摘 要：生物科學是二十一世紀最有發展前景的學科之一，它作為自然科學領域的帶頭學科，將會有極大的發展空間；而且人類社會在新世紀面臨的人口、糧食、資源、環境和健康問題將更加突出，而這些問題的解決，都將在很大程度上依賴於生物科學的進步。所以作為新世紀的高中學生，學好生物這門學科就顯得非常重要。當前有關創新精神和實踐能力的培養的問題引起了教育界和全社會的廣泛關注，如何在生物教學中實施成為當前的要務，而研究性學習順應了這一歷史的客觀要求。現存的生物學教學方式具有一定的侷限性，以研究性學習的方式建立生物學知識框架具有獨特的優勢。積極創新情境，讓學生體驗科學探究過程，學習科學探究的方法，養成科學探究的能力，是生物教學的重要任務之一。因此本文就此問題結合自己九年的生物課堂教學實踐談幾點看法。
關鍵詞：研究性學習生物教學 必要性 把握 注意事項
一、在高中生物教學中貫穿研究性學習的必要性
1、新一輪課程改革倡導學生開展自主學習、探究學習、合作學習，倡導建立積極的價值觀，倡導“參與式”教學理念，在教學過程中滲透學生的創新精神和創造能力的培養，這些教育改革的新觀念已引起了教育界和全社會的廣泛關注，併成為當前基礎教育改革的一個熱點。研究性學習是由學生在一定的生活情境中發現問題，選取專題、設計研究方案，通過主動的探索和研究而求得問題的解決，從而瞭解和體驗科學探索的過程，養成自主探究。
2、向高中學生傳授科學研究的知識和方法，並在活動課程或課外活動中開展一些課題研究活動，是培養創新意識和實踐能力的一個重要方面，因而研究性學習順應了這一歷史的客觀要求。
二、生物教學中研究性學習的初步實踐
1、貼近生活，引入課題，進行推測，提出假設
本教學設計從教師有目的的給出材料――日常生活中的澱粉消化的速度與生產過程中澱粉水解速度比較――直接切入課題，引起學生興趣的同時，提出問題，引發學生思考――生物體內的催化劑――酶的特點。
材料：人每天都需要吃飯，人體消化的速度相當快。人體內每小時可以水解500噸澱粉，相同質量的澱粉，在有足夠的酸作為催化劑的條件下，全部水解需要十幾天。
這個事實説明了什麼問題？
學生回答：酶的催化作用具有高效性。
教師引導：酶是生物催化劑，它和無機催化劑相比，可能具有高效性的特點。怎樣才能知道酶具有高效性呢？
2、點撥啟發，設計方案，實驗探索
教師引導：我們在無機化學當中學過催化劑，怎樣能確定哪種催化劑的效率更高呢？
學生討論得出結論：比較相同化學反應在不同的催化劑的催化作用下，通過化學反應速度可以確定催化劑的催化效率――化學反應速度越快的，催化劑的效率越高；反之，催化效率越低。
教師引導：化學反應速度怎樣才能確定呢？
學生思考回答：通過反應物的消耗速度或者產物的生成速度比較可以看出來。
材料：過氧化氫(H2O2)在 Fe3+的催化下，也可分解成H2O和O2，動物新鮮肝臟中含有的過氧化氫酶也能催化這個反應。據測算，每滴氯化鐵中的Fe3+數，大約是肝臟研磨液中過氧化氫分子數的25萬倍。從數目上看，一滴含有催化劑的容液中，Fe3+數遠遠大於過氧化氫酶的分子數。
如果現在我們想弄清楚Fe3+與過氧化氫酶，哪一種催化劑的催化效率高，那麼，我們應該如何設計這個實驗？
問題引發了學生的熱烈討論。面對學生的爭論、教師不急於點評。先讓學生相互點評，最後經教師分析比較，最終篩選出下列設計方案對猜想進行探究――分組實驗。
實驗設計引導：要比較Fe3+和過氧化氫酶的催化效率，設計實驗中的其他條件應該相同，如兩個試管中過氧化氫溶液的量應該相同，Fe3+和動物肝臟也應儘可能同時加入兩個試管中。然後通過產物――O2的產生速度，即氣泡的產生量、帶火星的木條的復燃速度，或者試管温度的變化――最終確定酶與無機催化劑效率高低。
教師在引導過程中，要注重等量性原則，科學性原則，可操作性原則，單一變量原則等實驗設計原則的滲透。
學生按實驗設計步驟分組實驗。並思考問題：1.你在實驗過程中觀察到哪些實驗現象？2.通過這個實驗你可以得出什麼結論？
通過以上的引導，從提問、引導猜想，設計實驗進行探究，環環相扣，有的放矢，學生的求知慾望冉冉升起，為下一步探索研究作了良好的鋪墊。既能讓學生進行自主學習，又在實驗的設計過程中，培養學生的創新精神，提高學生的科學素養。
3、實踐拓展，深化認識
通過實驗探究得出結論，酶的一個特性――高效性。
給出生產實踐資料，學生在分析中，深化學生認識，加強學生科學就在身邊的探究思想。
資料：人們在生產實踐中就是利用了酶的這個特性，比如説在污染物的處理上，廢舊塑料的大批量降解利用的就是相關的酶，塑料自然降解需要上百年的時間，甚至需要更長時間，而利用專用酶處理相等量的塑料幾天內就可以完成。
三、在實施過程中的注意事項
1、研究性學習應該面向全體學生。離開了全體學生這個層面，研究性學習就完全背離了它的初衷。所以，要讓研究性學習避免“貴族化”，走向“平民化”，就得重研究過程，而淡化研究成果。如果成果不期而遇，自然是個驚喜，但不出成果，只要“學會了研究”，也是極大的收穫。
四、研究性學習的意義
通過教學中的教學方式的轉變，驚喜地發現，無論是對老師的教還是對學生的學，都有很大的促進作用。首先，研究性學習從根本上改變了過去那種傳統的教學模式，變老師講學生聽為真正學生自己學、自己發現問題、自己想辦法解決。充分激發了學生的熱情，體現了學生的主體性、主動性，在一定程度上培養了學生掌握、運用、分析信息材料的能力，開拓了學生的眼界和思維 能力，學到了許多課本上沒有學到的知識，大大豐富了學生的思維方法，形成了一系列良好的思維品質。第二，研究性學習給我們的教學方式及老師提出了更新的挑戰。研究性學習讓我們的學生大膽探索，充分發揮學生的主體性、主動性，學生人多，思維不受限制，老師的引導如何發揮作用，這就給我們老師的教學方式提出了新的要求，因此，隨着涉及的面越來越廣，這就要求教師必須加強學習，不斷拓寬自己的知識面。
有動力就有進步，研究性學習對推動教學改革有着極大的促進作用，實質上，它將帶來教法和學法一次新的革命。
總之，學好生物科學是相當重要的。倘若就我們的學習喻作航船，勤奮則是輪船的馬達；正確的學習方法便是輪船的方向盤與航線，讓我們駕上這艘希翼之船在知識的海洋中圓遊，讓船兒載着我們駛向美好吧！
