生物化工

生物化工（精选12篇）

生物化工 篇1

生物化工是将生物技术与化学工程技术相结合的学科, 近年来, 生物化工产业发展迅猛, 目前已成为国家重点发展和培育的战略性新兴产业, 同时也是能耗高、污染严重的产业。作为提高能源使用效率、减少污染物排放的重要手段, 清洁生产已经被越来越多的生物化工企业所接受。

一、清洁生产的概念和作用

清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施, 从源头消减污染, 提高资源利用效率, 减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放, 以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。它将综合预防的环境战略, 持续应用于生产过程、产品和服务中, 以增加生态效率和减少对人类及环境的危害。企业实施清洁生产, 不仅可以节约能源和资源、减少污染、降低成本, 还可以显著降低污染治理设施的建设和运行费用, 并有效解决污染转移的问题。

二、生物化工企业清洁生产开展情况

某生物化工企业自2010年开始开展清洁生产审核工作。该企业的主要产品有异VC (D-异抗坏血酸) 、VC (抗坏血酸) 和D-核糖, 并拥有世界先进水平的多项发明专利, 其中异VC系列产品目前已占到国内60%以上的市场份额和国际55%以上的市场份额。

审核过程中, 在对该企业各分公司的实际生产状况、环境影响大小、原辅材料消耗、清洁生产潜力大小、投资费用、外部环保要求等方面进行综合分析后, 确定了审核重点, 从淘汰原有破旧设备、改造技术工艺、降低原辅材料消耗、减少相应的废弃物排放量、降低工人劳动强度、提高原料利用率、进一步优化生产工艺流程等方面进行审核。

根据该企业的实际情况和清洁生产审核的原则, 共确认清洁生产方案103项, 其中无、低费方案94项, 中、高费方案9项, 方案全部实施共投入资金8 972.5万元, 预计可实现经济效益2 112.96万元, 当年即取得了节约能耗等综合收益891.89万元, 较好完成了清洁生产审核的预期任务。清洁生产审核后的各项生产数据表明, 该企业产品能耗有所下降, 排污量明显减少, 其中甲醇单耗降低了0.1 t/t, 发酵收率和VC钠精制收率分别提高1%, 废水产生量减少了3.2 t/t, 年节约新鲜水用量5 070 t, 年节电2 948.98 k W·h, 年节标煤13 566.5 t, 取得了明显的经济效益和环境效益。

三、企业清洁生产实施过程中存在的问题

1. 对清洁生产缺乏深入认识。

仍以上文企业为例, 由于之前对清洁生产缺乏深入认识, 该企业并不是积极主动地开展清洁生产审核工作, 企业部分领导和员工认为清洁生产就是企业出钱对污染物进行治理, 没有认识到清洁生产是提高企业整体素质和增强企业竞争力的重要措施, 这种观念将有可能影响到企业下一步的持续清洁生产工作。如该企业的能源消耗问题, 由于设备陈旧、技术落后, 企业能源消耗过大, 特别是VC和异VC生产成本中, 能源成本约占总成本的30%~40%, 该次审核中已将涉及能源消耗的问题列出, 但由于各方面原因, 并没有实施。

2. 资金不足也是阻碍清洁生产持续进行的原因。

如该企业生产过程中产生的菌丝蛋白废液, COD浓度高, 难以进入污水处理厂进行处理, 可通过资源化利用的途径提取菌丝蛋白, 这样不仅可以处理这部分废液, 还可以取得较好的经济效益, 但由于投资较大, 该企业目前对此项目暂不考虑实施。

3. 由于清洁生产涉及清洁生产方法学、生产工艺与技术、生

产经营管理、财务分析等领域, 要求从事清洁生产工作专业技术人员具有较强的专门知识。但目前的生物化工企业由于缺乏专业清洁生产人才, 现有部门职能很难适应生产全过程中推行清洁生产的需要, 企业各部门的参与配合程度又有限, 因此, 在推行清洁生产时大多企业强调环境保护在清洁生产活动中的重要性, 也不可避免地使员工误解清洁生产与末端治理相同, 都是解决污染的手段。

四、企业清洁生产存在问题的应对措施

1. 加强清洁生产宣传教育, 提高全员技术水平。

通过现场讲座、网络交流、知识竞赛等方式, 加强对清洁生产的概念和作用的宣传培训, 不断提高全体员工对清洁生产的认识;对于在清洁生产工作中成绩突出的集体和个人给予表扬, 为企业主动开展清洁生产创造良好的环境。

2. 推进清洁生产技术创新, 加大资金投入力度。

采用先进技术是推行清洁生产的重要环节。企业要加强与国内外先进企业的对标管理, 或与自身历史状况相比, 深入分析企业存在的问题, 在与环保部门、科研院所、高校以及国内外同类企业等之间交流和合作的基础上, 加大对清洁生产技术的研发, 建立清洁生产信息和技术服务体系, 及时沟通信息, 推行清洁生产的成功经验, 提高清洁生产水平。

在资金筹集方面, 企业除积极争取国家政策资金外, 还应广泛运用多种形式拓宽投资渠道, 筹集建设经费。如积极申请由省、市部门立项投资, 部分项目还可引进外资, 争取世界银行、亚洲银行和国外政府的贷款与赠款等。

3. 结合现代企业制度, 推动清洁生产。

依据“节能、降耗、减排、增效”的清洁生产目标, 企业在开展清洁生产工作时, 要加强与企业内部管理的结合, 并在相关的制度中完善清洁生产相关内容, 强化激励措施, 充分发挥员工的积极性, 从而真正实现清洁生产目标。HK

生物化工 篇2

生物化学工程（又叫生化工程或生物化工）是化学工程与生物技术相结合的产物。生物化工是生物技术的重要分支。与传统化学工业相比，生物化工有某些突出特点：①主要以可再生资源作原料；②反应条件温和，多为常温、常压、能耗低、选择性好、效率高的生产过程；③环境污染较少；④投资较小；⑤能生产目前不能生产的或用化学法生产较困难的性能优异的产品。由于这些特点，生物化工已成为化工领域重点发展的行业。

1.世界生物化工行业的现状

生物化工发展至今已经历了半个多世纪，最早主要是生产抗生素；随后，是为氨基酸发酵、舀体激素的生物转化、维生素的生物法生产、单细胞蛋白生产及淀粉糖生产等工业化服务。自20世纪80年代起，随着现代生物技术的兴起，生物化工又利用重组微生物、动植物细胞大规模培养等手段生产药用多肽、蛋白、疫苗、干扰素等。而且，生物化工的应用已涉及到人民生活的方方面面，包括农业生产、化轻原料生产、医药卫生、食品、环境保护、资源和能源的开发等各领域。随着生物化工上游技术——生物工程技术的进步以及化学工程、信息技术（IT）和生物信息学（bioinformatics）等学科技术的发展，生物化工将迎来又一个崭新的发展时期。

生物化工行业经过50多年的发展，已形成了一个完整的工业体系，整个行业也出现了一些新的发展态势。下面简要描述生物化工行业的现状。

1．1工业结构

由于生物化工涉及面广，涉及的行业多，所以从事生物化工的企业较多。据报道，90年代中期，美国生物化工企业有：000多家，西欧有580多家，日本有300多家。近年来，虽然由于行业竞争日趋激烈，生物化工企业有较大幅度减少，但与生命科学（主要指医药和农业生化技术）诸侯割据的局面相比，生物化工行业依然是百花齐放，百家争鸣。既有象诺华、捷利康等从事生命科学的世界性大公司，也有象DSM、诺和诺德等大型的精细化工公司，当然也有在某一方面有专长的小公司如Altus等。而且，由于世界大公司正把注意力向生命科学部分转移，生物化工行业百花齐放的局面在很长一段时间内不会有什么改变。

1．2产品结构

传统的生物化工行业主要是指抗生素（如青霉素等）、食品（如酒精、味精等）等行业，而在目前，它已几乎渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。同时，生物化工产品也得到了极大的拓展：医药方面有各种新型抗生素、干扰素、胰岛素、生长激素、各种生长因子、疫苗等；氨基酸和多肽方面有赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苏氨酸、脯氨酸等以及各种多肽；酶制剂有160多种，主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、青霉素酶、过氧化氢酶等；生物农药有Bt、春日霉素、多氧霉素、井岗霉素等；有机酸有柠檬酸、乳酸、苹果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亚麻酸、透明质酸等。还有微生物法1，3．丙二醇、丙烯酞胺等。

目前，全球生物化工年销售额在400亿美元左右，每年约以7％～8％的速率增长。从产品结构来看，生物化工领域生产规模范围极广，市场年需求量仅为千克级的干扰素、促红细胞

生长素等昂贵产品（价格可达数万美元／g）与年需求量逾万吨的抗生素、酶、食品与饲料添加剂、日用与农业生化制品等低价位产品（部分价格不到：美元／g）几乎平分秋色。高价位的产品市场份额在50％～60％，低价位的产品市场份额在40％～50％。而且，根据近年来生物化工的发展趋势及人们对医药卫生的重视来看，高价位产品的发展速率高于低价位产品。

1．3技术水平

生物化工经过80年代以后的蓬勃发展，不仅整个行业技术水平有大幅度提高，而且许多新技术也得到广泛应用。

1．3．1发酵工程技术已见成效

据估计，全球发酵产品的市场有120～130亿美元，其中抗生素占46％，氨基酸占16.3％，有机酸占13．2％，酶占10％，其它占14．5％。发酵产品市场的增大与发酵技术的进步分不开。现代生物技术的进展推动了发酵工业的发展，发酵工业的收率和纯度都比过去有了极大的提高。目前世界最大的串联发酵装置已达75 m＼许多公司对发酵工艺进行了调整，从而降低了生产成本。如ADM（Archer Danie1s Mid1and）和Cargill公司在20世纪90年代初对其发酵装置进行改造，将以碳水化合物为原料的生产工艺改为以玉米粉为原料，从而降低了生产成本，ADM公司生产的赖氨酸成本比原先降低了一半。

1．3．2酶工程技术有了长足的进步

酶工程技术包括酶源开发、酶制剂生产、酶分离提纯和固定化技术、酶反应器与酶的应用。目前世界酶制剂从酶源开发到酶的应用都已进入了良性发展阶段，各阶段生产企业和用户关系密切，合作广泛。据报道，1998年全球工业酶制剂的销售额为13亿美元，预计到2010年将增长到30亿美元，每年以6．5％的速率增长。其中食用酶占40％，洗涤用酶占33％，其它（主要是纺织、造纸和饲料等用酶）占27％。

