2018年学习现代环境生物技术PPT课件
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2018年学习现代生物技术PPT课件
二、发酵工程
发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物，主要是 微生物的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或 直接用微生物参与控制某些地生产过程的一种技术。 人们熟知的利用酵菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精、 利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶、利用真菌大规模 生产青霉素等都是这方面的例子
三、酶工程 酶工程是指在一定的生物反应器中，利用酶的生物催 化作用，生产出人类所需产品的一门科学技术。作为 生物技术重要支柱之一的酶工程真可以说是造福人类， 成果喜人。
分子杂交法：采用加碱或加热的方法使DNA变成单链， 而后加入有放射性标记的 RNA ，让 DNA 在特定的条件下， 结合成 DNA 和 RNA 的杂交分子，再用多聚酶制备出足够 数量的双链DNA分子，进而获得DNA目的基因。 合成法：如果已知目的基因的碱基排列顺序，可用酶 法或化学法，直接合成目的基因。目前此法已很少采 用。
细胞工程涉及的领域相当广泛，就其技术范围而言， 大致有细胞融合技术、细胞拆合技术、染色体导入技 术、基因转移技术、胚胎移植技术和细胞组织培养技 术等。
1．细胞融合技术 细胞融合技术是指把两个细胞（可以是同种细胞，也 可以是异种细胞）在融合剂的作用下，融合成一个细 胞的技术。如图14-1所示。应用细胞融合技术进行细 胞杂交，能够克服远缘杂交不育的缺陷，对培育新品 种具有广阔的应用前景。
1．基因工程的基本步骤
第一步：获得符合人类意愿的基因，即获得目的基因。 目的基因是依据基因工程设计中所需要的某些DNA分 子片段，含有所需要的完整的遗传信息。获得目的基 因的方法很多，目前采用的分离、合成目的基因的方 法主要有：
超速离心法：根据不同基因的组成不同，即其内的碱 基对的比例不同，其浮力、密度等理化性质也不同的 原理，应用密度梯度超速离心机，直接将特殊的目的 基因分离出来。 反转录酶法：先分离出特定的mRNA，再用反转录酶做 催化剂，以RNA为模板合成所需要的DNA目的基因。
现代生物技术ppt课件
生物质能源的优势
可再生、低碳排放、资 源丰富等。
THANKS.
农业废弃物的生物处理技术 利用微生物的分解作用将农业废弃物转化为有机肥料或生 物能源。
农业废弃物生物处理的优点 减少环境污染、提高资源利用率、促进农业可持续发展等。
生物技术在工业领域
08
的应用
生物催化与生物转化
生物催化剂
利用酶或微生物细胞作为催化剂，加速化学反应的 速度，提高产物的纯度和收率。
生物转化
通过培养转化后的受体细胞，诱导目的基因 的表达，并对表达产物进行检测和分析。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程技术将外源基因导 入作物中，使其具有抗虫、抗病、
抗除草剂等优良性状。
基因治疗
利用基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷 基因，达到治疗遗传性疾病的目 的。
生物制药
利用基因工程技术生产重组蛋白 药物、抗体药物等生物药物，用 于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
固定化方法
物理吸附、化学交联、包埋法等。
酶的性质与催化机制
01
02
03
酶的性质
高效性、专一性、可调节 性、不稳定性等。
催化机制
酶通过降低反应的活化能， 加速反应的进行。
酶的结构与功能
酶的活性中心、辅因子、 别构效应等。
酶工程的应用实例
工业应用 洗涤剂、食品加工、皮革加工等。
医药应用 药物合成、疾病诊断、基因工程等。
氨基酸的生产
以谷氨酸为例，阐述发酵法生产氨基酸的原 理、工艺及应用。
酶制剂的生产
以淀粉酶为例，介绍利用发酵工程生产酶制 剂的方法、应用领域及市场现状。
酶工程
05
酶的分离纯化与固定化
可再生、低碳排放、资 源丰富等。
THANKS.
