现代生物技术在环境保护的应用

现代生物技术在环境保护的应用（精选12篇）

现代生物技术在环境保护的应用 第1篇

摘要：现代生物技术在环境保护应用具有重要作用，能降低环境保护成本，提高环境保护水平，并创造可再生资源。主要应用领域包括污水处理、土壤污染处理、白色污染处理、化学农药处理等。为提高环保水平，促进现代生物技术得到更为广泛的应用，今后应该推广该技术，提高科研和成果转化速度，吸收借鉴发达国家经验。

关键词：现代生物技术;环境保护;污水处理;土壤污染

环境保护与人们日常生活联系紧密，也越来越受到人们普遍关注。为达到有效保护环境的目的，需要综合利用技术、管理、资金、制度等措施，及时处理环境污染问题，为人们营造良好的环境。现代生物技术以DNA为基础，通过现代生物科学和工程原理的应用，达到有效保护周围环境的目的，其中比较有代表性的技术包括酶、基因、微生物等。这些技术不仅在工业、医学、材料领域有着广泛的应用，对环境保护工作开展也具有积极作用。

现代生物技术在环境保护的应用 第2篇

3.1推广现代生物技术的应用

提高思想重视程度，充分认识现代生物技术在环境保护领域应用的意义，综合采取有效措施，使其发挥更大作用。例如，现代农业种植过程中，生物农药可以替代化学农药，同样也能起到除草和杀虫的作用，并且可以避免污染周围环境，防止影响人体健康。需要加大科研力度，提高生物技术实用性，促进其得到更加广泛的应用。

3.2提高科研和成果转化速度

健全并完善生物技术研发力度，鼓励科研机构和科研人员加大技术攻关，并且政府部门需要加大资金支持，给予适当补贴。理顺现代生物技术成果转化工作，注重增强产品的环保性，提高新技术应用水平和应用范围。

3.3吸收借鉴发达国家的经验

发达国家在现代生物技术应用方面积累较为丰富的经验，并且成为重要产业，要善于引进和吸收新技术，加大科研力度，借鉴新经验，促进生物技术得到更为有效的应用。

4结语

环境保护领域现代生物技术应用具有重要作用，具有广泛应用空间和领域。应该结合具体需要采取有效对策，推动现代生物技术在环保领域更好发挥作用，有效治理环境污染问题，为人们日常生活营造良好的环境氛围。

参考文献

[1]朱将伟.生物技术在环境保护中的研究与应用概况[J].生物技术通讯,(1):145-148.

[2]刘晓娟.现代生物技术在环境保护中的应用[J].河南农业,(5)上:19

现代生物技术在环境保护的应用 第3篇

1 现代生物技术在环境保护的应用意义

1.1 降低环境保护成本

传统环境污染治理方式工序复杂, 需要很多设备综合发挥作用, 成本较高, 同时还需要耗费大量人力和物力。而现代生物技术能转变这种情况, 例如, 酶技术、细胞技术等显著降低环保成本, 同时还能取得良好效果。例如, 利用降解技术处理垃圾, 不仅可以减少垃圾占地面积, 降低污染物的排放量, 而且生物降解后的垃圾可以循环利用, 节约成本, 综合效益良好。

1.2 提高环境保护水平

生物技术的应用可以不受场地、气候等条件限制, 通过化学反应原理实现对污染物的处理, 达到有效保护环境的目的。这些化学反应不受场地、时间、地点的限制, 能够随时发挥作用, 并取得良好效果。正是由于具有这些特点和优势, 有利于现代生物技术的推广和应用, 促进其应用范围不断扩大, 达到提高环保水平, 美化周围环境的目的。

1.3 能创造可再生资源

对某些污染物通过现代生物技术利用, 可以将其转化为新的资源, 并发挥重要作用。例如, 沼气池改造能实现对人畜粪便的有效利用, 不仅防止环境污染问题出现, 还能产生沼气这种清洁能源, 既环保又节能, 综合效益良好。

2 现代生物技术在环境保护的应用对策

2.1 污水处理的应用对策

污水处理工艺复杂, 难度大, 投资高, 是环保工作面临的重要难题。而现代微生物技术的应用能很好解决存在的问题, 取得良好效果。微生物活动能将水中的重金属、氰化物分解, 使其转化为无毒无害物质。近些年来, 固定化酶和固定化细胞技术在污水处理中也得到越来越广泛的应用, 能有效分解和固化水中有害物质, 还有其他一些物质也通过化学反应得到分解。研究表明, 该技术除去水中农药、化肥污染的成功率达95%以上。

2.2 土壤污染处理的应用

主要是农药残留和土壤板结沙化, 需要采取有效措施进行处理。农药的磷、氯等是土壤污染主要来源, 现代微生物技术能有效分解这些物质, 除去土壤中的有害物质, 将其分解为水和二氧化碳, 保证土壤良好性能, 避免出现污染现象。同时微生物技术还能彻底根治土壤污染, 不会出现新破坏, 满足农业种植需要, 为农作物生长创造良好条件。

2.3 白色污染处理的应用

主要是对塑料制品污染进行处理, 白色污染已经成为环境污染的重要来源。而现代生物技术能有效降解塑料制品, 破坏其中的聚酯分子结构, 实现对白色污染的有效处理。不仅有效处理白色污染问题, 同时还能节约成本, 加快白色污染处理速度, 并生成与塑料制品功能相似的产品, 作为塑料制品的替代产品, 有利于其综合效益提高。

2.4 化学农药处理的应用

农业种植过程中, 有80%的化学杀虫药物遗留在田地, 污染土壤, 破坏整个生态系统。而微生物能有效分解这些物质, 将农药稀释为水和二氧化碳, 不仅操作简单, 而且效果良好, 有利于保持土壤良好性能, 避免化学农药对其带来不利影响, 也为农药种植创造良好条件。

3 现代生物技术在环境保护的应用展望

为推动现代生物技术得到更为有效的应用, 达到有效保护周围环境的目的, 结合实际工作需要, 笔者认为今后应该综合采取以下完善对策。

3.1 推广现代生物技术的应用

提高思想重视程度, 充分认识现代生物技术在环境保护领域应用的意义, 综合采取有效措施, 使其发挥更大作用。例如, 现代农业种植过程中, 生物农药可以替代化学农药, 同样也能起到除草和杀虫的作用, 并且可以避免污染周围环境, 防止影响人体健康。需要加大科研力度, 提高生物技术实用性, 促进其得到更加广泛的应用。

3.2 提高科研和成果转化速度

健全并完善生物技术研发力度, 鼓励科研机构和科研人员加大技术攻关, 并且政府部门需要加大资金支持, 给予适当补贴。理顺现代生物技术成果转化工作, 注重增强产品的环保性, 提高新技术应用水平和应用范围。

3.3 吸收借鉴发达国家的经验

发达国家在现代生物技术应用方面积累较为丰富的经验, 并且成为重要产业, 要善于引进和吸收新技术, 加大科研力度, 借鉴新经验, 促进生物技术得到更为有效的应用。

4 结语

环境保护领域现代生物技术应用具有重要作用, 具有广泛应用空间和领域。应该结合具体需要采取有效对策, 推动现代生物技术在环保领域更好发挥作用, 有效治理环境污染问题, 为人们日常生活营造良好的环境氛围。

参考文献

[1]朱将伟.生物技术在环境保护中的研究与应用概况[J].生物技术通讯, 2010 (1) :145-148.

