生物质的特征篇1

关键词：生物活性物质；正交试验设计；Levenberg-Marquardt算法；预测

中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）32-7802-05

生物活性物质是指对人类高级生命活动具有调节功能的生理活性成分。在枸杞、柑橘等果实中富含黄酮、多糖等多种生物活性物质[1，　2]。其中，枸杞总黄酮具有清除自由基、抗氧化、抗突变、抗肿瘤、抗菌、抗病毒和调节免疫、防治血管硬化、降血糖等功能[3]；柑橘果皮中类黄酮类物质具有抗肿瘤以及保护心脑血管等多种保健和医疗功能[4]。通过发酵法酿制的枸杞、柑橘果酒因为风味好、能保留较多活性物质而深受人们青睐。受发酵温度、糖添加量、酵母添加量及pH　值等因素影响，果酒中生物活性物质的最终含量波动性很大[5]，如何有效地掌握活性物质波动的内在规律，正确地预测出活性物质的变化趋势，对于果酒的发酵过程优化，进一步提高果酒的营养和保健价值具有重要的指导意义。

传统的果酒生物活性物质预测模型通过线性回归法、响应面分析法实现，对发酵过程中的影响因子进行优化。由于影响果酒生物活性物质的因素较多，而且这些因素之间表现出较强的非线性特征，因而预测的精度不高。神经网络作为一种新出现的人工智能技术，具有很高的自适应、自组织、联想记忆及非线性映射能力很强等特点，为果酒生物活性物质的预测提供了一种新的方法[7，8，9]。

生物质的特征篇2

关键词：全二维气相色谱；飞行时间质谱；烃类物质

中图分类号：TE622 文献标识码：A

全二维气相色谱技术是上世纪90年代初出现的一种石油检测技术，其通过将两种相互独立的两根色谱通过使用串联的方式进行组合，通过馏分技术来实现气相色谱分离特性的正交化。本文通过使用全二维气相色谱分析技术来对不同地区的原油样本进行分析，介绍其在有机地球化学研究中的作用。

1 实验使用的仪器设备

由于需要使用全二维气相色谱――飞行时间质谱技术来对原油样本进行分析，因此，选用的仪器为气相色谱仪和飞行时间质谱仪组成。

2 实验使用的原油样本的组成

由于原油样本是由各种不同的烃类物质组成，现今对原油样本中烃类物质进行分析主要使用液相色谱或者是气相色谱，但是以上这两种方法无法对原油中的烃类物质的详细组成进行分析，而仅能得出烃类物质的类型和含量等数据，在获得以上数据的同时也能得到原油中所含有的胶质和沥青质物质的含量，而使用多维色谱法是由多种分析方法相结合能够完成多种烃类物质的分析，但是多维分析法操作较为复杂，分析过程较长，容易在中间环节出现问题，因此，多维分析法不适合在油气地质实验中使用。

而使用全二维气相色谱――飞行时间质谱对原油样本进行分析，可以较为方便的得到样品中所含有的烷烃类化合物、苯系列化合物以及其他系列化合物的分布特性和其在原油样品中的含有量。图1为全二维气相色谱――飞行时间质谱仪的原理示意图如图1所示。

3 原油中所含有的轻烃类物质的分析

现今，在对原油采用的分析方法中对于原油样品中的轻烃类物质的分析主要采用的是气相色谱分析技术，但是在其能够分析的烃类化合物中有一部分无法实现烃类物质的分离，从而造成对于各种原油中的烃类物质的鉴定准确率不高。而使用全二维气相色谱――飞行时间质谱分析技术对原油样品进行分析发现，其既能得到样品中的烃类物质组成的详细数据，还能得到各种烃类物质所显示出来的特征。

4 使用全二维气相色谱――飞行时间质谱得到的生物标志物分析

使用全二维气相色谱――飞行时间质谱分析技术能够对烃烷类的物质进行生物标记的分离，从而能够分离出更全面的数据，为我们研究石油地质提供更好的依据。而使用全二维气相色谱――飞行时间质谱分析技术对原油样品中的芳烃类物质进行分析后发现，使用此种方法能够使原油样品中的芳烃类物质得到全面的分离，并将其通过将其列举在不同的谱图区带上，使用石油地质化学研究人员能够将这些区带进行全面的分析对比，从而可以更好的进行研究。通过对谱图区带上的图谱进行分析后发现，原油样品中的芳烃类化合物系列和菲系列物质的分析图谱在显示出的3D图上呈现出较为明显的叠瓦特性。

原油样品中的三芴系列化合物由于具有相同的先质，因此，其在不同的测试条件下对于含量的显现极为不同，例如，在测试中采用较强的还原特性下硫芴显现的较为明显，而原有地质化学研究人员通过对由全二维气相色谱原油分析技术所得到的对样品周边环境和生源的生物技术指标进行分析解读，可以推断出历史上形成样品生物层的沉积生物母体的类型和其进行地质地层的沉积时所处的环境。与此同时，通过使用全二维气相色谱分离出来的硫芳烃类化合物DBTS参数除了具有成熟度参数的特性，还对于油气运移研究中起着重要的指导作用。同时使用全二维气相色谱――飞行时间质谱分析仪能够完成对于石油样品中的三芴系列化合物的分离和对于其物质的定量分析，硫芴、氧芴以及芴类化合物在质谱区间图上处于不同的区域，而含硫芳烃分离完全，从而使各单体化合物能够进行相应的数据进行对比，特别是在对氧芴化合物进行分析的过程中，使用联苯系列对氧芴系列的干扰能顾确保其完全排除。所以，使用全二维气相色谱――飞行时间质谱分析技术能够更好的完成对于原油样品中的三芴系列化合物的定性和定量的分析。