农业废弃物的生物处理技术 利用微生物的分解作用将农业废弃物转化为有机肥料或生 物能源。
农业废弃物生物处理的优点 减少环境污染、提高资源利用率、促进农业可持续发展等。
生物技术在工业领域
08
的应用
生物催化与生物转化
生物催化剂
利用酶或微生物细胞作为催化剂，加速化学反应的 速度，提高产物的纯度和收率。
生物转化
通过培养转化后的受体细胞，诱导目的基因 的表达，并对表达产物进行检测和分析。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程技术将外源基因导 入作物中，使其具有抗虫、抗病、
抗除草剂等优良性状。
基因治疗
利用基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷 基因，达到治疗遗传性疾病的目 的。
生物制药
利用基因工程技术生产重组蛋白 药物、抗体药物等生物药物，用 于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
固定化方法
物理吸附、化学交联、包埋法等。
酶的性质与催化机制
01
02
03
酶的性质
高效性、专一性、可调节 性、不稳定性等。
催化机制
酶通过降低反应的活化能， 加速反应的进行。
酶的结构与功能
酶的活性中心、辅因子、 别构效应等。
酶工程的应用实例
工业应用 洗涤剂、食品加工、皮革加工等。
医药应用 药物合成、疾病诊断、基因工程等。
氨基酸的生产
以谷氨酸为例，阐述发酵法生产氨基酸的原 理、工艺及应用。
酶制剂的生产
以淀粉酶为例，介绍利用发酵工程生产酶制 剂的方法、应用领域及市场现状。
酶工程
05
酶的分离纯化与固定化
《环境生物技术》课件
01
微生物通过分解有机物，将复杂的有机物转化为简单的无机物
，为其他生物提供能量和养分。
转化能量
02
微生物在生态系统中扮演着生产者和消费者的角色，通过光合
作用或分解有机物获得能量，维持生态平衡。
净化环境
03
微生物可以降解和转化有毒有害物质，净化水体、土壤和空气
等环境介质。
微生物的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ解原理
酶促反应
微生物通过分泌酶来分解有机物，酶是一种具有高度选择性的生物 催化剂，能够加速有机物的分解。
技术瓶颈与挑战
技术应用范围有限
目前的环境生物技术主要集中在 某些特定领域，对于一些复杂的 环境问题，技术的适应性和效果 有待提高。
技术转化率低
尽管有一些环境生物技术的研究 成果，但这些成果在实际应用中 的转化率较低，难以实现大规模 应用。
缺乏系统性的解决
方案
针对环境问题的复杂性，需要提 供系统性的解决方案，而不仅仅 是单一的技术应用。
生物膜法
通过生物膜上的微生物降解废水中的 有机物，常见的有生物滤池、生物转 盘等。
厌氧生物处理
在无氧条件下，利用厌氧微生物将废 水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳 等，实现废水的净化。
固体废物处理
总结词
利用生物技术对固体废物进行稳定化和减量化处理，减少对环境的危 害。
堆肥化
将有机固体废物堆放在一定条件下，利用微生物的作用将其转化为稳 定的腐殖质，实现废物的资源化利用。
通过显微观察和生理生化实验等方法 对分离得到的微生物进行鉴定和纯度 检测。
培养基的使用
根据分离的微生物种类和目的，选择 适合的培养基，以保证微生物的生长 和繁殖。
PART 03
现代环境生物技术PPT课件
现代环境生物技术
王建龙 文湘华 编著
环境工程教研室
谯
华
环境污染生物降解
夏北成 化学工业出版社
环境微生物工程
参 考 污染控制微生物 书 目 生物化学
微生物学microbiology
马文漪等 南京大学出版社 徐亚同等 化学工业出版社 王希成 清华大学出版社
J.Nicklin 科学出版社
基因与伦理
范冬萍等 羊城晚报出版社
DNA的双螺旋结构
世界首只克隆羊“多莉”
（二）意义
生物技术作为一个现代前沿学科领域，受到当今世界
各国的广泛关注，全球生物技术每年创造的产值约5000亿
一 、
美元，单项产品产值高达40亿美元，仅美国生物技术产值
达2240亿美元。 引
言
比如“三色”农业－绿色“露天农业” 、白色“工
厂农业”、蓝色“水生农业”。其中白色农业主要表示这
得到了影像，从而分辨出这种分子的维度、角度和形状； 引 她发现DNA是螺旋结构，至少两股，其化学“信息”面 言 向进里面。
1973：第一个成功的克隆转化实验，第一个有目的的 基因重组实验，是现代生物技术的标志。
1997：英培育出世界上第一例体细胞克隆动物“多莉” 羊，2003年2月14日去世。
1998：日本培育出体细胞克隆动物8头牛犊。
美国于2003年3月5日启动了牛基因组测序工程，将 言 能够改进牛奶和牛肉制品的质量以及提高食品的安全系
数。诸如此类，将为人类开创美好的明天。
一种新的软件MyGrid将加快人类基因组解读，而且 它还可以自动找到与该研究有关的信息，搜索基因和蛋 白质数据、调节网络和任何其它相关信息。
（一）定义
生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工
王建龙 文湘华 编著
环境工程教研室
谯
华
环境污染生物降解
夏北成 化学工业出版社
环境微生物工程
参 考 污染控制微生物 书 目 生物化学
微生物学microbiology
马文漪等 南京大学出版社 徐亚同等 化学工业出版社 王希成 清华大学出版社
J.Nicklin 科学出版社
基因与伦理
范冬萍等 羊城晚报出版社
DNA的双螺旋结构