现代信息技术在植物保护中的应用 第4篇

关键词 现代信息技术；数据监测；植物保护

中图分类号：S126；S4 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）18--02

对于我国农业生产来说，将信息技术应用到植物保护中是非常有利的，在农业生产的过程中，充分利用信息化技术能有效促进农业的发展，这也对植物保护的可持续发展起到了至关重要的作用[1]。我国是一个农业生产大国，在农业发展过程中，不仅要重视农业生产，还要重视植物的保护，使农业逐渐由传统朝着现代化的方向发展。因此，人们对信息技术在植物保护中的应用重视程度越来越高。植物保护中常用的信息技术有很多，主要包括数据管理技术、多媒体技术和网络信息技术等，国家和政府应该加强植物保护信息化优化我国农业生产的宣传力度，使信息技术能够充分运用到植物保护中[2]。

1 植物保护信息a化的概念

信息化，是指充分利用先进的信息技术，对信息资源进行科学合理的利用和开发，有效实现信息的交流和共享，并在极大程度上提高经济增长效率和质量，推动社会经济发展的历史进程。随着农业发展的需要，信息技术已经广泛应用到植物保护中，植物保护信息化就是指，对植物保护的相关信息进行采集、存储、交换、传递和处理的过程[3]。目前，我国现代植物保护信息化主要依赖于计算机硬件、计算机软件、网络通讯技术、植物保护数据库和植物保护数据系统的应用，信息技术在植物保护中的应用，使传统植物保护发生了翻天覆地的变化，可以说发生了质的转变。我国将计算机核心信息资源应用到植物保护中，使人们可以利用先进的计算机网络技术和智能手机信息技术对植物保护作出正确的指导，对植物的生产状态进行实时监督和详细的数据库信息储存，有效预防了植物病虫害，使现代化的植物保护走上了信息化道路。

2 信息技术在植物保护中的应用

20世纪60年代初，国外已经对植物保护中的害虫处理进行了系统的研究，系统生态学理论首次创立出来，并总结出利用系统处理各种害虫和植物病害的方法。国外有许多国家对危害植物的害虫进行了研究，建立了部分害虫的最优控制模型，取得了巨大的生态效益和良好的经济效益。20世纪80年代初，我国学者意识到植物病虫害研究对植物保护的重要性，这对我国昆虫种群的控制具有极大的促进作用，并将计算机技术广泛应用到果树、农作物、草场等作物的病虫害综合治理中，使我国的农业和农业病虫害防护和植物保护取得了一定的成效，国家相关部门也意识到加强植物保护信息化建设的重要性，致力于植物保护信息化的优化和完善，旨在建设科学性良好的植物信息保护体系，使我国的植物保护取得质的提升。

2.1 现代数据库技术在植物保护中的应用

现代数据库技术主要包括信息的存储、分类、查询和传递等功能，国外关于植物保护的数据库有很多，里面存储了大量的有关植物信息的文献。现代化的国际植物检疫数据库中包含的内容也有很多，主要包括各种植物病毒种类分类鉴定和植物病虫害种类分类鉴定，国际植物检疫数据库中存储了大量植物保护生物学信息技术，值得我国植物保护借鉴。我国在植物保护信息化建设和发展的过程中，不断学习和吸纳国外植物保护的良好方法，并紧跟时代发展的步伐，将现代化的信息技术广泛应用到植物保护中。在国内，中国学术期刊电子杂志上就推出了《植物保护文献数据库》，这些文献中对植物保护相关信息进行了科学系统的记录，对一些常见的和不常见的植物保护信息进行了分类管理，应用先进的计算机数据库管理软件对植物保护信息进行记录和管理，这些先进的计算机软件除了具备植物保护信息录入、查询、修改和统计功能外，还具备了强大的植物保护辅助鉴定和决策的功能，在一定程度上促进了我国植物保护信息化建设的进程。

2.2 多媒体技术在植物保护中的应用

多媒体技术，是指人们通过计算机对图片、文字、声音等节能型信息交换的技术。多媒体技术具有很强的控制性、交互性和集成性。国外的植物保护信息化建设較早，其成果比国内相对较好，国外用电脑演示了很多商品化或者即将商品化的先进的植物保护软件，对植物

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保护信息化建设起到了极大的促进作用。先进的信息技术在植物保护中的应用，使现代化的植物保护系统通过地理信息系统、分类学信息系统、数据库和多媒体技术对植物病理和植物保护的大量资料和文献进行有效的综合、保护和记录，使人们意识到植物保护的重要性和意义，先进的植物保护信息化技术能够通过植物病变模拟和植物病害诊断系统有效预防植物受到病害。现代化多媒体技术和网络通讯技术的有效结合，有利于植物保护信息数据库的建立和管理，使现代植物保护呈现出智能化、系统化特征，这植物病虫害的防护具有极大的促进作用，有效提高了国家农业生产和经济效益。

2.3 信息网络技术在植物保护中的应用

现代植物保护信息化建设利用信息网络技术，实现了植物保护信息资源共享，并且实现了跨国界植物病虫远程监测及相关信息数据的即时反映，使国内外的植物病虫害预警效果良好，并有效控制、防治了植物病虫害情况的发生，极大地提高了经济收益。目前，我国植物保护领域的信息网络化发展已经呈现出较为稳定的状态，植物病虫害防护初见成效。信息网络技术在植物保护中的应用，有效实现了植物保护信息系统内相关信息的共享，大大提高了植物病虫害预防和预报的准确性、实效性，全国植物保护信息化技术推广服务中心将信息网络技术和植物病虫害预报技术有机的融合在一起，并建立科学全面的植物病虫害监测预报信息计算机网络传输管理系统，有效提高了植物病虫害信息的传递速度和利用率。

3 结语

随着我国计算机网络技术的不断发展，我国植物保护信息化技术中的管理信息系统、多媒体技术和计算机网络技术已经接近国外先进水平，但以计算机网络技术为核心技术的植物保护信息化技术和发达国家相比还是存在一定的差距，我国信息技术系统建设并不完善，我国的植物保护信息化也面临着巨大的挑战，值得人们对其进行进一步研究和完善。

参考文献

[1]杨永侠，朱德海，严泰来.信息技术的发展及在农业领域的应用前景[J].计算机与农业，1999（4）.

[2]刘远建，史明，吴洋.绿色农业信息化建设初探[J].财经政法资讯，2007（4）.

[3]张华，卢元奎.以农业信息化推动我国农业跨越式发展的战略思考[J].河北大学学报：哲学社会科学版，2003（2）.

现代生物技术在环境保护的应用 第5篇

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8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重，耕地面积锐减，近10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2 500万亩;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。

2 现代生物技术与环境保护

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。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪 80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。

(1)生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。

(2) 利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。

(3)生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。

所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。

3 现代生物技术在环境保护中的应用

3.1 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。微生物通过自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孔玻璃及硅珠上，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，

3.2 污染土壤的生物修复

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。

3.3 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泛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-β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，以简化胞内产物PHAs的提取过程，降低提取成本。

3.4 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，有的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;有的是通过共代谢作用，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。

现代生物技术在环境保护的应用 第6篇

现代生物技术在环境科学研究中的应用

随分子生物学和遗传工程技术的`迅速发展,现代生物技术在环境科学研究中的应用越来越广泛.笔者较系统地概述了与环境科学密切相关的现代生物学技术,如核酸探针检测技术、PCR技术、基因重组技术.基因芯片技术.生物酶技术、生物传感器,及其在环境监测、环境污染防治中的应用.

