生物技术与能源

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生物技术与能源范文第1篇

Abstract： This article studies the principle， advantages and achievements of the application of heavy ion beam in microbial mutation breeding and bioenergy development.

关键词： 重离子束；微生物；诱变育种；生物能源

Key words： heavy ion beam；microbes；mutation breeding；biological energy

中图分类号：Q939.9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）02-0296-02

0 引言

为了让重离子束在微生物诱变育种和生物能源开发中得到更加广泛和有效的利用，近年来众多的科学家在这方面作出了努力，对其在物理学以及生物学的应用当中所表现出的特点进行了广泛的研究分析。重离子束按照其能量的高低以及最终对生物体系所引起的作用，大致有三种基本过程，即表现为三重效应。作为一种新的辐射源，重离子束的地位是十分独特的。重离子束有众多的优势，大大优于常规的辐射能源。其优势的具体表现是LET大、RBE高、氧效应小等许多方面。重离子束还能够用在诱变育种之上，重离子束特别是低能碳、氮离子束对植物种子和微生物方面具有很大的影响，它会使得微生物和植物种子的致突变作用变强。将重离子束运用到微生物诱变育种和生物能源的开发中来具有很大的经济效益以及社会效益。

1 重离子束的理论基础

如果重离子的能量高于0.1MeV/u的时候，在此时它通过介质之时就会使得介质的核外电子发生碰撞阻止，并且会在单位路程上发生能量损失。而影响这个能量损失率的因素主要有三个，分别是离子能量、介质材料性质、离子有效电荷数。重离子之所以在诱变育种中具有很大的优势，主要是由其特性决定的。首先重离子的传能线密度比X、γ射线要大很多，所以它比两种射线对生物介质作用到的部位损伤程度更加严重，或者导致细胞致死，或者是突变率高，而且已经造成的这个程度的损伤是不容易修复的。这些特性都决定了重离子的使用不仅突变率高，而且突变体的稳定性非常好，育种周期也要短得多。所以为了达到最终的诱变育种目的，可以选择使用份量小一些的重离子。当能量在0.1MeV/u之下的时候，重离子在通过介子的时候，就会相应的造成介子内众多的原子位移，因为已经发生了位移，所以原本的分子组分与结构就已经发生了变化，而物质缺陷也因此形成。这样的反应对于中、高能离子也不例外，因为就算最后被阻止了，但在这之前中、高能离子也必然会经历以上那种能量低于0.1MeV/u的情况，所以最后它们依然会具备低能甚至超低能的特性。除了以上的能量转移之外，电荷交换以及质量沉积也是会发生的。而在进行生物分子改造的时候，就可以充分利用这一特性。因为重离子的LET是根据它的行程而发生变化的，则当多电荷离子射入介质之后，可以依据以下的Bethe-Bloch公式进行描述：

-■■=■·ln■-β■-■

在开始的一段路程之上能量损失值基本是保持不变的，而造成这样的结果主要有两个因素：第一，因为重离子的能量是在一直损失当中，所以速度会渐渐减慢。第二，在其路程中因为会获得电子，所以电荷数也会慢慢变小。随着离子在不断的前进中，速度逐渐变小，有效的电荷数却不会继续有变化，当离子的能量最终耗尽的时候，这个射程就会突然停止。在停止之前会产生一个Bragg峰（能量损失峰）。而这个Bragg峰形成会导致LET在前进的路程当中有极长一段会表现出相对较小的特征，最后又突然加大。因为能量沉积空间分辨高的这个特性，导致生物系统中只有局部地区会受到严重的影响，而其他地区相对影响就小很多。根据以上的种种特性可以看出，重离子束在生物体系当中的运用，可以得到更多的突变体，最终让突变率得到提高。而且因为局部受损的位置是可以选择和调控的，所以在利用重离子的时候就可以采用宏观定点定位的方式进行诱变，最终达到定向育种的目的。

