时间：2023-05-30 09:05:55
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篇现代生物技术，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。
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。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：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Jk80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一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“厌氧一好氧一生物滤池”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。
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。②生物一铁法，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生物一活性炭法，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。
3、生物修复技术
生物修复技术是利用生物，特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为C02和H20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。
4、微生物水处理剂
关键词：现代中药；研究；生物技术
中药是在中医药理论指导下用于治疗疾病的基础药物，是我国传统药学的经典，其中包含中药材、中药饮片以及中成药。同时在医疗保障的中，中药也有非常大的作用，中药制剂的作用较为平缓，尤其是慢性疾病，其疗效更加显著，针对于老年患者来说，采用中药治疗的效果会更理想，但与在现代医学相比，中医药仅扮演配角，竞争力明显低于西方医学。中国是中医药的发源地，中药研究技术却落后于日、韩等国。据统计，日本一家中药企业用中国"六神丸"配方、购买中国道地药材制成"救心丹"后返销我国，2003年在我国的销售额达1亿美元。韩国从中国东北购买的人参，加工成"高丽参"，价格比我国人参高出10倍左右。"洋中药"疗效稳定，质量可控，特别是在有效成分提纯、明确物质基础方面技术水平领先我国。我国中药还未摆脱传统用药方式，绝大多数中成药在安全性及有效性方面没有完整的依据，并且从原材料到生产，缺少相应的检验标准，导致重要和国际用药质量标准出现偏差。纵使我国的中药资源较为丰富，同时中药的使用历史较为长远，但是也在国际医药竞争中落后与其他国家，要想彻底改变我国中药使用的局面，就必须要挣得传统药物的一席之地，并且要制定标准的、规范的制度，彻底的解决掉缺乏科学性的弊端，而唯有利用现代生物技术改造中药，才能加快中药现代化进程。常见的生物技术有下列几种。
1色谱技术
提取分离中药有效成分难是导致中成药疗、质量差的主要原因，而应用色谱技术就可完全避免这一弊端，其中色谱主要是利用物质在流动相与固定相中的分配系数差异而分离样品。而样品中又将各组进行多次分配，分配系数大的组分迁移速度慢；反之则速度快。
随着高效液相色谱法的应用，弥补了气相色谱法（GC）不能直接用于分析、难挥发、不稳定及高分子样品的弱点，扩大了色谱法的应用范围。
毛细管电泳法（CE）快速发展，分离效果远大于经典的色谱法。CE易于选择各种分离性的添加剂，能较好地弥补HPLC效率低、扩散系数小等不足。
2分子免疫技术
疾病发生时异常基因功能的实现最终还依赖于蛋白质表达，而蛋白质也是可以保障中医药预防以及治疗效果的，通过对相关蛋白质的控制，进而发挥出中药的作用，所以说患者蛋白质水平的变化，是中药研究的关键部位，临床中分子免疫技术检测的原理是根据已经了解的抗体、抗原，在对蛋白质中的抗体、抗原进行检测，可以有效的鉴定中药的真假，保障患者的用药安全，其特异性强。
3 DNA遗传标记、基因芯片技术
DNA作为是生物群体细胞中的遗传物质，其稳定性较高，是代表了该类种群的相关特征，并对其进行标记，进而制定出相应的诊断标准以及DNA指纹图谱，为鉴别不同类别中药提供了方便快捷的方法。
基因芯片就是在芯片上按照特定的排列方式，固定上大量的探针，形成一种DNA微短阵，将样品DNA/RNA通过PCR/RT-PCR扩增，体外转录等技术掺入标记分子后，与位于芯片上探针杂交，通过同位素法、化学发光法、化学荧光法或酶标法显示，利用计算机进行综合分析，获得样品中大量基因序列及表达的信息。
4转基因技术
国外获得成功的转基因药用植物有8种，其中转基因的烟草就可产生出溶酶体酶以及多种疾病抗体，而转基的因玉米则会产生霍乱疫苗、单克隆抗体等。由于药用植物的基因工程发展较晚，因此其案例不是很多，但是也有一些较为特殊的成功，其中农杆菌介导的基因转移、种质系统的基因转移和外源基因直接导入法。以Arntzen研究小组为代表的多个研究组相继在烟草、马铃薯、苜蓿等植物中成功表达了乙肝病毒表面抗原、大肠杆菌毒素B亚基、霍乱毒素B亚基、诺瓦克病毒衣壳蛋白等。转基因技术广泛地用于优化种质，保护和繁殖珍稀濒危动、植物品种，保证中药资源的可持续发展。提高表达效率，大规模生产仍是目前研究的难点。
5植物细胞工程
实施药用植物的细胞工程，可以利用生物反应器对植物细胞组织大规模培养，通过一系列的操作以及细胞调控，来提高中药中有效成分的含量，并且对其进行标准化，可提供与天然中药相同的药效，进行治疗。其次，还可运用植物细胞工程技术分离和提取中药有效成分，解决相应的质量问题、用药安全等，使中药的质量逐步的提高，保障临床的用药安全。植物细胞工程有助于实现中药生产标准化，实现濒危珍稀中药材和具有较高临床价值的现代中产品的二次开发。
6发酵工程
中药发酵研究始于20世纪80年代，人工细胞快速增殖技术以及次生代谢产物逐渐兴起，为人工资源的生产提供相应的技术平台。例如水蛭素与人体的血小板不会发生反应，因此在治疗血小板相关疾病方面有其无法替代的效果。国内用真菌三孢布拉霉生产β-胡萝卜素的产量达2.0 g・L-1，国外已达到（3～3.5）g・L-1。粘红酵母、布拉克须霉、丛霉等真菌也具有生产β-胡萝卜素的能力。除真菌外，如球型红杆菌、瑞士乳杆菌等某些细菌也具有发酵生产类胡萝卜素的能力。VC的微生物发酵法早已取得重要突破，利用"大小菌落"菌株混合培养生产VC的工艺已经成熟，进入产业化。
上述技术都是从分子水平阐述中药的现代研究技术，保护中药的种质资源与基因资源，研发中药新药以及中药材的鉴定技术等，也可应用蛋白质重组等高通量技术研究其作用的分子机制，从蛋白质图谱的变化中寻找中药靶点和途径，以利于新药研发和中药的二次开发。
参考文献：
生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域，在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中发挥着极大的作用。
【关键词】 生物技术；中药现代化；应用；综述
Abstract：Biotechnology has entered all fields of TCD research and development， exerting great function in research and production of highquality natural medicinal raw materials and sustainable utilization of Chinese herbs resource.
