现代生物技术

1、学 科 类：理工类 学 号：101002050213学校代码：12795 密 级：2014届本科生毕业论文现代生物技术在环境保护上的应用院 系： 生物与环境工程系 专 业： 生物工程 姓 名： 雷田 指导教师： 金巧 答辩日期： 二一四年 四 月毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文现代生物技术在环境保护中的应用是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人独自承担。 作 者 签 名： 指导教师签名： 年 月 日摘 要现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程、细胞工程、

2、酶工程、基因工程等一系列生物高新技术的总称。近些年，由于人们环保意识的增强，环保工作已成为全社会关注的热点。随着社会主义工业化进程的飞速发展，我国环境污染程度越来越重，环保工作也日益严峻。以往的环境治理方法已不能满足当前环保的需要，运用现代生物技术进行环境保护研究取得的新成果,包括运用生物芯片技术和生物传感器技术进行环境监测；污水的生物净化，土壤中的重金属生物修复，白色污染的消除，化学农药污染的消除，以及空气脱硫，能源资源的再利用；利用生物技术保护生物圈的生物多样性。与传统治理方法相比，运用现代生物技术预防和治理环境污染,改善生态环境具有巨大的潜力和优势。关键词：生物技术；环境保护；应用Abs

3、tract现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程等一系列生物高新技术的总称。近些年，由于人们环保意识的增强，环保工作已成为全社会关注的热点。随着社会主义工业化进程的飞速发展，我国环境污染程度越来越重，环保工作也日益严峻。以往的环境治理方法已不能满足当前环保的需要，运用现代生物技术进行环境保护研究取得的新成果,包括运用生物芯片技术和生物传感器技术进行环境监测；污水的生物净化，土壤中的重金属生物修复，白色污染的消除，化学农药污染的消除，以及空气脱硫；能源资源的再利用；利用生物技术保护生物圈的生物多样性。与传统治理方法相比，运用现代生物技术预防和治理环境污染

4、,改善生态环境具有巨大的潜力和优势。Modern biological technology is based on the DNA based molecular techniques, which include microbial engineering, cell engineering, enzyme engineering, gene engineering and a series of biological technology. In recent years, as people's awareness of environmental protection, en

5、vironmental protection has become the focus of attention of the whole society. With the rapid development of the socialist industrialization, our country environment pollution is more and more heavy, environmental protection has become more and more severe. Environmental governance the previous meth

6、od can not meet the need of the current environmental protection, new results in the study of environmental protection achieved by using modern biological technique, including environmental monitoring with biochip and biosensor technology; sewage purification and biological, heavy metals in soil rem

7、ediation, eliminate the white pollution, elimination of chemical pesticide pollution, and air desulfurization; re utilization of energy resources; the use of biological technology to protect the biological diversity. Compared with the traditional treatment methods, the use of modern biological techn

8、ology to prevent and control environmental pollution, improve the ecological environment has great potential and advantage.keywords： biotechnology； environmental protection； application目 录 1 现代生物技术简介及我国环境现状11.1 概念11.2 我国环境现状12 现代生物技术与环境保护及应用优势32.1 现代生物技术与环境保护32.2 现代生物技术在环境保护上的应用优势33 现代生物技术在环境保护上的应用5

9、3.1 环境监测53.1.1 生物芯片技术53.1.2 生物传感器技术53.2 消除污染，改善生态环境63.2.1 污水的生物净化63.2.2 污染土壤的生物修复73.2.3 白色污染的消除83.2.4 化学农药污染的消除83.2.5 微生物脱硫治理空气污染93.3 能源资源的利用93.4 挽救濒临灭绝物种，保护生物多样性104 现代生物技术在环境保护上的应用展望12参考文献13致谢141 现代生物技术简介及我国环境现状1.1 概念 现代生物技术是以生命科学为基础，利用生物（或生物组织、细胞及其他部分）的特性和功能，设计、构建具有预期性的新物质或新品系，以及与工程原理相结合，加工生产产品或提供

10、服务的综合性技术。这门技术内涵十分丰富它涉及到：对生物的遗传基因进行改造或重组，并使重组基因在细胞内表达，产生人类需要的新物质的基因技术（如克隆技术）；从简单普通的原料出发，设计最佳路线，选择适当的酶，合成所需功能产品的生物分子工程技术；利用生物细胞大量加工、制造产品的生物生产技术（如发酵）；将生物分子与电子、光学或机械系统连接起来，并把生物分子捕获的信息放大、传递，转换成为光、电或机械信息的生物耦合技术；在纳米（即百万分之一毫米）尺度上研究生物大分子精细结构及其与功能的关系。并对其结构进行改造利用它们组装分子设备的纳米生物技术，模拟生物或生物系统、组织、器官功能结构的仿生技术等等。1.2 我