作 者：金明兰 尹军 JIN Ming-lan YIN Jun 作者单位：吉林建筑工程学院水污染控制与资源化利用实验室,长春,130021刊 名：吉林建筑工程学院学报英文刊名：JOURNAL OF JILIN INSTITUTE OF ARCHITECTURAL AND CIVIL ENGINEERING年，卷(期)：26(6)分类号：X830.2关键词：分子生物学技术 环境污染 环境监测

现代生物技术在环境保护的应用 第7篇

现代生物技术在生态环境及污染治理中的应用

运用现代生物技术进行环境保护研究取得的新成果,包括运用基因工程减少作物的化肥施用量、改善植物吸收重金属的能力、消除除草剂污染源、生产可降解塑料以及新型基因工程杀虫剂的开发,从而起到保护生态环境的作用.在环境污染治理中,作为一种技术手段,现代生物技术具有高效性,反应条件温和等优点,它对环境污染的.治理和修复发挥了巨大作用,为废水以及固体废物处理及再利用提供了一条十分有效的途径.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.

作 者：刘艳丽 作者单位：东滩煤矿刊 名：煤矿现代化英文刊名：COAL MINE MODERNIZATION年，卷(期)：2009“”(4)分类号：X5关键词：现代生物技术 基因工程 生态环境 污染治理 应用

现代生物技术在环境保护的应用 第8篇

如今中国因为工业的三废产生的污染、农药化肥带来的污染、废塑料的污染与农用的地膜造成的污染, 对我国生态平衡造成了很大的影响, 也严重加大了水污染、使得水资源十分缺少, 我国有三百个城市工业生产和居民生活用水较为短缺, 成为缺水城市, 占全国六百个城市中的百分之五十;而农村这一情况更加严重, 约有一亿人口和两亿头牲畜饮水困难。在广大农村, 由于水体和土壤的严重污染, 耕地利用率大大降低, 不仅减少了有效耕地面积, 而且直接威胁居民身体健康, 引发各种疾病。目前的当务之急就是要尽快应用高新技术, 综合治理和保护环境, 从而有效控制好环境污染, 保持生物多样性, 这就是如今环境保护的重点内容。

2 现代生物技术与环境保护

现代生物的新技术就是将DNA作为基础, 用现代生物科学以及一些工程的原理, 例如:酶、基因、微生物等工程都是属于其中。生物技术直接关系到与人民生活, 卫生, 健康密切相关的医药卫生, 食品工业, 化学工业, 农业的发展。可以在粮食危机, 能源危机, 环境污染中发挥巨大的作用, 并且还可以从基因的角度治愈人类的遗传病。1980年以来, 生物技术在世界上显得越来越重要, 因此, 现代生物技术已经被世界各国列为重点项目。相对与传统的方式, 现代生物的优点有很多。

2.1 使用生物方法治理了色, 主要是分解废弃物的分子组成结

构, 分解的废弃物和其次要产物, 很多都能能够继续组织使用的, 帮助人们吧日常生活中产生的废弃物对环境的污染降到最小, 不仅一了百当, 对环境污染很大程度上降低了, 并且废弃物还能够得到再次使用。

2.2 使用发酵手段整治废弃物, 最后改变得到的大部分是没有

气味没有害处相对稳定的物质, 例如CO2、H2O、N2以及CH4等, 一般都是直接打到理想效果, 防止废弃物经过多次分解对环境造成再次污染, 所以生物治理方法不仅安全而且能够彻底的消灭废弃物。

2.3 生物工程主要是使用酵素作为最根本的催化剂进行化学反

应, 酵素其本身就是一种蛋白质, 其工作环境在普通的环境下或者符合中性的情况下就可以开展, 因此大部分生物治理方法可以就地进行, 并且还不会对别的作业产生影响, 和其他的需要在特定的情况下才能进行的技术相比, 反应要求很简单, 此技术拥有设施简易、费用低廉、结果好、过程安稳等。

所以, 当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理, 有毒有害物质的无害化处理等各个方面。

3 现代生物技术在环境保护中的应用

3.1 污水的生物净化

固定化微生物技术固定化微生物技术是70年代末由固定化酶技术发展起来的, 它是指通过物理或化学的手段将游离的微生物固定在限定的空间区域使其保持活性并可反复利用的一项生物技术。其可以被用来处理一般高浓度有机废水、印染废水、含氮废水、难降解有机废水及其他废水等, 一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造, 将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后, 菌体密度提高, 大大提高了处理效率, 尤其是对难降解有毒物质有明显优势。生物强化处理技术生物强化处理技术是为了提高废水处理的效果, 而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种, 以去除某一种或某一类有害物质。主要作用方式有:直接投加特效降解微生物, 废水中的微生物可以附着在载体上形成高效生物膜或以游离的状态存在;引入生物强化制剂, 主要用于处理城市污水, 有机物的去除率可以得到显著提高, 固体物质的产生会减少、硝化作用得以增强, 从而提高污水脱氮脱磷效果;这种方式较为成功, 近几年中国在这方面取得的成就很大, 针对一百升的污水, 经降解够的酶活性的存活率达到了百分之九十。固定化生物强化技术, 将特定的微生物封闭在高分子网络载体内, 使菌体脱落少、活性高, 从而提高优势微生物浓度。

3.2 污染土壤的生物修复

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。

3.3 白色污染的消除

随着塑料制品的日益增多, 废弃塑料已成为严重的公害, 被称为“白色污染”。如今中国的土壤与河沟间的塑料与垃圾大概有近百万吨。土壤中的塑料过多会使得农作物减少, 假如继续置之不理, 以后的时间会会导致颗粒不收, 这就是白色污染带来的影响。近十几年来, 许多科学工作者利用现代的生物技术, 基因工程培育出了能生长塑料的植物和细菌, 已取得了可喜的成就。检测表明, 生物塑料的最大优点是易于降解, 这样就解决了污染的防治, 使用生物工程方法能对能够降解的塑料与微生物进行筛选, 形成高效的降解菌, 还能够将克隆的降解基因进行分离, 同时将其导入土壤的微生物中, 充分发挥其作用, 加速降解。还必须加快对其的研究与开发。

3.4 化学农药污染的消除

大多情况下, 在农业中使用的化学杀虫药物都会有百分之八十的的药剂遗留在田地中, 尤其是主材料是氯代烃类的杀虫剂, 导致生态体系含有毒害物质。所以长期以来人们都希望能够研究出一种安全有用的方法, 使用微生物分解农药, 减少农药对土壤对环境的污染。有一部分微生物是利用矿化影响把农药慢慢稀释为水和二氧化碳;一部分是经过共同代谢的影响, 把农药改变为能够进行化学反应的中间物质, 进而把遗留在空气中的农药消灭, 这种消灭农药的办法操作过程不简单, 在消灭残留农药的同时也有负面作用。为了防止负面作用, 就必须要使用DNA重组技术对可以分解农药影响的微生物开展更改, 更改其生物化学反应的方式, 达到最理想的消灭农药结果。要想完全消灭掉农药对环境的污染, 可以全方面普及生物农药。