重离子束在辐照生物体系之时，会导致受体的DNA损伤和细胞膜透性以及跨膜电场的改变。而这两个结果又可能会提高外源基因导入率以及克服转基因沉默并且将表达时间延长，不仅如此还能够转导大片段的DNA甚至全部的DNA。其好处就是有效的简化了原有的步骤，缩短了周期和压缩成本。

2 重离子束在微生物诱变育种上的应用

2.1 离子注入

2.1.1 抗生素药物 在使用离子注入的过程中，通过离子注入的方法将原有的抗生素抗力提高了27.39%，其具体的过程是先选用了30keV，然后在剂量之上通过考量决定采用1.0×1015-5.0×1016ions/cm2的N+离子注入庆大霉素，在成熟的孢子产生之后又从中选择高产的抗生素突变菌株，最后进行摇瓶发酵发现原有的抗力显著提高。在红霉素产生菌上通过离子注入之后产量也显著提高，在原有的基础之上提高了20%。首先选择利用的是40-60keV，通过研究考虑之后剂量选择采用1×1011-5×1014ions/cm2的N+离子注入红霉素产生菌，然后再选择其中高产的突变菌株，通过摇瓶发酵之后发现产量大大提高。

2.1.2 酶制剂 通过离子注入米曲霉WJ0521使得产酶水平在原有基础之上大大提高，甚至高达77.5%。具体的过程是先经过了N+离子注入米曲霉WJ0521，然后从中选出两株高产菌株M60-5-13和M80-10-7，择选的标准是因为这两株氨肽酶的活力比之前提高了30%。接下来又进行了多次的传代实验，证实了这两菌株遗传的稳定性优良，最后通过将M80-10-7的发酵条件进行了初步优化，最终使得产酶水平大大提高。

2.2 微波 微波作为一种高频电磁波，能够通过对水、核酸、脂肪等的极性分子快速的震动，再由震动引起摩擦，然后可以对氢键以及范德华力、疏水键产生作用。通过这个原理可以利用微波让单孢子悬液内的DNA分子之间产生剧烈的摩擦，孢子内部的DNA分子，也就是氢键和碱基堆积化学力受损，从而使得DNA的结构发生了变化，最终产生遗传变异。利用微波辐照诱变阿维拉霉素，研究所得最后的产量结果比之前提高119.4%。利用微波进行了诱变之后，阿维拉霉素就产生了菌SV并从中得到一株阿维拉霉素突变菌株SV-15，其产量达到了21.5mg/L。

3 重离子束在生物能源开发中的应用

目前通过对生物能源的开发所得到的新型二次能源主要形式有两种，即生物柴油和燃料乙醇。首先在生物柴油这方面，主要就是以重离子辐照微生物诱变育种的技术作为依托，并且通过HIRFL的利用而产生的重离子束在产能微生物菌种方面的改良工作，通过这种方式对那些油脂含量高以及原料的利用广泛的产油菌株进行选择，最后用在微生物油脂生产之上并通过转酯化的方式来进行生产生物柴油工作的探索。其次是燃料乙醇产业，通过重离子束在微生物诱变育种之上的利用，最后培育出一种酒精发酵的新的菌种，而这种新的菌种有两个特性就是耐高温和耐酒精。与此同时通过对甜高粱做了品种方面的改良，从中选择最优良的四个品种，在含糖量方面在以前的基础之上大大提高，超过了24%。并且将培育出来的新的菌种利用到甜高粱的榨汁中，从很大程度上减少了发酵时间。这个技术不仅达到了提高设备的利用率，从而减少了能源浪费，而且极大的减少了成本投入。

4 结语

通过重离子束在微生物诱变育种以及生物能源开发中的运用，可见重离子束具有许多独特的优越性，决定了以后在这方面的研究还应该加大力度，扩大其优越性，推动微生物诱变育种和生物能源的发展。

参考文献：

[1]张建华，王乃彦，张丰收，王广甫.离子注入诱变微生物应用与研究进展[J].北京师范大学学报（自然科学版），2011，03：262-267.

[2]张楠，张昺林，王婉如，徐俊泉，张东明，薛林贵.重离子诱变选育聚β-羟基丁酸酯高产菌株研究[J].中国农业科技导报，

2012，02：95-100.

