40000字硕士毕业论文一株基因工程菌株在污水处理中的分析与应用

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：40000字

论点：重金属,基因工程,培养基

论文概述：

微生物法利用基因工程菌去除重金属是一中运行成本低、去除能力高,经济有效、具有发展潜力的方法，与其它处理重金属的方法相比，具有不可替代的优越性。然而，在研究过程发现，微生物

论文正文：

第一章导言

1.1[项目的背景和研究内容/br/]水是人类生态环境的重要组成部分，也是人类赖以生存的主要自然资源之一。随着全球经济和社会的快速发展，由于人为原因，重金属通过冶炼和加工金属、采矿、滥用农药和化肥、排放化学废水、处理垃圾等活动进入水体，严重污染了水环境。特别是近年来，随着电镀、制革、防腐等行业的快速发展，重金属的使用越来越广泛，不仅重金属资源相对短缺。此外，它还严重污染了生态环境中的水体。目前，中国已将铅、铜、镍、镉、铬、汞等9种重金属列入水中需要优先控制的68种污染物的“黑名单”。
重金属进入生态环境后不易被生物降解。相反，它们容易被水生生物吸附，从而丰富和参与食物链的循环，最终在生物体内积累，破坏生物正常的生理代谢活动，对生态环境和人类健康构成严重威胁。

1 . 1 . 2[项目研究现状/br/]目前，传统的重金属废水处理方法主要有以下三种:物理处理、化学处理和生物处理。传统的物理化学处理方法主要包括沉淀法、电化学法、螯合树脂法、电解法、聚合物捕集剂法、天然沸石吸附法、活性炭吸附法、氧化还原法、离子交换法等。它们具有净化效率高、周期短等优点。同时，它们也有各自不同的缺点。例如，螯合树脂由于其毒性测试问题而不能广泛用于食品工业和饮用水处理。膜处理方法的选择性相对较小，处理后的废水浓度相对较高，反应膜难以再利用，使用效率相对较低。同时，这些传统加工方法大多加工流程长，操作麻烦，加工成本高。另外，处理条件苛刻，成本高，产生的废渣多，引入了难以解决的二次污染，处理能力有限。因此，学者们有必要研究和开发新的处理方法来解决这些水处理问题，生物吸附技术应运而生。
与传统的处理方法相比，生物吸附技术因其广阔的应用前景、较好的应用环境和社会效益而受到人们的关注。然而，直接从自然界筛选出来的微生物对重金属的选择性往往不高，富集效率低，环境适应性差。同时，不能有效回收重金属资源，不利于项目的实际应用。近年来，随着分子生物技术的快速发展，人们已经能够利用生物技术改造微生物，并根据自己的意愿选择高性能菌株。利用基因工程技术构建高选择性、高富集的重组微生物已成为重金属废水生物处理和重金属资源合理利用的关键技术。

1.1.3重金属废水的性质
一般来说，重金属是指密度大于5g/cm3的金属。就环境污染而言，重金属主要是指具有显著生物毒性的重金属，如汞、镉、铅、铬、类金属砷等。还包括具有一定毒性的重金属，如锌、铜、钴、镍、锡和钒等。

第二章基因工程菌的耐受性

2.1实验材料和设备
蛋白胨；酵母提取物；坚实的NACL；去离子水；基因工程细菌；NaOH溶液

2.1.2主要仪器和应用
实验仪器及其制造商见表2-1。

2.1.3 LB培养基配置
(1)在250毫升烧杯中称取1.0克NACL固体、1.0克蛋白胨和0.5克酵母提取物，在口中加入10毫升蒸馏水，充分搅拌溶解，在12℃下灭菌20分钟，滴加2M氢氧化钠溶液以调节酸碱度至3-11，每0.5调节酸碱度，总共16磅液体培养基具有不同的酸碱度。温度为4摄氏度。[/BR/] (2)使用水浴恒温振荡器，调节相同的酸碱度(酸碱度约为6)。5)至LB液体介质，具有7种不同的批次温度:15℃，2℃，25℃，4℃(rC，45℃，5℃(rC)。

