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植物生物技術(shù)概念范文第1篇

本輔修專業(yè)培養(yǎng)生物技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用型人才。

二、專業(yè)培養(yǎng)要求

本輔修專業(yè)的學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)可獲得以下幾方面知識(shí)、能力和素質(zhì)：

1、掌握生命科學(xué)和生物技術(shù)等方面的基本理論和基本知識(shí)，具有一定的生物工程原理的基礎(chǔ)知識(shí)；

2、掌握生物技術(shù)方面的基本實(shí)驗(yàn)技能；

3、具有綜合運(yùn)用所掌握的理論知識(shí)和技能，從事生物技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、管理的能力；

4、了解與生物產(chǎn)業(yè)有關(guān)的方針、政策和法規(guī)。

5、通過(guò)嚴(yán)格的科學(xué)思維訓(xùn)練，具備良好的生物技術(shù)專業(yè)素質(zhì)。

三、課程設(shè)置

本輔修專業(yè)設(shè)置課程包括：生命科學(xué)導(dǎo)論、基礎(chǔ)生物化學(xué)、微生物學(xué)、發(fā)酵工程、生物技術(shù)檢測(cè)（含儀器分析）、污水處理工程、植物組織及細(xì)胞培養(yǎng)、食用菌栽培學(xué)。

四、課程簡(jiǎn)介

1、生命科學(xué)概論：

主要介紹生命科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、研究方法及成果應(yīng)用，從不同側(cè)面反映生命科學(xué)與其他學(xué)科間的交融。主要內(nèi)容包括：生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、生命科學(xué)對(duì)人類的影響、生命的物質(zhì)基礎(chǔ)、生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞與克隆技術(shù)、遺傳與人類基因組計(jì)劃、微生物與人類的健康、神經(jīng)科學(xué)、生物鐘與生物信息傳遞、生態(tài)環(huán)境與人口資源等。通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生了解和掌握有關(guān)生命科學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，拓展視野，豐富生命科學(xué)知識(shí)。

2、生物化學(xué)

使用教材：《生物化學(xué)簡(jiǎn)明教程》（第三版），羅紀(jì)盛等修訂，高等教育出版社，1999年。

參考書目：

《普通生物化學(xué)》（第四版），鄭集，陳均輝編，高等教育出版社，2007年；

《生物化學(xué)》（第三版），王鏡巖，朱圣庚，徐長(zhǎng)法主編，高等教育出版社，2002年；

Biochemistry:AnIntroduction(SecondEdition),T.McKee;J.R.McKee,（英文教材影印版），科學(xué)出版社，2000年；

InstantNotesinBiochemistry,B.D.Hames,N.M.Hooper&J.D.Houghton,（英文教材影印版），科學(xué)出版社，1999年。

3、微生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)：

微生物學(xué)(Microbiology)為生物學(xué)各專業(yè)本科生的必修基礎(chǔ)課。通過(guò)學(xué)習(xí)微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化、生長(zhǎng)繁殖、遺傳變異、生態(tài)分布、傳染免疫、分類鑒定以及微生物與其他生物的相互關(guān)系及其多樣性，在工、農(nóng)、醫(yī)等方面的應(yīng)用，了解該學(xué)科的發(fā)展前沿、熱點(diǎn)和問(wèn)題，使學(xué)生牢固掌握微生物學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，了解微生物的基本特性及其生命活動(dòng)規(guī)律，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)及工作實(shí)踐打下寬厚的基礎(chǔ)。

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)重要的基礎(chǔ)課之一，特別是隨著分子生物學(xué)的發(fā)展與拓寬，微生物學(xué)方法與技術(shù)顯得尤為重要。此外，醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)等學(xué)科，甚至地質(zhì)學(xué)、太空學(xué)等也需微生物的方法與技術(shù)。因此，熟悉掌握微生物學(xué)方法與技術(shù)，對(duì)其它很多學(xué)科的發(fā)展有直接的影響。無(wú)菌操作技能和無(wú)菌概念的建立是微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中最重要的內(nèi)容。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)主要任務(wù)是使學(xué)生掌握研究與應(yīng)用微生物的主要方法與技術(shù)，包括經(jīng)典的、常規(guī)的、以及現(xiàn)代的方法與技術(shù)，使學(xué)生具有適應(yīng)于從事相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)理論研究與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能。

使用教材：《微生物學(xué)教程》，周德慶，高等教育出版社，2000

4、生物技術(shù)檢測(cè)

使用教材：《儀器分析》（第三版），朱明華編，高等教育出版社，2000年

參考書目：

《生物物理學(xué)》，趙南明，周海夢(mèng)主編，高等教育出版社，2000年；

《生化實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)》（第二版），張龍翔，張庭芳，李令媛主編，高等教育出版社，1997年。

5、植物組織及細(xì)胞培養(yǎng)

植物組織培養(yǎng)是一項(xiàng)以細(xì)胞全能性為理論基礎(chǔ)的無(wú)性繁殖技術(shù)，以植物組織和細(xì)胞的離體操作為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，是舉世矚目的現(xiàn)代生物技術(shù)之一。它應(yīng)用無(wú)菌操作方法培養(yǎng)植物的一個(gè)離體器官、組織或細(xì)胞，加速繁殖植物個(gè)體，或獲得有用物質(zhì)等。本課程主要介紹植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基本原理、設(shè)備、方法和應(yīng)用，以實(shí)用為目的，使學(xué)生在了解基本原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)掌握實(shí)際操作技術(shù)。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握植物組織培養(yǎng)的基本理論，掌握開(kāi)展離體培養(yǎng)克隆植物的基本技能。

理論學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容包括：植物組織培養(yǎng)的基本技術(shù)、植物組織器官培養(yǎng)、莖尖分生組織培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)、種質(zhì)離體保存、植物組織培養(yǎng)苗的工廠化生產(chǎn)、藥用植物的組織培養(yǎng)與工廠化生產(chǎn)、果樹(shù)與蔬菜的組織培養(yǎng)技術(shù)、園林及觀賞植物的組織培養(yǎng)等。

