时间：2023-08-17 18:03:58
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物技术的优点，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
引言
生物技术是对生物体进行合理的改造和利用的技术，我国科学技术水平的提高也使得生物技术的发展得到了一定的推动，使生物技术使用的范围也越来越广，其中较为普遍的就是应用在农业种植当中，应用生物技术在农业种植中对于农业的生产与发展有着积极有效的作用。生物技术是一门较为复杂的技术，这也使得在应用的过程中受外界条件影响多，操作难度较大，但是，近年也有较多的专业人员对生物技术在农业生产中的应用进行了相关的研究试验实践，使产量得到了一定的提高，品质得到了提升。生物技术在农业种植中的作用是毋庸置疑的，但是，如何才能对其进行应用和推广呢？
1 生物技术在农业种植中的重要性
1.1 增强农作物抗病虫的能力
在农业种植过程中，病害虫是减少农作物产量的重要因素之一，如果遇到较为严重的甚至还会造成颗粒无收的情况，例如，黄河沿岸最怕的蝗灾，应用生物技术就能有效的减少这种情况的发生。
1.2 提高农作物的产量
生物技术最明显的效果就是增加了农作物的产量，生物技术在我国农业种植中最成功的应用就是袁隆平的杂交水稻就有效的解决了我国十三亿人吃饭的问题[1]。为此，我们能看出生物技术在农业种植中的应用有利于缓解国家粮食紧张，提高农作物的产量。
1.3 提高农作物的质量
随着生活水平的提高，人们对于食品的安全问题也越发的关注了起来，将生物技术应用到农业种植中就能一定程度保证农作物的质量。例如转基因大豆、嫁接水果等都是绿色且安全的高质量农产品。
2 生物技术在农业种植中的应用
2.1 转基因技术
在农业种植中应用转基因技术是大家都较为熟悉的一项生物技术，其中的转基因大豆、更是无人不知。转基因这项生物技术基本原理就是将某一种农作物的优秀基因转移到某一种不具备该基因的农作物上，转基因技术的核心就是基因的提取和嫁接。这样能在一定程度上改善农作物的抗病虫的能力，同时对于农作物的质量、产量都能有着一定的提高。这项技术在刚出现的时候，其实是有遭到很多的反对意见的，有部分科学家认为转基因会给人体带来一定的危害甚至会威胁到人的生命，但实际上，转基因食品至今都还没出现过问题，将转基因技术应用到农作物上，能够有效的提高农作物的产量与质量，为此，我们能预见转基因技术将会被更加广泛的应用于农业种植中[2]。
2.2 组织培养技术
组织培养技术是在无菌环境下将植物组织培养成为整株植物的生物技术，组织培养技术能有效的提高植物繁衍的速度，然后再较短的时间内培养出目标植株，将优秀植株的抗性抗倒伏能力发挥出来。在对植物进行组织培养的过程中，植物需要在合适的环境下进行，所以要对阳光、湿度、照射等方面进行适当的考虑，确保植物能在无菌的环境下生长。
2.3 生物农药技术
生物农药是一种新的农药生产技术，它是生物的新陈代谢产物。应用生物农药技术不仅能在一定程度上减少化学农药对环境的污染，还能降低农业的生产成本，代替了缺乏或者价格高昂的农药制作材料。其最主要的优点就是无污染、效果好、可降解、无公害。
3 生物技术在农业种植中应用的推广
3.1 加大生物技术在农业种植中应用的宣传
要想实现生物技术在农业种植中应用的推广，其首要做的就是加大生物技术的宣传，让人们认识到在农业种植中应用生物技术的好处，这样才能加强群众对生物技术的了解，进而提升基层农业技术的发展。在这过程中，政府可以发挥自身主导的力量，通过多样化、多元化的宣传方式，让所有人都了解到生物技术在农业种植中应用的优点，只有所有人都意识到生物技术在农业种植中应用的优点，才能对生物技术产生认同的心理，进而达到推广的目的。
3.2 对基层群众开展农业技术的培训
生物技术在农业种植中应用的推广其主要的目的就是让更多的人了解到其好处，进而将生物技术应用到农业种植中[3]。生物技术是一项较为复杂的项目，所以，要想实现真正意义上的推广就需要对群众进行相关技术的培训，这样群众才能更好的掌握生物技术，然后将其应用到农业种植中。为此，相关部门可以建立技术小组，对基层群众展开生物技术的培训，这样才能使群众了解到生物技术的好处，在培训的过程中相关的技术人员还应该注意的就是对群众进行实地的演练和指导，这样才能让群众懂得如何去应用生物技术在农业种植中，也只有群众都接受并且会应用了生物技术，才能参与到其中。
3.3 健全生物技术推广的相关法律法规
对于生物技术在农业种植中应用的推广，离不开政府的支持，只有政府对生物技术推广的相关法律法规进行完善和健全，同时制定并不断健全农业技术推广的相关法律法规，才能使得生物技术在农业种植中应用的推广变得规范化，进而才能实现真正意义上的生物技术在农业种植中应用的推广。在宣传推广的过程中，政府的作用是较为重要的，为此，政府可以加大对于农业科研、教育和农民合作组织的扶持力度，这样就能使得推广的形式更加的丰富多样化，进而实现对生物技术内容的推广。在推广的过程中，对于生物技术的投入也是必不可少的，因此，政府可以建立相关的保障制度，保障生物技术的经费问题，强化对基层农业技术推广的支持。
关键词：环保工程；生物技术；应用；处理
中图分类号： O434 文献标识码： A
一、在环保工程中运用生物技术的优点
垃圾废弃物是一种较为常见的污染物，我们利用生物技术对其进行处理，能够让其分子结构改变，生物能对发生降解的各种产物和副产物进行重新利用，从而使环境污染程度得到降低，同时也将这些废弃物进行转化，变为可利用资源。
污染物经过发酵工程技术处理后，其最终转化物大部分是甲烷气体、氮气、水、CO2等稳定物质，处理的过程是直接处理的，减少转移的次数，降低重复污染的发生，因此，生物技术能够安全、有效的治理环境污染。
在利用酶促反应处理污染物的过程中，用到的酶是一种活性蛋白质，在常温常压和中性条件下进行的，这就使得大多数的生物技术可以快速的在现场进行。它具有一定的优点：第一，操作比较简单；第二，成本比较低；第三，发生反应的条件比较简单；第四，反应过程较为稳定；第五，效果比较好。这些方面的优点使生物技术得以在环保工程中进行普遍应用。
二、生物技术在环保工程中的运用
1、生物膜法处理废气方式
生物膜法的处理原理：在对气体与液体的扩散时，需要将空气中的化学物质进行有效的转换，需要将气化的物质转变成液化的物质，而其中的媒介主要以填料气为主。在固体与液体进行扩散的过程中，需要对其中的化学物质进行改变，将其由液体的方式变成出现在填料表层的物质，这种废气处理法我们称之为生物膜法。之后再生物进行氧化反应的时候，出现在填料表层的生物膜需要将与净化的空气进行化学反应，与此同时还会进行相应的营养物质转化。
具体的处理流程：首先，相关工作人员需要将臭气从通风管中抽进洗塔，在洗塔中对气体进行处理，并且对空气进行加湿处理。之后再将臭气抽入生物过滤塔，借由微生物的净化能力对气体进行进化，微生物所净化的物质就是空气中存在的有害物质。之后再将已经净化的空气使用风机进行排空。
微生物的生长需要一个相对稳定的环境。首先，在洗涤泵中需要提供充足的水源，之后将水从洗涤塔的顶部喷出，使得水与经过洗涤的污染物一同流入到储水箱中，以便对水资源进行循环利用。第二，通过喷淋泵为微生物提供必要的干净水源，在过滤塔中，空气与液体得到了充分的逆时针流动，为微生物提供了必要的生长养分，以促进微生物的更好生长，此外还需要为微生物提供一些必要的养分，这就要求相关工作人员定期在储水池中投入一些营养液。
2、生物修复污染土壤
对土壤造成的污染主要是重金属，我们用生物技术对其修复。主要是利用生物作用将重金属进行净化，降低其毒性。由于生物的作用，在土壤中，重金属的具体化学形态得到了改变，毒性降低，因此不能在土壤中进行移动扩散，生物的吸收以及代谢使重金属得到了消减以及净化和固定。同时在污染土壤的生物修复过程中，使得土壤有机质的含量增加，微生物变得更有活性，土壤的生态结构得到改善，能够抵抗外部因素的侵蚀，防止水土流失，沙漠化的发生。
3、废水的生物净化