1．3．3分离与纯化技术也有很大进步

影响生化产品价格的因素，首当其冲的是分离与纯化过程，其费用通常占生产成本的50％～70％，有的甚至高达90％。分离步骤多、耗时长，往往成为制约生产的“瓶颈”。寻求经济适用的分离纯化技术，已成为生物化工领域的热点。已大规模应用的分离纯化技术有：双水相革取、新型电泳分离、大规模制备色谱、膜分离等。

1．3．4上游技术广泛应用于下游生产

利用基因工程技术，不但成倍地提高了酶的活力，而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中，构建基因菌产生酶。利用基因工程，使多种淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、氨基酸合成途径的关键酶得到改造、克隆，使酶的催化活性、稳定性得到提高，氨基酸合成的代谢流得以拓宽，产量提高。随着基因重组技术的发展，被称为第二代基因工程的蛋白质工程发展迅速，显示出巨大潜力和光辉前景。利用蛋白质工程，将可以生产具有特定氨基酸顺序、高级结构、理化性质和生理功能的新型蛋白质，可以定向改造酶的性能，从而生产出新型生化产品。

1．3．5新技术在生物化工中也得到了极大的应用

比如，在超临界液体状态下进行酶反应，从而大大降低酶反应过程的传质阻力，提高酶反应速率。超临界C02无毒、不可燃、化学情性、易与反应底物分离。利用超临界CO2取代有机溶剂进行酶反应，具有极大的发展潜力。又比如，微胶羹技术已被广泛用于动物细胞的大规模培养、细胞和酶的固定化以及蛋白质等物质的分离方面。

2．世界生物化工行业的发展趋势

2．1工业结构

行业与行业间的划分将日趋模糊，企业间的合作将加大。目前，许多从事医药、农业、环境、能源等方面生产的企业，正在从事生物化工生产。特别是某些从事传统化工行业的生产厂家，也纷纷涉足生物化工领域。如杜邦公司，长期以来主要从事有机化工和聚合材料的生产，现

在正加大生物化工的开发力度，已开发成功了生物法生产1,3-丙二醇工艺，并正在开发用改性大肠杆菌生产己二酸工艺。DSM公司以前主要从事抗菌素方面的生产，现也加大了生物化工的投资力度。

由于生物化工涉及面广，许多生化公司都有自己的专长，它们之间为了商业利益的合作也非常活跃。此外，随着从事传统行业的生产厂家的加入，由于技术与生产方面的原因，它们与从事生物化工开发与生产的企业合作也很频繁。所有这一切，都使生物化工行业的合作越来越广泛。如杜邦公司与杰宁科乐公司合作开发用生物法生产1，）丙二醇，进一步生产PTT树脂。荷兰的Purac公司与美国Cagill公司合资建设年产3．4万tL。乳酸装置，并计划进一步发展到6．8万V入DSM公司与美国Maxygen公司签定了三年的研究合同，以利用Maxygen的DNA重排和分子培养技术，开发在7一ADCA和其它青霉素生产中使用的酶和菌种。

2．2产品结构

生物化工产品正向专业化、高科技含量、高附加值方向发展。传统的低价位产品受到冷落，而高价位产品如生化药物、保健品、生化催化剂等则备受青睐。许多公司为了追求较高利润，都将低附加值的产品剥离。如日本武田药品工业公司不再生产味精，转而生产其它高附加值的调味品如肌甘酸二钠（IMP）和鸟甘酸二钠（GwtP）。另外，生物化工将涉足它以前很少涉足的领域如高分子材料和表面活性剂等。

生化药物由于附加值高而成为今后生物化工领域发展的重点。1997年生化药物市场销售额达130亿美元，其中细胞分裂素80亿美元，激素30亿美元，其它20亿美元；就具体药物而论，促红细胞生长素35亿美元，人胰岛素18亿美元，粒性白细胞克隆刺激因子16亿美元，人生长激素15亿美元，小干扰素11亿美元。预计今后其市场销售额还将以8％的速率增长。

在氨基酸方面，虽然用于药物合成氨基酸的量相对较小，但其发展潜力很大。据报道，500种主要药物中，有18％含有氨基酸或其衍生物的合成。在药物合成中，使用最广泛的是L。脯氨酸、r苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸。L。脯氨酸用于血管紧张素转化酶（ACE）的合成，匹苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外，多肽也是今后的发展重点之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽键组成的化合物，在临床上使用非常广泛，主要用于治疗癌症、HIV病毒和兔疫系统功能减退、对传统抗生素产生抗体的感染以及疫苗等。全球合成多肽原药的产量在100kg左右，但销售额达2．5亿～3亿美元，而做成制剂的销售额则达25亿～30亿美元。多肽原药需求量的年增长率在10％以上。

碳水化合物方面，用于临床的碳水化合物受到人们越来越多的关注。但是，用于临床的碳水化合物结构复杂，如一对单糖，其不同的化学键就多达22种。因此，用化学法合成复杂的碳水化合物比较困难，难以实现工业化，而用酶法合成则是一条切实可行的途径。

作为生化催化剂的酶，也将是今后发展的重点。1997年，生化用催化剂销售额约1．3亿美元，在过去的3～5年间，每年增长速率在8％～9％，预计在未来的3～5年间，将以同样速度增长。生化催化剂主要用于手性药物的合成。当前，手性药物已成为国际新药研究与开发的新方向之一。

1997年手性药物制剂世界市场的销售额为879亿美元，占药品市场的28．3％，到2000年将达到900亿美元。在未来的25年内，约有一半的手性药物要通过生化催化合成，因此，生化催化剂无论从需求量和需求种类来看，都具有很大的发展潜力。

生化表面活性剂由于具有无毒、生物降解性好等优点，今后可能成为表面活性剂的升级换代产品，但目前还处于探索阶段。

生物化工在高分子材料、特殊化学品、生物晶片、环保等方面也将有极大的发展潜力。

2．3技术水平

不断提高菌株活力、发酵水平、生化反应过程、分离纯化水平，依然是生物化工面临的课题。在菌种开发方面，由于从20世纪70年代以来从自然界中筛选菌种以获得新的代谢产物的机会明显减少，人们便考虑利用已知菌种经适当改变其代谢特性后生产新的产品。如日本协和发酵公司已成功地把生产谷氨酸的菌种改为生产色氨酸。

在生化反应器方面，反应器放大一直是一个老大难的问题。因此，利用计算机技术对整个生化反应过程进行数字化处理，从而优化反应过程，是今后的发展方向之一。

在分离纯化方面，亲和层析受到广泛重视，并有人研制了一种综合专家系统软件包，可在几分钟内告知对方被分离物系的分离方法和顺序，以便根据产品所需进行取舍。

另外，在生化过程的在线检测和控制方面，利用生物传感器和计算机监控，依然是今后的发展方向。

在酶催化反应中将发展有机溶剂中的催化反应。

生物上游技术的发展，将对生物化工产生深远影响。人们对从病毒、细菌、植物、动物到人类基因组顺序测定工作十分重视，并在此基础上形成了基因许多产品一哄而上，盲目上马，遍地开花，最终形成恶性竞争，许多企业破产倒闭。在竞争中生存下来的企业，也是元气大伤，难以进一步组织技术改造。如仅江苏省停产的发酵生产线就多达上百条。另外，行业内企业间的生产水平相差悬殊，企业技术装备水平达到20世纪80年代以后国际先进水平的仅占20％～30％，多数处于20世纪60～70年代水平。

二是产品结构不合理，品种单一，低档次产品重复生产，不能适应需求。在我国高档的医药生化产品如激素、生长因子、干扰素、药用多肽等，有的产量很小，有的没有生产，因此每年都需进口。

三是在生产技术上，工艺、设备不配套，上下游技术不配套，产物的收得率低。我国虽然某些产品如柠檬酸、乳酸等发酵水平较高，但大多数产品的收率都低于国外，酶制剂的活力也明显低于国外，生化反应器和分离纯化技术更是落后国外15～20年。每年都要花费大量资金从国外进口生物反应器、细胞破碎机、分离纯化设备及分离介质、生物传感器和计算机监控设备。

四是有些产品投入产出比达15／＝以上，造成严重的资源浪费和环境污染。

五是基础研究薄弱，技术创新能力不强，企业的技术开发、技术吸收能力差，生产发展多数依靠传统的夕蜒型、粗放型扩大投资的增长模式，效益低、市场竞争力低。

3．2 建议针对我国生物化工行业存在的问题，笔者有以下建议：

3．2．1 扩大经济规模，提高竞争力要鼓励建设大型的生物化工企业集团公司，使之集科研、开发、生产、销售干一体。尤其要培育一批科技创新型企业。同时，也要鼓励在某些方面有一定特色的小型技术创新型生化公司的发展，并淘汰一批生产规模小、生产技术落后、没有市场竞争力的企业，从整体上优化我国生物化工的产业结构。

3．2．2 调整产品结构要发展高档产品，如高档医药生化产品、功能性食品及添加剂（主要有低热值、低胆固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等产品）、生化催化剂等。另外，也应发展众多精细化工产品及用化学法无法生产或很难生产的产品，如微生物多糖、生物色素、工业酶制剂、甜味剂、表面活性剂、高分子材料等。

3．2．3 节约有限资源，强化环境保护在生化生产组学（genomics）。近年来又在信息学（informatics）的基础上建立了生物信息学（bioinformatics）。信息学的内容包括信息科学十生物技术十生物工程十生物动力学等的综合信息系统。可以预见，基因组学和生物信息学在生物化工中应用的商业前景极为可观。

另外，其它行业的新技术如分子蒸馏技术、组合化学（combinatorical chemistry）等，也将在生物化工中得到应用。

3.我国生物化工的发层现状及建议

3．1发展现状

我国生物化工行业经过长期发展，已有一定基础。特别是改革开放以后，生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品也涉及医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等各个方面。

在医药方面，抗生素得到迅猛发展61998年我国抗生素的产量达到33 486h青霉素的产量居世界首位。其它生化药物中，初步形成产业化规模的有干扰素、白细胞介素。

2、乙型肝炎工程疫苗。

在农药方面，生物农药品种达12种，主要有苏云金杆菌、井岗霉素、赤霉素等。其中，井岗霉素的产量居世界第一位。

在食品与饲料方面，作为三大发酵制品的味精、柠檬酸、酶制剂的产量也有很大的增加／1998年味精产量从1990年的22．3万、增加到56．4万一柠檬酸产量从1990年的6．13万、增加到56．4万一酶制剂从1990年的8．5万t增加到24万t。酵母及淀粉糖的产量也有明显增加。我国的味精生产和消费居世界第一，柠檬酸的生产和出口也居世界第一。另外，1998年乳酸的产量在1．5万t左右，赖氨酸的产量在2万t左右，卜苹果酸的产量在6000t。在有机酸方面，衣康酸的产量达5000乙我国开发的生物法长链二元酸工艺居世界领先地位，目前生产能力达500Va以上，并有数家企业有建设长链二元酸生产装置的意向。