世界首只克隆羊“多莉”
（二）意义
生物技术作为一个现代前沿学科领域，受到当今世界
各国的广泛关注，全球生物技术每年创造的产值约5000亿
一 、
美元，单项产品产值高达40亿美元，仅美国生物技术产值
达2240亿美元。 引
言
比如“三色”农业－绿色“露天农业” 、白色“工
厂农业”、蓝色“水生农业”。其中白色农业主要表示这
得到了影像，从而分辨出这种分子的维度、角度和形状； 引 她发现DNA是螺旋结构，至少两股，其化学“信息”面 言 向进里面。
1973：第一个成功的克隆转化实验，第一个有目的的 基因重组实验，是现代生物技术的标志。
1997：英培育出世界上第一例体细胞克隆动物“多莉” 羊，2003年2月14日去世。
1998：日本培育出体细胞克隆动物8头牛犊。
美国于2003年3月5日启动了牛基因组测序工程，将 言 能够改进牛奶和牛肉制品的质量以及提高食品的安全系
数。诸如此类，将为人类开创美好的明天。
一种新的软件MyGrid将加快人类基因组解读，而且 它还可以自动找到与该研究有关的信息，搜索基因和蛋 白质数据、调节网络和任何其它相关信息。
（一）定义
生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工
环境生物学ppt课件
土壤污染对生物的影响
影响植物生长
01
土壤中的污染物，如重金属、农药等，会破坏土壤结构，影响
植物根系的生长和养分的吸收。
危害土壤生物
02
土壤污染会对土壤中的微生物、昆虫等生物造成危害，破坏土
壤生态系统的平衡。
通过食物链危害人类
03
受污染的土壤中的有害物质会通过食物链传递到人类体内，对
人类健康造成威胁。
加强物种保护和恢复计划
控制外来物种入侵
环境保护与生物多样性保护的互动关系
01
02
03
环境保护对生物多样性 保护的影响
改善生态环境质量，提 高生物多样性
减少污染和生态破坏， 保护物种栖息地
环境保护与生物多样性保护的互动关系
01
生物多样性保护对环境保护的 促进
02
维护生态系统稳定性，提高环 境抵抗力
03
促进生态恢复和修复，改善环 境质量
环境保护与生物多样性保护的互动关系
01
环境保护与生物多样性保护的协同作用
02
共同构建生态安全屏障
03
促进人与自然和谐共生
06
环境生物学研究方法与技术
野外调查与观测方法
生态环境调查
对研究区域的自然环境、生物群落及其相互关系 进行全面、系统的调查。
物种多样性观测
数据分析与建模
运用统计学和计算机技术等手段，对实验数据进行处理、分析和建 模。
现代生物技术在环境生物学中的应用
分子生物学技术
利用PCR、基因克隆、基因编辑等技术，研究生物大分子与环境因 子的相互作用。
生物信息学技术
运用计算机算法和软件工具，对生物信息进行存储、检索、分析和 可视化。
环境生物技术ppt课件
冻干菌种：挑选、培育的亮堂发光杆菌，真空冷冻 枯燥〔加维护剂，缓冲物质，NaCl等〕，-20— 25°C保管。
〔二〕实验方法
菌种复苏：2%NaCl，悬液 样品处置：系列稀释，调pH6-8，浸透压2%NaCl
毒性测定：测试管参与样品和菌液，以苯酚作阳性 有机毒物对照，以ZnSO4.7H2O作阳性无机毒物 对照，蒸馏水为阴性对照。15oC培育5min或 15min。光量抑制百分率：
• 半数效应浓度〔EC50〕和半数抑制浓度 〔IC50〕:影响或抑制微生物正常生理目的 值50%所需的待测物浓度。
检测毒性的手段：动物检测、微生物检测 动物检测急性毒性：研讨化学物质大剂量一次染毒或
24小时内多次染毒动物所引起的毒性的实验。 其目的是短期内了解该物质的毒性大小和特点，并为
进一步开展其他毒性实验提供设计根据。 急性毒性实验类型 哺乳动物急性毒性实验 水生生物急性毒性实验 蚯蚓急性毒性实验 察看时间为2周，以半数致死浓度LC50表示。
• 微生物检测选择一项或几项生理目的为指征，根据 代谢物影响或抑制这些指征的程度来判别毒性的强 度。
• 评价目的多为EC50或IC50
第一节 污染物生物毒性的微生物监测方法
一、发光细菌—细菌生物发光抑制实验
细菌生物发光的生物学机制：
FMNH2 + RCHO +细O菌2 荧光素酶 RCOOH + 光
明两者的相关系数达0.85。 可以根据细菌生物发光实验的发光抑制率进展毒性
分级。
各实验室间结果的重现性好
可用于生物传感器分析
二、硝化细菌—硝化作用抑制实验
国际规范化组织将该方法作为检测化合物或废水毒 性的规范方法之一〔ISO 9509〕。
〔一〕实验原理 毒性污染物抑制硝化作用的酶类，导致对底物的利
〔二〕实验方法
菌种复苏：2%NaCl，悬液 样品处置：系列稀释，调pH6-8，浸透压2%NaCl
毒性测定：测试管参与样品和菌液，以苯酚作阳性 有机毒物对照，以ZnSO4.7H2O作阳性无机毒物 对照，蒸馏水为阴性对照。15oC培育5min或 15min。光量抑制百分率：
• 半数效应浓度〔EC50〕和半数抑制浓度 〔IC50〕:影响或抑制微生物正常生理目的 值50%所需的待测物浓度。
检测毒性的手段：动物检测、微生物检测 动物检测急性毒性：研讨化学物质大剂量一次染毒或
24小时内多次染毒动物所引起的毒性的实验。 其目的是短期内了解该物质的毒性大小和特点，并为
进一步开展其他毒性实验提供设计根据。 急性毒性实验类型 哺乳动物急性毒性实验 水生生物急性毒性实验 蚯蚓急性毒性实验 察看时间为2周，以半数致死浓度LC50表示。
• 微生物检测选择一项或几项生理目的为指征，根据 代谢物影响或抑制这些指征的程度来判别毒性的强 度。
• 评价目的多为EC50或IC50
第一节 污染物生物毒性的微生物监测方法
一、发光细菌—细菌生物发光抑制实验
细菌生物发光的生物学机制：
