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现代生物技术在育种上的应用高中生物教案

时间:2022-06-27 08:12:29 其他范文 收藏本文 下载本文

下面是小编帮大家整理的现代生物技术在育种上的应用高中生物教案,本文共13篇,希望对大家的学习与工作有所帮助。

现代生物技术在育种上的应用高中生物教案

篇1:现代生物技术在育种上的应用高中生物教案

【学习过程】

按照教师的安排探究转基因技术流程和细胞杂交育种

一、 探究转基因技术育种

1.转基因技术 :转基因技术是指按照人们的意愿,把一种生物的某个基因克隆出来,加以修饰和改造,在转移到另一种生物的细胞中,从而定向改造生物的遗传性状。

2.流程:

2.转基因植物的实例.

(1)转基因耐贮藏番茄

(2)转基因抗虫作物

(3)抗除草剂 作物

3.转基因动物实例

?《?⑾赴?咏挥??

1.概念:细胞杂交是指将同类或不同类生物体的原生质体或体细胞,在一定的物理或化学条件下进行融合形成杂种细胞,再创造条件将杂种细胞培养成完整的杂种生物个体。 ]

2.

(1)植物细胞杂交示意图

【典题解悟】

番茄在运输和贮藏过程中,由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术,通过抑制某种促进果实成熟激素的合成能力,可使番茄贮藏时间延长,培育成耐贮藏的番茄新 品种,这种转基因番茄已于1993年在美国上市。请回答:

(1)促进果实成熟的重要激素是_________,它能够发生的化学反应类型有_________ 、_________和 _________。

(2)在培育转基因番茄的基因操作中,所 用的基因的“剪刀”是_________。基因的“针线”是_________,基因的“运输工具”是_________。

(3)与杂交育种、诱变育种相比,通过基因工程来 培育新品种的主要优 点是_________、 _________和 ____ _____

[解析]基因工程又叫基因拼接技术. 转基因技术是指按照人们的意愿,把一种生物的某个基因克隆出来,加以修饰和改造,在转移到另一种生物的细胞中,从而定向 改造生物的遗传性状。基因工程操作有四个步骤,在操作中用到了三种 工具: 运载体 DNA内切酶 DNA连接酶.

[答案] (1)乙烯 取代 加成、聚合

(2)DNA内切酶 DNA连接酶 质粒

(3)目的性强 培养周期短 性状稳定快

【随堂练习】

1.在农业生产中,常用杂交的方法获得所需的品系。下列做法正确的是:

A.杂交后的个体基因发生了突变

B.杂交技术不会改变原有的遗传物质,但获得的个体形状是不能遗传的

C.杂交个体的生活力、生长速度、抗逆性以及形态大小等方面明显优于杂交双亲的现象

D.杂交后的个体,具有了很强的变异性,自交后代不会发生性状分离

2.转基因技术的原理是:

A.细胞的全能性。

B.细胞的分化。

C.基因突变。

D.基因重组。

3.下列说法正确的是

A.转基因技术可以按照人们的意愿改造生物。

B.组织培养是植物细胞杂交的一个比较关键的阶段。

C .组织培养是一种无性繁殖技术

D.植物体细胞杂交不用去掉植物的细胞壁。

4. 能克服远缘杂交的不亲和性的技术是

A.动物细胞融合 B.植物体细胞杂交 C.动物胚胎移植 D基因工程

5. 下列有关生物工程方面的叙述中,不正确的是

A.叶肉细胞离体培养时,经再分化过程可形成愈伤组织

B.培养流感病毒时应选用 无菌的牛肉汤

C.在青霉菌体内获取青霉素属于基因工程的实例

D.基因工程、细胞工程都能克服远缘物种杂交障碍

6.与植物体细胞杂交密切相关的下列叙述中,正确的是

A.利用离心、振动、电刺激等诱导 B.利用聚乙二醇(PEG)等试剂诱导

C.克服远缘杂交不亲和的障碍 D.快速繁殖、培育无病毒植物

7. 关于细胞全能性的理解不正确的是

A. 大量的科学事实证明,高度分化的植物体细胞仍具有全能性

B. 细胞内含有个体发育所需全部基因是细胞具有全能性的内在条件

C. 通过植物组织培养得到的试管苗或人工种子,是植物细胞在一定条件下表现全能性的结果

D. 通过动物细胞培养获得细胞株或细胞系,表明了动物体细胞也具有全能性

8. 植物体细胞杂交是利用不同物种的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程 是指

C.完整的两个体细 胞的融合 D.植物花粉细胞的两两融合

9. 植物体细胞杂交要先除去细胞壁的原因是 ( )

