生物工程和生物技术范文篇1

【关键词】生物技术;食品工业;应用

生物技术能够实现产业、社会、经济和生态效益的统一。食品工业正向着全面深入运用生物工程技术结合设备化、智能化以及低耗高效系统工程的方向发展。生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。生物技术生物工程在21世纪发挥了越来越重要的作用，在生物技术快速发展的过程中，生物技术在食品中的应用得到了人们的广泛关注。但同时，生物技术在应用过程中产生的一些安全性问题也需要引起重视。

一生物技术在食品工业中的应用

在食品加工行业，动物和植物是基本的原料。我们知道，如果原料的品质较好，那么它在贮运加工中的性能就较好，且产品质量能够得到保障。生物技术在动植物原料和材料品质的一个重要应用是机械能改良，其本质是通过DNA重组技术，采用DNA分子克隆对蛋白质分子进行定位突变的所谓蛋白质工程。经过该工程处理之后，食品的营养价值更高，食品的加工性能更好，其科学价值极大，且应用前景是非常广阔的。第一，生物技术在动物原料和材料品种改良中的应用。近年来，生物技术在动物原料和材料品种改良的应用发展很快，这种改良对于食品工业发展的推动作用较大。在基因工程中，生产得到的动物生长激素能够使动物的发育和生长速度加快，从而缩短动物的生长周期，改变动物的营养品质。一个典型的案例就是把猪生长激素注入猪的体内，降低猪的脂肪含量，这样就有利于对肉食品质进行优化和改善。又如，在牛乳的加工中，牛奶容易发生沉淀。如果使用基因操作，增加K—酪蛋白编码基因的拷贝和置换，那么就可以使牛奶的磷酸化程度增加，这样就可以使牛奶热稳定性更强，还能防止炼乳凝结现象的产生。第二，生物技术在植物性食品中原料和材料品种改良中的应用。利用基因工程的培育功能，可以使植物的性能更好，比如抗高温、抗病毒、防虫害等。培育少脂肪的油料作物，多蛋白、富含某些营养素等优质主食（大米、小麦等）作物，提高作物的营养成分。当今，很多国家在这方面进行了深入研究。比如，对马铃薯进行基因改造，可使固形物的含量增加；大豆在基因改造之后，可以提高不饱和脂肪酸的比例，从而提升食用油的品质。为了使谷物蛋白质中氨基酸含量更高，生物工程学家可以使用基因工程，提高谷物蛋白的营养价值。这样一来，就可以降低我国农业生产的负担。目前我国已有越来越多的农民不再务农，大量的农田被荒废，其中很大一部分原因是因为农作物生产的效益太低。如果能够对农作物进行基因改造，使单位面积的农作物产量提高，也许能够使该问题得到缓解。第三，生物技术在保健食品中的应用。目前，随着人们对保健食品需求的增加，人参、西洋参、长春花、紫草等植物的细胞培养发展潜力增加。所谓植物细胞培养技术，其本质是一种无菌培养技术。该技术把植物组织、感官或细胞在特质的培养基进行培养，最终得到所需要的生物产品。细胞工程大量控制性的培养技术在免疫球蛋白以及生长激素的生产中应用广泛。在具体的生产过程中，通常是基因工程技术重组分子，对动物细胞进行培养，实现批量生产。

二生物技术在食品工业中的应用前景分析

1.充分利用生物资源，研发新型生物技术产品

在我国轻工业食品的产业发展规划中，未来发展的总目标是要充分利用生物资源研发新型生物技术产品。通过把现代生物技术跟食品技术结合起来，对新型生物技术产品进行研发。其中，重点研究领域包括这几个方面：新酶品种开发及其应用、遗传育种、生物法替代化学合成，生产安全性能更好的食品添加剂；使用生物技术深度加工原料，在这个过程中，需要保障对环境产生的污染最低化。另外，在食品加工产业发展的过程中，我们发现生物技术产物的分离提取水平不高，这也是其中一个瓶颈，因此，我国应当重视这方面技术的研发。另外，在监控生产方面，可研发功能更加完善的生物传感器。