Key words：biotechnology; TCD modernization; application; review
中医药学是我国在自然科学领域最有特色的学科之一，中药现代化就是将传统中医药的优势和特色与现代科学技术相结合，把中药推向国际化。生物技术作为一种综合了生命科学与多种现代科学理论与研究手段的高技术，在21世纪将对生命科学的各个领域产生十分深远的影响。
1 生物技术在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中的应用
生产具有国际竞争力的现代中药，其前提是有高质量的中药原料。现代中药必须严格保证所用的药材原料无污染，农药残留和重金属含量在十分安全的范围内，药效物质基础的含量稳定、可靠并有严格的质量标准。我国中药资源达1.2万余种，这些中药材中部分涉及到珍稀濒危物种，因此对珍稀濒危中药材的挽救、保护与合理利用迫在眉睫。迁移珍稀濒危动、植物至饲养地和植物园是保存物种的重要方法，建立相应的基因库用于保存动植物的基因，考察物种的变异具有重要意义。
就中药材栽培而言，GAP的实施已成为业内共识。基因技术在这方面正在逐渐发挥重要作用，如中药材优良品种选育、道地性药材遗传特征分析、抗性基因的转基因药用植物等。
应用RAPD技术对南北苍术间的差异进行了分析，认为苍术的道地性是在遗传和生态两因素长期复杂作用下形成的遗传和化学成分有稳定差异的居群［1］；李萍等将5srRNA基因间区序列的变异用于对金银花药材道地性的分析［2］。有报道用转基因植物可生产外源基因编码的产物（如a栝蒌素、干扰素等），随着表达效率的提高和受体植物范围的不断扩大，将有可能在传统中药材中加入有用的新遗传特性，增加植物的抗病能力等，这将为中药材的绿色栽培奠定良好的基础［3］。
2 细胞工程技术为中药人工资源的开发提供了有效途径
作为中药和天然药物发挥药效活性的物质基础，天然活性成分往往含量很低，而天然野生资源随着药物的开发利用储存量不断下降，其原料来源能否满足批量化生产的需求，是所有天然创新药物开发所面临的重大难题，也是高水平中药能否广泛应用并走向世界的瓶颈。因此，针对特定有效成分或组分生产的中药人工资源开发生产技术引起了研究者的极大关注。为合理利用其资源，可利用生物技术的方法和手段进行一些珍稀濒危品种的快速繁殖，研究其在自然或人工控制条件下个体更新的速率及规律等，如石斛试管苗的快速繁殖。
发酵工程利用生物细胞在人工条件下的快速增殖与次生代谢产物的产生，为人工资源的生产提供了技术平台。目前，以冬虫夏草菌发酵生产的菌丝体及产物已形成产业化规模，并有相应的下游产品畅销。
以微生物、植物、动物细胞为反应器，进行天然活性物质的生产和加工，也已引起研究者的极大兴趣，以此推动的天然产物的生物转化和生物合成研究与开发，在国内中药研究和开发中的作用正为更多的研究和生产部门所重视。许建峰［4］等利用高山红景天培养细胞生物转化外源酪醇生产红景天苷。紫杉醇作为一种作用机理独特的天然抗癌药物，自发现以来受到了人们的广泛重视，但其在植物红豆杉中的含量极低，而红豆杉生长缓慢，资源匮乏，因此严重限制了紫杉醇的进一步开发应用。为此，近年来各国科学家在寻找及扩大紫杉醇的药源途径上进行了大量的工作。甘烦远等对紫杉醇的研究进行了综述，通过两篇综述所反映出的研究内容可以看出为解决紫杉醇的资源问题。全世界的科学家分别从筛选高产红豆杉栽培品种、微生物生物合成、化学合成、生物合成途径探索、生物合成关键酶的发现及其基因表达等多途径进行资源研究，而这些研究中生物合成与生物转化技术起着极为重要的作用。
3 酶工程是中药活性成分生产追求的最佳技术手段之一
就疗效确切的单一天然活性成分而言，能够通过工业化生产获得天然结构复杂的单一产物是人们追求的目标，但天然化合物结构复杂，常有多个不对称碳原子，合成难度较大或合成条件苛刻；而酶工程为这类成分的获得提供了新的途径。如金东史等利用酶转化方法将人参中的主要皂苷成分转化成含量只有十万分之几的人参皂苷Rh2，并达到了月产30kg的生产规模［5］。
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4 生物技术为提高中药品质评价水平提供了新的实验方法
中药材是中药研究开发的基础，基础的质量标准无法控制，以后的研究和开发均属无本之木，其质量标准的制定也就失去了意义。中药材的质量控制主要应包括两个方面的内容，一是品种的控制，主要是解决真伪的问题。其二中药材的有效物质是次生代谢产物，其积累主要与其合成关键酶的表达及表达量等有关。因此建立合理中药材的生产和质量评价体系将对中药现代化尤为重要。
基因分子标记技术在中药品质评价中的应用，使中药材鉴定的方法从传统的形态表征分析推进到对生物遗传物质的分析。在中药的分子鉴别研究中目前主要有以下一些方面：（1）基于PCR方法的DNA分子标记技术，如RAPD、AFLP等；（2）基于分子杂交的DNA分子标记技术，如RFLP；（3）基于DNA序列分析的分子标记技术，如DNA直接测序法、PCRRFLP法［6］。利用这些基因鉴别方法对了解和分析药用动（植）物的遗传特性、基因与药材产地、化合物积累的相关性等均具有重要意义。
5 生物技术为中药和天然药物新药研究与开发提供了新的工具和途径
中药新药的研发是中药现代化和国际化的关键，要研制符合国际标准规范的现代中药，应用现代先进的科学技术势在必行。
5.1 生物芯片为中药新药分子水平的机理研究提供依据：中药鉴定基因芯片，可以对中药材的产地、质量进行鉴定；可以搞清楚中药作用的分子机理，筛选出中药有效成分。
5.2 生物转化及生物组合化学为以天然活性成分为先导化合物发现新药提供了新的思路与方法：生物转化技术可以弥补化学合成的不足，1997年Khmelnitsky利用盐活化生物催化剂脂酶，成功地在有机相中进行了紫杉醇系列衍生物的生物合成。由此可见，生物转化技术在以天然活性成分为基础的创新药物研究与开发中具有重要的意义。
5.3 生物技术为天然微量活性成分的生产提供了新的技术平台：中药中微量高效成分的研制开发一直是困扰医药产业界的核心问题，利用定向生物转化技术可将天然药物中的高含量成分转化成微量高活性成分，因此大大提高微量成分的含量，使其达到产业化的要求。如研究发现多种微生物能定向地将含量较高的喜树碱转化为10羟基喜树碱。丁家宜等利用人参毛状根成功地实现了对羟基苯醌生物合成天然熊果苷。
5.4 物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰：天然活性成分的研发中还有一个难以解决的问题，即天然活性成分常常体内外药效学活性差异较大，其中一个重要因素是其在体内吸收不好，导致生物利用度太低。利用生物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰，对提高这类成分的生物利用度，进而实现产业开发具有重要意义。
综上所述，生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域，虽然大多数研究尚处于起步阶段，但其影响正在不断扩大，所显示出的潜在社会价值和经济效益也日益得到重视，生物技术将深入到中药新药研制的各个环节。正确利用现代生物技术合理地解决中医药现代科学研究和产业开发中的重要问题，必将有力地推动我国的中医药现代化和国际化进程，为加入WTO后的中国民族产业的国际竞争注入活力。
【参考文献】
［1］郭兰萍，黄璐琦，王敏等.南北苍术的RAPD分析及其划分的初步探讨［J］.中国中药杂志，2001，32（9），32（9）：834837.