FMNH2 + RCHO +细O菌2 荧光素酶 RCOOH + 光
明两者的相关系数达0.85。 可以根据细菌生物发光实验的发光抑制率进展毒性
分级。
各实验室间结果的重现性好
可用于生物传感器分析
二、硝化细菌—硝化作用抑制实验
国际规范化组织将该方法作为检测化合物或废水毒 性的规范方法之一〔ISO 9509〕。
〔一〕实验原理 毒性污染物抑制硝化作用的酶类，导致对底物的利
环境生物学PPT精品课件
水生态系统保护与恢复 通过治理水污染、恢复水生植被等措施，保护和恢复水生态系统。
加强水资源管理和保护，合理利用水资源。
生态环境保护与恢复的实践案例
农业生态系统保护与恢复 推广生态农业和有机农业，减少化肥和农药的使用。
加强农田水土保持和土壤改良，提高土壤肥力。
06
环境生物学实验技术与方 法
环境生物学实验设计原则与方法
导致生物中毒
当生物体摄入含有大量有 毒物质的水时，会出现中 毒症状，甚至导致死亡。
土壤污染对生物的影响
影响植物生长
01
土壤污染中的有害物质会对植物的生长产生不良影响，如抑制
植物生长、降低植物产量和品质等。
破坏土壤生态系统
02
土壤污染会破坏土壤中的生态系统平衡，导致土壤生物多样性
减少，土壤功能退化。
环境生物学常用实验技术与方法
• 生态环境因子观测：对样地的气候、土壤、水文等生态环 境因子进行定期观测和记录。
环境生物学常用实验技术与方法
环境因子模拟
通过实验室设备模拟不同环境条件，研究生物对环境变化的响应。
生物生理生化指标测定
测定生物的生理生化指标，如酶活性、代谢产物等，以评估生物对 环境变化的适应性。
发展历程
环境生物学起源于20世纪初的生态学研究，随着环境问题的日益严重和人类对 生态环境的关注加深，环境生物学逐渐发展成为一个独立的学科领域。
环境生物学的研究对象与任务
研究对象
环境生物学的研究对象包括个体、种 群、群落和生态系统等多个层次，涉 及植物、动物、微生物等各类生物。
研究任务
揭示生物与环境之间的相互作用机制， 探讨生物适应环境的策略以及环境变化 对生物多样性的影响，为环境保护和生 态修复提供科学依据。
加强水资源管理和保护，合理利用水资源。
生态环境保护与恢复的实践案例
农业生态系统保护与恢复 推广生态农业和有机农业，减少化肥和农药的使用。
加强农田水土保持和土壤改良，提高土壤肥力。
06
环境生物学实验技术与方 法
环境生物学实验设计原则与方法
导致生物中毒
当生物体摄入含有大量有 毒物质的水时，会出现中 毒症状，甚至导致死亡。
土壤污染对生物的影响
影响植物生长
01
土壤污染中的有害物质会对植物的生长产生不良影响，如抑制
植物生长、降低植物产量和品质等。
破坏土壤生态系统
02
土壤污染会破坏土壤中的生态系统平衡，导致土壤生物多样性
减少，土壤功能退化。
环境生物学常用实验技术与方法
• 生态环境因子观测：对样地的气候、土壤、水文等生态环 境因子进行定期观测和记录。
环境生物学常用实验技术与方法
环境因子模拟
通过实验室设备模拟不同环境条件，研究生物对环境变化的响应。
生物生理生化指标测定
测定生物的生理生化指标，如酶活性、代谢产物等，以评估生物对 环境变化的适应性。
发展历程
环境生物学起源于20世纪初的生态学研究，随着环境问题的日益严重和人类对 生态环境的关注加深，环境生物学逐渐发展成为一个独立的学科领域。
环境生物学的研究对象与任务
研究对象
环境生物学的研究对象包括个体、种 群、群落和生态系统等多个层次，涉 及植物、动物、微生物等各类生物。
研究任务
揭示生物与环境之间的相互作用机制， 探讨生物适应环境的策略以及环境变化 对生物多样性的影响，为环境保护和生 态修复提供科学依据。
环境生物技术培训教材ppt
环境生物技术
第一节 水体富营养化的概念、危害及控制方法 第二节 氮素循环 第三节 微生物脱氮原理及工艺 第四节 微生物除磷原理及工艺
1.水体富营养化
富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。一般地， 水中总磷达到0.02mg/L，无机氮达到0.3mg/L的水体已处于富营养化。
总反应式为：
NH4 2O2 硝化细菌NO3 2H H2O
硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏 感。温度、溶解氧、污泥龄、pH、有机负荷等都会对它产生影响。
氨氧化菌（亚硝化细菌）
变形菌门β纲 (Proteobacteria) 亚硝化单胞菌群(Nitrosomonas) 亚硝化螺菌群(Nitrosospira) 变形菌门γ-纲 亚硝化球菌属(Nitrosococcus)
氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，造成水体富营养化，引 起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，鱼类及其它生物大量死亡。
大量死亡的水生生物沉积到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水体溶解 氧含量急剧降低，水质恶化，以致影响到鱼类的生存，大大加速了水体的富营养化 过程。
2.富营养化的危害-水华
水解 RCHNH 2COOH H2O RCOHCOOH NH 3
细菌分解 RCHNH 2COOH O2 RCOCOOH CO 2 NH3
3.2 硝化反应
2NH
4
3O 2
亚硝酸菌 2NO
2
4H
2H 2O
2NO2 2O2 硝酸菌2NO3
2.氮污染的危害
