生物修复本章重点难点1掌握生物修复的方法及原理2影响
第九章 生物修复
本章重点难点：
1.掌握生物修复的方法及原理；
2.影响原位修复及异位修复的机理及影响因素；
3.生物修复的特点及局限性。
9.1概述
概念
1 生物修复：利用生物特别是微生物催化降解有机污染物，从而去除或消除环境污染的一个受控或自发进行的过程。
2微生物对有机污染物的降解和转化过程分为：好氧和厌氧。
3污染土壤生物修复技术的基本原理：利用微生物将土壤中有机污染物降解为无害的无机物质(H 2O 和CO 2)的过程。
4污染土壤生物修复技术分类：
原位生物修复或就地生物修复，一般适用污染现场；
异位生物修复技术，主要包括预制床法、堆肥法、厌氧处理法和生物泥浆反应器法。
9.2生物修复的主要方法及微生物的种类
1在土壤的生物修复中,根据人工干预的情况，可进行如下分类：
2根据生物修复利用微生物的情况，可以分为使用污染处土著微生物、使用外源微生物和进行微生物强化作用。
3原位生物修复的主要技术手段：
①添加营养物质，满足微生物生存的必需；
②增加溶解氧，以提高微生物的活性；
③添加微生物或(和)酶，以强化污染物分解速率；
④添加表面活性剂，以促进污染物质与微生物的充分接触；
⑤补充碳源及能源，以保证微生物共代谢的进行，分解共代谢化合物。根据被处理对象(如土壤、地下水、污泥等)的性质、污染物种类、环境条件等的区别，营养物质的添加方式也不同。
4在污染环境的生物修复中，可以利用的微生物有3大类：土著微生物、外来微生物和基因工程菌。
9.3生物修复的影响因素
1非生物因素：温度、pH 值、湿度水平(对土壤而言)、盐度、有毒物质、静水压力(对土壤深层或深海沉积物)；
自然生物修复 人工生物修复
原位生物修复 异位生物修复 非反应器型
反应器型
2营养物质：有机物提供的碳源及能源之外，还需要一系列营养物质及电子受体，最常见的无机营养物质是氮及磷；
3电子受体：对好氧微生物而言，电子受体是O2；厌氧微生物也可以利用硝酸盐、CO2、硫酸盐、三价铁等作为电子受体分解有机物；
4复合基质
5微生物的协同作用
6捕食作用
7种植植物在高等植物的根系周围，可以形成发达的根际微生物区系，这将对污染土壤的修复过程起到积极的促进作用。
9.4原位生物修复
9.4.1概念
原位修复技术是在不破坏土壤基本结构的情况下，污染土壤不经搅动或移动，在原位和易残留部位进行的修复。
土壤生物修复技术（也称生物恢复、生物整治等)就是一种利用生物技术和方法来治理土壤污染使其恢复其正常功能的途径。
广义的土壤生物修复包括利用土壤中的各种生物-植物、土壤动物和微生物吸收、降解和转化土壤中的污染物，使污染物的浓度降低到可接受的水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。在这一概念下又可将土壤生物修复分为植物修复、动物修复和微生物修复三种类型。
狭义的土壤生物修复，就是利用微生物的作用将土壤中有害的有机污染物降解为无害的无机物(CO2和H2O)或其他无害物质的过程。
9.4.2原位修复原理
在人为优化的条件下，利用自然环境中的微生物或人为投加特效微生物，来分解土壤中的污染物，以修复受污染的环境。微生物对物质进行各种转化作用的生理学基础是其新陈代谢活动，即分解代谢和合成代谢。
（1）微生物代谢
微生物对污染物降解的基本代谢是有氧呼吸，其他代谢包括厌氧呼吸、共代谢、发酵。
影响微生物系统的环境因素主要包括温度、湿度、pH值以及产物的积累等，介质常常是多相系统，一般是液-气-固相等的组合，空间分布不均匀，所有这些都会影响微生物的活性。各种不同类型的代谢反应是在细胞内的水介质中进行的，因此水是细胞内最重要的物质之一。
（2）微生物共降解
共降解是指微生物利用一种容易降解的物质作为支持生长的营养基质，而同时降解另一种物质，但是后一种物质的降解并不支持微生物的生长。前者通常称为第一基质，而后者称为第二基质或者共降解基质，且往往是难降解的污染物质。
共降解过程主要特点可以概括为：
(1)微生物利用第一基质作为碳和能量的来源，用于本身的生长和维护，难降解的有机污染物作为第二基质被微生物降解。
(2)作为第二基质的污染物与第一营养基质之间存在竞争性抑制现象。
(3)污染物共降解的产物不能作为营养被同化为细胞质，有些共降解中间产物对细胞具有毒性抑制作用，但是共降解产物可能被其他微生物所利用。
(4)共降解是需能反应，能量来自第一营养基质的产能代谢。在某些条件下，能量可能成为共降解过程的控制性因素。
9.4.3影响原位修复因素
（1）污染物可降解性：分为两类，即初级降解和最终降解；
物质分子结构中影响可降解性的主要因素包括以下几个方面：分子含有的碳原子的数目，环的数目，双键数目的影响，偶氮基团，单取代基的影响，取代基位置的影响，取代基数目的影响，结构复杂性的影响；从污染物质分子的结构特征参数也能够判断其生物可降解性。
（2）营养物质
（3）电子受体
（4）土壤特征
（5）强化措施：①人工复氧；②投加微生物菌种和微生物促生剂工程；③植物修复与微生物修复相结合；④利用专家系统。
9.4.4原位修复的工程技术方法
比较典型的是：原位气相抽取技术、原位生物修复技术以及最近几年发展起来的原位土壤冲洗技术、原位电磁波频率加热技术、原位玻璃化技术等。土壤有机物污染的治理主要有化学法、生物法及化学与生物相结合的修复方法。
9.5异位生物修复技术
9.5.1概念
异位生物修复：是指利用微生物及其他生物，将存在于土壤、地下水和海洋中的有毒有害的环境污染物降解成二氧化碳和水或转化成为无害物质的工程技术系统。
特点：环境影响小，生物修复只是一个自然过程的强化，其最终产物是二氧化碳、水等，不会形成二次污染或导致污染的转移，可以永久性地消除污染物的长期隐患；最大限度地降低污染物的浓度，异位生物修复技术可以将污染物的残留浓度降到最低。
9.5.2异位生物修复机理
（1）有机污染物进入微生物细胞的过程
微生物降解有机物有两种作用方式：第一，通过微生物分泌的胞外酶降解；第二，污染物被微生物吸收到微生物细胞内后，由胞内酶降解。
微生物从胞外环境中吸收摄取物质的方式主要有主动运输、被动扩散、基团转位、胞饮作用等。
（2）微生物降解有机污染物的基本反应类型
氧化作用：醇的氧化，醛的氧化，甲基的氧化，氨的氧化，亚硝酸的氧化，硫的氧化，铁的氧化，β-氧化，氧化支烷基化，硫醚氧化，过氧化，苯环羟基化，芳环裂解，杂环裂解，环氧化。
还原作用：乙烯基的还原，醇的还原，醌类的还原，芳环羟基化，双键还原作用，三键还原作用。
基团转移作用：脱羧作用，脱氨基作用，脱卤作用，脱烃作用，脱氢卤，脱水反应。
水解作用：酯类的水解，多种微生物可发生此反应；胺类(如苯胺类除草剂)，也可被许多微生物水解；磷酸酯水解；腈水解；卤代烃水解去卤，氯代苯甲酸盐、苯氧基乙酸盐、芳草枯等可通过水解进行生物降解。