[3]赵晓彬.截短侧耳素高产菌株重离子诱变及高通量筛选

[D].兰州理工大学，2012.

生物技术与能源范文第2篇

生物技术的应用领域介绍

农业：一方面，现代生物学技术将使农业科技上升到分子水平，人类可以根据需求从不同种类的动植物中，将它们的优良基因重新组合，培育新的品种，为此人类生产食物的能力将空前提高。另一方面。由于现代生物学从分子水平认识生命的本原，因此不仅在农业内部不同生命体的种属界限被打破，而且导致农业与其他产业间的围墙逐渐被拆除。

医药：医药生物技术一直是生物技术中发展最快、最活跃的领域，也是各国生物技术研究开发的重中之重，是生物技术产业最为成熟，竞争最为激烈的领域。近年来，基因组学、生物信息学、转基因技术、干细胞和克隆技术、生物芯片技术等一系列新兴技术的发展。为促进医药产业的发展提供了新的途径和思路。医药生物技术正在成为整个医药产业发展最重要的技术推动力。目前60％以上的生物技术成果集中应用于医药工业，用以开发特色新药或对传统医药进行改良，由此正在引发医药工业的重大变革。

化工：近年来各国对利用生物技术生产塑料和燃料的研究力度都在加大。对于塑料生产厂家而言。用植物这样的可再生资源来取代以石油为基础的原料，发展前景极为诱人。树脂生产厂家不再依靠化石燃料的有限供应，降解型的生物聚合物可以变成肥料，不仅节省了填埋场所占的土地面积，而且更有利于环境保护和工业的可持续发展。从玉米、高粱或其他植物获取的淀粉和糖，是目前正在开发的几种生物化学新工艺的基础原料。

能源：地球上亿年积累的化石能源――石油、天然气、煤等。仅能支撑30。年的大规模开采就将面临枯竭。如果按现有的开采技术和连续不断地日夜消耗这些化石燃料的速度推算，煤、天然气和石油的有效年限分别是100―120年、30-50年和18-30年。显然21世纪所面临的严重危机之一是能源问题。利用现代科技发展生物能源，是解决未来能源问题的一条重要出路。生物能源是指从生物质得到的能源，是通过绿色植物、藻类和光合细菌的光合作用，捕获太阳能，经代谢转换，储存于生物质中的能量，是太阳能的有机储存，是可再生能源的重要组成部分。它是人类最早利用的能源，生物能源是一种可再生的清洁能源，开发和使用生物能源，符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。

大力发展我国生物技术与产业发展的驱动力分析

高度重视生物技术的基础研究，形成以企业为主导的创新联盟

鉴于生物技术自身技术创新的需求特点，发现其对基础研究的依赖非常大。因此，需要高度重视生物技术的基础研究，重视政府在支持研发活动中的关键作用。从支持生物技术发展的国外经验来看，欧洲的举措效果显著，这主要得益于欧洲技术平台的重要作用。欧洲技术平台是2003年欧盟委员会提出的，旨在增强欧洲组织和实施技术创新的能力，实现欧洲在战略技术领域保持或获得世界领先地位。该平台是由欧洲战略技术领域的企业、高校、科研机构、政府部门和专家组成的创新联盟，负责制定欧盟在高技术领域的研发战略目标、战略重点、战略措施及行动计划。2010年6月，欧盟启动了低碳技术欧洲产业行动计划，而各低碳技术领域发展路线图和三年实施计划的制定均由各领域的欧洲技术平台(TP)起草制定。经过9年的发展。欧洲技术平台已经在欧洲的低碳产业行动中发挥了核心的作用。

建议我国政府部门应该高度重视生物技术的基础研究，并加快形成以企业为主导、官产学研资用配套的创新联盟，共同推动该产业的发展。在技术研发过程中，一定要平衡好政府和企业的角色和位置，可以采取政府前期资助研发一企业提高研发竞争力一再投资于技术的基础研发的周期形式。

