第一篇：關于生物技術的論文_（推薦）

關于生物技術的論文

固原市原州區退耕還林主要有害生物防治技術與營林優化配置效應研究

國際生物技術專利計量分析

下一個10年的生物技術與生物制藥

生物絮團技術在海水養殖中的研究與應用

光鑷技術在生物細胞及生物大分子中的應用研究

生物光子技術在化妝品檢測中的應用

中國生物技術發展戰略研究

遼寧省生物技術產業綜合評價及發展模式研究

用于蛋白檢測的生物條碼技術與方法的研究

安全視域下的合成生物技術倫理研究

基于生物傳熱效應的醫用紅外熱成像技術

結合~（18）O同位素標記和質譜多反應監測技術的蛋白質定量策略建立及其在國際生物技術專利計量分析

下一個10年的生物技術與生物制藥

生物絮團技術在海水養殖中的研究與應用

光鑷技術在生物細胞及生物大分子中的應用研究

生物光子技術在化妝品檢測中的應用

中國生物技術發展戰略研究

遼寧省生物技術產業綜合評價及發展模式研究

用于蛋白檢測的生物條碼技術與方法的研究

安全視域下的合成生物技術倫理研究

基于生物傳熱效應的醫用紅外熱成像技術

結合~（18）O同位素標記和質譜多反應監測技術的蛋白質定量策略建立及其在肝癌生物標志物研究中的應用

城市污水生物處理工藝中傳質機理及其載

下一個10年的生物技術與生物制藥

生物絮團技術在海水養殖中的研究與應用

光鑷技術在生物細胞及生物大分子中的應用研究

生物光子技術在化妝品檢測中的應用

中國生物技術發展戰略研究

遼寧省生物技術產業綜合評價及發展模式研究

用于蛋白檢測的生物條碼技術與方法的研究

安全視域下的合成生物技術倫理研究

基于生物傳熱效應的醫用紅外熱成像技術

結合~（18）O同位素標記和質譜多反應監測技術的蛋白質定量策略建立及其在肝癌生物標志物研究中的應用

城市污水生物處理工藝中傳質機理及其載體填料的研究

新課改背景下

第二篇：生物技術論文

生物芯片技術及其在環境科學方面的應用全是別人的，加點自己的

摘要：生物芯片技術是20世紀以來發展迅速且引人矚目的一個前沿領域。本文主要介紹了生物芯片技術在環境化學、環境微生物檢測以及環境醫學領域中的應用。并對生物芯片在環境領域的應用前景做出了展望。

關鍵詞：生物芯片;環境科學;

生物芯片（biochip）技術是20世紀90年代初期發展起來的一個新興的領域，自從1991年Fodor等提出DNA芯片的概念后，近年來以DNA芯片為代表的生物芯片技術得到了迅猛發展。生物芯片是融微電子學、生物學、物理學、化學、計算機科學為一體的高度交叉的新技術，其概念源于計算機芯片。它主要是指通過微加工和微電子技術在固體基質表面構建微型生物化學分析系統，以實現對生命機體的組織、細胞、蛋白質、核酸、糖類及其它生物組分進行準確、快速、高通量的檢測。生物芯片技術的本質特征是利用微電子、微機械、化學、物理及計算機，將生命科學研究中的樣品檢測、分析過程實現連續化、集成化、微型化。芯片上集成了成千上萬密集排列的分子微陣列或分析元件，能夠在短時間內分析大量的生物分子，快速準確的獲取樣品中的生物信息，檢測效率是傳統檢測手段的成百上千倍。該技術被評為1998世界十大科技進展之一。目前，生物芯片已在環境微生物檢測、環境化學及環境醫學等研究方向重顯現出獨特的優勢。

一、生物芯片的分類及其原理 常見的生物芯片主要分為三大類：即基因芯片、蛋白質芯片、芯片實驗室。

1.基因芯片（Gene chip）基因芯片又稱DNA芯片（DNA chip）。）。最初的生物芯片主要用于基因測序、基因表達圖譜的鑒定和基因突變的分析與檢測，而且隨著人類基因組計劃的逐步實施以及分子生物學的迅猛發展，基因芯片己成為生物芯片中最重要的一類。基因芯片是在基因探針的基礎上研制出的，所謂基因探針只是一段人工合成的堿基序列，在探針上連接一些可檢測的物質，根據堿基互補的原理，利用基因探針到基因混合物中識別特定基因。它將大量探針分子固定于支持物上，然后與標記的樣品進行雜交，通過檢測雜交信號的強度及分布來進行分析。