［2］李萍，蔡朝辉，邢俊波.srRNA基因间区序列第变异用于对金银花药材道地性研究初探［J］.中草药，2001，32（9）：834837.
［3］Kuehne，A.R.，Sugii，N.Transformation of dendrobium orchidusing particle bombardment of protocorms［J］.Plant Cell Reports，1992，11（8）：484488.
［4］许建峰，苏志国，冯朴荪.利用高山红景天培养细胞生物转化外源酪醇生产红景天苷的研究［J］.植物学报，1998，40（12）：11291135.
【关键词】现代生物；技术；社会经济；发展；影响
现代生物技术是从生命科学的角度出发对生物体进行研究和分析的。现代生物技术能够给人类生活提供更多新型的服务，并且因其具有高附加值以及低能耗和低公害的特点，能够对社会经济发展起到积极的促进性作用。尤其是面对现代化人类生活的危机环境，现代生物技术对动物、农业、工业以及其他产业都能够起到积极的促进性作用。
1现代生物技术对动物类的影响
现代生物技术能够对动物生长以及代谢进行有效的调控，并且对动物的生产现状进行全面的改良。20世纪末转基因小白鼠产生为人们提供了较大的启示和影响，通过这样的技术能够使动物的生长时间缩短，生长速度加快，并且还能对肉类以及产奶类动物进行基因改变，使食品的质量得到提升。例如使用原核生物进行牛生长激素的提取和制作，然后用在奶牛的生长，这样就可以让奶牛的产奶量得到提升。此外动物育种中广泛应用的生物技术主要有转基因技术、动物克隆技术、DNA重组技术以及胚胎工程技术等等。运用现代生物技术进行分子育种可以有效的改善传统育种方式的培育周期长等问题，大大的加快了育种的进展，提高了育种的质量。在畜禽疾病诊断方面，随着生物技术发展而产生的限制酶分析法、免疫印迹法、核酸探针法以及聚合酶链反应法等多种分子生物学的诊断方法都是畜禽疾病有效的诊断方法。
2现代生物技术对农业生产的影响
我国的经济发展过程中，农业经济发挥了非常关键性的作用。为了使农业科学技术有更好的发挥，提升农业粮食的产量，需要生物技术发挥出以下作用，解决粮食问题。首先，现代生物科学技术能够培育出更多的抗逆作物，提升农业作物的优良品种。现代生物技术中的转基因技术主要是对植物的基因进行转移培育，培育出一些抗寒和抗旱以及抗击盐类的生物品种，尤其是在大豆、玉米方面。此技术在20世纪末就进行了实验，我国还将转基因的蛋白注入到棉花当中，培育出了抗击虫害的棉花，其中杀虫率达到80%以上。其次，现代生物科学技术还能够使用组织培养技术，在较短的时间内进行大量试管苗的培育，然后在工厂进行加工生产，大约在很小的温室当中就能够繁殖出更多株小苗，这一项技术的价值非常大。自然条件下繁殖出来的植物能够在非常短的时间进行更多的繁殖，减少病毒感染的可能性，此项生物技术可以在蔬菜、果树以及花卉当中进行使用，还能够实现生物技术的商品化发展。我国在此技术的使用下已经建立起了植物试管的生产线，在葡萄、香蕉、花卉等等方面已经做出了一定的成绩。再次，现代生物技术还能够对农业粮食的品质进行改善。将菜豆当中的蛋白放在向日葵当中，能够让向日葵的种子含有菜豆的蛋白。这一项技术就是能够在多种食品中加以运用，例如，可以让番茄延迟成熟的时间，避免出现变软的现象，这样可以减少在运输过程中所出现的破损现象，这项研究能够让多种食品的营养物质变高。最后，现代生物技术能够减少农业生产中的化肥使用量。农业种植会使用很多的化肥，农药，化肥使用会让土地出现板结的现象，降低肥力，化肥生产还能够对环境造成一定的污染。因此，现代生物技术将固氮细菌放在转基因的农作物当中，这些生物对固氮的行为，减少化肥的使用量，增加农作物的产量。
3现代生物技术对工业经济发展的影响
工业生物技术就是将微生物或者是酶作为催化剂进行物质转化的一种工作行为，能够更大规模的对人类生产生活所需要的化学品、能源以及材料进行生产，以此解决当前的一些能源性危机问题，这也是解决环境危机的一种有效手段，是医药生物的重要支撑，能够为农业科学技术提供更多的加工手段。工业生物技术在生物产品的加工方面，化学以及能源材料的应用方面都能够发挥作用;在当今全球资源紧张的今天，这项技术将是解决依赖进口的一种途径。工业生物技术还需要国家的支持，尤其是对能源以及化学品行业，工业生物技术可以有多个方面的应用，成为精细化工业制品的一种催化剂，能够促进营养品以及保健化妆品还有功能性化学产品的生产。例如，聚乳酸还有胰岛素等等这些都是生物技术，极大的推动了医学的进步。微生物基因学也是有效推动工业技术发展的一项重要性举措，在未来的发展过程中，微生物基因学还会发挥出较为关键性的作用，微生物的潜力较为巨大，精妙地和现代工业结合在一起，能够给人类发展提供更多的发展机遇［1］。
4结语
现代生物技术能够解决多个领域和多个方面的问题，在动物、农业、工业以及其他方面都产生了积极的影响和作用。在未来的研究方向上还需要对现代生物技术进行多方面、深层次的分析和研究，让现代生物技术的作用得以最大程度的显现出来，促进经济的全面发展，让我国经济在腾飞的基础上走向更加广阔的空间。
参考文献:
［1］白晓亮，王晓娇，张淑梅等．现代生物技术在环境保护中的应用［J］．房地产导刊，2015，22(19):310．
[关键词]环境；生物技术；应用
中图分类号：S188 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0356-01
前言：当前，许多传统的环保工艺处理技术已不能适应现在环保工作的需求，迫切需要一种新的环保治理方式。而现代生物技术以其众多的优点，正越来越多地被应用到了环境保护处理过程当中，其在废水、废气、固体废弃物等环境污染处理、环境监测与评价等方面具有非常显著的效果。
一、现代生物技术概述
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。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，经常是一步到位，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。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，与经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。
二、生物技术在环境保护中的重要应用
1、生物技术在水处理中的应用
生物技术在改善水体质量，治理水源污染方面有很重要的作用。首先，在水体质量改善方面，生物技术应用最为广泛。污水中含有许多的有毒物质，成分十分复杂，其中包括重金属、有机磷、酚类、氰化物、有机酸、醛及蛋白质等等。利用微生物自身的新陈代谢等生命活动，能够将水体中的部分有毒有害物质很好的去除，从而使得水体中的有害物质转化为无毒物质，使水体得到净化。固定化酶技术就是应用最为广泛的一种污水处理技术，主要是通过武力吸附法或者化学键合法使水溶性酶和固态不溶性载体相结合，从而将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，从而有效的对污水中的有机污染物进行处理。除此之外，生物膜处理法、活性污泥法、稳定塘法、人工湿地处理系统工程以及土地处理系统法等都是常见的水污染控制与治理的生物技术。
2、空气的生物净化
应用生物技术来处理废气和净化空气是控制大气污染的一项新技术，代表了大气处理净化处理技术的未来发展方向。废气的生物处理是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点，把废气中的有害物质转化成无害的物质。微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性，并可将其作为代谢底物降解、转化。同常规的有机废气处理技术相比，生物技术具有效果好、投资及运行费用低、安全性好、无二次污染、易于管理等优点，尤其在处理低浓度（小于3mgPL）、生物降解性好的有机废气时更显其优越性。
