现代生物工程技术

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现代生物工程技术范文第1篇

关键词：生物化工；酶工程技术；应用研究

我们都知道，人的细胞每天都在进行着新陈代谢，新陈代谢是一个人生命的基础体征之一，同样，有机化学反应是新陈代谢的主要构成要素，动物的消化系统之所以能够进行合成与分离就是有机化学反应得到的新陈低谢的结果。然而有机化学物质的主要成分，便是现代生物化学中的“酶”。

1 酶在工程技术反应中的特点与功能

生物化学中的酶，主要通过有机物体的活细胞孕育而成的，并存在一种生物加速剂，即蛋白质。蛋白质的存在促使酶的反应。蛋白质除了起到酶的加速剂的作用外，还具备以下特征：

（1）加速效率比其他加速剂高出10倍左右；

（2）专业性强，仅对一种酶起到加速剂的作用，选择层面较窄；

（3）具有不稳固的特征，酶的化学性质本身就具有一定的失活性。

以试验酶为例，化学可将酶分为单一蛋白酶和联结蛋白酶两个种类，含有蛋白质的一类中叫做酶蛋白，不含有蛋白质的一类叫做辅助因子。只有在两者相合成时，酶才具有被催生的活力。然而，有一部分酶在进行细胞的合成或分泌时，并非具有酶活力的特性，我们把这种叫做酶原。酶原只有经过在经过一定的刺激状态后，才能够有其意义所在。现代探讨研究的工程中，酶已得到广泛的应用，尤其是生物化学，在遗传、农业、工业等方面都具有很大的发展潜力。

2 酶在工程技术中的基本原理

（1）生物酶的功能主要是探究酶和物体交互作用和转变的历程。在经过化学的作用后，由于作用物的分子与所包含的能量值不在同一水平线上，所以在经历化学作用时，只有达到或者超出水平线的分子才有资格参与进化学的作用过程。通俗来讲的话，即作用物的分子只能在充满活力的状态下才能参与其转化过程。

（2）阻碍酶加速反应速率的原因主要有以下几点：底物浓度、酶浓度、pH值、温度、抑制剂、激活剂。依据酶的反应途径与抑制剂的功能否可逆可分为：可逆型抑制作用与不可逆型作用。

（3）酶的生机测试，在实验过程中大都不可直接性的测试出最终含量。只有在相对的前提条件下，且酶的生机与含有浓度成正比例，才能测试出最终含量。

3 酶在工程技术中的开发研究

生物化学中的酶工艺技术包含了酶的源产开发、酶的生产制造、酶的分散提取与固化工艺、以及酶的使用。现如今，全球范围内的酶应用技术都得到了广泛的发展，处于优良的发展态势。通过基因项目中的工艺技术，不仅将酶的活性提升至了几倍，并且微生物中也具有了经过克隆技术形成的生物酶基因。基因项目的工艺技术，将淀粉中的酶基因、蛋白中的酶基因、纤维中的酶基因等多种酶基因合成，再进行加工改良，从而提升酶的活性。并在基因项目的工艺技术逐渐有了起色的情况下，有关蛋白质的工艺技术也逐步有所进展，研究者得出，可利用蛋白质改变原有的氨基酸结构，从而更改酶的性质，以研发出新的产品。这项研究结果，使生物化工技术得到了重大发展，酶在此受到广阔利用。

4 酶在工程技术及人体上的应用

（1）近年来，随着生物化学技术的不断提高，酶在工业生产中也得到极大的发展。国内的淀粉酶、蛋白酶、纤维酶等不断涌入市场以及人们的日常生活中。新式生物化学酶的好处就在于，能够迅速刺激动物的生长激素，使饲料的利用率得到有效提升，增强抗病率，提升平均成活率等，具有相当大的益处。

（2）在生物孕育继承的阶段中，酶可以成为生物孕育成长的标志，用来界定血缘关系等。尤其是在酶生物技术的进程中，酶在成为生物孕育成长的标志，并且具有简单、灵活等多方面的优势后，越来越引起生物各界人员的重视。