酯化作用缩合反应
氨化作用乙酰化作用
双键断裂反应卤原子移动
9.5.3影响异位生物修复的环境条件
（1）非生物因子
温度：微生物生长的温度范围为-12～100℃，大多数微生物生活在30～40℃。任何一种微生物都有一个最适生长温度。
酸碱度
氧气供应
营养物质：碳源、氮和磷、生长因子。
多种基质：多种基质、盐分。
（2）生物因子
微生物的协同作用：协同作用机制包括①提供生长因子②分解不完全降解物③分解共代谢产物④分解有毒产物。
9.5.4异位修复技术方法
异位生物修复主要包括：
现场处理法
预制床法：优点是可以在土壤受污染之初限制污染物的扩散和迁移，减少污染范围。但用在挖土方和运输方面的费用显著高于原位修复方法，另外在运输过程中可能会造成进一步的污染物暴露，还会由于挖掘而破坏原地的土壤生态结构
堆制处理法：通常分为条形堆制、静态堆制和反应器堆制等三种方式。条形堆制操作简单，投资最少，但占地较多，不可能控制挥发性气体。反应器堆制可以最佳控制气体，占最小的空间，但欠灵活。
生物反应器：主要缺点是工程复杂，要求严格的前、后处理工序，处理费用高。同时还要注意防止污染物由土壤转移到地下水体中。常见的生物反应器及其工艺有①泥浆生物反应器②生物过滤反应器③固定化膜与固定化细胞反应器④厌氧-好氧反应器⑤转鼓式反应器厌氧生物处理法
9.6工程实例
9.6.1原位生物修复在土壤污染治理中的应用
（1）美国犹他州某空军基地针对航空发动机油污染的土壤，采用原位生物降解进行修复；
（2）利用土著微生物，通过补充养分提高生物降解速率而清除石油污染的成功实例也受到其他国家的认可与采纳；
（3）除可清除石油污染外，生物修复技术还成功地应用于其他化合物污染的修复。如原美军基地中军用化学物2，4，6-三硝基甲苯(TNT)严重污染了当地的土壤。
（4）燃料污染土壤的生物修复。
9.6.2原位生物修复在水污染治理中的应用
（1）深圳市罗芳污水处理厂二期工程厌氧池距离罗芳村仅50m,为了消除其产生的恶臭对周边居民的影响,厌氧池增设了生物除臭系统；
（2）利用生态修复技术,消除青浦区政府旁断头浜跃进河严重的水体黑臭；
（3）利用复合酶技术治理污染河道；
（4）利用微生物技术在治理漓江山水花园内部水系时,模拟自然生态环境,培养好氧、兼氧及厌氧微生物菌群,可以连续分解有机物质,不断形成净化水体的能力,取得了良好的效果；
（5）黄民生等采用采用曝气复氧、投加高效微生物菌剂及生物促生液、放养水生植物、悬挂生物填料等构建的组合生物修复技术对苏州河严重污染支流-绥宁河进行原位污染治理和生物修复工程试验；
（6）肖羽堂等采用弹性填料微孔曝气生物接触氧化法对受污染水源进行修复去除NH4+-N效果研究。
9.6.3异位生物修复的应用实例
（1）利用生物反应器法处理污染土壤
（2）采用堆制处理方法处理污染土壤
9.6.4植物修复法
9.7生物修复的应用前景
生物修复技术具有广阔的应用前景，它是一个跨学科的领域，需要有化学、微生物学、生物化学、毒理学、工程学、土壤学、水文地质学、植物学等方面的综合知识，需要有环境化学、环境微生物学、环境工程、环境医学和生物技术等方面的专家的通力合作。
石油污染土壤的微生物修复原理
石油污染土壤的微生物修复 一、降解石油烃类化合物的微生物种类 自然界中能够降解石油烃类污染物的微生物种类有数百种，70多属，主要是细菌、真菌和藻类三大类型的生物。 表1 石油烃降解微生物种属 细菌真菌藻类 无色杆菌属枝顶孢属双眉藻属 不动杆菌属曲霉属鱼腥藻属 芽孢杆菌属金色担子菌数小球藻属 色杆菌属假丝酵母属衣藻属 诺卡氏菌属镰刀霉属念珠藻属 放线菌属青霉菌属紫球藻属 ……… 按照分子生物学和遗传学分类，可将降解石油污染物的微生物分为土著微生物和基因工程菌两大类。 二、产生表面活性剂的微生物 生物表面活性剂是微生物在一定培养条件下产生的一类集亲水基和疏水基于一体、具有表面活性的代谢产物。 分类典型产物 中性脂类甘油单脂、聚多元醇、其他蜡脂 磷脂/脂肪酸磷脂酰乙醇胺 糖脂糖酯、糖醇酯、糖苷 含氨基酸脂类脂氨基酸、脂多肽、脂蛋白 聚合型脂多糖、脂-糖-蛋白复合物 特殊型全胞、膜载体、Fimbriae 生物表面活性剂优点：1较低的表面张力和界面张力；2无毒或低毒，对环境友好；3可生物降解；4极端环境（温度、pH、盐浓度）下具有很好的专一性和选择性；5不致敏、可消化、可作为化妆品和食品的添加剂；6结构多样，可用于特殊领域 三、微生物降解石油的机制
1.微生物吸收疏水性有机物的机理 图1 微生物吸收疏水性有机污染物的4种摄取途径微生物吸收疏水性有机物的模式有4种：1微生物吸收其附近溶解于水相中的烃类；2细胞直接与石油烃接触。这种作用可以通过改变菌毛或细胞表面的疏水性部分的改造进行调控，提高对有机物的吸附；3通过细胞直接与分散在水相中的石油烃的微米或亚微米液滴接触来吸收；4强化吸收模式，即由于细胞产生的表面活性剂或乳化剂使烃的水溶性增强，微生物表面的疏水性更强，使细胞与烃接触。 丝状真菌主要通过菌丝的吸收作用摄取石油烃。 2.微生物细胞膜转运烃机理 微生物对有机化合物的降解作用是由细胞酶引起，整个过程可分为3个步骤。首先化合物在微生物细胞膜表面吸附（动态平衡过程）；其次吸附在细胞膜表面的化合物进入细胞内；最后化合物进入细胞膜内与降解酶结合发生酶促反应（快速过程）。 参与第1个步骤还有表面活性剂。 石油进入细胞方式：非特异性接触，被动运输方式。 3.微生物降解石油的机制 石油类物质+微生物+O 2+营养物质→CO 2 +H 2 O+副产物+微生物细胞生物量 微生物利用石油烃类作为碳源和能源，经过一系列氧化、还原、分解、合成等生化作用，将石油污染物最终矿化为无害的无机物的过程。 途径：烷烃→醇→醛→脂肪酸→β氧化乙酸盐→CO 2+H 2 O+生物量 四、典型石油烃的降解途径
(完整版)高中生物育种方法原理汇总