生物技术处理废水具体方法是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化，从而使废水达到净化的目的。根据水体自净的原则，利用微生物的催化作用和代谢活性，好氧或厌氧分解和转化污水中的污染物后，配合物理、化学方法使污水得到净化。研究证实，活性污泥法与生物膜法是目前应用最广的污水处理技术。自活性污泥于1912年在英国试验成功并投入使用以来，废水生物处理方法已经走过了百年历程。而随着水污染状况的不断恶化，随着高新技术的不断发展，环境对我们提出了更高的要求。而生物-生态修复技术是一种新兴的废水处理生物技术。
所谓生物膜法，它是一种借助某些固体物表面的生物膜（或附着的微生物）来实现有机污水处理的生物技术。污水处理生物膜法的工作原理为：生物膜把附着在水层的有机物吸附牢固有机物经好气层的好气菌被分解有机物流入厌气层有机物经厌气被分解流动水层冲掉老化的生物膜新的生物膜生长出来污水净化完成。总体而言，污水处理生物膜法具备如下优越性：对水质变动、水量变动、水温变动具有极强的适应性；污水处理效果相当理想，同时具备极强的硝化功能；污泥量较活性污泥法小25%，同时极易实现固液分离；动力费用较低。所谓生物-生态修复技术，它是一种以植物与微生物等生命活动为载体，以转移转化降解水中污染物为实现过程，以净化水体、创造满足生物生息的环境、重建和恢复水生生态系统为最终目的的生物技术。总体而言，生物-生态修复技术具备诸多优越性，比如工程造价低廉、运行成本低、处理效果好、耗能低、无需向水体投放药剂、可与景观及绿化环境有效结合等，其目前已被认定为水体富营养化治理与水体污染治理的发展方向。
4、消除化学农药污染
使用化学农药进行杀虫，农药杀虫剂大部分会残留在土壤中，经生态系统的循环会积累毒害。近年来，使用生物技术降解农药残留，消除农药对环境的污染受到了人们的广泛的关注。基因工程技术的运用原理是：一些微生物能够对农药进行降解，这项技术对这些微生物做改造，将它们的生化反应途径进行改变，从而实现较好的降解以及消毒的效果，从而避免各种负面效应的产生。所以，要对生物农药进行推广。生物体自身经过代谢活动之后，会产生一些物质，这些物质不仅能除杂草，还能避免各种病虫害的发生。
5、有机固体废弃物的生物处理
有机固体废弃物是一种含水率
6、消除白色污染
废弃塑料长时间化解不了，严重污染了环境。就目前情况来看，我国有着比较多的废弃塑料，它们在土壤中残存，会对作物产量造成极大的影响，同时也影响了我国的生态环境。因此，要采取各种有效措施对白色污染进行治理。利用生物技术降解塑料的研究得到了人们的广泛认可。主要的原理是：挑选出能够对塑料进行降解的相关微生物，对它们进行改造，将其制作成相应的降解菌，另外还能将克隆降解基因分离出来，这样之后，在微生物中导入这种基因，从而在一定条件作用下使废弃塑料得到快速的降解。
结束语
众所周知，生态环境是实现人类生存与发展的必要条件，但因受到社会经济与人口压力的影响，我国生态环境呈现出急剧恶化的趋势，其中“废气、废水、固体废弃物”污染已经成为制约人类社会进步的致命因素。由此可见，把生物技术引入环保工程领域，切实提高我国环境保护与环境治理力度意义重大。
参考文献
[1]米红霞.试析生物技术在环保工程中的运用[J].资源节约与环保，2014，09：139.
[2]韩涛.农业种植中生物技术的推广及应用[J].农民致富之友，2014，18：160.
关键词:现代生物技术 废水生物处理 生物修复 水处理剂
0 引言
随着工业的高速发展,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和经济的进一步发展。因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中,生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。
1 现代生物技术的内容与特点
现代生物技术是指以DNA 技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。
生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。
2 现代生物技术在废水处理中的应用
废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。
2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。
2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显着效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除 1~3gCOD ,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。
2.3 生物反应器技术 生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便 ,运行费用低,所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术[6]。
3 生物修复技术
生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为CO2和H2O或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使自然生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明 ,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:①经济,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。
生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需发展鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。
4 微生物水处理剂
微生物水处理剂主要集中在以下几个方面:①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂,已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用,为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发,已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向,主要有两大类:一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物;另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵,抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好,成本低,无二次污染等。目前,已筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8 种,细菌5种,放线菌5种,酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展,微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。
现代生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为,今后应从四个方面进行深入研究:①分离、筛选和培养高效降解菌,利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物;②构建高效反应器,优化运行条件,探索新技术新方法;③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂;④着力实践和推广生物修复示范工程,为生态环境建设提供有力的技术支持。
参考文献:
[1]李亚一.生物技术[M].北京:中国科学技术出版社.1994.1.
[2]王凯军.发达国家环境生物技术研究规划简介[J].给水排水.1996.22(9):7-9.
