生物技术应用范文

时间:2022-03-13 01:54:07

引言:寻求写作上的突破?我们特意为您精选了4篇生物技术应用范文,希望这些范文能够成为您写作时的参考,帮助您的文章更加丰富和深入。

生物技术应用

篇1

化学物质是人类社会赖以发展的基础。但人工化合物的大规模制造和使用造成了严重的环境污染,成为被全球普遍关注的严峻问题。众多的人工化合物释放到生态环境中后,微生物还没有足够的时间和充分的环境条件来“进化”其代谢途径,因此表现出有机化合物的难生物降解性。化合物对环境产生的风险(Risk)可由以下的公式来表示,取决于化合物本身的危害度(Hazard)和在环境中的暴露程度(Exposure)。

Risk=Hazard×Exposure

因此,为降低化学物质对环境带来的危害或负担,开发清洁生物生产工艺生产环境友好的化合物具有重要的意义,与此同时必须开发减少化学物质在环境中的暴露程度(浓度和时间),即化合物的生物降解或生物处理技术。随着难降解化合物的污染问题的表面化和人们对环境污染问题认识加深,于上世纪90年代形成了环境生物技术这一学科方向。环境生物技术是生物技术与环境科学和化学工程等领域交叉的学科,是工业生物技术领域的新方向。2002年10月的美国科学杂志(Science)刊登了环境微生物技术的研究特辑,英国的自然生物技术杂志(NatureBiotechnology)于2003年2月刊登了具有芳香化合物降解能力的假单胞杆菌(Pseudomonassp.)作为多样生物催化剂的可能性,近几年,国外还涌现出了大量的有关环境生物技术的书籍,足见环境生物技术研究在国际上已成为重要的前沿研究领域。

本文以利用融合蛋白技术高效生产工业用肝素酶及剩余污泥减量化好氧-厌氧反复耦合废水生物处理技术研发过程为主,介绍工业生物技术在医药化学品、生物能源及环境中的应用研究进展。

1)肝素酶的重组大肠杆菌高效生产、分离耦合及其应用技术研究

肝素酶I(heparinaseI,EC4.2.2.7,商品名Neutralase,Hepzyme,IBEX,加拿大蒙特利尔公司生产)是一种特异作用于肝素(heparin)和类肝素分子的多糖列解酶。肝素酶具有重要的应用价值,肝素酶及其底物多糖肝素之间的相互作用有助于阐明多糖裂解酶的作用机制;肝素酶可以用于解析肝素等复杂粘多糖的结构及其生物学功能;肝素酶可以用于解析人体内的凝血和抗凝血机制;肝素酶可以用于制备具有高效抗凝血作用的低分子肝素;肝素酶还可以用作临床血液肝素化的去除,防止手术后出血。我国是肝素原料的生产大国,开发酶法低分子肝素生产技术具有重要的意义。

商业化的肝素酶I从肝素黄杆菌(Flavobacteriumheparinum)中纯化得到,但表达需要价格昂贵的肝素诱导,同时由于肝素酶II和III的共表达增加了纯化的困难和成本[1]。肝素酶I的基因已被克隆并在大肠杆菌中表达,但产生的都是无活性的包涵体,需要蛋白质复性才能获得有活性的酶[2-4]。

我们利用融合蛋白技术构建了一套大肠杆菌的表达系统,能够高效的表达可溶性的肝素酶I,并同过亲和分离简化了肝素酶的纯化操作。实验研究结果表明在我们的肝素酶表达生产体系中,90%以上的肝素酶I以有活性的可溶性蛋白形式存在,从而省去了复性的操作,降低了操作成本;目前酶活可达16000IUl-1,远远高于肝素黄杆菌的表达水平;通过一步亲和分离,回收的肝素酶纯度达95%以上。同时利用绿色荧光蛋白(GFP)基因,构建了利用荧光快速定量酶活的新方法,而且肝素酶与GFP的融合蛋白有助于肝素酶失活机理的研究。

利用融合蛋白的亲和吸附能力容易实现肝素酶I的定向固定化,使开发高效肝素酶反应器成为可能。通过实验证明融合肝素酶I能够和商品酶一样有效的降解肝素,制备出理想的低分子量肝素(LMWH)。通过控制酶解反应条件,得到了一系列分子量分布范围窄的低分子量肝素(平均分子量在5000-6000)。本研究为肝素酶的工业化生产及其应用奠定了技术基础。