2蛋白質芯片（Protein Chip）蛋白質芯片與基因芯片的基本原理相同，但它利 用的不是堿基配對原理而是抗體與抗原結合的特異性即免疫反應來檢測。蛋白質芯片構建的簡化模型為：選擇一種固相載體能夠牢固地結合蛋白質分子（抗原或抗體），這樣形成蛋白質的微陣列，即蛋白質芯片。蛋白質芯片的檢測原理類似于抗原、抗體檢測的 ELIS法，如采用雙抗夾心的形式，通過機械點涂的方法，將多種不同的單克隆抗體點樣固定在固相介質表面（一般是膜介質）上，制備抗體蛋白芯片，并與多種抗原樣本雜交，使芯片上的抗體捕獲相應的抗原。然后再與標記的多種不同的抗體雜交，由于蛋白抗原上的多價結合表位可結合標記抗體，根據雜交信號的有無、多少便能進行定性、定量的分析。3芯片實驗室（LAB—on—a—chip）芯片實驗室是生物芯片研究領域的一個熱點，它是將傳統的樣品制備、生化反應、數據檢測三個步驟集成于一體，縮小構成芯片上的實驗室系統，是生物芯片發展的最高階段。要實現這一目標生物芯片必須以微電流平臺作為支撐，只有把樣品制備、分析和信號獲得連為整體，才能開發出生物芯片應用的最大潛力。目前，利用芯片縮微實驗室已成功地將樣品分離、DNA提取、PCR反應、DNA雜交檢測這幾個離散步驟在一個或幾個芯片構成的密閉系統中完成。由于芯片可以做成十分微小的形狀，所以便于攜帶，檢測分析所需樣品少，節約了大量試劑和人工。同時芯片可以 進行大規模生產，成本可以降到很低，用于各種分析 的芯片就可以做成一次性使用，避免了樣品污染和交叉污染。芯片實驗室是未來生物芯片的發展方向。

二、生物芯片在環境科學研究中的應用

生物芯片是近幾年發展起來的一個新興和熱點領域，在國外研究和應用較多，我國在此方面的研究尚處于起步階段，且主要應用于醫藥領域，在環境科學領域的應用和研究較少。但其高通量、檢測快的特點，使其在環境領域有著廣泛的應用前景。現今，生物芯片已在環境化學、環境生物學、環境毒理學、環境醫學及分子生態學等研究領域中有了應用實例。

1、生物芯片在環境化學中應用

生物芯片在環境化學中的一個重要應用領域是分析和監測環境中的污染物。環境化學污染物主要包括有機化學性污染物和無機污染物。生物芯片設計集成化，從而簡化了分析過程，使檢測速度加快，因此在環境監測中有很好的應用和發展前景。目前，在環境化學領域中得到應用的有毛細管電泳芯片、微反應芯片等。Wang等將毛細管電泳芯片與厚膜電流檢測器集成在一起（緩沖液為MES(20mol/L，PH＝5.0），分離管道長度為72mm，分離電壓為2000V）。使用此方法，可在140S內從摻入有機磷神經毒物的河水中分離檢測出磷、甲基對硫磷、殺螟硫磷和乙基對硫磷。這些結果顯示毛細管電泳芯片有可用于現場檢測的快速檢 查。Backer等［6JN用基于氧化錫的微反應芯片實現了對空氣中CO、NO和NO2氣體的測量。

2、生物芯片在環境微生物檢測方面中的應用

微生物廣泛存在于環境中，其密度及多樣性是反應環境質量的重要指標之一，因此，對環境微生物進行檢測具有十分重要的意義。隨著分子生物學的不斷發展，人們可以在分子水平上構建細菌的進化樹并以此為依據對其進行分類。基因組水平的DNA雜交技術成為菌種鑒定的里程碑，利用16SrRNA的高度保守性，人們可以通過6SrRNA的序列分析來對細菌進行分類。通過該方法研究環境中微生物的組成、數量及其變化，可以了解生物群落的結構與其功能及生物地球化學活動的關系。Guschin等利用寡核苷酸微陣列芯片對硝化細菌進行了分類，芯片上固化的寡核苷酸與16SrRNA序列完全互補，并通過改變探針的微陣濃度和多顏色檢測來進行定量分析。2008年，Victor Parror等利用包含200個抗體的微陣列生物芯片，并結合免疫解析的方法尋找通用微生物標記物以進行環境檢測，其檢測限為:0.2ng/ml蛋白質和10·4—10·5個細胞/ml，并成功地在全球范圍內極端環境樣品中檢測到了生物大分子物質。

3、生物芯片在環境醫學中的應用

環境醫學是研究環境與人群健康的關系，特別是研究環境污染對人群健康的有害影響及其預防的一門科學。如今，生物芯片技術已在環境流行病學、職業病研究和環境醫學監測等領域得到了應用。①應用于環境流行病學： 周琦等以SARS冠狀病毒TOR2株序列為設計標準，研制出用于檢測SARS病毒的全基因芯片，芯片探針長度為70nt，相鄰探針序列重復25nt，共660條病毒探針，覆蓋了SARS冠狀病毒的全部序列，應用該基因芯片對病人、出人境食品、動植物及其產品進行檢測，結果表明基因芯片技術檢測SARS冠狀病毒靈敏度 高、特異性強，而且準確、快速。吳海等以HBV、HVC高度保守的片段為探針成功制作了乙、丙型肝炎病毒雙檢基因芯片，可望應用于臨床。趙偉等PCR產物用點樣儀點于玻片介質上，制成芯片，檢測４０例乙肝患者血清的乙肝病毒，準確率達８０％