高度重视不同阶段的特点，实施灵活的融资投入机制

生物技术与能源范文第3篇

关键词：生物技术产业；科技革命；新型工业化

中图分类号：F40 文献标志码：A文章编号：1673－291X（2011）02－0056－02

当今世界，科学技术突飞猛进，伴随着信息革命方兴未艾的浪潮，以生命科学和生物技术为基础的生物技术经济已经展示出了不可估量的前景。近年来，随着生命科学和生物技术领域的一系列重大突破，世界范围内正在孕育新的一场具有划时代意义的生物科技革命和生物产业革命。2000年6月27日人类基因组序列“工作框架图谱”的完成，被称为继原子弹、人类登月之后人类科技历史上第三个里程碑。因而，生物技术将对人类生活的各个方面产生深远影响。

一、生物技术产业的特征

1.大机会。生物技术产业属于高技术、高投入、高风险和高回报的行业，因其前期投入大、科技含量高、生产工艺复杂、质量要求严格、受国家扶持，所以进入壁垒高、垄断性强、利润丰厚，蕴藏着巨大的经济潜能。2002年，世界生物技术市场销售额在1 000亿美元以上。据资料显示，全球每10个成功的高科技企业中就有4个与生物技术有关。

2.大市场。新旧传染病的出现和复发以及各种危及人类生存的非传染性疾病为生物技术产业提供了无限商机；全球人口大，而且不断增长，使生物技术产业拥有了长期永久性的市场；众多投资者之所以对生物医药行业趋之若鹜，主要原因是看中其高回报特点。如在财富500强企业中，虽然制药公司在销售规模等方面无法与汽车、电子等行业相提并论，但是在盈利能力例如主营业务利润率、净资产回报率的评比中却名列前茅。

3.高技术。这主要表现在其高知识层次的人才和高新的技术手段。生物技术是一种知识密集、技术含量高、多学科高度综合互相渗透的新兴产业。生物技术的应用扩大了疑难病症的研究领域，可以使原先威胁人类生命健康的重大疾病得以有效控制。

4.高投入。生物技术是一个投入相当大的产业，投资主要用于新产品的研究开发及厂房的建设和设备仪器的配置方面。目前国外研究开发一个新的生物技术项目的平均费用在1亿―3亿美元左右，并随项目开发难度的增加而增加。一些大型生物技术公司的研究开发费用占销售额的比率超过了40%。显然，雄厚的资金是生物技术产品开发成功的必要保障。

5.长周期。生物技术项目从开始研制到最终转化为产品要经过很多环节：试验室研究阶段、中试生产阶段、临床试验阶段、规模化生产阶段、市场商品化阶段以及监督生物产业的每个环节都有严格复杂的审批程序，而且产品培养和市场开发较难，所以开发一种新产品周期较长，一般需要8―15年，甚至15年以上的时间。

6.高风险。生物技术产品的开发孕育着较大的不确定风险。新产品的投资从项目筛选、临床前实验、稳定性实验等直到用于人体的临床试验以及注册上市和售后监督一系列步骤，可谓是耗资巨大的系统工程。任何一个环节失败将前功尽弃。一般来讲，一个生物工程药品的成功率仅有5%～10%，时间却需要8―15年，投资1亿～3亿美元。

7.高收益。生物技术产业的利润回报率很高。一种新生物药品一般上市后2―3年即可收回所有投资，尤其是拥有新产品、专利产品的企业，一旦开发成功便会形成技术垄断优势，利润回报能高达10倍以上。

二、生物技术产业的作用

1.改善医疗卫生水平。健康是人类永远关心的问题，生物技术的应用将会大幅度提高人类的健康水平。这主要表现在人类的疾病预防、诊断和治疗手段将产生革命性的变化，使医疗技术发生质的飞跃，使人类更健康、更长寿。今后医疗发展的一个明显趋势是更加注意预防医学和日常保健，使重大疾病的突发率大大减少，疫苗等生物技术产品将大幅度提高重大传染性疾病预防能力。疾病可以通过基因诊断和治疗，不仅可对单基因控制的遗传疾病进行预测性治疗，还可以治疗多基因控制的疾病，如心脏病、高血压和糖尿病等。另外，随着干细胞研究获得的重大突破，器官移植将更加便利，价格将更加低廉，从而为器官需求患者提供高质量的服务。干细胞、组织工程研究的重大突破，为再生物医学开拓日益广阔的前景。