實(shí)驗(yàn)操作的主要內(nèi)容包括：培養(yǎng)基的配制與滅菌；愈傷組織的誘導(dǎo)與分化；莖段的組織培養(yǎng)；植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)；葉的組織培養(yǎng)等。

6、發(fā)酵工程

本課程主要講授微生物工程原理、微生物工程下游加工工程、微生物工程生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品舉例等部分。內(nèi)容包括菌種的特征和選育，培養(yǎng)基的特性和選擇，發(fā)酵工藝的控制，雜菌的防治和產(chǎn)品分離提純工藝的控制等內(nèi)容，為生物技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。微生物發(fā)酵工程課是一門綜合性很強(qiáng)的課程，涉及到數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、化工原理等多個(gè)學(xué)科，基礎(chǔ)理論性和實(shí)踐性均很強(qiáng)，同時(shí)要求基礎(chǔ)理論和生產(chǎn)時(shí)間密切結(jié)合。在課程講授過(guò)程中，將要按照微生物發(fā)酵生產(chǎn)的全過(guò)程闡明各個(gè)階段、各種產(chǎn)品生產(chǎn)的原理和技術(shù)，講解理論知識(shí)的同時(shí)，又重點(diǎn)突出生產(chǎn)的工藝操作和控制技術(shù)等實(shí)際問(wèn)題。因此，該課程需要在理論教學(xué)的同時(shí)，配合實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，也要求學(xué)生建立實(shí)際生產(chǎn)的概念，在實(shí)踐中鞏固本課程的教學(xué)效果，學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)、參觀、實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐等機(jī)會(huì)，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)將會(huì)縮短理論與生產(chǎn)實(shí)踐的距離，建立用理論知識(shí)分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的概念和能力，動(dòng)手能力也將有所提高。

推薦教材：賀小賢編著，《生物工藝原理》.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2003

曹軍衛(wèi)，馬輝文，張甲耀編著.《微生物工程》(第二版).北京：科學(xué)出版社，2007

俞俊棠主編.《生物工藝學(xué)》.上海：華東理工大學(xué)出版社，1991

7、水污染控制工程

《水污染控制工程》是生物技術(shù)輔修專業(yè)的一門重要的必修課程。本課程的主要內(nèi)容包括：水的資源特性，水體污染的特性，污染指標(biāo)和污染控制的基本途徑及方法，各種廢水處理工藝的基本原理，主要設(shè)備的選型和構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握污水處理的基本概念、基本理論、基本工藝和及有關(guān)設(shè)備的技術(shù)性能，熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)方面的知識(shí)，了解有關(guān)處理系統(tǒng)的管網(wǎng)設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)運(yùn)行方面的知識(shí)。由于本課程的實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)，因此必須強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練并重，使學(xué)生較好地掌握應(yīng)用技能并具有較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力，能迅速適應(yīng)實(shí)際工作的要求，同時(shí)具有水污染控制工程的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理及科研的初步能力。

使用教材：《水污染控制工程》第二版高廷耀、顧國(guó)維主編高等教育出版社

參考書目：《水污染控制工程》修訂版張希衡編冶金工業(yè)出版社

《水處理工程》顧夏聲編清華人學(xué)出版社

《水污染治理工程》黃銘榮編武漢理工大學(xué)出版社

《水污染控制工程》胡亨魁編武漢理工大學(xué)出版社

8、食用菌栽培學(xué)

本課程是在微生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)等相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)上形成的綜合性應(yīng)用學(xué)科。食用菌栽培技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的新興實(shí)用技術(shù)課程。

食用菌是可食用的大型真菌，有利于改善人類的膳食結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)免疫功能、提高健康水平，是人類餐桌上的健康食品。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織提出每餐合理飲食結(jié)構(gòu)應(yīng)是“一葷一素一菌”，其中的“菌”指的就是食用菌。因此，近十年來(lái),國(guó)內(nèi)外食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相當(dāng)迅速,食用菌生產(chǎn)、加工在我國(guó)已然形成獨(dú)立的新興產(chǎn)業(yè)并開(kāi)始步入工業(yè)化生產(chǎn)階段。了解和掌握食用菌學(xué)基礎(chǔ)理論和基本技能，對(duì)于將來(lái)從事相關(guān)技術(shù)工作和服務(wù)社會(huì)生產(chǎn)具有實(shí)踐意義。

本課程重視學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用和操作能力培養(yǎng)。課程內(nèi)容包括理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作部分，比例大體為：1：1。理論教學(xué)包括：食用菌基礎(chǔ)知識(shí)、商業(yè)化栽培技術(shù)工藝和食用菌病蟲害防治和加工保鮮技術(shù)三部分內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)加強(qiáng)操作能力和基本技能培養(yǎng)，使學(xué)生掌握食用菌制種技術(shù)、菌種分離與保藏技術(shù)，能夠進(jìn)行常規(guī)的食用菌栽培工藝操作。

本課程的目的：使學(xué)生理解有關(guān)食用菌的基礎(chǔ)理論知識(shí)，掌握常見(jiàn)食用菌生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)、理化環(huán)境條件及栽培管理方法，掌握食用菌栽培過(guò)程及加工的多種基本操作技術(shù)，并且培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立操作、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。使學(xué)生具備在實(shí)踐應(yīng)用中控制生產(chǎn)、服務(wù)科研和改造創(chuàng)新的專業(yè)基本能力和素質(zhì)。

植物生物技術(shù)概念范文第2篇

關(guān)鍵詞：中藥生物技術(shù)；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.4　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1672-979X(2011)09-0366-02