②用于對公害病和職業病的研究:NIEHs已經開始環境基因組目標的研究以確定包括在環境疾病中的200個基因共同的序列多態性。NIEHs對暴露到PAHs和其他污染物環境中的波蘭煤炭爐工人的血液、淋巴系統基因表達進行了研究。這種研究一個重要的考慮是基因表達可以被其他因素影響，如食物、健康狀況、個人習慣等，減少這些因素的影響必須完成大量處理樣品與對照樣品的比較。一個新的領域基因毒理學正在發展起來，研究基因差異與毒物易感性的關系，在人類對疾病易感性個體變化的認識上基因毒理學將產生巨大推動作用 ③應用于環境醫學監測: 孟紫強等探討了SO的分子毒作用機制，通過采用Affmetrix公司的大鼠基因表達譜芯片（RAE230A）研究了短期動態吸人SO的大鼠肺組織基因表達譜的變化，并揭示了高濃度SO短期暴露對基因表達的影響。楊磊等用基因芯片分析急慢性砷染毒時人正常肝細胞（Ｌ--02細胞）基因表達譜的變化，得出了長期染砷后與腫瘤發生及氧化還原有關的基因表達量升高的結。

三、環境芯片的在環境科學領域應用前景展望

生物芯片技術是21世紀的朝陽產業，有很好的發展前景。它克服了傳統生物學技術操作繁雜、自動化程度低，檢測效率低等不足，充分利用了生物科學、信息學等當今前沿領域的研究成果，現在已越來越廣泛的被應用到多個領域中。環境科學研究的主要是環境中的物質，尤其是人類活動產生的污染物，及其在環境中的產生、遷移轉變、歸宿等過程和運動規律，因此，將生物芯片技術引入環境科學研究中有重大意義。生物芯片高信息量、快速、微型化、自動化、成本低、污染少、用途廣等優點，很適應環境學研究中的技術需求，使其在環境科學領域有很好的應用前景。雖然生物芯片技術在環境領域的應用實例還較少，且其自身還有許多問題亟待解決（如提高芯片的特異性、簡化樣品制備和標記操作程序、增加信號檢測的靈敏度等等），但隨著技術的發展與完善，生物芯片技術必將會越來越廣泛的應用到環境科學研究的各個領域，給２１世紀人類對環境的保護和治理帶來一場“革命”。

［參考文獻］

［1］ 陳忠斌．（生物芯片技術）．北京：化學工業出版社，2005 ［2］ 李瑤．（基因芯片技術——解碼生命），化學工業出版社，2004 ［3］ 曲媛媛/魏利.(微生物非培養技術原理與應用)，科學出版社，2009

第三篇：走近生物技術論文

姓名：陳偉璇學號：0803509157專業：制藥工程班級：制藥工程08（1）

淺談生物制藥工藝學及其與制藥工程的聯系

摘要：生物制藥工藝學是制藥工程專業的重要專業課之一，我們結合生物制藥工藝學這門課程的教學特點、教學任務、教學方法來淺談生物制藥工藝學，通過生物制藥凈化車間設計談談生物制藥工藝學與制藥工程之間的聯系。

關鍵詞：生物制藥工藝學、制藥工程

Abstract: biological pharmaceutical technology is an important course of pharmaceutical engineering specialty, our biology pharmacy technology, this course features, task and method to discuss biopharmaceutical technology, through biological pharmacy purification workshop design about biological pharmacy technology and the contact between the pharmaceutical engineering.Keywords:biological pharmaceutical technology, pharmaceutical engineering

一、課程特點

生物制藥工藝學是制藥工程專業必修的一門主要的專業理論課，一門涉及生物學、醫學、藥學、生物技術、化學和工程學等學科基本原理的綜合性應用技術科學。該課程重點討論各類生物藥物的來源、性質、結構、用途、制造原理、工藝過程與生產方法等，旨在著重培養學生具備從事生物藥物研究、生產與開發的基本知識、基本理論和基本技能，時也為應用現代生物技術研究、開發生物藥物奠定必備基礎[1]。近年來，隨著生物技術的飛躍發展，課程內容進一步拓寬、充實。對該課程進行重點建設，合當前生物制藥學科發展的需要，對全面提高制藥工程系列課程教學質量有著重要意義[2]。以生物制藥工藝過程為教學內容的重點、注重與生物領域各學科的緊密結合、同時將理論上升為工廠的生產實踐是其主要特點。

二、課程任務

其任務是使學生了解生物藥物的來源及其原料藥物生產的重要途徑和工藝過程，握生物藥物的一般提取、分離純化原理與方法，解各類生物藥物的結構、性質、用途和生產方法、生產工藝原理與過程。通過本課程的各個教學環節的學習，生應具備生物藥物研究、生產、開發的基本知識、基本理論與基本技能，且具有應用現代生物技術研究、發生物藥物的初步能力[3]。其中生物藥物的提取、分離純化有固相分離法、吸附法、離子交換法凝膠層析法、親和層析法、高效液相色譜法等經典工藝，特別是針對大分子生物活性物質的分離純化來解析工藝過程，生物學科的聯系較緊密。因此，在教學過程中，注重將生物學科領域的知識結合到課程教學中，以便學生能夠更好地理解抽象的工藝過程。同時，緊緊圍繞著培養工科學生的目標，注重將理論知識與工廠實踐的結合。有些高校還通過與企業合作，建立起實習基地，通過參觀、實地考察等形式，使得學生有機會接觸生產流程，并通過工廠實習和生產實踐加深和鞏固了理論知識。

三、課程教學方法

本課程的特點是知識點比較多，如何在有限的學時內將抽象的理論講通講透并付諸實踐是一個難題。特別是在教學學時不斷受到壓縮的情況下，教學任務和學時數之間的矛盾就更加突出。