2)好氧-厌氧反复耦合生物反应器处理废水新工艺研究进展

篇2

生物技术及应用专业的培养目标,是培养具有从事生物技术应用必备的专业理论知识和较熟练的综合职业技能,适应食用菌、组培苗、发酵产品等生产、基地建设、经营管理、技术服务及相关专业第一线需要的高技能人才。实训基地是培养高技能人才的必要场所,实训基地建设是实现专业培养目标的必要条件。通过实训,培养学生的职业技能,提高学生的实际动手能力。

(二)实训基地建设有利于提升学生就业竞争力,提高就业率

高职院校要保证就业率,就必须提高毕业生的“含金量”,让其成为用人单位心目中的合适人选。建立实训基地,让学生亲身实践无疑是提高其自身“含金量”最有效的方法。在参与实践的过程中,学生能将平时所学的理论知识与实际联系,同时,在实践中体现自身的价值,使学生的学习动机和方向更加明确,从而不断提高自身职业素质,提升就业竞争力。

(三)实训基地建设有利于培养“双师型”教师,提高教学水平

实训基地建设有利于培养“双师型”教师,提高教学水平。教师通过到实训基地锻炼,来提高自身的技术水平和动手能力,同时,教师在生产、管理第一线有利于获取各种最新的技术方法和管理理念,将这些新知识应用于教学,既可以保证知识的更新,又能激发学生的兴趣。

二、高职生物技术及应用实训基地的建设与实践

(一)校内实训基地建设

1.加强实验室建设,改善实验室条件。生物技术及应用专业重视和改善实验条件,加强实验室基本设施的建设,形成完善的实验教学规章制度和科学的运行机制。在学院的大力支持下,投入大量资金,对生物基础实验室、生物类专业实训室,重新装修并添置了不少仪器设备,大大加强了实验室建设。有足够的实验室承担专业基础与专业课的实验实训项目,可用于该专业的教学实验设备数量(800元以上)共610件,总价值237万元,生均10031元。实验开出率达100%。生物类基础实验室2005年8月通过了广西教育厅基础实验室合格评估。

2.加强校内实训基地建设,走“产学研结合”发展之路。广西农业职业技术学院现有校内实训基地5个:生物技术中心、生物技术实训基地(园艺方向)、食品生物技术实训基地、食用菌生产实训场、广西现代农业技术展示中心。主干课程“植物细胞工程”“发酵工艺学”“食用菌栽培”均有实力雄厚的校内实训基地。生物技术实训基地、食品生物技术实训基地,被批准为自治区示范性高等职业教育实训基地。

生物技术中心是一个集科研、生产、教学、技术推广为一体的现代生物技术综合开发中心。该中心初步形成了布局合理化、教职工知识结构专业化、生产科研管理科学化、生产经营规模化和教学实践化的产学研基地,成功开发果树类、经济作物类、药用植物类、观赏植物类等数十个品种,享有较高声誉。由专业教师担任生物技术中心主任,教师在生物技术中心开展科学研究,承担“优质网纹甜瓜组织培养技术研究”等6项科研课题。生物技术中心按教学计划安排学生实习,使其在取得较好的经济效益的同时,提高了教师的业务素质和学生的实践操作技能。

3.加强能力本位实践教学,提高学生综合能力。为了培养学生的实践能力和综合能力,我们非常注重以能力为本位的教学,开展各种形式的实践教学。(1)加强课内实践活动。主干课程理论和实训的比例为1∶1,做到理论与实践的结合。模拟生产实践活动,如食用菌课教师带领学生栽培各种食用菌,由学生自行制种、栽培、销售,既掌握了技能,又获得一定的经济效益。(2)改验证性实验为探索性实验,提高学生动手能力。根据课程的特点,学生在教师指导下,进行探索性实验。例如,在植物组织培养中,培养基不同,植物生长效果也不同。教师在教学中并不直接将这些实验技巧或方法告诉学生,而是指导学生根据所学的理论知识进行探索性实验,最后通过实验和分析得出最佳的方案或结果。(3)利用科研资源丰富实践教学,培养学生创新能力。在生物中心承担的科研项目中,有丰富的实验材料供学生进行实践教学活动。例如,在植物脱毒培养和试管苗增殖培养实验中,让学生参与香蕉、生姜的脱毒与工厂化试管苗快繁培养等项目,对提高学生的知识应用能力和科研创新能力起到了很好的作用。

4.健全实践教学管理规章制度。建立了一整套完整的实验、实训大纲和实习指导书。制定各门课程实践技能考核办法,加强学生实践技能考核。理论教学和实验教学由学校组织实施,生产实习和专业实践与合作办学单位共同组织实施。实训环节的成绩由指导实习的企业参与评定。