关键词：生物技术;环境保护
中图分类号: X-01 文献标识码:A
1 生物技术的特点
生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染 等显著优点。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入，人们已越来越意识到，现代生物技术的发展，为从根本上解决环境问题提供了希望。
目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物，少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术，其在水污染控制、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、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产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，因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。特别是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，大大强化了上述环境生物处理过程，使生物处理具有更高的效率，更低的成本和更好的专一性，为生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。
由于大部分有机污染物适于作为生物过程反应物(底物)，其中一些有机污染物经生物过程处理后可转化成沼气、酒精、生物蛋白等有用物质，因此，生物处理方法也常是有机废物资源化的首选技术。生物过程是以酶促反应为基础的，作为催化剂的酶是一种活性蛋白，因此，生物反应过程通常是在常温、常压下进行的。另外，酶对底物有高度的特异性，因此，生物转化技术的效率高，副产物少，这与常常需要高温、高压条件的化工过程相比，反应条件大大简化，因而投资省、费用少、消耗低，而且效果好、过程稳定、操作简便，同时，在多数情况下，它还可和其他技术结合使用。用生物过程代替化学过程可以降低生产活动的污染水平，有利于实现工艺过程生态化或无废生产，真正实现清洁生产的目标。另外，生物技术的产品或副产品基本上都是可以较快生物降解的，并且都可以作为一种营养源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化学药物、化石能源、人工合成物等，有助于把人类活动产生的环境污染降至最低程度，使经济发展进入可持续发展的轨道。生物是构成生态系统的要素，生态系统内物质循环主要是依靠生物过程来完成的。因此，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。
2 现代生物技术与环境保护
现代生物技术是以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。
2.1 生物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。
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2.3 生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。
所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。
3 生物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；近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展，对于含100mg/L废水，降解率和酶活性保存率均在90%以上；利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。
3.2 生物农药
化学农药的应用，对控制农作物的病虫害，增加农作物产量起了重要作用，但对人类的健康和生存环境却构成了很大的威胁。据统计，现有30%的杀冲剂，50%的除草剂和90%的灭菌剂在动物实验中引起肿瘤。美国国家科学院的研究报告说，目前食品中的杀虫剂残留量严重超标，比儿童安全量高出100~150倍。农药的使用还使土壤受到污染和破坏。国际上从60年代开始发展起来的生物农药是生物防治病虫害的一支新军。传统的生物防治是利用“天敌”来杀虫除害。这虽可减少化学农药的使用，减少农药的化学污染，但饲养和释放“天敌”，不仅费时费工，耗资巨大。而且在突发性病虫害前常措手不及，无能为力。而生物农药却可解决这个难题所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称，它们多是生物体的代谢产物，主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。微生物杀虫剂，主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果，例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造，人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性；将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中，形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素，以破坏害虫的激素平衡，干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。
参考文献
关键词：现代生物技术 废水生物处理 生物修复 水处理剂
0 引言
随着工业的高速发展，水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境，制约着社会和经济的进一步发展。因此，水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中，生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段，尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段，主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。
1 现代生物技术的内容与特点
现代生物技术是指以DNA 技术为先导，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1，2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域，但它们之间又相互补充和衔接，形成一个完整的体系。
生物技术的特点大致有[3]：①以生物为对象，不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用；②在常温、常压下进行，过程简单，可连续化操作，并可节约能源，减少环境污染；③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径；④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题；⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。
2 现代生物技术在废水处理中的应用
废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化，从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速，好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟，所以，这里只介绍固定化等新兴技术。
2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质，一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造，将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后，菌体密度提高，大大提高了处理效率，尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术，将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上，投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中，处理印染废水，结果表明：出水色度极低，处理后的水可回用[4]。
2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果，而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有：①高浓度活性污泥法，以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理，加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法，是在普通活性污泥中加入无机盐，多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉)，形成生物铁絮凝体活性污泥，具有高浓度活性污泥法的特点，主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法，综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力，使二者产生协同增效作用。在该系统中，每g活性炭去除 1～3gCOD ，分解废水毒性能力明显增强，同时提高脱氮水平。
