻技术在面包发酵方面的应用，须使酵母在冷冻后仍保持较快的生长速率和较强的发酵能力。而大量资料表明，通过基因工程技术构建酵母基因工程菌，不仅可以改善面包酵母内在的发酵特性，如产气速率、发酵速度、发酵能力等，还可以提高发酵产品质量，扩大原料利用范围等。

酵母生产，一般采用糖蜜或其它碳源培养基培养细胞并能获得较高的菌体浓度，但如果利用基因技术，则会给酵母的工程生产带来新的突破。例如乳清是奶酪业的一种无用副产品，主要成份是乳糖，其降解过程需要消耗大量的氧，因此对环境存在潜在污染。面包酵母由于缺乏B一半乳糖苷酶和乳糖透性酶，不能利用乳清。但乳清可以被K．1aetis和K．fragilis所利用，将K．1aetis中分别表达B一半乳糖苷酶和乳糖透性酶的LAC4和LAC12基因或E．eoli(或A．niger)的B一半乳糖苷酶基因构建至酿酒酵母，就可使酿酒酵母利用乳清发酵，其生产效果可与酵母在糖蜜中发酵相媲美。此外，构建可降解淀粉和木质纤维素的基因工程酵母，不仅可简化上述两种原料的预处理过程，降低成本，还避免了在预处理过程中可能混入的一些不利于酵母生长的物质，从而提高酵母产品质量。但由于降解淀粉或木质纤维素往往需要多种酶共同作用，因此需要在酵母中转人多种基因方可发挥作用。

重组DNA技术的广泛应用，使构建具有新性质的面包酵母成为可能，这将给面包生产市场带来巨大的经济效益。在不久的将来，面包酵母将会在新的原料如淀粉、纤维素废物或乳清中生长。更经济、更环保和更可行的工艺也将应运而生。同时，随着酵母生物技术的发展，那些存在潜在污染的资源也将变成宝藏。利用基因克隆技术使外源酶在酵母中表达，则可避免使用添加剂，节约成本，改进终产品的质量，减少或消除工作人员对添加酶的过敏反应。重组菌株的商业应用也会遇到诸多问题，如技术缺陷以及公众接受方面。再比如，改进菌株的CO2产气速率,在有效的缩短酵母发酵时间的同时，也大大减少了面包中的香味成分。但无论如何，目前的面包生产的确需要这类面包酵母基因工程菌，通过对酵母特性的控制，可直接影响面包生产的技术工艺和最终产品质量。

2.葡萄酒酵母的应用：

葡萄酒酿酒酵母是葡萄酒发酵当中最主要的微生物，它的性能不仅直接影响葡萄酒的产量、质量和经济性。还对葡萄酒特色的形成有很大影响。为了提高葡萄酒的市场竞争力和商业价值．缩短发酵周期和降低生产成本，进而提高企业的竞争优势和获利能力，我们有必要对酿酒酵母进行选育、基因改良和构建工作。随着1996年酿酒酵母全基因组测序工作的完成．利用基因工程技术构建酿酒酵母基因工程菌已经成为当前的主流。并且，科学家们也为酿酒酵母相应地构建了多种有救的质粒载体及探索出相应的基因转化方法。

葡萄酒中苹果酸含量较高时，会影响酒的品质，需要对其进行降酸处理。由于酿酒酵母分解苹果酸的能力比较低，因此通常在葡萄酒酒精发酵后接种乳酸前进行苹果酸一乳酸酵．从而使葡萄酒的酸度降低网。此外。粟酒裂殖酵母通过苹果酸一酒精发酵，也能将苹果酸分解为酒精和CO2。但由于苹果酸一酒精发酵会产生异味物质．因此不能直接用于葡萄汁(酒)的生物降酸。随着对乳酸菌和酵母苹果酸代谢相关酶系研究的深入及分子遗传转化技术和基因工程技术的发展，将乳酸菌和粟酒殖酵母中苹果酸降解相关基因导入酿酒酵母细胞中。可以构建苹果酸-乳酸酵母和苹果酸一酒精酵母，使之既能进行酒精发酵，又能降解苹果酸。从而简化葡萄酒的发酵工艺。

