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生物技術(shù)概述范文第1篇

關(guān)鍵詞：生物脫氮；傳統(tǒng)技術(shù)；新型技術(shù)

1 傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)

1.1廢水的脫氮主要過程

廢水中的氮以有機(jī)氮、氨氮、亞硝氮和硝酸鹽4種形態(tài)存在。傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)遵循已發(fā)現(xiàn)的自然界氮循環(huán)機(jī)理，如下圖所示。

圖1-1 廢水中的生物脫氮作用

1.2影響因素

1）pH：通常把硝化段運行的pH控制在7.2～8.2；反硝化段pH控制在7.5～9.2。

2）溫度：硝化反應(yīng)適宜溫度為30～35℃；反硝化反應(yīng)適宜溫度15～30℃。

3）溶解氧：硝化在有氧條件下進(jìn)行，活性污泥中DO≥2mg/L；生物膜法≥3mg/L；反硝化在缺氧下進(jìn)行，對于活性污泥系統(tǒng)DO

4）碳源：廢水中所含有機(jī)碳源、外加碳源、內(nèi)碳源。

5）污泥齡：污泥齡一般控制在3～5d以上，最高可達(dá)10～15d。

6）抑制物質(zhì)：某些有機(jī)物和一些重金屬、硫及其衍生物、游離氨等有毒有害物質(zhì)在達(dá)到一定濃度時會抑制硝化反應(yīng)的正常進(jìn)行。

7）循環(huán)比：對低氨氮濃度的廢水，回流比在200%～300%較為經(jīng)濟(jì)。

1.3傳統(tǒng)硝化反硝化工藝

幾種主要的傳統(tǒng)硝化反硝化脫氮工藝：

1）活性污泥法脫氮傳統(tǒng)工藝

2）缺氧好氧脫氮工藝（A/O）

3）Bardenpho工藝

4）UCT工藝

1.4傳統(tǒng)生物脫氮工藝存在的問題

硝化菌群增值速度慢，系統(tǒng)總水力停留時間較長、有機(jī)復(fù)合較低，增加基建投資運行費用；

反硝化時需另加碳源，增加運行費用；

硝化過程需投加堿中和，增加了處理費用；

氨氮完全硝化需要大量的氧，使動力費用增加；

系統(tǒng)抗沖擊能力弱，高濃度氨氮和亞硝酸鹽進(jìn)水會抑制硝化菌的生長；

同時進(jìn)行污泥回流和硝化液回流，增加了動力消耗及運行費用；

運行控制相對較為復(fù)雜等。

2 常見的幾種新型生物脫氮技術(shù)

2.1亞硝酸型硝化反硝化脫氮技術(shù)（短程硝化反硝化）

2.1.1技術(shù)原理

短程硝化反硝化生物脫氮是將硝化過程控制在HNO2階段而終止，隨后直接進(jìn)行反硝化。

2.1.2技術(shù)特點

硝化階段可減少25%左右的需氧量，降低能耗；

反硝化階段可減少40%左右的有機(jī)碳源，降低運行費用；

亞硝化菌世代周期比硝化菌世代周期短，可減少硝化反應(yīng)器容積，節(jié)省基建投資；

對亞硝酸鹽進(jìn)行反硝化，其速率要比硝酸鹽進(jìn)行的反硝化速率高1.5～2倍；

污泥產(chǎn)量降低；

減少了投堿量等。

2.1.3亞硝酸型硝化反硝化影響因素

最為重要的影響因素有：溶解氧、游離氨、pH值、溫度、有機(jī)質(zhì)、污泥齡、有害物質(zhì)、有機(jī)碳源種類與濃度、亞硝酸氮濃度、工藝條件等。

2.2好氧反氨化技術(shù)

2.2.1技術(shù)原理

好氧反氨化是以無機(jī)物質(zhì)作為電子供體的生物脫氮作用。

2.2.2技術(shù)特點

該過程由自養(yǎng)菌完成的，無需外加碳源，可節(jié)省成本，防止二次污染；

反應(yīng)要求在低溶解氧的條件下進(jìn)行，因此在實際操作中相對較容易控制；反應(yīng)對氧氣的需求減少，可降低能耗；

該工藝將反應(yīng)控制在亞硝化階段，縮短了反應(yīng)流程和反應(yīng)時間；

結(jié)合了同步硝化反硝化工藝，使硝化反硝化反應(yīng)在同一個反應(yīng)器里進(jìn)行，具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力；

該技術(shù)對亞硝態(tài)氮的供應(yīng)沒有要求，含有高氨氮的廢水可直接進(jìn)入反應(yīng)器。

2.2.3存在的問題

對環(huán)境條件較為嚴(yán)格，此類自養(yǎng)菌的生長繁殖較為緩慢。如何持續(xù)穩(wěn)定的獲得亞硝酸鹽氮的積累，該技術(shù)的機(jī)理、影響反應(yīng)的參數(shù)、成熟的反應(yīng)數(shù)學(xué)模型等仍需進(jìn)一步研究。

2.3同時硝化反硝化脫氮技術(shù)

2.3.1技術(shù)原理

硝化和反硝化反應(yīng)發(fā)生在同樣的處理條件及同一處理空間。為在同一反應(yīng)器內(nèi)同時實現(xiàn)硝化、反硝化和除碳提供了可能。機(jī)理主要有：宏觀環(huán)境理論、微觀環(huán)境理論、微生物理論。