在保健品方面，我国已能用生物法生产多种氨基酸、维生素和核酸等。另外，我国生物法丙烯酞胺的生产能力达到2万V山与日本同处于世界领先地位。

但是与发达国家相比，我国生物化工行业存在着许多问题：

一是我国的生物化工产业主要以医药、轻工、食品业为主。部分企业对生物化工产品大都是精细化工产品这一点了解不够，加之行业规范也不够，导致过程中，应选择合适的原料，以降低成本与消耗，并加强废物处理，减少环境污染。

3．2．4提高生产技术水平，特别是下游技术水平因为我国生物技术上游技术水平与国外相差仅3～5年，而下游技术水平则比国外相差15年以上，改造传统发酵产品生产技术，不断提高发酵法产品的生产技术水平，开发生物反应器，提高我国生物化工产品分离和提纯技术，大规模开发生物化工装备等应首先提上议事日程。另外，还应积极采用微生物法代替化学法，开发基础化工新产品的工业化生产技术。

3．2．5加强产学研结合，注重上下游结合国内生物化工技术力量分散，为了做到优势互补，应加强产学研结合。另外在生物化工生产过程中遇到的很多问题，都是由于上、下游结合不够紧密而影响技术经济指标。因此，在人力和财力的投入上，应考虑上下游结合，以加快生物化工产业的发展。

3．2．6提高从业人员素质生物化工属高科技产业，从业人员素质尤其重要。我国目前从事生物化工生产的大都是传统化工行业的从业人员，操作水平还比较低，加强人材培养，以提高生物化工行业人员素质是十分必要的。

借助生物实验激活生物课堂 篇3

[关键词]生物；实验；教学

生物学是一门以实验为基础的学科。通过实验可以解释现实生活中的许多自然现象，也可以更清楚地认识到各种生物体的结构构成并能解释生活中许多现象，还可以得到一系列的生物学理论知识。只有不断加大生物实验教学的力度，强化实验规则和技能，才能更好地激活生物课堂。

一、明确实验目的，指明实验方向

七八年级的学生上实验课只是觉得可以摆弄一些仪器设备，觉得好玩，态度不认真，往往导致生物实验课不能按时进行或是流于形式，没有好的成效。因此，要从根本上解决问题，让学生在明白生物实验在教学过程的作用和在生产生活中的重要意义。生物课实验内容要与教学大纲相呼应，最好设计与课堂教学知识相关的项目，做到理论与实践相结合，课内学习与实验教学相统一，每一个实验都要有一个明确的目的。如：在七年级上册生物实验《生态系统和生物圈》中的实验活动“调查一个生态系统”，其实验目的是“记录一个生态系统的充分，了解生态系统的组成。初步学会调查的方法”。这样就明确了实验的目的，给实验活动指明了方向。

二、划分实验小组，选好骨干同学

由于实验中经常会有外出调查和实地观摩等活动，调查和观摩往往有很大的涉及面，要记录不少的数据，需要多人合作才能完成。这就要成立调查合作小组，明确每个小组成员的任务，分工合作、协调一致。对于七八年级的学生来说，生物实验有些陌生，教师可以事先培养好学生骨干，然后由这些骨干带着其他学生一起来做实验，让他们更快、更好地掌握使用方法和操作要领。在接下来的实验活动中，让这些活动小组都能尽快地行动起来。采取这样的活动分组，可以强化合作意识，促使学生养成良好的习惯。

三、指导实验步骤，规范操作流程

实验是一个不断探索的过程，需要实验者在明确该实验的基本内容、步骤、注意事项的基础上进行有条不紊的操作并不断学习以达到实验的预期目的。规范操作和实验步骤是相互依赖的，只有理解、掌握实验步骤才能规范操作，实验才可能成功。要先写好调查计划，包括调查目的、途径、内容、记录四个方面。还要准备好调查的材料用具（玻璃瓶、网兜、培养皿、望远镜、铲子、放大镜、照相机、记录本和笔等）。实验前，要让学生做好对实验内容的预习，把相对复杂的实验拆分成几个部分这样有利于实验的成功。有时候还需要设计一些调查问卷。调查结束后要写好调查报告（包括时间、地点范围、调查人、调查提纲、调查结果、分析与建议等）。实验结束以后，还要组织学生完成“讨论和思考”的练习。

四、做好实验小结，反思实验过程

实验结束前，可用几分钟时间让学生们讨论一下实验成功的技巧与失败的原因、健康的生活方式以及如何落实到实际中去，克服困难，自觉做好实验和探究报告，达到教育的真正目的。如在进行了“记录一个生态系统的充分，了解生态系统的组成”实验后，可以学生们思考并讨论：进行一项调查活动，需要做好哪些准备工作？你觉得本次调查活动的关键过程是什么？在这次调查活动中，你有哪些收获和不足之处？

五、设计好实验作业，拓展学生能力

为巩固实验成果，要在实验结束后设计好实验作业。布置作业时，应精心设计“刚性作业”和“柔性作业”，培养学生的实验积极性，发展学生的思维能力和创造能力。“刚性作业”通常指的是需要背诵、识记积累的基础知识，是教材中的生物学概念等；“柔性作业”是指课外延伸的拓展型作业，是对课内外教学内容进行科学整合和合理搭配，并对学生作业进行灵活评价，从而提升作业趣味性。例如，在实验课《环境影响生物的生存》之后，教师设计了概念型的作业：影响沙漠植物生存最主要的非生物因素是（ ）A.温度B.光照C.水分D.土壤。这就是“刚性作业”，是需要学生识记的知识点。另外，教师又设计了一个“思维冲浪”的作业，假如在阳光充足的地方放置两盆仙人掌，对A花盆几乎不浇水，对B花盆每天早晚各浇水一次，两周后，发现B花盆里的仙人掌可以腐烂，请同学们分析：1.影响仙人掌生存的主要因素是什么？2.在这个实验中，A花盆的作用是什么？这就是“柔性作业”，可以培养学生用生物学知识解释生活问题的能力，拓展学生思维的广度和深度。

生物化工 篇4

1 生物化工行业节能减排问题形成原因

生物化工行业是造成我国经济社会发展产生严重污染现象的主要源头之一, 换言之, 现阶段我国国内生物化工行业的高能耗、高排放及高污染行为现象, 实际上就是对当下我国节能减排问题的一种对称映射。具体来分析, 其涵盖了工业生产过程中的每一个环节、每一项流程, 它与整个经济社会发展所处的行业环境是分不开的。

1.1 生物化工行业监管政策不完善, 行业生产运营标准较低

总体上来看, 主要表现为从中央到地方各级管理部门, 在生物化工行业的监管层面上力度还是不够, 或者说是许多政策标准执行不到位。尤其是在我国中西部地区, 常常受限于地区经济发展水平低等缘故, 再加上技术上的缺陷, 导致整个行业市场环境相对比较混乱, 在这种局面下, 无法有效实施相关政策规范, 所以造成大多数企业的行为和生物化工产品质量比较差。具体而言, 则体现在产业政策、税收政策等方面的不合理性, 包括产业质量标准、能耗与排放等标准的设置等, 标准都相对比较低。

1.2 企业规模普遍较小

企业规模小, 这也是造成生物化工行业节能减排的一大原因。尤其行业进入门槛较低, 导致现阶段整个生物化工行业普遍呈现为规模小、技术落后、产业分散等基本情况。在这种局面下, 企业在生产过程中, 以及生产中所使用到的生产、采购设备、先进技术, 也势必会受到较大的限制, 所以也就难以形成规模经济。最终造成企业所生产出来的产品科技含量低, 且运营成本高。相应的制约着企业在高质量材料、节能生产设备与选材上的费用支出。总体上来看, 企业规模普遍较小是导致生产过程中大量资源受到限制/出现浪费/节能环保投入不足的一项重要原因。

1.3 设备十分落后

对于生物化工行业企业来说, 最为看重的就是技术设备。然而, 当前生物化工行业企业普遍存在这一项问题, 就是产品生产过程中使用的设备普遍落后。具体表现为, 生产工艺、节能设备、废物处理设备比较落后。当然, 出现这一局面的原因, 正如上述所言, 还是在于企业规模小的缘故, 由于企业规模小、经济实力低, 也就决定着企业无法拿出更多的资金来购买先进设备。此外, 再加上企业节能减排意识较为薄弱, 不愿意增加对废弃物处理设备的投入, 继而进一步加剧了污染物的排放[2]。

1.4 生物化工技术水平较低

技术水平的落后代表着能源利用效率较低, 导致高消耗。在这种企业生产环境下, 企业高能耗式的生产方式, 必然会产生大量的资源浪费现象。随着经济社会的进一步发展, 市场需求量的增大, 为了能够满足市场需求, 企业势必会消耗掉更多的原料, 从而进一步加快了对这一类能源的消耗速度。在这种局面下, 生物化工技术水平低, 必然会伴随大量高污染的产生。

1.5 化工设备的高复杂特点和高强度

市场对于化工设备的需求更多的体现在对化工设备的复杂性和强度等方面, 在生物化工行业的技术和设备无法对上述要求实行满足时, 能耗浪费、环境污染、废弃物大量排放等现象会逐步出现。此外, 受限于生物化工行业的特殊性, 以及化工设备的高复杂特点、高强度作业, 再加上大多数中小规模企业内部管理、组织结构不健全, 比如在原料的采购和储存环节, 落后的一套模式还在被沿用, 这也是造成大量污染源、废弃物排放的重要原因。

1.6 企业管理落后和员工素质低下

目前很多企业在管理中并不能实现有效的组织生产, 且没有制定节能减排计划, 更加不具备这一意识[3]。生物化工生产中员工的素质普遍比较低, 能力差异较大, 很难保证设备的正常使用, 不能够严格遵守工艺操作规程, 极易导致废品率的上升。

2 循环经济基础上的生物化工生产中节能减排模式

2.1 在循环经济生物化工生产中节能减排模式基础上的理论内涵

关于循环经济基础上的生物化工生产中节能减排模式, 可以从四个层面来解读, 分别是企业的价值观、企业的经营观念、企业的文化、企业的市场行为。总体来概括, 就是指企业观念、企业文化、企业行为情况、企业所处社会环境与期望值之间的差距。而该理论注重和强调的是, 尽可能的保障企业各层面的活动行为一致性, 即企业理念、企业文化、企业行为、企业环境合法、合情、合理。当然, 。笔者以为, 最为核心的还是在于企业的理念, 即要求企业在生产运营过程中, 尤其是在节能减排工作管理中, 需要鉴定信念、培育意识, 建立可以对能源再造、循环使用的生产、管理制度。