(二)校外实训基地建设

1.开展校企合作,实现双方共赢。实训基地建设离不开企业的参与。校企合作、工学交替是高职教育发展的必由之路。生物技术及应用专业通过签订合作办学协议,共建立了15个稳定的校外实训基地。如桂林莱茵生物应用技术有限公司、广西北生集团海玉农业开发有限责任公司、南宁市良风江食用菌生产示范基地等。这些实训基地实力雄厚,足以承担本专业的实训任务。我们每年都会派遣学生到企业进行实践,不少学生在实习期间就被企业选中留用。

篇3

关键词:

生物技术;畜牧兽医;应用

1生物技术的内涵及禽类遗传资源的保护

(1)生物技术的内涵。

生物技术又称生物工程,是从20世纪70年代初开始兴起的。一般认为生物技术是以生物学(特别是微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合其他基础学科的科学原理,充分运用分子生物学的最新成就,其主要包括发酵技术和现代生物技术。生物技术具有较大的潜在价值,能够为人们带来良好的经济效益和社会效益。

(2)禽畜类遗传资源的保护。

我国畜牧业的历史发展悠久,资源丰富,创造了许多具有独特特色的地方禽畜品种,是禽畜遗传资源最丰富的国家之一。目前所培育出来的地方禽畜品种具有育种能力和免疫力强等优点,但是也存在生长周期长、经济效益低等问题。随着禽畜品种的融合,许多具有地方特色的禽畜数量正在降低,甚至消失。因此为了保护好禽畜类遗传资源,采用现代生物技术已经迫在眉睫。

2生物技术在畜牧兽医领域的应用

(1)应用于禽畜育种。

生物技术运用于动物育种主要采用的是转基因技术、DNA技术和动物克隆技术。之所以将生物技术运用于动物育种是因为传统的育种方式存在孕育周期长和育种质量差等问题,而且随着畜牧业的不断发展,人们对育种品种的质量要求越来越重视。采用生物技术可以大大缩短孕育周期并且可以提升育种的质量。例如可以通过生物技术提取具有特种功能的单个基因或者基因簇插入其他生物的基因中,通过观察对比选择出达到标准的样本。最早将生物技术运用于禽畜育种的国家是英国,通过对禽畜育种的成功实验,让其在各个领域得到了更加广泛的应用,也推动了生物技术在畜牧领域的发展应用。

(2)应用于操控禽畜生产。

利用生物技术操控动物的生产主要就是通过生物技术干预动物原有的内在环境系统。通过对这两者的干预,可以使禽畜的机体向人们所希望的方向发展。比如说通过生物技术人工合成的生长激素,可以起到和动物天然生成的生长激素同样的作用。这样就可以促进禽畜生长,并且不会对禽畜产生不良的影响,而且还可以降低禽畜的采食量,起到节约饲料的作用。因为生产的人工激素和动物自身所带的激素是相同的,所以也不会对人类产生不良影响。通过操控禽畜生产,大大提升了禽畜的数量和畜牧业的收入,推动畜牧业向现代化方向发展。

(3)运用于饲料资源的开发和利用。

我国一直存在禽畜类饲料资源短缺的问题,通过将生物技术运用于饲料资源的开发上,扩大蛋白质饲料,提升饲料的营养价值,可以有效地解决这一问题,也可以推动我国畜牧业的发展。通过生物技术将不含或者少含蛋白质的饲料培育成富含蛋白质的饲料是当前需要亟待解决的问题,蛋白质饲料短缺已经是世界性问题。在中国进行单细胞蛋白的生产主要是通过饲料螺旋藻蛋白质以及酵母,而秸秆是我国主要的农作物副产品,通过发酵技术可以将秸秆生产出具有优质粗蛋白的饲料,具有很高的应用价值。

(4)运用于禽畜疫病的预防诊断。

将生物技术运用于禽畜疫病的预防和诊断中效果显著。传统的畜牧养殖都是采用物理化学手法消灭病原,这样具有很大的不稳定性,常常会由于环境不达标等问题导致免疫效果失败。而随着近几年生物技术的发展和基因工程疫苗的进步,将生物工程技术用于禽畜疫病预防的应用越来越多,比如目前开发出来的新型疫苗口蹄疫疫苗、狂犬病糖蛋白亚基疫苗等。将生物技术运用于疫病预防诊断主要就是利用DNA重组技术,提升免疫效果,制备疫苗,比如目前应用于疫病诊断的限制酵分析法和核酸探针法等方法都已经有效地应用在疫病诊断中。