结语

现今，通过使用实验室石油地质化学分析技术在石油勘探的过程中发挥着重要的作用。而全二维气相色谱――飞行时间质谱分析技术能够将分析得到的数据通过拟合来形成一组相应的化合物的2D轮廓图和3D的色谱质谱图，使研究人员能够更好的通过图谱来对原油中所含有的化合物的特征进行对比分析，同时通过对第一根分析柱分离而得到的单体组分进行切割分段，并使其都通过第二根分析柱，分析软件通过对通过分析柱的测量鉴定结果进行合并峰处理，同时对在第一根毛细柱上且无法完成分离的有极性差异的共流混合物由于第二根毛细柱极性的新模式下，有时在软件无法完成处理时需要人工进行手动拆分处理。

参考文献

[1]丁洪生，孙兆林，等.毛细管气相色谱法分析轻烃族组成[J].石油化工高等学校校报，2004（17）.

[2]张美珍，蒋启贵，等.原油轻烃反吹色谱分析[J].石油实验地质，2007（26）.

生物质的特征篇3

关键词: 生物质; 煤; 燃烧特性; 研究；热分析

中图分类号： O643.2+1 文献标识码： A

引言

随着世界各国经济的不断发展，能源的资源和供应问题越来越突出，给经济和社会的进一步发展带来很大压力。与此同时，全球环境状况恶化、全球暖化、气候异常、重大自然灾害等现象也越来越严重，向人类发出了警钟，促使人类更加关注能源利用所产生的问题、更加紧迫地考虑可再生能源的发展和利用问题。

我国农业废弃生物质资源丰富，每年约有7亿吨的农作物秸秆和约1亿吨的林业采伐和加工厂的废弃生物质。利用生物质直燃发电，是一种新型、环保可再生能源方式，是缓解国内当今能源短缺的重要途径；生物质是仅次于煤的第二大能源。我国是一个由于烧煤而引起的污染排放很严重的发展中国家,因此发展生物质与煤混合燃烧这种既能脱除污染,又能利用再生能源的廉价技术是非常适合中国国情的。下面将具体介绍生物质与煤混烧的部分燃烧特性研究。

1、实验部分

1. 1 实验设备

实验采用STA409PC 型热分析仪,该仪器采用微机程序自动控制,实验可以用空气、N2 或O2 为载体,气体流量、升温速度及终温均可通过计算机设置. 盛装样品坩埚为D6 mm ×4 mm 的氧化铝坩埚.

1. 2 样品制备

实验煤样为义马煤( YM) 、鹤壁煤( HB) ,生物质为玉米秸秆和木屑. 原料煤粒径为0. 2 mm～0. 4 mm ,生物质粒径为0. 4 mm～1 mm.用分析天平称取煤样和生物质样品,按生物质占混合物总重量的20 % ,40 %和60 %配比混合均匀,然后取15 mg～20 mg 的混合物或纯样品进行热分析。

1. 3 实验条件及过程

实验初始温度为室温,终温为950 ℃,工作气氛为N2 和O2 ,气体总流量为100 mL/ min. 除特别说明外,N2 流量为80 mL/ min ,O2 流量为20 mL/ min ,升温速率为20 ℃/ min. 实验考察了煤种、生物质种类、生物质添加比例、升温速率等对燃烧过程的影响。

2、实验结果与讨论

从图1( a) ~ ( d) 可以看出, 单一生物质、生物质与煤混烧的情况下, 燃烧明显的分成两个阶段。对于单纯生物质来说, 燃烧主要集中在前期温度较低的阶段; 在煤和同一种生物质混合燃烧的情况下, 随着煤粉的混合比例增加, 燃烧逐渐集中于后期阶段。而对于单一的煤燃烧来说, 在DTGA 曲线上只有一个大的尖峰区域。这是由于生物质中含有大量的挥发分, 燃烧前期的强度很高, 后期阶段相对较弱; 而煤粉则相反; 当煤和生物质混烧时, 则平衡了整个燃烧过程。

着火温度是燃料氧化反应速度突变的温度,表观现象是燃料发生着火时的温度,是衡量着火特性的重要特征点. 着火特性反映燃料的着火难易程度,着火性能的好坏可用着火特性指数来衡量. 着火特性指数可按式(1) 计算:

（1）

式中: Zi ———着火特性指数, %2 / ( ℃ · min ) ;V ad ———分析基挥发分, %; ( dm/ dt) max ———最大燃烧失重速率, %/ min ; Ti ———着火温度, ℃.

由式(1) 可知,挥发分越高,最大燃烧失重速率越大,着火指数越大;着火温度越高,着火指数越小.因此,着火指数越大,燃料越容易着火.