2.3 生物反应器技术 生物反应器技术，是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器，其共同特点是反应器内装有比表面大的载体，有利于微生物附着生长形成生物膜，供气或供给的其他反应条件优越，污染物具有充分的时间与微生物接触，有利于增强微生物的分解代谢能力。目前，2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低，造价较高，但其管理方便 ，运行费用低，所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术[6]。
3 生物修复技术
生物修复技术[7]是利用生物，特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为CO2和H2O或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解，但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程，常常采用许多强化措施，使自然生态系统维持原状的前提下，使受污染的环境得以修复。研究表明 ，生物修复与传统的物化法相比具有以下优点：①经济，仅为物化法30%-50%；②对环境影响小，不产生二次污染，遗留问题少；③最大限度地降低污染物的浓度；④修复时间较短，就地修复，操作方便。
生物修复中主要涉及两大问题，即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平，需发展鉴定微生物的分子生物技术，以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。
关键词：环境保护；环境污染；生物技术；应用
中图分类号：X321 文献标识码：A
当前，我国的环境状况令人堪忧，利用高新技术，加大对环境的保护与治理力度，是环保工作所要解决的重要课题。生物技术作为一种高新技术，生物技术以其实用性和环保性的特征，正在越来越多地被应用于环境保护工作之中，已经引起世界各国的普遍重视，并且发展比较迅速。为此，本文主要分析探讨生物技术在环境保护的应用。
1生物技术的内容与特点
生物技术以现代生命科学为基础，利用先进的科学技术为手段，通过微生物、动植物体等对物质原料进行加工，以提品来为社会服务的技术。生物技术具有以下特点：生产原料简单，以现有的生物为对象，注重再生资源的利用；安全、可操作性比较高。常温常压下可以连续操作，既节约资源，又减少污染；生物技术具有其他常规技术和传统方法所不具备的特殊功能，用于处理和解决一些比较复杂的问题。生物技术以其独有的特点引起越来越多的关注，并被广泛应用于各个领域。
2生物技术在环境保护中的应用现状
生物技术应用于环境保护领域又被叫作环境生物技术，它是通过直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统。生物技术在环保领域中的应用主要包括直接消除环境污染和间接保护生态环境2种方式，具体采用哪种方式，具体要根据污染的方式和污染的程度来定。以下我们就生物技术在环境保护中的具体应用进行探讨。
2.1 生物技术在废水的净化与处理中的应用
废水生物处理技术是通过利用微生物的生命活动过程来对废水中的污染物进行转移和转化，从而实现对废水净化和处理的一种重要方法。它具有吸附性好、沉降性好和降解能力强、生态环保等特点。目前在废水的生物处理技术中，国内外普遍采用的工艺的主要有活性污泥法、生物膜法、生物强化技术法、自然生物处理法和厌氧生物处理法等。
2.2 生物技术在控制和废气净化处理中的应用
利用生物技术控制和处理废气，将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质，从而净化空气，是一项空气污染控制的新技术。由于生物净化技术在废气处理领域应用时间比较短，各项技术还不够成熟完善，因此在大气污染治理领域不能广泛应用。目前相对成熟的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等，所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。
2.3 生物技术在固体废弃物处理中的应用
固体废弃物污染是农村和城市污染中主要的污染，通常来源于工农业生产、城市生活垃圾及污水处理的剩余污泥等。如何处理好这些固体垃圾是解决当前环境污染问题的一件十分重要的大事。当前对固体废弃物的处理通常有物理、化学、生物等技术手段。固体废弃物生物处理技术通过利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化可以使有机固体废物转化为可以再利用的资源，这是当前固化废物资源化的最为有效的技术方法。固体废弃物生物处理技术在目前应用比较广泛的主要有：堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、废纤维饲料化、生物浸出等。
2.4生物技术在环境监测与评价中的应用
随着生物技术的不断发展，生物技术如今已经被广泛应用于环境监测与环境评价中。当前国内外关于生物技术在环境监测方面的应用实例主要有：生物酶技术、金标免疫速测技术、PCR技术、生物发光检测技术、生物芯片技术和生物传感器等，其中生物芯片技术和生物传感器应用最为广泛。尤其是以生物传感器为核心的环境生物监测技术，可在线在位迅速地提供环境质量参数，成为环境质量预报和报警中的重要组成部分。 生物监测和生物评价不仅是环境质量现状监测和评价的一种手段，在环境质量的评价中，生物评价也是不可忽视的。在这方面，我国华东师大吴自荣等同志研究提出的关于上海苏州河水质发光细菌测试和评价方法具有深远的意义。
2.5 生物技术在环境污染修复中的应用
生物修复技术是一个比较新型的技术，近年来生物修复内涵逐渐扩大，包括真菌修复、植物修复及无机污染物的生物修复等技术。生物修复技术具有广阔的应用前景，但也存在一定的局限性，目前生物技术修复主要运用于土壤污染的修复，其他污染的修复尚不能采用生物修复技术。因此，为了扩大生物修复技术的修复范围，在环境污染的修复过程中我们常常将生物修复技术与其他化学或物理方法结合使用，以取得最佳效果。
在环境保护工作中，环境生物技术作为一种技术手段，具有高效性，它无论是对环境污染的治理、修复，还是环境检测都发挥了巨大的作用，鉴于环境生物的技术的重大作用，我们应该大力发展环境生物技术，不断提高环境生物技术水平。
3如何发展环境生物技术的若干对策
我们从当前生物技术在环境保护工作中的具体应用可以得知，生物技术在减轻或消除环境污染和生态破坏等方面具有比较深远的前景。因此，我们应该不断开发和应用环境生物技术，从而提高环境保护的水平。
3.1制定实施环境生物技术的发展规划。
我们应该深刻了解我国的环境生物技术水平，从我国的实际情况出发，以国家环境保护“十一五“计划为蓝本，制定发展规划，确定具体步骤，逐步缩小我国与世界其他国家环境生物技术发展水平的距离。
3.2加大投资，加强环境生物技术的研究
政府应该加大对环境生物技术的投入，重点支持那些意义大、效益好、见效快的环境生物技术的研究、开发和应用项目。我们应尽快把国家的、地方的、科学院的、大专院校的环境科研力量组织起来，分工协作，重点攻关，使环境生物技术，由传统的生物技术逐渐向新兴的现代生物技术转变。
3.3加快环境生物技术人才的培养
人才的培养，对于环境保护工作至关重要。我们应该采取多种方式加快对环境生物技术人才的培养。如各个高校增设环境生物技术专业，加大环境生物技术教育；培养研究生，派技术专家出国进修，与国外合作研究等。
3.4加强环境生物技术信息交流
当今世界，信息对于技术的发展提高最为重要。我国应该借助网络这种方便快捷的平台，尽快建立健全我国环境生物技术信息的交流网络，以收集交流国内外有关的图书、报刊、专题报告、会议文集和一些内部资料，并出版专业和普及型的刊物、通讯，及时反映研究开发和应用环境生物技术的动态，普及有关知识。
4结语
生物技术以其独特的优点在环境保护领域被广泛应用，并取得了很好的经济效益和社会效益。我国作为环境污染比较严重的国家，应该构建一个有利于生物技术在环保中应用的良好环境，大力推进生物技术在环境保护中的应用，解决我国目前日益严重的环境问题，并为环保市场提供高品质环境保护高技术。
参考文献：
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1农业生物技术在国内的现状
生命科学技术的研究和开发取得了较大的进展，人们已经可以在一定范围内根据自身需求对生物进行改造，这就是常说的生物技术。生物技术的覆盖范围很广，它不仅包括分子生物学和细胞生物学这类结构型生物科学，而且包括生物化学、有机和无机化学在内的化学技术科学等，甚至还包括遗传学。生物技术在农业种植中的主要作用就是利用植物本身的基因特性或是改造植物不良特性基因，使得农作物能够适应恶劣的生长环境，并能够在消耗较低投入的同时获取较大的产量。简言之，生物技术运用于农业，就是为了提高农作物的质量及产量，在现有环境下获取农作物最高经济效益，并能做到保护环境，促进可持续发展及种植的效果。农作物的产量和质量是一个国家安身立命之本，我国对农业生物技术十分重视，虽然起步较晚，但项目投资力度大，在多方的支持努力下，我国农业生物技术已经取得了一定的成就，但与发达国家相比还是存在一定差距。