2.解决粮食短缺问题。全球人口在2000年超过了60亿，预计到2050年将达到近90亿，与此同时，世界的人均耕地却正在减少。在人口和需求增长的压力下，在耕地不断削减的形势下，解决食物问题的唯一的出路是农业生物技术的应用。通过生物技术的应能够明显提高作物的产量和改善食品的营养质量。转基因技术可以使作物产量增加5％―15％，而且还可以改变食物的营养成分，使它变得更为丰富和适合人体需要。同时，生物技术的应用还能为农业从业人员提供能抵御各种虫害、抗疾病和抗逆境的优化改良的农作物新品种。另外，通过转基因动物育种技术的应用，不仅可提高畜牧业的生产效率，还可拓展家畜的新用途，为发展高效益畜牧业提供技术力量。还将推动农业经历新一次的“绿色革命”。

转基因技术、组织培养技术、动物胚胎移植与克隆技术大大促进了农作物与畜禽品质的改良，推动了种植业和养殖业的巨大变革。生物肥料、生物农药的应用，将大幅度地减少化学农药、化学肥料对农田和环境的污染。

3.对传统工业的改造。由于资源环境压力的不断加大，这就要求工业发展必须走出一条低资源消耗、低污染物排放、高效益的新型工业化道路。只有通过生物技术的应用，才能改造传统工业，促进绿色制造业的发展，走出一条工业的可持续发展之路。如纺织工业以发酵工艺取代化学工艺，可降低用水量18%；塑料工业以碳水化合物取代石油作原料，可降低石油用量80%；造纸工业以植物取代化工原料可降低能耗40%；以生物技术工艺取代传统工艺，加工抗生素中间体（一种药物原料），二氧化碳排放可降低50%，电耗可降低20%，用水量可减少18%。同时发展生物质能，利用“绿金”代替“黑金”，开发生物乙醇、生物柴油、生物发电、生物氢等生物质能将部分替代日渐枯竭的化石燃料，从而增加世界能源的供给。生物技术是解决环境污染的一种基本工具。植物抗旱、抗盐基因的发现与应用，将有可能彻底改变10亿亩干旱地区的生态环境，使5亿亩不毛之地、盐碱地变为良田。用于废气、废水、废渣处理的基因工程极端微生物的应用，可降解生物塑料产品的产业化推广，将会解决工业排放、白色垃圾等环保难题，有效改善生态环境。生物技术还可以推进“绿色制造业”的发展。工业生物技术将使化工、造纸、防治、食品、发酵等传统工业领域地生产工艺与手段发生根本改变，减少污染物排放，降低生产成本，加速传统产业升级。

4.加快改变能源格局。生物能源将会使作物秸秆等废弃的有机物成为能源，缓解化石能源不足的危机，为石油短缺国家解决能源问题找到一个较为经济的途径。全球生物质能量的储存为18 000亿吨，相当于640亿吨石油。利用“绿金”代替“黑金”，开发的生物乙醇、生物柴油、生物发电、生物氢等生物质能将部分代替日渐枯竭的化石能源，已经成为许多国家的能源战略。因此，生物技术将有效地帮助世界各国突破资源瓶颈。

我们要着力提高生物产业的国际竞争力。进一步扩大开放，做大做强中国生物产业。按照“引进来，走出去”的战略，鼓励一些跨国公司来华投资积极承接生物医药研发服务外包转移，提高中国在国际分工中的地位。国内企业到境外设立研发机构和投资兴办企业，增强产品国际注册意识，做好产品营销工作。加大生物产业发展的力度，对于提高中国国际竞争力具有重要作用。