（3）在医药科学中得到广泛应用。

就其遗传性的病症来说明，因患者在先天形成过程中缺乏酶含量，所以影响了身体的新陈代谢。如先天白化病患者则是因体内缺乏酶含量，患者体内没有黑色素的成长，致使患者出现白化病的病症。

（4）生物酶的酶制剂在防御疾病中，主要有以下几种使用状况：

1）用于医治消化不畅类型的药品，如胃蛋白酶、多酶片等。

2）用于医治外科创伤，治愈脓包的清洁，以及应用于胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶的酶制剂等。

（5）酶对人体的作用。

主要有以下几个作用：催化体内养分的作用、分解脂肪的作用、消炎抗菌的作用、抗癌抗瘤的作用、活化细胞的作用、净化血液的作用等。诸多试验结果证明，酶能够补充人体的免疫物质，提高营养物质的吸收和利用。

5 结语

总体而言，随着科学技术的不断升高，生物化学中的酶工程技术面临着一个全新的发展时代。生物化学中，酶的工艺技术更具有专业性质，且附属值愈来愈高。并在基因项目的工艺技术逐渐有了起色的情况下，利用蛋白质改变原有的氨基酸结构，从而更改酶的性质，以研发出新的产品。此外，随着基因项目中的工艺技术的迅速发展，微生物也对现代化的产品做出了许多贡献，应用于各种生物化工技术的研究。从而加速了现代化生物化工产业的进程，总体行业呈现出一个优良的发展态势。

参考文献：

[1]张久民.酶工程技术在乳品工业中的应用[J].养殖技术顾问，2009（03）.

[2]杨淑芳.酶工程在农产品加工上的应用[J].农业工程技术（农产品加工业），2008（04）.

[3]何进武，黄惠华.酶工程在酿酒工业中的应用[J].酿酒. 2007（03）.

现代生物工程技术范文第2篇

关键词：生物工程技术环境保护研究

1.我国生态环境现状及治理方向

环境保护是跨经济、社会、技术等学科的综合性科学。环境保护研究人体健康、人类生产和生活环境的舒适程度，以及自然资源保护和生态系统平衡。环境保护的基本任务是保护和改善生活环境与生态环境，防治污染和其他公害，保障人体健康，保护自然资源，促进社会主义现代化建设的发展。面对随经济的飞速发展而日益加剧的环境污染状况，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【1】。

如何保护环境、合理有效地处理环境污染物已迫在眉睫。采用传统的物理、化学方法可达到一定的除污净化效果，但成本高、过程繁琐，并易造成二次污染。近年来，利用微生物等环境生物技术处理环境污染物，所具有的安全、高效、廉价的优点，逐渐引起人们的重视。2.生物工程技术在环境保护中的应用问题研究现状

生物工程技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物，采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中，尤其是70年代基因工程的出现，它能改变、取代物种的基因。因此，现代生物工程技术是以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。现代生物工程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年代以来生物工程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【2】。

2.1生物工程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。

2.2 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.现代生物工程技术在环境保护中的应用

3.1污水的生物净化

污水中的有毒物质的成分十分复杂，包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质，使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶，是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合，将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器，用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定，即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等，此方面国内外成功的例子很多，如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶，以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于处理对硫磷废水，去除率达95%以上【3】

3.2污染土壤的生物修复

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中，使两者同时发挥各自的作用，将塑料和农膜迅速降解。

4.小结

现代生物技术是环境保护广泛应用和十分重要的技术，其在污水的生物净化、工业清洁生产、工业废弃物、城市生活垃圾的处理、有毒有害物质的降解、废物资源化、环境生物监测、环境修复和污染严重的工业企业的清洁生产等方面发挥着重要的作用。随着全球范围内对环境保护的高度重视和越来越严厉的环境法，市场对环境生物技术的需求会越来越广泛，且随着现代生物技术的不断发展，在未来的社会发展中，运用现代生物技术预防和治理环境污染，改善生态环境具有巨大的潜力和优势。