生物洗涤法分洗涤式活性污泥脱臭法和曝气式活性污泥脱臭法两种工艺。洗涤式活性污泥脱臭法的主要原理是将恶臭物质和含悬浮泥浆的混合液充分接触，使之在吸收器内从臭气中去除掉，洗涤液再送到反应器中，通过悬浮生长的微生物的代谢活动降解溶解的恶臭物质。这种方法可以处理大气量的臭气， 同时操作条件易于控制，占地面积较小，压力损失也较小， 实际中有较大的适用范围。这种方法设备费用大、操作复杂而且需投加营养物质，因而其应用受到了一定限制。曝气式活性污泥脱臭法是将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质，现已应用于粪便处理场和污水处理场的恶臭气处理。
3、固体废物生物处理技术
3.1 微生物转化污泥堆肥系统
这一技术是将有机固体废物和能够将其有效分解的微生物群以一定比例共同堆积在一起，在适宜条件下，经过一段时间的堆腐，微生物自我繁殖并将有机物分解，达到固体有机废物净化的目的。且整个过程对环境污染极小，分解过程稳定。
3.2 微生物氧消化
微生物厌氧消化是通过控制微生物处于缺氧的生存环境，将环境内的有机废物分解成CO2和CH4的净化方法。该种有机物处理方法具有能源消耗低、剩余产物少和可回收再利用的优点，已成为未来有机废物净化处理的研究方向。现阶段国内外在该技术上的研究还处于探索阶段，实际操作过程中具有工艺、技术和设备等一系列的问题有待解决。因此，为了提高生物能源的利用效率，提高固体有机废物的处理效率，相关研究人员还应努力钻研，将这一技术更好的发展。
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。
5、污染土壤的生物修复
生物修复技术是80年代以来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术，其主要利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到清除环境污染的目的。实践结果表明生物修复技术是可行的、有效的和优越的，此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。生物修复是采用诸如提高通气效率、补充营养，投加优良菌种、改善环境条件等办法来提高微生物的代谢作用和降解活性水平，以促进对污染物的降解速度，从而达到治理污染环境的目的。
三、结语
综上，实际工作中应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，通过广泛应用现代生物技术、适当减少动力能源消耗、提高现代生物技术的整体水平，通过生物高技术的发展带动整个环保科技的发展，解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题。
参考文献
【关健词】生物技术；养猪现
现代生物技术中以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表在最近这一两年发展非常快速，不但对人们的生产和生活方式有着不小的影响，还在多个行业得到广泛应用，比如工业、农牧业、医药、环保等行业都带来了非常大的经济效益和社会效益。
1、利用现代生物技术开发饲料
1.1酶制剂的生产与利用
酶制剂是一种通过动植物和微生物中提取的一种具有酶活性的生物物质，一般情况下和一些载体混合制作成粉末药剂。饲养用的酶制剂可以直接的进行分解，然后给机体进行营养物质；刺激内源性消化酶的分泌，将药剂中的营养在机体内进行释放；将饲料中的多糖和可溶性淀粉进行破坏，有效的控制和降低肠道内容物的粘度，从而达到吸收养分的效果，最后促进动物的快速生长。饲用酶制剂不但可以有效的消除饲料中的一些物质的有害作用，还能促进饲料养分的消化和吸收，同时还能加快动物的生长速度，还能保证动物的健康，动物的粪便中的氮、磷也得到了有效的减少，保护了生态环境。应用饲用酶制剂是现代化养猪业中经济效益与生态效益兼顾的重要措施。
1.2运用生物技术处理饲料中有毒有害物质
饲料中含有养分的同时还含有抗营养因子、毒素以及一些影响动物新陈代谢的有害物质，而在消除这些有害成分方面生物技术起得不可替代的作用。在处理和消除抗营养因子、毒素以及一些影响动物新陈代谢的有害物质的过程中生物技术具有处理速度快、没有有害物质残留、几乎不影响原有的营养成分等优点。
1.3新型饲料蛋白质的生产
在饲料的的类型中蛋白质饲料的严重短缺以引起了全世界的关注，而要解决这一问题最为快速的方式就是通过微生物发酵产生单细胞蛋白（SCP）。SCP的意思是指通过利用各种基质大面积的培养细菌、酵母菌和霉菌。现代饲料工厂和食品工厂里面蛋白的来源基本上都是通过微藻、光合细菌等获得微生物蛋白。SCP的营养成分极为丰富，蛋白质的含量可以高达80%，含有氨基酸的成分较为齐全和平衡，并且还含有很多种的维生素，在消化利用率上也非常高通常情况下高达80%。SCP还有一个非常大的优点就是原料广，产生的微生物繁殖快，成本低，效益高。
2、生物技术在猪病防治、诊断中的应用
我国的养猪业面临最大的威胁就是各种猪病不断出现，不少的猪病带有传染性质，而有没有得到很好的控制和预防，很早以前一般在5-10年才会出现一种新的传染病，而目前传染病出现的频率也越来越快，甚至1-2年就出现一种新的传染病。随着经济的发展，传染病的爆发率越来越高，最为典型的就要数蓝耳病了，从发现到传染到全国仅仅只花看几个月时间，而这也在畜牧兽医界引起了极大的恐慌。目前，发生了猪病主要都是混合感染导致的，蓝耳病、圆环病毒为主的传染病曾经都给养猪业造成极大的损失。通过临床症状和病理学变化对猪病作出初步诊断是有一定难度的，确诊一般都要采用生物技术方法才能实现。在猪病的防治中多数采用接种疫苗的方式来提高猪的抗病能力，还能使用干扰素；在诊断方面可以用表达纯化的抗原替代全病毒，猪的敏感性、特异性得到很大提高。在猪病的诊断中最常用的生物技术有：蛋白的克隆表达与纯化技术、血清学试验（凝集试验、沉淀试验、免疫标记技术）、免疫胶体金试纸条、聚合酶链式反应、原位杂交试验、全基因测序技术及其它技术。
3、生物技术在环保养猪中的应用
在长期饲养猪的过程中，必不可少的措施就是给猪以及猪圈消毒，提高猪的免疫能力。现在最为火热的是“零污染、零排放”的环保养猪技术，并且得到了养殖户的大力推崇，这种技术将传统的养殖业开始向低投入、低污染、高回报的现代养殖业进行了转变。现代养殖技术就是利用发酵床原理，这一原理就是利用生物资源然后采集土壤中的有益微生物，培养出富有活力的微生物母种――土著菌。提取出土著菌后，按照一定的比例把土著菌和一些木屑以及辅材料进行结合发酵制成猪圈的有机垫料。生猪有一个喜欢拱翻物件的习性，利用这一习性让猪粪、尿和垫料进行充分混合，然后利用土壤微生物菌落的作用让猪粪中的有机物得到充分的分解，很大程度上也可以消除臭味，同时还能繁殖出大量微生物，还可以产生生猪能使用的无机物和菌体蛋白质，将猪舍变成一个可循环的饲料工厂，最好还让猪舍达到无臭、无味、无害化的目的。这也是一种无污染、物排放、无臭美的新型环保养猪技术，并且成本低、效益高、耗费少，操作简单。
【参考文献】
关键词 现代生物技术 生态环境 环境保护
1 我国生态环境现状
目前我国由于工业“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8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难；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2 500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。
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。