The characteristics and function of the biotechnology industry

YANG Dong-hui

(Heilongjiang province economy and management cadre college,Harbin 150080,China)

生物技术与能源范文第4篇

［关键词］ 黑龙江省；生物技术；生物产业；生物经济社会

［中图分类号］ F26 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3283(2012)05-0092-03

生物技术是20世纪后期人类科技史上最令人瞩目的高新技术，它始源于生命科学的分子水平和细胞水平上的基础研究，是生物学与技术科学相结合的产物，与微电子、新材料一起，在新技术革命中构成三大尖端技术，而生物技术是先导型技术，是各学科最富有活力的生长点，也是未来几十年发展速度最快的科学技术之一。生物技术产业是当今世界正在快速兴起的战略性新兴高技术产业，它是国际科技竞争乃至经济安全的重点，生物技术也是第五个经济波的组成部分，对解决人类社会面临的资源、环境、健康和食品等问题具有重大支撑作用，被公认为是继信息技术之后下一轮知识经济的主导技术，生物技术产业已经成为世界上发达国家和许多发展中国家经济发展的战略重点。我国人口众多，人均资源少，面临着巨大的人口资源与环境压力。因此，发挥我国特有的生物资源优势与技术优势，面向健康、农业、环保、能源和材料等领域的重大需求，迫切需要大力发展生物技术产业，提高自主创新能力，重点发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造和生物环保等领域，大力支持生物技术产业发展，推动生物技术产业与区域经济协调发展。

一、国外生物技术产业发展现状

随着生命科学与生物技术的飞速发展，生物技术产业为世界各国的医疗、制药、农业、能源、环保和化工行业开辟了广阔发展前景，形成了巨大的和潜在的市场。无论是发达国家还是发展中国家都纷纷将发展生物技术及其产业提到了国家战略的高度。生物技术的应用领域有很多，在生物技术诞生后短短20年内，生物技术在世界范围众多领域蓬勃发展，已取得了举世瞩目的成就，呈现出广阔的应用前景。随着生命科学基础研究的不断发展和与其他高技术的相互渗透，生物技术将加速更新并达到更高水平。

近十年来，全球生物技术产业的产值以每年25%～30%的速度增长，约是世界经济平均增长率的10倍，生物技术专利已经占到世界专利总数的30%。生物技术正以其巨大的活力，改变着传统的社会生活方式和产业结构，迅速向经济和社会各个领域渗透和扩散，推动着社会生产力的飞速发展。生物技术将会影响现代世界技术经济的整个面貌，并将代表一个国家的科技力量，成为经济社会的重要支柱。如今，世界各国都想尽快掌握它，运用它，把发展生物技术当做自己的强国之路和新的国策，竞相制定规划和计划，以推动本国生物技术的发展，唯恐失去战略机遇。很多学者预测，到2020年，全球生物技术产业产值预计将达到3万亿美元；2025年，人类社会将全面进入到生物经济社会。

全球生物技术产业出现了一批影响未来的重大技术：人类基因组学/蛋白质组学、干细胞技术与组织工程、生物信息学、转基因技术、克隆技术、生物芯片/蛋白芯片/组织芯片、基因治疗与细胞治疗、反义核酸技术和单抗技术等对现代生命科学及生物技术产业产生了巨大的影响；生物技术产业格局从治疗为主向治疗、保健和提高生活质量的健康产业过渡。跨国公司生物技术平均R&D投入与销售收入的比例已经超过10%，创新型产品不断涌现。1998年以来，世界生物制药业格局发生了剧烈变化，全球市场排名的前五强中有四席是重组的结果，前二十强的市场集中度高达67.8%。小型企业走专业化道路，在生物制药行业尤其明显。