现代分析技术在文物保护中的应用 第9篇

【关键词】文物保护 仪器 分析 应用 前景

随着经济的发展和科技的进步，国家在文物保护方面的物质、技术投入逐年增加。化学、生物等自然学科的专业技术人才不断涌入文物保护领域，现代仪器分析在文物保护中的应用越来越广泛，文物保护正向跨学科、跨领域的综合交叉性学科迈进。文物保护工作者大胆实践、勇于攻关，现代科学技术在针对文物保存、维护和修复的过程中得以广泛应用，产生了一批优秀的技术成果；用扫描电镜、光电子能谱仪、X射线衍射仪、电子探针等现代仪器设备用于文物病害的分析检测等，都为解决文物保护问题提供了重要的技术支撑。

现代仪器分析方法在文物保护中的应用现状

随着国家在文物保护方面资金的大量投入，故宫博物院、首都博物馆、国家博物馆、上海博物馆等大型博物馆均购置了无机矿物颜料分析用的拉曼光谱仪、文物内部损害分析用的X射线探伤仪、无机物质组分分析用的X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪等大型分析仪器。

目前现代仪器在文物保护中的应用概括起来主要表现在文物组分分析和真伪鉴定两个方面。通过采用各种仪器，通过定性或定量的测定方法，对文物不同部位的物质组成成分进行检测，再通过分析各种仪器检测出来的数据，获知各种如瓷器胎体釉色的组成、青铜器的锈蚀产物组分、壁画颜料的成分、物质内部裂隙程度等肉眼无法观测到的文物讯息，以便选取合适的文物保护材料，制定合理的保护修复方案，对文物进行最有效的保护，延长文物寿命。既达到了解文物的总体情况，又能区分真品与赝品。以操作手段分析而言，目前获取文物藏品各项有效数据的方式主要分以下两种：

1、化学分析。通过拉曼光谱、红外光谱、高光谱、多光谱、X射线衍射仪、核磁共振波普仪等仪器检测物质的组成；通过X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子体光谱仪、高效液相色谱-质谱联用、原子吸收光谱仪、原子发射光谱仪等仪器检测物质元素组成。

2、物理特性分析。通过密度计、显微硬度测定仪、表面张力仪、三维显微形貌仪、各种显微镜、色差仪、超声波探伤仪、X射线探伤仪、CT扫描仪等仪器检测物质的密度、孔隙率、强度、表面能、表面粗糙度、微观形貌、色差、内部结构等等。

下面就目前文博界在分析检测文物藏品各项指标中常用的几种分析方法作个概括说明：

1.拉曼光谱应用

1.1 拉曼光谱的介绍

拉曼光谱（Raman spectra），是一种散射光谱，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。

1.2 拉曼光谱在考古研究中应用

1.2.1 对古代金属器物腐蚀产物的研究

拉曼技术能对金属艺术品上的腐蚀层、铜绿层等做出较好的鉴定，有利于我们认识古代各国的合金技术及处理工艺，研究其腐蚀机理，从而探讨对这些古代金属器物的保护方案。

杨群，王怡林等人对云南楚雄万家坝古墓群中出土的古青铜矛中部的浅绿色腐蚀区数点进行测试，发现其主要腐蚀产物为CuCO3·Cu（OH）2，矛尖黑色区域内则含有Cu2O和SnO2，由于Cu2O和SnO2具有较好的抗腐蚀性，所以矛身腐蚀较矛尖厉害[3]。罗武干，秦颖等人对湖北省枣阳市九连墩墓出土的几种青铜器腐蚀产物进行了激光显微拉曼光谱分析，确定了九连墩楚墓出土的青铜器上主要的锈蚀产物为孔雀石[CuCO3·Cu（OH）2]，存在部分蓝铜矿[2CuCO3·Cu（OH）2]和少许副氯矿[Cu2（OH）3Cl]。古青铜器的锈蚀产物分为有害锈和无害锈两种，含氯锈均为有害锈，无氯锈多为无害锈。因此对于大多数的无氯銹蚀一般予以保留[4]。

M.Bouchard已经完成了与金属表面腐蚀相关的金属物质的拉曼频谱目录[5]。

1.2.2 对古颜料的分析

文物中颜料由于受环境和气候的影响而发生退化脱落，有些新出土文物的颜料非常潮湿，有些颜料是混合颜料或多个颜料层叠加，这给颜料的分析带来了困难[6]。拉曼光谱作为现代技术对古颜料进行分析研究，是以光子为探针，可进行原位的无损检测，同时它对样品的结构和成分极为敏感，各种物质的拉曼谱都有自己的特征。

王晓琪，王昌燧等人对古颜料进行了较为深入的分析，在X射线衍射和拉曼光谱分析的基础上，借助高分辨率电镜，对五代冯晖墓壁画不同颜料的结构和成分进行了研究，成功地测得红色、黄色、黑色颜料的主要呈色物相，拉曼光谱方法可以尽可能的降低对待测样品的要求，同时能够有效地分析颜料样品中呈色相且分析结果较为准确[7]。

1.2.3对陶、釉质及玻璃的分析

显微拉曼光谱已被用于鉴定来自意大利南部的红描陶器，确认了红色着色剂的主要成份，并根据颜料混合比例的不同确定了制陶中心位置[8]。

经过拉曼光谱技术鉴定，在5000年前，我国河南制造的无釉质着色陶器中已经使用了矾土和磁铁矿作为白色和黑色的着色剂，这是非常特殊的，因为当时的白色着色剂一般用硫酸盐、碳酸盐和高岭土作原料[9]。

由于二氧化硅的弱拉曼散射和因埋藏环境与艺术品处理而引起的二氧化硅的强荧光效应，人们在早期对玻璃艺术品研究持犹豫态度，故很少有早期的玻璃艺术品拉曼研究报告。一位研究18—20世纪的玻璃艺术品的专家巧妙地利用这个现象来分析鉴定玻璃制品的年代[10]。为人们提供了一个与荧光和拉曼光谱有关的，可以显示玻璃艺术品年代的量，引起了人们的注意。对来自古老的Nimrud的公元前6世纪到5世纪的不透明红色玻璃上的风化物进行研究，确认赤铜矿（Cu2O）就是玻璃的红色着色剂[11]。通过对中古时期的壁画和维多利亚女王时代的英国教会的窗户玻璃研究，发现没有任何添加剂的赤铁矿被用作暗红—褐色颜料[12]。

1.2.4 对古玉石器物的研究

拉曼技术被广泛地应用于宝石学，还可以鉴定历史上的人造宝石[13]。通过使用带遥控探测光纤的便携式拉曼仪器，法国已经对博物馆中的矿物收藏品进行了鉴定[14]。

此外，利用拉曼光谱技术对石器表层腐蚀程度和腐蚀产物的研究，还可以了解古物的年代、经历的环境等信息。杨群，王怡林对云南省永仁县菜园子出土的新石器时期石斧的表面白色物质和内部黑色物质进行了拉曼光谱分析，确定白石斧中白色物质是由细晶粒石英组成[15]；白石斧中黑色物质的成分主要有两种，一种是细晶粒石英，另一种是CaB2（SiO4）2。他们还探索了石斧表面腐蚀层的拉曼峰强度的变化规律，研究结果发现，由里到外，石斧主要拉曼峰的强度逐渐变小，这是因为：石斧埋藏的时间越长，表面层腐蚀越厉害，其中主要成分被损坏的越多，拉曼主峰的强度就越小；石斧埋藏的时间越长，表面层被腐蚀的深度就越深，所以可以认为石斧拉曼主峰振动带强度的衰退变化，携带了样品被埋藏时间和环境影响的信息。这对于石质类文物的考古有重要意义。