（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） 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）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 现代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。转贴于
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(如：根瘤菌)中，使两者同时发挥各自的作用，将塑料和农膜迅速降解。同时，还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。
有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯，这些聚酯是微生物内源性贮藏物质，可以用发酵方法进行生产，由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量，人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造，此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(PHAs)，研究人员正设法构建出自溶性PHAs生产菌种，即将PHAs重组菌进行发酵，在积累大量的PHAs后，加入信号物质，使裂解蛋白产生，细胞壁破坏，PHAs析出，以简化胞内产物PHAs的提取过程，降低提取成本。
3.4 化学农药污染的消除
一般情况下，使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中，特别是氯代烃类农药是最难分解的，经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法，而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物，有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2和H2O，这种降解途径彻底，一般不会带来副作用；有的是通过共代谢作用，将农药转化为可代谢的中间产物，从而从环境中消除残留农药，这种途径的降解结果比较复杂，有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应，就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造，改变其生化反应途径，以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染，最好全面推广生物农药。
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。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究，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
1 孔繁翔. 环境生物学[M]. 北京:高等教育出版社，2000
2 陈坚.
【关键词】现代微生物技术 教学内容 教学方法 考核方式
现代微生物技术是食品工程、生物工程、环境工程等专业必修的专业课，实验教学是培养研究生素质和科研能力的重要环节之一， 在当前多学科交叉融合的新形势下，注重研究生素质培养，提高他们的科研能力显得尤为重要[1]。近年来，随着研究生教育体制的改革，开设微生物学相关专业的院校不断增加[2]，又因为研究生招生规模的不断扩大，研究生的生源结构发生了很大变化，研究生的科研能力参差不齐。有不少新生没有经过科研的系统训练，科研实践经验少，科研意识模糊。针对这些现状，在研究生正式进入科研状态前，现代微生物技术实验的开设，有助于研究生强化科研意识，提升科研素质，快速进入科学研究状态。
1 硕士生的科研素质现状
对于食品类专业的硕士新生们，虽然他们在本科期间都学习过微生物学实验，但普遍存在以下问题：一是本科期间的微生物学实验重点在基础操作技能的训练和知识点的学习。学生很难将这些独立的实验在科研中系统运用起来；二是本科阶段专业人数多，许多专业人数往往超过60人，在实验教学的课程中多采取分组方式实验，每组少则4-5人，多则10人，导致学生的独立训练机会少，多数学生在实验过程中处于观摩状态。基于以上原因，许多学生进入研究生阶段后，对如何进行科研十分不明确，意识非常模糊，操作技能上也感到无法得心应手，进而产生新生阶段的迷茫。
2 教学探索
2.1 明确教学目的，调整教学内容
现代微生物技术理论教学与实验课教学区别较大，实验课教学的特点是以学生动手为主，要求充分发挥学生的主观能动性[3]。面对研究生的人才培养目标要求，在总结传统教学工作的基础上，从培养综合型人才的目标出发，我们将教学内容进行重新调整。具体做法是：（1）对相互间既有联系又重复的章节，进行重新编排，合并讲解，既更加清晰又节约时间。（2）与实验课密切相关的内容，在实验课的教学中结合实验过程进行讲解，既丰富了实验课内容，又减轻了理论课的压力。上述措施可以将原来的教学内容有效压缩，就可以充分利用时间将理论课程讲解的更为透彻、细致，完成微生物学教学任务。
2.2 改进教学方法
教学的主要任务是“授之以鱼不如授之以渔”，即教师应将教学重点放在学生能力的培养上[4-6]。在教学方法上应将素质教育、知识传授和能力培养融为一体，充分体现现代教育思想。在现代微生物技术教学中，单纯采用传统的教学方法，将大量的微生物新技术、专业名词等硬“灌输”给学生，可能会使他们产生厌倦情绪，既不利于知识的获取，又不利于能力的培养。因此，在教学过程中，教师应当引导学生探究现代微生物新技术的产生过程，让学生了解这些新技术是如何有效应用的，当学生了解了知识的“背景”后，就可以用这种方法去获取更多的知识，为日后的学习打下坚实的基础。
2.3 科学的开设方式
由于本课程的实验内容是现代微生物技术，所涉及的主要实验对象是微生物，其生长和代谢是有时效性和连续性的，若按现有每周安排1-2次实验课，每次2-3学时的方式进行，势必无法让学生很好地实时监测其变化过程，也无法让学生体会科研的过程。研究生课程应打破本科实验的分段教学模式，采用连续开课方式，即将整个课程的时间按实验需要连贯在一起，也可将几个实验穿插在一起进行，这样既可以在有限的学时内完成综合实验，又可以使学生能连贯地将实验完成，充分体验科研的整个过程。采用这种方式进行，学生完成课程后就像经历了一次研究过程。考虑到所需时间的连续性，可将课程安排在学生其他课程的学习已基本结束，即将进入实验室之前进行，或在研究生无其它课程的阶段进行。
2.4 切实有效的考核方式
合理的成绩评价有利于学生平时更认真学习，牢固掌握实验操作，从而巩固和提高学生动手的能力[7，8]。考核不应仅仅停留在考核学生对教学内容的记忆和理解水平上，而应将重点放在知识的运用上。理论课程考核在期末考核时将试题分为固定答案型和非固定答案型（应用型）两大类。如在应用型考题中，给定某工业现象、生活现象，或列出所需的材料、仪器或设备，要求学生根据所学知识分析问题产生的原因，提出解决办法，目的是检查学生对所学知识的应用能力。
对实验课程的考核上，除了对操作技能的考核，还应对实验总结报告规范化，以该学科某权威期刊格式为规范，按照摘要，关键词，引言，实验材料，实验方法，结论及讨论、参考文献等分项展开，在撰写论文的过程中学生通过查阅大量微生物文献，包括一部分英文文献，拓宽视野，培养学生文献检索和文献阅读的能力，掌握科研论文撰写规范。
参考文献：
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[4] 姜明，马怀良，弥春霞，吴丹，邓代千.微生物学课程教学改革与探索[J].安徽农业科学，2011，39（33）：20835-20836.