二、我国生物技术产业发展现状

生物技术是中国与发达国家差距相对较小的高技术领域，与发达国家相比，中国生物技术产业发展起步较晚，但由于我国政府对发展生物技术给予高度重视，发展也相当迅速。特别是改革开放以来，把生物技术研究放在高技术领域的首位，近年生物技术研究经费大幅增加了25倍。并且我国具有发展生物技术产业的基础和巨大市场需求，大力发展生物技术产业，是增强我国国际市场竞争力的重要手段，是培育新的经济增长点，提升我国产业国际分工地位和保障国家长远发展的需要。我国政府正在从不同层面大力推动生物技术产业的发展，无论是技术研发还是产业化示范，都有政策、财政以及税收等不同方面的支持。

作为国际生物技术产业领域的后起之秀的中国，产业影响和国际地位逐步提高，目前，我国生物技术产业发展呈现出一些新的特点：

1.生产快速发展，资产规模稳步扩大，应用领域不断拓宽

我国生物技术产业开始于20世纪80年代，据统计，2008年我国生物医药实现产值8666亿元，同比增长25.23％，比高技术产业同期增长高出11.42个百分点，比全国工业增长高2.42个百分点。其中，生物制药增长率高达30.65％，医疗器械同比增长31.43％。

2.生物技术研发取得重要成果

为加快生物技术产业的发展，我国政府始终把生物技术列为国家重大科技计划，政府不断加大科技和研发投入，很多地方政府也分别出台政策，引导和鼓励生物技术产业的发展，取得了较好的效果，人们对生物技术及其产业发展的重要性认识进一步提高。获得了一批具有自主知识产权的新基因、新表达系统、生物工程、药物进入了创制阶段，开发了一系列关键平台技术，动植物转基因技术成熟，杂交水稻大面积推广，转基因的棉花、番茄已经进入了商业化的发展，有数十种基因药物已经进入了实用化阶段。

3.具备了生物技术方面研究开发的良好基础

经过多年发展，我国已经具备了一定规模生物技术研究领域的人才资源。目前从事生物技术研究与开发的技术人员数量大幅增加，截至2005年，生物技术企业从业人员超过5万人。这一初具规模和具有一定竞争力的研究队伍工作在我国生物技术领域，加大了科学研究的深度和其他技术的渗透，将形成新的交叉学科和边缘学科，使我国生物领域技术水平产生了质的飞跃。

4.生物技术企业不断发展壮大，产业集聚逐步形成

由于生物技术前景广阔，发展空间及潜力巨大。我国从事生物技术产品开发的企业，如雨后春笋不断涌现，截至2005 年，全国共有生物技术企业约500 家，我国涉足生物医药的上市公司已达120余家，其中70多家投资生物技术领域。生物技术产业龙头企业先后涌现，产业集聚地正在逐步形成。

5.生物技术产业国际化步伐加快，对外贸易快速增长

我国与国际合作步伐明显加快。我国生物技术企业通过向发展中国家和地区输出技术、产品和资本，以研发服务手段与欧美发达国家合作等方式加快进入国际市场。据统计，2006年、2007年，全国生物医药实现出货值增速分别为21.04％、20.51％。2008年，全国生物医药产品实现出口总额319.7亿美元，同比增长30％；医疗设备及器械制造业实现出口110.7亿美元，同比增长31.5％。

生物技术与能源范文第5篇

[关键词]环境；生物技术；应用

中图分类号：S188 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0356-01

前言：当前，许多传统的环保工艺处理技术已不能适应现在环保工作的需求，迫切需要一种新的环保治理方式。而现代生物技术以其众多的优点，正越来越多地被应用到了环境保护处理过程当中，其在废水、废气、固体废弃物等环境污染处理、环境监测与评价等方面具有非常显著的效果。

一、现代生物技术概述

生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题，同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，经常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与经常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。

所以，当今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。

二、生物技术在环境保护中的重要应用

1、生物技术在水处理中的应用

生物技术在改善水体质量，治理水源污染方面有很重要的作用。首先，在水体质量改善方面，生物技术应用最为广泛。污水中含有许多的有毒物质，成分十分复杂，其中包括重金属、有机磷、酚类、氰化物、有机酸、醛及蛋白质等等。利用微生物自身的新陈代谢等生命活动，能够将水体中的部分有毒有害物质很好的去除，从而使得水体中的有害物质转化为无毒物质，使水体得到净化。固定化酶技术就是应用最为广泛的一种污水处理技术，主要是通过武力吸附法或者化学键合法使水溶性酶和固态不溶性载体相结合，从而将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，从而有效的对污水中的有机污染物进行处理。除此之外，生物膜处理法、活性污泥法、稳定塘法、人工湿地处理系统工程以及土地处理系统法等都是常见的水污染控制与治理的生物技术。