1、在實踐中，采用多媒體教學與傳統教學結合、理論教學與實驗教學結合、自主學習與協作學習結合，案例教學、基于問題學習、基于資源利用的學習、合作式學習等多種形式的教學策略，加強了學生對基礎理論知識、基本技術的掌握，提高了學生對知識的綜合運用能力。特別是在課件的制作中，將藥物的結構、生產工藝和作用機制等將盡可能插入圖片展示，并配以相關文字，利用PowerPoint、Flash、Auto hardware 等系統制作集圖、文、像于一體的、包括隨堂教案、重點歸納、難點釋疑、習題、參考文獻目錄、制藥工藝實例和實驗的現場圖片多媒體教學課件，產生生動、直觀的教學效果，以便調動學生的學習積極性、教學質量[4]。

2、作為一門注重實踐的課程，重視實驗課的建設及實驗內容與理論教材的 結合，注重學生獨立思考及動手能力的培養是必不可少的。在生物藥物的工藝研究過程中，論與實驗技術的結合是十分重要的，生物制藥工藝學實驗就是將生物制藥的理論和技術融為一體并付諸實踐的課程[5]。實驗課內容緊扣《生物制藥工藝學》 教材，綜合性強，將經典的工藝方法融合在各實驗當中，實驗課時與理論課同步,并被作為一門獨立的課程對學生進行實驗技能培養和考核。要內容包括抗生素的制備(四環素、青霉素、鏈霉素等)，多糖的制備、酶的制備及檢測

技術(PAGE)、DNA的抽提及檢測(瓊脂糖凝膠電泳)等,綜合運用了微生物發酵法、沉淀法、萃取法、離子交換法、高效液相色譜(HPLC)等生物制藥工藝技術，以上均與理論課的相關內容緊密相關。

3、但是目前，大多數實驗教學是在實驗教材中列出實驗步驟,學生實驗時只需 “照方抓藥”，學生的主體作用和積極性得不到充分發揮[6]。因此，我們必須拋棄給學生提供固定實驗方案的老模式，鼓勵學生從已有的實驗方法中找出不足并提交小組討論方案，指導老師修改后可進行實驗驗證。實驗過程中，我們要求每位學生都要動手操作,指導老師指導學生正確操作實驗儀器并對其進行考核

[7]。

四、課程與制藥工程專業知識的聯系

生物制藥工藝學作為制藥工程專業重要的專業理論課，制藥工程專業涵蓋化學制藥、生物制藥和中藥制藥三大領域內容，其中與生物制藥工藝有著重大的聯系，下面就拿制藥工程教學在生物凈化車間設計方案的應用來舉例。

1、所謂凈化就是指為了達到必要的空氣潔凈度，而去除污染物質的過程。潔凈室是根據需要對空氣中塵粒、微生物、溫度、濕度、壓力和噪聲進行控制的密閉空間，并以其空氣潔凈度級別符合有關規定為主要特征。

2、制藥工程教學用生物凈化間設計凈化用房空氣潔凈度為10000 級下的局部100 級 ,而局部100級由超凈工作臺來完成 ,設計過程中主要是保證凈化用房的 10000 級潔凈度。由于空氣凈化技術是一項涉及各專業的綜合性技術，因此我們在設計、建設生物凈化間時要堅持三個原則：(1)阻止塵粒和細菌進入；

(2)控制屏蔽塵粒和細菌產生；(3)迅速排除或消除塵粒和細菌[8]。

3、根據以上凈化原則和制藥工程車間設計，得到生物凈化室平面布置圖

4、由此可以看出，生物制藥無論是在車間設計方面還是其它，與制藥工程都有著必然的聯系：生物制藥工藝學是制藥工程必修的一門主要專業理論課，而制藥工程專業知識又應用于生物制藥工藝中。

參考文獻

[1] 吳梧桐主編。制藥工藝學(第二版)[M].北京：醫藥科技出版社，2006。

[2] 吳曉英，韓雙艷,范一文，楊汝德。生物制藥工藝學課程建設的研究與實踐

[J].化工高等教育，2009年第2期.[3 ]吳梧桐主編.生物制藥工藝學[M]。北京：醫藥科技出版社，2005。

[4]吳曉英，劉劍鋒，韓雙艷，范一文。生物制藥工藝學課程多媒體課件的制作研究[J].京大學學報(哲學社會科學版)，007，(專刊)：02142。

[5]高向東,劉煜,孫士霖等.生物制藥工藝學實驗課教學改革[J].藥學教育,2000,16(2):33-35.[6]張茵.生物制藥工藝學實驗教學改革的初步探討[J].藥學教育,2007,23(6):42-44.[7] 葉云，鐘英英，容元平，張振謙。生物制藥工藝學課程教學改革初探[J].科技創新導報，2009，NO.24

[8]張洪斌、姚日生、朱慧霞、鄧勝松。制藥工程教學用生物凈化間的設計[J].醫藥工程設計雜志，2003 ,24(1)。

第四篇：環境生物技術論文

廢水生物處理新技術的理論與應用

唐耿蘭

摘要：針對我國目前生態環境狀況，對廢水生物處理技術近年來的發展進步、功能作用及特性進行了分析。

關鍵詞：廢水生物處理、污染控制技術、城市廢水處理廠、生物處理技術價及闡釋。

引言：隨著經濟社會的不斷發展，各地廢水處理工作不斷迅速有效地開展，污水處理廠數目明顯增加。城市污水處理廠作為解決城市水污染最基本的途徑，是保護城市生態環境，治理河流污染的必要舉措。本文針對廢水處理問題，介紹了廢水生物處理新技術。