一多倍体育种 定义：通过增加染色体组数以改造生物遗传基础，从而培育出符合人类需要新品种的方法。 多倍体是指由受精卵发育而来并且体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。 多倍体育种利用人工诱变或自然变异等，通过细胞染色体组加倍获得多倍体育种材料，用以选育符合人们需要的优良品种。 最常用、最有效的多倍体育种方法是用秋水仙素或低温诱导来处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素能抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，但不影响染色体的复制，使细胞不能形成两个子细胞，而染色数目加倍。 多倍体产生机制：通过卵细胞第二极体的保留或受精卵早期有丝分裂的抑制而实现。 多倍化后，多个等位基因互作产生了更多的组合和更多样的功能变化，从而比二倍体亲本拥有更高的杂合性和更迅速的环境适应力，表现为抗逆性增强及克服远缘杂交的不育性等特点 经典理论认为，植物天然多倍体基因组主要起源于体细胞有丝分裂异常、未减数分裂配子融合和种间杂交三个途径。 诱变方法： 人工诱变染色体加倍的方法很多，可分为物理诱变法、化学诱变法和生物诱变法。 物理法包括：机械损伤、高低温和射线照射等 生物学诱导途径包括：不同倍性材料间杂交育种，胚乳培养，细胞杂交等 化学诱变：主要利用化学诱变剂与细胞发生一系列生化反应阻止有丝分裂的正常进行，使分裂后期的染色体全部进入一个子代细胞中而产生多倍体。化学药剂包括秋水仙素、萘乙烷、异生长素、吲哚乙酸、氨磺灵...... 二杂交育种 1.概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。 2.原理：基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。 3.优点：可以将两个或多个优良性状集中在一起。 4.缺点：不会产生新基因，且杂交后代会出现性状分离，育种过程缓慢，过程复杂。 原则 ①亲本应有较多优点和较少缺点，亲本间优缺点力求达到互补。 ②亲本中至少有一个是适应当地条件的优良品种，在条件严酷的地区，亲本最好都是适应环境的品种。 ③亲本之一的目标性状应有足够的遗传强度，并无难以克服的不良性状。 ④生态类型、亲缘关系上存在一定差异，或在地理上相距较远。 三诱变育种
污染土壤微生物修复技术研究进展
污染土壤微生物修复技术研究进展课程论文 摘要针对2014年4月环境环保部公布的首次全国土壤污染状况调查结果，撰写我国最严重的耕地污染中主要污染物镉、砷、滴滴涕和多环芳烃的微生物修复研究进展。 关键词土壤污染；微生物修复；重金属污染；有机物污染 2005年4月至2013年12月我国开展的首次全国土壤污染状况调查结果显示全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达19.4%，迫在眉睫的主要污染物为镉、砷、滴滴涕和多环芳烃[1]。 微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术，它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军[2]。由于我国土壤调查结果显示在农田耕地中重金属污染物镉、镍、砷、有机污染物滴滴涕和多环芳烃超标最严重，对这些污染物的治理已经迫在眉睫。所以，本文重点阐述针对这5种污染物的微生物修复技术研究进展。 1、重金属污染土壤微生物修复研究进展 土壤微生物种类繁多、数量庞大，是土壤的活性有机胶体，比表面大、带电荷和代谢活动旺盛，在重金属污染物的土壤生物地球化学循环过程中起到了积极作用。微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，从而达到生物修复的目的[3]。因此，重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集 (如生物积累、吸附作用)、生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解)、生物固定（如与S2-的共沉淀）、生物滤除（如细菌的淋滤作用）等作用方式。 1.1镉污染 将具有重金属吸附能力的天然蛋白或人工合成肽展示在微生物细胞表面,可以提高微生物对重金属的吸附能力。Kuro da等[4]改造了微生物表面蛋白使得当酵母金属硫蛋白( YMT )串联体在酵母表面展示表达后,4 聚体对重金属吸附能力提高5.9 倍, 8 聚
分子生态学的原理和方法
分子生态学的原理和方法 1分子生态学使生态学的实验研究进入分子水平 生物与环境之间的相互经，是地球上的生命出现以来就普遍存在的一种自然现象。但生态学自1866年诞生以来，人类对其规律性的认识则经历了一个由浅入深，由片面到全面的较长历史过程。表现在方法上，从逐渐摆脱直接观察的“猜测思辨法”，到野外定性描述的“经验归纳法”，再到野外定位定量测试与室内实验相结合的“系统综合法”。上述方法虽然有力地推动生态学取得了长足发展，但其研究视野仍局限在宏观水平上，因而表现出外貌或形态相同的生命有机体，由于所处的环境条件不同，其生理功能也不相同；亲代外貌、形态和生理功能相同的生命有机体，子代却由于所处的环境条件不同而产生新的变异，因此，宏观生态现象的多样性需要用微观的室内实验分析来揭示其生态本质的一致性也就成为生态学宏观与微观相结合发展的必然趋势。分子生物学原理和技术应用于生态学研究而形成的生态学新的分支科学――分子生态学，使生态学的实验研究一跃进入分子水平。 分子生态学的兴趣，首先建立在组成生命有机体的基本物质――核酸和蛋白质等生物大分子以及环境对这些基本物质的影响上。生命有机体遗传信息的携带者是核酸。遗传信息通过DNA分子半保留复制而代代相传。遗传信息由DNA到RAN再到多肽链合成蛋白质的过程称之为中心法则。合成的蛋白质作为一切生命活动的承担者，实现了生命有机体新陈代谢，生长发育以及对外界环境变化的反应，并调控着信息的传递和表达。虽然糖类不像核酸直接参与生命现象的延续，也不像蛋白质那样直接承担生命活动的体现，但它与分子之间的相互识别有密切的关系，因而在生命有机体信息传递中发挥着重要作用（邹承鲁，1996）。 携带蛋白质所需信息的DNA片段称为基因（gene），它是DNA上决定生命有机体外部形态、内部结构和生理功能的基本单位，按功能分为可被转录形成mDNA，进而转译成多肽，构成各种结构蛋白和催化各种生化反应的酶和激素等的结构基因以及可调节控制结构基因表达的基因的调节基因。基因由丹麦遗传学家Johansen W于1909年提出以称谓“孟德尔因子”或孟德尔自己使用的“性状单位（Character unit）”或“单位因子（Unit factor）”，而现代定义则为“遗传信息的结构和功能单位”。每个DNA分子含有很多因基因，基因的复制过程就是4种碱基按A配T，G配C的互补配对原则进行。因DNA分子是由两条多核苷酸组成双螺旋结构，故复制时，DNA 在酶的催化作用下，原来的两条链先解旋成单链，然后各条链以自己为模板，配成相应的新链。这样，1个母DNA分子便复制成两个完全相像的分子，它说明了为什么子代和亲代想像的道理，即遗传的实质是碱基序列的复制过程。 基因最重要的特征是其从亲代到子代相似的复制能力，以保证生命有机体遗传的稳定性。然而，如果遗传信息始终不变，就不可能有新的生命有机体类型的产生。事实上，地球上生物多样性的存在已充分证明了遗传信息携带者的基因具有变化的特征，即基因突变（Mutation）。