无论是循环经济还是低碳经济, 归根到底所强调的还是企业生产、社会发展与生态环境的一种和谐, 一种协同进步的表现。因此, 生物化工企业生产中的节能减排, 其所要实现和达成的目标是生态经济, 生态经济要求企业在创造出自身的经济效益同时还要创造社会和生态效益, 相应的企业可以从社会和生态环境内获取更高回报。所以, 在企业内部管理制度变革以及外部环境创造营造的过程中, 一切管理工作都应当围绕着“生态”这一理念来展开, 即生态和谐管理理念, 具体一点讲, 就是指在生产管理的过程中, 应最大限度确保每一流程、每一岗位、每一位工作人员之间的和谐, 重视物质、技术、方法、工具和外界的协调与融洽[4]。

2.2 循环经济基础上的节能减排模式设计

2.2.1 企业中的循环

在生物化工生产过程中, 当下需要迫切解决的就是对原料的利用率, 以及对排放物的回收率、废弃物的处理等。因此, 在生产过程中可以引入专门用来提升材料利用率、回收率的先进技术设备, 并将其融入到每一个生产环节、工艺流程, 以更为直观的手段来改进并优化资源输出的形式。比如, 在产品产出后, 对于排放物和废弃物的处理, 需要坚持以保证能够成为企业利用的循环资源。如此一来, 便可实现业务流程充足, 确保资源在生产环节内的次序流动, 最终实现达到了生产原料节能的本初目的。在实际生产管理过程中, 可以根据每一个生产环节、工艺流程的不同情况, 区别创建水循环通道, 或者是水池, 这样做的目的主要是针对排放的固体废弃物建设精炼厂, 来提取废弃物中的重金属, 不仅可以提升废弃利用率, 且实现了企业效益、社会效益、生态效益的协同性。

2.2.2 行业中的循环

循环经济模式内的循环具体指的是制造行业中的企业相互间的资源循环, 也就是某个企业在生产中产生的废渣、废料和余热, 能够输入到其他企业内实现再利用。为了达到生物化工生产行业内的循环, 需要在生产工艺、技术、资源和废料等方面努力搭建关联性集群或是开展合作, 从而提高规模经济和节能环保的能力[5]。

3 生物化工生产中的节能减排模式措施研究

关于生物化工生产中的节能减排模式及其改进方案措施, 在这里简单以XX市某生物化工分公司的实际情况为例。该生物化工分公司位于XX市的汽车产业开发区, 公司的业务经营项目与范围, 主要是生产复杂、高强度的化工产品和加工销售。该分公司成立以来, 已经投入了上亿资金专门用于节能减排、节能减排产品地方结构调整领域, 例如在生产管理中, 倡导清洁生产, 为此专门引进了先进的技术、设备, 将绿色生物化工生产理念确立为企业的经营管理理念。目前, 该分公司从高层管理人员, 到基层各岗位作业人员, 逐步形成了全员节约的理念意识, 倡导养成节约成本、环保和社会责任等意识。因此, 该生物化工分公司在当地整个行业内起到了较好的先锋榜样作用, 内部拥有了一套适合企业发展的成本控制长效管理机制。在实际实施上, 尤其该分公司的产量比较大, 经济实力相对较强, 所以其使用的生产设备、工艺流程也相对比较先进, 很好的确保了生产产品的高合格率。

在这里, 结合着上述生物化工企业的实际情况, 以及其在循环经济节能减排上的成功经验, 简单为众多中小规模的生物化工企业提出几点建议对策。其中的许多方面值得国内同行企业借鉴和学习。第一, 企业需要转变经营管理理念。从高层管理者, 到基层工作人员, 均需要制定一套完备化的理论体系, 强化对企业全员的节能减排意识的培养, 让企业管理者、各岗位员工逐步养成循环节能减排的意识, 体现在每一个工艺流程和操作细节上。第二, 当地政府管理部门需要加大相关行业政策的支持力度, 因为节能减排、低碳环保, 大力发展生态经济, 贯彻落实可持续发展理念, 并不是企业自己的事情, 这是一项全社会的大事业, 自然需要政府部门充分发挥出职能带头作用。对此, 当地政府需要采取一切可利用的措施、手段, 进一步鼓励生物化工生产中节能减排设备的投入和技术创新, 立足于行业实际, 结合着生物化工企业的自身发展特点, 建立政府节能减排政策响应机制。比如, 可以出台相关的税收减免等优惠政策, 鼓励中小规模企业引入先进的技术、生产设备等。第三, 实现全程控制管理。循环经济内的基本指导原则是减量、重用、回收三大原则。从三大原则出发, 节能减排企业内部的全过程控制。首先是减量, 这一点需要从源头来控制, 在实施上, 可以采用市场上最新的节能降耗工艺技术, 比如环保类生物化工材料。其次是重用, 这一点主要体现在生产全过程中, 强化每一个工艺流程对循环经济理念的融入, 注重对材料和能源的重复利用。最后是回收, 这一点主要体现在控制输出方面, 强化对废弃物的处理, 控制污染排放。

4 结语

生物化工行业属于高耗能、高污染、高排放行业, 因此其成为了我国重工业节能减排的首要解决对象, 行业政策的不完善、行业标准较低;原料质量差, 材料存储方式落后;设备装置不先进, 技术水平低下以及环保意识薄弱, 节能减排投入不足, 排放物处理方式不合理等都是其影响因素。应根据以上因素制定相应生物化工生产问题解决策略, 确保生物化工产业能够实现健康、可持续发展。

参考文献

[1]于泳波, 徐凤菊.基于循环经济的生物化工生产中节能减排模式研究[J].武汉理工大学学报, 2010, 04:91-94.

[2]张立波, 温平, 支晓恒, 荣丽辉, 范琦.生物化工强国正在崛起透过2010中国国际生物化工博览会看中国生物化工业的发展[J].生物化工技术, 2010, 07:814-817.

[3]李元元, 陈维平, 黄丹, 罗杰, 柳哲, 陈永成, 刘启平, 苏仕方.生物化工行业的节能减排现状及对策分析[J].生物化工, 2010, 11:1141-1147.

[4]姜玉林.绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排的促进作用研究[J].工程技术:引文版, 2016 (5) :00006-00006.

生物化工专业求职信 篇5

尊敬的领导：

您好！

首先让这封求职信带去我诚挚的祝福祝您工作顺利,万事如意！

我是一名湖南化工职业技术学院05级生物化工工艺专业即将毕业的一名学生。名叫邓浩，我怀着一颗赤诚的心和对事业的执著追求，真诚地向您推荐自己。

在校的三年里，我觉得自己并没有虚度。我不仅学到了许多知识,还提高了自己的素质,大学期间，曾在班上担任过生活委员,得到了老师与同学的一致好评。这炼了我的工作及组织管理能力，培养了我的高度的责任心。注重综合素质的我,积极参加学校的活动，大二时参加过系篮球队与同学一起努力取的了全院第四名，大三时系内比赛第一。

专业方面：熟练掌握生物化学、微生物学、细胞生物学、酶工程与发酵工艺等重要专业课的理论原理，懂得其基本实验动手操作与应用能力。

计算机方面：学习并熟悉掌握windows xp平台操作系统，officeXX办公软件（word、excel、powerpoint等）。平面设计autocadXX等

但这并不能满足我的求知欲，同时我也明白大专生的优势和劣势。因此，我在学校就读期间报考了湖南农大食品工程专业的自考本科，也考试并取得了化工分析证。我在提高自己文化水平的同时也注重社会实践能力，寒、暑假间我分别在长途汽车上和ktv场所担任过售票员，培养自己与不同人的交际能力，今年暑假我也学习并报考了汽车驾驶证，不过由于时间问题只考了两个科目（还欠路考一项）。

性格随和的我在生活中有着良好的习惯，我自信但并不自傲。处于人生中精力最充沛的时期，我渴望在更广阔的天地里展露自己的才能，期望在实践中

得到锻炼和提高。因此我希望能够加入贵公司。我会踏实做好属于自己的这份工作，尽全力在工作中取得好的成绩！

手捧菲薄求职之书，心怀自信诚挚之念，感谢您在百忙之中给与我的关注，愿贵公司屡创佳绩，祝您的事业、生活皆顺利。

我热切期盼您的回音。谢谢

此致

远古生物水藻也存在生物钟 篇6

这一研究不仅让我们对与生物钟被打乱（如飞行员和轮班工人）相关健康问题有了更深的认识，而且还发现，在人类细胞中发现的24小时生物钟与藻类是相同的，并且可以追溯到数百万年前地球上的早期生命。

两项发表在《自然》杂志上、分别由英国剑桥大学和爱丁堡大学完成的研究，使我们对控制日常模式和季节活动（从睡眠周期到蝴蝶向花开的地方迁移）的生理节奏时钟有了进一步的认识。

剑桥大学新陈代谢研究所的一项研究，首次在红细胞中发现了24小时节奏。这一点非常重要，因为生理节奏常被认为与DNA和基因的活动有关，但红细胞却与身体中其它细胞不同，它没有DNA。

剑桥大学的阿赫莱什•雷迪说：“我们知道我们的细胞中存在时钟；它们与细胞密切相连。想象没有时钟指导我们能做什么，如果没有时钟协调每天的活动，细胞也一样。

“生物钟对健康的影响是多方面的。我们知道，生物钟被打乱会引起代谢性疾病如糖尿病、心理问题，甚至癌症。通过对细胞中生物钟作用的认识进一步加深，我们希望能搞清楚与这些疾病以及其它疾病之间的关系。这将会形成新的理论，而且在几年之前我们都想象不到。”

科学家对来自健康志愿者的纯化红细胞在暗处、体温状态下进行了孵化，几天时间里定期抽样检查生化标记物过氧化物氧还酶水平（血液中产生较多），并且发现，该物质存在24小时周期。实际上过氧化物氧还酶存在于所有已知的生物体中。科学家进一步研究发现，海洋水藻中也存在一种类似的24小时周期。这说明体内时钟是很重要的，即使对于远古生物。

研究人员是在定期抽样检查水藻中的过氧化物氧还酶发现它们也存在生物钟的。当水藻一直处于黑暗中时，它们的DNA就不再具有活性，但没有活性基因的水藻仍然保持着生物钟的节奏。科学家们认为，生物钟是受基因活性驱动的，但水藻和红细胞没有基因一样会保持生物节奏。