廢水生物處理技術已有一百多年的歷史，其理論和實用技術在此一百多年間也不斷發展和進步，并得到廣泛應用，對控制水污染和改善水體水質起到了重要作用。而從全世界范圍看，水污染至今還沒有得到有效控制，特別是在廣大的發展中國家。在我國，水污染依然嚴重，水環境與水生生態狀況仍十分嚴峻，近年來我國城市廢水處理廠建設進入了一個新的高速發展時期，對廢水處理新技術的要求日益增長。廣大環境保護科技工作者非常需要一部系統全面、反映廢水處理技術現狀和發展的著作。

一、廢水生物處理新技術：

廢水生物處理是用生物學的方法處理廢水的總稱，是現代廢水處理應用中最廣泛的方法之一，主要借助微生物的分解作用把廢水中有機物轉化為簡單的無機物，使廢水得到凈化。按對氧氣需求情況，廢水生物處理可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。

厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉化為有機酸，甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等。好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣（如藻類光合作用產氧等）為廢水中好氧微生物提供活動能源，促進好氧微生物的分解活動，使廢水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉盤、廢水灌溉、氧化塘，等等。

生物污水處理是用生物學的方法處理污水的總稱，是現代污水處理應用中最廣泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有機物轉化為簡單的無機物，使污水得到凈化。按對氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉化為有機酸，甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等。好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣（如藻類光合作用產氧等）為污水中好氧微生物提供活動能源，促進好氧微生物的分解活動，使污水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉盤、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物處理效果好，費用低，技術較簡單，應用比較簡單。當簡單的沉淀和化學處理不能保證達到足夠的凈化程度時，就要用生物的方法作進一步處理。生物處理中要特別注意掌握凈化污水的微生物的基本特點，滿足其要求條件；污水中BOD與COD比值要大于0.3。溫度影響較大，冬季一般效果較差。

二、生物轉盤

生物轉盤工藝是廢水生物處理新工藝的一種。

廢水生物處理新技術之生物膜法，是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術，是一種固定膜法，廢水中微生物沿固體（可稱載體）表面生長的生物處理方法的統稱，主要用于去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機污染物，因微生

物群體沿固體表面生長成粘膜狀，故名。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統，其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氣層、好氣層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進入厭氣層進行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化廢水的目的。

生物膜法具有以下特點：一是對水量、水質、水溫變動適應性強；二是處理效果好并具良好硝化功能；三是污泥量小（約為活性污泥法的3/4）且易于固液分離；四是動力費用省。用廢水生物處理新技術生物膜法處理廢水的構筑物有生物濾池、生物轉盤和生物接觸氧化池等。

生物轉盤作為一種好氧處理廢水的生物反應器，可以說是隨著塑料的普及而出現的。反應器由水槽和一組圓盤構成：數十片、近百片塑料或玻璃鋼圓盤用軸貫串，平放在一個斷面呈半圓形的條形槽的槽面上。盤徑一般不超過4米,槽徑約大幾厘米，有電動機和減速裝置轉動盤軸，轉速1.5～3轉/分左右，決定于盤徑，盤的周邊線速度在15米/分左右。廢水從槽的一端流向另一端，盤軸高出水面，盤面約40%浸在水中，約60%暴露在空氣中。盤軸轉動時,盤面交替與廢水和空氣接觸。盤面為微生物生長形成的膜狀物所覆蓋，生物膜交替地與廢水和空氣充分接觸，不斷地取得污染物和氧氣，凈化廢水。膜和盤面之間因轉動而產生切應力，隨著膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜從盤面脫落，隨水流走。生物轉盤一般用于水量不大時。同生物濾池相比，生物轉盤法中廢水和生物膜的接觸時間比較長，而且有一定的可控性。水槽常分段，轉盤常分組，既可防止短流，又有助于負荷率和出水水質的提高，因負荷率是逐級下降的。生物轉盤如果產生

臭味，可以加蓋。

三、生物轉盤應用實例

廢水生物處理新工藝中一體化廢水處理裝置一體化廢水處理裝置，是一種以旋轉生物處理單元——生物轉盤為核心的高效廢水處理裝置。整個裝置分為以下幾個處理單元：

1、初沉池 廢水通過提升泵將調節池廢水提升至SW裝置內，首先進入初沉池，初沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用淺層沉降原理，使廢水中大部分懸浮物和無機顆粒物沉降下來，同時也可夾帶去除一部分有機物。為了便于隨時提取某塊斜板以清理所附載的難以滑落的污泥，裝置采用了活動斜板。初沉池底部與缺氧區隔開，避免缺氧池混合液的攪動，影響初沉池的沉淀效果，初沉池的污泥定期由抽糞車清除。

2、缺氧池 缺氧池位于生物轉盤殼體和外部箱體間的夾層內，在此空間內，初沉池的來水與經水力提升轉子提升的回流硝化液以及二沉池的回流污泥在此混合，并經潛水攪拌機充分混合，完成反硝化過程，硝態氮在反硝化菌的作用下最終形成氮氣，從水中逸出，最終達到脫氮的目的。

