第十章生物技术与环境

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第十章生物技术与环境
3、生物处理技术：
• 筛选降解塑料的微生物、构建高效降解菌。 • 克隆降解基因并将其导入某土壤微生物(如：
根瘤菌)中，使两者同时发挥各自的作用， 降解塑料和农膜。 • 推行可降解塑料和地膜。
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第十章生物技术与环境
四、化学农药污染的消除
• 化学杀虫剂约80%会残留在土壤中，经生 态系统造成滞留毒害作用。
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第十章生物技术与环境
污染土壤生物修复优点：
• 增加土壤有机质的含量 • 激发微生物的活性 • 改善土壤的生态结构， • 有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作
用。
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第十章生物技术与环境
三、白色污染的消除
1、白色污染种类：废弃塑料和农用地膜。 2、危害： • 土中残存，引起农作物减产。 • 塑料垃圾影响生态环境
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第十章生物技术与环境
1、 转基因技术的应用
• 利用转基因技术人工组装“工程菌”。
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第十章生物技术与环境
2 多菌株复合系的构建及应用
• 以往，偏重于用单一微生物菌株， • 现已证明，单一菌株的纯培养效果不如混
合培养。
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第十章生物技术与环境
原因：
• 单个微生物不具备生物降解所需的全部酶。 • 在难降解化合物中驯化的时间不足以进化
第十章生物技术与环境
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2020/11/28
第十章生物技术与环境
第一节 我国生态环境现状
一、主要污染源： • 工业“三废”污染 • 农用化肥、农药的污染 • 废弃塑料和农用地膜的污染2
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第十章生物技术与环境
二、现状
• 水污染日益加剧，水资源严重短缺。 • 土壤污染严重，耕地面积锐减； • 森林覆盖面积下降，草场退化 • 人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病
一、污水的生物净化 1、污水中有毒物质成分： • 酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、
有机酸、醛、醇、蛋白质等等。
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第十章生物技术与环境
2、微生物活动将有毒物转化为无毒物，使污 水净化。
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第十章生物技术与环境
3、固定化技术处理污水
• 固定化酶和固定化细胞可高效处理废水中 的有机污染物、无机金属毒物等，
• 3、环境因素的影响：微生物或酶要求适宜 的环境条件。
• 如：温度、酸碱度、营养、氧、底物浓度、 表面活性剂。
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第十章生物技术与环境
• 营养对于以共代谢作用降解农药的微生物 更加重要。
• 因为微生物须这些营养物质补充能量。
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第十章生物技术与环境
农药微生物降解的新方法
二、污染土壤的生物修复
1、重金属污染土壤的生物修复 • 利用生物(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。
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第十章生物技术与环境
原理: 生物作用(如酶促反应) • 改变重金属的化学形态， • 降低其移动性和生物可利用性 • 通过吸收、代谢对重金属的削减、净化。
• 特点：彻底，无副作用；
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共代谢作用：
• 农药自身不能被微生物降解，但若有另一 可供碳源和能源的辅助基质存在时，它们 可被部分降解。
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特点：
• 微生物不能从农药中获得营养，降解较慢， 程度有限。
• 但有共代谢功能的微生物种类多，降解的 化合物种类多。
物重新利用。 • 消减污染 • 垃圾废弃物的资源化利用。
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二、发酵处理有毒有害污染物，转化成无毒 物质
• 可一步到位，避免污染物的多次转移而造 成重复污染，
• 生物技术是一种既安全又彻底消除污染的 手段。
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三、生物技术是以酶促反应为基础的生物化 学过程。
• 利用微生物降解农药可消除农药污染。
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• 微生物降解农药的本质：是酶促反应。
• 农药进入细菌，在酶作用下，经生理生化 反应，降解或分解成小分子的无毒或毒性 较小的化合物。
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第十章生物技术与环境
微生物降解农药方式： 矿化作用：
• 微生物将农药作为营养，吸收分解成无机 物、二氧化碳和水。
• 在常温常压和近中性的条件下进行，
• 具有设备简单、成本低廉、效果好、过程 稳定、操作简便等优点。
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四、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。
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第十章生物技术与环境
第三节 主要应用
• 在农药的生物降解中发挥主要作用。
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第十章生物技术与环境
影响微生物降解农药的因素
• 1、微生物的种类、代谢活性、适应性等都 直接影响农药的降解与转化。
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2、农药结构
• 高分子化合物、聚合物、复合物、空间结 构简单的化合物难降解，
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率急剧上升。
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第十章生物技术与环境
三、环境保护与治理
• 应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。
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第二节、现代生物技术与环境保护
一、生物技术处理垃圾废弃物 • 降解污染物，降解产物及副产物可以被生
出完整的代谢途径
• 在生物降解过程中会有毒性中间物质积累
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第十章生物技术与环境
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/28
第十章生物技术与环境
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例如：
• 德国将能降解对硫磷等9种农药的酶，固定 化制成酶柱，用于处理对硫磷废水，去除 率达95%；
• 我国, 固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的 表面活性剂LAS, 降解率90%以上；
• 固定化酵母细胞降解含酚废水已实际应用。
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