2.2.1基因工程菌生长环境的制备
(1)取在-7(rC冰箱中冷冻的金属硫蛋白细菌，按1%接种量接种在LB液体培养基平板上，在37℃振荡培养过夜。从平板中选择单个菌落并接种到具有不同酸碱度的16磅液体培养基中。用37℃恒温振荡器225转/分钟摇动培养物过夜。
(2)取-70℃冰箱中冷冻的金属硫蛋白细菌，按1%接种量接种于LB液体培养基平板上，在37℃振荡培养过夜。从平板中选择单个菌落，用与7种相同酸碱度的液体培养基接种。将接种了工程菌的LB培养基放入水浴恒温振荡器中，在不同温度下以225 r/min培养过夜。
(3)每组实验的LB培养基需要配备标准培养基溶液，用于通过核酸检测和作出标准曲线空白色比较。

第三章金属硫蛋白基因工程菌的静态试验.................................................36-60[/比尔/] 3.1实验材料和设备.................................................36-38
3.2实验方法.................................................38
3.3实验设备图.................................................38-39
3.4结果和分析.................................................39-50
3.5其他综合结论.................................................50-56
3.6正交试验.................................................56-59
3.7本章概述.................................................59-60
第四章金属硫蛋白基因工程菌的动态检测.................................................60-84
4.1实验材料和设备.................................................60
4.2实验反应设备图.................................................60-61[/比尔/] 4.3实验方法.................................................61-62
4.4结果和分析.................................................62-78
4.5电子显微镜实验.................................................78-82
4.6本章总结了第五章的结论.................................................82-84
和对今后工作的建议.................................................84-88
5.1文件的主要结论.................................................84-85
5.2对未来工作的建议.................................................85-88

结论

在前人工作的基础上，通过基因工程技术将重金属耐受基因转移到微生物中并成功表达，增强了微生物对重金属的结合能力，有效实现了重金属的生物回收和重金属污染的控制。本文主要研究了基因工程菌对温度和酸碱度的耐受性。基因工程菌对镉铬的去除效果”。研究了静态和动态两种不同模拟条件以及不同参数条件下填料表面微生物的富集状态。主要研究结论:
(1)通过构建基因工程菌在不同LB液体培养条件下长时间生长的重金属耐受范围实验，利用现代仪器分析技术科学检测pGEX-ZjMT-B的准确耐受范围，得出如下结论:
①金属硫蛋白基因工程菌对酸碱度的耐受范围相当宽，在酸碱度= 4.5 ~酸碱度=lld之间生长良好，完全满足实际工程工业废水处理工程的需要。
②金属硫蛋白基因工程菌对温度的耐受范围相对较窄，可在20℃-45℃下正常生长，为了在实际工业废水工程中取得更好的处理效果，还需要综合考虑温度的影响因素。
(2)在静态实验条件下，实验室人工构建了静态处理重金属模拟废水的水处理工艺。结合前一章微生物的温度和酸碱度耐受范围的研究结果，通过改变不同的实验参数，如活性炭、陶粒、akoman和芯碳四种不同的填料，4、7、9和11四种不同的酸碱度，以及25℃、37℃、45℃等不同温度下的实验参数，研究了基因工程菌pGEX-ZjMT-B对重金属处理的不同影响。根据实验数据，我们发现温度、酸碱度、填料等因素对重金属的去除效果有一定的差异。在强碱性的水处理环境中，重金属离子的去除效果较好。例如，在ph9或11条件下，镉、铬和镍的去除效果优于ph4或7条件下。最重要的原因是重金属的金属特性决定了去除效果。在碱性条件下，一些离子可能以沉淀的形式被去除。此外，从实验数据可以看出，在一定范围内，温度越高，重金属去除率越高。原因的分析主要是因为温度直接影响微生物的活性，从而进一步影响重金属离子。