中藥是我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)藥的重要組成部分，在我國(guó)應(yīng)用已有幾千年的歷史，是中國(guó)人民長(zhǎng)期同疾病作斗爭(zhēng)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)中華民族的繁榮強(qiáng)盛做出了巨大的貢獻(xiàn)。中藥現(xiàn)代化是將傳統(tǒng)中醫(yī)藥的優(yōu)勢(shì)特色與現(xiàn)代化科技相結(jié)合，適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)發(fā)展需要的過(guò)程。在中藥現(xiàn)代化進(jìn)程中，生物技術(shù)正日益滲透到中藥現(xiàn)代研究與生產(chǎn)的各領(lǐng)域。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，生物技術(shù)逐漸成為時(shí)代的主題，也成為各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。隨著生物技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，社會(huì)對(duì)生物技術(shù)類人才的需求也日益迫切。中藥生物技術(shù)是利用現(xiàn)代生物技術(shù)的研究方法和手段，以解決中藥生產(chǎn)和發(fā)展中某種具體問(wèn)題為目的的學(xué)科，是生物技術(shù)與中藥研究和生產(chǎn)密切結(jié)合的產(chǎn)物。由于其大量應(yīng)用現(xiàn)代生物學(xué)的理論并綜合利用了如生物化學(xué)、細(xì)胞和分子生物學(xué)、基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、化學(xué)工程等現(xiàn)代科學(xué)的研究方法和手段，被列入了高新技術(shù)的范疇。

遵循國(guó)家中藥現(xiàn)代化的發(fā)展戰(zhàn)略，暨南大學(xué)在中藥學(xué)專業(yè)(本科)開(kāi)設(shè)了《中藥生物技術(shù)》課程，以介紹生物技術(shù)在中藥研究與開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用為宗旨?！吨兴幧锛夹g(shù)》作為中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課，其特點(diǎn)是理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)。鑒于目前國(guó)內(nèi)高校開(kāi)設(shè)過(guò)此課程的較少，現(xiàn)將暨南大學(xué)《中藥生物技術(shù)》課程組近年的教學(xué)實(shí)踐作一報(bào)告。主要報(bào)告課程的設(shè)置目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等，以冀與同行專家學(xué)者討論和磋商，進(jìn)一步推動(dòng)該課程體系的不斷完善和發(fā)展。

1　選擇合適的教材

利用生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)中藥現(xiàn)代化是目前研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一，相關(guān)的技術(shù)以及研究報(bào)告較多。但由于本課程為新興領(lǐng)域和交叉學(xué)科，故相關(guān)的教學(xué)書籍較少。與《中藥生物技術(shù)》課程直接相關(guān)的教材主要有：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社出版的《中藥生物技術(shù)》和《現(xiàn)代生物技術(shù)方法在中藥現(xiàn)代化中的應(yīng)用》；以及相關(guān)書籍，如華中師范大學(xué)出版社的《發(fā)酵工程》，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社的《植物組織培養(yǎng)教程(第二版)》，化學(xué)工業(yè)出版社的《天然藥物的生物轉(zhuǎn)化》，暨南大學(xué)出版社的《天然藥物化學(xué)成分生物合成概論》等。《中藥生物技術(shù)》和《現(xiàn)代生物技術(shù)方法在中藥現(xiàn)代化中的應(yīng)用》兩本教材較系統(tǒng)地介紹了生物技術(shù)在中藥生產(chǎn)和研究中的應(yīng)用，我們以此為主要參考書；其它幾本參考書在發(fā)酵工程、植物組織培養(yǎng)以及生物轉(zhuǎn)化等方面進(jìn)行了深入探討，具有較大的參考價(jià)值。通過(guò)考察近年的教學(xué)效果，認(rèn)為選擇上述教材和參考書是較為適宜的。

2　改革教學(xué)內(nèi)容

現(xiàn)代生物技術(shù)包括發(fā)酵工程、酶工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程和基因工程。目前在中藥研究與生產(chǎn)方面應(yīng)用較多的包括基因工程技術(shù)、發(fā)酵技術(shù)、植物細(xì)胞工程技術(shù)、生物轉(zhuǎn)化技術(shù)和酶工程技術(shù)等。這些內(nèi)容成為我們授課的重點(diǎn)，同時(shí)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

3　采用多媒體課件教學(xué)

多媒體教學(xué)是一種新的輔助教學(xué)方式，在很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)直觀性和動(dòng)感性等的不足，將學(xué)生帶入一個(gè)形象、生動(dòng)、具體的環(huán)境，使概念實(shí)體化；同時(shí)，采用多媒體課件增加了教學(xué)信息量，進(jìn)一步完善和開(kāi)發(fā)多媒體教學(xué)課件對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量有著非常重要的意義。如，在“發(fā)酵技術(shù)在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用”一章中，教師先講授發(fā)酵技術(shù)在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用，每種應(yīng)用的具體實(shí)施，包括所用到的原理、材料、設(shè)備等。然后，讓學(xué)生觀看相關(guān)的視頻，如人工蛹蟲草的發(fā)酵生產(chǎn)等。這既使講授的內(nèi)容形象化、客觀化，又提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在開(kāi)發(fā)數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，由教師開(kāi)發(fā)了許多有關(guān)中藥生物技術(shù)原理及實(shí)驗(yàn)的演示課件，對(duì)幫助學(xué)生形象地理解相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量起到了積極的作用。

4　采用啟發(fā)式教學(xué)法

教師在講授課程中，如一直以教師為主導(dǎo)，學(xué)生很易分散注意力，甚至影響學(xué)習(xí)的興趣。為了發(fā)揮學(xué)生的主體作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，教師運(yùn)用了“問(wèn)答”模式的啟發(fā)式教學(xué)方法。理論聯(lián)系實(shí)際，提問(wèn)與教學(xué)相關(guān)的問(wèn)題以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。如在講述“植物基因工程”一章前教師提出以下問(wèn)題：中藥材中的活性成分含量往往都很低，如抗癌藥物紫杉醇，其含量在原植物中只有萬(wàn)分之幾至十萬(wàn)分之幾[2-31，其供應(yīng)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需求，如何提高其產(chǎn)量?可先讓學(xué)生討論，然后讓學(xué)生帶著問(wèn)題聽(tīng)課。再如，在講述“植物微繁殖與脫毒技術(shù)”一章前提出以下問(wèn)題：很多中藥材，特別是無(wú)性繁殖藥材，都易受到一種或多種以上病原菌的周身感染。有病毒會(huì)減少作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，目前尚無(wú)藥物可以治愈受病毒侵染的植物，如何脫毒?諸如此類的問(wèn)題均與學(xué)習(xí)息息相關(guān)，可吸引學(xué)生的注意力，保持學(xué)習(xí)興趣。