参考文献

[1]孙毅．现代生物技术应用与环境保护研究的新进展[J].科技情报开发与经济，2006，（14）

现代生物工程技术范文第3篇

关键词：生物工程专业；人才分流培养；改革与实践

资助项目：福建农林大学校教学教改项目［01jg04032，2010YJ14］。

作者简介：邱君志(1974― )，男，博士，副教授，主要从事生物工程专业教学。

生物工程是现代生物学发展与相关科学交融的产物。它涵盖基因工程、微生物工程、酶工程、细胞工程及生物分离工程等领域，是当今世界和现代高新工程领域最富有活力并优先发展的领域之一[1]。生物工程技术以众多的成就为我们展示了一卷新世纪的画卷，从医药革命到绿色革命，从新能源到可持续的生态环境，生物工程研究步入了一个迅猛发展时期。据此，作为人类朝阳产业的生物工程，正引领着一场史无前例的科学革命。

但是，随着社会经济的发展、产业结构的调整、市场经济的建立和工业技术的突飞猛进，与其他传统工程技术类专业一样，生物工程专业面临着新的形势与挑战。

为了让学生及时跟踪当代生物领域中的前沿知识，并尽可能将现有课本知识与科技发展接轨，分流培养生物工程专业人才的模式，既符合生物工程应用性、广泛性和综合性的特点，又适应当代社会对人才多层次的需要[2]。采用生物工程专业人才分流培养模式，不仅可以保证生物工程专业人才培养质量，还能够推动我国生物工程教育和生物工程事业的健康发展。

一、专业现状及存在问题

生物工程是生物高新技术成果产业化的基础，是从实验室研究通向大规模工业生产的桥梁，它涉及生物、农业、化工、轻工、医药、环保、材料、能源、信息等诸多领域。

随着社会特别是企业对创新工程人才需求的增加，生物工程专业将更强调可持续发展，更具国际性、交叉性、创新性和前沿性。相应生物工程人才培养的内涵也是与时俱进，因此国内生物工程专业发展迅速，各高校表现出极大的办学积极性的可喜一面，又看到相当一部分高校由于办学基础较差，但每年招生人数仍在不断扩大的可忧之事[3]。国内大部分学校，生物工程专业办学时间较短，师资力量薄弱，经费不足，力不从心。特别是存在专业学科定位不准、专业人才业务培养目标不明和专业人才培养模式单一等问题。

针对上述问题，本文提出了生物工程人才分流培养模式，希望其经验能供其他设置有生物工程专业的高校借鉴与参考。

二、 人才分流培养模式的改革内容

面对当今社会的需求和生物工程专业发展的需要，该专业人才应该如何分流培养？这是我们办好生物工程专业的当务之急。

首先，需要认真调研剖析我国现有高校生物工程专业的分布、演变由来、学生人数及存在问题。其次，进一步调查社会对生物工程专业人才的需求。然后，探讨生物工程专业人才培养的内涵与业务目标，明确生物工程专业本科教育和研究生教育计划制定的原则与改革方向。接着，提出适合生物工程专业人才分流培养的课程体系基本框架，在人才分流培养模式中强化工程实践能力、创新能力等的培养[4]。最后就是专业人才分流培养模式在高校的实践应用。

三、培养模式的改革目标

通过上述改革，需要达到如下改革目标：提出办成一个适合当代社会发展和需要的生物工程专业必备的条件与要求；紧紧追踪生物工程专业领域的新知识、新技术和新方法，把传统的经典研究方法与现代生物工程技术有机结合起来，把厚基础与重应用紧紧结合起来，重在培养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[5]；将生物工程专业人才分流培养模式在相关高校实践推广，为本专业下一轮人才培养模式修改提供参考[6]；在产、学、研相结合中成为我国生物工程产业发展的技术源泉，使得本专业在培养更多较高水平的生物工程专业人才的同时，为推动海西以及我国经济发展服务。

四、模式改革的具体分工

为了实现上述改革目标，需要有人去调查分析中国高校生物工程专业的地理分布格局、演化渊源、尚存疑问及社会发展对该专业人才的需要等，为更好地开展生物工程专业人才分流培养模式的改革奠定基础。

还要有人根据专业自身特点结合社会发展需求，创新设置生物工程专业本科人才培养方案，体现“加强基础、拓宽专业、注重工程能力”，确定生物工程专业本科人才培养目标和培养规格以及生物工程专业课程体系与教学内容改革，为本专业人才分流培养模式的研究制定计划[7]。同时有人从专业人才分流培养模式着手，创建“一主两翼三位一体”的教学模式，构筑“理论授课体系、实践教学体系、第二课堂素质教育体系”三个教学平台[8]。