A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁 B.细胞壁使原生质体失去活力

C.细胞壁阻碍了原生质体的融合 D.细胞壁阻碍了原生质体的发育

【布置作业】

做 学案上的练习题

【教学反思】

本节课与农业生产、畜牧业生产联系密切。在教学过程中,学生联系实际,讨论的比较热烈。对各种技术流程也讨论的比较到位。教师在引导学 生探讨 问题时,还要从网络中找一些资料,特别是转基因技术,学生的兴趣比较高。教师还应该找一些典型的?饽拷?泄?獭?

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篇2:现代生物技术在育种上的应用高中生物教案

一、教材及学习任务分析

《生态系统的稳定性》是新课标教材(人教版)必修三第五章第五节的内容,着重讲述的是生态系统的自我调节能力,是对生态系统进行整体讲述的一节课,与本章的第一节相呼应,也是第二节到第四节的总结。

本节课中我们将共同学习生态系统的自我调节能力和稳定性的分类。这有助于我们更清楚的认识我们所生活的环境,并对维持生态系统稳定的意义有充分的认识。

二、学习对象分析

本节课的学习对象针对的是已经对生态系统结构有基本认识,能够阐释生态系统的功能。

三、教学目标确立

知识目标:

1、能够解释生态系统的自我调节能力

2、举例说明生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性

3、说出提高生态系统稳定性的方法

能力目标:简要设计并制作生态缸,观察其稳定性。

情感态度价值观:认识人类活动对生态系统稳定性的影响,形成人和自然和谐发展思想。

四、教学重点和难点

重点:生态系统的自我调节能力

难点:抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念

五、教学思路

以“问题探讨”为引入点,通过正面和反面的实例,使学生认同并理解生态系统具有自我调节的能力。并准备多个实例,让学生在分析实例的过程中体会生态系统自我调节能力的方式和过程。在此基础上提出“负反馈调节”的概念。

在此基础上,学生已经对生态系统能够保持稳定有了基本的概念,此时提出生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性。强调抵抗力稳定性核心是“抵抗干扰,保持稳定”,恢复力稳定性的核心是“遭到破坏,恢复稳定”。区分两者之间的区别,并理清稳定性是建立在生态系统自我调节能力的基础之上的。

举出相应的实例,如:请比较农田生态系统,草原生态系统,森林生态系统之间的抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强弱。进而得出决定生态系统稳定性的应该是生态系统的组成成分的复杂程度。

进一步提出,提高生态系统稳定性的方法,与实际生活进行关联,使学生所学的知识有了依据。

六、教学资料准备

演示负反馈调节的模拟动画

七、课时安排:一课时

八、详细教学过程

新课引入:请大家阅读教材中的“问题探讨”,为什么这些原始的森林经历了这么多的磨难依然存在呢?这说明了什么问题呢?

教师活动:在讨论时可以从生物和环境之间及种群间的相互作用这个角度切入。

学生活动:小组讨论

教师活动:根据大家的讨论可得:原始森林的存在是因为环境的适宜和物种之间的平衡。那么我们再想想,人类能否在生物圈以外再建立一个适合人类生存的空间呢?

学生活动:小组讨论

教师活动:实际上,我们人类曾经做过这样的尝试,我们曾经建立过生物圈2号,但是持续的时间只有两年多,最终因为各个组份的不协调导致失败。通过这两个实例可以得出,生态系统具有自我调节的能力。

【通过介绍生物圈2号的建立及失败原因创设教学情境,引出生态系统自我调节能力,通过实例激发学生学习思考及探究兴趣。】

教师活动:那么生态系统是如何实现自我调节的呢?大家请分析下面两个例子

1.草原上生活中着兔子和狼,那么兔子和狼是怎么样实现了各自之间的平衡的呢?