废水中，氮素以有机氮、氨氮、硝态氮和亚硝态氮四种形式存在。 1. 加速水体的“富营养化”过程； 2. 氨氮消耗水体中的溶解氧； 3. 氨氮会与氯作用生成氯胺，并被氧化为氮； 4. 氮化合物对人和生物有毒害作用； 5. 氨氮和亚硝氮对养殖动物有毒性作用。
第一节 水体富营养化的概念、危害及控制方法 第二节 氮素循环 第三节 微生物脱氮原理及工艺 第四节 微生物除磷原理及工艺
1.水体富营养化
富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。一般地， 水中总磷达到0.02mg/L，无机氮达到0.3mg/L的水体已处于富营养化。
总反应式为：
NH4 2O2 硝化细菌NO3 2H H2O
硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏 感。温度、溶解氧、污泥龄、pH、有机负荷等都会对它产生影响。
氨氧化菌（亚硝化细菌）
变形菌门β纲 (Proteobacteria) 亚硝化单胞菌群(Nitrosomonas) 亚硝化螺菌群(Nitrosospira) 变形菌门γ-纲 亚硝化球菌属(Nitrosococcus)
氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，造成水体富营养化，引 起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，鱼类及其它生物大量死亡。
大量死亡的水生生物沉积到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水体溶解 氧含量急剧降低，水质恶化，以致影响到鱼类的生存，大大加速了水体的富营养化 过程。
2.富营养化的危害-水华
水解 RCHNH 2COOH H2O RCOHCOOH NH 3
细菌分解 RCHNH 2COOH O2 RCOCOOH CO 2 NH3
3.2 硝化反应
2NH
4
3O 2
亚硝酸菌 2NO
2
4H
2H 2O
2NO2 2O2 硝酸菌2NO3
2.氮污染的危害
废水中，氮素以有机氮、氨氮、硝态氮和亚硝态氮四种形式存在。 1. 加速水体的“富营养化”过程； 2. 氨氮消耗水体中的溶解氧； 3. 氨氮会与氯作用生成氯胺，并被氧化为氮； 4. 氮化合物对人和生物有毒害作用； 5. 氨氮和亚硝氮对养殖动物有毒性作用。
第七章现代生物技术与环境污染治理资料PPT课件
2
第一节 现代生物技术的概述
3
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。
基因工程：核酸的分离、提取、体外剪切、拼接重组 以及扩增与表达等技术。
生
细胞工程：细胞的离体培养、繁殖、再生、融合，细
物
胞核、质、器的移植改建。
➢要有适当的启动子保证目的基因的正确转录。
➢基因的蛋白产物有时还需要经过修饰和加工才能成为
有活性的功能蛋白。
14
7.2.3基因工程在环境生物处理中的应用
应用基因工程菌处理污染物的主要优势：
➢集中与创造与目的基因，提供综合性代谢新污染的通 路和杂种细胞。
➢提高代谢通路结构基因的表达，针对新的污染物，改 变表达的调节方式。
11
三、目的基因的分离
1、从基因组直接分离目的基因
➢常用鸟枪法，用限制酶将某种生物的DNA切成片段并 分别加入载体，对受体细胞进行转化，让外源DNA所有 的片段都在宿主细胞中大量扩增，在筛选出有目的基因 的转化细胞。该法有一定的盲目性，工作量大。
2、酶促合成法
➢将真核细胞基因转录的全部RNA提取出来，在体外经 反转录酶的作用，生成与mRNA互补的DNA，即cDNA， 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
1
整体概述
概况一
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概况二
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环境生物技术绪论 ppt课件
合形成的，既具有较强的基础理论，又具有鲜明的技术应用
特点。
ppt课件
25
广义上讲，凡是自然界中涉及环境污染控制的 一切与生物技术有关的技术，都可称为环境生 物技术。 简言之，环境生物技术是应用于环境领域的生 物技术。
ppt课件
26
德国Timmis博士对环境生物技术下的定义是： 环境生物技术是应用生物圈的某部分使环境得 以控制，或治理预定要进入生物圈的污染物的 生物技术，包括环境中污染物的生物减少、污 染场地的生物修复（Bioremediation）和生物 可降解材料的开发和应用等。 美国密歇根州立大学的J．M．Tiedje教授认为， 环境生物技术的核心是微生物学过程。
环境生物技术
黄春晓
ppt课件
1
绪论
生物技术概论
•生物技术的定义 •生物技术的内容 •生物技术的发展 •生物技术的应用
环境生物技术概论
•环境生物技术的产生和定义 •环境生物技术的研究内容 •环境生物技术进展 •本课程主要内容与安排
ppt课件
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
28
二、环境生物技术的研究内容
环境生物技术的范围极为广泛。到目前为 止，环境生物技术涉及的学科包括分子生 物学、生物化学、基因工程学、酶工程学、 发酵工程学、化学工程学、环境生物学、 环境毒理学、环境工程学、植物学、动物 学、生态学、微电子学、计算机科学等等。
ppt课件
29
三个层次 •第一层次（高层次）为现代环境生物技术， 是 指以基因工程为主导的现代防治污染生物 技术 ； •第二层次是以废物的生物处理（传统）技术、 环境生物分析与监测为主要内容 •第三层次是利用天然处理系统进行废物处理 的技术