2.3.2技術(shù)特點

硝化過程中堿度被消耗，反硝化過程中亦會產(chǎn)生堿度，能有效地保持反應(yīng)器中pH穩(wěn)定，且無需添加外碳源。

反硝化和硝化反應(yīng)同時進(jìn)行，可省去缺氧池的費用或減少其容積。

實現(xiàn)亞硝酸型硝化反硝化途徑可在好氧段可節(jié)省約25%的O2，缺氧段可減少40%的有機(jī)碳，反硝化速率提高63%。

2.3.3實現(xiàn)同時硝化反硝化的影響因素

同時硝化反硝化工藝受到絮體結(jié)構(gòu)特征、溶解氧濃度、碳氮比、溫度、酸堿度、氧化還原電位（ORP）等因素的影響。

2.4厭氧氨氧化技術(shù)

2.4.1技術(shù)原理

指在厭氧或缺氧條件下，微生物直接以NH4+作為電子供體，以NO3-或NO2-作為電子受體，將NH4+、NO3-或NO2-轉(zhuǎn)變成N2的生物氧化過程。

2.4.2技術(shù)特點

由于氨直接用作反硝化反應(yīng)的電子供體，可免去外源有機(jī)物（如甲醇），節(jié)約運行成本。

厭氧氨氧化反應(yīng)中的耗氧量較之硝化反應(yīng)下降62.5%。

氨厭氧氧化的生物產(chǎn)酸量大為降低，產(chǎn)堿量降至為零，可節(jié)省中和所需的化學(xué)試劑，降低運行費用，也可減輕二次污染。

厭氧氨氧化技術(shù)無需外加碳源，大幅度減少曝氣量，污泥產(chǎn)生量和CO2排放量可減少90%。

2.4.3影響因素

厭氧氨氧化工藝受到生物量、基質(zhì)濃度、pH值、溫度、有機(jī)質(zhì)濃度、水力停留時間、固體停留時間等因素的影響。

3 結(jié)論

生物技術(shù)概述范文第2篇

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)制藥；教學(xué)改革

中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼；文章編號

在現(xiàn)代生物技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)、新材料技術(shù)等發(fā)展騰飛的新世紀(jì)里，在我國的生物制藥領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，有了長足的發(fā)展。目前，面對日新月異的生物技術(shù)制藥的發(fā)展態(tài)勢，使得《生物技術(shù)制藥》這門課程的內(nèi)容和擴(kuò)展也很快，傳統(tǒng)的教學(xué)形式已經(jīng)不能滿足高校創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要求，生物技術(shù)制藥教育體系必須實時改革[1]。本文作者根據(jù)這幾年來的從教經(jīng)驗，談?wù)剮c看法。

一、生物技術(shù)制藥課程特征分析

1.1優(yōu)化教學(xué)體系，避免教學(xué)內(nèi)容重復(fù)

生物技術(shù)制藥課程作為生物技術(shù)專業(yè)的一門必修課，內(nèi)容涵蓋了生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、藥理學(xué)、細(xì)胞工程、生物材料以及化學(xué)工程等相關(guān)學(xué)科，內(nèi)容較多，學(xué)科相互交叉，講授難度較大。生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之前已經(jīng)學(xué)過了生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、藥理學(xué)等基礎(chǔ)課程。但是，對于生物材料和化學(xué)工程方面的知識了解較少，而這方面知識對于整個生物制藥來講極為重要。根據(jù)過去幾年的經(jīng)驗，在教學(xué)過程中，我們在保證基礎(chǔ)知識掌握的前提下，增加了生物材料和化學(xué)工程方面的內(nèi)容。并及時更新教學(xué)內(nèi)容，以科研帶動指導(dǎo)教學(xué)，重視開拓學(xué)生科學(xué)視野，提高學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新意識[2]。

1.2突出學(xué)科特色，調(diào)動學(xué)生積極性

生物技術(shù)制藥課程是一門綜合性學(xué)科，以實驗為基礎(chǔ)，具有很強(qiáng)的實踐性和應(yīng)用性。生物技術(shù)制藥領(lǐng)域發(fā)展迅猛，新材料和新技術(shù)的結(jié)合不斷應(yīng)用于這里，共同推動了生物技術(shù)制藥科學(xué)理論技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新。如用于水處理的高分子樹脂材料，后來卻可以用于分離純化糖類、蛋白質(zhì)類等藥物。近年來，許多新型藥物如緩釋劑、微膠囊等使用了可以生物降解的生物材料如聚乙二醇、聚乳酸、聚羥基乙酸等。這些生物材料的使用豐富了生物技術(shù)制藥的內(nèi)容。在通過不斷介紹新的生物材料的基礎(chǔ)上，并結(jié)合新技術(shù)在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用，極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、生物技術(shù)制藥課程教學(xué)改革分析

教學(xué)是一種藝術(shù)活動，生物技術(shù)制藥課程教師應(yīng)有扎實的生物科學(xué)、藥物科學(xué)、化學(xué)工程等理論基礎(chǔ)、豐富的實踐經(jīng)驗和寬廣的人文知識底蘊、熟練掌握教學(xué)基本技能，講起課來才能收放自如，能引人入勝，獲得良好的課堂教學(xué)效果。