3.酿酒酵母的应用： 几个世纪以来，酿酒酵母一直被用于食品发酵生产，但其不能发酵利用淀粉。但淀粉价格低廉，是一种很有潜力的生物资源．发酵行业一直借助淀粉酶来应用淀粉。不过外加酶可能对啤酒风味等产生不利影响，既浪费原材料又提高生产成本。与酿酒酵母有很近亲缘关系的糖化酵母可分泌糖化酶利用淀粉和糊精，但同时也赋予啤酒浓重的酚醛味，不适于啤酒生产。结林卡油脂酵母可以分泌q一淀粉酶、糖化酶、异淀粉酶等淀粉水解酶，是有效的水解淀粉的酵母。但其生长缓慢，乙醇耐受力低，同样不适于啤酒生产。所以对酿酒酵母进行遗传改造使其直接利用淀粉是解决这些问题的最佳方案。近几年用不同来源的d一淀粉酶基因构建酿酒酵母工程菌的研究不少。其中包括来自动植物组织的Ⅱ淀粉酶基因；来自原核生物解淀粉芽孢杆菌，U淀粉脱枝假单孢菌的d一淀粉酶基因；来自低等真核生物西方许旺酵母的口一淀粉酶基因及不同曲霉的淀粉酶基因。各种来源的淀粉酶基因在酿酒酵母工程菌中表达效率不尽相同。通过基因转化可以向工业菌株引进新基因，使其具有新性状，利于发酵生产。

参考文献：

[1]张春晖。夏双梅．苹果酸降解相关基因在酿酒酵母中的表造叫；中国生物工程2003(2)[2]韩北患，李双右 葡萄酒醵漕酵母茵基因工程改良【J】。中国酿造知2007(5)[3]廖雅静。基因工程改造稽萄酒品质【J】．生物技术世界2005(12M)[4]Randez—Gil F，Sanz P，Prieto J A．Engineering baker’S yeast：room for improvement[J]．Trends Biotechno1．1 999，1 7(6)：237-244．

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[8]陈三风，刘德虎现代微生物遗传学．化学．f．业出版社，北京，2002． [9]管敦仪，啤酒丁业手册中国轻1．业山版利，1998

第二篇：生物技术论文

生物芯片技术及其在环境科学方面的应用全是别人的，加点自己的

摘要：生物芯片技术是20世纪以来发展迅速且引人瞩目的一个前沿领域。本文主要介绍了生物芯片技术在环境化学、环境微生物检测以及环境医学领域中的应用。并对生物芯片在环境领域的应用前景做出了展望。

关键词：生物芯片;环境科学;

生物芯片（biochip）技术是20世纪90年代初期发展起来的一个新兴的领域，自从1991年Fodor等提出DNA芯片的概念后，近年来以DNA芯片为代表的生物芯片技术得到了迅猛发展。生物芯片是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术，其概念源于计算机芯片。它主要是指通过微加工和微电子技术在固体基质表面构建微型生物化学分析系统，以实现对生命机体的组织、细胞、蛋白质、核酸、糖类及其它生物组分进行准确、快速、高通量的检测。生物芯片技术的本质特征是利用微电子、微机械、化学、物理及计算机，将生命科学研究中的样品检测、分析过程实现连续化、集成化、微型化。芯片上集成了成千上万密集排列的分子微阵列或分析元件，能够在短时间内分析大量的生物分子，快速准确的获取样品中的生物信息，检测效率是传统检测手段的成百上千倍。该技术被评为1998世界十大科技进展之一。目前，生物芯片已在环境微生物检测、环境化学及环境医学等研究方向重显现出独特的优势。

一、生物芯片的分类及其原理 常见的生物芯片主要分为三大类：即基因芯片、蛋白质芯片、芯片实验室。

1.基因芯片（Gene chip）基因芯片又称DNA芯片（DNA chip）。）。最初的生物芯片主要用于基因测序、基因表达图谱的鉴定和基因突变的分析与检测，而且随着人类基因组计划的逐步实施以及分子生物学的迅猛发展，基因芯片己成为生物芯片中最重要的一类。基因芯片是在基因探针的基础上研制出的，所谓基因探针只是一段人工合成的碱基序列，在探针上连接一些可检测的物质，根据碱基互补的原理，利用基因探针到基因混合物中识别特定基因。它将大量探针分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。