2.一些森林被大火焚烧后,可是一段时间后,被焚烧的地方就会有更多新的树木生长出来,这又是什么原因呢?

学生活动:小组讨论,学生回答

教师活动:很好,由于生物之间的相互制约,生物和环境之间的相互影响,才会导致这样的情况,我们就将通过生态系统自行调节后达到稳定状态的过程,称之为生态系统的自我调节。

【通过对生活素材的合作讨论,提高学生分析解决问题的能力,理论联系实际,通过教师引导,帮助学生实现知识的转化和应用,理解生物与生物之间,生物与环境之间的相互关系。】

教师活动:展示上述两个例子的动画模拟图

教师活动:通过相互制约达到平衡的调节,我们称之为负反馈调节。而与之相反的正反馈调节方式会使整个生态系统偏离平衡状态。但是这样的调节是由限度的。

教师活动:生态系统会遭受到一定的外界干扰,但是最终会恢复平衡,这样的方式我们称之为抵抗力稳定性。如果生态系统遭到破坏,但是最总恢复原状,我们称之为恢复力稳定性,这两种稳定性是一个生态系统最重要的。它们是自我调节的延伸。

教师活动:请大家比较一下:草原生态系统和森林生态系统恢复力稳定性和抵抗力稳定性的强弱。

学生活动:草原的恢复力稳定性更强,森林的抵抗力稳定性高

教师活动:大家是如何判断出来的呢?

学生活动:根据两个生态系统物种的多少

教师活动:决定生态系统稳定性强弱的最主要依据是生态系统中物种的复杂程度,物种越复杂,那么抵抗力就越强,同时恢复力相对就要弱。两者之间是成反比的关系。

教师活动:那么对于生态系统,我们应如何提高其稳定性呢?

学生活动:应当提高该生态系统的物种丰富度。

教师活动:人类的哪些活动会影响到生态系统的稳定性呢?我们应该如何提高生态系统的稳定性?

学生活动:讨论并回答。

【通过学生讨论,发挥学生主体性,让学生理解生态系统的稳定的重要意义,联系到人类各种活动(如乱砍滥伐等)对生态系统稳定性的破坏,深刻理解保护环境的重要性。】

总结:生态系统的稳定可以保证我们生活环境的稳定,但是现在我们人类生活已经严重影响到了生物圈的稳定性,这样的后果是严重的,因此,我们应从我做起,从身边做起,共同维护我们赖以生存的环境。

【通过知识学习,认识到生态系统稳定性的作用,联系生活实际,提出相关保护环境,提高生态系统稳定性的方法,实现本节课情感态度价值观目标。】

作业:以小组为单位,设计并制作生态缸,并观察其稳定性。比较小组各自设计的生态缸稳定性,分析影响其稳定性的因素。

【通过课后动手实验培养学生的动手能力,提高学生生物学习兴趣以及分析解决问题的能力。】

篇3:现代生物技术在育种上的应用高中生物教案

请你说出科研人员在研制出转基因牛的过程中,需要哪些工具?需进行哪一些基本操作步骤?

精讲点拨:

1.限制酶:具有专一性,即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且在特定的位点上切割DNA分子。

限制酶作用部位是DNA分子上的磷酸二酯键,切割后露出两个碱基互补的黏性末端。

在转基因技术过程中,切割目的基因和切割运载体所用的是同一种限制酶。

2.DNA连接酶:把两个碱基互补的黏性末端链接起来,形成磷酸二酯键。

3.运载体:最常用的运载体是质粒。

4.目的基因的制备:可通过DNA合成仪用化学方法直接合成;也可以RNA为模板,在逆转录酶的作用下合成DNA。

5. 将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法和电击法等,其中最常用的是农杆菌转化法。将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法,常以受精卵作为受体细胞。

