环境生物技术ppt课件.ppt

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1、环境生物技术讲稿主讲人：宋文军第一章　引言环境生物技术是近30年来发展起来的新型的边缘学科。这主要由生物技术、工程学、环境学、生态学等学科组成。其广义定义就是指利用生物体、生物的代谢反应过程和生物合成产物(包括酶)对环境进行监测，评估以及整治、修复的有关单一或综合性的现代化手段。目前可将其定义为：直接或间接利用生物体或生物体的某些组成部分、机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者高效净化环境污染及同时生产有用的物质的人工技术系统。第一节环境科学概述一、环境科学与环境问题环境科学作为一门独立的学科从兴起到形成只有短短的四十年的历史。20

2、世纪60年代进行了一些零星分散的工作。70年代才汇集成一门具有广泛领域和丰富内容的学科。与生物化学、生物学等传统学科不同，环境科学是一门由环境问题导向所形成的学科，因此对环境问题的认识和了解，是阐述环境科学的性质、任务的前提。(一)环境问题的由来1、人与环境2、环境问题的由来：环境问题可分为两大类，一类是环境污染，别一类是生态破坏。(二)重大环境问题1、温室将就与气候变暖2、臭氧层的破坏3、酸雨4、有毒物质污染5、生态环境破坏(三)环境问题的实质两大类问题均是由于人类活动引起了环境质量下降二、环境科学的发展历史其发展史可分为相关学科的探索和

3、环境学科作为一门综合性学科的形成两个发展阶段。1、相关学科的探索2、环境科学的形成与发展第二节生物技术的学科体系与发展简史一、生物技术的定义生物技术的概念最初是由匈牙利工程师KarlEreky于1917年提出的，即利用生物将原料转化为产品。1982年国际合作及发展组织的定义：生物技术是应用自然和科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器，将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术。这一过程称为生物反应过程(bioprocess)。1、基因工程2、酶工程3、细胞工程4、发酵工程二、生物技术的发展1、传统生物技术2、现代生物技术3、研

4、究内容：当今世界四大工程：环境工程、信息工程、生物工程、材料科学工程。现代生物技术研究的主要内容：基因工程、酶工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程。基因工程是核心，其它工程是实现生产有用物质的手段。第三节环境生物技术一、环境生物技术的基本特征发酵工程是生物技术中最早涉足环境保护领域的工程技术。如利用农业废物沤制堆肥二、环境生物技术的研究内容与层次1、环境生物技术涉及的学科：分子生物学、生物化学、酶学、环境微生物、植物、动物、生态、环境毒理、土壤学等。涉及的技术科学包括基因、酶、发酵、化学、环境、生态、微电子、计算机科学等工程。2、层次分为3

5、个部分或层次(1)第一层次为现代环境生物技术(2)第二层次是以废物的生物处理为主要内容(3)第三层次包括氧化塘、人工湿地、农业生态工程等技术3、研究内容：包括5个方面第二章环境生物技术的生物学基础第一节环境微生物培养技术环境中存在大量污染物质，其生化降解性除了与污染物质的结构特性有关外，还与环境中存在的微生物类群密切相关。一、环境微生物的种类环境微生物是微生物界的一个重要组成部分，是最重要的环境资源之一，是生物进化过程中最有利于保持环境稳定的结果。1、常见环境微生物：(1)细菌(2)放线菌(3)真菌(4)原生动物(5)微型后生动物(6)藻类

6、2、极端环境微生物二、环境微生物的富集与分离(一)普通纯培养菌株的富集与分离1、制定富集与分离方案2、普通纯种培养菌株富集与分离的操作步骤(二)有机污染物降解菌的富集与分离1、有机污染物降解菌的富集2、有机污染物降解菌的分离(三)共代谢基质降解菌的富集与分离(四)同生菌的富集与分离三、环境微生物的生长与影响因素(一)微生物的生长1、碳的同化2、微生物的生长过程3、微生物生长的数学模型(二)微生物生长的影响因素1、微生物的营养2、温度3、PH值4、氧气5、渗透压6、压力7、光线四、环境微生物的驯化(一)驯化方法(二)影响驯化期的环境因素1、微

7、生物的营养2、温度3、PH值4、溶解氧5、有毒物质第二节微生物的育种一、自然选育不经人工诱变，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程，称为自然选育或分离(一)菌种衰退的原因分析：菌种的降解能力取决于菌种的遗传特性和生理状态。(二)自然选育的方法：单菌落分离法二、诱变育种通过诱变剂处理可以大大提高菌种的突变效率，扩大变异辐度。(一)诱变育种方案设计：包括三个环节：1、突变的诱发2、突变株的筛选3、突变高效降解基因的表现。(二)原理：利用诱变剂使DNA分子的某一位置结构改变称为前突变。然后经过DNA复制而成为真正的突变。三、微生物的杂交育种(一

8、)微生物杂交：微生物育种有多种途径，除自然和诱变外，以基因重组为基础的杂交育种和基因工程也是重要方法。杂交育种包括常规杂交、控制杂交和原生质体融合等方法。1、杂交的意义2、微生物