11、国环境现状目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近l0年来每年流失的土壤总量达50亿t，土地荒漠化日益加剧，森林覆盖面积下降，草场退化每年减少森林面积达2500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。中国环境状况公报显示，我国城市空

12、气质量污染状况十分严重，经过近几年的治理，城市的污染状况有所好转，但总体上依然严重，全国空气质量达标城市到2010年底仅占1/3。其中二氧化硫年均浓度在3248微克/立方米之间，全国平均值为66微克/立方米。52.3%的北方城市和37.5%的南方城市平均值超过国家二级标准（60微克/立方米）。氮氧化物年均值浓度在4140微克/立方米之间，全国平均值为45微克/立方米。北方城市平均值为49微克/立方米，南方城市平均值为41微克/立方米。总悬浮颗粒物年均值浓度在32741微克/立方米之间，全国年平均值为291微克/立方米。在我国，水体污染十分严重。中国工程院院士、湖泊环境研究主席、科学家刘鸿亮教授

13、对全国55000千米河段进行了研究调查，报告显示，23.3%的河段水质污染严重而不能用于灌溉，45%的河段鱼虾绝迹，85%的河段不符合人类饮用水标准，而且河流自洁等生态功能也严重衰退，形势异常严峻。在我国，人均土地面积只有0.771公顷，为世界人均水平的1/3；人均耕地面积才0.106公顷，为世界人均水平的43%。不仅如此，我国耕地的总体质量还不好，全国大于陡坡的耕地有近600万公顷，有水源保证和灌溉设施的耕地只占40%，中低产田占总耕地面积的79%，更有许多耕地面临严重的水土流失，沙漠化，盐碱化，风蚀，海蚀。2 现代生物技术与环境保护及应用优势2.1 现代生物技术与环境保护环境生物技术是由现

14、代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科，是应用生物圈的某部分使环境得以控制，或治理预定要进入生物圈的污染物的生物技术1。这一技术在解决环境问题过程中显示出了独特的功能和显著的优越性，不仅充分体现出这项技术是一个纯生态的过程，且从根本上体现了可持续发展的战略思想。在环境的保护和污染治理中，环境生物技术与传统方法相比较，具有明显优势。生物转化技术可以真正实现清洁生产的目的，其充分利用生物过程减少生产中产生的污染，很大程度上代替了传统生产中的化学过程，更有利于实现无废生产，促进了生产工艺的生态化。现代生物技术的发展，尤其是酶工程、细胞工程、基因工程等，提高了生产效率，强化了环境生物处理过程，在工农

15、业生产中应用这些技术，可以降低成本，其高效性、专一性等特性为环境生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。2.2 现代生物技术在环境保护上的应用优势现代生物技术可以有效地降低环境保护工作成本。以往的环境保护治理工作大都运用一些传统的工作方式，花费人力物力成本较高且效果一般。现代生物技术的细胞技术、酶技术和分子技术可以极大地降低环境治理的综合成本，且效果十分良好。例如利用降解技术处理垃圾和废物，可以有效地减少垃圾占地和污染物的排放，经过生物技术降解后的垃圾还可以循环利用，对环境的污染程度大大降低。现代生物技术的应用大都不受气候、场地等条件限制。利用现代生物技术进行环境保护工作，大都是通过化

16、学反应的原理处理污染物，这些化学反应一般不受场地、气候等条件限制，可以随时发挥作用。这样一来，不但可以使现代生物技术的运用范围迅速扩展，也大大提高了环境保护工作水平。现代生物技术可以创造可再生资源。一些传统的环境污染物经过现代生物技术的处理，可以转化为可再生能源继续使用，这是现代生物技术的另一项重要的优势。例如农村的沼气池改造项目可以将以往污染农村环境的牲畜粪便等进行加工，产生沼气这种清洁能源，既实现了环保，又生产出了新能源，效果良好。现代生物技术能够彻底去除有害污染物，使环境保护工作一劳永逸。将现代生物技术运用于环境保护工作中有害污染物的去除，就是利用现代生物技术彻底改变原有污染物的内部分子