2.生物技术推动经济、生活及应用科学的发展

在对生物技术逐步深入研究的过程中，生物技术对经济和生活中的改变是我们能够感知到的。世界上有很多国家把食品工业中的生物技术作为重点发展对象。在食品资源改造以及生产工艺改良方面，生物技术提供了极大的方便。另外，生物技术在加工产品包装，以及储存和运送、食品检测等领域的应用前景非常广阔。生产基因工程食品从预言变为了现实。在生物技术发展的过程中，为基因重组技术的发展与进步带来了巨大的推动作用。另外，生物技术在全球社会发展重大问题上能够起到积极的作用。比如，粮食短缺问题和生态环境恶化问题在生物技术的帮助下，这些问题正在逐步得到缓解。

3.发展生物技术被国家列入国策是大势所趋

最近几十年来，国外一些发达国家，比如美国、日本等国家的生物技术对经济发展的促进作用是有目共睹的。我国把生物技术作为高新技术中的第一位，对生物技术给予了高度重视。在生物基因工程技术的帮助下，食品更加丰富、更加健康营养，品种更加多。我相信，在不久的将来，生物技术将给食品工业带来巨大的改变。综上，随着生物基因工程的发展，农业将会发生巨大的变化，农业生产能够得到产量更高的粮食作物。在未来，生物技术将增加食品的种类，提高食品的营养价值；在安全性方面，生物技术可以提供对人们更加健康安全的食品；在环境友好方面，生物技术有利于食品工业的长久发展。生物技术在食品工业中的应用范围非常广泛，本文介绍的内容只是冰山一角。*作者单位：张易葳，湖北省宜昌市葛洲坝中学。

参考文献

［1］刘开华，李耕，邬全喜等．现代生物技术在软饮料品质改良中的应用现状与展望［J］．饮料工业，2004（3）

［2］陈美珍，余杰．大豆牛乳多肽饮料的工艺研究［J］．食品工业，2002（2）

［3］汪薇，白卫东，赵文红．生物技术在天然香精香料生产中的应用［J］．中国酿造，2009（9）

［4］毕海丹．生物技术在肉类食品中的应用现状［J］．肉类研究，2009（1）

生物工程和生物技术范文篇2

在生产流程中,为了减少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技术,研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,例如,在农业领域使用生物农药无毒、安全、无污染等;利用生物质能源能极大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化学反应,使生产过程能源、原料的消耗降低;综上所述,生物工程技术对于生态环境保护意义重大。

2生物工程在环境监测的应用

环境保护工作中的一个重要环节就是监测环境污染,应用化学仪器分析以及生物监测是环境监测的重要方法。可以利用基因工程技术改造过的微生物、指示生物、生物芯片技术、生物传感器技术、分子生物学等技术监测环境污染。近年来,环境监测也可以通过研究较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、酶联免疫吸附技术(ELISA)、核酸探针、生物传感器、生物荧光方法等生物高新技术。土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测可以通过PCR技术完成。水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,以及大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度分析都可以用生物传感技术测定。今后,由于其快速、灵敏、特异性强的特性,生物工程技术将在环境监测中广泛应用。

3生物工程在废水处理中的应用

需要一个由多种方法组成的多层次处理系统将废水中所含的多种污染物质处理。预处理多为物理方法,化学方法容易产生二次污染;利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质,这种方法就是利用生物工程措施在废水净化中的应用。固定化微生物技术。利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,这种技术应用于废水处理,有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,有利于微生物抵抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分离,缩短处理所需的时间。生物反应器技术。在活性污泥中加入固定载和流动载体,以及好氧和厌氧固定膜的反应器,极大的增加了反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的发挥。此法处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。生物强化处理技术。通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的浓度,增强对难降解有机物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。在水污染治理中的应用主要有:治理高浓度有机废水;有毒、有害难降解污染物的治理;脱氮除磷等。