《现代环境生物技术》PPT课件
酯和3-氯苯甲酸酯，但不能利用苯、1-4-二氯苯甲酸酯；
恶臭假单胞菌Pseudomonas putida R5-3：可降解苯甲酸
酯和甲苯，但不能利用3-氯苯甲酸酯、1-4-二氯苯甲酸酯；
融合后：融合子CB1-9可以同时降解上述四 种污染物。
三、 酶工程与环境污染生物治理
•酶工程（Enzymatic Engineering）：1 970S，利用生物有机体内酶所具有的某 些特异催化功能，借助固定化生物反应 器和生物传感器等新技术、新装置，高 效优质地生产特定产品的一种新技术。 是将酶学原理与化学工程相结合的应用 技术。
第八章 现代环境生物技术
生物技术（Biotechnology）：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。
包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等。
现代生物技术发展为生物处理法开辟了道路
环境生物技术（Environmental Biotechnology）：应用于认识和解决
原生质体融合构建工程菌
细胞质壁分离后去掉细胞壁所 余下的部分
外界理化融合因子的诱导下
动植物间均可 杂交
1980s开始原生质体融合构建环境工程菌
• 生物降解中，微生物细胞间互生现象 产普将碱多遍假个：例单细可如胞胞通，菌优过构Pse势u原建dom集o生苯na中s环质al到c化体ali一合g融en个e物合s C细降O技：胞可解术降内菌，解。苯可甲酸
• 亚预石硫处灰酸理 水盐， 等纸中即浆和通废废入液液空含的气较酸，多，使木有PH质害为素物5.盐质4-和S5O.糖25挥，类发产，，生总用的固 形硫物酸9钙％和～亚1硫7％酸（钙有沉机降物法占除总去固。形物的85％～ 9 0％澄),清可液发中酵添性氮糖和是磷半，纤在维发素酵。罐中加絮状酵母， 并通空气搅拌，进行乙醇发酵。 发酵液流入澄清罐，将沉淀的酵母留在澄清 器底部中心，并再回流到发酵罐中 澄清液送去蒸馏，生产乙醇。
恶臭假单胞菌Pseudomonas putida R5-3：可降解苯甲酸
酯和甲苯，但不能利用3-氯苯甲酸酯、1-4-二氯苯甲酸酯；
融合后：融合子CB1-9可以同时降解上述四 种污染物。
三、 酶工程与环境污染生物治理
•酶工程（Enzymatic Engineering）：1 970S，利用生物有机体内酶所具有的某 些特异催化功能，借助固定化生物反应 器和生物传感器等新技术、新装置，高 效优质地生产特定产品的一种新技术。 是将酶学原理与化学工程相结合的应用 技术。
第八章 现代环境生物技术
生物技术（Biotechnology）：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。
包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等。
现代生物技术发展为生物处理法开辟了道路
环境生物技术（Environmental Biotechnology）：应用于认识和解决
原生质体融合构建工程菌
细胞质壁分离后去掉细胞壁所 余下的部分
外界理化融合因子的诱导下
动植物间均可 杂交
1980s开始原生质体融合构建环境工程菌
• 生物降解中，微生物细胞间互生现象 产普将碱多遍假个：例单细可如胞胞通，菌优过构Pse势u原建dom集o生苯na中s环质al到c化体ali一合g融en个e物合s C细降O技：胞可解术降内菌，解。苯可甲酸
• 亚预石硫处灰酸理 水盐， 等纸中即浆和通废废入液液空含的气较酸，多，使木有PH质害为素物5.盐质4-和S5O.糖25挥，类发产，，生总用的固 形硫物酸9钙％和～亚1硫7％酸（钙有沉机降物法占除总去固。形物的85％～ 9 0％澄),清可液发中酵添性氮糖和是磷半，纤在维发素酵。罐中加絮状酵母， 并通空气搅拌，进行乙醇发酵。 发酵液流入澄清罐，将沉淀的酵母留在澄清 器底部中心，并再回流到发酵罐中 澄清液送去蒸馏，生产乙醇。
环境生物学课件pptx
环境生物学课件pptxcontents •环境生物学概述•生物与环境的关系•环境污染与生物治理•生态保护与生物多样性•环境生物学实验技术与方法•环境生物学前沿领域与展望目录01环境生物学概述环境生物学的定义与发展定义环境生物学是研究生物与环境之间相互关系的科学，探讨生物如何适应环境以及环境如何影响生物的生存、繁衍和进化。
发展历程环境生物学起源于生态学，随着环境问题的日益严重和人类对生态环境的关注加深，逐渐发展成为一个独立的学科。
环境生物学的研究对象与任务研究对象包括个体、种群、群落和生态系统等各个层次的生物及其与环境之间的相互关系。
任务揭示生物与环境之间的相互作用机制，预测环境变化对生物的影响，提出保护生物多样性和生态环境的措施。
环境生物学与其他学科的关系与生态学的关系01环境生物学与生态学密切相关，生态学是研究生物与环境之间相互关系的科学，而环境生物学则更侧重于研究环境变化对生物的影响以及生物的适应机制。
与环境科学的关系02环境科学是研究人类活动对环境的影响以及环境保护和治理的科学，而环境生物学则是研究生物与环境之间相互关系的科学，两者在研究对象和研究方法上有一定的交叉和重叠。
与生物学的关系03生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，而环境生物学则是研究生物与环境之间相互关系的科学，是生物学的一个重要分支。
02生物与环境的关系1 2 3生物通过改变自身的形态、生理和行为来适应不同的环境条件，如温度、湿度、光照和食物供应等。