17、排列结构，形成新的物质，而这些新的物质大都是水、二氧化碳等无毒无害的物质，不会对环境造成破坏，污染物去除较为彻底，从而达到一劳永逸的效果。3 现代生物技术在环境保护上的应用3.1 环境监测 应用酶联免疫技术、PCR技术、电子显微技术、基因差异显示技术、生物传感器、基因探针、生物芯片等现代生物技术对环境进行监测与评价，是近年来国内外科学工作者研究的热点，这里主要介绍生物芯片技术与生物传感器技术两种。 3.1.1 生物芯片技术生物芯片技术是通过缩微技术，将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的

18、检测。其工作原理是采用光导原位合成或微量点样等方法，将大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至组织切片、细胞等生物样品有序地固化于支持物(如玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝胶、尼龙膜等载体)的表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交，通过特定的仪器如激光共聚焦扫描或电荷偶联摄影像机对杂交信号的强度进行快速、并行、高效地检测分析，从而判断样品中靶分子的数量。由于常用玻片或硅片作为固相支持物，且在制备过程模拟计算机芯片的制备技术，所以称之为生物芯片技术。生物芯片技术已成功应用到环境监测中的水质控制、病原细菌瞬时检测、细菌基因表达水平测量及菌种鉴定等方面。法国一家水管理企业开发的生

19、物芯片可随时监测公共饮用水中微生物的变化2；Rhode Island大学开发的一种生物芯片技术可瞬时检测出水中的沙门氏菌和大肠杆菌；利用DNA芯片建立的细菌检测及鉴定系统，可快速(<4h)监测细菌的种类和浓度，且该系统的精确性、检测范围和鉴定能力能通过在芯片上增加更多的寡核苷酸探针得到持续扩展3。3.1.2 生物传感器技术生物传感器是一类特殊的化学传感器，是利用生物感应元件的专一性和一个能够产生与待测物浓度成比例的信号传导器结合起来的分析装置。其工作原理主要决定于生物敏感元件与待测物质之间的相互作用，通过这种作用，电子组分能将待测对象检出并转化为可测量的电子信号。当待测物质经扩散作用，进

20、入固定化生物敏感膜时，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息被相应的化学或物理学转换器转变成可定量和可处理的电信号，再经仪表二次放大并输出，以电子计算机处理后，即完成对产生信号的检测程序4。由此，可获得待测物质的种类及浓度的结果。生物传感技术可用来测定水体中的BOD、酚、NO、有机磷。利用该技术研制的BOD测定仪可直接测量水中BOD含量；用酶电极安培传感器可以检测溶液和有机介质中的酚类化合物；以不同的NO还原酶做生物催化剂，通过测量电流的生物传感装置可测定水中NO含量。另外，该技术还可以用来分析大气中的CO2、SO2、NO的含量及浓度等。利用自养微生物和氧电极制成的电位传感器，可抗各种离子和挥

21、发性酸的干扰，连续自动在线分析大气环境中CO2的含量，灵敏度高；以硫杆菌属和氧电极制作安培型生物传感器可用来检测酸雨酸雾样品中SO2的含量；用多孔气体渗透膜、固定化硝化细菌和氧电极组成微生物传感器，可通过测定样品中亚硝酸盐含量，从而推知空气中NOx的浓度。除此之外，该技术还可监测水体中的赤潮、检测残留有毒有害物质、测定持久性有机污染物、评价污染物毒性和测定细菌总数等。叶绿素a自动监测仪可以通过对水中叶绿素a的监测来监视赤潮和水华现象的发生，从而可对水质环境状况进行评价；免疫传感器利用抗体和抗原之间的免疫化学反应可以测定环境中的持久性有机污染物；利用生物传感技术研制的一种新型伏安型细菌总数生物传

22、感器可用来测定细菌总数。3.2 消除污染，改善生态环境现代生物技术在消除污染，改善生态环境方面常被采用。它包括环境污染物的生物减少和污染场地的生物补救或修复。3.2.1 污水的生物净化污水中的有毒物质的成分十分复杂，包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过身的生命活动可以解除污水的毒害作用，从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质，使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶，是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合将酶变成不溶于水

23、但仍保留催化活性的衍生物。微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定，即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等，此方面国内外成功的例子很多，如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶，以共介结合法固定于多孑L玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于处理对硫磷废水，去除率达95以上；近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠（LAS)方面取得较大进展，对于含100mg/L废水，降解率和酶活性保存率均在90以上：利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理5。3.2.2 污染土