2.1 原煤和生物质的燃烧过程

原煤和生物质燃烧的TG--DTG曲线见图2 . 图2a 为原煤的燃烧过程,原煤的燃烧过程分为脱水干燥( 90 ℃～ 180 ℃) 和挥发分析出及固定碳燃烧(280 ℃～850 ℃) 两个阶段. 由于原煤固定碳远高于其挥发分,因此DTG 曲线上除了失水峰外只有一个明显的失重峰,燃烧过程中挥发分的析出几乎一直伴随着煤焦的燃烧. 图2b 为生物质的燃烧过程,生物质的燃烧分为三个阶段:第一阶段为70 ℃～150 ℃,主要是脱水干燥阶段;第二阶段为200 ℃～340 ℃,主要是生物质中的纤维素和木质素裂解以及挥发分释放燃烧阶段;第三阶段为340 ℃～500 ℃,主要是生物质裂解后焦炭燃烧阶段. DTG曲线上除了失水峰外有两个明显的失重峰,分别为挥发分释放燃烧峰及固定碳燃烧峰. 前者远大于后者,这是由于生物质挥发分远大于其固定碳所致.

由以上图表所示，说明生物质的着火特性、燃尽性能和燃烧性能明显优于原煤,这主要是由于生物质质地疏松,且挥发分和含氧量高于原煤,易于燃烧和燃尽.

2.2 生物质对燃烧过程的影响

将玉米秸秆和木屑分别以20 %的添加量与原煤混合燃烧,两种混合物的燃烧规律基本符合所加生物质的燃烧规律,与单独原煤相比,木屑与原煤混合物的着火特性指数和综合燃烧特性指数比玉米秸秆与原煤混合物的着火特性指数和综合燃烧特性指数增加的多,燃尽温度也比玉米秸秆与原煤混合物降低得多,只有着火点的增加值小于后者. 这说明混合物着火温度的变化主要取决于生物质本身的着火温度,而其他指标受生物质挥发分含量的影响较大,挥发分含量越高,对燃烧性能的影响越大. 总的来说,玉米秸秆和木屑都可以改善原煤的燃烧性能。

2.4 生物质添加量对燃烧过程的影响

将原煤和玉米秸秆按不同比例混合燃烧, 由于玉米秸秆的水分和挥发分都远远高于原煤,因此,随着玉米秸秆添加量的增加,混合物中水分和挥发分含量逐渐增加,固定碳含量逐渐降低,影响了水分、玉米秸秆挥发分、玉米秸秆固定碳燃烧及原煤挥发分的析出峰逐渐增强,而原煤固定碳燃烧失重作用逐渐减弱。

结语

单一生物质燃烧主要集中于燃烧前期; 单一煤燃烧主要集中于燃烧后期。在生物质与煤混烧的情况下, 燃烧过程明显地分成两个燃烧阶段, 随着煤的混合比重加大, 燃烧过程逐渐集中于燃烧后期；生物质的挥发分初析温度要远低于煤的挥发分初析温度, 使得着火燃烧提前。在煤中掺入生物质后, 可以改善煤的着火性能。在煤和生物质混烧时, 最大燃烧速率有前移的趋势, 同时可以获得更好的燃尽特性。生物质的发热量低, 在燃烧的过程中放热比较均匀, 单一煤燃烧放热几乎全部集中于燃烧后期；在煤中加入生物质后, 可以改善燃烧放热的分布状况, 对于燃烧前期的放热有增进作用, 可以提高生物质的利用率。

参考文献:

[1] 龚云淮,陈惠泉,尹士恩1 生物质能源的开发前景[J ]1 云南华工,1995 (1) :23 - 261

[2] 刘雅琴1 大力开发工业锅炉生物质燃烧技术前景分析[J ]1 工业锅炉,1999 (3) :2 – 31

[3]陈冠益, 方梦祥􀀁 生物质固定床热解特性的试验研究与分析[ J]太阳能学报, 1999, 20( 2) : 122- 129

生物质的特征篇4

关键词：高中生物教学内容生命美

作为一名高中生物教师，十几年一直从事着高中的生物教学，随着对生物知识的领悟我越来越感受到生物教学中处处充满了美学的知识，我对我领悟到的美作了如下阐述：

1．生命美的形式

1.1．生物个体独特的形式美。生态系统中具有数量最多，分布最广的美的形象。无论是色彩纷呈的植物和神态各异的动物，以及雄伟秀丽的名山大川与五颜六色的花鸟鱼虫相配合，令人赏心悦目。在生态美中既有蝴蝶、孔雀、牡丹等生物所表现出的优美，同时还有狮吼虎啸、青松翠柏的壮美。植物叶子的排列是不仅建立在能够充分进行光合作用，而且许多叶子优美地按照黄金分割盘旋而生。

生物的形态往往是由线条、形体、色彩、声音、运动等美学因素，按照一定的美学法则构成的，并由此形成一种自然的整体美。如同种生物的形态结构都基本相同，体现了整体一律的美学法则；一些植物的叶子和哺乳动物的四肢、眼、耳等都表现为左右均衡对称的美学法则；生物体的色彩、线条、形状、声音等在质量和数量、时间及空间等方面可以形成鲜明、强烈的对比，如动物的警戒色、大树与小草、红花与绿叶，给人以振奋、醒目和显豁的感觉，动物的保护色与周围环境的色彩非常相似，生物体的整体与局部以及局部与局部之间都存在着一定的比例关系，这又体现了比例的美学法则给人以融和协调的感觉。