1.2.5 对生物材料（骨头、牙齿、皮毛等）的分析

人们对生物材料的拉曼研究有很多文章，内容涉及毛发，牙齿、器官、骨头、动物的爪子、象牙还有木乃伊外层等[16][17]。

杨群等通过拉曼技术研究恐龙化石及恐龙化石内部的成分[18]。另外，利用古代人类遗留的硬组织—骨骼进行科学研究，已被越来越多的研究者所重视[19]。胡耀武等[20]对古人类骨中羟磷灰石进行了XRD和拉曼光谱分析.样品为新疆克里雅河园沙古城遗址出土的6块人类骨骼（样品1- 6），和一块现代猪的肋骨（样品CK1、CK2）。对古代人类骨骼和现代猪的肋骨进行拉曼光谱分析，结果发现样品5、6、CK2的譜图基本相同，仅有羟磷灰石的特征峰组成，表明样品5、6保存较好；样品1- 4的拉曼谱图上，除羟磷灰石的特征拉曼光谱峰外，在466cm-1左右出现一个锐锋，在510cm-1出现一个微弱的拉曼峰。对照标准图谱可知：416cm-1为石英的特征拉曼光谱峰，510cm-1为钾、钠长石的特征峰，从而证实了样品内混有长石类物质。

2、X射线衍射应用

2.1X射线衍射介绍

X射线衍射分析（X-ray diffraction，简称XRD），是利用晶体形成的X射线衍射，对物质内部原子在空间分布状况的结构进行分析的方法。

2.2 X射线衍射技术的应用

X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。

在文物锈蚀研究方面，申桂云[21]对全国不同地区的32个铁质文物锈蚀产物进行X衍射分析，对铁质文物的锈蚀产物成分有了新的认识，认为铁质文物的锈蚀产物主要为三种不同构相的FeOOH和Fe2 FeO4，极少数含有Fe2 O3，这和我们以前所认识锈蚀产物主要为Fe2 O3、Fe3 O4和铁的其他硫化物、氯化物和磷酸盐、硫酸盐是不同的。

郭振琪等[22]对秦俑一号铜车马残件X射线衍射分析，比较青铜器和银器锈蚀机理，通过揭示青铜器从里到外自发锈蚀的实验规律和反应热力学的研究，推出了青铜器主要锈蚀途径（Cu2O途径）的反应过程方程式，并通过和银器的锈蚀比较，提出了青铜器文物保护的侧重点在于防潮。对马身白色涂层羟基磷灰石的来源提出了新的看法。陈璋如等[23]应用X射线衍射和其它分析技术，在青铜文物腐蚀层中观察到次生矿物赤铜矿、孔雀石、蓝铜矿、白铅矿和锡石，并且提出由上述矿物组成的腐蚀层在青铜器表面形成保护层。

李宏松[24]以洛阳龙门石窟和北京西黄寺清净化城塔塔基砂岩条石为研究对象，采用全岩化学全分析和X射线衍射测试技术对两类结垢物质的成分和形成过程进行了系统分析和研究。研究结果表明，龙门石窟的结垢物是在水长期渗漏过程中对碳酸盐岩溶蚀改造沉淀后而形成的；而西黄寺清净化城塔塔基砂岩条石上的结垢物来源于砌筑砂浆（其主要物质成分为方解石），白色结垢物的形成机理为，砌缝砂浆在水渗流作用下发生溶蚀，溶蚀形成的溶液流至其下砂岩条石上经沉淀及重结晶形成结垢物。

严静[25]等利用X射线衍射（XRD）和其它技术结合，对取自北京颐和园古建筑上的13个样品的23个红色颜料点进行了分析测试。研究结果表明：红色颜料大多为赤铁矿，有少量是铅丹，朱砂仅见于一个文物样品上，另有一部分是有机染料。赤铁矿和有机染料多存在于表层颜料中，而铅丹都作打底之用。该工作提供了古代建筑油饰彩画颜料分析的技术方法，对了解中国古代建筑彩画特别是官式彩画的材料组成、制作工艺和修复保护具有重要意义。

董俊卿等[27]对我国古代两种珍稀宝玉石文物分析，从安徽蚌埠双墩一号春秋墓、河南洛阳烧沟东汉墓和新疆和田皮山古城唐代墓葬中甄别与鉴定出被误认为是绿松石和琉璃（玻璃）器的天河石串珠和青金石耳坠及青金石管饰。这三件彩色宝玉石文物的发现，丰富了中国宝玉石史的研究内容，拓宽了对我国古代先民开采、引进及应用宝玉石的认识。

王守道[28]对马王堆一号汉墓印花敷彩纱（N-5）颜料进行X射线物相分析，发现灰色印纹颜料的物相与暖灰纹颜料相同，是立方晶系硫化汞（黑辰砂）和六方晶系硫化汞（辰砂）的混合物；蓝黑纹颜料是辰砂、绢云母和墨的混合物；银灰纹颜料是立方晶系硫化铅和辰砂的混合物；墨纹颜料未见粉末衍射线条，说明是无定型碳黑制成的墨；朱纹颜料是辰砂；白纹颜料是绢云母。在古代丝绸本体和出土木器的研究上，也可运用XRD技术进行结晶度等参数的测定，来表征老化程度。

3、X射线荧光应用

X射线荧光分析具有几个突出的特点：1）分析速度快：几十秒至几分钟内可同时分析样品中的多个元素。2）分析准确度高，用于物质成分分析，检出限一般可达10-3～10-6g/g，用质子激发时，检出限可达10-12g/g。3）无损，这对于文物样品分析至关重要。4）与化学态无关。5）分析范围广，可测定包括原子序数Z≥3的所有元素。6）制样简单。对于固体、粉末、液体甚至气体样品都可进行分析。除用于物质成分的定性、定量分析外，X射线荧光分析还可用于原子的基本性质如氧化数、离子电荷、电负性和化学键等的研究。

鉴于以上突出特点，X射线荧光分析技术在冶金、地质、化工等很多领域都有广泛应用。文物保护同样也离不开X射线荧光分析：首先要分析文物成分，确定文物材质；在查明文物损坏过程和机理时，要分析质变产物成分；研究保护环境，要用荧光分析技术分析文物周围大气的气溶胶和化学污染物；判别保护是否得当，也要靠X射线荧光分析保护前后的成分有无变化。X射线荧光分析是文物保护中一种极为重要，不可或缺的手段。