5　增設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)

《中藥生物技術(shù)》是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的理論課，我們?cè)鲈O(shè)了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)有限，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇上應(yīng)既突出專業(yè)特色，又注重與課程內(nèi)容的有機(jī)銜接。為此，我們精心設(shè)計(jì)了4項(xiàng)大型實(shí)驗(yàn)，“煙草愈傷組織的誘導(dǎo)、懸浮培養(yǎng)”、“長(zhǎng)春花細(xì)胞生物反應(yīng)器生產(chǎn)長(zhǎng)春堿”、“何首烏試管苗、毛狀根的繼代培養(yǎng)”以及“何首烏毛狀根生物轉(zhuǎn)化外源化合物”。實(shí)驗(yàn)前教師先用多媒體課件做充分的分析，研究實(shí)驗(yàn)對(duì)象，準(zhǔn)確描述實(shí)驗(yàn)原理、操作關(guān)鍵點(diǎn)等。通過(guò)多媒體課件的錄像讓學(xué)生得到更多的信息。錄像比語(yǔ)言直觀、形象，比圖形真實(shí)，所包容的信息量大；實(shí)況視頻又比動(dòng)畫包含更多的信息，取得了很好教學(xué)效果，加大了教學(xué)信息密度。如在“煙草愈傷組織的誘導(dǎo)、懸浮培養(yǎng)”實(shí)驗(yàn)中，煙草葉片消毒時(shí)間的把握，葉片愈傷面的創(chuàng)造，葉片切片的大小，葉片轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基中的一系列無(wú)菌操作等較難把握，易致染菌率高，愈傷率低。針對(duì)這些情況，錄制了此實(shí)驗(yàn)的教學(xué)多媒體視頻課件，制作了分段視頻并保存在硬盤或光盤中，作為原始素材。

6　小結(jié)

以上幾點(diǎn)，是筆者從事《中藥生物技術(shù)》這門課程教學(xué)的體會(huì)和總結(jié)，并借鑒了其他長(zhǎng)期從事中藥學(xué)專業(yè)課程教學(xué)同行的建議。教與學(xué)是互動(dòng)發(fā)展的環(huán)節(jié)，只有教師長(zhǎng)期探索新方法，才能不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的能力和興趣，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、自覺(jué)性、探索性，才能更好的做到中藥現(xiàn)代化、國(guó)際化，才能培養(yǎng)出新一代優(yōu)秀的中藥學(xué)高級(jí)專門人才。

參考文獻(xiàn)

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植物生物技術(shù)概念范文第3篇

關(guān)鍵詞低碳農(nóng)業(yè)；溫室氣體；生物技術(shù)；固碳；固氮

中圖分類號(hào)F062.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 1007-5739（2011）02-0315-02

ApplicationsofBiotechnologyintheContextofLow-carbonAgriculture

QIAN Li-na 1ZHOU Zhen 2

（1 School of Life Science，Xuzhou Normal University，Xuzhou Jiangsu 221116； 2 School of Mines，China University of Mining and Technology）

AbstractAgriculture is the important source of greenhouse gas. The urgent affairs are to develop low-carbon agriculture，reduce agricultural greenhouse gas emissions and improve agricultural ecological environment.Biotechnology could be used to cultivate new varieties of crops. The crop resistance to pests and herbicides should be enhanced. And the carbon sequestration and nitrogen fixation ability should be improved.And thus it will improve the human living environment，reduce the greenhouse effect and promote the continuous extension of the agricultural industrial chain.This paper put forward low carbon agriculture on the base of the relationship between agricultural production and climate change and describe the applications of biotechnology in the low-carbon agricultural production.

Key wordslow-carbon agriculture；greenhouse gas；biotechnology；garbon sequestration；nitrogen fixation

目前，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，氣候變化形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻。同時(shí)，氣候變化將使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增加，產(chǎn)量波動(dòng)增大，這就對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提出新要求。發(fā)展適應(yīng)氣候變化、減少溫室氣體排放的低碳農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)已迫在眉睫。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織估計(jì)，低碳農(nóng)業(yè)系統(tǒng)可以抵消80%因農(nóng)業(yè)導(dǎo)致的全球溫室氣體排放量[1]。然而我國(guó)的農(nóng)業(yè)是一種高耗能、高污染、高排放的“三高”農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須促使高碳經(jīng)濟(jì)向低碳經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變，通過(guò)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)來(lái)發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，以應(yīng)對(duì)未來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣候變化

WMO2008年溫室氣體公報(bào)公布了各種溫室氣體增溫效應(yīng)比例，CH4和N2O的影響比例達(dá)21%，這兩者主要來(lái)源于農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)活動(dòng)[2-3]；同時(shí)，農(nóng)業(yè)是大氣碳含量增加的第二大來(lái)源。最新數(shù)據(jù)表明，農(nóng)業(yè)直接和間接排放的溫室氣體對(duì)全球變暖的影響超過(guò)50%。全球氣候變暖連帶著一系列的氣候變化最終又影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，從而影響產(chǎn)量，這將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成一定的打擊。由此可以看出，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣候變化極為密切。若要從根本上解決全球氣候變暖的問(wèn)題，就必須減少溫室氣體的排放，發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)。

2低碳農(nóng)業(yè)

2.1低碳農(nóng)業(yè)內(nèi)涵

低碳農(nóng)業(yè)應(yīng)該是低耗能、低排放、低污染的“三低”農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式；是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)中排放最少的溫室氣體，同時(shí)獲得整個(gè)社會(huì)最大收益的一種經(jīng)營(yíng)模式；其本質(zhì)是節(jié)約型、效益型、安全型農(nóng)業(yè)。低碳農(nóng)業(yè)以減少碳排放、增加碳匯和適應(yīng)變化技術(shù)為手段，通過(guò)開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源和可再生能源，進(jìn)而維護(hù)全球生態(tài)安全，改善全球氣候條件[4]。