人類早期的活動能力、也就是破壞自然的能力很弱，最多隻能引起局部地區小氣候的改變，所以幾百萬年間人與自然還能相安無事。但是工業革命以來情況發生爭劇變化。工業化意味着大量燃燒煤和石油，意味着向地球大氣排放巨量的廢氣。其中二氧化碳氣體造成大氣温室效應，使全球變暖、極冰融化、海平面上升；二氧化硫和氮氧化物可以形成酸雨；氯氟烴氣體能破壞高空臭氧層，造成南極臭氧洞和全球臭氧層變薄。此外，工業化排放的污染氣體也使人類聚居的城市成了濃度特高的大氣污染島……人類在發展經濟、提高生活質量的同時也闖下了彌天大禍。不少災害看起來似乎是天災，而實際上卻往往是屬於人類自己造成的人禍。被破壞的地球大氣正在對人類進行可怕的報復，大自然是絕不會因為人類的無知而原諒人類的。
1992年6月，世界各國元首、政府首腦雲集巴西里約熱內廬，在聯合國《氣候變化框架公約》上簽字。為什麼氣候變化這樣一個普普通通的科學問題，會變得如此令人關注？
原來，工業革命以來，由於人類大量燃燒化石燃料和毀滅森林，使全球大氣中二氧化碳（CO2）含量在百年內增加了25％。如果按目前CO2濃度的增加速度，到2100年大氣中CO2含量將增加一倍。據聯合國發佈的評估報告，那時全球平均氣温會比現在上升1.0～3.5℃，這將引起極冰融化、海平面上升15～95釐米，從而淹沒大片經濟發達的沿海地區，還可能引起其他一系列嚴重問題。世界各國政府開始重視這種狀況及其危害後果，共同商討削減CO2排放量的問題。
什麼叫温室效應
全球的地面平均温度約為15℃。如果沒有大氣覆蓋，根據地球獲得的太陽熱量和地球向宇宙空間放出的熱量相等的原理，可以計算出地球的地面年均温度為－18℃。這33℃的温差就是大氣像被子一樣保護地球造成的。這就是温室效應。
宇宙中任何物體都輻射電磁波。物體温度越高，輻射的波長越短。太陽表面温度約6000K，它發射的電磁波的波長很短，稱為太陽短波輻射（其中包括從紫到紅的可見光）。地面在接受太陽短波輻射而增温的同時，也時時刻刻向外輻射電磁波而冷卻下來。地球發射的電磁波因温度較低而具有較長的波長，稱為地面長波輻射。短波輻射和長波輻射在經過地球大氣時的遭遇是不同的：大氣對太陽短波輻射來説幾乎是透明的，而它卻強烈吸收地面長波輻射。大氣在吸收地面長波輻射的同時，它自己也向外輻射波長更長的長波輻射（因為大氣的温度比地面更低）。其中向下到達地面的部分稱為逆輻射。地面接受逆輻射後就會升温，這也可以説是大氣對地面起到了保温作用。這就是大氣温室效應的原理。
地球大氣的這種保温作用，很類似於種植花卉的暖房頂上的玻璃（温室效應也可稱為暖房效應或花房效應），因為玻璃也具有透過太陽短波輻射和吸收地面長波輻射的保温功能。
温室效應源自温室氣體
我們知道，並不是大氣中的每種氣體都會強烈吸收地面長波輻射的。地球大氣中起温室作用的氣體稱為温室氣體，主要有二氧化碳、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟里昂以及水汽等。它們幾乎吸收地面發出的所有波長的長波輻射，只有一個很窄的區段吸收很少，這個區段被稱為“盲區”。地球主要通過這個盲區把從太陽獲得的熱量中的70％又以長波輻射形式返還宇宙空間，從而維持地面温度不變。我們所説的温室效應，主要是指由於人類活動增加了温室氣體的數量和品種，使這盲區即能返回宇宙空間的70％的熱量的數值下降，使留下的餘熱增多而使地球變暖的情況。
不過，CO2等温室氣體雖然吸收地面長波輻射的能力很強，但它們在大氣中的數量卻極少。如果把壓力為一個大氣壓、温度為0℃的大氣狀態稱為標準狀態，那麼把地球整個大氣層壓縮到這個標準狀態，它的厚度是8000米。目前大氣中CO2的含量是355ppm即百萬分之355（ppm為百萬分之一），把它換算到標準狀態，就是2.8米厚。在8000米厚的大氣中就佔這2.8米厚的這一點點。甲烷含量是1.7ppm，相應是1.4釐米厚。臭氧濃度是400ppb（ppb為ppm的千分之一）換算後只有3毫米厚。一氧化二氮是310ppb，2.5毫米。氟里昂有許多種，但大氣中含量最多的氟里昂12也只有400ppt（ppt是ppb的千分之一），換算到標準狀態只有3微米。由此可見大氣中温室氣體是極少的。正因為如此，所以人為釋放的温室氣體如不加限制，很容易引起全球迅速變暖。
早在1938年，英國氣象學家卡林達在分析了19世紀末世界各地零星的CO2觀測資料後，指出當時CO2濃度已比世紀初上升了6％，並指出從上世紀末到本世紀中葉全球存在變暖傾向，在世界上引起了很大反響。為此，美國斯克裏普斯海洋研究所的凱林於1958年在夏威夷的冒納羅、亞山海拔3400米的地方建立起了觀測所，開始了大氣中CO2含量的精密觀測。夏威夷位於北太平洋中部，幾乎未受陸地大氣污染的影響，觀測結果有相當高的可靠性。
從冒納羅亞山觀測到的1958年4月到1991年6月大氣中CO2濃度的變化曲線可以看出1958年時大氣中CO2含量不過315ppm左右，而1991年已經達到了355ppm。問題的嚴重性還在於，人類每年燃燒55億噸化石燃料（每噸約產生4噸CO2）中，大約只有一米進入了大氣，其餘一米主要被海洋和陸地植物所吸收。一旦海洋中CO2達到飽和，大氣中CO2含量將成倍上升。從圖上還可發現CO2含量還有季節變化，冬夏可以相差6ppm。這主要是由於北半球廣闊大陸上植被冬枯夏榮的影響，因為植物在夏季大量吸收CO2因而使大氣中CO2濃度相對降低。
根據對南極和格陵蘭大陸冰蓋中密封的氣泡中空氣的CO2濃度測定，古代大氣中CO2含量一直比較穩定，大體是280ppm左右。只是從18世紀中葉，即工業革命前後開始逐步上升。人類用了240年時間，使大氣中CO2濃度從280ppm上升到355ppm。
甲烷是僅次於CO2的重要温室氣體。它在大氣中的濃度雖比CO2少得多，但增長率卻大得多。據聯合國政府的氣候變化委員會（IPCC）1996年發表的第二次氣候變化評估報告的資料（簡稱《報告》），從1750～1990年共240年間CO2增加了30％，而同期甲烷卻增加了145％。甲烷也稱沼氣，是缺氧條件下有機物腐爛時產生的，例如水田、堆肥和畜糞等都會產生沼氣。一氧化二氮又稱笑氣，因為呼入一定濃度的這種氣體後會引起面部肌肉痙攣，看上去像在發笑一樣。它主要是由於使用化肥、燃燒化石燃料和由生物體所產生的。大氣中的臭氧含量，在平流層中雖有減少，但在對流層中是增加的。氟里昂氣體是氯、氟和碳的化合物，它在自然界裏本不存在，完全是人類製造出來的。由於它的溶點和沸點都比較低，不燃、不爆、無臭、無害、穩定性極好，廣泛用來生產製冷劑、發泡劑和清潔劑等。地球大氣中濃度最高的氟里昂12和氟里昂11含量雖都極少，但這些年增長率卻很高，均達到年增5％。根據1987年國際《蒙特利爾議定書》，它在大氣中的濃度將在21世紀初開始逐漸減少。