1.2．生物群体和谐平衡美：生物群体的和谐平衡美是生态系统成分：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者之间物质循环和能量流动的动态平衡美，生物圈的稳态美。生态美的来源和本质在于自然生态世界的和谐的运动、循环和演化。蝴蝶和鲜花以及蜜蜂之间的配合都使我们注意到美的特征，“空气、水、植物在生命维持的循环中相互协同，这本身就是美的，并创造着美。

人对生态美的体验，是在主体的参与和主体对生态环境的依存中取得的，它体现了人的内在和谐与外在和谐的统一。也就是说，生态美只有内在于生态系统才能感受到，也只有人通过自身生态过程才能感受到。“生态平衡“产生了“生机”，生机盎然的环境，产生了“美感”。由此推断，“生态美”的本质是“生态平衡”。美学理论昭示我们：美，必须是真实的、真诚的，可以被感知的。虚假、虚伪、不为人知的东西不美。但真实的东西，也只有当它是合理的、有生命力、有生气的、合乎广义的善的，即于人有用、有益、无害的东西才是美的。

1.3．生命科学理论的理性美：理性美是生物学教学中最具魅力但又最具隐蔽性的审美因素，需要教师和学生认真体会和发掘。生物与环境相互关系的生态观点，例如生物个体内各种生理作用都受外界条件的影响和作用，同时，生物的生理作用也制约和影响着环境。生物从无到有，不断变化发展的进化观点，世界上一切事物都是运动的、变化的、发展的。在生物个体水平上，表现为个体发育中的各种生理变化，在群体的水平上，就表现为物种的演变和进化。通过对这些基本观点的诠释与剖析，培养学生的辩证唯物主义思想。

驼走大漠，雁排长空，鱼游浅底，百花争艳，这都是大自然和谐的美。事物遵循一定的规律发展，不管是兴还是衰，它都是美丽的。即便如一现的昙花，它开的时候是那么令人惊赞，然而它凋谢时也是那么地轰轰烈烈，令人敬佩。大自然自身的美，就是一种魅力无限的美．

2．生命美的特征

2.1．生命充满蓬勃旺盛、永恒不息的生命力。生命美是生命物质的光辉和韵律。绿色植物吸收太阳能转化为有机物维持自己的生命，并养育所有的动物这一过程，贯注着永不衰竭的生命力，各级消费者（包括人类）都靠直接或间接以绿色植物为食生活在地球上。甚至动植物死亡后被细菌，真菌等分解者分解，同样生动地体现了微观世界的无穷生命力。虽然活物质的重量只占地球生物圈的亿万分之一，但在生物圈的历史中，经过活物质的分解合成的物质总量已经超过了无机地壳重量的一倍。通过生命过程，生命物质成了地球化学循环的积极环节，参与了改造大气、水体的活动，促进了土壤的生成，影响了地球岩屡的形成和分布的地质过程，更新了一代又一代的地球生物圈景观。

不仅如此，生命物质对无机的非生命物质的改造、吸收和交换，还使得非生命的生态因子一太阳辐射、大气、水、气候、温度等也卷入了生命循环之流的过程中，仿佛这些无机的生态因子也具有了生命气息、使得整个地球洋溢着盎然生机。影响了地球岩层的形成和分布的地质过程，更新了一代又一代的地球生物圈景观。不仅如此，生命物质对无机的非生命物质的改造、吸收和交换，还使得非生命的生态因子一太阳辐射、大气、水、气候、温度等也卷入了生命循环之流的过程中，仿佛这些无机的生态因子也具有了生命气息、使得整个地球洋溢着盎然生机。

2.2．生命美中普遍存在的和谐性。和谐是生命之间相互支持、互惠共生以及与环境融为一体展现出来的美的特征。生命美的和谐性是通过一定空间中的生态景观来表现的。由于地球上不同的地理分布和各种生态因子作用的差异，造成了生态系统的多样性。在各种不同的生态系统中，与这些环境一起演化着的不同生物有机体，往往都存在着通过竞争来求得生存的关系，但是这种竞争是发生在广泛的合作背景之下的，因此，物种之间的竞争通常导致的是多样性而不是灭绝。

在植物中，并不是单一的优势物种取得生存权，高大的乔木下也生长着矮小的灌木或更低的草类植物，它们和谐到共处，充分地利用着环境提供的生存条件。在动物中，不同物种也是相互依赖、相互制约、互利关生的，甚至捕食者与被捕食者的关系也有互利的一面、与环境也是和谐的。在不同的生态环境中，众多的物种常常以合作的方式去适应和改造自己所处的环境，如果环境中资源匮乏，则互利性的进化就会增加。正是众多的生命之间的相互合作及其与环境的协调，造就了生态系统的和谐美。

生物质的特征篇5

1 利用大分子物质结构形成的流程作为教学的线索

人们对物质的认识，往往都是由宏观的结构入手，然后再思考更小的结构组成，从而实现了由宏观到微观的物质认识。例如对大分子物质的结构认识就遵循以下流程：基本单位元素组成分析基本单位的结构、特点分析两个基本单位的连接一条链的形成多条链的连接完整大分子的构建。

对于蛋白质的教学，教师可设置问题情景，利用多媒体展示几种常见蛋白质分子的立体结构，如血红蛋白、胰岛素，要求学生尝试着说出它们的生物学功能，并提出问题：“蛋白质是大分子还是小分子呢？”学生从复杂的结构中，很容易得出其为大分子。