2蛋白质芯片（Protein Chip）蛋白质芯片与基因芯片的基本原理相同，但它利 用的不是碱基配对原理而是抗体与抗原结合的特异性即免疫反应来检测。蛋白质芯片构建的简化模型为：选择一种固相载体能够牢固地结合蛋白质分子（抗原或抗体），这样形成蛋白质的微阵列，即蛋白质芯片。蛋白质芯片的检测原理类似于抗原、抗体检测的 ELIS法，如采用双抗夹心的形式，通过机械点涂的方法，将多种不同的单克隆抗体点样固定在固相介质表面（一般是膜介质）上，制备抗体蛋白芯片，并与多种抗原样本杂交，使芯片上的抗体捕获相应的抗原。然后再与标记的多种不同的抗体杂交，由于蛋白抗原上的多价结合表位可结合标记抗体，根据杂交信号的有无、多少便能进行定性、定量的分析。3芯片实验室（LAB—on—a—chip）芯片实验室是生物芯片研究领域的一个热点，它是将传统的样品制备、生化反应、数据检测三个步骤集成于一体，缩小构成芯片上的实验室系统，是生物芯片发展的最高阶段。要实现这一目标生物芯片必须以微电流平台作为支撑，只有把样品制备、分析和信号获得连为整体，才能开发出生物芯片应用的最大潜力。目前，利用芯片缩微实验室已成功地将样品分离、DNA提取、PCR反应、DNA杂交检测这几个离散步骤在一个或几个芯片构成的密闭系统中完成。由于芯片可以做成十分微小的形状，所以便于携带，检测分析所需样品少，节约了大量试剂和人工。同时芯片可以 进行大规模生产，成本可以降到很低，用于各种分析 的芯片就可以做成一次性使用，避免了样品污染和交叉污染。芯片实验室是未来生物芯片的发展方向。

二、生物芯片在环境科学研究中的应用

生物芯片是近几年发展起来的一个新兴和热点领域，在国外研究和应用较多，我国在此方面的研究尚处于起步阶段，且主要应用于医药领域，在环境科学领域的应用和研究较少。但其高通量、检测快的特点，使其在环境领域有着广泛的应用前景。现今，生物芯片已在环境化学、环境生物学、环境毒理学、环境医学及分子生态学等研究领域中有了应用实例。

1、生物芯片在环境化学中应用

生物芯片在环境化学中的一个重要应用领域是分析和监测环境中的污染物。环境化学污染物主要包括有机化学性污染物和无机污染物。生物芯片设计集成化，从而简化了分析过程，使检测速度加快，因此在环境监测中有很好的应用和发展前景。目前，在环境化学领域中得到应用的有毛细管电泳芯片、微反应芯片等。Wang等将毛细管电泳芯片与厚膜电流检测器集成在一起（缓冲液为MES(20mol/L，PH＝5.0），分离管道长度为72mm，分离电压为2000V）。使用此方法，可在140S内从掺入有机磷神经毒物的河水中分离检测出磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷和乙基对硫磷。这些结果显示毛细管电泳芯片有可用于现场检测的快速检 查。Backer等［6JN用基于氧化锡的微反应芯片实现了对空气中CO、NO和NO2气体的测量。

2、生物芯片在环境微生物检测方面中的应用

微生物广泛存在于环境中，其密度及多样性是反应环境质量的重要指标之一，因此，对环境微生物进行检测具有十分重要的意义。随着分子生物学的不断发展，人们可以在分子水平上构建细菌的进化树并以此为依据对其进行分类。基因组水平的DNA杂交技术成为菌种鉴定的里程碑，利用16SrRNA的高度保守性，人们可以通过6SrRNA的序列分析来对细菌进行分类。通过该方法研究环境中微生物的组成、数量及其变化，可以了解生物群落的结构与其功能及生物地球化学活动的关系。Guschin等利用寡核苷酸微阵列芯片对硝化细菌进行了分类，芯片上固化的寡核苷酸与16SrRNA序列完全互补，并通过改变探针的微阵浓度和多颜色检测来进行定量分析。2008年，Victor Parror等利用包含200个抗体的微阵列生物芯片，并结合免疫解析的方法寻找通用微生物标记物以进行环境检测，其检测限为:0.2ng/ml蛋白质和10·4—10·5个细胞/ml，并成功地在全球范围内极端环境样品中检测到了生物大分子物质。