爱丁堡大学生物学学院的安德鲁•米勒说：“这项突破性研究证明，身体的生物钟是种远古的机制，经过几亿年的进化仍然和我们在一起。生物钟的重要性和复杂性要远远超出我们的想象。有关生物钟如何和为什么会出现在我们人类和其它生物中，以及它在控制人体中扮演什么样的角色等问题还有待进一步的研究。

生物化工 篇7

一、我国生物化工产业的现状特点

( 一) 产业结构特点。随着我国生物产业不断发展, 当前, 在产业结构方面, 我们正和世界高新技术产业发展趋势步伐相同, 那就是正迅速向产业集群化发展。生物产业集群, 就是指生物产业聚集在一定区域内, 根据不同规模等级与分工关系进行组织与合作, 产业集群不是众多企业的简单堆积, 而是通过纵横交错的网络关系形成的空间积聚体, 能够更有效地对生物产业资源进行汇聚与分配。中国生物产业在近些年的发展中加快了产业集聚, 形成了一批具有广泛影响力的产业基地, 为我国生物产业进一步集群化发展打下基础。

( 二) 工业结构特点。在工业结构上面, 生物化工产业的发展面向越来越广泛, 各个行业间的合作程度加深, 行业之间的区分度减少, 例如医药、农业、能源等相关企业也开始发展生物化工产业, 这种行业间的交融发展, 能够使各个企业得到资源的最大限度优化, 帮助企业传统工业能够有新的发展出路, 取得效益的最大化。

( 三) 产品结构特点。生物化工产业的产品结构随着技术的发展而不断完善, 生物化工产品越来越趋向专业化, 其附加值和科技含量也在不断提高, 让化工产品具有更好的市场价值, 满足人们日益增长的产品需求。

( 四) 技术水平特点。生物化工产业的不断发展, 使得生化反应过程、分离纯化水等各种技术水平不断攀升, 人们通过运用新的技术, 能够研发出更多新的产品, 形成了产业内部的良好循环。

二、当前我国生物化工产业发展存在的问题

( 一) 产业统筹规划不完善。我国当前生物化工产业尚处于发展阶段, 国家对于其重视程度也并没有像其他初具规模的产业一般, 生物化工产业缺乏专门的组织机构对其进行统筹规划, 许多环节与部门并没有形成良好的配合, 对于各个课题的研究安排也存在着不合理现象。与此同时, 各个技术的完成与发展存在于不同的单位, 各个单位之间由于缺乏统一的规章制度和统筹管理, 之间缺乏沟通, 每一项计划的完成缺乏衔接, 只是注重本单位利益的追求, 整条产业链不能够完整运行。

( 二) 产业资金问题。当前, 我国在进行生物化工技术产业发展时主要依靠国家进行投资监管, 但国家对于这一产业的投资力度并不能满足产业需要, 资金的缺失严重阻碍了生物化工产业项目的完成, 制约了其更好地发展。另外, 生物产业在进行融资过程中渠道较为单一, 例如银行在进行贷款支持项目选择上, 会更倾向于风险较低、产业发展较为成熟的企业进行合作, 而我国生物化工产业仍处在初期探索阶段, 无法满足银行对于贷款的各项要求, 使得这项产业无法得到金融机构的有效支持, 同时, 我国的风险资本来源比也较单一, 同样制约了产业的持续发展。

( 三) 产业创新能力不足。由于受到传统经济体制的影响, 当前我国在进行生物化工产业发展时, 创新工作通常由政府负责, 政府起着决定性作用, 负责项目的计划、实施、反馈, 统一调度科研经费, 这就导致企业在参与创新活动上积极性不高, 目前, 许多企业在发展过程中完成了许多项目创新, 但技术的产权尚不明确, 导致了企业参与积极性降低。同时, 我国在生物化工产业技术上仍比较依赖于外来先进技术, 这对于自主创新能力的开发也是一个阻碍。

( 四) 专业技术人才匮乏。我国在发展生物化工技术的这几十年里, 严重忽视了对于专业人才的把控, 导致大量的优秀技术人才流失海外, 同时, 我国对现有的技术人才教育与培训力度不够, 使得技术人员的理论知识不能转化为实践操作, 许多优秀的理论成果不能应用到实际产业中, 所以, 我国在对专业人才的培养上缺乏与各个企业的合作, 无法让理论人才真正了解市场需求, 从而进一步让人才将理论转化为实际经济效益。

( 五) 产业无法形成更大竞争力。当前我国生物化工产业发展规模较小, 许多企业都处在摸索发展阶段, 无法形成较为集中的产业集群和完整的产业链, 企业发展所需的各项硬件设备也是从国外直接引进, 技术水平较之国外仍十分落后, 无法在世界范围内形成更大的竞争优势。

三、推动我国生物化工产业发展的对策

( 一) 加强国家宏观调控与行业指导。要注重对生物化工产业内部各个产业的联系与融合, 生物化工既包括生物学科, 同时也涵盖了化学学科, 这两科分支同时又能够延伸至很多技术领域, 所以, 我们要充分把握各个学科的特点, 利用各个学科的优势进行资源共享, 让生物化工产业能够迈向更多领域, 汲取更多领域内的内容, 提高整个生物化工产业的整体实力, 同时也真正做到产业带动效力的发挥。

( 二) 完善产业投资方向与整体规划。针对我国生物化工产业资金不足、融资渠道单一等问题, 我们应当改变国家为主要投资方的局面, 充分引导并加大企业在资金投入上参与程度。一是国家应当加大对产业的投资力度, 增加产业研究经费, 对该产业的发展树立长远的发展观念, 制定出合理的投资计划, 并根据现实需要不断完善, 真正满足产业需要。二是充分鼓励金融机构对其支持力度, 例如在银行对其贷款过程中减少相关程序, 降低准入力度, 为生物化工企业在发展过程中奠定良好的资金基础。

( 三) 重视开展国际合作, 加强人才培养。一是在国内教育事业中加大对生物化工人才的培养, 对重点专业院校进行扶持, 除了对高校理论研究进行推广之外, 在高职院校内应加大对学生综合素质以及实际操作能力的培养, 着重建立一支具有完备专业知识水平和实践操作能力的生物化工高端人才团队。二是加强与海外先进企业的合作, 学习其先进的技术手段和人才培养模式, 最大限度吸引海外人才回归, 同时也要避免国内人才的进一步流失。

( 四) 注重产业内的知识产权保护工作。知识产权工作是生物化学产业技术成果的有效保证, 我国应当建立健全相关知识产权保护体制, 并建立起能够有效实施相关法律政策的优良环境, 不断保护产业技术成果, 同时提高自主知识产权的数量与质量。国家相关执法部门在遇到侵权仿冒等违法行为时, 要加大打击力度, 让生物化工技术知识产权保护工作得到有效落实。

当前, 我国正处在生物化工技术发展的黄金时期, 各项技术的发展与政策的完善都为其发展创造了有利条件, 我国应紧紧抓住这个机遇, 在未来不断完善各项政策, 创造更好地环境与条件保证生物化工产业的快速发展。

参考文献

[1]房存金.我国生物化工发展的现状与展望[J].中国科技信息, 2005, 7 (13)

生物化工 篇8

针对发展生物技术及产业的难得历史机遇, 科技部中国生物技术发展中心的《中国的生物技术与生物经济》一文中指出, 我国的生物技术产业也在迅速崛起, 2008年全国生物技术产业总产值突破8000亿元, 生物技术人才初具规模, 目前拥有国家、部门和地方政府资助的生物技术重点实验室近200个, 技术和产品研发人员2万多人。

————数据————

转基因作物种植面积380万公顷, 落后于发达国家

自1996年转基因商业化以来, 全球共种植了近10亿公顷的转基因作物, 尤其是最近几年, 种植规模逐年扩大, 发展速度惊人。据中国农业新闻网数据, 2008年美国3530万公顷全国玉米作物中有85%为转基因作物, 其中78%为双性状或三性状杂交作物, 只有22%为单一性状的杂交种。转基因棉花在美国、澳大利亚和南非的全国种植面积占到90%以上, 双性状复合型占到美国所有转基因棉花的75%, 澳大利亚为81%, 南非为83%。2005年, 转基因作物的全球市场价值为50多亿美元, 2009年猛增到85亿美元, 转基因作物的推广带来了巨大的社会和经济效益。以美国为例, 美国通过转基因技术实现了谷物生产低成本和高品质, 在世界谷物贸易中长期占据霸主地位, 抢占了世界62%玉米市场和60%大豆市场。

我国在转基因品种的培育以及商品化推广等多个方面还远远落后于美国等发达国家, 但我国有丰富的作物种质资源, 作物种质资源总量达39.2万份, 从1986年至2005年, 我国对已有的作物物种资源共进行农艺性状鉴定35万余份 (如表1) 。

2020年石油和天然气对外依存度将分别达到60%和34%

缓解能源压力, 开拓生物质新时代, 需要生物技术强有力的支撑。据生物技术发展中心预计, 2020年, 随着经济发展、城市化进程加快和人民生活水平的提高, 我国一次性能源需求将在25—33亿吨标准煤之间, 最少是2000年的一倍。2020年前至少要新增年产煤炭7—10亿吨, 否则会重新出现煤炭供应紧张的严峻局面。2020年, 我国石油消费量将达到4.5—6.1亿吨, 国内可供量1.8—2.0亿吨, 天然气需求总量将达到1450—1650亿立方米, 进口量为500—600亿立方米, 两种重要能源的对外依存度将分别达到60%和34%。因此, 必须发展新能源和再生能源。生物质能源是最重要的一种替代能源, 美国等一些国家提出发展“氢经济”。开发和利用可再生的生物质能, 以燃料酒精、生物柴油部分代替汽油, 以沼气代煤和天然气, 将为缓解能源压力提供强有力的支撑。

专利成果占全行业17%, 前景可期但成果产业化堪忧

中国生物医药产业作为政府有意培育的一个战略性新兴产业, 近年来产业规模不断扩大, 并保持高速发展态势。据科学技术部中国生物技术发展中心数据显示, 我国生物产业总规模已经超过万亿元。过去5年, 如表2, 我国生物医药产业规模增长了2倍, 研发经费增加了4倍, 国际上发表论文增加了6倍, 申请临床研究的药物数量增加了8倍, 专利数量增加了10倍。预计到2020年, 我国生物医药产业将达到6万亿元的规模。

然而, 生物医药科研成果的产业转化状况不理想正成为困扰产业发展的瓶颈。生物医药研发经费占医药产业整体研发经费的比重不到15%, 却发表了包含生物技术、临床医学和基础医学在内的占全行业43%比重的论文;相比之下, 其专利成果仅占了全行业的17%, 而且这一比例还有下降的趋势。这种研发成果在论文和专利上比重差距较大的现状, 暴露出我国生物医药研发成果产业化能力的薄弱。