應當説明，CO2以外的其他温室氣體在大氣中的濃度雖比CO2小得多，有的要小好幾個量級，但它們的温室效應作用卻比CO2強得多，它們對大氣温室效應的作用，根據IPCC第二次《報告》，都只比CO2低一個量級。這是值得注意的。
温室效應的後果
如前所述，工業革命前大氣中CO2含量是280ppm，如按目前增長的速度，到2100年將增加到550ppm，即幾乎增加一倍。全世界的許多氣象學家都在努力研究，CO2含量增加一倍以後，到2100年全球的平均氣温會增高多少？
目前採用的具體辦法是，根據大氣運動規律和物理狀態變化規律，設計成數值模式進行計算。但由於人們對大氣運動變化規律的認識還不夠完善，採取的簡化設計辦法也不同，因而各個模式的計算結果常相差很大。為此80年代美國科學院組織了評估委員會，對這些模式的結果進行研究和綜合評詁，最終得出CO2倍增後全球平均氣温將上升1.5～4.5℃。這就是對本問題最有權威的組織——聯合國IPCC第一次《報告》中採用的數字。
近年來，氣候模式的模擬能力有了重大改進，這主要是考慮了大氣中氣溶膠（空氣中懸浮的微小顆粒）的作用。因為在燃燒化石燃料放出CO2的同時也釋放了巨量的硫化物等氣溶膠。這種氣溶膠顆粒會遮擋部分陽光使之無法到達地面，使地面氣温降低，起到冷卻作用。其數值據IPCC估計可達－0.5瓦／平方米，即相當於CO2增温效應（＋1.56瓦／平方米）的1／3，比甲烷的增温效應（+0.47瓦／平方米）還略大。主要根據這個改進，IPCC1996年公佈的第二個《報告》中，把2100年CO2倍增後全球平均氣温的升温值從1.5～4.5℃，修改為1.0～3.5℃。評估報告中還指出，由於海洋的巨大熱慣性，到2100年這個增温值中大約只有50～90％得以實現。
模式計算結果還説明，全球平均增温1.0～3.5℃並不均勻分佈於世界各地。赤道和熱帶地區不升温或幾乎不升温，升温主要集中在高緯度地區，數量可達6～8℃甚至更大。這一來引起另一嚴重後果，即兩極和格陵蘭的冰蓋會發生融化，引起海平面上升。北半球高緯度大陸的凍土帶也會融化或變薄，引起大範圍地區沼澤化。還有，海洋變暖後海水體積膨脹也會引起海平面升高。IPCC的第一次評詁報告中預計海平面上升20～140釐米（相應升温1.5～4.5℃），第二次評估報告中修改為15～95釐米（相應升温1.0～3.5℃），最可能值為50釐米。即比第一次評估結果降低了約25％。IPCC的第二次評詁報告還指出，從19世紀末以來的百年間，由於全球平均氣温上升了0.3～0.6℃，全球海平面相應也上升了10～25釐米。
全球海平面的上升將直接淹沒人口密集、工農業發達的大陸沿海低地地區，後果十分嚴重。1995年11月在柏林召開的聯合國《氣候變化框架公約》締約方第二次會議上，44個小島國組成了小島國聯盟，為他們的生存權而呼籲。
此外，研究結果還指出，CO2增加不僅使全球變暖，還將造成全球大氣環流調整和氣候帶向極地擴展。包括我國北方在內的中緯度地區降水將減少，加上升温使蒸發加大，氣候將趨於乾旱化。大氣環流的調整，除了中緯度地區乾旱化之外，還可能造成世界其他地區氣候異常和一些災害，例如低緯度颱風強度將增強，颱風源地將向北擴展等。氣温升高還會引起或加劇一些傳染病流行。以疾為例，過去5年中世界痰疾發病率已翻一兩番，現在全世界每年約有5億人得痰疾，其中200多萬人死亡。
但是，温室效應也並非全是壞事。最寒冷的高緯度地區增温最大，農業區將向極地大幅度推進。CO2增加也有利於植物光合作用而直接提高有機物質產量。還有的專家指出，在我國和世界歷史上温暖期多是降水較多、乾旱區退縮的繁榮時期。
在大氣温室效應這個問題上，也有不同意見。有些科學家認為：目前數值模式還不成熟，計算結果過於誇大；百年升高0.3～0.6℃屬於正常氣候變化，不能證明是大氣温室效應所造成。這是少數人的意見。
儘管如此，對於目前大氣中CO2濃度和全球温度正迅速增加，以及温室氣體增加會造成全球變暖的原理，都是沒有爭論的事實。我們如果等到問題已發展到了可以明顯感知的水平，就往往難以逆轉。因此必須引起高度重視，以便採取對策，保護好人類賴以生存的大氣環境。
全球對策
大氣温室效應造成的全球變暖，對策主要有以下3個方面。
第一方面是減少目前大氣中的CO2。最切實可行的辦法是廣泛植樹造林、加強綠化、停止濫伐森林；用太陽光的光合作用大量吸收和固定大氣中的CO2。還有利用化學反應來吸收CO2的辦法，但在技術上都不成熟，經濟上更難大規模實行。
第二方面是適應。這是無論如何必須考慮的問題。例如除了建設海岸防護堤壩等工程技術措施以防止海水入侵外，有計劃地逐步改變當地農作物的種類和品種，以適應逐步變化的氣候。日本北部因為夏季過涼，過去並不種植物稻，即使種了產量也很低。由於培育出了抗寒抗逆品種，現在即使在最北的北海道也不僅能長水稻，而且產量還很高。這是一個很好的例子。氣候變化是一個相對緩慢的過程，只要能及早預測出氣候變化趨勢，我們是能找到適應對策並順利實施的。
第三方面是削減CO2的排放量。這是在1992年巴西里約熱內盧世界環境與發展大會上，各國領導人共同簽署的《氣候變化框架公約》的主要目的（框架是指比較原則，有待進一步具體化的意思）。公約要求在2000年發達國家應把CO2排放量降回到1990年水平，並向發展中國家提供資金和轉讓技術，以幫助發展中國家減少CO2的排放量。近百年來全球大氣中CO2濃度的迅速升高，絕大部分是發達國家排放造成的。發展中國家首先是要脱貧、要發展，發達國家有義務這樣做。
由於公約是框架性的，並沒有約束力。而削減CO2排放量直接影響到發展中國家的經濟利益，因此有的發達國家不僅沒有減排，還在增排，現在看來，2000年根本不可能降到1990年水平。在1997年12月11日結束的聯合國氣候變化框架公約締約方第3次大會（日本京都會議）上發展中國家和發達國家展開了尖鋭緊張的鬥爭。最後，發達國家作出讓步，難產的《京都議定書》終於得到通過。議定書規定，所有發達國家應在2010年把6種温室氣體（CO2、一氧化二氮、甲烷和3種氯氟烴）的排放量比1990年水平減少5.2%。這雖與發展中國家的要求的到2010年減少15％和到2020年減少20％的目標相差很大，但畢竟這是一份具有約束力的國際減排協議。