2.1運用交叉學(xué)科分析研究問題，拓展學(xué)生科學(xué)視野

在進(jìn)行《生物技術(shù)制藥》教學(xué)時，既強(qiáng)調(diào)對基本概念的解釋、理論的歸納，同時應(yīng)注重各個學(xué)科之間的緊密聯(lián)系，從分子生物學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物材料學(xué)以及化學(xué)工程等多角度進(jìn)行理論研究與分析，教授學(xué)生以生物技術(shù)制藥歷史發(fā)展的觀點、從不同學(xué)科認(rèn)識問題，使學(xué)生真正明白其中的科學(xué)道理。如在酶工程制藥中對于酶的固定化教學(xué)中，筆者就融合了生物材料、分子生物學(xué)和藥學(xué)等知識。酶是一大類具有特殊結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)生物大分子，可以通過分子生物學(xué)和藥學(xué)兩種角度來講授；而對于固定酶所用的明膠、聚乙烯醇等材料是生物材料課程學(xué)習(xí)的重點內(nèi)容部分，如材料的理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征、制備、應(yīng)用等。通過對酶及其負(fù)載生物材料的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，從多學(xué)科角度講授酶制藥過程，加深了學(xué)生對酶工程制藥的理解。

2.2充分利用多媒體教學(xué)和現(xiàn)代信息化技術(shù)

多媒體教學(xué)可以使抽象、枯燥的理論通過圖文并茂生動地表達(dá)出來。通過部分動畫演示和觀看教學(xué)錄像即能引起學(xué)生興趣，又能快速理解接受理論知識。筆者在備課時訪問各種電子化的課程資源庫，獲得直接相關(guān)的資料；課堂上給學(xué)生提供生物技術(shù)相關(guān)的學(xué)習(xí)網(wǎng)站如小木蟲、丁香園等網(wǎng)站，引導(dǎo)學(xué)生不斷學(xué)習(xí)的興趣。充分利用現(xiàn)代信息化技術(shù)和多媒體教學(xué)，提高了學(xué)生教學(xué)效率[3，4]。

2.3課堂教學(xué)與實驗教學(xué)相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

為了使學(xué)生充分掌握《生物技術(shù)制藥》這門課程，更好地為今后的生產(chǎn)實踐服務(wù)，為科研服務(wù)。生物技術(shù)制藥實驗課程設(shè)置了基礎(chǔ)實驗和綜合實驗[5]。與理論課同步開設(shè)了DNA的提??；細(xì)胞融合；細(xì)胞轉(zhuǎn)染等實驗，作為課程實驗的基本環(huán)節(jié)。綜合實驗是為了提高學(xué)生興趣和科學(xué)素質(zhì)設(shè)置。實驗過程中我們進(jìn)行了生物材料殼聚糖的制備，生物酶的制備；開展了以殼聚糖負(fù)載生物酶的實驗。這些實驗引起了學(xué)生極大興趣，使得在課堂上講授的枯燥的理論在實驗中變得生動而具體了，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，取得了較好的教學(xué)效果。

三、結(jié)語

通過上述對《生物技術(shù)制藥》課程教學(xué)改革的探索，激發(fā)了學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性，對于教學(xué)效果有極大的幫助。期望培養(yǎng)出具有視野開闊、專業(yè)素質(zhì)優(yōu)良、有較強(qiáng)實驗操作能力，可以將專業(yè)理論和技術(shù)運用到實際工作中的創(chuàng)新性和競爭性人才，實現(xiàn)現(xiàn)代教育目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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生物技術(shù)概述范文第3篇

Egr-1與NF-κB的協(xié)同作用

Egr-1直接參與人體T淋巴細(xì)胞白血病(adultT-cellleukemia，TAT1)的發(fā)病，且與NF-κB存在協(xié)同作用。Kostadinova等［14］研究發(fā)現(xiàn)小鼠中的腫瘤壞死因子－α(tumornecrosisfactor-α，TNF-α)可同時通過NF-κB和Egr-1下調(diào)11－β－羥基類固醇氧化還原酶2基因的表達(dá)，且存在協(xié)同效應(yīng)。Park等［15］發(fā)現(xiàn)小鼠巨噬細(xì)胞系RAW264．7中Egr-1與NF-κB可協(xié)同刺激TNF-α。Ma等［16］發(fā)現(xiàn)在前列腺癌PC3細(xì)胞中，Egr-1基因敲除可明顯抑制白細(xì)胞介素－8(interleukin-8，IL-8)的產(chǎn)生，其機(jī)制正是通過抑制Egr-1和NF-κB的協(xié)同性，PC3細(xì)胞中轉(zhuǎn)染的Egr-1基因可以通過NF-κB結(jié)合位點結(jié)合到IL-8啟動子，并促進(jìn)其表達(dá)，或許在HTLV-1病毒感染細(xì)胞中Egr-1基因也可以通過結(jié)合NF-κB位點進(jìn)而促進(jìn)NF-κB的靶基因轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而造成類似于NF-κB活化的效應(yīng)，這或許是Egr-1和NF-κB存在協(xié)同性的一個根本原因。