教师追问：“大分子化合物往往是由基本单位组成的，那么蛋白质的基本单位是什么呢？”学生带着疑问，经过教材阅读即可得知为氨基酸。接着教师要求学生观察教材中所列出的几种氨基酸，尝试着写出这几种氨基酸的共同结构，分别描述它们不同的组成成分，进而写出氨基酸的结构通式。

根据氨基酸的结构通式，教师提出问题：“氨基酸的元素组成是什么？决定氨基酸种类的基团是什么？组成蛋白质的氨基酸大约多少种？其特点是什么？属于大分子还是小分子？”学生通过观察可知，氨基酸是小分子物质。

接着教师引导学生通过对教材中血红蛋白、胰岛素结构模型的分析，领会每种蛋白质往往是由多个氨基酸构成的。教师继续提出问题：“氨基酸构成蛋白质需要经历哪些过程呢？”学生对教材图解观察后可知：首先要理解两个氨基酸结合的过程，然后思考多个氨基酸形成一条肽链的问题，继而掌握多条肽链的形成以及相关的计算。

2 从结构决定功能中寻找教学的逻辑性

生物体近乎于完美的结构，无不显示着与其功能相适应的特征。在教学过程中，教师可先引导学生通过阅读材料，分析出相关细胞或者物质的功能，然后提出问题，从而引出研究其结构的话题。

例如，在进行“DNA分子结构”教学中，教师可利用已完成的“DNA是主要的遗传物质”的教学，在学生已明确了大多数生物的遗传物质是DNA的情况下，提出问题：“DNA之所以能够成为大多数生物的遗传物质，肯定和它的什么有关？”学生很快提出了与它特定的空间结构有关。教师即可顺利导入到DNA分子结构的教学中。教师利用多媒体呈现DNA动态双螺旋模型，提出问题：“DNA分子是由几条链构成的？这些链在位置的分布上有何特点？这两条链之间是通过什么样的结构相连的呢？哪些结构的存在才能体现出DNA分子作为遗传物质的特征？”教师通过这些问题激发学生新知识探究的欲望，继而通过指导学生观察教材中所设置的平面图和立体图，引导学生尝试着回答问题。学生通过观察之后，即可得出两条链外侧是由磷酸与脱氧核糖交替连接而成的，构成了DNA的基本骨架，碱基成对排列在内侧。教师继续提出问题：“相邻的脱氧核苷酸是如何相连的？碱基对中的两个碱基是通过什么样的化学键相连的呢？如何判定DNA的两条链成反向平行的呢？不同的DNA主要体现在哪个部位的差异？”学生通过对DNA平面结构的绘制，即可得出碱基对排序的不同，决定了DNA的多样性，进而明确了DNA之所以能够成为大多数生物遗传物质的主要原因。

3 从教材的模型图中，发现教学内容之间的联系

生物学教材中几乎每个章节中都蕴含了大量的图形。有些插图与学生日常生活密不可分，学生通过看图，能够唤起其对生活实践的回顾，产生学习的兴趣。

人教版必修3教材的生态系统结构中池塘生态系统图解，能引导学生联系生活实际。教师将其中所含的生物成分进行分类，在学生观察该图解过程中，要求学生思考以下几个问题：“池塘中包含了哪些成分？这些成分之间可能存在什么关系？它们在池塘中的作用可能是什么？”学生通过观察插图，很容易回答出上述的问题。由此教师可提出与本节内容密切联系的问题：“图中所包含的成分构成了生命系统中的哪个层次？这些生物之间存在哪些种间关系？是不是生产者都是绿色植物？是不是消费者都是动物？分解者都是微生物？”教师通过引导学生分析教材中的插图，解决一些较为简单的问题，继而引出与本节内容相关的话题，从而帮助学生初步构建新知识的框架。

4 依据人类认知的特点，构建知识形成的主线

人在研究过程中，往往先提出一定的假说，进而去寻找相关的证据来加以论证，或者找出新的说法。还有的是根据已掌握物质的特征，进行认定，然后在对未知事物理解之后，再进行比较分析，从而确定最终的答案。

在“对基因在染色体上”的教学中，教师以类比推理法进行分析为线索，引导学生沿着人类的认知顺序进行探索：先是根据已知事物与未知事物的相似性，推测未知事物的特点；接着设法通过实验进行否定或者肯定；然后得出新的结论，从而推动科学的新发展，将学生引入充满探究的旅途中去。由于基因在显微镜下是不可见的，染色体是可见的，而人们不可能一下子凭着视野下所见的实际情况总结出二者的关联，因此科学家萨顿通过研究提出了基因在染色体上的假说。但这种假说的科学性还要通过实验来验证，因此很自然地过渡到摩尔根的验证实验当中来。

生物质的特征篇6

关键词：生物电子显微学；农业高等院校；研究生；教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0152-02

电子显微镜是一种超微结构分析精密仪器，主要用于观察被检测样品的内部结构和表面形态特征变化的研究。随着电镜技术的不断发展与农学、动物医学、动物科学、园林、食品与药品、草业与环境等农学生命科学科的应用越加紧密[1]。在农业专业学科的教学和科研中，可通过电子显微镜对动物和植物细胞的细胞壁、生物膜、叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、微体、中心体、细胞骨架和细胞质内含物（如糖原、脂类、蛋白质），以及细菌的特殊结构；微生物超微结构如：菌体鞭毛、菌毛、芽孢、荚膜等结构、病毒的囊膜、衣壳、霉病菌菌丝和孢子等形态，以及化工材料的化学结构元素分析，含水样品、含油样品、放气样品、加热样品、冷冻样品进行观察工作。因此，在农业高等院校研究生教学中开设《生物电子显微镜技术课程》，可以有效地提升各学科整体教学质量和科研能力，为教学和科研服务。

