第七章现代生物技术与环境污染治理精要.ppt

第七章 现代生物技术与环境污染治理 现代生物技术概况 基因工程与环境污染治理 细胞工程与环境污染治理 酶学工程与环境污染治理 发酵工程与环境污染治理 生态工程与污水处理系统 第一节 现代生物技术的概述 7.1.1、现代生物技术概述 一、生物技术 生物技术（Biotechnology）是指利用生物有机体或组成部分发展新产品或新工艺的一种技术体系。 生物技术的依据和出发点： 生物在生长、发育与繁殖过程中进行物质合成、降解和转化的能力。 生物技术的核心基础是基因工程和细胞工程。 优越性： 不可取代 快速、精确 低耗、高效 副产物、副作用小 安全性好 二、现代生物技术的发展 目前发达国家中经营石油，化工，医药，酿造和种子等产业的公司无一例外地都竞相开展生物技术的研究和发展生物技术产业。 我国生物技术目前发展的重点：为进一步发展农业培育高产优质和抗逆的动植物新品种：为防治严重疾病研制新型疫苗和药物：为医药、食品化工和农业生产开辟新途径开发蛋白质工程技术。 7.1.2、现代生物技术在环境科学中的应用前景 环境生物技术 就是应用于认识和解决环境问题过程的生物技术体系、包括对环境污染效应的认识、环境质量评价和环境污染的生物处理技术等。 生物技术最早应用于环境污染治理的是利用农业废物沤制堆肥。 废水生物处理主要方法——活性污泥法已经过80余年的历程。 第二节 基因工程与环境污染生物治理 7.2.1、基因工程分子生物学基础 遗传物质分子——脱氧核糖核酸DNA DNA是由大量的脱氧核糖核苷酸组成的生物大分子。可变部分是其碱基序列，嘌呤和嘧啶碱基携带遗传信息,糖和磷酸基则起结构作用。（四种碱基：腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胸腺嘧啶T、胞嘧啶C） 基因 基因是DNA分子上的一个特定的片段，不同基因的遗传信息有各自片段的碱基排列顺序所决定。 基因通过转录出的信息是核糖核酸指导mRNA合成特定的蛋白质，使基因的以表达，完成特定的生命活动。 7.2.2、基因工程的基本过程 一、基因工程的工具酶 要进行基因片段的剪切和拼接，首先需要能在特定位置上切割DNA分子的限制性内切酶核能将DNA片段连接在一起的DNA连接酶。 每种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在其中特定的切点上切割DNA分子，把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切，然后让两者的末端粘起来，在用DNA连接酶将其连接起来，就可以组成重组DNA分子 第三节 细胞工程与环境污染生物处理 7.3.1 细胞工程概述 细胞工程 细胞工程是利用细胞学技术，有计划地改造细胞遗传结构，从而培育出人们所需要的生物品种或具有某些新性状的细胞群体。 细胞工程的内容 细胞培养：即使细胞在继续体外生长和繁殖。 细胞融合：在一定条件下，将两个或多个细胞融合为一个细胞的过程，又称细胞杂交。 细胞重组：在体外条件下，运用试验技术从活细胞中分离出各种细胞的结构或组件，再根据需要把它们在不同的细胞之间重新进行装配，成为具有生物活性的细胞。 遗传物质转移：基因在细胞水平上的转移。 7.3.2 细胞融合构建环境工程菌 一、原生质体的制备与融合方法 1.概念：原生质体（Protoplast） 细胞质壁分离后去掉细胞壁所余下的那部分结构称为原生质体。 原生质体具有原有细胞全部的内部结构与生理性能，但无细胞壁，细胞呈球形，对渗透压敏感，对外界理化因子比较敏感。 二、原生质体融合来构建环境