Egr-1的生物學(xué)功能

對動物機(jī)體組織發(fā)育的影響在正常組織細(xì)胞中，Egr-1的生物學(xué)功能非常廣泛。Egr-1基因表達(dá)時不需要從頭合成蛋白質(zhì)，它作為細(xì)胞表面受體信號和基因表達(dá)調(diào)節(jié)之間的即刻反應(yīng)介質(zhì)發(fā)揮作用。其編碼的蛋白質(zhì)產(chǎn)物，中心區(qū)域尚有3個完全一致的半胱氨酸/組氨酸型鋅指結(jié)構(gòu)，通過靶基因啟動子區(qū)域GC框Egr反應(yīng)元件，能與多種基因的啟動子區(qū)域相結(jié)合，包括上調(diào)或下調(diào)基因的轉(zhuǎn)錄，發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子的作用，從而參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長、分化、增殖、凋亡［17］。Egr-1可調(diào)控各種生長因子如血小板衍生生長因子(platelet-derivedgrowthfactor，PDGF)、TNF-α和血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(angiotensinconvertingen-zyme，ACE)等的基因的表達(dá)。Egr-1誘導(dǎo)后也能調(diào)控一系列基因的表達(dá)，如黏附分子家族的細(xì)胞黏附分子1(ICAM-1)、血管細(xì)胞黏附分子1(VCAM-1)，化學(xué)趨化因子單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白2(MIP-2)，凝血相關(guān)的組織因子(TF)、纖溶酶原激活抑制物－1(plasminogenactivatorinhibitortype1，PAI-1)，血管通透性相關(guān)的血小板衍生生長因子(PDGF)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)等，并能直接影響心肌細(xì)胞肌漿網(wǎng)鈣泵和β1腎上腺素受體的表達(dá)［18－19］。Lucema等［20］證實Egr-1有促進(jìn)血管生成和膠原合成增加，加速傷口愈合的生物學(xué)效應(yīng)。Shin等［21］研究證明，Egr-1可通過上調(diào)系膜細(xì)胞中基質(zhì)金屬蛋白酶－9(MMP-9)基因的表達(dá)，抑制細(xì)胞外基質(zhì)降解，促進(jìn)系膜外基質(zhì)沉積，加重腎小球硬化。Nakamura等［22］認(rèn)為Egr-1能干擾轉(zhuǎn)錄因子c-Jun，并調(diào)整其活性，而轉(zhuǎn)錄因子c-Jun的目的基因能編碼凋亡前體蛋白，c-Jun通過63和73絲氨酸殘基被c-Jun的氮端蛋白激酶———JNK磷酸化而活化。Levkovitz［23］實驗證明在小腦的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中，Egr-1可激活c-Jun引起細(xì)胞的凋亡，而僅包含DNA結(jié)合的鋅指結(jié)構(gòu)Egr-1的突變體，卻只能與c-Jun結(jié)合，不能起到激活作用而凋亡。由此推測，由于Egr-1在不同的組織中發(fā)揮的生物學(xué)功能不同，應(yīng)該具有組織特異性。在動物繁殖中的作用Egr-1基因敲除后，雌鼠的子宮結(jié)構(gòu)完整，但子宮整體變小，重量僅是野生型及雜合型雌鼠子宮重量的30%，孕酮水平會顯著下降。著床過程中，白細(xì)胞介素－1β(interleukin1β，IL-1β)等多種因素可上調(diào)Egr-1基因的表達(dá)作用。微粒體前列腺素E合酶1(microsomalprostaglandinEsynthase-1，mPGES-1)是影響著床過程的前列腺素E2(prostaglandinE2，PGE2)合成的末端酶，Egr-1基因能與mPGES-1轉(zhuǎn)錄起始位點附近GC框上的特異序列結(jié)合來調(diào)節(jié)其表達(dá)。Egr-1基因作用于mPGES-1，參與PGE2的生成來調(diào)節(jié)著床。著床過程中，Egr-1基因另一個關(guān)鍵的靶基因是轉(zhuǎn)錄因子p53，p53通過對白細(xì)胞遷移抑制因子(leukocytemigrationinhibitoryfactor，Lif)的調(diào)節(jié)，參與母體生殖過程［3］。Egr-1基因敲除后，雄鼠可以生育。與未敲除者相比，雄性Egr-1基因敲除鼠的促黃體激素(lu-teinizinghormone，LH)水平會出現(xiàn)下降，但仍比雌性Egr-1基因敲除鼠要高，并且不會影響發(fā)生過程及雄性生殖過程。雖然Egr-1基因缺失并不會引起雄性不育，但同時敲除Egr-1和Egr-4基因的雄鼠中，LH的穩(wěn)定性出現(xiàn)下降，睪酮水平也會下降，依賴雄激素的組織發(fā)生萎縮，發(fā)生過程會受到抑制，但Egr-1或Egr-4基因單獨去除都不會產(chǎn)生這種結(jié)果。因此推測，Egr-1基因敲除后，Egr-4基因可能發(fā)揮部分補(bǔ)償作用。