4、扫描电镜-能谱应用

4.1 扫描电镜的介绍。

扫描电镜的工作原理可以简单地归纳为“光栅扫描，逐点成像”。最常使用的是二次电子信号和背散射电子信号，前者用于显示表面形貌衬度，后者用于显示原子序数衬度。

4.2 X射线显微能谱分析（EDS）

能谱仪（EDS）工作原理利用样品被激发出来的特征-X射线的能量，确定样品中所含元素。

4.3扫描电镜-能谱在文物保护中的应用

扫描电镜-能谱在文物保护中的应用主要体现在以下几个方面：文物本体材料的认识、微观形貌分析（组织结构、晶体形态、尺寸测量）成分分析、文物病害的分析、病害特征、病害产物的分析、文物保护中材料学研究、保护材料的选择和评价、金属质文物微观形貌及病害分析。

扫描电镜-能谱仪在纺织品文物保护研究中也有一定的应用，但由于纺织品文物试样不导电必须用导体材料，可能覆盖某些结构的细部特征或者隐藏某些重要信息，所以可能得到不精确的结论。也有很大的局限性。

扫描电镜的分析元素范围为B5～U92，可测质量分数在0.01%以上的重元素，对质量分数在0.5%以上的元素有比较准确的结果，主元素（主要元素的简称）的测量相对误差在5%左右。在分析元素范围和测量相对误差这些方面需要进一步改进。

现代仪器分析方法与文物保护工作结合的前景

过去文物部门设备缺乏简陋，文保研究步履艰难，文保工作者往往用肉眼评判文物的受损程度，无法通过分析仪器获取客观的数据，只能做些定性而非定量分析，这给制定文物藏品的保护修复方案带来很大难度。近年来，随着国家对文物保护科研投入力度的加大，有更多的大型精密分析仪器投入到文物保护科研项目中，现代的文保工作者继承前辈的丰富实践经验，利用现代分析仪器对文物加以检测，获取各项分析数据，通过丰富的经验解读分析数据，从中寻找最佳修复材料和保护方法，进而对文物藏品进行更科学有效的保护修复。当同类别的文物藏品信息获取至相当数量，通过统计学可制定出这一类别的文物各类标准，这些标准的建立不但成为当下文物工作的有力支撑，也将成为未来文物保护工作者的理论研究基礎。所有这些努力，对于改善我国文物保护科研分析检测手段较为落后的现状，必将起到极大的推动作用。此外，现代技术与文物保护传统工艺的相互融合、相互促进，将使文物保护传统工艺不断完善，进一步焕发出新的活力。

【参考文献】

[1]吴隽.古陶瓷科技研究与鉴定[M].北京：科学出版社，2009.

[2]朱自莹.拉曼光谱在化学中的应用[M].上海：东北大学出版社，1998.

[3]杨群，王怡林，张鹏翔，等.拉曼光谱对古青铜矛腐蚀情形的研究[J].光散射学报，2001，13（1）：49-53.

[4]罗武干，秦颖，王昌燧，等.九连敦楚墓青铜器锈蚀产物的拉曼光谱分析[J].岩矿测试，2007，26（2）：138-140.

[5]M.Bouchard，D.C.Smith.Catalogue of 45 reference Raman spectra of minerals concerning research in art history or archaeology，especially on corroded metals & coloured glass[J].Spectrochimica Acta A，2003，59：2247-2266.

[6]L.Burgioa，K.M elessannk，iM.Doulgerid is et a.l Pigment identification in paintings employing laser induced breakdown spectroscopy and Raman microscopy[J].Spectroch im ica A cta Part B，2001，56：905-913.

[7]王晓琪，王昌燧，杨景龙，等.冯晖墓壁画颜料的高分辨电镜和拉曼光谱分析[J].分析测试学报，2002，23（3）：1-4.

[8]P.Bruno，M.Caselli，M.L.Curri，et al.Surface examination of red painting on Medieval pottery from the South of Italy[J].Annalidi Chimica-Roma，1997，87：539-553.

[9]J.Zuo，C.Wang，C.Xu.Non-destructive in situstudy of white and black coating on painted pottery sherds from Bancun Site（Henan，China）by Raman microscopy[J].Spectroscopy Letters，1998，31：1431-1440.

[10]A.Bertoluzza，S.Cacciari，G.Cristini，et al.Non-destructive“in situ”Raman study of artistic glasses[J].Journal of Raman Spectroscopy，1995，26：751-755.

[11]R.Withnall，A.Derbyshire，S.Thiel，et al.Raman microscopic analysis in museology[J].Proceedings of the International Society for Optical Engineering，2000，4098：217-231.

[12]H.G.M.Edwards，J.K.F.Tait.FT-Raman spectroscopic study of decorated stained glass[J].Journal of Raman Spectroscopy，1998，52：679-682.

[13]L.Kiefert，H.Hanni，T.Ostertag.Raman spectroscopic applications to gemmology，I.R.Lewis，H.G.M.Edwards（Eds.）.Handbook of Raman Spectroscopy[C]，Marcel Dekker，New York，2001，469-489.

[14]D.C.Smith.Letting loose a laser：MRM（Mobile Raman Microscopy）for archaeometry and ethnomineralogy in the next millennium[J].Mineralogical Society Bulletin，1999，125：3-8.

[15]杨群，王怡林，张鹏翔，等.拉曼光谱对新石器时期白石斧的研究[J].光散射学报，2001，13（2）：119-124.

[16]Gregory D.Smith，Robin J.H.Clark.Raman microscopy in archaeological science[J].Journal of Archaeological Science，2004，31：1137-1160.

[17]H.G.M.Edwards.FT-Raman spectroscopic study of keratotic materials：horn，hoof and tortoiseshell[J].Spectrochimica Acta A，1998，54：745-757.

[18]楊群，王怡林，张鹏翔，等.武定恐龙化石的显微拉曼光谱研究[J]，光谱学与光谱分析，2002，22（5）：793-795.

[19]杨群，王怡林，张鹏翔，等.显微拉曼光谱对恐龙化石内部成分研究[J].光谱学与光谱分析，2003，23（5）：880-882.

[20]胡耀武，王昌燧，左健，等.古人类骨中羟磷灰石的XRD和拉曼光谱分析[J].生物物理学报，2001，17（4）：621-626.

[21]申桂云.铁质文物锈蚀机理及广西出土、出水铁质文物保护研究[D].导师：朱泓，王蕙贞.吉林大学，2009.

[22]]郭振琪，张小燕，程德润.秦俑一号铜车马残件X射线衍射分析——青铜器和银器锈蚀机理比较[J].西北大学学报（自然科学版），1999，（04）：309-312.

[23]陈璋如，刘月妙，范光，孙淑云，李延祥.青铜文物腐蚀过程中的次生矿物[J].矿物岩石，2004，（01）：10-13.

[24]李宏松.文物岩石材料劣化两类结垢物质成分及形成机制的分析与研究[J].文物保护与考古科学，2011，（02）：9-12.

[25]严静，王丽琴，李立.北京颐和园古建筑上红色颜料的分析研究[J].分析科学学报，2010，（03）：275-278

[26]]樊华，汪灵，邓苗，叶巧明，旦辉，孙杰，宋艳，杨颖东.三星堆及金沙出土古象牙的物相及其结晶特征[J].硅酸盐学报，2006，（06）：744-748.

[27]董俊卿，干福熹，李青会，顾冬红，阚绪杭，程永建.我国古代两种珍稀宝玉石文物分析[J].宝石和宝石学杂志，2011，（03）：46-52.

[28]王守道.马王堆一号汉墓印花敷彩纱（N-5）颜料的X射线物相分析[J].化学通报，1975，（04）：54-57+65.