3、旋轉生物處理單元—生物轉盤 夾層缺氧池經脫氮的出水自流至旋轉生物處理單元。旋轉生物處理單元是裝置的核心部分，采用了獨特的復合生化技術，能在低能耗條件下高效降解污染物。整個旋轉生物處理單元由三級生物反應器組成，每個生物反應器由一個生物轉子和一個生化槽組成，每個生物轉子內部由多級生物葉輪構成，每個生物葉輪上設置了大量地螺旋狀的生物葉片。在傳動裝置的驅動下，三個生物轉子同步旋轉，空氣（氧氣）通過生物轉子端面的氣水孔進入，與廢水混合，經氧氣、廢水、微生物三相接觸和傳質，實現含碳有機物的降

解和含氮有機物的硝化過程。同時，旋轉的生物葉片被廢水沖刷，老化的生物膜脫落，新的生物膜形成，從而達到生物系統不斷更新的過程。硝化后的廢水經水力轉子提升至中間分配水槽，分配水槽由堰門控制著去往沉淀池和缺氧池廢水流量。

4、二沉池 二沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用淺層沉降原理，將旋轉生物處理單元的出水中含有大量脫落老化的生物膜沉淀，澄清后的處理出水進入下一個單元。沉淀的污泥一部分通過回流污泥泵進入缺氧池，另一部作為剩余污泥有抽糞車定期外運。

四．城市生活污水處理技術的新發展：

1.新的處理工藝開發研究的主要目標

進一步提高出水水質：降低懸浮物，降解富營養物，去除生物難降解物減少其它，溶解性無機物含量改善衛生指標，降低在相同處理能力和效果時的處理費用，減少占地面積，提高處理能力。

2.活性污泥法－膜分離處理技術

在膜分離技術中，膜就相當于普通濾池中的濾料，它可以讓混合液中的一部分組分順暢通過，讓其余組分不能通過，從而達到分離混合液的目的。膜的分類及分離特征：

微濾：細菌、原生動物；

超濾：乳化劑、病毒；

納米過濾：腐殖酸、酶、活性劑/顏料；

反滲透：溶解鹽

城市生活污水處理中主要采用：微濾、超濾，工業廢水處理：納米過濾、反滲透

五．污水好氧微生物處理新工藝

廢水經格柵去除雜物后,用潛污泵抽至斜板沉淀池,同時加入去磷劑,出水自流進入曝氣生物濾池,DO控制在3~5 mg/l,出水進入清水池后再進入消毒池,二氧化氯加入量為30 g/M3廢水,停留時間1.5 h。曝氣生物濾池12~24小時進行反沖洗一次,反沖洗出水再返回調節池、斜板沉淀池每天排泥一次,排入污泥沉淀池,其上清液進入調節池,剩余污泥定期消毒后環衛清污車運走。經處理后水質達到(GB8978-1996)一級排放標準。以曝氣生物濾池為主工藝處理醫院污水,工藝可靠、出水穩定,但必須按嚴格的管理程序、即質量測試、操作設備、工藝技術管理環節,同時設備必須一年進行一次大修,處理后水質穩定達標排放是可行的。

活性污泥降解污水中有機物的過程：

活性污泥在曝氣過程中，對有機物的降解（去除）過程可分為兩個階段，吸附階段和穩定階段。在吸附階段，主要是污水中的有機物轉移到活性污泥上去，這是由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的粘性物質所致。在穩定階段，主要是轉移到活性污泥上的有機物為微生物所利用。當污水中的有機物處于懸浮狀態和膠態時，吸附階段很短，一般在15～45min左右，而穩定階段較長。

結論：城市廢水處理新技術的不斷涌現，為城市污水處理提供了更過的選擇空間。同時也使得我國污水處理技術正在向著國際化的標準邁進。通過新技術的應用及人們對日常生活中無磷清潔用品的廣泛使用，減少有害污水的產生，為我國環境保護打下堅實的基礎。

參考文獻：《現代廢水處理新技術》、《污水好氧處理新工藝》、《污水厭氧處理新工藝》、《城市廢水處理技術》

第五篇：生物技術概論論文

酵母基因工程菌的構建過程及其在食品領域中的應用

隨著科技的發展，食品生物技術在食品工業發展中的地位和作用越來越大，已經滲透到食品工業的方方面面，特別是基因工程技術等技術在21世紀的食品工業中充當重要的角色。而工程菌就是用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系，是采用現代生物工程技術加工出來的新型微生物，具有多功能、高效和適應性強等特點。主要應用于治理海洋石油泄漏，生產基因工程藥物，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類細胞株系用的是酵母菌，能夠發揮著一定的功能，可以提高發酵的效率。酵母基因工程的優點：1.是真核生物，大多具有價高的安全性。2.繁殖速度快，能大規模生產，具有降低基因工程產品成本的潛力。3.將原核生物中已知的分子和基因操作技術與真核生物中復雜的轉運后修飾能力相結合，能方便外緣基因的操作。4.采用高表達啟動子，可高效表達目的基因，而且可誘導調控。5.提供了翻譯后加工和分泌的環境，使得產物和天然蛋白質一樣或類似。6.酵母菌可表達外源蛋白與末端前導肽融合，指導新生肽分泌，同時在分泌過程中可對表達的蛋白進行糖基化修飾。7.不會形成不溶性的包涵體，易于分離提純8.移去起始甲硫氨酸，避免了在作為藥物中使用中引起免疫反應的問題。9.酵母菌（主要是釀酒酵母）已完成全基因組測序，他具有比大腸桿菌更完備的基因表達控制機制和對表達產物的加工修飾和分泌能力。10.酵母可進行蛋白的N-乙酰化，C-甲基化，對定向到膜的胞內表達蛋白具有重要意義。構建基因工程菌是一個復雜、繁瑣的過程，因此構建酵母基因要注意：