在動物機(jī)體免疫中的作用Shin等［24］發(fā)現(xiàn)在輔T細(xì)胞1(Th1)中Egr-1與T-bet基因的表達(dá)呈正相關(guān)，由于T-bet是Th1的特異性轉(zhuǎn)錄因子，這證明Egr-1基因可以上調(diào)Th1介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答。Egr-1基因甚至可以通過ERK-Egr-1-Id3途徑進(jìn)而影響γδT細(xì)胞中NOTCH信號(存在于無脊椎動物和脊椎動物且高度保守)，最終使其發(fā)育為產(chǎn)生干擾素γ(IFN-γ)的效應(yīng)細(xì)胞參與自身免疫［25］。Lazarevic等［26］發(fā)現(xiàn)Egr-1、Egr-2和Egr-3基因，尤其是在鈣調(diào)磷酸酶－NFAT-Egr-2信號途徑中對自然殺傷性T細(xì)胞(naturalkillerTcells，NKTc)的分化發(fā)育至關(guān)重要。李崇輝等［27］發(fā)現(xiàn)脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)活化小鼠單核細(xì)胞，Egr-1基因表達(dá)無明顯變化，但是LPS刺激小鼠巨噬細(xì)胞RAW264．7后，Egr-1基因表達(dá)明顯升高。這些都證明Egr-1基因復(fù)雜而重要的生物學(xué)功能因細(xì)胞類型不同而不同，具有雙向性。在激活的蛋白激酶C使B細(xì)胞發(fā)生免疫反應(yīng)，B細(xì)胞受體(Bcellreceptor，BCR)接受抗原信號誘導(dǎo)Egr-1基因的表達(dá)，在成熟的B細(xì)胞系(例如BAL-17細(xì)胞)中，Egr-1基因的表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞生長，而在未成熟的B細(xì)胞系(例如WE-HI-231)中，Egr-1基因的表達(dá)則抑制細(xì)胞生長，因此，B細(xì)胞的成熟程度似乎是B細(xì)胞受體發(fā)生鏈接反應(yīng)的一個關(guān)鍵因子。雖然在這些細(xì)胞系中，Egr-1基因的表達(dá)有差別，但是在成年大鼠的骨髓中發(fā)現(xiàn)未成熟B細(xì)胞中的Egr-1基因的表達(dá)與成熟的B細(xì)胞表達(dá)類似。只有在成熟的B細(xì)胞系中，免疫球蛋白GFC段受體Ⅱ(FCγRⅡ)能抑制Egr-1基因的表達(dá)，這是FCγRⅡ?qū)せ畹腂細(xì)胞存在抑制反應(yīng)機(jī)制［2］。T細(xì)胞的激活和效應(yīng)功能受轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)，經(jīng)證實Egr-1也參與該調(diào)節(jié)作用?；罨疶細(xì)胞的核因子(nuclearfactorofactiva-tedTcells，NFAc)是轉(zhuǎn)錄因子的典型代表，它調(diào)節(jié)白細(xì)胞介素－2(interleukin-2，IL-2)、TNF-α和T細(xì)胞受體(Tcellreceptor，TCR)的轉(zhuǎn)錄。經(jīng)證實，IL-2啟動子的鋅指蛋白(zincfingerprotein，ZIP)結(jié)合區(qū)域是結(jié)合到結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)錄因子Sp1和根據(jù)T細(xì)胞的狀態(tài)誘導(dǎo)Egr-1基因表達(dá)的關(guān)鍵性調(diào)節(jié)因子。未激活T細(xì)胞的ZIP和Sp1結(jié)合的復(fù)合物與Egr-1結(jié)合，會對IL-2的產(chǎn)生具有功能性的影響。通過含有ZIP區(qū)域和NFAT結(jié)合因子的啟動子缺失結(jié)構(gòu)，IL-2和TNF-α的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)過程在功能上具有協(xié)同關(guān)系［28］。IL-2基因的轉(zhuǎn)錄也由核聚RNA結(jié)合蛋白2(nuclearpolyRNA-bindingpro-tein2，NAB2)調(diào)節(jié)，通過染色質(zhì)免疫沉淀反應(yīng)分析，NAB2吸附到IL-2基因啟動子的Egr-1基因結(jié)合位點，共同激活Egr-1和TCR激活狀態(tài)下誘導(dǎo)IL-2、IL-2β受體的產(chǎn)生。Egr-1基因的過表達(dá)和小干擾RNA試驗都證明:Egr-1與共刺激分子(例如初級人類CD4+T細(xì)胞中的CD40配合基)的轉(zhuǎn)錄有關(guān)［29］。因此，NFAT蛋白的協(xié)同作用和對CD40配合基轉(zhuǎn)錄的影響似乎由CD28的信號途徑調(diào)節(jié)［30］。此外，CD28受到刺激后，Egr-1基因會高度表達(dá)。Egr-1基因轉(zhuǎn)錄因子由BCR刺激而表達(dá)，主要的信號途徑包括蛋白激酶和磷酸酶的激活過程。Egr-1基因的表達(dá)可以導(dǎo)致成熟B細(xì)胞的激活或未成熟B細(xì)胞的凋亡。大多數(shù)抗原物質(zhì)在刺激B細(xì)胞形成抗體的過程中，需T細(xì)胞的協(xié)助。在某些情況下，T細(xì)胞亦有抑制B細(xì)胞的作用。如果抑制性T細(xì)胞因受感染、輻射、胸腺功能紊亂等因素的影響而功能降低時，B細(xì)胞因失去T細(xì)胞的控制而功能亢進(jìn)，就可能產(chǎn)生大量自身抗體，并引起各種自身免疫病，如系統(tǒng)性紅斑狼瘡，慢性活動性肝炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等。同樣，在某些情況下，B細(xì)胞也可控制或增強(qiáng)T細(xì)胞的功能。由此可見，身體中各類免疫反應(yīng)，不論是細(xì)胞免疫還是體液免液，共同構(gòu)成了一個極為精細(xì)、復(fù)雜而完善的防衛(wèi)體系，Egr-1對整個機(jī)體整個防衛(wèi)體系具有不可替代的作用。