關鍵詞：生物技術；有機廢氣；處理
近些年我國有機合成工業和石油化學工業不斷得到迅速的發展，在大氣中的有機化合物也逐漸增多，例如有機硫化物、有機氯化物等各種各樣揮發性有機物，對於人體的感官會產生刺激，一些物質甚至具有毒性，對於周圍的環境和羣眾的健康會產生嚴重的危害。現在人們越來越重視對這些污染物進行控制，在這樣的形勢下，產生了生物技術，引起人們的廣泛關注。
1生物技術的概述
1.1微生物的概念
以微生物處理廢水為基礎，生物技術不斷髮展起來。從根本上説生物淨化就是氧化分解的過程。和廢水生物處理具有很大的不同，廢氣中的有機物質逐漸從氣相到液相，在液相當中進行溶解，濃度差不斷給予推動，可以擴散到生物膜當中，這樣一來，微生物就會進行捕捉和吸收。在這樣的條件下，污染物一旦進入微生物當中，在代謝的過程中，其能源和營養物就會被分解，就會產生代謝物，一部分就會融入到液相當中，剩下的一部分就會成為細胞物質，剩下的最後一部分就會放到空氣當中。這樣一來，廢氣中的有機物通過這樣的步驟，就會逐漸減少，最後被得到淨化。
1.2生物法的工藝特點
針對各種污染物，微生物的適應性都是比較強、比較快的，可以有效的降解和轉化代謝底物，和傳統的廢氣處理技術進行有效的比較，生物技術的處理效果更好，投資和運行費用都比較低，具有很高的安全性，也不會產生二次污染，還很容易進行管理。與此同時，通過吸收劑當中的微生物，可以有效的實現廢氣生物處理吸收劑的再生，並不需要一些具體的專門設備，使工藝流程和工業設備得到有效的簡化，使運行操作費用得到有效的降低。
2有機廢氣處理新技術
2.1低温等離子體技術
針對低温等子體技術，其高能電子、正負離子等可以和硫化氫和硫醇等進行反應，可以產生二氧化硫等無機物質，這些典型的廢氣可以利用電暈等放電形式，對離子體處理惡臭廢氣進行處理，具體的停留時間越長，實際電壓就會變得越高，其脱除的效果就會更加理想。
2.2變壓吸附技術
針對變壓吸附的基本原理，氣體組分在不同吸附劑上存在不同的吸附特性，利用這樣的差異，因為具體的吸附量會隨着壓力不斷髮生變化，壓力不斷髮生變換，氣體就會出現分離和提純等現象。針對比較常用的吸附劑，主要就是硅膠、活性氧化鋁等，除此以外，可以對某些組分的選擇性吸附，研製出具體的吸附材料，吸附劑自身的性能對於氣體吸附分離具有直接的影響。
2.3膜生物反應器
在廢水處理過程中不斷開發新材料的研製開發，膜生物技術也在其中不斷進行應用。在有機廢氣處理的過程中開始應用膜技術。針對膜生物反應器，就是將傳統的生物廢氣處理技術結合膜技術，這種方法比較環保，生物降解的主要界面就是膜材料，可以提供出大範圍的比表面積，使降解效果不斷得到增強，使去除效率不斷得到提高。針對我國當前的膜生物反應器，還是處於發展的階段，膜生物構建和運行成本比較高，因此將其大範圍的雲心，還是需要進行更多的研究和實踐。膜生物反應器的流量比較低，阻力也比較大，自身的水溶性比較差，去除效率也比較低，這樣一來，在廢氣處理過程中應用膜生物技術就會受到一定程度的限制。
2.4生物過濾牀
生物過濾牀其中具有吸附性的濾料，這是一種淨化裝置，在生物膜在掛之前，在過臨牀中要將緩衝劑等營養因素摻入，在生物濾牀當中如果產生具有一定濕度的廢氣，通過生物活性填料層的時候，針對其中的微生物，可以將廢氣中的有機物進行捕獲，在其自身生長的時候使其可以成為碳源。廢氣通過生物過濾牀之後，可以得到有效的淨化，在濾料層當中存在的微生物，在實際生化降解的過程中，會得到不斷的生長繁殖，這樣一來，就會持續進行生物濾池的相關操作。當濾料使用過一年之後，大多都是呈酸性的，需要得到定期的維護和保養。和處理污水的生物過濾牀進行比較，具有很大的不同，在處理廢氣的規程中，在生物過濾牀當中，在微生物膜的表面或者內層當中會存在滯留的水，整個濾料牀沒有得到貫穿，可以將含水生物膜看作是一個具體的單相。在生物過濾牀當中，淨化廢氣，這是傳質和生化反應的串聯，針對其傳質方向，主要是由氣態污染物向固、液混合相中進行有效的傳輸，和生化反應速度進行比較，傳質速度是比較快的，整個過程的控制步驟就是生化反應。
3結語
生物技術的運行比較簡單，而且比較環保，但是仍舊存在很多不足之處需要進行有效的改進，需要創新性聯合生物反應器，進行有效的設計研究，深入研究降解細菌等方面，促進我國有機廢氣處理方面的研究更好的發展。
肝癌的生物治療
【摘要】 生物 治療 作為腫瘤治療的新概念備受關注，已成為繼手術、放療、化療後腫瘤治療的第4種模式。隨着 現代 分子生物學技術和基因工程技術的迅速 發展 ，為原發性開闢了全新的領域，並已取得了越來越多可喜的成果，分子靶向治療、免疫治療、基因治療、內分泌治療、幹細胞治療等顯示出了良好的應用前景。就生物治療在肝癌治療中的研究和應用作一概述。
【關鍵詞】 肝腫瘤·生物治療
原發性肝癌(primary hepatocellular carcinoma，PLC)中90%為肝細胞性肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)。隨着現代分子生物學技術和基因工程技術的迅速發展，為PLC的生物治療開闢了全新的領域，生物治療已成為繼手術、放療、化療後腫瘤治療的第4種模式，並顯示出了良好的應用前景。主要包括：分子靶向治療、免疫治療、基因治療、內分泌治療、幹細胞治療等。
1 、分子靶向治療
HCC的發病機制十分複雜，其發生、發展和轉移與多種基因的突變、細胞信號傳導通路和新生血管增生異常等密切相關，其中多個關鍵性環節，是進行分子靶向治療的理論基礎和重要的潛在靶點。分子靶向藥物治療PLC已成為新的研究熱點。靶向治療是將免疫分子、分子受體或脂質體等載體，與藥物、放射性核素或生物毒素等偶聯，靶向性殺傷腫瘤細胞。
1.1 針對表皮生長因子及其受體的靶向治療
表皮生長因子(epidernal growth factor，EGF)是生長因子家族的主要成員之一，是含53個氨基酸殘基的多肽激素。EGF可以強烈刺激細胞分裂，與胚胎的發生與生長、組織的修復與再生以及腫瘤的發生有密切的關係。EGF及其受體(EGFR)在PLC中存在過表達[1]，與PLC的形成、發生、發展有密切關係[2-4]。抗EGFR藥物如埃羅替尼(erlotinib)和西妥昔單抗(cetuximab)，能夠靶向性作用於腫瘤細胞表面的EGFR，有效阻斷由EGFR介導的下游信號傳導通路和細胞學效應，並誘導EGFR內化和降解。但近年多項臨牀研究顯示，抗EGFR治療對PLC患者的療效並不顯著[5]，因而抗EGFR治療在HCC的治療上尚存在一定爭議。