[5] 邓百万，陈文强.基于能力培养的微生物实验教学手段与方法的改革研究[J].2011，28（2）：7-10.
[6] 朱丹.关于如何提高微生物实验课的教学质量的看法[J].科技信息（科学教研），2008（17）：552.
【关键词】生物技术;中药现代化;应用
中药是祖国医学防病治病的物质基础,是我国传统药学宝库,包含中药材、药材饮片及中成药。中药在医疗保健中发挥着越来越大的作用,对进入高龄化社会的21世纪来说,中药制剂作用缓和、对慢性疾病疗效显著,标本兼治,适于老年患者,具有广阔的发展空间[1]。中医药是几千年来中华民族赖以生存、繁衍的医学瑰宝,但我国作为中药资源大国,却不是中药产业大国。在现代主流医学中,中医药仅扮演配角,竞争力明显低于国外同行业。据统计,日本一家中药企业用中国的“六神丸”配方和地道中药材制成“救心丹”后返销我国,2003年在我国的销售额达1亿美元。韩国仅“高丽参”一项出口就相当于我国全部中药材出口额的50%,价格比我国人参高出10倍左右。国际市场上中成药的销售额每年约300亿美元,日本占80%,韩国占10%,而我国只占5%左右。专家认为,“洋中药”疗效稳定,质量可控,特别是在有效成分提纯方面科研创新和技术水平高。而我国中药还未摆脱传统用药方式,即使是制成的丹、丸、散、片,也有着标准不一、质量不稳的问题。绝大多数中成药在安全性及有效性方面没有完整的科学数据,从原材料到产品生产缺少可控的质量标准,中药产品与国际药品标准和要求并不接轨。我国中药资源丰富,历史悠久,但这一优势在竞争激烈的国际医药市场上却没有得到充分体现,在出口及基础研究领域落后于日本、韩国、台湾等国家和地区。中药材原料生产与质量标准化,是我国中药现代化的最大“瓶颈”。要改变这种局面,争得世界传统药物市场的一席之地,针对控制标准不科学,生产管理不够规范,药物作用机理和毒理作用不明确以及新药有效成分的筛选缺乏科学性这些弊端,唯有利用现代生物技术改造中药,加快中药现代化进程。
1.中药现代化
中药现代化是以中医药基础理论为指导,用现代科学技术,研究中药的科属种源、成分分析、炮制研究、组方原理、制剂开发、制剂标准、质量控制等一系列工作。现代化中药产品的特点为三效:高效、速效、长效;三小:剂量小、毒性小、副作用小;三便:便于储藏、便于携带、便于服用[2]。
2.中药现代化中的一些生物技术
2.1提取分离中药有效成分难是导致中成药疗效差、质量不可控的主要原因。应用指纹图谱技术的色谱图标示可以改善这一关键技术难题。色谱主要是利用物质在流动相与固定相中的分配系数差异而分离样品。样品中的各组分在两相相对运动时被多次分配,分配系数大的组分迁移速度慢;反之则速度快,因此被分离。
2.2DNA遗传标记、电泳技术DNA作为生物群体细胞中的遗传物质,具有遗传稳定性,代表了该种群的基本遗传特征,对其标记,制定出其正品的标准DNA指纹图谱,为鉴别不同类别中药提供了方便快捷的方法。
2.3分子免疫技术疾病发生时异常基因功能的实现最终还依赖于蛋白质表达,中医药预防和治疗疾病的疗效最终也往往落实到蛋白质,通过对有关蛋白质的调控而发挥作用,因此,观察蛋白质水平的变化是中医药作用机制研究的重要环节。
2.4转基因技术国外获得成功的转基因药用植物有8种,其中转基因烟草可以生产人用溶酶体酶及多种人与动物疾病抗体,转基因玉米生产重组霍乱疫苗、单克隆抗体等。
2.5基因芯片技术基因芯片技术可显示出中药作用的所有靶基因。药物处理后基因表达的改变对研究药物作用机制有一定的提示作用。此技术可以分析单味中药或中药复方用药前后机体的不同组织、器官基因表达的差异,从而发现一组病症相关基因和药物效应基因,作为药物筛选靶标,优化靶点,开发新药。同时可对中药中的各种成分进行平行筛选,比较各种成分作用后机体基因表达的差异,结合体内组织学和生物化学的改变,探索中药的有效成分及存在状况,寻找有效部位和制备单体。
2.6植物细胞工程实施药用植物的细胞工程,可以利用生物反应器对植物细胞组织大规模培养,通过一系列的单元操作和有效的细胞程序调控,提高中药有效成分含量,通过对有效成分含量的标准化,可提供与天然中药材具有相同药理作用的中药原料产品。其次,还可运用植物细胞工程技术分离和提取中药有效成分,解决原料(栽培)质控、安全性和有效性等问题,使中药产品的技术含量高,质量可控, 疗效确切, 易于制备各种现代制剂。植物细胞工程有助于实现中药生产标准化,实现濒危珍稀中药材和具有较高临床价值的现代中药产品的二次开发。
2.7发酵工程中药发酵研究始于20世纪80年代,人工条件下利用细胞的快速增殖与次生代谢产物的产生,为人工资源的生产提供技术平台。
【关键字】生物处理，废水，生物技术
1.引言
1.1环境保护已成为当前国际关系、经贸合作中的一个极为重要的问题，也日益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。
1.2 当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，环境保护的压力将进一步加重，由人类活动所造成的环境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，改善环境质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我国目前亟待解决的重要问题。
1.3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作出积极的贡献。在环境治理中，生物技术因其投资少，处理效率高，运行成本低等优点而得到广泛的应用。
2. 现代生物技术的概况
2.1现代生物技术是应用现代生物科学以及某些工程原理，如酶工程，基因工程，微生物工程等，利用生命体（从微生物到高级动物）及其组成（含器官，组织，细胞，细胞器，基因）来发展新产品或新工艺的一种技术体系。一般认为，生物技术包括基因工程，细胞工程，酶工程和发酵工程四个方面。
2.2生物技术直接关系到与人民生活，卫生，健康密切相关的医药卫生，食品工业，化学工业，农业的发展。可以在粮食危机，能源危机，环境污染中发挥巨大的作用，并且还可以从基因的角度治愈人类的遗传病。因此，现代生物技术已经被世界各国列为重点项目。
2.3环境生物技术是一门由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科。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，称之为环境生物技术。