小結(jié)

生物技術(shù)概述范文第4篇

2016年12月9日下午，中國人民大學(xué)低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任王洪臣教授在“污水處理與升級改造”分論壇做了精彩發(fā)言，對城鎮(zhèn)污水處理廠目前運營過程中存在的問題與未來面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了全面剖析，并重點介紹了六項污水處理廠運營優(yōu)化的顛覆性技術(shù)。

王洪臣教授指出，我國城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)在“十一五”和“十二五”時期快速發(fā)展，日處理能力已高達(dá)1.62億立方米，超過了美國1.25億立方米的處理能力，但是運營水平與發(fā)達(dá)國家相比仍然差距較大，主要體現(xiàn)在出水水質(zhì)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，并且能耗物耗過高。在目前污水處理廠建設(shè)的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)有設(shè)施的優(yōu)化運營，耦合新型的優(yōu)化技術(shù)，實現(xiàn)出水水質(zhì)提升、能耗物耗降低的潛力非常大。

針對我國污水處理廠普遍存在設(shè)備效率偏低、過程監(jiān)察模糊、需求響應(yīng)機(jī)制未完全建立、工藝流程不合理等問題，王洪臣教授提出了六項污水處理廠提標(biāo)提效顛覆性技術(shù)。

（1）新型高分子彈性體曝氣器。曝氣系統(tǒng)是污水處理廠能耗最高的單元，占全廠能耗的50%～70%；而曝氣器是曝氣系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備，投資只占到污水處理廠的0.5%以下。目前曝氣器采用陶瓷和橡膠兩個大類，但是普遍存在充氧性能差、易堵塞、壽命短等問題，導(dǎo)致水廠運行效率低、能耗偏高，造成的經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)超曝氣器本身的投資。因此提高曝氣器品質(zhì)，對于水廠效益的提高至關(guān)重要。未來污水處理廠選用的曝氣器應(yīng)該具備以下三個特征：長期運行穩(wěn)定（不撕裂、不老化、不結(jié)垢、不漏氣、壽命長）；充氧性能高（OTE、OTR、AE等充氧指標(biāo)高）； 調(diào)節(jié)品質(zhì)好（充氧效率對曝氣量敏感性差）。

新型高分子彈性體曝氣器克服了目前曝氣器存在的缺點，同時具備以上三個特征，能夠大幅提高水廠曝氣系統(tǒng)的運行效率，并且提高處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（2）新型污水處理過程監(jiān)測儀表。我國水廠的運行工程師對污水處理過程的監(jiān)控能力有限，主要原因是可使用的監(jiān)測工具非常少，除了污泥濃度計、溶解氧儀做參考外，其他運營過程基本處于暗箱操作狀態(tài)。比耗氧速率在測定儀和工藝狀態(tài)曝氣綜合充氧性能測定儀的使用為水廠運行人員打開了全新的窗口。活性污泥比耗氧速率（Specific Oxygen Uptake Rate，SOUR）是單位時間內(nèi)單位質(zhì)量的活性污泥所消耗氧氣的量，反映了微生物的活性；工藝狀態(tài)曝氣綜合充氧性能測定儀可以直接測定工藝狀態(tài)下曝氣系統(tǒng)的實際氧轉(zhuǎn)移效率（Oxygen Transfer Efficiency，OTE）和區(qū)域曝氣量。通過這兩臺新型過程監(jiān)測儀表，水廠人員可準(zhǔn)確獲得活性污泥生化系統(tǒng)的性能狀況和曝氣系統(tǒng)的運行狀況，從而進(jìn)行科學(xué)、及時的運行調(diào)控。

（3）曝氣極限控制策略。目前曝氣控制系統(tǒng)普遍采用DO反饋耦合數(shù)學(xué)模型的策略，存在控制滯后、調(diào)控精度低等問題。曝氣極限控制策略按照“按需供氣”的原則，采用了OUR前饋的控制邏輯，將曝氣系統(tǒng)供氧量與微生物需氧量進(jìn)行了精準(zhǔn)匹配。與傳統(tǒng)的精確曝氣相比，可以實現(xiàn)精度高、無滯后的曝氣控制，可最大限度地達(dá)到曝氣系統(tǒng)的節(jié)能。

（4）溶解氧科學(xué)管理系統(tǒng)。在污水好氧生物處理工藝中，溶解氧是最重要的狀態(tài)指標(biāo)之一。很多污水處理廠氨氮、總氮等不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，與厭氧區(qū)、缺氧區(qū)以及好氧區(qū)的溶解氧失衡、功能紊亂密切相關(guān)。因此將溶解氧科學(xué)管理起來，既是水廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的需要，也是節(jié)能降耗的需要。溶解氧科學(xué)管理系統(tǒng)以新型的過程監(jiān)測技術(shù)與臨界氧傳質(zhì)-反應(yīng)動力學(xué)模型為手段，通過對生化反應(yīng)池污泥特性和曝氣系統(tǒng)性能的綜合測定，核算針對不同污染物降解和不同生化反應(yīng)階段的最佳曝氣量和攪拌量，從而在不影響污泥懸浮的前提下，使生化池不同功能區(qū)達(dá)到最適溶解氧水平，避免溶氧錯位，保證水廠穩(wěn)定高效運行。