24、壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是：通过生物作用（如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒。降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性。通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失。在当代矿产资源的大量开采利用、工业生产的迅猛发展和化学药品的广泛使用，带来的一个突出的问题是如何控制和减轻重金属对

25、环境的污染。因为重金属污染会对作物生产、农产品的品质和地下水开采等多方面产生重大影响，并通过食物链影响人类的生活和健康。另一方面，重金属污染具有隐蔽性、不可逆性、生物不可降解性、稳定性等特点使重金属污染的修复比较困难。传统的治理方法在已污染环境的改良和治理方面曾起过积极的作用，但这些方法不仅所需费用昂贵，同时大多只能暂时缓解重金属的危害，还可能导致二次污染，不能从根本上解决问题。用转基因的方式获得具有修复多种重金属复合污染土壤能力的植物，改善植物对重金属这种污染源的吸收已获得成效，最近，美国在一项受污染土地的试验中已证明，将进一步诱发处理某种基因引入到黄杨，使黄杨抗汞能力提高近10倍6。随着基

26、因工程技术新的开发高潮到来，初步的试验实践和生产实践显示，运用基因工程消除重金属等污染源具有廉价、安全的特点，它正在成为研究和开发的热点。3.2.3 白色污染的消除废弃塑料和农用地膜经久不化解，估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产，若再连续使用而不采取措施，十几年后不少耕地将颗粒无收，可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境，研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌，另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物（如根瘤菌)中，使两者

27、同时发挥各自的作用，将塑料和农膜迅速降解。同时，还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯，这些聚酯是微生物内源性贮藏物质，可以用发酵方法进行生产，由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量，人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚一B羟基烷酸（PHAs)研究人员正设法构建出自溶性PHAs生产菌种即将PHAs重组菌进行发酵，在积累大量的PHAs后，加入信号物质，使裂解蛋白产生，细胞壁破坏，PHAs析出以简

28、化胞内产物PHAs的提取过程，降低提取成本。3.2.4 化学农药污染的消除一般情况下使用的化学杀虫剂约80会残留在土壤中特别是氯代烃类农药是最难分解的经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法，而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物，都是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2和H2O，这种降解途径彻底，一般不会带来副作用：有的是通过代谢作用，将农药转化为可代谢的中间产物，从而从环境中消除残留农药，这种途径的降解结果比较复杂，有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应，就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造改

29、变其生化反应途径，以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染，最好全面推广生物农药。所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称，它们多是生物体的代谢产物主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究，主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果，例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性：将能干扰害虫正常生活周

30、期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素，以破坏害虫的激素平衡干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。 “露雨二号”是根据我国传统的中医药理论研制而成的，它是以多种中草药材为原料的天然广谱杀虫剂，其成本和药效都与目前的化学高效杀虫剂不相上下7。可以说，该产品的推出在改善农药结构及保护生态环境方面都是一个突破性的研究进展。目前我国已登记的2 000多个农药品种中，生物农药只有40多个，其发展空间是很大的。实施农业可持续发展战略，必须保护生态环境，农药必须向低毒、无公害方向发展。3.2.5 微生物脱硫治理空气污染煤炭直接燃用时将排放出大量的S

31、O2 等有害气体，造成大气污染，并由此引发酸雾、酸雨，破坏生态平衡，危害人类健康。据北京环保局计算，2010年北京市仅燃煤每年排入大气的SO2就高达26万t。生物学家利用微生物脱硫，把Fe2+变成Fe3+，把单体硫变成硫酸，取得了良好效果。如日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌，它是一种铁氧化细菌，能有效除去煤中的无机硫。目前，在美国和德国已建成2个实验室规模的连续生化脱硫试验装置。4个欧洲研究组织在意大利撒丁岛已建成一套工业规模的中试连续生化脱硫装置。这些研究已经取得了很大的进展，获得了许多有价值的数据，为朝着工程应用方向发展奠定了基础。微生物脱硫技术简单。成本低，更为重要的是符合“源