2.2低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展策略

目前，我國(guó)低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展策略主要包括4個(gè)方面：一是加大宣傳力度，培育低碳理念，以科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展；二是強(qiáng)化科學(xué)研究，加快技術(shù)創(chuàng)新，全面開(kāi)發(fā)與推廣低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)；三是結(jié)合各地實(shí)際情況，探索合適模式，大力發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化；四是破除制度障礙，完善保障體系，促進(jìn)低碳農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[5]。其中，技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新是關(guān)鍵因素。隨著高新技術(shù)的快速發(fā)展，采用生物技術(shù)促進(jìn)低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展是一有效途徑。

3生物技術(shù)在低碳農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，也是生物技術(shù)應(yīng)用最廣闊、最活躍、最富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。常規(guī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)嚴(yán)重影響環(huán)境，而生物技術(shù)能用來(lái)降低農(nóng)業(yè)對(duì)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)低碳農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。運(yùn)用生物技術(shù)培育作物新品種，提高作物的抗病蟲害、除草能力，固碳和固氮能力，進(jìn)而改善人類生活環(huán)境，降低溫室效應(yīng)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈不斷延伸。

3.1生物技術(shù)提高作物的抗病蟲害、除草能力

降低殺蟲劑和除草劑的噴藥量，可以長(zhǎng)期消減二氧化碳的排放量。因此，利用生物技術(shù)培育農(nóng)作物新品種、增強(qiáng)防病蟲害能力勢(shì)在必行。由于與病蟲害防治有關(guān)的各類基因的發(fā)現(xiàn)以及植物轉(zhuǎn)基因和微生物重組技術(shù)的一系列突破，用于植物保護(hù)的基因工程產(chǎn)品首先得到開(kāi)發(fā)，并且有11種作物，100多種轉(zhuǎn)基因抗蟲、抗病、抗除草劑植物品種已在進(jìn)行商品化生產(chǎn)。我國(guó)轉(zhuǎn)基因棉花的應(yīng)用顯著減少了農(nóng)藥的使用量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；國(guó)外抗除草劑轉(zhuǎn)基因大豆的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了密植和免耕。2006年因殺蟲劑和除草劑用量的減少而削減的二氧化碳排放量估計(jì)為120萬(wàn)t，相當(dāng)于50萬(wàn)輛汽車的排放量，通過(guò)免耕方法提高了土壤固碳量，二氧化碳固存量達(dá)1 360萬(wàn)t，相當(dāng)于減少了600萬(wàn)輛汽車的排放量[6]。據(jù)ISAAA報(bào)告，1996―2006年累計(jì)減少使用殺蟲劑有效成分約30萬(wàn)t，使全球農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的破壞性影響降低15.5％。

3.2生物技術(shù)提高植物固碳能力

生物固碳就是利用微生物和植物的光合作用，提高生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收和儲(chǔ)存能力，將二氧化碳資源轉(zhuǎn)化為碳水化合物和氧氣，變廢為寶，從而減少二氧化碳在大氣中的濃度，減緩全球變暖的趨勢(shì)。生物固碳因其成本低廉、無(wú)副作用且可實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到國(guó)際社會(huì)的重視[7-8]。

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我國(guó)具有先進(jìn)的選種育種技術(shù)，可借助先進(jìn)的轉(zhuǎn)基因生物育種技術(shù)，提高作物的生產(chǎn)力和固碳能力，為生物固碳提供保障。多年生草本植物中，C4植物的固碳速率比一般C3植物要高，C4植物和豆科植物的功能群組可以提高生態(tài)系統(tǒng)的固碳效率5~6倍[9]。近年來(lái)，基因工程在固碳領(lǐng)域取得了一系列成果，如C4植物玉米和高粱等的C4基因先后被克隆導(dǎo)入C3雙子葉植物矮牽牛、煙草、馬鈴薯。2007年，我國(guó)科學(xué)家成功完成轉(zhuǎn)C4光合固碳相關(guān)基因水稻的育種研究，轉(zhuǎn)基因疏導(dǎo)使水稻的PEPC活性提高了20倍，光合速率和和羧化效率也分別比原種提高55% 和50%，光飽和點(diǎn)比原種提高200 μmol/（m2?s），其產(chǎn)量提高14%~22%[10]。

3.3生物技術(shù)提高作物固氮能力

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥的大量使用，使土壤中有效氮元素大量增加，氮素作為硝化和反硝化作用的底物，其含量增加必然導(dǎo)致N2O排量增加[11]。研究表明，農(nóng)田土壤N2O排放量在一定施氮量范圍內(nèi)隨施氮量的增加而上升[12]，生物固氮的發(fā)展可替代化肥為農(nóng)作物提供氮素。

生物固氮是指某些種類的原核生物利用體內(nèi)的固氮酶，將空氣中的氮?dú)膺€原為氨，為植物生長(zhǎng)提供氮素?，F(xiàn)已從含C 的作物如玉米、高粱、甘蔗、黍的根際，分離出不同的聯(lián)合固氮菌。對(duì)它們性質(zhì)的研究已經(jīng)廣泛開(kāi)展，主要側(cè)重從分子遺傳角度改造基因，提高固氮效率[13]。有研究表明，銨對(duì)西固氮螺菌Yu62菌固氮酶活性的抑制已基本研究清楚，構(gòu)建成脫銨阻遏的工程菌株UB37，在玉米田間小區(qū)試驗(yàn)中達(dá)到減少氮肥用量20%的效果[14-15]。根瘤菌對(duì)宿主有專一性，在對(duì)宿主專一性基因了解的基礎(chǔ)上，用基因重組等方法擴(kuò)大宿主范圍，特別是擴(kuò)大到非豆科植物上結(jié)瘤和固氮是始終的愿望[16]。目前，已有研究表明，中國(guó)科學(xué)院遺傳研究所把帶有固氮基因的質(zhì)粒PRD1從大腸桿菌K12jc5564導(dǎo)入到無(wú)固氮能力的水稻根系菌4502Y中，表現(xiàn)出較強(qiáng)的固氮能力[17]。