（5）新型二沉池回流比控制技術(shù)。目前水廠二沉池的回流比普遍較高，不僅造成能量的大量浪費，也導(dǎo)致了前端生化池實際水力停留時間偏少，影響處理效果。傳統(tǒng)的運行只考慮二沉池的澄清能力，并沒有挖掘濃縮潛力。新型的二沉池回流比控制技術(shù)基于流態(tài)模擬技術(shù)和回流污泥濃度預(yù)測模型，不僅可以優(yōu)化二沉池流態(tài)，提高二沉池濃縮性能，降低回流比，而且能增加曝氣池生物量，從而使生化系統(tǒng)的污染物降解能力得到強(qiáng)化。

（6）SSGO三相秒分技術(shù)。我國90%的污水處理廠未設(shè)初沉池，并且沉沙池對0.1毫米以下的沙粒去除效率不高，這就導(dǎo)致后續(xù)生化單元負(fù)荷過高，能量大量消耗，并且泥渣沙的沉積導(dǎo)致池容減少，后續(xù)設(shè)備損壞嚴(yán)重。而在水廠的提標(biāo)改造過程中，又因初沉池占地面積較大而使改造設(shè)計難以實現(xiàn)。SSGO三相秒分技術(shù)能夠在秒級別的時間內(nèi)快速去除污水中泥渣沙油，并且占地面積小，每天處理萬噸污水占地僅12平方米，運行能耗0.03 千瓦?時/立方米，可高效降低后續(xù)處理工藝負(fù)荷。另外對于沒有足夠土地擴(kuò)建二沉池的水廠，該技術(shù)還可用于替代二沉池，幫助水廠快速實現(xiàn)泥水分離。SSGO可實現(xiàn)污水處理廠的提標(biāo)擴(kuò)容與本質(zhì)節(jié)能，是未來提標(biāo)提效改造的核心技術(shù)。

生物技術(shù)概述范文第5篇

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)概論；教學(xué)改革；體會

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）37-0041-02

一、引言

生物技術(shù)是生命科學(xué)的前沿和尖端學(xué)科[1]，是20世紀(jì)70年代末80年代初發(fā)展起來的，以現(xiàn)代生物學(xué)研究成果為基礎(chǔ)，以基因工程為核心的新興學(xué)科[2]。生物技術(shù)概論作為將基礎(chǔ)知識和前沿科學(xué)相結(jié)合的綜合性課程，近年來，除了生命科學(xué)專業(yè)將其設(shè)置為必修課外，一些本科院校非生命科學(xué)專業(yè)為了促進(jìn)復(fù)合型人才的培養(yǎng)，也將其設(shè)置為公共選修課程。珠海校區(qū)在2002年開設(shè)生物工程專業(yè)，并將生物技術(shù)概論設(shè)置為必修課程。由于該門課程知識面廣，涉及理、工、農(nóng)、醫(yī)等多個方面，學(xué)習(xí)難度相對較大，同時也為了在醫(yī)學(xué)院校培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和科研實踐能力的高素質(zhì)生物技術(shù)人才，筆者在多年的教學(xué)實踐和教學(xué)改革中，在教材選用和內(nèi)容選擇、教學(xué)手段改進(jìn)等方面不斷探索，有如下幾點體會。

二、選擇適合的教材，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

生物技術(shù)發(fā)展迅速，因此其內(nèi)容的更新和擴(kuò)展也相對較快，同時，相關(guān)教材的種類繁多，為增加生物工程專業(yè)學(xué)生的知識面，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才，教研室教師經(jīng)過多次集體討論，將宋思揚、樓士林主編的《生物技術(shù)概論》作為授課教材，該書被列為“普通高等教育‘十一五’國家級規(guī)劃教材”，其內(nèi)容全面而新穎，概念準(zhǔn)確，語言深入淺出、通俗易懂，能反映生物技術(shù)各領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展[2]，在此教材基礎(chǔ)上，又以劉群紅、李朝品主編的《現(xiàn)代生物技術(shù)概論》，（英）史密斯（Smith，J.E.）著、鄭平等譯的《生物技術(shù)概論（原書第四版）》等書作為教學(xué)參考書籍，豐富教學(xué)內(nèi)容，課堂信息量得到大幅度增加。

生物技術(shù)作為一門新興學(xué)科，在教材中除了介紹基因工程、酶工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程的基本原理及基本方法外，還介紹了生物技術(shù)在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用，但本課程理論授課僅有28學(xué)時，因此在教學(xué)內(nèi)容選擇上，考慮到本專業(yè)學(xué)生的必修課蛋白質(zhì)和酶工程、細(xì)胞工程和發(fā)酵工程這三門課程都有系統(tǒng)的專業(yè)課學(xué)習(xí)，為避免內(nèi)容重復(fù)和學(xué)時浪費，將酶工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程三章內(nèi)容在該課程中不做講解，基因工程雖然也有單獨的專業(yè)課的學(xué)習(xí)，但考慮到基因工程技術(shù)是生物技術(shù)的核心內(nèi)容，是后面各章節(jié)的基礎(chǔ)，因此將其保留。教學(xué)學(xué)時的合理分配，增強(qiáng)了學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，提高了教學(xué)效率。