1.2 抗血管生成治療
腫瘤生長、代謝、浸潤轉移和復發均與腫瘤的血液供應密切相關。PLC是一種富血管的惡性腫瘤，惡性程度高、生長速度快、轉移範圍廣、複發率高。目前已證實腫瘤患者體內存在多種血管生成因子，其中血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是體內作用最強的一種血管生成因子[6]。PLC患者VEGF血清水平顯著的高於肝臟良性病變患者和正常人羣[7]。缺氧是VEGF最強烈的誘導劑[8]，由於腫瘤細胞在不斷生長過程中對氧的需要不斷增加，而腫瘤周圍組織供氧量有限，因此導致腫瘤分泌大量VEGF，不斷促使新生血管生成，以滿足腫瘤生長的需求。此外，VEGF誘導新生的腫瘤相關血管結構不完善且通透性強，部分腫瘤細胞可以穿過血管壁進入血管向遠處轉移，故加速了腫瘤浸潤和轉移[9]。在PLC患者中，己發生轉移的患者VEGF血清水平也較未發生轉移的患者顯著增高[9]。因此，VEGF在PLC的生長、浸潤、轉移、治療和提示預後方面都有重要的作用。近年來，抗血管生成治療在 HCC的治療中佔據了越來越重要的地位。目前臨牀上應用最廣泛的抗血管生成藥物包括VEGF抑制劑貝伐單抗(bevacizumab，Avastin)和Brivanib等。貝伐單抗是一種新型的抗VEGF的人源化單克隆抗體，可結合VEGF並防止其與內皮細胞表面的受體(Flt-1和 KDR)結合而發揮作用、減少腫瘤內的血管形成，從而使腫瘤組織無法獲得生長、增殖所需的血液、氧及其他養分，最終導致腫瘤壞死。近年來，有學者將貝伐單抗用於不能手術和介入治療的晚期HCC患者，取得了較好的效果[10]。
1.3 信號傳導通路抑制劑治療
哺乳動物雷帕黴素靶蛋白(mammalian targetof rapamycin，mTOR)是哺乳動物磷脂酰肌醇/蛋白激酶(PI3k/Akt)通路的下游效應物，是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，mTOR通過調節其他激酶，如40S核糖體6激酶(S6k)，細胞週期依賴蛋白激酶(cyclin-dependent kinases，CDK) 和真核細胞翻譯起始因子(4E結合蛋白，4EB) 的磷酸化，在蛋白質翻譯過程中起重要調節作用。雖然與 mTOR有關的信號傳導途徑尚未完全闡明，一個很明顯的事實是mTOR參與了蛋白質合成的調節，並與生長因子及其受體、細胞週期進程及膜運輸相互作用[11]。生長因子激活 PI3k和Akt，然後通過mTOR介導大量蛋白激酶S6k、CDK、4EBP磷酸化，影響腫瘤細胞的存活和增殖[12]。VEGF通過介導激酶鏈 PI3k-Akt-mTOR調控血管內皮細胞的增生、存活和轉移[13]。抑制 mTOR的功能可以消除由 PI3K/Akt通路介導的增殖信號，使細胞週期阻滯，抑制腫瘤生長，因此mTOR抑制劑作為一種抗腫瘤藥物的作用最近再次引起關注。目前已有西羅莫司(Sirolimus)和依維莫司(Everolimus)2種商品化抗mTOR的藥物。
1.4 多靶點抑制劑治療
研究表明，Raf/MAPK-ERK激酶(MEK)和細胞外信號調節激酶(ERK)通路在HCC發病過程中有一定作用[14]。此外，HCC細胞系內過度表達的活化MEK1可通過阻止細胞凋亡而促進腫瘤的生長和存活。HCC是一種富血管性腫瘤，VEGF 可促進 HCC的發展和轉移。因此，阻斷通過Raf/MAPK-ERK的信號傳導及VEGF的作用可能會對HCC起到治療效果[15]。
分子靶向治療在控制HCC的腫瘤增殖、預防和延緩復發轉移以及提高患者的生活質量等方面可能具有獨特優勢；循證醫學高級別證據已充分證明基因治療藥物可以延長晚期HCC患者的生存期，而聯合其他治療藥物或方法有可能取得更好的效果。
2、免疫治療
目前免疫治療對臨牀已生長的實體瘤的消除能力尚十分有限，對大量的腫瘤細胞也難以奏效，在臨牀上多用於手術、介入等方法的輔助治療，或不能耐受化療以及不能手術切除的HCC患者。包括主動免疫、非特異性免疫、過繼免疫和聯合免疫等。
2.1 主動免疫治療
主動免疫治療是指利用腫瘤細胞的特異性物質誘導患者產生特異性免疫，進而主動殺傷腫瘤細胞的過程，目前用於臨牀的PLC主動免疫包括HCC腫瘤疫苗、樹突狀細胞疫苗。
2.1.1 HCC腫瘤疫苗
是將自身或異體同種HCC細胞經過物理因素（如照射、高温）、化學因素（如酶解）及生物因素（如病毒感染、基因轉移）等的處理，改變或消除其致瘤性，保留其免疫原性，輸入體內，刺激機體產生特異性抗腫瘤免疫，達到治療PLC、預防HCC轉移和復發的目的[16]。人類腫瘤免疫排斥抗原——黑色素瘤抗原家族(melanoma antigens，MAGEs)的發現，為腫瘤的免疫治療提供了特異性抗原。由於MAGE抗原能被腫瘤組織特異性表達且可與人類白細胞抗原(human leucocyte antigen，HLA)1和HLA2形成抗原肽/HLA複合物，能被殺傷T細胞(cytotoxio T lymphocyte，CTL)識別和殺傷，提示MAGE抗原用於PLC的免疫治療，開發腫瘤疫苗有着廣闊的前景。
2.1.2 樹突狀細胞疫苗
樹突狀細胞(dendritic cell，DC)是體內功能最強的專職抗原遞呈細胞 (antigen presentinz cell，APC)，可以刺激初始T細胞增殖、誘導初始免疫應答，在抗腫瘤細胞免疫應答中發揮重要作用。腫瘤可使DC功能失常，使之處於非成熟狀態。只有成熟的DC才能有效呈遞抗原，以誘導機體產生有效的抗癌免疫應答[17]。目前用DC疫苗治療HCC臨牀應用報道不多，有待進一步研究和探討。
2.2 非特異性免疫治療
非特異性免疫治療的目的：腫瘤相關抗原在惡性腫瘤細胞上的表達比正常細胞高得多，並足以使這些抗原成為有效的攻擊目標。另外，可通過激發免疫系統的免疫效應、修飾免疫應答等方法，非特異性地增強機體對腫瘤的免疫排斥能力。
