基因工程在石油污染应用

基因工程在石油污染应用第一页，共28页。目录contents一、石油污染Petroleumpullution二、基因工程Geneticengineering三、基因工程治理石油污染Geneticengineeringtreatmentofpetroleumpollution四、小结Summary五、参考文献References第二页，共28页。一、石油污染石油污染是指石油开采、运输、装卸、加工和使用过程中，由于泄漏和排放石油引起的污染，主要发生在海洋。石油漂浮在海面上，迅速扩散形成油膜，可通过扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等进行迁移、转化。油类可沾附在鱼鳃上，使鱼窒息，抑制水鸟产卵和孵化，破坏其羽毛的不透水性，降低水产品质量。油膜形成可阻碍水体的复氧作用，影响海洋浮游生物生长，破坏海洋生态平衡，此外还可破坏海滨风景，影响海滨美学价值。第三页，共28页。1.Petroleumpullution

Seasideasphyxiacausedbyoilpollutionisreferstopetroleummining,transportation,loadingandunloading,processinganduseprocess,duetoleakageandthedischargeofoilpollution,mainlyoccursintheocean.Theoilfloatinginthesea,therapidspreadoftheformationofoilfilmbydiffusion,evaporation,dissolution,emulsification,photodegradationandbiologicaldegradationandabsorptionofmigrationandtransformation.Oilcancleaveinfishgills,thefish,inhibitionofwaterfowlspawningandhatching,destroythefeathersoftheimpervious,reducewaterquality.Theoilfilmcanbeformedhinderwaterreoxygenation,theimpactofmarineplanktongrowth,thedestructionofmarineecologicalbalance.Inaddition,butalsothedestructionofcoastalscenery,theimpactofaestheticvalue.第四页，共28页。第五页，共28页。二、基因工程基因工程即是运用酶学方法，将外源基因与载体DNA在体外进行重组，将形成的重组DNA转入受体细胞，使外源基因在其中复制表达，从而改造生物特性，生产出人类所需要的产物的高新技术。第六页，共28页。2.GeneticengineeringGeneticengineeringisbyenzymaticmethod,theexogenousgeneandthevectorDNAinvitroreorganization,theformationofrecombinantDNAintohostcells,theexogenousgeneinthereplicationandexpression,inordertotransformthebiologicalcharacteristics,toproducetheproductofhumanneedshightechnology.第七页，共28页。概括起来，基因工程的操作过程一般分4个步骤。1、获得目的基因；2、将目的基因与载体连接形成重组DNA；3、将重组DNA导入受体细胞；4、筛选出能表达目的基因的受体细胞第八页，共28页。Generally,theoperationprocessofgeneticengineeringisgenerallydividedinto4steps.1,toobtainthetargetgene;2,therecombinantDNAwasformedbyconnectingthetargetgeneandthevector;3,therecombinantDNAintothereceptorcells;4,thereceptorcellsthatcanexpressthetargetgenewerescreenedout.第九页，共28页。第十页，共28页。三、基因工程治理石油污染

随着石油工业的迅速发展石油这种含有多种烃类的混和物，不断对陆地与海洋造成污染，而烃类是难分解的物质，某种特定的细菌只能降解有限的几种石油成分，对其他成分却不能分解。第十一页，共28页。3.Geneticengineeringtreatmentofpetroleumpollution

Withoilindustrytherapiddevelopmentofthepetroleumcontainingavarietyofhydrocarbonmixture,weonterrestrialandmarinepollution,andhydrocarbonsaredifficulttodecomposesubstances,somespecificbacteriacanonlylimiteddegradationofseveraloilcomposition,oftheothercomponentsisunabletobreakdown.第十二页，共28页。1975年美籍印度人查克拉搏特等科学家依据似单胞杆菌对石油中有毒成分具有很强分解力这一特性，把4种能吃浮油的假单胞杆菌的基因拼接起来，合并成一种假单胞菌种．组成了所谓的“超级菌”，它能分解各种石油烃,消除浮油的效率高、速度快，只需几小时就能除掉自然菌种需几年才能消除的原油污染。经不断改进．这种超级细菌已成功地用于实际环境治理中。