2生物技术在农业种植中的作用
2.1提高作物抗病虫害能力
我国许多农作物减产及受损的一大部分原因是来源于虫害，在一些虫害爆发严重的地区，甚至会造成农作物颗粒无收，所以，做好虫害防治工作十分重要。利用生物技术治理虫害，不仅可以高效降低农作物的损害率和死亡率，更能代替农药，减少对环境的破坏，也降低了人们食用农作物发生食物中毒的可能性。
2.2提高作物产量
袁隆平杂交水稻的研发成功，大大提高了我国单位面积水稻的产量，是我国生物技术运用于农业种植中最为突出的例子。我国拥有13亿多人口，有限的土地资源制约着农作物的种植，所以，利用先进生物技术提高农作物产量势在必行。农作物产量的提高不仅可以在一定程度上缓解我国的粮食进口压力，促进我国经济的发展，而且剩余的粮食可以用作出口，提高我国的国际影响力。
2.3提高作物质量
当下，由于食品安全而引发的纠纷时有发生，在经济水平不断提高的同时，人们对于食品安全的关注度也越来越高，对食品质量的要求也越来越高，有机食品受到很多消费者的青睐。这些都离不开生物技术，利用生物技术降低农药的使用，从源头上控制食物的安全，利用遗传基因等生物技术提高农作物中的营养成分含量，使其更具有营养价值，也因此而提高农作物的竞争力。
3农业种植领域中生物技术的应用
随着科技水平的不断提高，加之农业在我国不可动摇的根基地位，使得先进的生物技术在农业种植领域的应用越来越广泛，主要可以从以下几个方面进行相关技术分析。
3.1转基因技术
转基因技术相信大家都不陌生，在生活中时常能接触到转基因大豆这个名词。转基因技术的原理就是将某一农作物所具备的优良基因转移到另一个不具备该基因的农作物上，以提高后者的产量和质量。在这一技术中，最为核心的技术就是基因的提取，而转基因技术则是所有生物技术中在农业种植领域运用最多的技术。转基因技术在研发初期受到了很大的阻碍，甚至有一部分科学家认为转基因粮食会对人体造成不同程度的伤害，这主要与转基因发展时间短有关，不过，截至目前，并没有因为食用转基因食物出现问题的案例。转基因技术是一项对提高农作物产量和质量都有巨大作用的先进技术，在未来，其广泛应用于各类农作物是必然趋势，为了缓解消费者对转基因食物的疑虑，转基因技术研发团队还需不断努力，不断完善转基因技术的稳定性和可靠性。
3.2组织培养技术
组织培养技术就是在无菌环境下，将已经人工处理及诱导过的植物细胞培养成一株完整的植株的过程。这一技术主要的目的是加快植物的繁衍速度，并能在一定的时间内培养出目标植株，提高植株的抗害虫能力、抗旱能力以及抗倒能力等。虽然组织培养技术的运用有明显的优点，但在其实施过程中需要注意以下几点。一是植株培养需在合适的阳光温度、照射及空气湿度的环境下进行；二是培养基中各类营养液的组成以及pH值等各项化学指标要符合标准；三是严格确保无菌环境，防止外界多变因素对植株培养造成破坏；四是做好植株褐变处理，确保植株培养工作的顺利进行。
3.3生物农药制作技术
生物农药制作技术是利用生物新陈代谢的产物制成农药，喷洒到农作物上实现杀虫防虫的目的，同时减少对农作物及环境的污染。生物农药的利用也降低了生产成本，解决了农药制作材料昂贵或欠缺的问题。
4结语
[关键词]生物技术 推广 应用
中图分类号：S5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0188-01
1 发展农业生物技术的意义
农业生物技术是高新技术中应用最广、最直接，最具现实意义的领域。生物技术产业是知识密集型产业，它具有投资少、产量高、回报率高等特点。它可以利用自然界的再生能源，实现可持续发展。它的发展对于解决经济和社会发展中所面临的人口中、资源、环境等问题具有重大作用。大力发展农业生物技术及其产业，对于改变农业生产现状，大幅度提高农产品的产量和质量，加快高产、优质、高效、可持续农业的发展，提高农业资源利用率，减少环境污染，保护良性生态平衡都具有重要意义。
2 现代生物技术在农业生产中的应用
2.1 良种选育，品质改良
随着生物技术的发展，人们已经可以把一个品种、品系的理想遗传性状转入另一品种、品系，以提高植物的价值、产量和质量。Calgene公司的科学家分离到一种控制植物纤维素形成的酶的基因，将其转入特定的树种可培育出纤维素含量高的、对造纸业更有利的植物。在番茄中导入编码EFE酶的反义基因，可以限制乙烯的生成，酶活性降至正常的5%以下，果实生理成熟后长期保持坚硬，仓贮1个月以上不软化、不腐烂，很大程度上提高了番茄的耐贮藏性能和经济效益。
2.2 提高植物的抗性
2.2.1抗虫。全世界粮食产量因虫害所造成的损失占14%左右。长期以来，人们普遍采用化学杀虫剂来控制害虫，全世界每年用于化学杀虫刹的总金额在200亿美元以上。但化学杀虫剂的长期使用会造成农药的残留、害虫的耐受性、环境污染等严重的问题，而利用基因工程的手段培育抗虫植物新品种除可以克服以上缺点外，还具有成本低、保护全、特异性强等优点，从而倍受关注，成为当前研究的热点。
2.2.2抗病毒。传统的抗病毒作物，是将植物天生的抗病毒基因从一个植物品种转移到另一个植物品种，然而抗病植株常会转变为感病植株，而且作用范围较窄。最近，研究人员采用基因工程的技术培育有别于传统方法的转基因抗病毒植物，目前最有效的方法是将病毒外壳蛋白基因导入植株获得抗病的工程植物。
2.2.3抗寒。低温对细造成损伤的主要原因是造成细胞内膜结构中的脂质双层流动性降低，导致膜结构损伤，影响植物正常的生长。生物膜中双层脂分子保持流动性，主要依靠其中不饱和脂肪酸的含量，不饱和脂肪酸多则抗冻。通过分离能催化形成高不饱和脂肪酸的甘油-3-磷脂酰转移酶的基因，并将其转入植物而获得有具有抗寒能力的转基因作物，这方面的工作已见报道。同时人们从一些生活在高寒水域的鱼类分离出一些特殊的血清蛋白，即鱼抗冻蛋白及其基因，可以降低在低温下细胞内冰晶的形成速度，从而保护细胞免受低温损伤。
2.2.4抗除草剂。除草剂全世界目前约有2000多个品种，在农药市场占有最大的份额。然而除草剂的使用有着自身难以克服的局限性，如很多除草剂无法区别庄稼和杂草，有些除草剂必须在野草长起来以前就施用，而且由于抗性草类群落的出现导致使用量增大对环境的危害也日益严重。制造抗除草剂的转基因作物是克服这些缺点的理想途径。采用将靶酶基因导入作物细胞，1987年美国科学家成功从矮牵牛中克隆出EPSP合酶基因转入油菜细胞的叶绿体中，使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒杀作用。另外，有人把降解除草剂的蛋白蛋编码基因导入宿主植物，从而保证宿主植物免受其害，该方法已成功用于选育抗磷酸麦黄酮的工程植物。
2.2.5抗重金属。由于人类活动、矿山的开采，工业化进程的加剧，空气土壤、水体面临着越来越严重的重金污染，不但严重影响作物的产量和品质，更重要的是通过植物食物链危害人类的健康。土壤中的重金属主要有Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世纪80年代，提出植物修复、超富集植物。但由于自然界中已发现的绝大多数重金属富集或超富集植物往往生长周期长、生物量低、植株矮小，因而限制了其对污染土壤重金属的移除效率。通过基本工程技术改良植物对重金属的抗性，增加或减少重金属的植物体内的累积量被认为是进行污染土壤的生态恢复以及减少食物链重金属污染的一条切实可行的有效途径。富集重金属的相关基因不断克隆，应用转基因技术提高植物对重金属的耐性已取得一些重要进展，一些转基因植物地上部分表现了较高的重金离子富集量，并在污染土壤的生态恢复中进行了初步应用。
2.3 现代生物农药
随着人们对化学农药危害性、局限性的逐步认识，生物农药在植物生产中的地位逐渐突现出来，成为绿色农业的重要组成部分，受到各国政府的高度重视，有了较为广泛的应用。微生物农药有对人畜安全、不破坏生态平衡、害虫不易产生抗性等优点，但也存在着药效速度慢、专一性强、受自然条件影响大的缺点。而利用基本工程改造微生物菌种，创造出自然界不存在的新型菌种就可以克服这些缺点。
3 现代生物技术的未来发展
3.1 光合作用机理研究
提高植物光合作用效率有助于增加植物产品的产量，有效利用能源。光合作用包括光反应和暗反应，通过这一过程将光能转化为化学能并固定CO2。叶绿体的二磷酸核酮糖羧化酶（Rubisco）即可通过羧化反应固定CO2还可催化底物加氧反应。为提高固定CO2的速度，可同Rubisco的羧化酶活性，降低加氧酶活性。现在许多科学家对Rubisco的大小、结构、功能及调控做了许多工作，为提高植物光合作用的效果找到一些新思路。
3.2 生物固氮
氮肥是肥料的重要组成部分，要维持全球的粮食产量，每年至少需要1.0×108t以上的氮肥，其中一半来自化学肥料，而另一半则由固氮细菌完成。随着化学肥料生产成本的逐渐提高及对土壤的破坏，越来越多的科学家将目光集中在生物固氮上。一方面，人们试图通过研究生物固氮的分子学基础，以提高微生物的固氮水平；另一方面，通过DNA重组技术改造共生细菌，提高其竞争力，使之能超过天然共生细菌，促进根瘤的形成。
3.3 植物生物反应器
重组细菌、真菌生物反应器生产过程需要训练有素的专业人员，且设备昂贵，而植物却易于生长且管理方便，对工人的要求也不是很高。针对这一特点，人们就是否可用转基因植物来生产具有商业价值的蛋白质及其它特殊化学性质的物质进行了一些尝试，并取得了一些进展。
关键词：林业育种；生物技术；应用
1引言
林业育种不仅能促进林业持续健康发展，也有利于保持生态平衡。多年来我国在林业育种方面作了大量的工作，也取得了不小的成绩。但和国外相比，林业育种技术仍相对滞后。伴随着生物技术的发展，林业育苗技术在林业中发挥着越来越重要的作用。因此，要处理好林木常规育种和生物技术间的关系，首先要确保我国林业育种工作取得更好的成绩。
2林木常规育种现状