1、結構簡單，易于研究

2、繁殖能力強，數目多

3、成本低，易于培養、4易于觀察。

一． 酵母基因工程菌的構建過程： 1.目的基因的獲取：

獲取目的基因是實施基因工程的第一步，有三種方法提取目的基因。（1）從自然界中已有的物種中分離出來：.從基因文庫中獲取目的基因（俗稱：鳥槍法）：將含有某種生物的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物不同的基因，稱為基因文庫。當需要某一片段時，根據目的基因的有關信息，如根據基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉錄產物mRNA，以及基因的表達產物蛋白質等特性來獲取目的基因。（2）.化學合成法。已知目的基因的核苷酸序列，可用DNA合成儀直接合成。（3）用PCR技術擴增技術提取。已知目的基因引物的序列，將整個DNA放入合成儀，因為只有當引物與模板結合后DNA熱聚合酶才能行使聚合功能，所以只有引物中間的目的基因被大量擴增，即被提取出來。2.選擇合適的載體并插入目的基因：

基因表達載體的構建，即目的基因與運載體結合。是實施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。將目的基因與運載體結合的過程，實際上是不同來源的DNA重新組合的過程。如果以質粒作為運載體，首先要用一定的限制酶切割質粒，使質粒出現一個缺口，露出黏性末端。然后用同

一種限制酶切斷目的基因，使其產生相同的黏性末端（部分限制性內切酶可切割出平末端，擁有相同效果）。將切下的目的基因的片段插入質粒的切口處，首先堿基互補配對結合，兩個黏性末端吻合在一起，堿基之間形成氫鍵，再加入適量DNA連接酶，催化兩條DNA鏈之間形成磷酸二酯鍵，從而將相鄰的脫氧核糖核酸連接起來，形成一個重組DNA分子。如人的胰島素基因就是通過這種方法與大腸桿菌中的質粒DNA分子結合，形成重組DNA分子（也叫重組質粒）的。基因表達載體由目的基因、啟動子、終止子、標記基因四部分組成。基因工程中作為載體使用的DNA分子很多都是質粒，即獨立于細菌擬核處染色體DNA之外的一種可以自我復制、雙鏈閉環的裸露的DNA分子。作為基因工程使用的載體都要進行人工改造后滿足以下條件才能用于基因工程操作：（1）載體DNA必需有一個或多個限制酶的切割位點，以便目的基因可以插入到載體上去。這些供目的基因插入的限制酶的切點所處的位置，還必須是在質粒本身需要的基因片段之外，這樣才不至于因目的基因的插入而失活。（2）載體DNA必需具備自我復制的能力，或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復制而同步復制。（3）載體DNA必需帶有標記基因，以便重組后進行重組子的篩選。（4）載體DNA必需是安全的，不會對受體細胞有害，或不能進入到除受體細胞外的其他生物細胞中去。（5）載體DNA分子大小應適合，以便提取和在體外進行操作，太大就不便操作。

3.將目的基因導入酵母菌即受體細胞內：目的基因的片段與運載體在生物體外連接形成重組DNA分子后。用人工方法使體外重組的DNA分子轉移到受體細胞，主要是借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑。例如，如果運載體是質粒，受體細胞是細菌，一般是將細菌用氯化鈣處理，以增大細菌細胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質粒進入受體細胞。目的基因導入受體細胞后，就可以隨著受體細胞的繁殖而復制，由于細菌的繁殖速度非常快，在很短的時間內就能夠獲得大量的目的基因。

4.將重組DNA分子引入受體細胞中進行擴增：重組的DNA分子進入細胞內就會 大量擴增。

5.目的基因的監測與鑒定：運用DNA分子雜交技術來檢測目的基因，分子雜交技術檢測mRNA，抗原抗體雜交技術檢測蛋白質

二．酵母基因工程菌在食品領域中的應用

1.面包酵母的應用：

隨著重組DNA技術的發展，酵母在其發酵的形式、原料成份及工藝流程等方面都發生了極大的變化。新的基因工程酵母茵具有提高CO 的產速率，增強對外界環境壓力的抵抗力，并且還能夠產生新的蛋白和其它代謝物來改進面包等的風味．延長酵母的保存期限。

酵母具有發酵面團的特性，它能產生CO 使面包保持蜂窩結構，同時還賦予面包特殊的風味，因此很早就為人們所利用。產氣速率在酵母的發酵過程中是極為重要的，它不僅與面團的成份有關，還與面包酵母的內在性質密切相關。為了適應冷凍技術在面包發酵方面的應用，須使酵母在冷凍后仍保持較快的生長速率和較強的發酵能力。而大量資料表明，通過基因工程技術構建酵母基因工程菌，不僅可以改善面包酵母內在的發酵特性，如產氣速率、發酵速度、發酵能力等，還可以提高發酵產品質量，擴大原料利用范圍等。