现代信息技术在生物教学中的应用 第10篇

摘 要：信息技术与生物学科的整合，是现代教育发展的需要，正确的将信息技术运用在生物教学中，可改变教学环境，使教学内容直观生动形象，不拘泥教材，扩大学生知识面，激发学生积极主动的学习热情，增强学生自主学习的能力，从而提高课堂教学效率，促进素质教育的全面开展。

关键词：信息技术 网络资源 生物教学

信息技术包括多媒体技术和网络技术，将它运用在生物教学中，是教育改革的新思维，是一种全新的教学方式。然而，如何恰当运用信息技术，使信息技术与课堂教学有机地结合起来，从而为提高教学质量服务，这是个值得深入探索的课题。

一、现代信息技术在生物教学中应用的优势

（一）网络资源在教师备课中的作用

备课时，除了借助教材和教参外，还可以通过网络资源获取更多的信息和资料，特别是那些优秀案例，得奖教案，让我们开阔眼界，拓展上课的思路。在此基础上，再结合自己的教学特色，结合学生的认知水平对信息整合，使教学环节都更利于教学活动的开展，可以不断地提高工作的成效。

（二）多媒体在生物课教学中运用的优势

在教学中，利用计算机、多媒体对教材中难以观察的细微结构、生命现象和活动过程等进行信息处理，模拟或再现其真实情景，使其变得形象、直观，这既为学生自主探索学习知识提供了直观的材料，又可以使学生进行抽象概括，能够很好的达到目标。

现代信息技术教学中的运用越来越多，技术也进一步的提高和成熟。但是运用多媒体同时，还要注意对课程体系、教学方法、讲课艺术等方面进行研究。根据学科教学需要，充分发挥计算机的工具性功能，使计算机溶入学科教学中，才能实现教学相长，从而提高教学质量，促进教学改革。

二、正确处理信息技术和教学的关系

尽管在教学中采用信息技术教学手段有诸多优势，但并非是使用了多媒体教学手段就能保证教学的成功和达到预期的教学目标，还需要我们根据教学的特点在教学中精心设计、认真实践、反复推敲。因此，要真正达到良好的教学效果，必须正确处理好以下几个关系。

（一）正确处理信息技术和教学目标的关系。

任何手段都是为目的服务的。信息技术教学手段必须服从于课时的教学目标、课程的教学目标乃至服务于学生发展这一最高目标。因此在一定的教学目标和教学计划中对信息技术、教学手段进行选择，使某种媒体对应于某一教学活动，充分发挥出它们的功能，达到最大的效用，而不必用的地方，则坚持不用，以免喧宾夺主，流于形式。所以，根据每堂课的目标来设计使用多媒体课件，是教学获得事半功倍的关键。

（二）正确处理信息技术与教学内容的关系。

多媒体教学手段作为教学系统整体的一部分，仅仅注意到自身的因素是不够的，必须对教学内容进行深入研究，根据内容的需要，选择手段与媒体，才能使课堂教学达到最佳效果。但是部分老师为了吸引学生，用课件过多展示与教学内容无关的图像、音乐、动画，反而使学生的注意力都集中到精彩的画面、悦耳的音乐，忽视这些画面、音乐所蕴含的知识，影响了学生的注意力。同时并不是所有的内容都适合用多媒体展示，整堂课都使用多媒体，这样反而会使学生对知识重难点把握不到位，影响学生对知识点的理解。

（三）正确处理多媒体与课堂教学活动的关系

教师要会将课本中的现成的、结论性的内容变为具有探索性的资料、信息，精心设计，会合理安排信息，使学生主动探究、学习，从而培养他们能力。与此同时，要求教师的教学设计能调动学生学习的积极性和主动性。如生动有趣的导入，密切联系生产、生活实例的讨论分析，巧设问题情境引发学生的求知和探索欲望、发现学生的优点及时表扬等等。而绝不能只让学生通过多媒体课件阅读大量信息资料，只让学生使用计算机做题，还应该让学生进行必要的语言表达、书面表达以及课堂小组讨论交流等。这样，学生才会有学习兴趣，并积极主动地参与课堂活动，他们的各种能力才会得到培养和提高。

（四）正确处理多媒体教学手段与传统教学模式的关系。

多媒体教学以它的独特性、先进性和高效性，展示在人们的面前。虽说传统的教学模拟不具备以上优点，但在不断的运用和改进中，也有着不可替代的作用。我们的多媒体教学手段主要是播放利用powerpoint制作的幻灯片，或是用flash软件制作的动画。在幻灯片的制作中，幻灯片的容量大播放速度快，学生往往看到图就看不到文字小结，这既不便于学生做笔记，又不便于学生进行图文结合的记忆。通过多媒体课件和板书相结合，学生不仅能理解整个动态过程，而且对这个知识点也能作出一个系统性的分析和概括。实践证明，只有将多媒体教学与传统的教学模式有机结合，才能相得益彰。

三、结束语

总之，在课堂教学中，有目的、有意识、多方面、多角度的采用多媒体技术，向学生传递教学信息，使学生从消极被动地接受知识到积极主动地获取知识，从而提高学生学习的积极性和主动性，达到活跃课堂气氛，提高课堂教学效果的作用。因此，在教学中，教师要深入研究和恰当地设计、开发、运用生物多媒体课件，使之与传统教学手段有机整合，优化课堂教学，力求最大限度地提高效率，才能体现出多媒体技术的真正价值。

参考文献：

[1]梁愈：《新课程理念的创新及教育教学行为指向》中学生物教学.06年第7期

[2]何克抗：《论信息技术与课程整合》北京师范大学现代教育技术研究所

现代生物技术在环境保护的应用 第11篇

精讲点拨：

1.限制酶：具有专一性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的位点上切割DNA分子。

限制酶作用部位是DNA分子上的磷酸二酯键，切割后露出两个碱基互补的黏性末端。

在转基因技术过程中，切割目的基因和切割运载体所用的是同一种限制酶。

2.DNA连接酶：把两个碱基互补的黏性末端链接起来，形成磷酸二酯键。

3.运载体：最常用的运载体是质粒。

4.目的基因的制备：可通过DNA合成仪用化学方法直接合成;也可以RNA为模板，在逆转录酶的作用下合成DNA。

5. 将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法和电击法等，其中最常用的是农杆菌转化法。将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法，常以受精卵作为受体细胞。

典型例题1：(2008年山东35改编)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。

现代信息技术在教学中的应用 第12篇

【论文摘要】现代信息技术的飞速发展，极大地影响着人们的生产和生活，推动着人类社会进入信息化的新时代。然而各个领域，各个部门都利用信息技术为本行业服务。教育领域也不例外。利用信息技术辅导教学，能生动直观地通过图文、声像的综合作用，创造逼真的教学情景，促使学生在快乐中学习，并充分调动了学生的积极性和求知欲。从而使课堂教学焕发生机与活力。因此，教学中必须增加培养学生 对信息获取、检索、分析、处理能力的内容，信息能 力也要作为教育的培养目标。素质教育的目标是使学习者全体发展、全面发展、个性发展，强调学习的目的是实现学生对学习内容的意义建构，即实现意义学习。我国教育技术专家也提出了一种以教师为主导、以学生为主体的“双主”教学模式。这种教学模 式是“以教为中心”和“以学为中心”的揉合与优势互补，它基本保留“传递一接受”的教学过程，以接受学习作为主要学习方式，教师有时处于中心地位，但更多时候是在教师的指导下，学生进行自主学习。重视培养学习者的认知能力、创造能力，而能力只能在掌握必要知识的基础上，主要在实践中培养。因而教学中要增加实际练习、自由操作、社会实践等以学生亲身体验为主的学习内容，在课堂教学中必须运用具有交互性的教学和学习工具，把粉笔加黑板的教学变成以实践为基础的教学。实现这一目标，必须应用以计算机为核心的现代教育技术。