林业资源具有调节自然生态平衡的作用。因此，必须高度重视林业工作，特别是要抓好林木的遗传育种工作。从20世纪40年代起，国外才陆续开展林木遗传改良工作。通过近半个世纪的发展，林木育种工作取得了长足的进展。在林木培育中，林木的遗传与基因改良是两项关键技术[1]。通过选育相关优良林木品种，并大量繁殖这些林木品种，进而确保林业资源得到持续性补充。这既能确保优良林木品种的存续与发展，也能缓解市场对木材的大量需求。通过多年的发展，林木育种技术也日渐完善，形成了一套比较成熟的技术，主要分为3个环节，分别是选育、遗传测定与良种繁殖。随着我国林业工作的不断改革与发展，对林木育种工作提出了更高的要求，因此，有必要寻找新的发展方向，并创新相关育种技术，以确保林业的可持续发展。
3生物技术在林木育种中的应用
3.1生物技术的概念
生物技术属于一门新兴的跨学科技术，是指利用相关生物体系，并运用先进的生物学及工程技术原理，通过加工或不加工相关底物原料，生产市场所需产品或达到某个目的的技术。该技术主要包括三方面，基因工程、细胞工程与组织培养。生物技术在不少领域中发挥着重要的作用。该技术和林木遗传育种有着紧密的联系。将生物技术运用到林木育种中，能有效改善林木的品质，并增强相关抗性，如抗病、抗虫、耐旱、耐寒、抗盐碱等。同时，还能极大提升林木的生长量，满足市场对林木的需求。
3.2生物技术的应用原理及优点
作为一门新兴的科学，植物生物技术的内涵比较宽泛。20世纪30年代，Schleiden与Schwann共同提出了细胞学说。直到50年代，相关学者证实了细胞全能性的设想。这为后来的组织培养技术奠定了技术理论[2]。伴随着组织培养技术的不断完善，也极大促进了很多技术的发展，包括植物快繁、无病毒苗培养、新品种的创造及种质资源保存等技术。到70年代后，出现了基因重组技术，从而大幅提高了遗传操作技术水平。因此，育种学家有了更广阔的发展空间。
与传统常规育种方式相比，生物技术育种具有很多优势，集中表现为三点：常规育种方式主要依靠杂交技术来达到改良品种的目的。生物技术育种是通过对细胞、基因的改变来达到改造品种的目的；常规育种无法确定方向，带有一定的盲目性，而生物技术育种能深入细胞，从而定向地改造品种；生物技术育种不受种间杂交的限制，从而扩大了育种范围，更有利于对种质资源的创新。
3.3生物技术育种的应用
和很多生物体不同，林木具有较长的生长期。它们在幼年与成年时期所表现出的相关生理性状有明显的差异。此外，林木具有较高的遗传杂合性。上述因素在一定程度上都制约了林木育种的进一步发展。因此，应采用生物技术改良林木育种技术，确保林木资源的优产、优质。
3.3.1遗传标记
遗传学的相关理论认为遗传标记是指具备良好性状，并且遗传稳定性较好，极易识别的相关遗传特征。通常包括形态特征、细胞学及分子标记等。DNA分子具有多态性，它能体现出生物的相关基因特征。因此，分子标记将其作为遗传标记。目前，在林木育种工作中使用的分子标记手段主要有4种，分别是限制性片段多态性、随机扩增多态性、扩展片段多态性和简单重复序列等。在实际的应用过程中，应结合林木的遗传基因情况，合理进行筛选。同时，还要考虑技术应用成本、基因识别与检测是否方便、快捷等因素。目前，分子标记技术已得到了极大的发展。通过遗传图谱能看到遗传标记的具置，并能观测和研究相关染色体。利用遗传图谱开展林木育种工作有很积极的意义，有利于良种的选育与培养。指纹识别属于分子标记中一项技术，也在林木育种中得到了一定的应用。“指纹”是一种类比人的定义，是指能区别于其它种、种内群体或个体的特异性DN段。“指纹”的典型特征是高度的特异性与稳定性[3]。利用指纹识别技术来分析树种基因，可以识别出个体间的亲缘关系，从而避免林木发生交叉遗传。
3.3.2基因工程
近年来，基因工程在林木育种工作中得到了大量的应用。其中涉及到的主要技术有目的基因的分离鉴定、植物细胞遗传转化及转基因植物的识别等。基因工程在林木育种中的应用机理是将目标基因植入到相应的受体植物内，进而改变林木的DNA，创造出新的林木品种。采用基因工程技术，能够突破林木种间杂交不亲和的现状，进而改变林木自身的相关性状，从而形成新的林木品种[4]。另外，基因工程无需花费过多的时间便能实现。
4正确处理常规育种和生物技术间的关系
4.1二者是相互依存的关系
常规育种是生物技术育种的基础。生物技术只有在常规育种的基础上才能获得不错的效果。同理，常规育种要借助生物技术来不断完善自己，逐渐改善自身的不足，如世代长、性状不易鉴别等。因此，两种技术都是相互联系、相互影响的。
4.2常规育种仍占主导地位
纵观国内外林业技术的发展，生产中所使用的林木良种均是利用常规育种技术选育出来的。因此，常规育种仍属于当前林业选育优良品种的主要途径，或者说应该是目前唯一的途径。当前仍应将常规育种作为主要的育种方式，要高度重视对常规育种的科研探究，并保证足够的生产投入。
4.3生物技术仍处于探索阶段
生物技术尽管有良好的应用前景，但不足之处是技术仍不够成熟。因此，还存在很多局限性，需要人们进一步摸索研究。遗传图谱与辅助选择离实际应用目标还有不小的差距。目前，基因工程还无法生产出可用于生产实践的良种[5]。此外，人们还担忧转基因食品的安全性。因此，生物技术还有待进一步研发和创新。由于生物技术具有“高、精、尖”的特性，因此，只有少数科研部门与技术人员才能开展这方面的研究。
4.4生物技术强调创新
任何新理论与新技术的形成都是从无到有的过程。这也属于一个学习与模仿的过程。生物技术需要创新，若只是一味地模仿现有的技术手段，那么将会停滞不前，逐渐失去自身的意义。常规育种不同于生物技术，就算没有创新，依然能产生一定作用，为林业生产提供符合要求的繁殖材料。只要根据常规育种的相关技术要求，在不同的地点，采用不同的研究对象也能有所收获。由此可见，生物技术更强调创新。
参考文献：
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关键词: “现代生物科技” 流程图 有效教学
人教版高中生物选修教材“现代生物科技”设置了多个生物技术流程图。对于“现代生物科技”知识,学生接触得较少,很陌生。在教学中,如仅用文字描述生物科技流程,学生理解起来就有很大的困难。如能充分利用流程图,把抽象的问题形象化、具体化,增强学生的感性认识,提高学习兴趣;同时以流程图为载体,进行合理地教学设计,从而促进理论与实践相结合,加强过程与方法教学。如何合理地利用流程图,进行有效教学呢?我就此提出一些建议。
1.认识流程图的类型,提高教学设计的针对性
教师要非常熟悉教材中的流程图,并且可以简单地将流程图进行分类,从而为提高课堂教学设计的针对性提供依据。
流程图的类型主要有三种:文字流程图、图文并茂流程图、图片流程图。
文字流程图主要通过简洁的语言文字的形式把生物技术的流程展现出来。优点是文字简洁,便于记忆,缺点是不利于学生的理解。在教材中主要应用于“基因工程”和“生态工程”专题中,如基因工程的基本操作流程图和蛋白质工程流程图。
图文并茂流程图主要以文字和图片相结合的形式展现生物技术的流程。优点是同时增强学生的感性认识和理性认识,缺点是不利于学生的记忆。主要应用于“细胞工程”和“胚胎工程”专题中,如植物体细胞杂交技术流程图和牛胚胎移植流程图。
图片流程图主要是以图片的形式展现出来。这部分生物技术流程对学生来说理解起来比较容易,教材中往往直接以图片的形式出现。如教材中的“获得白菜―甘蓝杂种植物的生物技术流程图”。
2.优化处理生物技术流程图,增强课堂教学有效性
流程图的教学,需要根据学生的学习情况,教师的教学需要,适时地加以转换、改进和增添。
2.1流程图的转换。
根据教学的需要,可以把图文并茂流程图转换成文字示意图,以便加强学生记忆;也可以把文字或图片流程图转换成图文并茂流程图,以便加强学生理解。比如哺乳动物受精示意图,可以转换成以下文字流程图。同时在课堂教学中,可以通过练习的形式体现不同流程图的互换。
哺乳动物受精流程图
2.2流程图的改进。
教材中有些流程图比较繁琐,学生不易看懂和领悟,可以根据教学的需要加以适当的改进。比如,获取目的基因的方法有:从基因文库中获取目的基因、利用PCR扩增目的基因、人工合成目的基因。教材中P8图1―6相关流程图比较复杂,学生不易理解,可以改进成如下图示。
目的基因获取流程图
2.3流程图的增添。
为了增强教学理性和感性的认识,使教学内容形象化、直观化,教师在教学时可以把语言文字转换成流程图。比如单倍体育种,可以根据语言文字转换成如下流程图。
单倍体育种流程图
3.充分利用流程图,进行探究性教学
课程标准要求实现三维教学目标。三维教学目标包括:知识目标、过程与方法目标、情感态度与价值观目标。在生物课堂教学中,教师可以充分利用生物技术流程图,进行合理的教学设计,从而更好地落实上述目标。
3.1理解流程图,进行充分的教学预设
生物学老师不仅要理解流程图的操作程序,而且要理解关键操作的相关原理。在理解的基础上,加强课堂教学的预设。如在牛胚胎移植流程图中,教师除了需要熟悉胚胎移植的操作流程外,还需要理解以下内容:对供受体母牛的选择、同期处理、超数排卵、冲卵的生理学基础等。只有理解了流程的操作要点,才可以设置一系列的问题串,才可以为课堂教学的动态生成打下坚实的基础。
3.2利用流程图,在动态生成中完成课堂教学。
课堂教学是一个动态生成的过程。流程图的教学,为动态生成的教学提供了很好的教学素材。
为了更好地实现动态生成的课堂教学,对流程图的教学可采用问题探讨、合作探究的教学方法。如在对“单克隆抗体制备过程流程图”教学中,可以设计出如下问题:(1)什么是单克隆抗体?生产单克隆抗体的基本原理是什么?(2)什么是免疫的小鼠,怎样进行对小鼠进行免疫?(3)图中的B淋巴细胞有何功能?如何获得骨髓瘤细胞?骨髓瘤细胞有何功能?(4)怎样才能将B细胞与骨髓瘤细胞融合?有哪些方法?(5)融合后可能有几种类型的细胞?(6)两次筛选的目的是什么?如何操作的?(7)培养杂交瘤细胞的方式有哪两种?杂交瘤细胞具有哪些优点?(8)小鼠体内培养的原理是什么?怎样理解从小鼠的腹水中获取抗体?(9)单克隆抗体有哪些特点和应用价值?