典型例题1:(山东35改编)为扩大可耕地面积,增加粮食产量,黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。

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篇4:现代生物技术在环境保护的应用

摘要:现代生物技术在环境保护应用具有重要作用,能降低环境保护成本,提高环境保护水平,并创造可再生资源。主要应用领域包括污水处理、土壤污染处理、白色污染处理、化学农药处理等。为提高环保水平,促进现代生物技术得到更为广泛的应用,今后应该推广该技术,提高科研和成果转化速度,吸收借鉴发达国家经验。

关键词:现代生物技术;环境保护;污水处理;土壤污染

环境保护与人们日常生活联系紧密,也越来越受到人们普遍关注。为达到有效保护环境的目的,需要综合利用技术、管理、资金、制度等措施,及时处理环境污染问题,为人们营造良好的环境。现代生物技术以DNA为基础,通过现代生物科学和工程原理的应用,达到有效保护周围环境的目的,其中比较有代表性的技术包括酶、基因、微生物等。这些技术不仅在工业、医学、材料领域有着广泛的应用,对环境保护工作开展也具有积极作用。

篇5:现代生物技术在环境保护的应用

1.1降低环境保护成本

传统环境污染治理方式工序复杂,需要很多设备综合发挥作用,成本较高,同时还需要耗费大量人力和物力。而现代生物技术能转变这种情况,例如,酶技术、细胞技术等显著降低环保成本,同时还能取得良好效果。例如,利用降解技术处理垃圾,不仅可以减少垃圾占地面积,降低污染物的排放量,而且生物降解后的垃圾可以循环利用,节约成本,综合效益良好。

1.2提高环境保护水平

生物技术的应用可以不受场地、气候等条件限制,通过化学反应原理实现对污染物的处理,达到有效保护环境的目的。这些化学反应不受场地、时间、地点的限制,能够随时发挥作用,并取得良好效果。正是由于具有这些特点和优势,有利于现代生物技术的推广和应用,促进其应用范围不断扩大,达到提高环保水平,美化周围环境的目的`。

1.3能创造可再生资源

对某些污染物通过现代生物技术利用,可以将其转化为新的资源,并发挥重要作用。例如,沼气池改造能实现对人畜粪便的有效利用,不仅防止环境污染问题出现,还能产生沼气这种清洁能源,既环保又节能,综合效益良好。

篇6:现代生物技术在环境保护的应用

为推动现代生物技术得到更为有效的应用,达到有效保护周围环境的目的,结合实际工作需要,笔者认为今后应该综合采取以下完善对策。

3.1推广现代生物技术的应用

提高思想重视程度,充分认识现代生物技术在环境保护领域应用的意义,综合采取有效措施,使其发挥更大作用。例如,现代农业种植过程中,生物农药可以替代化学农药,同样也能起到除草和杀虫的作用,并且可以避免污染周围环境,防止影响人体健康。需要加大科研力度,提高生物技术实用性,促进其得到更加广泛的应用。

3.2提高科研和成果转化速度

健全并完善生物技术研发力度,鼓励科研机构和科研人员加大技术攻关,并且政府部门需要加大资金支持,给予适当补贴。理顺现代生物技术成果转化工作,注重增强产品的环保性,提高新技术应用水平和应用范围。

3.3吸收借鉴发达国家的经验

发达国家在现代生物技术应用方面积累较为丰富的经验,并且成为重要产业,要善于引进和吸收新技术,加大科研力度,借鉴新经验,促进生物技术得到更为有效的应用。

4结语

环境保护领域现代生物技术应用具有重要作用,具有广泛应用空间和领域。应该结合具体需要采取有效对策,推动现代生物技术在环保领域更好发挥作用,有效治理环境污染问题,为人们日常生活营造良好的环境氛围。

参考文献

[1]朱将伟.生物技术在环境保护中的研究与应用概况[J].生物技术通讯,(1):145-148.