生物的形态、生理和行为适应生物通过代谢活动、繁殖和迁徙等行为对环境产生影响，如植物的生长和繁殖可以改变土壤的性质和生态系统的结构。
生物对环境的影响生物在长期的进化过程中，通过自然选择和遗传变异等方式，逐渐适应特定的环境条件，形成不同的物种和生态类型。
生物的进化与适应生物对环境的适应与影响化学环境的影响环境中的化学物质，如氧气、二氧化碳、营养物质和有毒物质等，对生物的生存和繁殖也有重要影响，它们可以影响生物的代谢途径和生理机能。
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理，生物处理的新技术； Chapter7 污染预防生物技术：清洁生产； 四 、 主 要 内 容 Chapter8 生物技术与能源：利用生物技术提高不可再 生能源的开采率及创造更多的可再生资源；
Chapter9 废物资源化生物技术：利用生物进行可降解
塑料的生产和单细胞蛋白的生产； Chapter10 环境生物监测与安全性评价。
Chapter4 细胞工程：在细胞融合的基础上研究，在细
胞水平上研究、开发和利用各类细胞的工程； Chapter5 发酵工程：将微生物学、生物化学、化学工 程学的基本原理有机地结合起来，利用微生物的生长和 代谢生产物质或分解有害物质的工程技术；
Chapter6 污染治理生物技术：废物生物处理的基本原
生物技术的定义、环境生物技术
3、学时 1学时
（一）历史 一 、 引 言 （二）意义
（三）展望
（一）历史 1917 ：提出 一 、 引 言 1953：基因的奠基人－詹姆斯.沃森和弗朗西斯.克里 克，他们发现DNA的双螺旋结构。－－DNA之父。 DNA之母：罗莎琳德.富兰克林，她用X射线衍射DNA晶体 得到了影像，从而分辨出这种分子的维度、角度和形状； 她发现DNA是螺旋结构，至少两股，其化学“信息”面 向进里面。 1973：第一个成功的克隆转化实验，第一个有目的的 基因重组实验，是现代生物技术的标志。
（三）研究范围
1、从实验室到模拟和现场应用； 三 、 环 境 生 物 技 术 2、开发废物资源化和能源化技术； 3、建立无害化生物技术清洁生产新工艺； 4、发展对环境污染物的生理毒性及其对生态影响的检 测技术
Chapter1 概述；
Chapter2 酶工程：利用酶的催化性质进行生物转化的 技术； 四 、 主 要 内 容 Chapter3 基因工程：即DNA重组技术，分子水平上对 基因进行操作；
（三）展望 现代生物技术将为粮食、健康、环境、能源等人类 面临的重大问题开辟广阔的前景，与信息、新材料和新 一 、 引 言
能源技术将成为四大科学技术支柱，是21世纪高新技术
产业的先导。 美国于2003年3月5日启动了牛基因组测序工程，将 能够改进牛奶和牛肉制品的质量以及提高食品的安全系 数。诸如此类，将为人类开创美好的明天。
1997：英培育出世界上第一例体细胞克隆动物“多莉” 羊，2003年2月14日去世。
1998：日本培育出体细胞克隆动物8头牛犊。
2000：果蝇的基因组图谱绘制完成；人类基因组图 谱的绘制工作完成。
2002：疟原虫、按蚊的基因组图谱完成；完成水稻、 小鼠的基因组图谱。 一 、 引 言 2003：意大利培育出第一匹克隆马，人类基因组序 列基本完成。
一种新的软件MyGrid将加快人类基因组解读，而且
它还可以自动找到与该研究有关的信息，搜索基因和蛋 白质数据、调节网络和任何其它相关信息。
（一）定义 生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工 程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设
计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品
二 、 生 物 技 术 或达到某种目的。 （二）内容 四大块：基因工程、酶工程、细胞工程和发酵工程。 （三）发展 开始比较缓慢，后迅速发展。 （四）应用
现
代
环
王建龙
境
生
物
编著技术源自文湘华环境工程教研室 谯 华
环境污染生物降解
夏北成 马文漪等 徐亚同等 王希成
化学工业出版社 南京大学出版社 化学工业出版社 清华大学出版社 科学出版社 羊城晚报出版社 化学工业出版社
参 考 书 目
环境微生物工程 污染控制微生物 生物化学 微生物学microbiology 基因与伦理 固定化微生物污水处理技术
2005年：全球首只克隆狗在韩国公开露面
一 、 引 言
“斯纳皮”与“父母”
一 、 引 言
DNA的双螺旋结构
世界首只克隆羊“多莉”
（二）意义
生物技术作为一个现代前沿学科领域，受到当今世界
各国的广泛关注，全球生物技术每年创造的产值约5000亿 一 、 引 言
美元，单项产品产值高达40亿美元，仅美国生物技术产值
（一）定义
广义：凡是自然界中涉及环境污染控制的一切与生 物技术有关的技术。 三 、 环 境 生 物 技 术 严格地说，环境生物技术指的是直接或间接利用生 物或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消
除污染物的生产工艺，或者能够高效净化环境污染，同
时又生产有用物质的工程技术。 （二）层次 高、中、低。
J.Nicklin 范冬萍等 沈耀良等
教学重点、难点、学时
概 述
一、引言
二、生物技术 （一）定义 （二）内容
（三）发展
三、环境生物技术 四、主要章节
（四）应用
注：第6章、第7章、第8章、第9章自学
1、教学重点 教 学 重 点 、 难 点 、 学 时 生物技术的内容、定义、发展；环境生物技术 的产生与研究范围；主要章节 2、难点