同時(shí)，利用生物技術(shù)了解、掌握土壤和作物根際微生物群落的多樣性變化和活動(dòng)機(jī)制，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適應(yīng)氣候變化的一個(gè)重要措施。2007年，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所利用PCR-RFLP檢測(cè)水稻根際土壤及根組織內(nèi)外固氮微生物的nifH基因，證明了水稻根際土壤和水稻根組織的固氮微生物具有顯著的多樣性，也初步顯示了土壤中某些固氮微生物能定植于水稻根內(nèi)或根表[11]。還有研究發(fā)現(xiàn)，C4作物比C3作物具有較高的氮肥利用率，同種作物內(nèi)不同基因型間的氮肥利用率也有差異，品種的改善可使氮肥利用率提高20%~30%[18]。因此，用生物技術(shù)改良作物以及菌種的營(yíng)養(yǎng)遺傳性狀，篩選出符合人們要求的產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)肥料的高效利用，在我國(guó)將有良好的發(fā)展前景。

4小結(jié)

低碳農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)為了應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和氣候變暖而產(chǎn)生的一種新的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，低碳農(nóng)業(yè)不只是一個(gè)時(shí)尚的概念，而且還是人類建設(shè)低碳優(yōu)質(zhì)生活的必然選擇。生物技術(shù)在低碳農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，不僅能改善人類生活環(huán)境，降低溫室效應(yīng)，而且還能促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的不斷延伸，同時(shí)還能帶動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)科學(xué)技術(shù)的不斷升級(jí)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，生物技術(shù)在今后低碳農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中將起到一個(gè)主導(dǎo)的作用。

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植物生物技術(shù)概念范文第4篇

【關(guān)鍵詞】環(huán)境生物技術(shù)；生物修復(fù)技術(shù)；水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水

1 生物修復(fù)技術(shù)的基本概念及其原理

生物修復(fù)又稱生物改良，是指利用生物的生命代謝活動(dòng)，來(lái)減少污染環(huán)境中的有毒有害物的濃度或使其無(wú)害化，從而使污染了的環(huán)境能夠部分或完全地恢復(fù)到原初狀態(tài)的過(guò)程。

生物修復(fù)根據(jù)所利用的生物，可以分為植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)、生態(tài)修復(fù)、微生物修復(fù)四類。根據(jù)被修復(fù)的污染環(huán)境，可以分為土壤生物修復(fù)、水體生物修復(fù)和大氣生物修復(fù)。而由于生物修復(fù)的實(shí)施方法不同，又分為原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)。

1.1 生物修復(fù)的基本原理

生物修復(fù)技術(shù)是通過(guò)生物的降解和轉(zhuǎn)化，將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害的小分子化合物和二氧化碳與水。利用生物對(duì)環(huán)境污染物的吸收、代謝及降解等功能，對(duì)環(huán)境中污染物的降解起催化作用，加速去除環(huán)境中的污染物。

1.2 生物修復(fù)技術(shù)的特點(diǎn)

生物修復(fù)技術(shù)具有投資費(fèi)用低，對(duì)環(huán)境影響小，使用效果好，使用區(qū)域范圍廣，使用面積大等特點(diǎn)，而且能同時(shí)處理受污染的土壤和地下水。在土壤修復(fù)中還可以去除環(huán)境中的重金屬和放射性核素。但其也存在局限性，生物不能降解進(jìn)入環(huán)境中的所有污染物，并且受外部環(huán)境的影響較大。

2 生物修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用

氨氮是水產(chǎn)養(yǎng)殖的最主要危害，但傳統(tǒng)的加注新水、曝氣、漂白粉或臭氧氧化、使用斜發(fā)沸石進(jìn)行離子交換等方法脫氮效果并不理想[2]。而活性污泥法、生物膜法和穩(wěn)定塘法等生物處理法存在或伴有污泥產(chǎn)生、反應(yīng)啟動(dòng)慢、出水水質(zhì)不穩(wěn)定等問(wèn)題。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，生物修復(fù)技術(shù)在水體氨氮污染的處理上被廣泛應(yīng)用。微生物修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要應(yīng)用于養(yǎng)殖環(huán)境的原位修復(fù)中，主要處理底泥的有機(jī)污染和水體的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。

2.1 生物在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境生物修復(fù)中的作用機(jī)制

水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境中的有益微生物（凈水微生物）在池塘連續(xù)養(yǎng)殖情況下，能清除因池塘長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)殖水域底部積累的大量殘余飼料、排泄物、動(dòng)植物殘?bào)w以及有害氣體（氨、 硫化氫等），使之最終分解為CO2、碳酸鹽、硫酸鹽等物質(zhì)，起到凈化水質(zhì)的作用。并且能為環(huán)境中的單細(xì)胞藻類為主的浮游植物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)藻類等浮游植物的繁殖。這些藻類為主的浮游植物的光合作用，又為池塘內(nèi)底棲動(dòng)物、水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的呼吸和有機(jī)物的分解提供氧氣，從而形成一個(gè)良性的生態(tài)循環(huán)，有利于水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的迅速生長(zhǎng)。同時(shí)有益微生物的大量繁殖，在池內(nèi)形成優(yōu)勢(shì)種，可抑制病原微生物的繁殖，減少養(yǎng)殖動(dòng)物的疾病發(fā)生。

2.2 生物對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境的生物修復(fù)

2.2.1 微生物對(duì)養(yǎng)殖水體氨氮污染的修復(fù)

在一般污水處理系統(tǒng)中，硝化細(xì)菌的含量很低。因此，研究開(kāi)發(fā)硝化細(xì)菌的快速富集培養(yǎng)技術(shù)，提高硝化細(xì)菌的產(chǎn)率，對(duì)氨氮污染水體處理具有重要作用。