所有发生在基因的DNA序列中是由碱基替代（Base substitution）、碱基插入（Base insertion）和碱基缺失（Base deletion）等改变引起的，可以通过复制而遗传的任何持续性改变改变都叫基因突变，它可发生在生殖细胞，也可发生在体细胞。其中，碱基数量的变化是基因突变的一个重要原因。因为在不同的生命有机体类型之间，碱基的数量是不同的，DNA以其加倍的4个符号，可以编译成的MM蓝本是无限的，说明基因突变是无限的。其次，碱基的内容不同，也会导致基因突变，如ACA和UCA，虽只一个碱基之差，但含义是不同的。另外，碱基排列次序的变化，也是导致基因突变的一个，如UCA和CUA，CGG和GGC，他们的碱基完全相同，只是排列次序不同，因而其含义也不同。 基因是遗传信息的携带者，而生命活动的执行者却是蛋白质，即基因表达的产物。然而，生命有机体中的基因并非同时全部表达，其表达程度也各不相同。只有按一定的表达模式表达的基因，才能使遗传信息与生命活动之间建立直接的联系。因此，真正执行生命活动的蛋白质是在基因调控下不断变化的（王志珍，邹承鲁，2000）。此外，蛋白质分子，除有以氨基酸组成的并有一定顺序的肽链结构外，还具有肽链在空间的卷曲折叠而形成的三维空间结构，也只有处在这种特定的三维结构中的蛋白质分子，才能真正发挥生物功能。因此，即使肽链的氨基酸序列不变，只要空间结构被破坏，就会导致蛋白质功能的丧失。 分子生物学在其迅速发展中起来越深刻地认识到基因与环境的相互作用是产生基因突变和基因多态的源泉。因此，分子生物学对分子生态学最本质的贡献是阐明了外界环境对以中心法则为基础的基因突变，基因表达和蛋白质活性施以深刻的影响，因此生命有机体随着外界环境和内部生理状态的不同而表现出不同的基因突变、基因表达和蛋白质活性差异，且这种差异存在着严格的时空特异性。依据
ChIP 原理及实验方法
染色质免疫沉淀技术（ChIP）实验方法 实验原理 染色质免疫沉淀技术（ChIP）通过与染色质片段共沉淀和PCR技术，在体内检测与特异蛋白质结合的DNA片段。ChIP技术最大的优点就是在活体细胞状态下研究了蛋白质和目的基因结合状况，减少了体外实验的误差。在活体细胞中，先对与调节蛋白结合的染色质进行分离，然后通过一定的方法（例如：超声波）随机剪切染色质，用调节蛋白的抗体沉淀目的染色质，再通过一定手段把目的染色质上的蛋白质去除掉，最后用PCR等方法检测鉴定共沉淀的DNA片段的特性。 仪器和试剂
真空设备、涡旋器、液氮、冷冻离心管、离心机、超声波粉碎仪、miracloth 37%甲醛，2M甘氨酸，ddH O，剪切的鲑精DNA/protein A琼脂糖珠(Sant cruz)， 2 蛋白酶K（14mg/ml）,RNaseA,酚：氯仿：异戊醇（25：24：1）,氯仿,无水乙醇, 提取缓冲液1（EB1）:0.4M蔗糖；10mM Tris-HCl，pH8.0；5mM β-ME； 0.1mM PMSF；蛋白酶抑制剂混合物（aprotinin、pepstain A、Leupeptin、 Antipain、TPCK、Benzamidine） 提取缓冲液2（EB2）:0.25M 蔗糖；10mM Tris-HCl，pH8.0；10mM MgCl2； 1%Triton X-100(聚乙二醇辛基苯基醚) ；5mM β-ME；0.1mM PMSF；蛋白酶抑制剂混合物（同上） 提取缓冲液3（EB3）：1.7M蔗糖；10mM Tris-HCl，pH8.0；0.15%Triton X-100；2mM MgCl ；5mMβ-ME；0.1mM PMSF；蛋白酶抑制剂混合物（同上） 2 核裂解缓冲液（NLB）：50mM Tris-HCl，pH8.0；10mM EDTA；1%SDS；PMSF和蛋白酶抑制剂混合物（同上） ChIP稀释缓冲液（ChIP DB）：1.1%Triton X-100；1.2mM EDTA；16.7 mM Tris-HCl，pH8.0；167mM NaCl；PMSF和蛋白酶抑制剂混合物（同上） 洗脱缓冲液（EB）：1%SDS；0.1M NaHCO3（现配） 低盐洗脱液：150mM NaCl；0.1%SDS；1%Triton X-100；2mM EDTA；20mM Tris-HCl，pH8.0
环境修复原理与技术
环境修复原理与技术 一、单选(13分) 1、微生物降解有机污染物的基本反应类型不包括() A中和反应 B、氧化反应 C、还原反应 D、水解反应 正确答案:A 2、以下不属于物理修复技术的是() A、原位可渗透反应墙技术 B、固化稳定化修复技术 C、电动力学修复技术 D、热力学修复技术 正确答案:A 3、以下不属于环境生物修复技术局限性的是() A.需要大型设备,造价昂贵 B、耗时长 C、条件苛刻 D、并非所有进入环境的污染物都能被利用 正确答案:A 4.可处理性试验方法不包括( A.水体灭菌实验 B.土壤柱试验 C、反应器实验 D.摇瓶实验 正确答案:A 5、微生物修复的影响因素不包括() A大气性质 B、微生物活性 C、污染物特性 D、土壤性质 正确答案:A 6、土壤污染的特点不包括() A.隐蔽性 B、可逆性 C、长期性 D、后果严重性 正确答案:B
7、稳定塘修复技术可以分为微生物稳定塘和水生生物塘,下列选项中不属于微生物稳定塘的是() A好氧塘 B、养殖塘 C、厌氧塘 D、曝气塘 正确答案:B 8、干扰可以分为自然干抗和人为干扰,以下不属于自然干扰的是( A.文化活动或过程干扰 B、火干扰 C.土壤性干扰 D.动物性干扰 正确答案:B 9、修复不包括() A恢复 B、重建 C、整顿 D、改建 正确答案:C 10、气体抽提修复技术优点不包括() A、处理量大 B、干扰小 C、对不易挥发有机污染物处理效果明显 D、易于与其他技术组合使用 正确答案:C 11、生命现象的典型表现是() A同化作用 B.异化作用 C、新陈代谢 D、呼吸作用 正确答案:C 12、大气污染的修复净化技术不包括() A.植物修复技术 B.微生物修复技术 C、无机矿物材料修复技术 D、原位修复技术 正确答案:D
细胞固定、染色原理与方法