4应用生物工程技术处理固体废弃

物固体垃圾处理通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。焚烧、填埋等常规处理方式不能从根本上解决污染问题,污泥直接焚烧的热值过低,还要治理有害气体、粉尘污染,污泥焚烧的一次性投资和运行成本过高,采用现代生物技术处理这些有机物,把有机废弃物发酵成为有机肥或营养土去肥沃土地,再把植物变成食物,这是适应大自然自身规律的一种处理和循环利用方式。生物工程技术在消除白色污染方面意义重大,主要表现为:(1)通过基因工程技术可筛选优势微生物、构建高效降解菌,并通过发酵工程技术大量培养,可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技术将能编码降解蛋白的基因导入某一土壤微生物中,使他们共同发挥各自的功能和作用,迅速将塑料等白色污染物降解。

5应用生物工程治理大气污染废气

的生物处理和空气净化是一种利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法,主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点。

6应用生物工程治理土壤污染土壤污染

生物工程和生物技术范文篇3

关键词：生物技术；发展；生物教育；创新

中图分类号：G633.91文献标识码：A文章编号：

前言

随着我国教育体制的改革与完善，在生物教学中注重对学生动手能力、实践能力的培养,注重对学生复合能力、适应能力和创新能力的培养,是生物教学追求的总目标。然而,目前生物学教学仍然处于“强调学习结果,忽视探索问题;以阅读科学代替了做科学;一味要求学生独立思考,不鼓励学生研究问题和讨论结果”等教学状况。生物技术是以生物体系和生物工程原理来生产生物产品,提供社会服务的综合性生物科学技术,是由多学科交叉形成的理论与实践并重,以细胞工程、酶工程、发酵工程和基因工程等技术体系为主的新兴学科。它的发展已经对人类生活产生了重大的影响,其理论和技术并重的学科体系,给生物学教育创新以及课程结构、教学内容和教学方法等方面提供了良好的素材,并奠定了坚实的基础。

1、生物技术的概念、分类与发展

1.1生物技术的概念与分类

什么是生物技术?从字面上来说可解释为在分子、细胞水平上定向操纵或改造生物体的技术。但这个概念的外延很容易被人为地扩大,即认为“生物技术”可方便地用于对所有利用生物体本身、代谢产物及功能等技术的泛指,只不过是操作的物质层次不同。

对于生物技术的分类,在学术界存在着两种观点:①按照生物学科发展的大致历程,把生物技术也分为传统生物技术、近代生物技术和现代生物技术;②从产业发展的角度,把20世纪70年代以前包括有机溶剂、维生素、工业用酶制剂和抗生素等在内的老工业,称为“传统生物技术”;而把DNA重组和单克隆抗体两大技术建立以后的工业,称为“现代生物技术”。显然,生物技术的发展与科学和技术的发展是同步的,与生物学科的发展更是密不可分。现代生物技术是在传统生物技术基础上发展起来的,包括基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程和蛋白质工程等,它们是互相联系、互相渗透的,其中以基因工程技术为核心。

1.2生物技术的发展

1.2.1传统生物技术阶段。传统生物技术是指19世纪末到20世纪30年代前,以发酵产品为主干的工业微生物技术体系。这一时期的生物技术主要是通过微生物的初级发酵来生产食品,其应用仅仅局限在化学工程和微生物工程的领域,通过对粗材料进行加工、发酵和转化来生产纯化人们需要的产品,如乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等。

1.2.2近代生物技术阶段。近代生物技术是以20世纪40年代抗菌素的提取,50年代氨基酸的发酵到60年代酶制剂工程为线索,仍以微生物发酵技术为技术特征的。这一时期抗生素工业、氨基酸发酵和酶制剂工程相继得到发展,细胞工程相关技术日臻完善,但从技术特征上看还不具备高新技术诸要素,因此只能被视为近代生物技术。

1.2.3现代生物技术阶段。现代生物技术以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志,以世界上第一家生物技术(Genetech,遗传技术)公司的诞生(1976)年为纪元。此后,越来越多的科学家投身于分子生物学研究领域,并取得了许多重大的进展。至此,以基因工程为核心的技术上的革命带动了现酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展,形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。