2、空气的生物净化

应用生物技术来处理废气和净化空气是控制大气污染的一项新技术，代表了大气处理净化处理技术的未来发展方向。废气的生物处理是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点，把废气中的有害物质转化成无害的物质。微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性，并可将其作为代谢底物降解、转化。同常规的有机废气处理技术相比，生物技术具有效果好、投资及运行费用低、安全性好、无二次污染、易于管理等优点，尤其在处理低浓度（小于3mgPL）、生物降解性好的有机废气时更显其优越性。

生物洗涤法分洗涤式活性污泥脱臭法和曝气式活性污泥脱臭法两种工艺。洗涤式活性污泥脱臭法的主要原理是将恶臭物质和含悬浮泥浆的混合液充分接触，使之在吸收器内从臭气中去除掉，洗涤液再送到反应器中，通过悬浮生长的微生物的代谢活动降解溶解的恶臭物质。这种方法可以处理大气量的臭气， 同时操作条件易于控制，占地面积较小，压力损失也较小， 实际中有较大的适用范围。这种方法设备费用大、操作复杂而且需投加营养物质，因而其应用受到了一定限制。曝气式活性污泥脱臭法是将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质，现已应用于粪便处理场和污水处理场的恶臭气处理。

3、固体废物生物处理技术

3.1 微生物转化污泥堆肥系统

这一技术是将有机固体废物和能够将其有效分解的微生物群以一定比例共同堆积在一起，在适宜条件下，经过一段时间的堆腐，微生物自我繁殖并将有机物分解，达到固体有机废物净化的目的。且整个过程对环境污染极小，分解过程稳定。

3.2 微生物氧消化

微生物厌氧消化是通过控制微生物处于缺氧的生存环境，将环境内的有机废物分解成CO2和CH4的净化方法。该种有机物处理方法具有能源消耗低、剩余产物少和可回收再利用的优点，已成为未来有机废物净化处理的研究方向。现阶段国内外在该技术上的研究还处于探索阶段，实际操作过程中具有工艺、技术和设备等一系列的问题有待解决。因此，为了提高生物能源的利用效率，提高固体有机废物的处理效率，相关研究人员还应努力钻研，将这一技术更好的发展。

4、生物技术在环境监测与评价中的应用

随着生物技术的不断发展，生物技术如今已经被广泛应用于环境监测与环境评价中。当前国内外关于生物技术在环境监测方面的应用实例主要有：生物酶技术、金标免疫速测技术、PCR技术、生物发光检测技术、生物芯片技术和生物传感器等，其中生物芯片技术和生物传感器应用最为广泛。尤其是以生物传感器为核心的环境生物监测技术，可在线在位迅速地提供环境质量参数，成为环境质量预报和报警中的重要组成部分。 生物监测和生物评价不仅是环境质量现状监测和评价的一种手段，在环境质量的评价中，生物评价也是不可忽视的。

5、污染土壤的生物修复

生物修复技术是80年代以来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术，其主要利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到清除环境污染的目的。实践结果表明生物修复技术是可行的、有效的和优越的，此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。生物修复是采用诸如提高通气效率、补充营养，投加优良菌种、改善环境条件等办法来提高微生物的代谢作用和降解活性水平，以促进对污染物的降解速度，从而达到治理污染环境的目的。

三、结语

综上，实际工作中应构建一个有利于生物技术在环保中应用的良好环境，大力推进生物技术在环境保护中的应用，通过广泛应用现代生物技术、适当减少动力能源消耗、提高现代生物技术的整体水平，通过生物高技术的发展带动整个环保科技的发展，解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题。

参考文献