细胞固定、染色原理与方法 一、固定与固定液 (一)固定：将新鲜的活组织从生物体取下后，立即投入固定剂中，借助化学药品的作用，使细胞保持原有形态、结构的一种手段。 1.目的 (1)迅速防止细胞死亡后的变化,防止自溶、腐败，尽量保持生长状态结构。 (2)使细胞中的蛋白质、脂肪、糖、酶等成分转变为不溶性物质，以保持生前的形态。 (3)使组织内各种物质成分产生不同的折光率，便于观察和鉴定。 (4)使不同组织成分对染料有不同的亲和力，便于染色。 (5)防止细胞过度收缩或膨胀，失去原有的形态结构。 2.时期 (1)有丝分裂：有丝分裂主要发生在根尖、茎生长点及幼叶等部位的分生组织，根尖取材容易，操作和鉴定方便。 (2)减数分裂：选取适当大小的花蕾是观察花粉母细胞减数分裂的关键性的第一步。此时的植株形态及花蕾大小依植物的类别及品种有所不同。 小麦：在植株开始挑旗，旗叶与下一叶的叶耳间距为3-4cm，花药长度大致在1-2mm左右，黄绿色时取材最好。如花药为绿色时则为时过早，花药为黄色，则已过时。一般上午8-10点为取材最佳时间。 玉米：一般夏玉米在7月份取材，以上午7-8点为好。在玉米雌穗未抽出前的7-10天手摸植株上部(喇叭口下部)有松软感觉，表明雄花序即将抽出。用刀在顶叶近喇叭口处纵向划一刀，切口长10-15cm，剥出雄花序，顶端花药长3-5mm，花药尚未变黄时取材。 蚕豆：从现蕾开始，上午10-11点可选取2-3mm大小的花蕾或一小段花序。蚕豆开花的次序是由下而上，由外而内。 3.固定时的注意事项 (1)固定液量：20倍于材料的体积，以免固定液被稀释。 (2)选择合适的固定液：渗透力强的固定液既可以迅速进入组织中，又不使组织过度收缩或膨胀。 (3)固定的时间要合适： 与材料的大小和温度有关：材料大则时间长，材料小则时间短；温度高则时间短，温度低则时间长。 经固定的材料如不及时使用，可以经过90%酒精换到70%酒精中各半小时，再换入一次70%酒精，在0-4℃冰箱内可保存半年。经过较长时间保存的材料进行观察前可以换新的固定液再处理一次，效果较好。 (二)固定液固定液包括简单固定液和混合固定液两种。简单固定液就是用一种药品作为固定液，如乙醇、甲醛、冰醋酸、升汞等。简单固定液只对细胞的某种成分固定效果较好，而不能将所有的成分都保存下来。混合固定液是指两种或两种以上的化学物质的混合液，如卡诺氏固定液等。 1.固定液的条件 (1)迅速渗入组织,杀死原生质。在杀死的短时期中,细胞形态不致有所变化。 (2)必须具有渗透力，对组织各部分的渗透力相等，可使组织内外完全固定。 (3)尽可能避免使组织膨胀或收缩。 (4)使细胞内的成分凝固或沉淀。 (5)增加细胞内含物的折光程度，易于鉴别。
生物工艺原理
1.名词解释 生物技术：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术。 生物转化：微生物的生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶，作用于一些化合物的特定部位（基团），使它转变成结构相类似但具有更大经济价值的化合物的生化反应。 种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。 生理酸性物质：无机氮源被菌体作为氮源利用后，能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质 生理碱性物质：如硫酸铵，代谢后能产生碱性物质的无机氮源称为生理碱性物质 前体物质：前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。 促进剂：所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。 淀粉的糊化与老化：糊化：指淀粉受热后，淀粉颗粒膨胀，晶体结构消失，互相接触变成糊状液体，即使停止搅拌，淀粉也不会再沉淀的现象,称为淀粉的糊化。此时的温度称为糊化温度。 淀粉的老化实际上是分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程，也就是复结晶的过程。 DE值：DE值：糖化液中还原糖含量（以葡萄糖计）占干物质的百分率，用以表示淀粉 糖的糖组成。 分叉中间体：糖代谢的中间体，即可以来合成初级代谢产物，又可以来合成次级代谢产物，这种中间体叫分叉中间体，如丙二酰CoＡ。 发酵热：发酵热指的是发酵过程中释放出来的净热量，以J/(m3·h)为单位表示。 2.生物反应过程可分为哪四个部分. （1）原材料预处理 选择物理、化学方法加工 培养基（发酵过程、动植物细胞或组织培养）的配制和灭菌、底物（酶反应过程）的准备。（2）生物催化剂的制备 发酵过程：筛选高产、稳定、易培养的菌种；制备种子。 酶反应过程：选择相应的酶，考虑纯度、添加量等；固定化应提前进行，然后装入酶反应器。 动植物细胞：建立稳定的细胞系。 污水处理：选择适当的降解污染的微生物。 （3）生物反应器及反应条件的选择 主要为活细胞生长或酶反应提供适宜的条件。如温度、pH、DO等。 建立稳定的条件控制系统。 具有方便的参数检测系统。 （4）产物的分离纯化 又称下游过程：用适当的方法将含量比较少的产物从反应液（胞外产物）、细胞中（胞内产物）初步提取出来，然后加以精制，达到最后产品的要求。 方法：吸附法、溶媒萃取法、离子交换法、沉淀法或蒸馏法等。
微生物修复技术与环境的关系
微生物与生态环境的关系 ——生物修复技术与生态环境 田文涛 化工与制药专业理工1005班学号100150135 指导教师刘雪玲 摘要 微生物是自然生态链中重要的一环，是必不可少的，它们对化学元素在自然界中循环、高分子物的合成与降解、甚至对无机物质形成、能量物质的储存、细胞基因储存复制及未知的方面等具有重要贡献。它的作用是呈两方面的：有益于人类的和病原的。 微生物与人类的生活密切相关，在生态环境中发挥着重要的作用。生物修复技术已成功应用对于修复污染环境，并取得很好的成果。本文介绍了生物修复技术，着重叙述了微生物修复技术极其应用，从而说明了微生物在生态环境中的重要性和相关研究进展。 关键词：微生物生物修复技术生态环境保护
前言 生物修复( bioremediation) 技术是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物, 从而修复被污染环境或消除环境中污染物, 实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。它是一类低耗能、高效和环境安全的环境生物技术。它主要是利用土著微生物的代谢能力、活化土著微生物降解能力或者添加具有高速分解难降解化合物能力的特定微生物, 针对不同的污染环境, 可利用不同的修复微生物及改善其生长条件。生物修复技术又包括动物修复、植物修复、微生物修复等技术，其中犹以微生物修复重要。本文主要叙述了微生物修复技术的定义与应用，从而介绍了微生物对污染环境修复中的研究进展。 持久有机污染物主要有有机磷农药、芳香族类化合物、卤代有机化合物等，它们在大气、水环境、土壤中广泛存在，对人类产生了巨大威胁。这些环境有机污染物通常被认为是环境外来化合物,一般天然微生物由于缺乏与之降解相适应的完整酶系统,所以表现出难以生物降解。但是在长期的接触驯化过程中,微生物的遗传变异和质粒传递特性,使很多微生物具有了降解或部分降解的能力。下面讨论一下人们所关注的有机磷农药的微生物降解。 据研究，假单胞菌及黄杆菌等均能产生一种高水平组合型表达的膜结合性有机磷水解酶,该酶对多种对硫磷结构的化合物都有降解活性,其pH、温度的范围广,稳定性强,底物范围广泛,可裂解包括P - O, P - F, P - CN, P - S等化学键。自可以从上两种微生物中将有机磷水解酶提纯起,人们尝试了借助固定化方法进行有机磷水解酶的应用,载体先是选用三苯甲基琼脂糖,依赖疏水作用将酶分子固定其上,而降解反应体系中补充的为增大农药溶解度的有机溶剂会引起酶与载体的解吸效应。为此将载体改用为聚酰胺纤维,采用共价结合法获得了良好的固定效果。 因微生物生长周期较长,酶纯化效率又低、成本高,无法广泛地应用于生产。人们便将更多的目光集中在大肠杆菌宿主的表达系统上,使用强启动子lac实现有机磷水解酶大肠杆菌细胞表面高水平的表达,然后固定化细胞,发展成为生物反应器。 土壤受到重金属污染后, 可能导致重金属在农作物体内积累, 造成食物链