达2240亿美元。 比如“三色”农业－绿色“露天农业” 、白色“工 厂农业”、蓝色“水生农业”。其中白色农业主要表示这 种农业的生产过程没有环境污染并严格要求环境条件的高 度洁净，节水、节土、不污染环境、资源可循环利用。一 座年产10万吨单细胞蛋白的微生物工厂，相当于180万亩耕
地生产的大豆蛋白或3亿亩草原饲养牛羊的动物蛋白质。
Chapter9 废物资源化生物技术：利用生物进行可降解
塑料的生产和单细胞蛋白的生产； Chapter10 环境生物监测与安全性评价。
Chapter4 细胞工程：在细胞融合的基础上研究，在细
胞水平上研究、开发和利用各类细胞的工程； Chapter5 发酵工程：将微生物学、生物化学、化学工 程学的基本原理有机地结合起来，利用微生物的生长和 代谢生产物质或分解有害物质的工程技术；
Chapter6 污染治理生物技术：废物生物处理的基本原
生物技术的定义、环境生物技术
3、学时 1学时
（一）历史 一 、 引 言 （二）意义
（三）展望
（一）历史 1917 ：提出 一 、 引 言 1953：基因的奠基人－詹姆斯.沃森和弗朗西斯.克里 克，他们发现DNA的双螺旋结构。－－DNA之父。 DNA之母：罗莎琳德.富兰克林，她用X射线衍射DNA晶体 得到了影像，从而分辨出这种分子的维度、角度和形状； 她发现DNA是螺旋结构，至少两股，其化学“信息”面 向进里面。 1973：第一个成功的克隆转化实验，第一个有目的的 基因重组实验，是现代生物技术的标志。
（三）研究范围
1、从实验室到模拟和现场应用； 三 、 环 境 生 物 技 术 2、开发废物资源化和能源化技术； 3、建立无害化生物技术清洁生产新工艺； 4、发展对环境污染物的生理毒性及其对生态影响的检 测技术
Chapter1 概述；
Chapter2 酶工程：利用酶的催化性质进行生物转化的 技术； 四 、 主 要 内 容 Chapter3 基因工程：即DNA重组技术，分子水平上对 基因进行操作；
（三）展望 现代生物技术将为粮食、健康、环境、能源等人类 面临的重大问题开辟广阔的前景，与信息、新材料和新 一 、 引 言
能源技术将成为四大科学技术支柱，是21世纪高新技术
产业的先导。 美国于2003年3月5日启动了牛基因组测序工程，将 能够改进牛奶和牛肉制品的质量以及提高食品的安全系 数。诸如此类，将为人类开创美好的明天。
1997：英培育出世界上第一例体细胞克隆动物“多莉” 羊，2003年2月14日去世。
1998：日本培育出体细胞克隆动物8头牛犊。
2000：果蝇的基因组图谱绘制完成；人类基因组图 谱的绘制工作完成。
2002：疟原虫、按蚊的基因组图谱完成；完成水稻、 小鼠的基因组图谱。 一 、 引 言 2003：意大利培育出第一匹克隆马，人类基因组序 列基本完成。
一种新的软件MyGrid将加快人类基因组解读，而且
它还可以自动找到与该研究有关的信息，搜索基因和蛋 白质数据、调节网络和任何其它相关信息。
（一）定义 生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工 程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设
计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品
二 、 生 物 技 术 或达到某种目的。 （二）内容 四大块：基因工程、酶工程、细胞工程和发酵工程。 （三）发展 开始比较缓慢，后迅速发展。 （四）应用
现
代
环
王建龙
境
生
物
编著技术源自文湘华环境工程教研室 谯 华
环境污染生物降解
夏北成 马文漪等 徐亚同等 王希成
化学工业出版社 南京大学出版社 化学工业出版社 清华大学出版社 科学出版社 羊城晚报出版社 化学工业出版社
参 考 书 目
环境微生物工程 污染控制微生物 生物化学 微生物学microbiology 基因与伦理 固定化微生物污水处理技术
2005年：全球首只克隆狗在韩国公开露面
一 、 引 言
“斯纳皮”与“父母”
一 、 引 言
DNA的双螺旋结构
世界首只克隆羊“多莉”
（二）意义
生物技术作为一个现代前沿学科领域，受到当今世界
各国的广泛关注，全球生物技术每年创造的产值约5000亿 一 、 引 言
美元，单项产品产值高达40亿美元，仅美国生物技术产值
（一）定义
广义：凡是自然界中涉及环境污染控制的一切与生 物技术有关的技术。 三 、 环 境 生 物 技 术 严格地说，环境生物技术指的是直接或间接利用生 物或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消
除污染物的生产工艺，或者能够高效净化环境污染，同
时又生产有用物质的工程技术。 （二）层次 高、中、低。
J.Nicklin 范冬萍等 沈耀良等
教学重点、难点、学时
概 述
一、引言
二、生物技术 （一）定义 （二）内容
（三）发展
三、环境生物技术 四、主要章节
（四）应用
注：第6章、第7章、第8章、第9章自学
1、教学重点 教 学 重 点 、 难 点 、 学 时 生物技术的内容、定义、发展；环境生物技术 的产生与研究范围；主要章节 2、难点
达2240亿美元。 比如“三色”农业－绿色“露天农业” 、白色“工 厂农业”、蓝色“水生农业”。其中白色农业主要表示这 种农业的生产过程没有环境污染并严格要求环境条件的高 度洁净，节水、节土、不污染环境、资源可循环利用。一 座年产10万吨单细胞蛋白的微生物工厂，相当于180万亩耕
地生产的大豆蛋白或3亿亩草原饲养牛羊的动物蛋白质。