[2]刘晓娟.现代生物技术在环境保护中的应用[J].河南农业,(5)上:19

作者:吴玉霞 单位:郓城县环境保护局

篇7:现代生物技术在环境保护的应用

2.1污水处理的应用对策

污水处理工艺复杂,难度大,投资高,是环保工作面临的重要难题。而现代微生物技术的应用能很好解决存在的问题,取得良好效果。微生物活动能将水中的重金属、氰化物分解,使其转化为无毒无害物质。近些年来,固定化酶和固定化细胞技术在污水处理中也得到越来越广泛的应用,能有效分解和固化水中有害物质,还有其他一些物质也通过化学反应得到分解。研究表明,该技术除去水中农药、化肥污染的成功率达95%以上。

2.2土壤污染处理的应用

主要是农药残留和土壤板结沙化,需要采取有效措施进行处理。农药的磷、氯等是土壤污染主要来源,现代微生物技术能有效分解这些物质,除去土壤中的有害物质,将其分解为水和二氧化碳,保证土壤良好性能,避免出现污染现象。同时微生物技术还能彻底根治土壤污染,不会出现新破坏,满足农业种植需要,为农作物生长创造良好条件。

2.3白色污染处理的应用

主要是对塑料制品污染进行处理,白色污染已经成为环境污染的重要来源。而现代生物技术能有效降解塑料制品,破坏其中的聚酯分子结构,实现对白色污染的有效处理。不仅有效处理白色污染问题,同时还能节约成本,加快白色污染处理速度,并生成与塑料制品功能相似的产品,作为塑料制品的替代产品,有利于其综合效益提高。

2.4化学农药处理的应用

农业种植过程中,有80%的化学杀虫药物遗留在田地,污染土壤,破坏整个生态系统。而微生物能有效分解这些物质,将农药稀释为水和二氧化碳,不仅操作简单,而且效果良好,有利于保持土壤良好性能,避免化学农药对其带来不利影响,也为农药种植创造良好条件。

篇8:浅议现代生物技术在环境保护工作中的应用

浅议现代生物技术在环境保护工作中的应用

摘要:当前,环境保护工作已经成为全社会关注的.热点问题.随着我国工业化进程的不断加速和社会发展水平的不断提高,环境污染的程度不断加深,这给环境保护工作带来了十分严峻的考验,以往单纯的环境治理方式已经无法适应当前的实际需要.生物技术以其实用性和环保性的特征,正在越来越多地被应用于环境保护工作之中.本文重点研究了当前主要应用于环境保护工作的生物技术基本情况,并就如何更好地将现代生物技术运用于环境保护工作之中进行了分析.作 者:赵淑兰  作者单位:沈阳师范大学化学与生命科学学院 期 刊:科技信息   Journal:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期):, “”(16) 分类号:X3 关键词:现代生物技术    环境保护    应用   

篇9:现代生物技术在环境科学研究中的应用

现代生物技术在环境科学研究中的应用

随分子生物学和遗传工程技术的`迅速发展,现代生物技术在环境科学研究中的应用越来越广泛.笔者较系统地概述了与环境科学密切相关的现代生物学技术,如核酸探针检测技术、PCR技术、基因重组技术.基因芯片技术.生物酶技术、生物传感器,及其在环境监测、环境污染防治中的应用.

作 者:金明兰 尹军 JIN Ming-lan YIN Jun  作者单位:吉林建筑工程学院水污染控制与资源化利用实验室,长春,130021 刊 名:吉林建筑工程学院学报 英文刊名:JOURNAL OF JILIN INSTITUTE OF ARCHITECTURAL AND CIVIL ENGINEERING 年,卷(期): 26(6) 分类号:X830.2 关键词:分子生物学技术   环境污染   环境监测  

篇10:现代生物技术在水污染控制中的应用

现代生物技术在水污染控制中的应用

摘要:介绍了现代生物技术的.内容和特点,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用情况,展望了现代生物技术在今后的水污染控制领域中的研究方向.作 者:冯宝荣    苏宏智    李友平   FENG Bao-rong    SU Hong-zhi    LI You-ping  作者单位:冯宝荣,苏宏智,FENG Bao-rong,SU Hong-zhi(睢宁县环保局,江苏,睢宁,221200)