三、采用靈活多樣的教學(xué)方法

教學(xué)是一門藝術(shù)，而且是一門永無止境的藝術(shù)。教學(xué)方法即組織教學(xué)是取得良好教學(xué)效果的重要保障[3]。

1.以問題為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。生物技術(shù)概論是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，內(nèi)容廣泛。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到難點多、知識雜亂，缺乏興趣。以往教學(xué)模式中，教師是主體，在課堂教學(xué)中始終遵循“教師講授，學(xué)生聽，課后復(fù)習(xí)，考試”這樣常規(guī)的教學(xué)思路，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中始終處于被灌輸知識的狀態(tài)，學(xué)生想象力缺乏，對任何知識沒有探究欲望，缺乏創(chuàng)新意識，對今后的科研和工作都會產(chǎn)生不利影響。因此，教師在課堂教學(xué)過程中，可以針對下次內(nèi)容提前布置一些問題讓學(xué)生思考，如在講授生物技術(shù)培育抗除草劑、抗病蟲作物時，可預(yù)留問題：這些具備抗病、抗蟲作物有這么多優(yōu)勢，難道沒有危害嗎？在生物技術(shù)與食品包裝內(nèi)容時，課前先提出問題：目前食品包裝方式都有哪些？生物技術(shù)在食品包裝方面的應(yīng)用和優(yōu)勢在哪里？這些問題的提出，激發(fā)了學(xué)生對知識探究的興趣。為了解決這些問題，學(xué)生在課外時間利用相關(guān)專業(yè)書籍，網(wǎng)絡(luò)查閱文獻(xiàn)，瀏覽相關(guān)網(wǎng)頁，不但學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得到提高，而且拓寬了學(xué)生對問題的深度和廣度的認(rèn)識。學(xué)生在下次課前可積極發(fā)言，闡述自己的觀點和見解，這樣一來，不僅豐富了課堂教學(xué)氣氛，而且培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力。

2.多媒體輔助教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。興趣是最好的老師，也是學(xué)習(xí)的動力。在教學(xué)活動中，以多媒體技術(shù)作為現(xiàn)代教學(xué)手段，可以將文字、圖形、聲音、動畫等多種資源整合優(yōu)化[4]。由于其豐富多彩的畫面的切換使學(xué)生置身于教學(xué)中，激發(fā)了學(xué)生的好奇心，使教學(xué)表現(xiàn)的內(nèi)容更充實，更形象生動，更具吸引力[5]。如，講到PCR技術(shù)時，因為在其他科目中已經(jīng)有介紹，考慮到學(xué)生可能有所遺忘，可以直接播放動畫，讓學(xué)生清楚PCR的基本原理和過程。在此基礎(chǔ)上再講解PCR的一些衍生技術(shù)，一方面節(jié)省課時避免重復(fù)，另一方面加深對新內(nèi)容的理解和掌握。如，在講解轉(zhuǎn)基因食品優(yōu)勢和安全性問題時，先問學(xué)生：在一些油桶說明書上明確寫有“本產(chǎn)品為非轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品”等字樣，為什么？針對提出的問題，教師不給予解釋和評論，而是讓學(xué)生觀看利用網(wǎng)絡(luò)資源搜索到的視頻。這種方式比教師單獨用枯燥的PPT介紹目前轉(zhuǎn)基因食品種類和相應(yīng)潛在危害要生動和有趣，同時更能啟發(fā)學(xué)生對問題進(jìn)行思考。通過這些形象生動的圖畫和視頻內(nèi)容，學(xué)生對這門課程產(chǎn)生了濃厚的興趣，不但容易掌握和鞏固新內(nèi)容，也激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生感受到生物技術(shù)與日常生活、實際應(yīng)用是息息相關(guān)的一門學(xué)科。

3.安排一定自學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生參與教學(xué)。生物技術(shù)概論內(nèi)容涵蓋面廣泛，但教學(xué)時數(shù)有限；在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi)，將所有內(nèi)容都進(jìn)行精講、詳講是不可能的，因此，根據(jù)教學(xué)大綱要求，教師可安排一些內(nèi)容讓學(xué)生課后自學(xué)。如，講解生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)一章，其中核移植技術(shù)、胚胎干細(xì)胞技術(shù)及其在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用就可以和生物技術(shù)安全性及其應(yīng)對措施一章中動物克隆聯(lián)系起來，布置一些問題讓學(xué)生查閱資料，如：克隆技術(shù)好不好？從社會倫理角度談對克隆人的認(rèn)識?？梢苑殖尚〗M形式進(jìn)行討論，或者以正反兩方的形式組織辯論，或者以小組形式選派代表闡述自己的觀點等，通過這種教學(xué)方式，學(xué)生的獨立思考、創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，并且充分發(fā)揮了其團(tuán)隊協(xié)作能力，提高了學(xué)生的自學(xué)能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定了基礎(chǔ)。

四、完善考核方式

為避免期末考試一張考卷決定總分的弊端，實施綜合考核方案，將平時成績和期末成績相結(jié)合。對于參與課堂討論、辯論、回答問題等都作為平時成績，同時根據(jù)平時章節(jié)安排，布置了一些論文、書面報告的形式作為作業(yè)，也將其歸為平時成績。這種考核方式的變革，使學(xué)習(xí)不再以單純記憶型為主體，而是在增加學(xué)習(xí)興趣的前提下加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)。

五、結(jié)語

多年的教學(xué)中，教師不斷地探索、總結(jié)、實踐，使學(xué)生對學(xué)習(xí)該門課程充滿了興趣，促進(jìn)了學(xué)生潛能的充分發(fā)揮，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性，為培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型生物技術(shù)人才打下了基礎(chǔ)。

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