2、生物技术发展与生物教育创新

随着基因操作技术不断完善、基因工程药物和疫苗研究与开发突飞猛进、转基因植物和动物取得重大突破,阐明生物体基因组及基因编码蛋白质的结构与功能成为当今生命科学发展的一个主流方向,生物技术将在人类生活中扮演更为重要的角色。为了鼓励和推动生物技术的发展,许多国家制订和采取了一系列政策及措施。如为了保持生物技术的领先地位,刺激生物技术产业快速发展,美国食品和药物管理局在1995年底决定放宽对生物技术公司的限制,对用生物技术方法生产出来的药品与传统药品一视同仁;日本提出了“生物技术立国”的战略思想,政府从一开始就介入了生物技术的组织与协调,建立了“产、学、研”三位一体的联合研究与开发体制;英国政府发表了“生物技术制胜2005年的预案和展望”报告;新加坡设立了“生命科学部长委员会”,制定了5年跻身生物技术顶尖行列的计划。这些重大举措显现了外国政府欲抢占生物产业制高点的魄力和决心。我国也将生物技术摆在了重要的位置,在国家“863”和“973”计划、“攀登计划”、国家自然科学基金和国家政策计划中也已将生物技术方面的项目列为重大项目,以此推动生物技术的蓬勃发展。

生物教育创新是一个系统工程,包括课程标准、课程目标、课程结构、课程教学和评价创新等内容。对基层生物学教育工作者而言,生物教育的创新,重要的就是要把生物教学从“以破坏学生形成一些重要的思维能力为代价的死记硬背”的教学状况中解脱出来,重视“科学探索过程”的教学,它反映了科学家获得知识的思维方式和使用方法,是学生享用终身的财富。2001年新颁布的《生物课程标准》“,以学科体系、学生需要、社会发展”为结合点选择课程内容,以“人与生物圈”为框架构建课程体系,以“提高学生的科学素养”为宗旨定位学科价值,以“科学探究”为策略改变学生的学习方式,以“科学、技术、社会”为切入点体现课程回归生活,以“渗透人文理念”培养学生的情感态度和价值观,以“开发与利用课程资源”为手段实现课程目标。在全国范围内全面实施新大纲、新教材,在原有基础上充实了许多现代生物科学知识。如新大纲在必修课部分新增了生物科学新进展,细胞分化与衰老、细胞癌变、人类的遗传病与优生、环境与人体健康、绿色食品等内容;选修课部分介绍了营养与健康、人体两大免疫机制、生物固氮、发酵工程、细胞工程、酶工程、基因的结构和基因表达调控等内容。当然,这些具体内容和表述方式上的改进,给广大教师教学过程的创新奠定了一定的基础,也在教学实践中取得了一些成效,推进了生物学教育改革的进程。

3、生物技术的发展推进生物教育改革

生物技术是当今迅速发展的高新技术,是21世纪最具有发展潜力的新兴产业,它涵盖了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生物化学工程。其中基因工程发展迅猛,已经成为生物科学领域最有生命力、最引人注目的前沿科学,生物技术已被广泛应用于食品、医药、农业、化工、环保等工业部门,且随着对生物分子认识水平和改造生物遗传物质手段的提高,生物技术必将为有效解决长期困扰人类的粮食短缺、疑难病症、能源危机、环境污染等问题带来美好的前景。

生物技术又将成为21世纪科学技术的主流。这不仅因为它所研究与开发的对象是可以再生的生物资源,而且还因为它对当今人类面临的人口和食物、能源和资源以及环境和健康等迫切需要解决的问题发挥重要的作用。现代生物学发展的新技术、新成就,特别是与人类生活息息相关的技术落实到学生的课程和教材中去,使其成为培养学生的基本素材。20世纪末,国外一些专家认为:随着科学和技术的飞速发展,公众的科学素养比以前任何时候都显得重要。因而,加强生物技术教育,培养公民的科学素养是生物教育发展的必然趋势。

结语

总之,人类伴随着生物技术发展,亲身感受着生物技术给我们带来的生活质量的提高,关注生物学领域学科发展的动向,并能及时恰当地体现在生物教育中,特别是体现在课程建设、教学内容改革、学生技能培养等诸方面,并逐渐改变“重结论、轻过程”的教学局面,是生物技术发展和生物教育创新永恒的主题。

参考文献：