常用非特異性免疫製劑包括：1)生物製劑，主要是重組的細胞因子，如IL、IFN、TNF等，既可單獨使用，也可聯合應用；2)微生物及其產物，如卡介苗、短小棒狀桿菌、混合菌苗、溶鏈菌和高聚金葡素等；3) 胸腺肽；4)中醫藥。
2.3 過繼免疫治療
過繼免疫治療以輸注自身或同種特異性或非特異性腫瘤殺傷細胞為主，不僅可糾正細胞免疫功能低下，而且可直接發揮抗腫瘤作用。包括：淋巴因子激活的殺傷細胞、腫瘤浸潤的淋巴細胞、細胞毒性T細胞、細胞因子誘導的殺傷細胞等。
2.3.1 淋巴因子激活的殺傷細胞
淋巴因子激活的殺傷細胞 (lymphokine activated killer cell，LAK cell)是用高濃度 IL-2激活的腫瘤患者自體或正常供者的外周血單個核細胞，LAK細胞在體外有廣譜的抗自體及異基因腫瘤的活性，可直接溶解、殺傷瘤細胞[18]。LAK細胞半衰期短，與 IL-2聯合應用，可保持LAK細胞的活性，以保證療效。IL-2/LAK細胞治療對PLC根治性切除術後預防復發有較高的價值。
2.3.2 腫瘤浸潤的淋巴細胞
腫瘤浸潤的淋巴細胞 (tumor infiltrating lymphocyte，TIL)為腫瘤組織分離出的淋巴細胞經IL-2培養而產生，為自體腫瘤特異性殺傷細胞。目前認為，TIL 對腫瘤細胞的殺傷活性較LAK細胞高。
2.3.3 細胞毒T淋巴細胞
細胞毒T淋巴細胞(cytotoxic T lymphocyte，CTL)為特異性抗原體外誘導單核細胞克隆。CTL需第1信號系統(MHC，TCR)和第2信號系統（共刺激分子如 B7）激活，具有腫瘤殺傷特異性。 Haruta 等[19]報道，對晚期PLC患者而言，CTL的治療效果要優於LAK細胞。
2.3.4 細胞因子誘導的殺傷細胞
細胞因子誘導的殺傷細胞 (eytokine-induced killer cell，CIK cell)為 MabCD3（抗 CD3單抗）、IL-1、IFN-γ和 IL-2培養的正常人外周血淋巴細胞。來源於CD3+CD56- T淋巴細胞具有廣譜的抗腫瘤活性，在動物實驗中有較好的治療效果[20]。
2.4 聯合免疫治療
由於腫瘤生物學特性所具有的特殊免疫逃逸機制，導致單一性免疫治療難以奏效，因此聯合治療成為目前臨牀免疫治療的首選。在化療過程中提高患者免疫力，對抗化療藥物免疫抑制的副作用，起到協同作用。
3 、基因治療
研究表明，PLC發生有單中心及多中心，且與個體的基因缺陷有關。多基因、多階段的癌基因或抑癌基因變構為PLC發生、發展的分子基礎[21]。PLC的基因治療是在基因調節水平上進行操作以殺傷或抑制腫瘤細胞的治療方法。隨着DNA 重組技術和轉基因方法的不斷完善，基因治療的研究獲得了迅猛發展。
3.1 抑癌基因 治療
抑癌基因治療是將具有正常功能的野生型抑癌基因（如 p53、p66等）通過各種途徑轉染至腫瘤細胞中，重建失活的抑癌基因功能，恢復細胞的正常生長表型，或者誘導細胞凋亡，從而達到控制腫瘤細胞生長的目的。p53基因是目前研究和應用得最多的一個，不僅可抑制癌細胞生長，還可誘導其凋亡；p16基因能阻抑細胞生長，但不誘發凋亡。p53反義核酸或向細胞內導入 wt-p53的基因治療，可以抑制腫瘤的增殖，誘導凋亡，提高對藥物的敏感性[22]。Okimoto等[23]將帶有野生型p53基因的腺病毒載體Adomv p53通過肝動脈注入小鼠RCN-9結腸癌細胞肝轉移模型，48 h後，經腹腔注射順鉑(CDDP)，發現轉移的PLC細胞廣泛凋亡而肝臟功能並未受損。
3.2 自殺基因治療
自殺基因療法又被稱為“病毒介導的酶/前體藥物治療(virus-directed enzyme/prodrug therapy，VDEPT)。原理是把某些病毒、細菌中特有的轉換酶基因——自殺基因導入體內後，利用其產生的酶將無毒或低毒的藥物前體轉成細胞毒性代謝產物，從而殺死腫瘤細胞的基因治療方法。目前，用於PLC基因治療的自殺基因系統有單純皰疹病毒胸腺嘧啶激酶(HSV2TK)基因/無環鳥苷(GVC)系統、胞嘧啶脱氨酶(CD)基因/5-氟胞嘧啶(5-FC)系統和嘌呤核苷酸磷酸酶(PNP)基因/氟達拉濱系統等。Harada等[24]以EB病毒基因組成的質粒載體與非病毒載體PAAD結合成雜交載體介導HSV-TK/GCV系統，能有效治療實驗小鼠PLC。
3.3 免疫基因治療
免疫基因治療通過基因重組技術增強機體的抗腫瘤免疫功能而達到治療腫瘤的目的。免疫基因治療可分為2類: 一種是將細胞因子基因導入PLC細胞，通過增強腫瘤細胞表面腫瘤抗原性、MHC 分子或黏附分子的表達而提高免疫原性；另一種是將細胞因子基因導入免疫活性細胞，如LAK細胞和樹突狀細胞等，通過直接刺激免疫效應細胞而達到增強免疫反應、抑制腫瘤生長的目的。目前，常用的細胞因子有IL-2、IL-12、IL-18、TNFα、IFN和集落刺激因子等。IL-12是作用較顯著的細胞因子之一。Harada等[25]研究發現以IL-12基因治療免疫抑制狀態下的鼠PLC模型，可明顯增加腫瘤細胞周圍淋巴細胞的浸潤並增強腫瘤特異性殺傷細胞的反應；IL-12可顯著抑制腫瘤的復發。其他免疫基因治療還包括IL-12和IL-2聯合轉染、IL-12和TNF、GM2CSF和IL-2 聯合應用等。
3.4 反義基因治療
PLC的發生、發展 過程中許多癌基因及生長因子的基因產物大量表達，運用反義技術可以抑制這些產物的過度表達，從而抑制腫瘤的生長。根據PLC發病原因，導入反義寡核苷酸封閉PLC基因的表達或用正常抑癌基因取代突變抑癌基因。已報道設計針對VEGF、端粒末端轉移酶、c-myc等癌基因的表達途徑，誘導PLC細胞凋亡抑制其生長[26]。反義技術的主要缺點是目的基因的靶向性欠佳和半衰期較短，目前一般作為手術和化療的輔助治療方法。
3.5 聯合基因療法
PLC的發生涉及到多基因參與，因此單用一種基因治療效果有限。不同的基因治療策略聯合應用可相互協同，增強抗腫瘤效果常採用免疫基因和自殺基因的聯合治療。Drozdz等[27]聯合HSV-TK和IL-12治療效果都明顯優於單個基因治療。
儘管目前有多種細胞因子、抑癌基因等可用於腫瘤的基因治療，但總體來講，效果尚不理想，因而尋找更多更具殺傷力的基因將大大推動基因治療的研究和應用範圍。基因治療尚存在諸多理論上和技術上的問題，如靶向性、基因載體的轉移效率、導入基因的持續表達、基因治療的安全性等問題，還有待進一步完善[28]。