教师结合多媒体动画流程图提问上述问题,通过学生的问题探讨、合作探究,解决相关问题,师生在互动探究中,实现教学目标。
3.3通过流程图教学,合理地处理好细节与整体性教学的关系。
在课堂教学中,教师既要考虑课堂教学的整体性和细节性,又要考虑这二者在教学中的结合。通过整体性教学有利于形成完整的知识结构,细节性教学有利于实现探究性的课堂教学。生物技术流程的教学也是如此。
在教学设计时,教师可利用多媒体或者挂图等,将流程图展现给学生,让学生对相关的流程有一个完整的了解,再通过探究性教学实现关键操作步骤的学习。也可以先通过过程性教学实现关键操作步骤的学习,再归纳总结该流程图。
关键词：生物技术；食品质量；应用；
一、 概述
对食品质量而言，生物技术就是应用生物程序、生产细胞或其代谢物质来制造食品，改进传统生产过程以提高人类生活质量的科学技术。生物技术很早就被应用于食品加工。传统的食品生物技术侧重于对生物体的利用，比如啤酒业对啤酒酵母、糖化酶的利用，而现代食品生物技术侧重于对改造后的生物体的利用，即是以生命科学为基础，利用生物体的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种和新品系，再与工程原理相结合进行配套加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性体系。
二、 生物技术在食品质量中的作用
1. 基因工程技术的应用
基因工程又称 DNA重组技术 ，是指按人的意志 ，将某一生物体 （供体）的遗传信息在体外经人工与载体相接 （重组） ，构成重组 DNA分子 ，然后转入另一生物体 （受体）细胞中 ，使被引进的外源 DN段在后者内部得以表达和遗传 .将这项技术应用于动植物或微生物上即产生基因工程食品。
近年来 ，国内外的食品科学家和生物学家已开始注重研究开发改善食品功能的新品种 .如开发不含产生豆腥味的酶（无脂氧化酶）的大豆 ；在肠内不会产生气体的碳水化合物以及结晶胰蛋白酶的活性阻碍物质的大豆新品种。通过基因工程还可以改变酶的性质 ，生产食品结构改良剂。另外 ，通过遗传的修饰技术 ，可将脂酶基因导入受体而强化其分解脂肪的能力 ，从而可加工低脂和低胆固醇的食品 ，如奶酶、油、脂肪牛奶等 .利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株 ，用以改进传统的酿酒工艺 ，并使之多样化 .目前 ，已成功地选育出分解β―葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、杀啤酒酵母菌株 ，提高生香物质含量的啤酒酵母菌株 .基因工程技术应用于氨基酸的生产已取得较大成绩 ，迄今为止 ，世界上已克隆和表达了十几种氨基酸的基因 ，已有 5种用重组技术生产的氨基酸达到工业化水平 ，它们为苏氨酸 （ 60 g/ L ）、组氨酸 （ 42 g/ L ）、脯氨酸 （75 g/ L ）、氨酸 （40 g/ L ）和苯丙氨酸 （60 g/ L ） ，我国谷氨酸等氨基酸已投入工业化生产 .目前 ，天然食品防腐剂的研究开发成为当前国际食品界中一个研究热点 ，它们也可利用基因工程技术进行异种大量生产。
此外 ，基因工程技术还可用于食品质量中新型蛋白质、细胞蛋白、生素、制剂、生物多糖、粉糖的生产 .并且基因工程技术还可以和食品卫生分析检测结合 ，采用核酸探针和单克隆抗体法检查 ，敏感性高 ，大大提高食品卫检准确性和实用性。
目前转基因食品涉及的领域主要有：改善粮油食品的产量、食品品质和加工功能特性，延长果蔬产品的储藏期，提高农作物的抗病虫害性能，改善动物性食品的成分比例和食用品质，改善发酵食品的风味和品质、提高产量等。
2. 酶技术的应用
酶是细胞原生质合成的一类具有高度催化活性的特殊蛋白质，是生物催化剂。酶普遍存在于动、植物和微生物中，将酶从生物组织或细胞以及发酵液中提取出来，加工成具有一定纯度标准的生化制品，称为酶制剂。
近年来在果蔬加工上，还开发出酶浸渍法处理果蔬以改变表面及内部组织的特性，增加风味及其它感官香味及口感。现在此技术已广泛应用于柑桔的去皮、去苦及保持桃子的硬度等，所生产的产品有更好的新鲜度和组织外观。目前欧美各地的食品厂已使用此技术制造罐头类食品、玻璃瓶装制品及新鲜冷藏水果。
现代水果汁加工技术（AFP技术）在 80年代开发的新一代果浆处理酶制剂，用于生产澄清汁，不仅用于贮藏过的难榨汁的水果，还可用于新鲜水果的加工 ，并形成了新的工艺，即所谓“最佳果浆酶解工艺”（OME工艺），其优点是明显提高榨汁率 ，分别为鲜果 （8/9月）5%～6 %，贮藏水果 （10月起）15%～ 18%，使压榨机生产能力提高 30%～ 100%，果渣量减少 30%～50%。
AFP技术采用了全果液化工艺，大大提高了生产能力，如一次榨汁进行液化，BucherHP 5000压榨机的能力几乎可达原来的 3倍，汁液可溶性固形物的利用率可达 100 %，出汁率达 92 %～ 95%（体积比 ），果渣体积最多只有原料体积的 2 %～ 5%，且可以转为纤维物质用于疗效食品，减少了果汁工厂废物来源，缩短压榨时间，降低了能耗，而且还可以明显提高液化终点的可溶性固形物含量和含酸量 （生成半乳糖醛酸 ），改善果汁口感。
3. 生物传感器和生物反应器的应用
生物传感器是利用生命物质如酶、抗体等作敏感材料，与电子技术相结合，通过换能器件构成自动化分析系统，用以从多种化合物的复杂样品中选样地测定某一特定成分。其特点是精确、快速、灵敏。其方法包括核酸探针、聚合酶链反应、免疫分析等，在食品上应用于成分分析、病菌毒素检测、残留农药检测等品质管理。
模拟生命过程的生物反应器在生产酶制剂和发酵产品中应用广泛。生物反应器如同一根能进行生物体内反应的大试管，将生物细胞或酶等加入其中，设置一定的环境条件，使之发生某些生化反应而大量产生我们所需的产物。生物反应器较之发酵器有着生化反应简单明确，可控程度高，生物性材料可重复使用的特点。
4. 细胞工程在食品质量中的应用
细胞工程就是应用细胞生物学方法 ，按照人们预定的设计 ，有计划地保存、变和创造遗传物质的技术 .近年来细胞工程的开发和应用主要集中在细胞杂交 ，快速无性繁殖和细胞育种等方面 .利用细胞杂交和细胞培养可生产独特的食品香味和风味的添加剂 ，如香草素、可香素、}风味剂以及高级的天然色素 .细胞工程技术应用于食品质量是随着细胞培养和细胞融合技术的发展而发展起来的 .在细胞培养方面最典型的例子是人参细胞培养成功 ，还有香料与色素的生产 .