一、《生物电子显微学技术》课程的教学内容与要求

1.《生物电子显微学技术》课程的理论教学内容。《生物电子显微镜技术》理论课程20学时，教学内容包括：电子显微镜的发展与应用、透射电子显微镜原理与制样、扫描电子显微镜原理与制样、免疫电镜细胞化学技术、冷冻切片技术与冰冻蚀刻、酶电镜细胞化学技术、电镜放射自显影技术、生物大分子电镜超微细胞化学技术、电镜原位分子杂交技术。

2.《生物电子显微学技术》课程的实验教学要求。在实验教学中要使学生掌握仪器的基本操作方法，生物样品超薄切片技术、半薄切片技术、负染技术、细胞化学定位技术、扫描电镜临界点干燥技术、离子溅射技术、细胞冰冻蚀刻技术等样品制备方法，使学生能够学会运用电子显微镜技术对动植物组织细胞超微结构和功能的研究方法和技术手段。

二、生物电子显微镜技术在农学专业研究生教学中的应用

1.免疫电镜细胞化学技术在农学专业研究生教学中的应用。免疫电镜技术是免疫化学技术与电镜技术结合的产物，根据抗原抗体的高度特异性结合原理，用高电子密度的标记物（如：金、铁蛋白等）在超微结构水平上检测某些抗原性物质的定位、定性、半定量的一种方法[2]。目前免疫电镜技术主要包括酶免疫电镜技术、免疫铁蛋白技术和免疫胶体金技术，此外还有抗体杂交技术、凝集素电镜标记技术和铁蛋白-抗铁蛋白电镜复合物技术。可用于农业作物抗旱、抗旱品种选育，品种间生长发育组织学特性表征抗原的定位分析；动物疾病微生物学鉴定、诊断和致病机制研究；动物组织胚胎发育，干细胞诱导发育研究，动物肿瘤的组织学诊断；林果品种发育结构特征等领域的科研研究。

2.冷冻切片技术与冰冻蚀刻在农学专业研究生教学中的应用。冷冻切片技术是利用液氮快速冷冻技术，在冷冻超薄切片机中进行冷冻切片。省去了传统的戊二醛/俄酸固定、乙醇脱水、丙酮置换等有机溶剂操作过程，避免了化学药剂的处理，样品结构、成分不发生变化，实现快速固定，快速制片、快速研究与诊断的能力，保持了细胞或组织的生物活性物质的原始状态。冷冻蚀刻技术是利用物理冷冻断裂方法对生物样品组织细胞进行断裂和复型相结合的制备透射电镜样品技术，用透视型电子显微镜观察细胞或细胞器的内、外表面微细的三维结构或膜内微细结构分析的方法[3]。可用于动植物新鲜组织细胞的超微结构、生物大分子和某些元素在组织内分布、免疫抗原电镜标记、细胞酶活性标记、电镜放射自显影等细胞的化学和细胞成分的定量定性分析。

3.酶电镜细胞化学技术在农学专业研究生教学中的应用。电镜酶细胞化学技术是通过酶的特异性细胞化学反应来显示酶在细胞内的定位技术。一般先将酶原位固定在细胞内，再使它与特定的底物起反应，底物的分解物经过捕捉反应沉着于发生分解的原位上，最后使沉着物变为在电镜下可以看到的物质。在整个处理过程中必须保存酶的活性不受破坏。目前能在电镜下定位的酶有三大类即水解酶、氧化还原酶和转移酶[4]。

电镜酶细胞化学技术可应用于农作物棉花、小麦、玉米、水稻等作物的生长发育、品种选育、营养成分检测等方面研究；动物生长代谢机制、不同畜禽品种间组织细胞形态学和生理生化机制差异；牛、羊等畜产品贮藏方法和无公害研究；动物超微解剖学、动物生理功能机制、动物发病机制、动物病原微生物形态、动物免疫学机制、动物药物作用机理、药物成分和结构等方面研究工作。

4.电镜放射自显影技术在农学专业研究生教学中的应用。放射自显影技术是利用放射性核素所产生的射线作用于感光乳胶的卤化银晶体而产生潜影，再经过显影定影处理，把感光的卤化银还原成黑色的银颗粒，即可根据这些银颗粒的部位和数量分析出标本中放射性示踪物的分布，以进行定位和定量分析[5]。可通过放射自显影技术定位功能，对组织样品的结构研究和目的成分检测进行分析，可应用于动物组织细胞的活性蛋白表达、活性物质的组织分布、检测物质的组织定位，以及肿瘤、免疫疾病、传染性疾病的特异性诊断；生物肥料物质的吸收及植株内的动态分布，抗旱、抗旱功能蛋白的组织内定位，组织内的原位杂交等功能研究。

生物质的特征篇7

关键词 海洋微生物；研究方法；生物活性；存在问题

中图分类号 S9 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0203-01

随着人口的不断增长，自然资源也逐渐匮乏，陆地上的资源毕竟有限，所以研究海洋资源势在必行，海洋微生物活性物质越来越受到人们的关注。海洋环境有着同陆地环境截然不同的多样性，还有很多未知的领域等着我们去开发和利用。海洋微生物可以作为活性物质的新来源，受到人们的高度重视。