李友平,LI You-ping(西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009)

期 刊:污染防治技术   Journal:POLLUTION CONTROL TECHNOLOGY 年,卷(期):, 23(3) 分类号:X17 X52 关键词:现代生物技术    废水生物处理    生物修复    水处理剂   

篇11:浅析现代生物技术在水污染控制中的应用

论文摘要:当今的水处理技术中,生物处理法已成为水污染控制的主要方法,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。本文介绍了现代生物技术的内容与特点,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用状况,在此基础上提出今后现代生物技术在水污染控制领域中的研究方向。

论文关键词:现代生物技术 废水生物处理 生物修复 水处理剂

0 引言

随着工业的高速发展,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和经济的进一步发展。因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中,生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。

1 现代生物技术的内容与特点

现代生物技术是指以DNA 技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。

生物技术的特点大致有:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的.生命类型。

篇12:生物技术在现代中药研究中的应用

生物技术在现代中药研究中的应用

摘要:本文从细胞工程、发酵工程、酶工程、基因工程4个方面对生物技术在中药研究及应用进行了综述

关键词:生物技术 中药

中药是我国制药工业的重要组成部分。我国拥有世界上最丰富的天然药用资源。我国现有中药资源12807种。近年来,随着盲目挖掘捕猎,不仅使野生资源日益减少,造成全国经常使用的400余种药材每年有20%的短缺,而且严重破坏了生态环境,使人类遭受到巨大的生命财产损失。人工栽培品种又面临着品质退化、农药污染和种子带病等问题,严重影响了对药材品质的保证和控制。使得我国中药生产加工总体上仍处于与现代科学技术严重脱节状态。因此除了制定有关政策法律保护占我国药材市场80%供应量的野生资源以外,还必须找到切实可行的新技术途径彻底改变我国中药生产的落后面貌。

生物技术是一门应用生物科学研究成果工程手段增加生物制品数量、提高质量,从而满足人类日益增长需求的技术,它的具体内容包括细胞工程、发酵工程、酶和蛋白质工程、基因工程等4个方面。生物技术作为一种综合了生命科学与多种现代科学理论与研究手段的高新技术,在中药资源研究领域具有广阔的应用前景[1,2,9]。

1、细胞工程生产药材原料或药用有效成分、部位

植物能生产30000多种化合物,是微生物来源的4倍。有些物质是很难用化学方法合成的,有些很难用微生物生产或增加产量。植物细胞培养不受环境、生态和气候条件限制,生长比整体植株快,次生代谢物质的含量是自然植株的数倍甚至数千倍,如人参皂苷在组织培养中含量占干重的27%,全株中只有4.5%;紫草素在细胞培养物中占12%,而全株只有1.5%。药用植物三七、人参、雪莲、银杏、紫草、洋地黄、长春花、丹参、红豆杉等的培养已进行了系统研究,并优化了培养条件。人参细胞培养物的化学成分和药理活性分析表明与种植人参无明显差异。

一些植物的细胞培养已达到商业化生产应用,如在日本植物细胞培养反应器的规模已达4000~0L,美国Phyto公司已达到了75000L紫杉醇的生产规模。除大规模细胞培养之外,毛状根和不定根组织培养也非常成功。培养的黄芪毛状根的效价与药用黄芪类似,丹参毛状根的培养物含有7种丹参碱,并且能分泌到培养基中。希腊毛地黄细胞在褐藻酸盐的固定化下培养,可将有毒物质毛地黄苷转化为地高辛,利用紫草细胞培养技术生产紫草宁等。依据野生新疆雪莲的抗炎、抗辐射等作用,有人进行了细胞培养物与天然新疆雪莲抗炎、镇痛和抗辐射的药理实验,表明新疆雪莲细胞培养物可以成为野生新疆雪莲的替代品,具有深入开发应用的价值。

另外,细胞培养技术可进行犀角等药用动物器官的培养,来解决资源短缺的矛盾。采用细胞融合技术可得到有用的新的杂交药用植物,通过杂交株的培养,可得到集合多种功能的中药材新品种。