3、生物芯片在环境医学中的应用

环境医学是研究环境与人群健康的关系，特别是研究环境污染对人群健康的有害影响及其预防的一门科学。如今，生物芯片技术已在环境流行病学、职业病研究和环境医学监测等领域得到了应用。①应用于环境流行病学： 周琦等以SARS冠状病毒TOR2株序列为设计标准，研制出用于检测SARS病毒的全基因芯片，芯片探针长度为70nt，相邻探针序列重复25nt，共660条病毒探针，覆盖了SARS冠状病毒的全部序列，应用该基因芯片对病人、出人境食品、动植物及其产品进行检测，结果表明基因芯片技术检测SARS冠状病毒灵敏度 高、特异性强，而且准确、快速。吴海等以HBV、HVC高度保守的片段为探针成功制作了乙、丙型肝炎病毒双检基因芯片，可望应用于临床。赵伟等PCR产物用点样仪点于玻片介质上，制成芯片，检测４０例乙肝患者血清的乙肝病毒，准确率达８０％

②用于对公害病和职业病的研究:NIEHs已经开始环境基因组目标的研究以确定包括在环境疾病中的200个基因共同的序列多态性。NIEHs对暴露到PAHs和其他污染物环境中的波兰煤炭炉工人的血液、淋巴系统基因表达进行了研究。这种研究一个重要的考虑是基因表达可以被其他因素影响，如食物、健康状况、个人习惯等，减少这些因素的影响必须完成大量处理样品与对照样品的比较。一个新的领域基因毒理学正在发展起来，研究基因差异与毒物易感性的关系，在人类对疾病易感性个体变化的认识上基因毒理学将产生巨大推动作用 ③应用于环境医学监测: 孟紫强等探讨了SO的分子毒作用机制，通过采用Affmetrix公司的大鼠基因表达谱芯片（RAE230A）研究了短期动态吸人SO的大鼠肺组织基因表达谱的变化，并揭示了高浓度SO短期暴露对基因表达的影响。杨磊等用基因芯片分析急慢性砷染毒时人正常肝细胞（Ｌ--02细胞）基因表达谱的变化，得出了长期染砷后与肿瘤发生及氧化还原有关的基因表达量升高的结。

三、环境芯片的在环境科学领域应用前景展望

生物芯片技术是21世纪的朝阳产业，有很好的发展前景。它克服了传统生物学技术操作繁杂、自动化程度低，检测效率低等不足，充分利用了生物科学、信息学等当今前沿领域的研究成果，现在已越来越广泛的被应用到多个领域中。环境科学研究的主要是环境中的物质，尤其是人类活动产生的污染物，及其在环境中的产生、迁移转变、归宿等过程和运动规律，因此，将生物芯片技术引入环境科学研究中有重大意义。生物芯片高信息量、快速、微型化、自动化、成本低、污染少、用途广等优点，很适应环境学研究中的技术需求，使其在环境科学领域有很好的应用前景。虽然生物芯片技术在环境领域的应用实例还较少，且其自身还有许多问题亟待解决（如提高芯片的特异性、简化样品制备和标记操作程序、增加信号检测的灵敏度等等），但随着技术的发展与完善，生物芯片技术必将会越来越广泛的应用到环境科学研究的各个领域，给２１世纪人类对环境的保护和治理带来一场“革命”。

［参考文献］

［1］ 陈忠斌．（生物芯片技术）．北京：化学工业出版社，2005 ［2］ 李瑶．（基因芯片技术——解码生命），化学工业出版社，2004 ［3］ 曲媛媛/魏利.(微生物非培养技术原理与应用)，科学出版社，2009

第三篇：生物技术概论期末总结

生物技术概论学习心得体会

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、酶工程、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。世界各大医药企业瞄准目标，纷纷投入巨额资金，开发生物技术，展 开了面向21世纪的空前激烈竞争。

在写学习心得的时候我想了很多，主要是不知道怎么写，从哪里开始写，对于这门课我没有学习多久，对于这本书我的了解也不是很多，我只能凭着自己在学校里学习的记忆来写一些自己的感受。拿到这本书后随便翻看了一下，其中很多内容在以前的学习中已经深入的学习过，刚开始觉得这门课程没必要开，后来学习一段时间以后觉得对以前的课程有归纳总结的作用，觉得不错，但是我认为应该在大一上才好，当时觉得应该上一点关于专业课程设置和发展方向的课程。这是我的一点看法现将一些心得体会总结如下 ：一，在学习方法上