生物修复技术
生物修复技术作为一项有效的环保处理技术被应用始于上世纪70年代初。由于其具有设备简单、操作方便、经济可靠的特点，生物修复技术在全球范围内得到了迅猛的发展并被广泛应用于石油、化工、制药、矿山等行业的污染处理，成为土壤和地下水污染处理的首选技术。作为一种新兴的环保技术，生物修复技术具有广泛的市场发展前景。举例来说，在美国大约有750000个各种地下储罐，一半以上为石油或汽油灌，其中有超过300000个存在泄漏现象，并以每年30000左右的速度递增。生物修复技术被证明是目前处理此类污染的最经济和有效的环保技术。 关于生物修复技术在处理含油泥沙（主要产生于油田、炼油厂和石油泄漏）的应用，国外进行了大量的研究和实践。逐渐形成了一套较为成熟和可靠的工艺，并取得了不错的处理效果。总的来讲，这些工艺可分为异位生物修复和原位生物修复两种。其中异位生物修复主要包括composting(堆肥)和landfarming工艺，而原位生物修复主要包括Bioventing（生物通风）和soil vapor extraction (土壤气抽吸)工艺。作为一项较为复杂的环保技术，生物修复牵涉环保、生物、水文、地质等多个学科。因此，影响生物修复处理效果的因素也很多，大致包括生物种类及活性、污染物种类及浓度、土壤条件（土质、湿度、pH等）、营养成分、充氧状态以及温度等。所以，一个有效的工程方案在选择合适的工艺的基础上，还必须监测和控制适当的影响因素，才能达到最佳的处理效果。影响因素的参数确定和优化必须采用试验与实践相结合的方法来获得。 一、异位生物修复工艺 1、Composting(堆肥)
堆肥工艺就是将污染的土壤与一定量的填料混合后垒成土堆，土壤中的微生物在适当的条件下进行新陈代谢的同时将污染物降解并去除。填料的作用是改善土壤结构，提高空隙率，增加充氧效果，并提供适合微生物生长的温床。填料主要有稻草、木屑、鸡粪、牛粪、或活性污泥等。添加比例应视土壤结构和污染物的种类和浓度而定，通常为5%~40%不等。为提高处理效果，通常需要充氧、提供营养物质并保持适当的湿度。微生物新陈代谢所产生的热量能使土堆内部的温度高达30~60 C, 较高的温度能促进微生物的降解过程，达到较理想的处理效果。工程中，对土堆内部温度变化的监测能为充氧量提供依据。 通常堆肥工艺根据形式不同又分为Static Pile (Biopile)、Windrow、和Closed Reactor三种工艺。由于Closed Reactor工艺处理费用高从而限制了它的应用。工程中应用最广泛的是Biopile 和Windrow工艺。这两者的主要区别是供气方式的不同。Biopile是靠鼓风或抽吸的方式利用管路向土堆内充氧。而Windrow 则是利用人工或机械定期翻土来达到向土堆中充氧的目的。美国艾斯特技术工程公司在美国数十个石油污染土壤的生物修复工程均采用了Biopile 或Windrow工艺。统计数据表明，经过3-6个月的处理,TPHs的浓度下降了80%以上，处理效果明显。 2、Landfarming Landfarming是一种最简单的生物修复技术之一。它是将待处理的土壤以一定的厚度均匀的铺在事先经过处理的不透水的平地上，定期用类似爬犁的工具耕土; 在适当的条件下，利用土壤中的微生物的新陈代谢作用去除污染物。耕地的目的是提供充足的氧气和起到混合搅拌的作用。通常土层的厚度为15-40cm, 视处理
生物传感器原理及应用
Chapter １生物传感器 （Biosensors） ? 1.1 Generalization（概述）? 1.2 Principle （基本原理）? 1.3 Classification（分类）? 1.4 Application（应用）
1.2 生物传感器工作原理 被测对象生物敏 感膜 （分子 识别感 受器） 电 信 号 换 能 器 物理、化学反应 化学物质 力 热 光 声 . . . 图16-1 生物传感器原理图
BIOSENSORS 1.2 生物传感器原理 无论是基于电化学、光学、热学或压电 晶体等不同类型的生物传感器，其探头均由 两个主要部分组成，一是感应器，它是由对 被测定的物质（底物）具有高选择性分子识 别功能的膜构成。二是转换器，它能把膜上 进行的生化反应中消耗或生成的化学物质， 或产生的光、热等转变成电信号，最后把所 得的电信号经过电子技术的处理后，在仪器 上显示或记录下来。
换能器（T r a n s d u c e r ）感受器（R e c e p t o r ）= 分析物（Analyte ） 溶液（Solution ）选择性膜（Thin selective membrane ） 识别元件（Recognition ）生物传感器工作机理 测量信号（Measurable Signal ） BIOSENSORS
（1）将化学变化转变成电信号 酶传感器为例,酶催化特定底物发生化学反应,从而使特定生成物的量有所增减。用能把这类物质的量的改变转换为电信号的装置和固定化酶耦合,即组成酶传感器.常用转换装置有氧电极、过氧化氢。
环境修复原理与技术教学大纲