2、发酵工程技术的'应用

发酵工程中药发酵研究始于20世纪80年代,人工条件下利用细胞的快速增殖与次生代谢产物的产生,为人工资源的生产提供技术平台。水蛭素不与血小板反应,在治疗血小板减少症(HIT)方面具有其它抗凝药物无法比拟的效果。在5L发酵罐中重组毕赤酵母能够高密度发酵产生水蛭素,最高总产量1.8g/L,为大规模工业化铺平了道路。周晓燕等用经选育的猪芩PU-99菌作生产菌株,在1t罐中生产,菌丝体干重2.3%,含粗多糖31%。利用微生物生长代谢来炮制中药,比一般的物理或化学炮制手段优越,可较大幅度地改变药性,提高疗效,降低毒副作用,为中药活性成分结构修饰提供新途径,产生新药效,扩大适应症,保护中药活性成分免遭破坏,节省药源。

3、基因工程技术的应用

基因工程 基因工程是利用分子生物学和微生物遗传学的现代研究方法和手段发展起来的。由于这些领域的迅速发展,如今已有可能人工定向改变药用植物的遗传性状,培育出一些具有抗病、抗虫、抗除草剂等药用植物新品种。如在抗虫害研究方面Delannay等用HD-1菌株的毒蛋白基因转入到蕃茄细胞之后所做的大田试验的结果向人们表明,转基因番茄的植株系上虫害确实得到了有效的控制。我们可将这种基因转入到药用植物的植物细胞之中以改造药用植物的品质。而在实际研究中这些技术的关键在于用什么方法将外源基因导入植物的基因组,并得到高效表达,在目前各式各样的研究方法之中农杆菌做载体将外源基因导入植物基因组的方法比较成熟。

另外,利用转基因动植物来生产有效成分的研究受到较多重视,某些蛋白质成分难以用细胞培养、发酵培养获得,用转基因动植物来作天然的发酵罐可以在自然的状态下表达出复杂的天然蛋白质。动物饲养或植物栽培比细胞培养、微生物发醇容易得多,动植物体就象天然的发酵罐,且可以传代。

基因水平研究中药的作用机理,还可以利用基因工程技术以DNA为标志物进行新药的检测。

4、酶工程技术的应用

药用植物的有效成分大多是属于植物次生代谢产物。植物的次生代谢非常复杂,是由不同的代谢途径,分许多步在不同的酶类参与下完成的。次生代谢调控的研究,首先必须明确某一化合物的生物合成途径及其有关的酶类。用改变次生代谢关键酶的基因来调控次生代谢物的产生是较理想的途径,这方面的研究已有报道。Hashimoto等以发根农杆菌介导,用花椰菜花叶病毒35s为启动子改造Ri质粒,将天仙子羟化酶导入富含莨菪碱的颠茄中,并在卡那酶素培养基上筛选出抗卡那酶素毛状根。在转化后的颠茄毛状根中羟化酶活性增高,6β-羟基莨菪碱较用野生型发根农杆菌诱导毛状根含量高,东莨菪碱的含量也提高了5倍。此项研究结果表明,利用次生代谢物生物合成途径中某些关键酶基因的转化,来生产次生代谢物是可能的。

另外中药经口服后其中有些成分是经过体内酶的作用才转化为有用化合物,因此通过研究生物体的酶的作用可以解释某些中药的作用机理。

5、结语

综上所述,生物技术应用于中药生产,不仅可以保护和增殖珍稀濒危传统药材,大量生产高品质的地道药材和药用活性成分,提高药材活性成分的含量,而且还可以使药材和药品生产质量稳定,阐明药效物质基础。生物技术在中药领域日益广泛而卓有成效的应用,对促进我国中药现代化,促进我国中药进入国际市场,将起着不可替代的重要作用。

篇13:浅析现代生物技术在水污染控制中的应用

废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。

2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用。

2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除 1~3gCOD ,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。

2.3 生物反应器技术 生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便 ,运行费用低,所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术。

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