酵母生產，一般采用糖蜜或其它碳源培養基培養細胞并能獲得較高的菌體濃度，但如果利用基因技術，則會給酵母的工程生產帶來新的突破。例如乳清是奶酪業的一種無用副產品，主要成份是乳糖，其降解過程需要消耗大量的氧，因此對環境存在潛在污染。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，將K．1aetis中分別表達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一半乳糖苷酶基因構建至釀酒酵母，就可使釀酒酵母利用乳清發酵，其生產效果可與酵母在糖蜜中發酵相媲美。此外，構建可降解淀粉和木質纖維素的基因工程酵母，不僅可簡化上述兩種原料的預處理過程，降低成本，還避免了在預處理過程中可能混入的一些不利于酵母生長的物質，從而提高酵母產品質量。但由于降解淀粉或木質纖維素往往需要多種酶共同作用，因此需要在酵母中轉人多種基因方可發揮作用。

重組DNA技術的廣泛應用，使構建具有新性質的面包酵母成為可能，這將給面包生產市場帶來巨大的經濟效益。在不久的將來，面包酵母將會在新的原料如淀粉、纖維素廢物或乳清中生長。更經濟、更環保和更可行的工藝也將應運而生。同時，隨著酵母生物技術的發展，那些存在潛在污染的資源也將變成寶藏。利用基因克隆技術使外源酶在酵母中表達，則可避免使用添加劑，節約成本，改進終產品的質量，減少或消除工作人員對添加酶的過敏反應。重組菌株的商業應用也會遇到諸多問題，如技術缺陷以及公眾接受方面。再比如，改進菌株的CO2產氣速率,在有效的縮短酵母發酵時間的同時，也大大減少了面包中的香味成分。但無論如何，目前的面包生產的確需要這類面包酵母基因工程菌，通過對酵母特性的控制，可直接影響面包生產的技術工藝和最終產品質量。

2.葡萄酒酵母的應用：

葡萄酒釀酒酵母是葡萄酒發酵當中最主要的微生物，它的性能不僅直接影響葡萄酒的產量、質量和經濟性。還對葡萄酒特色的形成有很大影響。為了提高葡萄酒的市場競爭力和商業價值．縮短發酵周期和降低生產成本，進而提高企業的競爭優勢和獲利能力，我們有必要對釀酒酵母進行選育、基因改良和構建工作。隨著1996年釀酒酵母全基因組測序工作的完成．利用基因工程技術構建釀酒酵母基因工程菌已經成為當前的主流。并且，科學家們也為釀酒酵母相應地構建了多種有救的質粒載體及探索出相應的基因轉化方法。

葡萄酒中蘋果酸含量較高時，會影響酒的品質，需要對其進行降酸處理。由于釀酒酵母分解蘋果酸的能力比較低，因此通常在葡萄酒酒精發酵后接種乳酸前進行蘋果酸一乳酸酵．從而使葡萄酒的酸度降低網。此外。粟酒裂殖酵母通過蘋果酸一酒精發酵，也能將蘋果酸分解為酒精和CO2。但由于蘋果酸一酒精發酵會產生異味物質．因此不能直接用于葡萄汁(酒)的生物降酸。隨著對乳酸菌和酵母蘋果酸代謝相關酶系研究的深入及分子遺傳轉化技術和基因工程技術的發展，將乳酸菌和粟酒殖酵母中蘋果酸降解相關基因導入釀酒酵母細胞中。可以構建蘋果酸-乳酸酵母和蘋果酸一酒精酵母，使之既能進行酒精發酵，又能降解蘋果酸。從而簡化葡萄酒的發酵工藝。

3.釀酒酵母的應用： 幾個世紀以來，釀酒酵母一直被用于食品發酵生產，但其不能發酵利用淀粉。但淀粉價格低廉，是一種很有潛力的生物資源．發酵行業一直借助淀粉酶來應用淀粉。不過外加酶可能對啤酒風味等產生不利影響，既浪費原材料又提高生產成本。與釀酒酵母有很近親緣關系的糖化酵母可分泌糖化酶利用淀粉和糊精，但同時也賦予啤酒濃重的酚醛味，不適于啤酒生產。結林卡油脂酵母可以分泌q一淀粉酶、糖化酶、異淀粉酶等淀粉水解酶，是有效的水解淀粉的酵母。但其生長緩慢，乙醇耐受力低，同樣不適于啤酒生產。所以對釀酒酵母進行遺傳改造使其直接利用淀粉是解決這些問題的最佳方案。近幾年用不同來源的d一淀粉酶基因構建釀酒酵母工程菌的研究不少。其中包括來自動植物組織的Ⅱ淀粉酶基因；來自原核生物解淀粉芽孢桿菌，U淀粉脫枝假單孢菌的d一淀粉酶基因；來自低等真核生物西方許旺酵母的口一淀粉酶基因及不同曲霉的淀粉酶基因。各種來源的淀粉酶基因在釀酒酵母工程菌中表達效率不盡相同。通過基因轉化可以向工業菌株引進新基因，使其具有新性狀，利于發酵生產。

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