还需要有人加强实践教学环节，建立实践教学体系，提高学生工程实践技能。有人组建综合设计性实验，提升学生综合素质，培养学生的创新意识和能力。

更需要有人建立新教学计划运行中的教学管理制度改革，推动教学方法手段改革，实践和推广专业人才分流培养模式。

五、展望

通过改革和具体分工，最终构筑生物工程专业人才分流培养模式的 新方案，确定其培养目标和培养规格。改革生物工程专业课程体系与教学内容，重视理论和实践教学、优化教学体系。专业人才分流培养模式 在国内相关高校生物工程专业或相关专业实践应用。推动我国生物工程专业人才培养和生物工程事业更好地更快发展。

参考文献：

［1］［2］韩晓云，赵 辉，李秀凉生物工程专业培养创新应用型人才的实验教学体系之建构［J］黑龙江教育，2010（1）： 68―69

［3］居继清，邓 婕专业学生分段分流培养模式探讨［J］长春教育学院学报，2010，26（6）： 80―82

［4］ 陈学红，汪世华，林文雄，李扬裕生物工程专业课程体系构建与优化研究［J］内蒙古农业大学学报,2011，13（2）： 150―152

［5］李小蕊，韩晓磊，姜 波，陈维霞浅议如何提高生物工程专业学生的实验动手能力［J］陕西教育，2011(3): 56

［6］朱振洪，马重阳，余 勤，万海同高等中医院校生物工程专业创新型人才培养模式的探索［J］中国中医药现代远程教育，2011，9（1）： 21―22

现代生物工程技术范文第4篇

关键词：生物工程技术水资源保护运用

当今，环境保护已成为国际关系、经贸合作中的一个极为重要的问题，而水资源的问题更是日以得到重视，其严重地影响着我国国民经济的可持续发展。在我国过去几十年的经济发展中，由于忽视了发展中的环境保护，目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控

制措施，但水资源质量下降的趋势仍在继续，目前，我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，合理保护水资源的压力将进一步加重，由人类活动所造成的水污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和

经济可持续发展的障碍。如何在经济高速发展的同时控制环境污染，改善水资源质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我国当前亟待解决的重要问题。

1.随着生物技术研究的进展和人们对水资源保护的认识

现代生物技术不但在净化环境，减少污染和改造传统产业等方面发挥出重要的作用，还可以为保护人类生存环境和社会可持续发展做出积极的贡献，运用现代生物工程技术，可有效地减少水资源的流失及破坏。

2现代生物技术的潜力和优势

在运用科学技术保护水资源的运用中,不难预料,生物技术将发挥最为重要的作用。现如今人们越来越认识到，运用现代生物技术是预防、阻止水资源恶化、维护生态平衡最有效措施之一。现代生物技术在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次转移。利用环境生物技术可治理用其他方法难以处理的环境介质，即用生物修复技术净化环境，使受污染的宝贵资源如水资源(包括地面水和地下水)、土壤等得以重新利用，同时还可进一步强化环境的自净能力[1]。现代生物技术的发展，尤其是基因工程、细胞工程和酶工

程等生物高技术的飞速发展和应用，在水资源环境保护及污染物治理具有更高的效率。

3现代生物技术在水资源保护的应用

随着基因工程技术新的开发到来,初步的试验实践和生产实践显示,运用基因工程消除水资源污染等污染源具有廉价、安全的特点,它正在成为研究和开发的热点。生物固氮技术为减少化肥用量、增加作物产量、减少环境污染也提供了有效途径。如利用基因工程,让非豆科植物可以像豆科植物那样可以利用空气中游离的氮。目前,已有两种技术取得了成效。一是运用现代生物技术的基因重组固氮功能基因导入禾本科植物根际的细菌中去,使其具有固氮能力,为作物提供氮肥。我国科学家培育的小麦根际固氮菌肥，试用于小麦拌种，可使小麦增产近20%，大大减少了氮肥的施用量，有利于农业生态环境的保护[2]。二是利用基因工程和细胞融合技术把固氮基因直接重组到作物细胞的基因组中,从而获得自身可以固氮的农作物,从根本上解决了固氮问题。目前,实验通过细胞融合已把豆科植物固氮基因转导到稻、麦、玉米等细胞中，成功地把肺炎克氏杆菌的固氮基因转导到大肠杆菌、酵母菌细胞中，把豆科植物的固氮基因导入胡萝卜细胞内。由此,人们看到了利用现代生物技术培育人们所需要的作物和减少化肥施用保护生态环境的光明前景。