32、头防治”的环保新理念比“末端治理”(污染产生后再治理)效益高，是很有前途的大气污染治理方法8。3.3 能源资源的再利用对能源资源的依赖和使用，使人们预感非再生能源资源的有限性和潜在的危机，现代生物技术的发展为解决这一问题带来了新希望。今天，生物技术这一概念也扩展到消除有害物质和废弃物及这些物质的转化和再利用方面，如利用废弃物生产单细胞蛋白（SCP）、纤维质原料生产酒精等。德国从木糖生产食用酵母，后来发展了从造纸工业的亚硫酸废液制造饲料酵母，年产量在1500万t单细胞蛋白作为肉类代制品以补充蛋白质的不足。我国科学工作者利用味精废水生产热带假丝酵母单细胞蛋白，含蛋白达60%，产品用作饲料，效果与鱼

33、料相同。英国伦敦一家公司用硬脂噬热芽孢杆菌这种“工程菌”能够将废弃的稻草、玉米芯等废弃物转化为乙醇，并且效率明显高于酵母菌9。人们利用基因工程、细胞工程和发酵工程的原理和技术，净化处理环境污染物的同时产生有用的产品，既达到了减轻环境污染的目的，又实现了废物资源化。目前很有前途的可再生生物资源是木质纤维，它可被转化为葡萄糖、酒精等醇类、有机酸类、微生物蛋白等多种多样的产品，是无污染的工业原料。木质纤维构成了植物的支持系统、是生物圈中数量最大的废弃物，它主要成分是木质素、纤维素、半纤维素，相对分子量都很大，难以被微生物分解，寻找到能高效分解木质纤维的菌种是木质纤维资源化的关键所在，研究人员运用基因

34、工程技术已成功地将分解纤维素和半纤维素的基因组建到新的菌种中用于乙醇发酵；我国科研工作者利用细胞融合技术培育出了既能利用木糖又能利用纤维二糖生产乙醇的菌种，这对我国纤维素再生自然资源的开发和利用，减少环境污染。具有一定的理论意义和应用价值。同时，海藻发电、生物絮凝剂、生物表面活性剂、PHAs、生物农药等其它新型能源资源也已经开发应用。3.4 挽救濒临灭绝物种，保护生物多样性生物多样性是指生物之间的多样化、变异性以及物种生存环境的生态复杂性，包括遗传基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。工业化以及现代技术的快速发展，造成了地球的巨大变化，这种变化引起许多物种正在被推向灭绝。然而，随着“

35、克隆”技术的逐渐成熟，濒危物种得以延续，保护生物多样性是完全可行的。事实上，自从“多莉”羔羊诞生以来，许多科学家便着手克隆濒危物种，如我国中科院水生所，动物所科学工作者正分别为将来克隆白鳍豚和大熊猫作准备工作，并取得阶段性成果。同时，现代生物技术将大大提高单位面积的农产品数量，减轻生物资源过度利用的压力，在很大程度上缓解了生物多样性的减少。我国科学家培育的小麦根际固氮菌肥，试用于小麦拌种，可使小麦增产近20，大大减少了氮肥的施用量，有利于农业生态环境的保护。二是利用基因工程和细胞融合技术把固氮基因直接重组到作物细胞的基因组中，从而获得自身可以固氮的农作物，从根本上解决了固氮问题。目前，实验通过

36、细胞融合把豆科植物固氮基因转导到稻、麦、玉米等作物的细胞中，成功地把肺炎克氏杆菌的固氮基因转导到大肠杆菌、酵母菌细胞中，把豆科植物的固氮基因导入胡萝卜细胞内。由此，人们看到了利用现代生物技术培育人们所需要的作物和减少化肥施用保护生态环境的光明前景。生物技术的发展会培育出抗病强的作物品种，不需要使用像传统品种那样多的农药和化肥，减轻了农业生产带来的环境污染对生态系统的影响。另外，以虫治虫，以草治草，以菌治菌等新型农业生物技术减少农药用量，也有利于生态系统生物多样性的维持10。4 现代生物技术在环境保护上的应用展望 我国是一个发展中大国，改革开发30余年来，我国经济总量已居世界第2位。但经济持续高速增长的同时也伴随着严重的物质资源过度滥用和生态环境的严重破坏。现代生物技术作为一种有效的环境污染治理措施，受到越来越多的关注，其在环境生物监测、污染治理、生物修复等方面都得到了广泛的应用，并取得了很好的经济效益和社会效益。更新环保理念，积极借鉴发达国家先进的现代生物技术对适合我国国情的新技术要加以引进、消化、吸收、创新。大力发展现代生物技术，是我国推进循环经济、实施可持续发展战略的重要组成部分，也是实现全面建设小康社会的宏伟目