当今 ，白酒、酒、类等食品发酵行业以使用酵母为主 ，曲菌也适于酒类和酱油生产 .这些行业的微生物育种目标是培养出耐乙醇酵母、盐酵母、高糖酵母、泡酵母、温酵母及谷酰胺酶与蛋白质分解酶活性高的曲菌 .具有重要意义的成就是嗜杀其它菌类活性的嗜杀酵母新菌株的培育成功 ，日本协和发酵公司已完全使用嗜杀性葡萄酒酵母配制新酒 ，目前 ，正研究运用细胞融合技术取得其它菌株 ，应用于食品发酵工业之中.总之细胞工程在新技术革命的浪潮中对食品质量革新方面有着很大的潜力 .
关键词:生物工程；环境保护；技术应用
1前言
生物工程是近年来一门崭新的学科领域,该学科的研究内容是生命科学,但是由于其学科的综合性强,能够推广至很多领域的产品研发和新技术的应用。生物工程也在不同的需求中得到飞速的发展,培养了一批相关技术人才,在人类对环境保护的概念日益增强的今天,逐步应用于环境保护的工作中,由于其具有高效绿色环保的特点,因此在环境保护领域有着巨大的潜在应用价值。
2我国自然环境面临的问题
我国从解放后,经济逐步复苏,国家对工业生产也投入了许多资金和人力,使得我国的经济在解放后出现了快速增长,在改革开放后,我国经济增长再一次迈上了新台阶,经济增长速度飞快,无论是从工业生产还是居民消费水平,都取得了令人瞩目的成就,然而这一切的发展却给自然环境带来了十分严重的影响。在解放初期,由于工业水平比较落后,使用的机器设备都十分落后,技术水平也很难达到发达国家的标准,我国的工业生产都属于高能耗的生产模式,大量的生产造成我国自然资源的大量开采和浪费,随后的发展中,技术能力逐渐开始赶上发达国家,但是对自然环境保护的意识仍然没有在人们心中扎根,经济发展还是在原有的模式下进行,无论是工业生产还是农业生产,对环境的影响进一步恶化,自然资源被人为破坏,很多独特的稀有资源都面临枯竭,自然环境开始给人类敲响了警钟,这种无节制的开发和破坏最终将会影响社会发展节奏。因此我国开始倡导可持续发展的战略目标,将经济发展和环境保护相结合,达到共同发展的目的,在保障工农业生产所必须的资源,大力加强对环境污染的治理工作,并积极寻找可替代能源,发展清洁能源,保护人类赖以生存的自然环境,也为社会的长远发展提供保障。
3当前生物工程技术的特点
中国现有的环境污染情况由于历史遗留问题较多,再加上现代化生产和生活的排放,对环境保护的治理工作一直是重点和难点。现代化生物工程的发展为环境保护工作提供了一条崭新的途径,也由于近些年生物工程技术在环境污染治理方面取得了很多成绩使它受到了广泛的关注。生物工程技术通过使用生物制剂将污染物从环境中分解,清除,整个过程不存在二次污染,且处理效果较好,具有十分重要的应用价值,而且从环境系统的角度看,通过生物工程技术引入的生物制剂,对环境的影响也小,通过对整个生态环境失衡的调平,达到环境保护的效果,因此其环保功效显而易见。生物工程技术的灵活度高,能够根据不同污染物的特点,结合基因工程的先进技术有针对性的开展治理工作,并且从实践上现实了可持续发展的环境保护概念,逐渐在环境保护和污染物治理领域表现出卓越的优势,受到环境保护领域工作的高度关注。
4生物工程技术在环境保护领域的应用
可以看出生物工程技术具有诸多优点,使得生物工程技术在环保领域受到广泛的欢迎,其主要的污染治理成绩表现在以下几个方面:
(1)工业和生活废水的整治。
水是人类的生命之源,一直以来都是人类无法替代的宝贵自然资源,然而由于生产和生活污水的污染,使得人类赖以生存的水源都出现了不同程度的污染,这个问题迫在眉睫,因为如果缺少了干净的水资源,人类将无法从事正常的生活和生产活动,更严重的会影响到人类的生存。对污水的治理问题一直都是环境保护的重点问题,然而其他物理置换或者多层过滤等方法,无法彻底清除污水中的有害物质,还容易造成水体的二次污染,随着清洁的水资源越来越少,环境保护领域向生物工程技术投入了研究,并获得了良好的效果,通过使用生物工程的相关技术,利用生物制剂将污水中的污染物分解代谢成为对人体和自然环境没有威胁的清洁水,可以在不引入二次污染的同时达到较好的净水效果。废水问题是困扰现在人们的重点问题,如果有效处理废水呢？利用现代生物技术可以达到有效成果。根据现代化城市对污水排放要求的提高,生物工程领域也发展了新型技术已达到排放标准,并推动污水处理产业的发展。
(2)空气的净化。
实际上利用生物工程将空气净化的方法已经早已应用,现在已经成为比较成熟的技术在空气净化领域广泛使用,由于这种方法对资金要求低,环保性能高,净化效果好,在未来也存在着巨大的市场潜力。
(3)对固体垃圾的处理。
固体垃圾也是环境污染的一种难以处理的问题,原有的方法通过掩埋等处理时间长,或者对环境造成二次污染,因此迫切需要寻找新的方法,生物工程技术的应用解决了这些问题,可以通过生物分解代谢,有效将固体垃圾进行处理,还能够反复使用,减少垃圾处理的成本,其处理后的垃圾变废为宝,能够作为农业生产中的绿色肥料,使整个环境污染的处理过程循环成为一个环保过程,产生一定的经济收益,是现如今最优的污染处理方法。
(4)利用生物技术维护环境。
将生物工程技术延伸到对环境的维护领域也是一项重要的应用,可以利用生物工程技术整治各种污染物的方法将自然环境净化,在现有基础上提升自然环境质量,在治理污染的同时防止污染的发生,从根本上解决环境污染的问题。
5结论
通过上述内容的分析,可以看出生物技术在环境污染整治和维护的领域能够发挥重要的作用,可以将环境保护技术从现有的防御转为提前维护,保证自然环境与人类发展的和谐统一,避免因人类社会的发展需求对环境造成的恶劣影响。加强对生物工程的研发力度,促进相关污染处理技术的发展,能够为人类的可持续发展提供更强大的保护。
参考文献
[1]郭艳霞.论生物技术在环境保护中的应用.科技与创新,2015,21.
[2]刘彪.探究生物技术在环境保护中的应用及前景.房地产导刊,2015,9.
[3]杨宇蒿,王碧文.现代生物技术在环境保护中的应用研究进展之我见.经贸实践,2015,4.