对于这门课程，在我来看应该是一门综述类型的科目，内容繁杂但是相对来说都比较浅不会在每个点上点的太深，所以针对这个特点，我觉得一概在上课的时候跟老师很好的互动这样就够了，学习之余可以试着写一个章节提纲，或者画一张各个知识的关系图谱，记得我在学习生物化学的时候做过一张个中循环之间的一个结构关系图，复习的时候可真派上大用场了，关于记笔记我该说几句，如果要的高分还是乖乖的记笔记，但是我习惯上课看书再听听老师讲课这样比较好，如果记笔记我可就不能专心了，不过我的笔记还是记了——-课后的功劳啊。

但是自己在学习的过程中还是很茫然，现在让我回忆一下上课万老师给我们讲了什么？说实在的我什么都不记得了。不是说万老师讲的不够好或者说讲的不够仔细，主要是自己就是提不起兴趣每次自己都想认真的去听，但是每次都坚持不到几分钟自己的思维就不知道飘到哪里去了。有可能是自己没有提前预习完全不知道讲到哪里去了，在这一点上我需要改进。

但同时我也想对万老师说几点建议:

老师讲我们听的模式，对于我们来说已经成了一种习惯。也在心里认定了老师就因该这样讲课的固定模式，就是因为这种模式对于我们来说已经成了习惯。这样不仅效率不高同学们也没有几个人认真在听。我觉得课堂上就要有活力，可以让我们先对要讲的章节给点时间先让我们自学，您可以根据章节的重点出几个问题，让我们来回答。这不仅可以让我们熟悉所讲的内容，集中我们的注意力和提高学习效

率。还有就是让同学们来讲，上课的模式很重要，一个轻松的课堂就是老师讲的轻松，学生学的轻松。

生物技术的学习对我们今后的作用以及影响 :过去学历史的时候老师给我们讲简史，那是因为什么我们对历史没有深入学习过，简史是一个概要，可以帮助我们去在众多繁杂的内容里面理出一个框架来，生物技术概论做为生物技术专业的一门框架性的学科也起着和简史一样的作用，但是生物技术导论比简史更有意义，因为简史仅仅是对历史的简要的概述，而生物技术作为一个前沿的学科，他的很多秘密还不为我们所了解，所以生物技术概论这门课程介绍有关生物工程的四大工程，即基因工程、细胞工程、蛋白质工程和发酵工程的概念和发展。不仅有概述的左右还有启迪我们心智，做出一些方向型的指引，思想是做科学的前提，唯物主义为自然科学的发展开辟了蔚蓝的天空，生物技术导论也为生物技术的发展构画蓝图。从小的方面说，这门课程为什么我生物技术专业的学生学习专业只是做了一个蓝图，靠着这张蓝图我们将能更加高效有条不紊的学习这个专业。

生物技术对人类的影响：现代生物工程技术极大地改善了人类生活的质量，主要包括：更加准确地诊断、开发疫苗、预防或治疗遗传性疾病和传染病；开发可以生产化学药物、生物多聚体、氨基酸、酶类、各种食品添加剂的微生物；有效地作物的产量，获得具有抗病虫害、抗逆境、品质形状优良的农作物和家畜及其他动物；简化从环境中清除污染物和废弃物的程序，并将这些污染物和废弃物再生转化为可利用的物质。

第四篇：生物技术概论课程说明

生物技术概论

课程英文名称：Introduction to Biotechnology

先修课程：微生物学生物化学

适用专业：生物技术及应用食品加工技术

课程类别：必修

开课时间：第二学期

学时：30学分：

1使用教材： 宋思扬、楼士林主编，《生物技术概论》，科学出版社，1999年8月

课程简介：生物技术概论是生物技术类的专业课，先修课程主要有“英语、专业英语、生物学、微生物学、生物化学、酶工程、发酵工程等。本学科综合上述学科的理论基础、方法和技术，通过讲述“现代生物技术的概念和发展简史”、“生物工程各项技术”、“基因克隆、转化、调空及其表达”、以及在“农业、环境、健康和能源”方面的应用，旨在使学生通过本课程的学习了解现代事物技术的基础知识和国内外生物技术各领域发展的来龙去脉、研究现状、发展方向和在国民经济中的应用，为今后开展生物技术相关研究和学习提供基础。