1 海洋微生物活性物质的主要研究方法

狭义上的海洋微生物就是海洋细菌。人类最早开始研究海洋细菌是在1838年。后发现海洋微生物有杀菌的作用，有些海洋微生物具有降解环境污染物，修复生态系统的功能，还有的微生物可导致细菌性病害的发生，我们应该扬长避短，充分发挥海洋微生物对人类有益处的特性。

目前研究海洋微生物的主要方法是活性物质的分离筛选法。这种方法又包括高通量筛选、BIA筛选法等。

高通量筛选法比较适合海洋微生物天然活性物质的研究。在选择研究方法的时候，要综合考虑海洋微生物的来源和种类的不同，以及不同微生物生长环境的不同。具有特殊活性的微生物采自海洋不同的区域，通常是在大量的微生物菌株样品中筛选出需要活性物质，在这一过程中通常自动化高通量药物筛选方法，或者快速分子筛选法，以便提高筛选工作的效率，同时又能保证质量。这种方法在世界范围内应用甚广。美国和日本的公司都曾利用此方法培养和找到了很多能够用于制造药物的活性物质，并有效运用到了实践中去。我国也建立了相关实验室，利用此方法开展了多项活性菌株的分级组合筛选工作，并取得了一定的成果。中国海洋大学实验室研究人员通过实践还发现如果将机制单一的活性筛选模型与简易初筛模型综合使用来进行活性菌株的分级组合筛选，研究成本更加低廉，工作效率也会进一步提高，而且实际利用价值也非常可观。

BIA筛选法具有独特的筛选机制，所以优势不容小觑，其广发应用在海洋微生物抗肿瘤物质的分级组合筛选中。它的理论基础是遗传学方法论，在筛选过程中检测出β半乳糖苷酶的存在就能够初步判定所选的样品中是否有抗肿瘤DNA细胞的物质。

海洋是具有丰富性的化合物的世界，扩大对海洋微生物的研究是整个人类的历史使命和长久性课题。海洋微生物的活性物质的研究涉及的领域比较广泛，包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等，不断加强海洋微生物活性物质研究同各个领域之间研究，可以不断创新海洋微生物的研究和分离方法。另外，提高海洋微生物活性物质开发研究的实际产业转化率，能够降低产业生产成本，也实现了将海洋微生物的研究成果与大众分享的目的，也实现了经济效益和社会效益高度统一。

2 海洋微生物的重要生物活性

基于以上研究方法，我们主要探究的海洋微生物的重要生物活性包括有抗肿瘤活性、抗菌活性、酶活性、酶抑制剂活性、降解修复活性等。

海洋微生物中是很多抗肿瘤药物的主要来源，人们也曾对海绵体进行了细致的研究，发现海绵能够产生很多种抗菌和抗肿瘤活性的物质。海绵中有很多组成复杂的微生物群落，其中的抗癌物质大部分源于海绵中长期共生共栖的细菌群。海洋放线菌中也存在很多抗肿瘤活性物质，这些放线菌的生存环境的总体特征是高盐度、高压、低营养以及低温，这样严酷的环境造就了放射菌独特的代谢方式，也使得它能够具有抗肿瘤的活性。另外海洋真菌中也存在着抗肿瘤活性物质。

海洋微生物的抗菌活性是很多陆地生物所不具备的。对海洋微生物抗菌性能的研究可以缓解新类型抗生素紧缺的压力，为抗生素的持续研发提供了条件。多种海洋微生物中均有抗菌物质的存在，它们对人体病原性念珠菌有着一定的抑制作用。

酶活性的发现是近几十年的科学研究成果。技术的进步促使人类发现了海洋微生物能够产生新型生物酶，并对其进行了深入研究。人们已经可以从海洋细菌、放线菌、真菌中分离出酶制剂，很多都具有特殊的生物活性，同时具有工业化开发的潜力。生活中的应用实例也屡见不鲜。比如加酶洗涤剂的生产就充分利用了地衣芽孢杆菌，先将其生产为碱性蛋白酶，然后与洗涤剂混合生成。还有一种去污性很强的碱性蛋白酶是从海洋船蛆腺体内的共生细菌中提取的，在高温度环境中的去污能力更强，这被普遍应用与工业清洁领域。脂肪酶产生于冷海水区域中的微生物，耐低温性比较显著。

酶抑制剂活性的发现也为人类的生活与生产带来了很多便利。利用它制成的酶抑制剂不仅有助于对酶的结构和反应机理的进一步研究，还可以将其用于药理学领域的研究。陆地环境中就很难提取这种酶制剂，所以海洋微生物的酶抑制活性的研究就成为酶抑制剂的重要来源。

降解修复活性主要表现在真菌的石油降解力方面。石油开采业的不断发展使得海洋的石油污染情况也比较严重，利用海洋微生物降解石油中的烃类物质具有良好的经济效益和环境效益。微生物对污染物的降解和对海洋环境的修复具有其独特的优越性，而且应用广泛。大部分海洋细菌和真菌都具有很强的降解能力，有些真菌的菌丝具有与石油聚集成团的特性，所以在对石油进行生物降解之后再利用这一特性可以将剩余的菌丝和石油同时清除，效果显著。当然，石油降解菌的种类不同，对石油中的烃类的降解程度也会有所不同。将多种海洋降解真菌混合培养使用，可以显著提高石油降解速率，比单一的降解菌的降解能力高出很多倍。大部分的海洋真菌的石油降解能力不会受到石油浓度的影响，只有很小一部分真菌降解能力会随着石油浓度的增大而