4、內分泌治療
在PLC患者中有33%的病例可查出雌激素受體，使用抗雌激素的三苯氧胺治療PLC已有報道。有學者認為，大劑量口服三苯氧胺可作為逆轉多藥耐藥基因的藥物。然而，最近幾次大樣本的RCT和Meta分析卻未發現有統計學意義[29]。
5 、幹細胞治療
幹細胞移植現已成為惡性血液病、實體瘤等疾病的根治性方法之一。近年來，已有多個學者研究報道了造血幹細胞參與了肝組織的再生和修復過程。它是利用血液成分分離裝置處理血液，採取存在於末梢血中的造血幹細胞進行移植的手段。由於PLC化療敏感性較低，以現有水平，行造血幹細胞、骨髓移植有一定困難。
6 、結語
總之，經過多年的研究，生物治療技術已取得了越來越多可喜的成果，並顯示出了廣闊的應用前景。生物治療技術在PLC的綜合治療中將發揮越來越重要的作用。我們有理由相信不久的將來，HCC的生物治療會逐漸過渡成為一種常規的治療方法，為PLC患者帶來福音。
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摘要 生物芯片是便攜式生物化學 分析 器的核心技術。通過對微加工獲得的微米結構作生物化學處理能使成千上萬個與生命相關的信息集成在一塊釐米見方的芯片上。採用生物芯片可進行生命 科學 和醫學中所涉及的各種生物化學反應，從而達到對基因、抗原和活體細胞等進行測試分析的目的。生物芯片 發展的最終目標是將從樣品製備、化學反應到檢測的整個生化分析過程集成化以獲得所謂的微型全分析系統(micro total analytical system)或稱縮微芯片實驗室(laboratory on a chip)。生物芯片技術的出現將會給生命科學、醫學、化學、新藥開發、生物武器戰爭、司法鑑定、食品和環境衞生監督等領域帶來一場革命。本文闡述了生物芯片技術在加工製備、功能和 應用 方面的近期 研究 進展。
關鍵詞：生物芯片，縮微芯片實驗室，疾病診斷，基因表達
人類基因組計劃的目標是在2005年完成對30億個人體基因組DNA鹼基的序列測定，現在通過使用更高級的毛細管陣列測序儀和商業操作，使該計劃有望提前完成。因此，人們現已開始利用人類基因組計劃中所發現的已知基因對其功能進行研究，亦即把已知基因的序列與功能聯繫在一起的功能基因組學研究。另外，與疾病相關的研究已從研究疾病的起因向探索發病機理方面轉移，並從疾病診斷向疾病易感性研究轉移。由於所有上述這些研究都與DNA結構、病理和生理等因素密切相關，因此許多國家現已開始考慮在後基因組時期，研究人員是否能用有效的硬體技術來對如此龐大的DNA信息以及蛋白質信息加以利用。為此，先後已有多種解決方案問世，如DNA的質譜分析法[1]、熒光單分子分析法[2]、陣列式毛細管電泳[3]、雜交分析[4]等。但到 目前 為止，在對DNA和蛋白質進行分析的各種技術中，發展最快和應用前景最好看的技術當數以生物芯片技術為基礎的親和結合分析、毛細管電泳分析法[5]和質譜分析法。此外，在此基礎上，通過與採用生物芯片技術和樣品製備 方法 （芯片細胞分離技術[6]和生化反應方法(如芯片免疫分析[7]和芯片核酸擴增[8]）相結合，許多研究機構和 工業 界都已開始構建所謂的縮微芯片實驗室。建立縮微芯片實驗室的最終目的是將生命科學研究中的許多不連續的分析過程，如樣品製備，化學反應和分離檢測等，通過採用象集成電路製作過程中的半導體光刻加工那樣的縮微技術，將其移植到芯片中並使其連續化和微型化。這些當年將數間房屋大小的分離元件 計算 機縮微成現在只有書本大小的筆記本式計算機有異曲同工之效。用這些生物芯片所製作的具有不同用途的生化分析儀具有下述一些主要優點，即分析全過程自動化、生產成本低、防污染（芯片系一次性使用）、分析速度可獲得成千上萬倍的提高、同時，所需樣品及化學藥品的量可獲得成百上千倍的減少、極高的多樣品處理能力、儀器體積小、重量輕、便於攜帶。這類儀器的出現將會給生命科學、醫學、化學、新藥開發、生物武器戰爭、司法鑑定、食品和環境衞生監督等領域帶來一場革命。因此，它已廣為各國學術界和工業界所矚目[9]。
1 、生物芯片的微加工製備
生物芯片的加工借用的是微 電子 工業和其他加工工業中比較成熟的一些微細加工(microfabrication)工藝（如：光學掩模光刻技術、反應離子刻蝕、微注入模塑和聚合膜澆注法），在玻璃、塑料、硅片等基底材料上加工出用於生物樣品分離、反應的微米尺寸的微結構，如過濾器、反應室、微泵、微閥門等微結構。然後在微結構上施加必要的表面化學處理，再在微結構上進行所需的生物化學反應和分析。
生物芯片中目前發展最快的要算親和結合芯片（包括DNA和蛋白質微陣列芯片）。它的加工除了用到一些微加工工藝以外，還需要使用機器人技術。現在有四種比較典型的親和結合芯片加工方法。一種是Affymetrix公司開發出的光學光刻法與光化學合成法相結合的光引導原位合成法[10]。第二種方法是Incyte pharmaceutical公司所採用的化學噴射法，它的原理是將事先合成好的寡核苷酸探針噴射到芯片上指定的位置來製作DNA芯片的。第三種是斯坦福大學所使用的接觸式點塗法。該方法的實現是通過使用高速精密機械手所帶的移液頭與玻璃芯片表面接觸而將探針定位點滴到芯片上的[11]。第四種方法是通過使用四支分別裝有A、T、G、C核苷的壓電噴頭在芯片上作原位DNA探針合成的[12]。
2、生物芯片舉例
生物芯片是縮小了的生物化學分析器，通過芯片上微加工獲得的微米結構和生物化學處理結合，便可將成千上萬個與生命相關的信息集成在一塊釐米見方的芯片上。採用芯片可進行生命科學和醫學中所涉及的各種生物化學反應，以達到對基因、抗原和活體細胞等進行測試分析的目的。通過分析可得到大量具有生物學、醫學意義的信息。生物化學反應和分析過程通常包括三個步驟：
1、樣品製備；
2、生物化學反應；
3、檢測和數據分析處理。將其中一個步驟或幾個步驟微型化集成到一塊芯片上就能獲得具有特殊功能的生物芯片，例如用於樣品製備的細胞過濾器芯片和介電電泳芯片、用於基因突變檢測和基因表達的DNA微陣列芯片和用於藥物篩選的高通量微米反應池芯片等。現在，世界各國的科學家們正致力於將生化分析的全過程通過不同芯片的使用最後達到全部功能的集成，以實現所謂的微型全分析系統或縮微芯片實驗室。使用縮微芯片實驗室，人們可以在一個封閉的系統內以很短的時間完成從原始樣品到獲取所需分析結果的全套操作。