一、教学目标 (一)学习目标 随着环境污染带来的农产品安全和人类健康等问题日益突出，污染环境修复的任务也就变得十分紧迫。通过对《污染环境修复原理与技术》课程的学习，使学生能够掌握污染环境修复的基本概念和原理，掌握污染环境修复技术、工艺及工程设计的原则和方法，熟悉本领域研究的新进展与新成果。 （二）可测量结果 1) 能理解环境修复的核心概念及内涵，能说明环境修复与传统环境工程及污染预防工程的区别与联系。 2）了解环境修复的主要类型、对象和任务，掌握物理修复、化学修复、微生物修复和植物修复主要技术类型的基本原理、技术特点和适用范围。 3）理解污染物生物有效性和风险评估在污染环境修复中的重要性，了解土壤、地表水和地下水等环境载体特性对环境修复的影响。 4）理解环境修复现场评价、可处理性评估、修复方案设计的基本原则、方法与流程。 5）掌握场地土壤污染修复、地下水污染修复、污染水体修复、固体废物污染修复的主要技术方法与发展趋势。 6）具有文献查找阅读、分析讨论、报告展示、论文撰写、团队写作等综合能力。 以上结果可以通过课堂讨论、分组报告与课程论文等环节测量。 二、课程要求 （一）授课方式与要求 授课方式：（1）教师讲授（教师讲授核心内容、总结、答疑、提示今后内容、公布课程报告与讨论主题等）；（2）课后阅读和报告准备（学生按照课程讨论与报告主题内容，分小组进行阅读总结和制作报告展示PPT）；（3）课程报告与讨论(主题报告学生根据所选主题作PPT 展示与发言，其他学生根据主题与报告内容进行质疑与讨论，教师作点评)；（4）期末课程论文撰写。 要求：熟悉本课程的基本知识，提高文献阅读与分析水平，锻炼自我学习和独立思维的能力，培养用于创新与团队合作的精神，激发对污染环境修复研究的兴趣。要求学生认真对待课程报告与讨论环节，教师将对学生的主题报告及讨论发言情况进行点评和绩效记录，作为课程评分的依据。 （二）考试评分与建议 本课程将以课程论文撰写和课程报告与讨论的形式进行评分，其中课程论文占40％，课程报告占30％，课程讨论发言占30%。 三、教学安排 第一次：污染环境修复概论及基本原理(3课时) 主要内容： 污染环境修复的概念及内涵，污染环境修复的主要类型、产生与发展、对象和任务。中国生态环境现状和优先控制修复污染物分析。污染环境的物理修复原理，包括物理分离、翻土和客土、固化/稳定化修复、蒸汽抽提、玻璃化修复、热解吸修复、电动力学修复等主要技术特点与基本原理。污染环境的化学修复原理，包括化学淋洗、溶剂浸提、化学氧化（还原）、原位化学反应处理墙、化学固定等主要技术特点与基本原理。污染环境的生物修复原理，包括生物通风、生物泥浆反应器、生物堆制、植物修复等主要技术特点与基本原理。 思考题： 依据物理修复、化学修复、生物修复主要技术原理分析其技术的适用性。 第二次：环境修复中污染物有效性和风险评估的作用(3课时)
环境修复原理与技术总结
物理分离修复技术定义：利用污染物与环境中其他要素的物理学特性的差异将污染物从环境 中去除、分离的方法。 基本原理：根据污染物的密度、形状、大小、磁性、表面特性等物理性质，利用相关的物理 技术将其从环境中提取、分离 基本类型：粒径分离，水动力学分离，密度分离，浮选分离，磁分离 采用物理分离技术的适用粒度范围 ： 脱水分离：一般采用的脱水方法有过滤、压滤、离心和沉淀。 蒸汽浸提修复基本原理： 在污染土壤内引入清洁空气产生驱动力， 利用土壤固相、液相和气 相之间的浓度梯度，在气压降低的情况下，将其转化为气态的污染物排出土壤外的过程。 蒸汽浸提修复适用对象： 挥发性有机组分（VOCs ），汽油、苯和四氯乙烯，油类、重金属及 其有机物、多环芳烃或二噁英。 蒸汽浸提修复的技术类型： 原位蒸汽浸提技术，异位蒸汽浸提技术，多相浸提技术（两相浸 提技术，两重浸提技术） 蒸汽浸提修复适用条件与限制因素： 黏土、腐殖质含量较高或本身极其干燥的土壤， 其本身对挥发性有机物的吸附性很强，采用原位处理时， 污染物的去除效率很低； 透性土壤难于进行修复处理； 对饱和土壤层中的吸附效果不好， 但降低地下水位， 饱和土壤层体积，从而改善这一状况；地下水水位太高（地下 1~2m ）会降低土壤蒸汽提取 由于 中、低渗 可增加不
的效果； 固化：将污染物包被起来，使之呈颗粒状或大块状存在，进而使污染物处于相对稳定状态。 主要是将污染物封装在结构完整的固态物质中。 稳定化：将污染物转化为不易溶解、 迁移能力或毒性变小的状态和形式， 即通过降低污染物 的生物有效性，实现其无害化或者降低其对生态系统危害性的风险。 应用：重金属和放射性物质污染土壤的无害化处理，原位或异位。 固化稳定化过程： 利用吸附质如黏土、活性炭和树脂等吸附污染物；浇上沥青； 添加某种凝固剂或黏合剂，使混合物成为一种凝胶；固化为硬块。 固化稳定化技术类型： 原位固化/稳定化，异位固化/稳定化。 固化稳定化影响和限制因素： 石块或碎片比例太高及有机物质的存在可能会影响黏结剂作用的发挥； 污染物埋藏深度会影响、限制一些具体的应用过程； 对于成分复杂的污染土壤或固体废物还没有发现很有效的粘合剂； 许多污染物/过程相互复合作用的长期效应尚未有现场实际经验可以参考。 电动力学修复基本原理： 两个电极插入介质 （土壤或沉积物） 中；在污染介质两端加上低压 直流电场；通过电化学和电动力学的复合作用， 使水溶态或者吸附在土壤颗粒表层的污染物 根据各自带电特性在电场内定向移动，在电极附近富集或收集回收而去除。 电动学力修复四种过程： 电迁移：带电离子在土壤溶液中朝向带相反电荷电极方向的运动。 电泳：土壤中带电胶体粒子的迁移运动相对于稳定液体的运动。 电渗析流：土壤微孔中的液体 （一般带正电）在电场作用下的移动 酸性迁移（pH 梯度）：产生的H+向阳极迁移，迁移的过程中与土壤表面的金属离子发生离 子交换，进行迁移 电动学修复的主要工艺： ⑴Lasagna 工艺： 在污染土壤中建立近似断面的渗透性区域，通过向里面 加入适当的物质， 如吸附剂、催化剂、 土壤迁移至处理区， ft 外加电场 ft ft 1 皂港析漾# ■V i 微生物、缓冲剂等，将其变成处理区，然后采取电动力学法使污染物从 在吸附、固定等作用下得到去除。
南昌大学生物工艺原理期末试卷及答案
1、生物技术：凡是涉及生物的应用、工艺与工程及其基础的领域均包含在生物技术范畴。生物技术涵盖生物工程、生化工程、生物系统工程、工业微生物等。现代生物技术的范畴已扩展到基因工程、代谢工程、组织工程、细胞工程、生理工程、体外进化、直接进化、分子育种等。 2、原生质体：脱去细胞壁的细胞叫原生质体，是一生物工程学的概念。如植物细胞和细菌(或其它有细胞壁的细胞)通过酶解使细胞壁溶解而得到的具有质膜的原生质球状体。动物细胞就相当于原生质体。 3、遗传育种：操纵和改良微生物菌种以提高他们的代谢能力的科学技术。 4、分批培养：是一种准封闭式系统，种子接种到培养基后除了气体流通以外，发酵液始终留在生物反应器内。 5、临界氧：不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度，对产物而言就是不影响产物合成所允许的最低浓度。 6、半衰期：固定化酶活力下降为最初活力一半所经历的连续工作时间。 7、合成培养基：通过顺序加入准确称量的高纯度化学试剂与蒸馏水配制而成的，其所含的成分（包括微量元素在内）以及他们的量都是确切可知的。 8、补料-分批培养：在分批培养过程中补入新鲜料液，以克服由于养分的不足，导致发酵过早结束。 9、比生长速率：它是表征微生物生长速率的一个参数，也是发酵动力学中的一个重要参数。其大小为0.693除以倍增时间td（菌体量倍增）。 