————分析————

保障食物安全, 生物途径最有效

预计到2020年, 我国人口将达到14.5亿, 要保障这么多人的吃饭问题, 粮食产量必须达到6.3亿吨。在耕地不断减少、水资源短缺的情况下, 要实现这一目标, 粮食单产必须提高40%-60%, 因此, 利用转基因技术和分子育种等培育超高产农作物新品种是最有效的途径。在保障粮食供应的同时, 还应提高农业资源利用率, 改善农业生态环境。因此, 具有抗旱基因的植物品种将大幅度增加西部地区的植被覆盖率, 再造秀美山川;抗旱作物将使10亿亩旱地变为中高产田, 抗盐植物将可能使5亿亩盐碱地变成农田。

此外, 为保障食品安全, 从根本上改善人民膳食结构, 需要生物技术强有力的支撑。我国许多农产品有害物质残留严重超标、环境污染日趋严重, 食物安全事件日益增多, 形势严峻。生物肥料、生物农药的使用将大幅度降低农业化学品的污染, 新型食品添加剂、保鲜剂的应用将大幅度提高食品的质量和安全性。

来自中国生物技术发展中心的数据显示, 2007年中国食品工业产值已突破30000亿元, 仅是农业产值 (48893亿元) 的61%, 加工水平滞后。按发达国家水平计算, 我国食品工业产值至少还有20%的潜力。挖掘食品工业潜力, 依靠生物技术形成第四代食品, 将形成25000亿元的产业, 为1000多万人提供就业机会。

生物医药技术, 防治疾病新思路

据生物技术发展中心的数据, 目前我国艾滋病感染者达到84万人, 预计到2010年艾滋病病毒携带者将超过1000万;活动性肺结核病人约450万例, 居世界第二;乙型肝炎病毒感染者超过1.2亿人, 占世界携带者的1/3;糖尿病患者超过2000万人, 血吸虫病患者达到80万人。心脑血管疾病死亡率仍持续上升, 2002年的死亡率是1953年的两倍, 恶性肿瘤和心脑血管疾病所造成的死亡占人口总死亡、劳动年龄人口总死亡、特别是最佳劳动力损失人口总死亡的60%—70%左右。人口和健康方面存在的问题堪忧, 每年出生的近1700万人中4%—6%有出生缺陷, 严重影响民族整体身体素质。基因诊断、基因治疗等现代医药生物技术的广泛应用将为预防和治疗难治性疾病提供新的思路, 并可以大幅度降低出生缺陷率。

绿色能源, 缓解资源压力改善生态环境

我国是个化石能源资源十分短缺的国家, 预计到2020年, 我国的石油自给能力无法满足国民经济和社会发展的需求, 石油资源安全和能源安全的问题将越来越突出, 严重影响经济发展和国家安全。我们只有通过节约能源、开发新的可再生替代的生物能源才能保障能源安全。

此外, 我国约85%的二氧化硫和28%的总悬浮颗粒物是由于煤炭燃烧造成的, 导致城市空气质量下降和30%的国土受酸雨危害。2000年我国二氧化碳排放量居世界第二, 占世界总量的13%。如果保持现有的资源利用和污染排放水平, 到2020年, 资源利用对生态环境的影响将是现在的4.4-4.8倍;到2030年前后, 中国二氧化碳的排放量有可能超过美国, 居世界第一位。如果保持现有环境质量, 资源利用率必须提高4—5倍。利用生物能源, 可以减少环境午饭, 同时生物技术大幅度增加绿色植被, 吸收CO2将从根本上净化空气, 减缓气候变暖的趋势。

水土流失也是我国很重要的生态环境问题, 我国水土流失面积为356万平方公里, 占国土总面积的1/3;全国沙化土地169万平方公里, 约占国土总面积的18%, 需要发展抗旱、抗盐碱的生物新品种, 增加地表覆盖;遏制我国土地沙化、荒漠化加剧的势头需要依靠生物技术培育抗旱、抗盐碱的生物新品种。

————建议————

生物产业与信息产业相比, 具有明显的特点, 技术垄断、市场垄断程度较低, 为广大发展中国家, 特别是生物资源丰富的发展中国家提供了一次难得的历史机遇。我国应采取重大举措, 像当年抓“两弹一星”那样抓“生物经济”, 在生物经济时代再创辉煌。

政策支持, 营造发展环境

应实施专利战略和标准战略, 加强知识产权保护, 保护国内市场, 开拓国际市场。尽快制定具有我国自主知识产权的生物技术产品标准, 建立检测技术、安全监控、安全预警、风险评估、进出口监控体系, 提高我国生物技术产品国内市场占有率和国际竞争能力。同时营造有利于生物技术产业发展的环境。并大力发展生物技术中介机构, 为加速生物技术成果的转化和产业发展提供良好的服务。

人才培养, 打造产学研队伍

应牢固树立人才资源是第一资源的观念。实施人才强国战略, 打造一支国际一流的人才队伍。着力营造崇尚科学, 尊重人才, 激励创新, 宽容失败, 有利于人才成长的创新文化与环境。注重和加强优秀人才培养, 造就一批具有国际影响的学术带头人;造就一支既具备科技知识和长远战略眼光又了解市场和产业发展需求的科技与经济结合的复合型管理人才和科技型企业家队伍;政府、学术机构以及企业联合推动, 设立生物技术领军人物基金, 吸引和凝聚尖子人才为国服务和创业。

资金投入, 健全创新体系

应加大对生物技术研发和产业化的公共投入力度。公共投入重点支持原始创新性研究、关键技术和核心技术研发, 基础设施、共性技术平台建设, 健全国家生物技术创新体系。

建立和完善多渠道、全社会投资机制和体系。积极鼓励和吸引企业界、金融界等方面对生物技术研究的投入。在产品开发和产业化方面, 应逐步形成政府给予引导性支持, 企业和社会资金投入为主的格局, 逐步形成适合我国国情和生物技术产业发展的创业投资体系和运行机制。

国际合作, 提升研发水平

应鼓励以各种方式加强国际交流与合作, 通过积极参与国际合作与竞争, 迅速提升我国生物技术的研究开发水平。

鼓励和支持国内机构与国外机构合作, 在国外建立生物技术前沿和核心技术方面的联合实验室、研究机构, 充分发挥留学人员和华裔科学家的作用;同时, 吸引和支持国际知名大学、研究院所在国内建立分支或合作机构。

化工产业的希望绿色化工 篇9

20世纪中叶, 科学与技术在全球范围内进入了一个飞速发展的时期。与此同时, 越来越引起人类担忧的是全球资源的掠夺性开发和伴随工业化发展而产生的大量“三废”排放, 这些对人类的生存环境造成了严重的破坏。由于环境的污染和生态平衡的失调, 对生命和健康造成了极大的威胁, 人们越来越清楚地认识到保护环境的重要性, 利用化学原理从源头上消除环境污染, 研发绿色化工技术势在必行。

1 化学工业现状

化学工业是与人类生活关系最密切的工业, 已渗透到人类生活的各个方面, 包括衣、食、住、行乃至当代高科技的发展都与化学化工的进步直接相关, 因此, 化学工业所表现出的“环境污染”和“特殊贡献”两重性, 对广大化工研究人员和生产人员提出了挑战。最初的办法是对化工生产过程中产生的污染进行治理, 政府和企业投入大量资金和人力, 对环境污染的治理方法和技术开展了大量而卓有成效的研究, 发展了水处理技术, 大气污染治理技术, 固体废弃物处理技术和噪声治理技术等环境保护手段, 对环境生态的保护作出了重要贡献。但是人们发现, 随着人类社会的不断进步, 生产规模的迅速增长, 环境治理的速度远远落后于环境污染的速度, 而且用于污染治理的费用不断上升。地球的生态环境随着工业生产的不断进步而迅速恶化, 已严重威胁着人类的生存。因此, 根本的解决办法只有一条, 这就是彻底改变传统工业的生产模式, 倡导绿色化生产, 从污染源头防止污染发生, 走可持续发展道路。特别是化学工业, 只有用“绿色化学工艺”来替代传统化学工艺, 实施化学工业的清洁生产, 才有可能完全改变化学工业的面貌, 使化学工业实现跳跃式发展。在这样的背景下, 产生了从源头上减少和消除污染的清洁生产, 即绿色化工。

2 绿色化工的原理

通过利用一系列的化学原理与方法来降低或除去化学产品设计、制造与应用中有害物质的使用与产生, 使化学产品或过程的设计更加环保化, 包括所有可以降低对人类健康产生负面影响的化学方法的技术, 在此基础上产生的无害化工过程, 被称为绿色化工。绿色化工的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段, 因而过程和终端均为零排放和零污染。

3 研发绿色化工的紧迫性

随着经济的快速发展, 环境问题、化学污染问题日益被提高到愈来愈重的位置, 在各地大力发展工业的同时, 环境污染问题实行一票否决制, 由此催生各类厂矿企业加大绿色环保、绿色产品的研发, 尤其是化工类企业更是下大力气进行科技研发, 探讨环境友好, 节约能源的新工艺;探索绿色原料, 尽可能选用无毒无害的化工原料进行化学合成;开发绿色工艺, 利用全新的化工技术, 从工艺上清除有毒有害物质的产生, 做到清洁生产, 最终实现废物的零排放;生产绿色产品。近几年, 中国科学院化学部加大了《绿色化学与技术》院士咨询课题, 并多次召开了研讨会, 探索“可持续发展问题对科学的挑战--绿色化学”, 由此推动了绿色化工的发展。

4 研发绿色化工的内容

1) 选择可更新的原材料;设计低公害的化学合成方法;原子经济性化学反应;应用催化转化并开发新催化剂;设计更安全的化学产品和化工过程;降低化学过程能耗, 尽可能采用在环境温度和常压下进行的合成方法;尽可能不用助剂或附料, 必要时选用无毒的助剂或附料;选用本质上更安全的化学产品;防止产生污染的过程分析;化学品的可降解性。

2) 研发可替代的原料、试剂、溶剂, 新型催化剂与合成过程等等。如通过对废弃的物质进行处理, 将其转化为动物饲料和有机化学品;利用无毒无害的原料代替剧毒的光气、氢氰酸生产有机原料;利用生物技术以废弃物为原料生产常用的有机原料;采用超临界CO2代替有机溶剂作为油漆和涂料的喷雾剂等。