减弱。

3 海洋微生物活性物质研究中存在的问题

我国海洋微生物活性研究领域取得一定的进展，但目前还存在不少亟待解决的问题。近些年来，我国通过革新研究方法，发现了不少具有明确生物活性的新化合物种类，并广泛应用于制药和生物领域，取得了明显的效果。但是各个领域的发展不平衡，尤其是污染物降解方面的研究和实践与世界先进水平相比还有一

定的距离。我国的海洋资源的开发利用空间还很大，未来的开发中更加需要高端技术的投入，这样才能保证资源利用效率的最大化。同时，我们要注意加快海洋微生物活性物质的科研成果转化为产业和经济效益的速度，切实将科学技术的优势转化为经济优势和社会优势。另外，我国的海洋资源开发利用的项目的相关制度法规还不够完善，自主创新意识和创新能力还需要进一步加强，只有先做好制度与法规定保障，才能提高人们科研的积极性，也才能为专项研究提供良好的社会基础条件。

4 总结

综上所述，海洋微生物活性物质的研究越来越受到人们的重视，这不仅是由于现存资源的短缺而向海洋领域进一步发掘可供人们利用的资源，还因为人类更加重视自己的生活环境和工作环境的生态化和环保化。海洋微生物的科学合理地应用，有助于我们人类社会的可持续发展，未来海洋微生物的将会更广泛地应用到前沿技术，以降低海洋微生物研发的成本，努力使经济效益与环境效益和谐统一起来。

参考文献

[1]张亚鸱,朱伟明,顾谦群等.源干海洋真菌抗肿瘤活性物质的研究进展[J].中国海洋药物杂志,2006.

[2]温占波,裴月湖,田黎.海洋真菌药用活性物质研究进展[J].海洋科学进展,2004.

[3]胡萍,王雪青.海洋微生物抗菌物质的研究进展[J].食品科学,2004.

[4]倪志华,张玉明,刘龙,马玻.海洋微生物活性产物及研究方法[J].安徽农业科学,2006.

生物质的特征篇8

血型的区分可以避免在给病人输血的过程中，因血型的不吻合而发生的危险。不仅人类的血型不同，动物的血型也是不相同的，这一点已经得到了科学家的证实。然而，令人感到惊奇的是，人们发现植物也有血型。

最初的发现

植物既没有红色的血液，又没有红细胞，怎么会有血型呢？这个消息立即引起了科学家们的研究兴趣，纷纷要揭开植物血型的秘密。

日本警察研究所的法医山本茂最早提出植物具有血型。他对植物血型的发现源于一起凶杀案，在侦查案件时，他在一点血迹都没有的现场，发现在一个枕头上竟有微弱的AB型血型反应。

为了弄清事实的真相，他对装在枕头里面的荞麦皮进行了血型的鉴定，鉴定的结果让他大吃一惊：荞麦皮显示出AB血型的特征。山本茂随后又对150种蔬菜、水果以及几百种植物的种子进行了实验检测，结果显示有79种植物有血型反应。在这些植物中，大多数的血型是O型，其余为AB型、B型。

进行了大量的实验后，山本茂在世界上首次宣称：植物也有血型。他还认为，在植物的血型中，O型是最基本的类型，B型和AB型是从O型发展而来的。

探索与应用

随后，世界上许多科学家都对植物的血型进行了研究。科学家通过研究发现，植物体内有和人类很相似的附在红细胞表面上的血型物质，尤以红色果实的植物中数量最多。

科学家还发现，大多数植物的种子和果实都含有血型物质，并且植物的血型物质在果实成熟和发育过程中，从无到有逐渐增多，到发育成熟后，血型物质便达到最高点。

植物体内血型物质的发现，不仅为植物的分类测定、细胞融合、品种杂交等提供了新思路，还可为案件的侦破提供方便。举例来说，通过对被害者胃里食物的检测，确定食品的类别，可以为侦破案情提供线索。

现在人们已知道，大多数的生物机体内部有血型物质，不同种类生物的血型物质是不同的，即使是同种生物，血型物质也不相同。

对于生物界存在血型物质的原因，目前还不十分清楚。但是，科学家对血型物质的作用目前有几种不同的看法。有的科学家认为血型物质起一种信号作用，比如，通过实验发现，植物的血型物质，具有储藏能量的作用；还有科学家认为植物的血型物质的黏性大，似乎担负着保护植物体的任务。

虽然目前还没有全部揭开植物血型之谜，但是它们已开始在侦破案件中被应用。

据报道，在日本中部地区的某县发生了一次车祸，肇事司机把一名儿童撞伤后，开车跑掉了。后来警察发现了这辆汽车，对车轮子上的血型进行验证后发现，除了有被撞儿童的O型血外，还有B型血和AB型血。当时警察怀疑，这辆汽车除了撞伤这位儿童外，还撞伤或撞死过其他人，但司机只承认撞伤了那名儿童，不承认还撞过其他人。后来经过科学研究所的验证，原来其余两种血型是植物的血型，这样才使案件得到正确处理。