教学目的：通过对本课程的学习，使学生熟练掌握五大工程的基本原理；掌握五大工程中主要的操作技术要点和生产流程，掌握他们在应用中对社会生产和生活的贡献；结合一定的实践教学进行案例分析和深入生产车间，使学生通过切身感受与操作深化对理论知识的理解，掌握基本的工程操作技术要点和基本技能，调动学生学习的主动性和积极性掌握；学会从专业的角度综合分析解决问题。

教学要求：正确认识课程的性质、任务及其研究对象，全面了解课程的体系、结构，对生物技术概论有一个整体的认识。该课程在以发酵工程、基因工程、酶工程、细胞工程、蛋白质工程任一工程为主攻方向的生物技术专业和食品专业等专业领域中均起着举足轻重的作用。掌握学科的基本概念、基本原理和基本方法，紧密联系实际，学会分析案例，解决实际问题，把学科理论的学习融入对工程实践的研究和认识之中，切实提高分析问题、解决问题的能力。

教学方法：课堂讲解，案例分析、参观车间、讨论

作业（报告）：课堂作业及课后思考，1、2次／月

课程考核：建议使用平时课堂讨论、期中开卷考察、期末闭卷考试的考核方法，其中平时20％，技术20％，期末60％

第五篇：环境生物技术论文

废水生物处理新技术的理论与应用

唐耿兰

摘要：针对我国目前生态环境状况，对废水生物处理技术近年来的发展进步、功能作用及特性进行了分析。

关键词：废水生物处理、污染控制技术、城市废水处理厂、生物处理技术价及阐释。

引言：随着经济社会的不断发展，各地废水处理工作不断迅速有效地开展，污水处理厂数目明显增加。城市污水处理厂作为解决城市水污染最基本的途径，是保护城市生态环境，治理河流污染的必要举措。本文针对废水处理问题，介绍了废水生物处理新技术。

废水生物处理技术已有一百多年的历史，其理论和实用技术在此一百多年间也不断发展和进步，并得到广泛应用，对控制水污染和改善水体水质起到了重要作用。而从全世界范围看，水污染至今还没有得到有效控制，特别是在广大的发展中国家。在我国，水污染依然严重，水环境与水生生态状况仍十分严峻，近年来我国城市废水处理厂建设进入了一个新的高速发展时期，对废水处理新技术的要求日益增长。广大环境保护科技工作者非常需要一部系统全面、反映废水处理技术现状和发展的著作。

一、废水生物处理新技术：

废水生物处理是用生物学的方法处理废水的总称，是现代废水处理应用中最广泛的方法之一，主要借助微生物的分解作用把废水中有机物转化为简单的无机物，使废水得到净化。按对氧气需求情况，废水生物处理可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。

厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为废水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使废水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、废水灌溉、氧化塘，等等。

生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为污水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使污水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点，满足其要求条件；污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大，冬季一般效果较差。

二、生物转盘

生物转盘工艺是废水生物处理新工艺的一种。

废水生物处理新技术之生物膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法，废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称，主要用于去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，因微生

物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化废水的目的。

生物膜法具有以下特点：一是对水量、水质、水温变动适应性强；二是处理效果好并具良好硝化功能；三是污泥量小（约为活性污泥法的3/4）且易于固液分离；四是动力费用省。用废水生物处理新技术生物膜法处理废水的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池等。

生物转盘作为一种好氧处理废水的生物反应器，可以说是随着塑料的普及而出现的。反应器由水槽和一组圆盘构成：数十片、近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串，平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上。盘径一般不超过4米,槽径约大几厘米，有电动机和减速装置转动盘轴，转速1.5～3转/分左右，决定于盘径，盘的周边线速度在15米/分左右。废水从槽的一端流向另一端，盘轴高出水面，盘面约40%浸在水中，约60%暴露在空气中。盘轴转动时,盘面交替与废水和空气接触。盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖，生物膜交替地与废水和空气充分接触，不断地取得污染物和氧气，净化废水。膜和盘面之间因转动而产生切应力，随着膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜从盘面脱落，随水流走。生物转盘一般用于水量不大时。同生物滤池相比，生物转盘法中废水和生物膜的接触时间比较长，而且有一定的可控性。水槽常分段，转盘常分组，既可防止短流，又有助于负荷率和出水水质的提高，因负荷率是逐级下降的。生物转盘如果产生