10、载体：能够运载外源DNA片段进入宿主细胞，并稳定遗传的DNA分子。 11、诱变剂：凡是能引起生物体遗传物质发生突然或根本的改变，使其基因突变或染色体畸变达到自然水平以上的物质，统称为诱变剂。 12、恒浊器：一种以光电池监控培养物的浊度，并通过调节补料速率使培养物的浓度维持恒定的培养系统。 13、耗氧速率：指生物和微生物进行有氧呼吸作用所消耗氧气的速率。 14、基因组文库：含有某种生物体（或组织、细胞）全部基因的随机片段的重组DNA克隆群体。 15、工业微生物：通过微生物的代谢，把便宜的原料转化成有价值的商品的微生物。属于生物技术的范畴，但不包括动物、植物细胞。 16、限制性核酸内切酶：识别DNA的特定序列，切断识别点或其周围的DNA链的一类内切酶。 17、恒化器：以恒定的速度流出培养液，使容器中的微生物生长繁殖始终低于最高生长速度的条件下进行生长繁殖的连续培养装置。 18、天然培养基：天然培养基也称复合培养基，是指一类利用动、植物或微生物体包括用其提取物制成的培养基，这是一类营养成分既复杂又丰富、难以说出其确切化学组成的培养基。 19、固定化细胞：指固定在水不溶性载体上，在一定的空间范围进行生命活动（生长、繁殖和新陈代谢等）的细胞。（固定化微生物细胞：将微生物自然固定或定位于一定的有限空间，保持固有的催化活性，并能重复使用，固定化微生物细胞能继续增殖、休眠和死亡，但它的酶活性保持不变。） 20、呼吸熵RQ：指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳的量与吸收氧气的量的比值。 1、菌种保藏的方法有：斜面保藏法、石蜡油保藏法、载体保藏法、液体保藏法、冷冻保藏法、冷冻干燥保藏法。 2、培养基的组分包括：碳源、氮源、无机盐及微量元素和前体、生长因子、促进剂和抑制剂。 3、工业生产中常用的微生物主要有：细菌、酵母菌、霉菌和放线菌。 4、微生物的培养模式可分为：分批培养、补料-分批培养、半连续培养、连续培养。 5、根据培养基组成可分为：合成培养基和天然培养基。 6、基因重组操作中常用的工具酶有：限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、磷酸酶、 末端脱氧核苷酸转移酶。
生物学内固定(BO )概念、原理与方法
生物学内固定（BO ）概念、原理与方法 生物学内固定（BO ）概念、原理与方法 1 产生背景 从20世纪50年代末起，由AO学派推崇的内固定技术，一直是骨折治疗领域中的经典法则[1]。AO在建立之初提出了骨折治疗的四项原则[2]：①解剖复位；②坚强固定；③无创操作；④早期无痛活动。其核心目的是，通解剖结构的重建，消除骨折局部的微动，使骨折达到无骨痂性的一期愈合。如果骨断端出现骨痂，通常认为是固量避免。在骨折愈合过程中，坚强固定可以使关节肌肉尽早进行充分、主动、无痛的活动，而不需借助任何外固生。AO技术历经40余年的发展与普及，现已形成一个从理论、原则、方法到设备、器材的完整体系，成为当典手段之一。然而，任何事物的发展都有正反两个方面，近年来，随着AO技术的应用日益广泛，其弊端也愈发骨不连、感染、固定段骨质疏松和去固定后再骨折等并发症[1]。特别具有讽刺意味的是，AO原则虽然也含有无为了达到坚强固定和解剖复位的目的，常常以严重损伤骨的血供为代价，无创操作实际上是不可能的。 针对上述情况，AO学者对其固定原则的科学性进行反思后认为, AO技术的弊端主要是，过分追求固定系统力学骨的生物学特性。从上个世纪90年代初开始，AO学者Gerber[3]、Palmar[4]等相继提出了生物学固定（biologi 的新概念，强调骨折治疗要重视骨的生物学特性，不破坏骨生长发育的正常生理环境。其内容主要包括：①远离保护骨折局部软组织的附着；②不强求骨折的解剖复位，关节内骨折仍要求解剖复位；③使用低弹性模量的内固与骨皮质之间的接触面积等。不难看出，BO核心宗旨是保护骨的血供。在BO作用下，骨折愈合为典型的二期血肿机化、骨痂形成和骨痂塑形等阶段，表现在X线平片上的大量外骨痂生成。与既往AO追求的无骨痂性一骨痂的出现提示骨折愈合出现积极的反应，是一种受欢迎的象征[6]。 2 概念和内涵 迄今为止，BO并未建立一个确定的内涵。其基本概念是，在骨折的复位固定过程中，重视骨的生物学特性，最血供，而不骚扰骨的生理环境，使骨折的愈合速度更快，防止各种并发症的发生。从其概念可以看出，BO的外
西安交通大学17年9月课程考试《环境修复原理与技术》作业考核试题
西安交通大学17年9月课程考试《环境修复原理与技术》作业考核试题 一、单选题（共20 道试题，共40 分。） 1. 微生物修复的影响因素不包括（） A. 大气性质 B. 微生物活性 C. 污染物特性 D. 土壤性质 正确答案： 2. 水环境的修复原则不包括（） A. 成本最低原则 B. 生态学原则 C. 水体地域性 D. 最小风险和最大利益原则 正确答案： 3. 大气污染的修复净化技术不包括（） A. 植物修复技术 B. 微生物修复技术 C. 无机矿物材料修复技术 D. 原位修复技术 正确答案： 4. 以下不属于植物修复技术优点的是（） A. 植物修复技术影响因素少 B. 植物修复的开发和应用潜力巨大 C. 植物修复符合可持续发展理念 D. 植物修复过程易于为社会接受 正确答案： 5. 修复不包括（） A. 恢复 B. 重建 C. 整顿 D. 改建 正确答案： 6. 可处理性试验方法不包括（） A. 水体灭菌实验 B. 土壤柱试验
C. 反应器实验 D. 摇瓶实验 正确答案： 7. 重金属对植物的伤害不包括（） A. 细胞壁结构和功能受到破坏 B. 光合作用受到抑制 C. 呼吸作用发生紊乱 D. 细胞核核仁遭到破坏 正确答案： 8. 气体抽提修复技术优点不包括（） A. 处理量大 B. 干扰小 C. 对不易挥发有机污染物处理效果明显 D. 易于与其他技术组合使用 正确答案： 9. 以下不属于植物对重金属抗性机制的是（） A. 阻止重金属进入体内 B. 将重金属在体内通过酶的作用分解掉 C. 将重金属排出体外 D. 对重金属的活性钝化 正确答案： 10. 干扰可以分为自然干扰和人为干扰，以下不属于自然干扰的是（） A. 文化活动或过程干扰 B. 火干扰 C. 土壤性干扰 D. 动物性干扰 正确答案： 11. 以下不属于环境生物修复技术局限性的是（） A. 需要大型设备，造价昂贵 B. 耗时长 C. 条件苛刻 D. 并非所有进入环境的污染物都能被利用 正确答案： 12. 我国富营养化湖泊水库的共同特征不包括（） A. 总氮和总磷浓度高 B. 透明度差 C. 水体叶绿素过高 D. 恶臭 正确答案： 13. 以下不属于物理修复技术的是（） A. 原位可渗透反应墙技术 B. 固化稳定化修复技术 C. 电动力学修复技术