4现代生物技术在污染控制工程中已取得广泛应用

现代生物技术的污染控制应用主要有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法、生物脱氮法、生物除磷法。城市生活垃圾的微生物处理，污泥的微生物处理，禽畜粪便处理与资源化工程，生物修复，微生物脱臭，废弃物的微生物资源化，固定化微生物技术及其在污染控制中的应用，绿色环保产品的开发和应用[3]。以环境污染的生物治理为主，开展环境微生物学的基础，应用基础和应用研究，为重金属废水，石油废水，印染废水，油脂废水，农药废水，生活污水等提供效果好的，成本低的生物治理技术和设备，以促进我国的环境工程建设。我国在环境污染治理中应用的技术主要有：

4.1固体废物的生物处理技术

沼气发酵是有机物在隔绝空气和保持一定水分、温度、酸碱度等条件下，微生物分解有机物的过程。堆肥是垃圾、粪便处理方法之一；堆肥是在人工控制的条件下，利用微生物的作用，将堆料中的有机物分解，产生高热，以达到杀死寄生虫卵和病原菌的目的；细菌冶金是利用某些微生物的生物催化作用，使矿石或固体废物中的金属溶解出来，从而能够较为容易地从溶液中提取所需要的金属。

4.2废水的生物处理技术

生物曝气滤池处理生活污水及资源化利用技术集生物处理和过滤两种功能于一体，出水水质优良，是一种高效的新型生物反应器，极适用于生活污水和工业有机废水的处理及资源化利用。生物工程技术处理油脂化工废水利用来自于自然界又经培养驯化的功能菌株，根据废水和污水的不同性质，组成，配制不同菌株，通过发酵培养形成多功能复合型菌液，用于油脂化工，化工有机废水，食品，印染，生活污水，工业废水的处理。通过对大中型油田，炼油厂废水石油污染物样品采集，降解微生物菌株的分离，筛选，获得石油降解优势微生物，针对含油废水的不同水质特征，选用不同的微生物菌剂处理，使其稳定达标排放。

5结语

随着大工业生产技术的飞速发展，生物方法所处理或修复的对象也在时刻不停地改变，势必将推动现代生物技术不断改革创新。为了使生物技术能满足新的发展需要。我们必须真正进行探索，并且可能以过去未曾想象到的方式来使用生物或是它们的衍生物，运用现代生物技术预防和治理环境污染,有效地改善生态环境。

参考文献

[1]晓林.生物科学和生物工程[M].北京:新时代出版社,2002.

[2]胡玉佳.现代生物学[M].北京:高等教育出版社,2001.

现代生物工程技术范文第5篇

我国生物工程专业专门培养掌握生物化学技术及其产业化的科学原理，掌握现代生物学、生化反应工程、酶工程、基因工程、发酵工程等生物工程技术，具有研究和开发生物化工产品、生物保健品、生物药品的能力，能够在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术、新产品研制开发等工作的高级科技人才；

生物工程属于工科，是由微生物学、化学、生物化学、化学工程和计算机科学等相互交叉发展而成的一门复合性学科，被视为21世纪三大前沿学科之一，是生命科学通向应用领域的桥梁学科。即生物工程是对生物进行创造和设计，对生命有机体按照预先设计的蓝图，在分子、细胞、组织和个体等不同层次上进行新的构思，然后结合工程学科的知识用它们大规模的生产出各种对人类有益的生物产品，在医药，农业，环境，能源，采矿等方面，特别是在人体生命科学方面，有非常突出的作用。

（来源：文章屋网 ）