現(xiàn)實(shí)中，硝化過(guò)程主要由自養(yǎng)菌完成，但異養(yǎng)菌也可以參與硝化；氨氧化在有氧條件下可以進(jìn)行，在厭氧條件下也可以發(fā)生。胡寶蘭、鄭平在Anammox （厭氧氨氧化Anaerobic Ammonia Oxidafion）反應(yīng)器中分離了6株好氧氨氧化菌，它們不僅具有好氧氨氧化菌的典型特征，而且將其置于厭氧條件下培養(yǎng)也有厭氧氨氧化能力。Robertson和Van Neil分離的Psendomonasspp1、Alcaligenes faecalis和Thiosphaerapantotropha菌株，既表現(xiàn)為好氧反硝化，同時(shí)也具有異養(yǎng)硝化能力，因此，Robertson提出了好氧反硝化和異養(yǎng)硝化的工作模型，直接把氨轉(zhuǎn)化為最終的氣態(tài)產(chǎn)物。光合細(xì)菌在養(yǎng)殖水體氨氮污染生物修復(fù)中的應(yīng)用非常廣泛[5]。此外，應(yīng)用屬于放線菌的諾卡氏菌屬、浮游植物的大型綠藻、席藻、螺旋藻和小球藻以及大型水生植物的伊樂(lè)藻、輪葉黑藻去除養(yǎng)殖水體氨氮的研究也有不少報(bào)道。

2.2.2 水生植物對(duì)養(yǎng)殖水體氨氮污染的修復(fù)

水生植物修復(fù)是生物方法和生態(tài)方法中的通用技術(shù)。水生植物按生態(tài)類型，可分為沉水植物、飄浮植物、浮葉植物、挺水植物。利用特定技術(shù)，還可以將浮游藻類、陸生植物應(yīng)用于養(yǎng)殖水體修復(fù)中。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體進(jìn)行了諸多研究，并取得了一定的成就，篩選出了一些優(yōu)勢(shì)種。植物系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖水體的凈化作用，主要是通過(guò)植物的吸收作用，根區(qū)微生物的降解作用，植物的吸附、過(guò)濾和沉淀作用，植物抑制藻類生長(zhǎng)的作用以及作為生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者來(lái)調(diào)節(jié)其他生物種類和數(shù)量的作用來(lái)完成的。其具有以下優(yōu)勢(shì)：凈化所需的能源由光合作用提供；許多植物具有美學(xué)價(jià)值，能改善景觀生態(tài)環(huán)境；植物可被收割和利用，創(chuàng)造新的價(jià)值；能固定土壤或底泥中的水分，防止污染源進(jìn)一步擴(kuò)散；為降解微生物提供了良好的棲息場(chǎng)所，有利于微生物的生存。水生植物龐大的根系為細(xì)菌提供多樣性的生境，植物可輸送氧氣至根區(qū)，有利于微生物的好氧呼吸。目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的水生植物修復(fù)技術(shù)主要有人工濕地處理技術(shù)、生態(tài)浮床技術(shù)等。

2.2.3 水生動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者和研究人員作了大量的研究工作，探討水生動(dòng)物對(duì)水體中有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物的吸收和利用。研究認(rèn)為，在水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治過(guò)程中，除了考慮對(duì)藻類等浮游植物進(jìn)行防治，對(duì)浮游動(dòng)物的防治也不能忽視。防治浮游動(dòng)物繁盛最有效的方法是放養(yǎng)鳙魚，而鰱魚的放養(yǎng)通常是為了消除浮游植物。鰱鳙的放養(yǎng)量以及如何搭配亦值得研究。鰱鳙混養(yǎng)時(shí)，鰱魚大量攝取浮游植物，從而抑制了以浮游植物為食的浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)和繁殖；如果鳙魚的數(shù)量放養(yǎng)過(guò)多，鳙魚就得不到足夠的食物，生物量受到抑制，放養(yǎng)太少，不能充分利用餌料而影響其產(chǎn)量。合理搭配鰱鳙的放養(yǎng)數(shù)量，可充分利用天然餌料，從而減少浮游植物和浮游動(dòng)物的數(shù)量，這樣既可治理水體的富營(yíng)養(yǎng)化，又可提高經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)非常值得研究的生物修復(fù)技術(shù)。武漢東湖的圍隔試驗(yàn)證明了鏈魚和鳙魚能有效控制藍(lán)藻水華，并指出當(dāng)放養(yǎng)的鰱魚和鳙魚的有效生物量達(dá)到46～50 g/m2時(shí)，可有效地抑制水華的發(fā)生。

3 生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用前景

生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中已獲得廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著成效。隨著經(jīng)濟(jì)的騰飛、人口的膨脹、資源的短缺、環(huán)境狀況的惡化以及人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，生物技術(shù)的環(huán)境保護(hù)功能顯得越來(lái)越重要，其明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益引起科技界和企業(yè)界的極大關(guān)注，呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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植物生物技術(shù)概念范文第5篇

關(guān)鍵詞：矸石山　土壤復(fù)墾　生物修復(fù)

煤矸石是我國(guó)煤礦區(qū)最主要的固體廢棄物，占據(jù)大量土地［1］。統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)煤矸石山約有1，500座，占地面積超過(guò)1.33萬(wàn)hm2，每年新增占地300―400　hm2?。?］。矸石山不但污染環(huán)境，而且容易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害［3］，對(duì)居民財(cái)產(chǎn)與生命安全構(gòu)成極大威脅。重建和恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)，是矸石山復(fù)墾的關(guān)鍵［4］。矸石山植被立地條件較差［5］，運(yùn)用生物技術(shù)治理矸石山，不僅費(fèi)用低，而且具有可觀的經(jīng)濟(jì)，社會(huì)和生態(tài)效益。本文對(duì)生物修復(fù)技術(shù)在矸石山復(fù)墾中的應(yīng)用研究動(dòng)態(tài)，矸石山復(fù)墾的限制因子，矸石山生物修復(fù)的概念與機(jī)理、技術(shù)特點(diǎn)與分類、存在的問(wèn)題與展望等進(jìn)行了探討。