3) 具有可回收利用性、可处理性或可重新加工性能的清洁化学产品, 近年来在这方面的研究有: (1) 可降解塑料。目前, 降解塑料主要分为光降解塑料和生物降解塑料。 (2) 氟氯烃替代产品。臭氧层的破坏是当前国际上面临的三大全球性环境问题之一, 为了保护臭氧层必须禁止使用CFCs (氟氯碳化合物) 。 (3) 绿色涂料产品:传统的涂料产品含有大量挥发性有机化合物 (VOC) , 污染环境, 危害人身健康。不含VOC的绿色涂料产品主要为:水基涂料、粉末涂料和无溶剂涂料。在绿色产品的要求下聚合方法也得到了发展, 特别是在乳胶型涂料方面通过改进的微乳聚合方法成功地制备了固含量高达30%~50%, 乳化剂含量为1%~5%, 微粒小于2nm的含反应性官能团的丙烯酸酯类乳胶, 其VOC含量为零。

5 研发绿色化工的经济实用性

绿色化工是解决污染问题的一种根本方法, 与传统的污染处理不同, 绿色化工通过改变化学产品的结构与性质或产生工艺过程来减少或消除有害物质的产生与使用。绿色化工通过设计或重新设计化学物质的分子结构, 使其具备所需的特性又避免或减少有毒基团的产生与使用。同时, 绿色化学追求高选择性化学反应, 副产品极少, 甚至达到原子经济性, 实现零排放。因此, 研发绿色化工不仅可以防止环境污染, 亦可提高资源与能源的利用率, 提高化工过程的经济效益, 对化工过程的可持续发展具有巨大的推动作用。随着化工行业清洁生产的持续推进, 绿色化工产品将以绿色优势赢得市场。短期来看, 推进绿色化工技术和生产规范会提升生产成本。长期来看, 随着社会和公众对绿色化工产品的认可, 通过推进企业和产品的绿色化, 先行的企业和产品将会赢得公众, 赢得市场;许多尚无绿色意识和改进措施的产品将被禁止而为绿色替代产品提供机会。因此, 开发绿色化工前景广阔, 应用广、实用性强、经济效益显著。

参考文献

感知生物思想, 再现生物魅力 篇10

一、感知生活中的生物思想, 体会生物现实意义

生物思想是生物知识的灵魂, 生物知识则是生物思想的具体呈现, 两者是无法分割的整体。生物思想深深地蕴藏于生物知识之内, 生物教学中每一个知识点都寓于生物思想之中。然而生物思想对于高中生来说是较为抽象而高深的, 需要通过教师的挖掘和揭示, 从而让学生感知思想, 启迪智慧[1]。在实际教学中, 教师应通过生物与生活的紧密联系, 从学生熟悉的生活现象和已有经验入手, 接通生活与生物的源头, 将抽象枯燥的生物思想转变为生动形象的具体行为, 让学生体会到生物学科的现实意义。如在讲“生物生态的稳定”一课时, 很多学生对“生态系统具备自我调节功能”这一思想观点存有不解和疑问, 这时可以将日常生活中的实例引入, 让学生联系实际进行思考:人喝水多后排尿的现象;水乡人在河水中洗衣、洗澡、淘米, 可是河水仍旧很清澈的现象;著名的诗句“野火烧不尽, 春风吹又生”所描述的现象等。这些就发生在学生身边的事例, 让他们感觉到非常熟悉和贴切, 当他们对这些生活现象进行思考和探究的同时, 已经主动寻找到了生活中隐含的生物思想。

二、运用多种生物思想方法, 再现生物学科魅力

生物思想是无形而抽象的, 它是通过生物思想方法加以呈现的。因此, 在高中生物教学过程中, 要在引导学生对生物知识进行认知的同时, 注重对学生进行生物思想方法渗透与培养, 只有将知识、技能和方法进行紧密结合, 才能让学生充分感受到生物学科之无限魅力。

(1) 生物思想之“辩证统一思想”。对立统一, 是辩证法的核心, 在生物科学中这种思想比比皆是, 如生活环境与生物之间的相互依赖、相互制约的关系, 生物体功能与结构的统一等。同时, 生命活动的过程也存在着这种“矛盾运动”, 如个体生长发育是异化作用与同化作用的对立统一;促进生物进化的内因, 就是变异和遗传的矛盾;生物进化均使用的是同一“遗传密码”, 因此生命世界实际上是一种“大统一”的整体格局等。这都是蕴涵于生物科学中的“辩证统一”思想, 通过这些思想的挖掘与提示, 可以帮助学生养成辩证的思维习惯和思维方式。

(2) 生物思想之“守恒思想”。同物理和化学中的守恒思想相同, 生物学科中也存在着守恒思想, 它对学生在进行专题知识的学习中起到加快理解和记忆的作用。如在讲到多条肽链蛋白质合成时, 蛋白质方程式是运用原子守恒计算出来的, 而质量也是运用原子守恒进行计算的, 这就是守恒思想的具体表现。而如果将生命活动与守恒思想联系, 最具代表性的则是呼吸作用与光合反应。在生物教学中, 循序渐进地将这些知识与守恒思想进行转化与渗透, 从而让学生学会运用这种思想去理解有关能量转换的问题, 会使那些教学难点和学生的记忆难点迎刃而解。

(3) 生物思想之“理论联系实践思想”。生物教学的目的是让学生“学以致用”, 即如何让生物知识与生物思想成为解决现实问题的“利器”。理论联系实践的思想, 可以帮助学生加强知识与现实之间的联系, 让他们在实践的过程中对生物形成正确认识和深刻理解[2]。如在讲《细胞分裂、分化和衰亡》中《关注癌症》一节时, 可以在现实中各种罹患癌症的病例中取出一到两个典型案例来供学生分析, 通过患者的CT影像, 让学生直观地去认识细胞癌变的现象, 从而分析其诱因, 并向学生及时传授关于预防细胞癌变的常识。而讲到《遗传和染色体》时, 则可以适当导入由近亲结婚而导致畸形儿童发病率增高的现象, 使学生对遗传疾病形成一个正确的认识。

总之, 在高中生物的实际教学中, 教师应清楚地意识到, 只有让学生体会到生物思想之精髓, 才能真正理解生物科学之含义;只有让他们学会了运用生物思想去感知蕴涵在生物科学中的“美”感, 才能领略到生物科学的真正魅力;也只有让学生在学习知识的过程中不断领悟完整的生物思想, 才能使他们的思维更活跃、情感更丰富、精神更强大!

参考文献

[1]黄慧玲.“整体性思想”在高中生物复习课堂中的应用策略研究[J].中学时代:理论版, 2012, (1) :12-13.

简析化工仪表和化工自动化 篇11

关键词化工仪表;化工自动化;过程控制

中图分类号TQ文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)111-0120-01

化工自动化就是化工生产过程自动化,通常指将一些自动化装置安装在化工设备上,以实现化工生产流程的自动监控。而实现化工生产过程的自动化,必须依赖于高性能仪器、仪表,对生产过程进行显示、测量,并依此对生产工艺过程进行有效控制和调整。

1化工自动化仪表的种类和性能

分类方法很多,根据不同原则可以对自动化仪表进行不同的分类。我们根据实际生产中数据采集的不同特点,从以下几方面对化工自动化仪表进行分析。

1)温度仪表。化工生产的特点是在一定温度和压力下,使原料发生一定的化学反应或变化,因此,对于生产中的温度控制是不可避免的。一般需要指示的温度范围为-200～+1800℃,方式一般为接触式测量。最常用的仪器仪表是热电阻、热电偶。由于电子技术的发展特别是现场总线技术的应用,热电阻、热电偶信号直接进入DCS或其它温度采集仪表,一体化的温度变送器(两线制)等,使温度控制实现自动化。

2)压力仪表。压力是化工生产中必不可少的,没有一定的压力,反应就会发生,生产就不能进行。而因压力往往关系到生产、设备和人身安全,因此,压力仪表是非常关键的。一般压力范围为负压到300Mpa(高压聚乙烯反应器)。

因为压力的测量原理有多种,压力仪表的种类也较多,有压力传感器、变送器和特种压力仪表等,应用的范围有高温介质、脉动介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量,精度可达0.1级。

为了测量不同场合的压力,压力表可分为:液柱式、弹性式、活塞式(压力校验仪)3类。作为压力调节系统除采用压力变送器将信号送至DCS或其它调节器外,位移平衡式基地式调节器仍常用于现场测量和控制。

3)物位仪表。在化工生产中,往往需要对原料、半成品和成品的液位进行测量,由于测量过程与被测物料特性关系密切,所以除浮力式仪表外,物料仪表没有通用产品,按测量方式分为直读式、浮力式、静压式(差压、压力)、电接触式、电容式、超声波式、雷达式、重垂式、辐射式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等,其中雷达式(0.3%)、磁致伸缩式(0.05%)以及矩阵涡流式液位计(±1mm)精度高,在石化行业的应用逐步普及。

4)流量仪表。流量的测量是化工生产中最多的控制环节,也是温、压、液(位)、流四大参数中内容最丰富的一个门类。我们所说的流量,不是一般的流速,是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量,有时还要测量管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量(流量积算仪)。由于不同条件下对流量测量的要求不同,有大口径流量、微小流量;高、低温介质的流量;高粘度介质强腐蚀介质的流量;粉料、粘污介质的流量;脉动流、多相流等流量。

流量测量原理上大致分有速度法、容积法测量体积流量,直接法、推导法测量质量流量。实际上细分有节流式或压差式(孔板、喷嘴、文丘里管等)、速度式(水表、涡轮、靶式、电磁、超声波、涡街、质量流量计等)。

5)在线过程分析仪。现代化工生产自动化需要全部的工艺参数的自动化测量与控制,因此,生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,而对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是生产过程控制成功与否的根据,在线过程分析仪的应用,可以实现化工生产控制和分析的完全自动化。在应用中,在线过程分析仪往往要与高精尖的分析仪器配套使用,一般包括液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。

2化工仪器仪表的新发展

1)仪表有了可编程功能。计算机的软件进入仪表,可以代替大量的硬件逻辑电路,这叫硬件软化。特别是在控制电路中应用一些接口芯片的位控特性进行一个复杂功能的控制,其软件编程很简单(即可以用存储控制程序代替以往的顺序控制)。而如果带之以硬件,就需要一大套控制和定时电路。所以软件移植入仪器仪表可以大大简化硬件的结构,代替常规的逻辑电路。

2)仪表有了记忆功能。以往的仪表采用组合逻辑电路和时序电路,只能在某一时刻记忆一些简单状态,当下一状态到来时,前一状态的信息就消失了。但微机引入仪表后,由于它的随机存储器可以记忆前一状态信息,只要通电,就可以一直保存记忆,并且可以同时记忆许多状态信息,然后进行重现或处理。