臭味，可以加盖。

三、生物转盘应用实例

废水生物处理新工艺中一体化废水处理装置一体化废水处理装置，是一种以旋转生物处理单元——生物转盘为核心的高效废水处理装置。整个装置分为以下几个处理单元：

1、初沉池 废水通过提升泵将调节池废水提升至SW装置内，首先进入初沉池，初沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，使废水中大部分悬浮物和无机颗粒物沉降下来，同时也可夹带去除一部分有机物。为了便于随时提取某块斜板以清理所附载的难以滑落的污泥，装置采用了活动斜板。初沉池底部与缺氧区隔开，避免缺氧池混合液的搅动，影响初沉池的沉淀效果，初沉池的污泥定期由抽粪车清除。

2、缺氧池 缺氧池位于生物转盘壳体和外部箱体间的夹层内，在此空间内，初沉池的来水与经水力提升转子提升的回流硝化液以及二沉池的回流污泥在此混合，并经潜水搅拌机充分混合，完成反硝化过程，硝态氮在反硝化菌的作用下最终形成氮气，从水中逸出，最终达到脱氮的目的。

3、旋转生物处理单元—生物转盘 夹层缺氧池经脱氮的出水自流至旋转生物处理单元。旋转生物处理单元是装置的核心部分，采用了独特的复合生化技术，能在低能耗条件下高效降解污染物。整个旋转生物处理单元由三级生物反应器组成，每个生物反应器由一个生物转子和一个生化槽组成，每个生物转子内部由多级生物叶轮构成，每个生物叶轮上设置了大量地螺旋状的生物叶片。在传动装置的驱动下，三个生物转子同步旋转，空气（氧气）通过生物转子端面的气水孔进入，与废水混合，经氧气、废水、微生物三相接触和传质，实现含碳有机物的降

解和含氮有机物的硝化过程。同时，旋转的生物叶片被废水冲刷，老化的生物膜脱落，新的生物膜形成，从而达到生物系统不断更新的过程。硝化后的废水经水力转子提升至中间分配水槽，分配水槽由堰门控制着去往沉淀池和缺氧池废水流量。

4、二沉池 二沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，将旋转生物处理单元的出水中含有大量脱落老化的生物膜沉淀，澄清后的处理出水进入下一个单元。沉淀的污泥一部分通过回流污泥泵进入缺氧池，另一部作为剩余污泥有抽粪车定期外运。

四．城市生活污水处理技术的新发展：

1.新的处理工艺开发研究的主要目标

进一步提高出水水质：降低悬浮物，降解富营养物，去除生物难降解物减少其它，溶解性无机物含量改善卫生指标，降低在相同处理能力和效果时的处理费用，减少占地面积，提高处理能力。

2.活性污泥法－膜分离处理技术

在膜分离技术中，膜就相当于普通滤池中的滤料，它可以让混合液中的一部分组分顺畅通过，让其余组分不能通过，从而达到分离混合液的目的。膜的分类及分离特征：

微滤：细菌、原生动物；

超滤：乳化剂、病毒；

纳米过滤：腐殖酸、酶、活性剂/颜料；

反渗透：溶解盐

城市生活污水处理中主要采用：微滤、超滤，工业废水处理：纳米过滤、反渗透

五．污水好氧微生物处理新工艺

废水经格栅去除杂物后,用潜污泵抽至斜板沉淀池,同时加入去磷剂,出水自流进入曝气生物滤池,DO控制在3~5 mg/l,出水进入清水池后再进入消毒池,二氧化氯加入量为30 g/M3废水,停留时间1.5 h。曝气生物滤池12~24小时进行反冲洗一次,反冲洗出水再返回调节池、斜板沉淀池每天排泥一次,排入污泥沉淀池,其上清液进入调节池,剩余污泥定期消毒后环卫清污车运走。经处理后水质达到(GB8978-1996)一级排放标准。以曝气生物滤池为主工艺处理医院污水,工艺可靠、出水稳定,但必须按严格的管理程序、即质量测试、操作设备、工艺技术管理环节,同时设备必须一年进行一次大修,处理后水质稳定达标排放是可行的。

活性污泥降解污水中有机物的过程：

活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质所致。在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。当污水中的有机物处于悬浮状态和胶态时，吸附阶段很短，一般在15～45min左右，而稳定阶段较长。

结论：城市废水处理新技术的不断涌现，为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用，减少有害污水的产生，为我国环境保护打下坚实的基础。

参考文献：《现代废水处理新技术》、《污水好氧处理新工艺》、《污水厌氧处理新工艺》、《城市废水处理技术》