3.现代生物技术的特点
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。科技的发展也充分证明生物技术是环境保护的理想武器，这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显着优越性充分体现在它是一个纯生态过程。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着优点，受到了高度重视。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。
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，生物处理方法也常是有机废物资源化的首选技术。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。生物处理技术除易于大规模处理外，还可利用天然水体或土壤作为污染物处理场所。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。环境生物技术不仅单纯适用于环境污染治理，如今已相当广泛地应用于环境监测，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。
4.生物技术在环境污染治理中的应用
4.1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。
4.2微生物技术在污染控制工程中的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，微污染饮用源水的生物处理，水产养殖水体的生物处理，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。
4.3环境污染的生物降解主要包括好氧生物处理，厌氧生物处理；贫营养环境污染生物降解；石油污染的生物降解，如甲基苯和二甲基苯的降解；芳香族化合物的生物降解；卤代有机化合物的生物降解；有机农药在环境中的生物降解；危险性有机污染物的生物降解以及污染环境的生物修复，如地下水污染生物修复等等。
4.4然而，由于技术有限，目前我们可以使用的技术主要有：
4.4.1城市有机垃圾处理技术
将城市垃圾通过分选后综合治理，将可腐有机垃圾生产成优质有机粉肥或有机无机复混粒肥；将可燃有机垃圾采用气化焚烧或生产成版材；无机垃圾用于填埋，处理过程中产生的废气，粉尘集中处理，废水净化后再排放，防止污染环境。
4.4.2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。
4.4.3含油污泥高新生物处理技术
对于我国大中型油田，炼油场，石化企业等行业中含油污泥，炼油浮渣等进行生物治理，通过生物处理达到回收石油资源和污泥达标排放。
5.结语
随着处理技术的不断发展，生物方法所能处理或修复的对象也在时刻不停地改变。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。
参考文献：
[1]中国环境科学学会《中国环境保护优秀论文集》[C].中国环境科学出版社，2005
[2]夏北成.《环境污染生物降解》.化学工业出版社，2003
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：污水生物处理技术；活性污泥法；生物膜法；固定化微生物技术
中图分类号：C35文献标识码： A
一污水现状
1.1我国水污染的现状
随着我国城镇化速度的加快, 城市生活污水的比例高达70%以上。人们日常生活产生的污水主要含一些无毒有机物, 如糖类、淀粉、油脂、蛋白质和尿素等,其中含氮、磷等植物营养元素较高。在一定的时间和空间范围内,这些污染物质大量排入天然水体并超过水体的自净能力,导致水体富营养化。进入水体的各种有机物使需氧菌大量繁殖,消耗溶解氧;也使得藻类及其他水生植物异常繁殖,引起水体透明度降低,溶解氧减少直至为零。此时,需氧菌死亡,厌氧菌大量繁殖继而分解,产生硫化氢、硫酸等物质,使水质恶化、水体的功能退化、生态结构破坏,这将会对我们所生存的环境产生长远的、无法估计的影响。所以,加强城市污水处理,对于保障城市的可持续发展具有重要的社会意义和经济意义[2]。
1.2城市污水的来源
城市污水主要来源于城市居民生活中产生的污水、各工业企业在生产制造过程中产生的生产废水以及城市降水和部分受污染的地表水这三方面。生活污水含有较高的有机物，如淀粉、蛋白质、油脂、氮、磷等无机物以及含病原微生物和较多的悬浮物。各工业企业在制造过程中产生的废水排放量较大，污染含量高，较难进行处理，对环境危害大。城市降水和受污染的地表水在城市污水中还没有占到很大的比例，针对具体污水水质选择是否需要与其他污水混和稀释后处理。
二微生物处理污水的机理及净水方式
2.1微生物处理污水的机理
污水生物处理是除物理化学法外的另一类水处理方法，它利用微生物生命活动过程对污水中污染物进行转移和转化作用，使污水得带净化的处理方法。微生物处理污水的机理：利用微生物处理污水是以光合菌群和酵母菌群为主导，协同其它有益微生物共同作用，产生抗氧化物质，通过氧化还原发酵等途径分解氧化有机物，把有害有毒物质转化为无害无毒物质。
2.2微生物净化水质的方式
微生物用于污水处理一般主要对污水有害化合物中的有机物质起降解，转化的作用。其净水方式有:
1、降解作用:细菌、真菌和藻类都可以降解有机污染物。如好氧革兰氏阴性杆菌和球菌可以降解石油烃、有机磷农药、甲草胺、氯苯等;霉菌可以降解石油烃、敌百虫、扑草净等;藻类可以降解多种酚类化合物。例如，1989年，美国阿拉斯加州最早大规模应用微生物降解油轮搁浅后泄漏的3.8t原油，在投入特殊的氮、磷营养盐后，促进了当地石油降解菌的生长和繁殖，加速了油污的分解。
2、共代谢:微生物的共代谢是指微生物能够分解有机物基质，但是却不能利用这种基质作为能源和组成元素的现象。这类微生物有假单胞菌属、不动杆菌属、诺卡式菌属、芽孢杆菌属等。
3、去毒作用: 微生物通过转化、降解、矿化、聚合等反应，改变污染物的分子结构，从而降低或去除其毒性。如有机磷农药马拉硫磷可以在微生物的水解作用下，被分解为含有一酸或二酸的物质但是，微生物的作用是复杂的，有些微生物在净化作用的同时，也有毒化作用。这类微生物可以使无毒物质转化为有毒物质，从而产生新的污染。如三氯乙烯能够在微生物作用下转化为氯乙烯，这是强致癌物质。