第十三页，共28页。

1975AmericanIndianscheckcaratstrokeonthebasisoftheprincipalscientistslikesubsp.achromogeneshasastrongdecompositionofthecharacteristicsoftoxiccomponentsintheoil,thefourcaneatoilslickPseudomonasgenesweresplicedtogether,mergedintoaPseudomonasspecies.Compositionoftheso-called"superbacteria",itcandecomposevariouspetroleumhydrocarbonanderadicatethehighefficiencyoftheoilslick,fastspeed,justafewhourswillbeabletogetridofnaturalstrainsforseveralyearstoeliminateoilpollution.Throughcontinuousimprovement.Thissuperbacteriahavebeensuccessfullyusedforactualenvironmentalgovernance.第十四页，共28页。（一）石油烃降解菌种类Typesofpetroleumhydrocarbondegradingbacteria无色杆菌属(achromobacter)不动杆菌属(acinetobacter)产碱杆菌属(alcaligenes)芽孢杆菌属(bacillus)黄杆菌属(flavobacterium)诺卡氏菌属(nocardia)、假单胞菌属(pseudomonas)微球菌属(mirococcus)第十五页，共28页。（二）石油烃微生物降解的影响因素Influencingfactorsofmicrobialdegradationofpetroleumhydrocarbons石油烃类物质的复杂性和异质性Complexityandheterogeneityofpetroleumhydrocarbons营养元素Nutrientelement表面活性剂Surfaceactiveagent底物之间的相互作用Interactionbetweensubstrates第十六页，共28页。（三）微生物对石油烃的代谢途径和机理（1）好氧代谢途径：①将石油作为食物氧化分解为CO2和H2O排出；②将石油转化为菌本身的生命物质，如糖、脂肪、蛋白质等；③催化石油生成其它物质，如醇、醛、脂肪酸等。好氧代谢途径为微生物的主要代谢途径。（2）厌氧代谢途径：目前研究表明，石油的无氧降解主要靠硝酸盐或硫酸盐作为电子受体来起始降解石油的反应，包括四种：延胡索酸盐结合反应、羧化反应、羟基化反应和甲基化反应。第十七页，共28页。3.3MetabolicpathwaysandmechanismsofmicroorganismsforpetroleumhydrocarbonsAerobicmetabolicpathways:oilasfoodoxidationtoCO2andH2Odischarge;2oilintothebacteriaitselflifesubstances,suchassugar,fat,protein,etc.;3thepetroleumcatalysistoproduceothersubstances,suchasalcohols,aldehydes,fattyacidsandother.Aerobicmetabolicpathwaysforthemainmetabolicpathwayofmicroorganisms.

Anaerobicmetabolicpathways:thepresentstudyshowsthat,theanaerobicdegradationofoilmainlybynitrateorsulfateaselectronacceptortostartoildegradationreaction,includingfour:fumaratebindingreaction,carboxylation,hydroxylationandmethylationreaction.第十八页，共28页。（四）石油污染的微生物降解途径Microbialdegradationpathwayofoilpollution1、烷烃的降解途径Degradationpathwayofalkanes通过单端氧化生成一元狡酸；Thesingleendoxidationoftheacidelement经过双末端氧化生成二元梭酸；Productionoftwometaacidbydoubleendoxidation经过次端氧化生成醇类,然后在生成酮类。Aftersecondaryalcoholsendoxidation,thengenerateketones.第十九页，共28页。2、烯烃的降解途径将水加到双键上,形成醇类;Thewaterisaddedtothedoublebondtoformanalcohol;受单加氢酶作用生成一种环状化合物,再氧化成一个二醇;Bygeneratingasingleenzymehydrogenationofcycliccompounds,thenoxidizedintoaglycol;在分子饱和末端先发生反应。Reactionattheendofmolecularsaturation.第二十页，共28页。3、芳香族的生物降解Biodegradationofaromaticcompounds第二十一页，共28页。4、环烷烃的生物降解Biodegradationofcycloalkanes第二十二页，共28页。5、多环芳烃Polycyclicaromatichydrocarbons

多环芳烃的生物降解,先是通一个环二轻基化、开环,进一步降解为丙酮酸和CO2。然后第二个环以同样方式分解。第二十三页，共28页。四、小结Summary

随着大工业生产技术的飞速发展，生物方法所处理或修复的对象也在时刻不停地改变，势必将推动现代生物技术不断改革创新。为了使生物技术能满足新的发展需要。我们必须真正进行探索，并且可能以过去未曾想象到的方式来使用生物或是它们的衍生物，运用现代生物技术预防和治理环境污染,有效地改善生态环境。第二十四页，共28页。4.Summary

Withtherapiddevelopmentofindustrialproductiontechnologyandbiologicalmethodsfortheprocessingorrepairtheobjectalsoatthemomentconstantlychange,isboundtopromotethemodernbiologicaltechnologycontinuetoreformandinnovation.Inordertomakebiologicaltechnologytomeettheneedofthenewdevelopment.Wemustbetruetoexploreandmayinthepastcouldneverhaveimaginedwaytotheuseofbiologicalortheirderivatives,makeuseofmodernbiologicaltechnologytopreventandcon