【关键词】现代信息教育技术 教学 应用

引言

从我国的现实情况看，九十年代以前的教学模式基本上都是传统教学模式——以“教师”为中心。这种模式的优点是有利于教师主导作用的发挥，有利于教师对课堂教学的组织、管理与控制；但它存在一个很大的缺陷，就是忽略学生的主动性、创造性，不能把学生的认知主体作用很好地体现出来。强调学生的任务就是要消化、理解教师讲授的内容，把学生当作灌输的对象、外部刺激的接受器、前人知识与经验的存储器，忘记了学生是有主观能动性的、有创造性思维的活生生的人。这样一来就使学生逐渐养成了一种不爱问、不想问“为什么”、也不知道要问“为什么”的不良习惯，形成一种盲目崇拜书本和老师的迷信思想，对书本和老师不能怀疑。在课堂上，险非教师主动提问，否则是不容许学生随意打断教师已制定好的教学计划的，学生也决不敢这样做。这种思想代代相传，不断强化，就使学生的发散性思维、逆向性思维被束缚、被禁锢，敢于冲破传统的新思想、新观念被扼杀，大胆幻想的翅膀被折断，作为认知主体的学生其主动性无从发挥。这就等于从基底上移走了具有创新思想和创新能力人地赖以孕育、滋生和成长的全部土壤，创造型人才的培养就成了难以实现的空中楼阁。不难想象，作为认知主体的学生如困在整个教学过程中始终处于比较被动的地位，肯定难以达到比较理想的教学效果，更不可能培养创造型人才。

进入九十年代以后随着多媒体和网络技术的日益普及（特别是基于Internet的教育网络的广泛应用），信息技术课程才逐渐发展起来。这种教育模式是根据现代化教学环境中信息的传递方式和学生对知识信息加工的心理过程，充分利用现代教育技术手段的支持，调动尽可能多的教学媒体、信息资源，构建一个良好的学习环境，在教师的组织和指导下，充分发挥学生的主动性、积极性、创造性，使学生能够真正成为知识信息的主动建构者，达到良好的教学效果。

信息技术课程的关键在于从现代教学媒体构成理想教学环境的角度，探讨如何充分发挥学生的主动性，积极性和创造性。我们知道，以计算机为主的现代教学媒体（主要指多媒体计算机、教学网络、校园网和因特网）的出现带来了传统教学媒体所无法具备的特性：计算机交互性、多媒体特性、超文本特性、网络特性。这些特性能够使学生在课堂上的地位有所改变，使学生能够真正积极主动的探索知识，而不再是被动的接受知识信息，成为知识信息的主动建构者。在这种模式下，教师成为课堂教学的组织者、指导者，学生建构意义的帮助者、促进者，而不是知识的灌输者和课堂的主宰。与传统模式相比，信息技术课程在教学中发挥越来越大的作用，下面结合自己在教学中积累的经验，谈谈自己的见解。

一、把现代信息教育技术作为工具

随着教学改革的进一步深入，教学空间不再局限于黑板和讲台，借助于多媒体工具和平台，教学可以从视、听、触多个维度展开。不仅教师的授课、指导、辅助 要通过各类媒体进行，而且学生的学习和探索也要借助于各类媒体来实现。另外，各类计算机网络还构成了师生之间、学生之间互递信息的工具，教师的指导与学生的反馈都要在此基础上进行。远程教育是没有围墙的学校，其教学信息通过国家提供的卫星电视系统覆盖全国，利用计算机网络面向全国实施网上教学。同时，现代远程教育教学系统，可以在不同层面上分工协作，为教师和学生提供必要的学习资源和学习支持服务

二、把现代信息教育技术作为资源

素质教育重视知识与能力，不再片面强调对知识的记忆，因此，在这种基于“学”的环境系统中，必然要选择与应用大量的教与学的资源）现代教育技术能够提供多样化的学习资源，如磁带音像教材、多媒体教学软件、校园网等，而且，Internet网本身就是一座世界上最大的教学资源库。现代远程开放教育利用计算机网络和多媒体技术，在数字信号环境下进行教学活动诸方面的特点决定了其教育过程必然要体现学生自主学习、体现学生的参与、体现现代化手段的应用、体现多种媒体资源的利用

三、把现代信息教育技术作为环境

应用现代教育技术可以构造各种教学环境，如多媒体综合教室、多媒体计算机网络教室、电子阅览室、校园网、基于Internet网的远程学习系统等。在课堂教学中，应用多媒体技术、网络技术和虚拟 现实技术能够创造和展示各种趋于现实的学习情境，把抽象的学习与现实生活融合起来，激发学生的思维与探索。这不仅是一种教育形式的改革，更是一种教育哲学思想，它充分利用社会教育资源、现代教育技术及灵活的学习支持服务，为一切有学习愿望的人提供不受时空限制的学习条件和全方位良好的学习环境。教育以教育技术和媒体手段为课程载体，使教与学的过程可以异步或同步进行，由于学习者不同的家庭经济环境对自主学习的推动力和影响力不一样。家庭经济较好可以有更多的物质条件来接受和消费教育，能力的提高会反过来促进生活环境的改善，这有利于自主学习的持续提升。

四、用现代信息教育技术实现合作学习

合作学习是通过两个或两个以上的主体在一起互促学习以提高学习成效的教学形式。合作学习能够发展学生的自信心，尤其可以使学业上失败的 学生在同伴帮助的过程中经历成功的体验，重塑自尊；合作学习可以提高学生的学习积极性和主动 性，发展学生的主体意识，合作学习消除了在应试 教育中竞争造成的人与人之间的冷漠与孤立，形成 和谐平等的师生关系、生关系。可见，合作学习是 以“学”为中心的教学模式的必然要求。应用现代教育技术提供的各种网络环境可以有效地开展合作学习。

以上只是简单地分析了现代教育技术在创建 新型教学模式中的地位与作用。如何才能在应用现代教育技术的基础上，建立有效的教学模式，还应由各地区、各学校根据自身的条件去创造性地探索与开发。

总之，通过有效的教学设计，我们可以使现代信息教育技术的优势得以充分发挥，建立行之有效的教学模式，推进素质教育的实现。

参考文献

1.吴仁芳,沈文选.《多媒体辅助数学教学——关于教师角色的探析》[J].天津：数学教育学报,2005(1).2.康从英.《充分利用多媒体提升课堂教学效果》[J].北京：教育与职业,2006,4(下).94-105.3．顾炎强．信息技术与学科整合的几点思考[J]．上海教学研究．2004（4）．

4．陈旭远、黄薇．新课程课堂教学中的问题与对策[M]．吉林：东北师范大学出版社，2008（10）．