3)仪表有了计算功能。由于自动化化仪表内含微型计算机,因此可以进行许多复杂的计算,并且具有很高的精度。在自动化仪表中可经常进行诸如乘除一个常数、确定极大和极小值、被测量的给定极限检测等多方面的运算和比较。

4)仪表有了数据处理的功能。在测量中常常会遇到线性化处理、自检自校、测量值与工程值的转换以及抗干扰问题。由于有了微处理器和软件,这些都可以很方便的用软件来处理,一方面大大减轻了硬件的负担,又增了丰富的处理功能。自动化仪表也完全可以进行检索、优化等工作。

5)仪表的测量精度高了。由于自动化仪表的中心控制系统是微型计算机,可以进行快速多次重复测量,然后求平均值。这样就可以排除一些偶然的误差与干扰。

6)仪表具有修正误差的能力。实时地修正测量值误差是较为复杂的功能。装有微处理器的仪表可以减少误差,依靠限制干扰来提高精度。

7)仪表能够实现复杂的控制功能。实现自动化以后,一些常规仪表不易实现的功能,在自动化仪表中就很容易实现。比如一台气相或液相色普仪,这种仪器利用对于复杂化学混合物进行色层分离的方法来确定样品中存在的每一种化学成分的含量。

电子技术、计算机技术的发展,也促进了常规仪表的发展,新型的数字仪表,智能化仪表,程序控制器,调节器等也不断投入使用。现在我国大、中、小型企业以及广大乡、镇企业依据不同的生产实际和需求,气动仪表、电动仪表、模拟仪表、数字仪表以及各种智能化仪表,计算机等都在进行使用,形成了气电结合、模数共存、取长补短,协同发展的局面。它们构成的各种自动化控制系统极大地推动着我们的现代化建设事业。

3结束语

生物化工 篇12

一、模型存在不足, 纠正促进成长

(一) 细胞膜的流动镶嵌模型

制作细胞膜的流动镶嵌模型需要的基础知识有︰组成细胞膜的基本成分、磷脂分子的结构、蛋白质在磷脂双分子层上的分布。

第1组的代表对他们的作品 (如图1) 做了如下介绍︰“我们用深蓝橡皮泥捏成了磷脂的头部, 将橡皮泥附着于白纸上, 将白纸中间剪开制成磷脂的尾部。用红色的橡皮泥捏成了蛋白质和寡糖链。”

其他同学在聆听之后提出了以下几个问题。

(1) 1个磷脂分子应该有一个亲水性的头部和2个疏水性的尾部。你们模型上的磷脂分子的头部和尾部的比例不是1:2的关系, 而是一个亲水性的头部有3-4个疏水性的尾部。

(2) 部分蛋白质应该镶在磷脂双分子层的外表面, 部分蛋白质应该嵌在磷脂双分子层中, 部分蛋白质分子应该是贯穿在整个磷脂双分子层中, 而该模型中的蛋白质只有第3种分布方式。

第一组的成员面对质疑做出了如下的回答︰“我们没有想清楚磷脂的结构, 只是照着课本上的模型捏出了相似的结构。蛋白质的分布方式不全面的原因是由于我们赶时间, 所以没有考虑全面。”

“纸上来得终觉浅, 绝知此事要躬行。”学生平时课堂上仅仅是对这些知识进行机械性的记忆, 并没有理解它的含义。构建生物模型的过程就是一个晒知识的机会, 正如晒衣服一样, 学生把有相关的模型晾出来, 在全班学生的共同侦查下就会发现一些不足, 从而共同构建正确的知识框架。

(二) 线粒体模型

制作线粒体模型需要注意的事项有︰双层膜、内膜向内折叠凹陷形成嵴。

第2组的代表介绍了他们的代表作 (如图2) :“我们小组的取材很特别, 我们用半个花生的壳充当线粒体的外膜, 用一根弯曲的电线充当线粒体的内膜。我们自己对这个模型感到比较成功。”

其他同学在笑过之后提出了2点疑问。

(1) 线粒体的内膜并不是全部折叠, 而应该是部分折叠。请问你们模型上的什么结构代表内膜?

(2) 请问你们这个模型中的内膜面积大于外膜吗?

第一组的组员做出了如下回答︰“我们在选材制作的过程中, 只注意到了线粒体的内膜向内凹陷折叠形成嵴这个显著的特征。我们没有全面考虑线粒体的内膜的特征, 所以出现了该模型中的不足, 在今后的制作过程中我们会注意改进的。”

有知识的人不实践, 等于一只蜜蜂不酿蜜。学生平时掌握的知识只是脑海里零散得储存, 没有完整的完善的构架。动手制作的过程中暴露出一些缺陷, 在小组之间的相互纠错的过程中, 大家思维的都比较迅速, 碰撞出了思维的火花, 从而很快地找到了模型的不足, 完善了知识的构建。

(三) DNA模型

制作DNA模型需要具备的基础知识︰ (1) 磷酸和五碳糖交替连接排在外侧。 (2) 碱基对排在内侧。 (3) 两条脱氧核苷酸链反向平行。学生平时对这三点的理解, 不觉得有什么困难。对做一个DNA模型持胸有成竹的感觉。但是模型还是暴露出了一些瑕疵。

第二组的代表介绍了他们的模型 (如图2) 。“我们用硬纸板剪出了如图的零件, 然后用订书钉将各个零件之间订起来。”

其他同学在聆听之后提出了以下4点疑问。

(1) 该模型中相邻的2个脱氧核苷酸之间没有连接, 而是直接连接在额外的“扶手”上。

(2) 该模型不能体现A-T、C-G之间的氢键数目不同。你们模型仅仅用一个相同的结构体现了碱基之间的氢键。

(3) 该模型不能体现A只能与T配对, C只能与G配对。你们模型中不能看出配对碱基之间的一一对应关系。

(4) 该模型不能体现DNA的两条链之间是反向平行的。

第二组的成员做出了如下的回答︰“我们误解了相邻的两个核苷酸之间的连接方式, 我们就机械地用将一条链中每个核苷酸都连在边上的硬纸板上。不同碱基对之间氢键应该不同。在以后的制作过程中, 我们可以通过不同的形状来体现碱基之间特异性配对。”

这说明学生根本就不理解DNA分子的骨架是什么。只是生搬硬套地凑了两个骨架。这说明学生在制作模型的过程中模仿占了主要地位, 缺少自己的思考。

“学者贵于行之, 而不贵于知之。”司马光的这句名言很好地阐述了学习中“知”与“行”的关系。学生对于DNA结构的特点几乎都能背出来, 但却做了一个DNA的伪劣模型。这说明构建模型有助于学生对知识的理解。

二、实验教学中“纠正”更显重要

在高中生物实验课堂上, 有部分学生实验由于实验室的器材不足或者学生的不规范操作都会导致实验失败。很多教师会在上课之前会为学生打各种各样的预防针, 想让学生做一个严谨的实验获得预期的实验结果。其实我认为, 事先灌输的效果不一定有事后纠错的效果好。实验的预期设计固然重要, 但实验后的总结和失败原因的分析应该是实验课的主要目标之一。

在“探究不同加酶洗衣粉的洗涤效果”这一实验中, 洗衣粉中添加的酶的种类是自变量, 各自的洗涤效果是因变量, 其余变量都是无关变量。无关变量列举如下: (1) 各组所用的水量。 (2) 各组的水温。 (3) 各组的洗衣粉量。 (4) 各组洗涤的材料的质地。 (5) 各组洗涤材料的大小。 (6) 各组污染物的种类。 (7) 各组污染物的污染程度。 (8) 各组的洗涤时间。 (9) 各组的洗涤强度等。其中 (2) 和 (9) 在一般学校的实验室中就很难控制相同且适宜。有部分教师因为无关变量很难控制就避开这个实验不做。其实, 教师只需要在学生实验结束时引导学生分析自己在实验过程中有哪些无关变量没有控制好。反其道而行之, 有时会有一种豁然开朗的感觉。在微生物的培养试验中最关键的注意点就是无菌操作。在一般农村高中没有超净工作台, 只能火焰旁操作。所以最终培养的结果往往要比预期的结果更复杂。教师可以带领学生一起分析自己操作的过程中有哪些步骤可能会使培养基被杂菌污染。还可以趁机让学生观察平板上不同菌落的形态, 根据教师提供的资料学会认识菌落。

三、构建生物模型, 培养学生情感态度价值观

构建模型可以锻炼学生的自信。在这次活动中第三小组用一个最小的材料 (花生壳) , 花了最短的时间, 制作出了一个最逼真的线粒体。他们自认为自己的模型还是可以的, 他们找到了自信, 相信以后在各门学科的学习上都会有进步的。他们相信自己一定能行。

构建模型可以培养良好的人际关系。细胞本身就很小, 肉眼无法看见, 其中的一个结构或一个分子就更小, 但是不管空间有多小, 每一个特定的结构一般都在特定的位置分布着。各个结构都有条不紊的完成着自己的使命, 他们相互联系, 相互合作, 从不互相推卸责任。细胞的各个结构能够相互协调, 达到共赢, 有效地完成着各项生命活动。我们人类应该能够比细胞的各个结构做得更好, 和谐共处, 促进社会精神文明的发展。

制作模型让学生学会了交流。在这个过程中小组内部的成员要相互协作、积极动脑、善于倾听才能在较短的时间内完成作品。制作模型的材料大多数是父母帮忙找的一些废旧的材料。学生请父母帮忙找一些材料, 增加了与父母交流的机会, 促进了家庭的和谐。

制作模型培养了学生的毅力。毅力是人生之宝, 毅力是成功的前提。在制作的过程中, 挫折经常出现, 阻挡着活动的进展。但是绝大部分的学生还是克服了困难, 做出了模型。

著名教育家陶行知先生说过:“手脑双全, 是创造教育的目的。中国教育革命的对策是使手脑联盟。”纠错过程会在学生的知识构建中亮起红灯, 引起注意[1]。改正原有的错误的突触连接, 建立正确的新的突触, 让信息传递的过程更顺利, 让学生在运用时能快速准确地从知识库中提取知识。纠错的方法有多种, 在高中生物课堂中常用的有讲授法、自主合作讨论法。其实利用这两种方法进行纠错的过程中如果只是依赖于抽象的基础知识进行纠错, 有时可能取得的效果很差。在纠错的过程中如果借助于模型、动画等直观的教学辅助工具, 纠正过程可能会取得很好的效果[2]。

摘要：在一次研究性学习活动过程中, 我发现构建生物模型对纠正学生生物知识、改变学生情感态度价值观都具有很大的影响作用。

关键词：研究性学习,构建生物模型,促进成长

参考文献

[1]孔详蛟.纠正式教学法在掷标枪教学中的应用, 考试周刊, 2008 (29) :126.