三微生物处理污水的方法
目前，污水的微生物处理主要有活性泥法，生物膜法，厌氧处理法，氧化塘法、固定化微生物技术处理污水等，其中最主要的和应用最广泛的是固定化微生物技术处理污水。
3.1活性泥法
是一种应用最广、工艺比较成熟的废水生物处理技术。其处理装置是由曝气池和沉淀池两个部分组成。曝气池高度充气，污水在其中和活性泥不断混合，水中的有机质被污泥吸附，部分被氧化分解，部分随污泥进入沉淀池。沉淀污泥部分回流再生，部分为剩余污泥被排除。
3.2生物膜法
生物膜法是利用生物滤池处理污水，最初是从酒滴池开始的，并不断得到改进，出现了塔式滤池，生物转盘，浸没法滤池等多种形式，其处理原理基本相同，都是依靠着生于固体介质表面的微生物来净化有机物的，因此，又称生物过滤法。处理过程中的物质转移:空气中的氧废水生物膜此法比活性污泥法产生的剩余污泥少。
3.3厌氧处理法
厌氧处理法是在无氧条件下由兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机污染物的处理方法。通常用于不溶性有机物质，如纤维素含量高的污水，或高浓度的工业废水，也经常用于处理剩余污泥。厌氧生物处理一般分为四个阶段: 水解，发酵，产乙酸，产甲烷。这些无机物质主要是大量的生物气体即沼气。沼气的主要成分是CH4和CO2。
3.4氧化塘法
又称生物塘法或稳定塘法，是利用一个天然的或人工修整的池塘，由于污水在塘内
停留的时间较长，通过水中的微生物代谢活动可以将有机物降解。在氧化塘中，废水中的有机物主要是通过有机菌藻共生作用去除的。氧化塘中同时可以进行好氧和厌氧性分解作用和光合作用，三种作用互相影响[3]。
3.5固定化微生物技术
3.5.1固定化微生物技术的介绍
固定化微生物技术是将微生物固定在载体上使其高度密集并保持其生物功能，在适宜的条件下增殖并满足应用之需的一种新的生物技术。这种技术应用于污水处理有利于提高生物反应器内的微生物浓度，利于反应后的固液分离，缩短处理的时间。固定化微生物方法多种多样，但主要有结合固定化，交联固定化，包埋固定化和系指微生物吸附在载体表面而固定化的方法[4]。
交联固定化是利用两个或两个以上的功能基团，使微生物菌体相互连接成网状结构，即使功能基团直接与微生物细胞表面的反应基团如氨基、轻基等交联，形成共价键而达到固定微生物的目的。由于形成共价建过程中，往往会对微生物细胞活性造成极大的影响，而且适用于此类固定化交联剂大多昂贵，因此此法在应用上受一定的限制。包埋固定化方法是使微生物包埋在半透性的聚合物或膜内，或使微生物细胞扩散进人多孔性的载体内部，这种固定化方法具有操作简单，能保持多酶系统，且对微生物细胞活性影响较少，是目前制备固定化微生物最常用、研究最广的方法。固定化材料常有聚乙烯醇(PVA)，聚丙烯酞胺(ACAM)，聚乙烯乙二醇(PEG)、琼脂、光硬化树脂，海藻酸钙、角叉莱胶等。除此之外，还有依靠微生物自身的絮凝作用而形成的固定化微生物，此法固定化需时长，受环境因子影响大。如升流式厌氧污泥床(UASB)反应器中颗粒污泥的形成即属于微生物的自身固定化过程。
3.5.2固定化微生物技术的优点
与普通悬浮生物处理法相比,固定化技术的优点是:能在生物处理装置内维持高浓度的生物量,提高处理负荷、减少处理装置容积;污泥产量少;可选择性地固定优势菌种,提高难降解有机物的降解效率;抗毒物毒性强;对水质及pH的变化有较好的稳定性。这些优点使固定化技术在废水处理中受到重视,特别是在难降解和有毒废水处理中表现出更大的潜力。国内外学者对固定化技术在废水处理中的应用进行了大量的研究。根据所固定微生物的种类的不同,固定化方法也有所不同。常用的方法主要有3种:载体结合法、包埋法和交联法。其中载体结合法中的物理吸附法和包埋法是目前研究最广泛的方法上述各种微生物处理技术，由于污水中的污染物质是多种多样的，在某些方面都存在一定的不足，所以一般一种污水的处理需要联合使用几种方法。四微生物技术处理污水的研究热点和特点
4.1微生物处理污水的研究热点
极端微生物是指那些在一般生物不能生存的条件下(如高酸、高碱、高温、低温、高压、高盐等)能生存的微生物。由于其特殊的生理机制，在环境保护中具有极大的应用价值。Sandra等的研究表明，嗜热微生物可用来对高温排放废水直接处理，省去了冷却的环节和花费，并且从动力学的角度讲，提高温度有利于提高反应速率从而加快废水出来的速度，缩短水力滞留时间，减少动力消耗[5]。另有报道利用嗜碱细菌降解木质素的研究[6]。极端微生物以其特殊的生理机制及其分泌的极端酶，正在成为研究热点，随着研究的深人将进一步推动极端微生物在污水处理中的应用。
4.2微生物技术处理污水的优点
1、节约水资源，降低能耗和成本；
2、利用有益菌群原液比一般净化槽处理污水，大大缩短曝气时间，提高工效；
3、治污效果显著，如有机氮、金属离子、混浊度、COD(化学需氧量)、BOD(生化需氧量)等均下降至国标以下标准，而DO(溶解氧)上升，水质得到改善；
4、处理污水中的重金属等，消除毒害；
5、抑制病原菌，消除异味，改善空气质量；
6、可以清除粪尿恶臭，净化生态环境，最大限度地减少畜禽的臭味，明显地抑制了蚊蝇滋生。
利用微生物技术对环境治理尤其是对污水进行处理在国内已得到广泛使用，但由于所用的微生物是天然微生物，处理效果不好。通过辐射诱变和化学诱变方法筛选出对污水有极高净化能力的高效微生物，是微生物处理方法的发展方向，在我国将有很大的发展前景。
五对微生物技术的展望
固定化微生物技术在废水处理等领域显示出了较大的优异性,引起了人们普遍的关注并对其进行了广泛的研究与应用。它的优势主要是:
（1）容积小,使处理负荷大幅提高；
（2）污泥产量低[7]；
（3）有利于优势菌种的固定,提高降解效率；
（4）物质的承受能力强；
（5）稳定性好。
同时我们也应该看到,要实现固定化微生物技术的工业化,还有许多问题需要进一步研究解决:
（1）固定化载体的成本及使用寿命是决定其经济可行性的关键因素,因此,开发适合于固定化微生物细胞的高效生化反应器和廉价固定化微生物载体,如何提高载体的使用寿命都有待解决[8]；
（2）固定化微生物细胞球在废水处理过程中可能对某些悬浮物质或高分子物质处理效果欠佳,还可能出现发胀上浮或堵塞粘结等现象,所以需对废水进行适当的物理化学预处理,或与其他工艺组合使用,发挥各自的优势以达到最佳处理效果；