1.　矸石山復(fù)墾的限制因子

矸石山風(fēng)化層熟化程度是復(fù)墾成功與否的關(guān)鍵。其限制因子包括風(fēng)化層厚度，表層風(fēng)化物的水分狀況、養(yǎng)分狀況、鹽分、　pH、溫度、重金屬含量等［6］。風(fēng)化層厚度是影響表層矸石風(fēng)化物質(zhì)地、孔隙、水分等的決定性因素。風(fēng)化層薄、孔隙多、持水性差，水分往往是矸石山植物生長(zhǎng)的主要限制因子。風(fēng)化層養(yǎng)分缺乏，N、P、K和有機(jī)質(zhì)含量極低是復(fù)墾失敗的重要原因。風(fēng)化層往往呈堿性，局部呈酸性，不利于植物的生存。風(fēng)化層含鹽量極高，在局部半干旱地區(qū)水溶性總鹽量達(dá)到1.2g/kg以上，極大限制了植物的生存。矸石山溫度極高，夏日局部可達(dá)50度以上，灼傷植物根系，導(dǎo)致植物死亡。土壤重金屬含量較高，使很多植物無(wú)法存活。另外，風(fēng)化層土壤動(dòng)物和微生物極少，無(wú)法完成土壤熟化的自然演替過(guò)程。

2.　矸石山生物修復(fù)的概念與機(jī)理

概念：利用矸石山土壤中原有的或引入的功能生物體，包括植物、動(dòng)物和微生物，單獨(dú)地或聯(lián)合地吸收、降解或轉(zhuǎn)化土壤中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受的水平或?qū)⑽廴疚镛D(zhuǎn)化成無(wú)害物質(zhì)，并恢復(fù)土壤功能的過(guò)程或技術(shù)。

機(jī)理：利用植物、動(dòng)物和微生物等修復(fù)技術(shù)轉(zhuǎn)移、吸收、降解或轉(zhuǎn)化矸石山場(chǎng)地中的污染物，或阻斷污染物對(duì)受體的暴露途徑，使污染物穩(wěn)定化、低毒化或無(wú)害化，使污染物對(duì)暴露人群的健康風(fēng)險(xiǎn)控制在可接受水平，從而恢復(fù)污染矸石山土壤使用功能，保證開(kāi)發(fā)利用的安全性。

3.　矸石生物修復(fù)技術(shù)特點(diǎn)與分類

特點(diǎn)：矸石山生物修復(fù)可現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，減少了人體直接接觸污染物的機(jī)會(huì)；常以原位方式進(jìn)行，對(duì)污染位點(diǎn)的干擾或破壞達(dá)到最小；可永久性地消除污染物，無(wú)二次污染隱患；降解過(guò)程迅速，費(fèi)用低，只是傳統(tǒng)物理、化學(xué)修復(fù)費(fèi)用的30％―50％；可與其他處理技術(shù)結(jié)合使用，處理復(fù)合污染。

分類：按照處理地點(diǎn)可分為原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)。按照應(yīng)用生物種類分為植物、動(dòng)物和微生物修復(fù)。植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，包括植物提取，植物揮發(fā)，植物過(guò)濾和植物鈍化。根據(jù)污染物種類，分為有機(jī)污染、重金屬污染和放射性污染修復(fù)技術(shù)。

4.　生物修復(fù)技術(shù)在矸石山復(fù)墾中的應(yīng)用研究動(dòng)態(tài)

趙廣東等［7］發(fā)現(xiàn)植物措施配合生物肥料，菌劑和保水劑能明顯提高煤矸石山肥力。魏忠義等［8］發(fā)現(xiàn)林灌種植改善了矸石山保水特性和表層風(fēng)化物的酸度，提高了表層風(fēng)化深度和風(fēng)化物顆粒組成。王麗艷等［9］證實(shí)種植植被可使矸石山土壤容重，土壤持水量和孔隙度明顯改善。胡振琪［10］認(rèn)為采取適當(dāng)?shù)呐渫梁团浞始夹g(shù)可以極大提高矸石山綠化植物成活率。馮鳳玲等［11］研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓能提高植物生物量和土壤重金屬生物有效性。李建華［12］研究表明雙接種VA菌根真菌和根瘤菌能顯著提高三葉草的根瘤數(shù)量、鮮重和固氮酶的活性。

Robert　R.　D.等［13］研究認(rèn)為至少積累750kg/hm2的包括煤矸石在內(nèi)的煤礦廢棄物，才能保證在上面正常生長(zhǎng)的植物不依賴外部氮源供給。Heribert［14］研究發(fā)現(xiàn)土壤熟化的關(guān)鍵是快速改善和增加土壤的生物活性。Peter　S.［15］研究表明向紫砂頁(yè)巖土壤中添加氮磷鉀肥料和秸稈還田，可以極大增加土壤肥力，提高土壤的熟化速度。

5.　問(wèn)題與展望

問(wèn)題：?jiǎn)为?dú)使用生物方法，效率較低，交叉學(xué)科技術(shù)引入較少；能修復(fù)多種污染物或適合多種污染環(huán)境的土壤改良材料或生物研究不足；植物根系與根際礦物質(zhì)及其他污染物的作用機(jī)制不明確；異域引入復(fù)墾先鋒植物，可能對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來(lái)災(zāi)難；經(jīng)濟(jì)效益不明顯，社會(huì)資金傾斜度不高。

展望：增強(qiáng)學(xué)科交叉技術(shù)發(fā)展與運(yùn)用；加強(qiáng)微生物、植物、動(dòng)物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)在矸石山生態(tài)復(fù)墾中的應(yīng)用研究；加快矸石山土壤改良生理生化及分子生物學(xué)機(jī)制研究；加快目標(biāo)植物篩選和相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立；發(fā)展適合大規(guī)模應(yīng)用的低成本的矸石山生物修復(fù)技術(shù)；加強(qiáng)矸石山生態(tài)復(fù)墾環(huán)境安全性評(píng)價(jià)研究。

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