3小结

生物技术是新兴的高科技技术,需要不断地发展和完善,目前的一些技术尚未成熟,仍然需要不断地实验,将生物技术运用于畜牧兽医领域是近几年才提出的,通过生物技术可以对畜牧业的饲料资源、疫病诊断预防和禽畜的育种等方面作出贡献,同时这也是发展畜牧兽医的必经之路。所以随着生物技术的不断发展,将二者有机结合起来,有利于畜牧业的发展。

作者:康文广 单位:吉林省东辽县凌云畜牧兽医工作站

参考文献:

篇4

2食品检验中的生物技术

生物技术在日新月异的科技的推动下已经日臻完善并不断实现自我突破,而全球信息化更是推动了生物技术研究成果的大范围推广。

2.1生物传感器技术

利用生物传感器检验食品时,主要以生物技术及相关特性为依据,进一步将信息输入到传感器识别系统,然后再系统分析与识别输入的信息后,将之转化为有效数据、作为食品检验人员了解、分析食品的有效依据而显示出来。生物传感器技术因其具有检验迅速、检验结果精准性高等优势,极易为人们所接受。

2.2生物芯片技术

生物芯片技术作为一种现代化检验技术,是极具典型性的。在食品检验中,生物芯片技术以相关信息技术为基础,应用光导原位合成技术,能较好的完成食品检验并实现对食品品质的判定。在食品检验中,生物芯片技术的优势主要体现在检验速度快、应用范围广,能实现大规模检验,尤其将之用于对部分进出口贸易类商品与高质量的食品检验中更具显著优势。

2.3生物酶技术

酶联免疫检验技术是以酶和免疫学有关理论为基础的现代化检验技术。在食品检验中,生物酶技术能高效、精确、快速的检验到视屏中残留的微量农药并有效排除有毒害成分、微生物污染等,同时还具有灵敏度高、选择性高的优势,为人民群众的餐桌安全提供保障,因此应用十分广泛。

2.4PCR技术

PCR(PolymeraseChainReaction)即聚合酶链式反应,是一种基因的体外扩增法。PCR技术随着分子生物学理论基础及相关技术的进步,已经取得了明显的发展,其精确、微量的优势也更加显著。当前,随着对部分主要食品微生物遗传性质了解程度的加深与认识上的深化,人们也进一步掌握了许多致病菌的遗传背景,PCR技术主要实现某些微生物特异基因的扩增以判定食品是否受到微生物的污染,在食品检验中的优势地位和广阔应用前景也逐渐显示出来。

3生物技术在食品检验中的具体应用

由于物理、化学等传统的食品检验方法存在种种局限性,已经无法充分满足现代食品检验的现实需要,在此背景下人们对生物技术在食品检验中重要性的认识也越发深刻。

3.1有害微生物的检验

食品安全经常会受到有害微生物的威胁,如果得不到有效控制和避免则很有可能危害人体健康。因此,对有害微生物的检验就成为了食品检验中必不可少的环节。通过微生物的生存特征及生理生化特性,生物技术便能判定食品中有害微生物的种类、含量,然后再参照国家法律及行业标准,判断食品中有害微生物的含量是否超标,从而尽可能使有害微生物对人体健康的威胁降到最低。在有害微生物的检验中,PCR技术、酶联免疫技术都应用的十分广泛,而且表现出了良好的性能。

3.2残余农药的检验

农业种植中,农药被广泛应用甚至出现了滥用的情况,导致很多食品尤其是食品原料农药残留严重超标,如果处理不当流入市场,很有可能给购买食用者带来伤害。生物技术在残留农药含量的检测方面实用性很强,已经成为该领域的重要检验手段,其中,酶技术和生物传感器技术的应用最为广泛且效果最好。

3.3成分和品质的检验

食品的成分和品质决定着食品的营养价值。如果个体食用了含有非安全成分或者变质的食品,轻者会导致营养涉入不足,重者很有可能威胁身体健康乃至生命安全。因而,对食品成分及食品品质的检验就成为了食品检验不可或缺的方面。生物传感器技术被广泛的应用于对食品成分以及食品品质的检验中。当前,随着生物检验技术的发展以及在食品检验中的不断摸索,生物传感器技术已经不仅实现了对食品质的检验,同时还能做到对食品的气味检验与分析应用,展现出了更全面、更方便、更高检验率的优势。

3.4转基因食品的检验

转基因技术给食品行业带来了巨大影响,直接表现为转基因食品的上市。合格的转基因食品对人体健康是没有害处甚至有益的,但不合格的转基因食品则会危害人体健康、破坏生态环境,因此对转基因食品地检验是重要的。生物技术对转基因食品的检验主要是检验转基因食品的蛋白质和酶活性。当前,应用于转基因食品检验的生物技术主要有酸检验法、蛋白质检验法等。

友情链接