2.1 樣品製備芯片
針對DNA分析，其製備過程通常要經過細胞分離、破胞、脱蛋白等多方面的工作，最後得到純度足夠高的待檢DNA。目前在細胞分離方法上較突出的有過濾分離（根據生物顆粒的尺寸差異進行分離）和介電電泳分離（利用在芯片上所施加的高頻非均勻電場使不同的細胞內誘導出偶電極，導致細胞受不同的介電力作用，而從樣品中分離出來）等；芯片中的破胞方法有芯片升温破胞、變壓脈衝破胞，以及化學破胞等。在捕獲DNA方面，CephEid公司應用濕法蝕刻和反應離子蝕刻/等離子蝕刻等工藝在硅片上加工出含有5000個高200微米直徑20微米的具有細柱式結構的DNA萃取芯片，專門用於DNA的萃取[13]。
2.2 生物化學反應芯片
由於目前所用檢測儀器的靈敏度還不夠高，因此從樣品中提取的DNA在標記和應用前仍需用PCR這樣的擴增複製技術複製幾十萬乃至上百萬個相同的DN段。
目前，在芯片中進行核酸擴增反應獲得成功的有賓夕法尼亞大學研究小組[8，14]，美國勞倫斯-利物摩國家實驗室[15]和Perkin-Elmer公司[16]。賓夕法尼亞大學研究小組所做的擴增反應都是在硅-玻璃芯片中進行的，芯片的外部加熱和冷卻採用的是計算機控制的帕爾帖電-熱器。在對芯片表面進行惰性處理後，亦即在硅片表面生長一層2000埃的氧化硅之後，他們成功地在硅-玻璃芯片中完成了一系列不同的核酸擴增反應，例如RT-PCR、LCR、多重PCR和DOP-PCR。由勞倫斯-利物摩國家實驗室加工的硅芯片所採用的加熱方式是芯片內置的薄膜多晶硅加熱套，其升降温的速度很快。Perkin-Elmer公司的PCR反應則是在塑料芯片上完成的。倫敦帝國理工大學的研究者研製了一種樣品可在不同温度的恆温區間內連續流動的PCR芯片[17]。上述所有工作都是用事先提純了的DNA或RNA作為擴增反應的底物來完成的。為了將樣品製備和擴增反應集成為一體，賓夕法尼亞大學研究小組最近成功地在壩式微過濾芯片中直接對分離所得的人白細胞通過升温方式胞解後所釋放的DNA進行了擴增，這是世界上首例將樣品製備和擴增反應集成為一體的研究成果[14]。
2.3 檢測芯片
2.3.1 毛細管電泳芯片
芯片毛細管電泳是1983年由杜邦公司的Pace開發出來的[18]。隨後，瑞士的Ciba-GEIgy公司和加拿大的Alberta大學合作利用玻璃芯片毛細管電泳完成了對寡核苷酸的分離[19]。首次用芯片毛陣列電泳檢測DNA突變和對DNA進行測序的是由加利福尼亞大學伯格利分校Mathies領導的研究小組完成的[20,21]。通過在芯片上加上高壓直流電，他們在近兩分鐘的時間內便完成了從118bp到1353bp的許多DN段的快速分離。此外，Mathies的小組與勞倫斯-利物摩國家實驗室Nothrup的研究小組合作，報道了首例將核酸擴增反應與芯片毛細管電泳集成為一體所作的多重PCR檢測工作[22]。賓夕法尼亞大學Wilding的小組與Ramsey的小組一道用芯片毛細管電泳對芯片中擴增得到的用於杜鑫-貝克肌萎縮診斷的多條DN段進行分離也獲得了成功[14]。其他用 芯片毛細管電泳檢測突變的外國公司和學術機構有Perkin-Elmer公司、Caliper technologies公司、Aclara biosciences公司和麻省理工等。
2.3.2 DNA突變檢測芯片
dNA之所以能進行雜交是因為核苷A和T、G和C可同時以氫鍵結合互補成對。許多經典的分子生物學方法如桑格DNA測序法和PCR等都是以此為基礎的。最近出現的幾項技術，如用光刻掩膜技術作光引導原位DNA合成[23]、電子雜交技術[24]、高靈敏度激光掃描熒光檢測技術[25]等，使以雜交為基礎的應用有了長足的改善。最近的一些 英文 權威刊物對應用芯片雜交技術檢測突變作了報道。Hacia等人採用由96000個寡核苷酸探針所組成的雜交芯片，完成了對遺傳性乳腺癌和卵巢腫瘤基因BRCA1中外顯子上的24個異合突變（單核苷突變多態性）的檢測。他們通過引入參照信號和被檢測信號之間的色差分析使得雜交的特異性和檢測靈敏度獲得了提高[26]。另外，Kozal等人用高密度HIV寡核苷酸探針芯片對HIV病株的多態性作了分析[27]。Cronin等人用固化有428個探針的芯片對導致肺部囊性纖維化的突變基因進行了檢測[28]。用生物芯片作雜交突變檢測的美國公司有貝克曼儀器公司、Abbot laboratory、Affymetrix、Nanogen、Sarnoff、Genometrix、Vysis、Hyseq、Molecular dynamics等；英美學術機構有賓夕法尼亞大學、貝勒醫學院、牛津大學、Whitehead institute for Biomedical Research，海軍研究室，Argonne國家實驗室等。
通過雜交分析DNA的另一應用技術是重複測序。那麼，重複測序是怎麼工作的呢？首先，人們將長度為8-20個核苷的探針合成並固定到指甲蓋大小的硅芯片或玻璃芯片上。當含有與探針序列互補的DNA被置於聯有探針的芯片之後，固化探針就會通過與其序列互補的DN段雜交而結合[10]。通過使用帶有計算機的熒光檢測系統對“棋盤”每個格子上的熒光強弱及根據每個格子上已知探針的序列進行分析與組合就可得知樣品DNA所含有的鹼基序列。最近美國的Science雜誌對應用芯片雜交技術測序作了報道。Chee等人在一塊固化有135000個寡核苷酸探針（每個探針長度為25個核苷）的硅芯片上對長度為16.6kbp的整個人線粒體DNA作了序列重複測定。每個探針之間的空間間隔為35微米。測序精度為99%。另外Hacia還報道了一種微測序分析法(minisequencing-based assays)為檢測所有可能的鹼基序列變化提供了強有力的手段。此方法中需要將不同顏色熒光染料標記的四種ddNTP，加入到引物的酶促反應中，微陣列上固化的寡核苷酸用作酶促反應的引物，靶序列作為模板，可檢測到靶序列上的鹼基變化。用生物芯片從事雜交測序的美國公司有Affymetrix和Hyseq[29]。
2.3.3 用作基因表達分析的DNA芯片
隨着人類基因組計劃的順序進行，越來越多的能夠表達的人基因序列以及引發疾病和能預測疾病的各種突變正在為人們逐漸認識。為了能夠同時對多個可能的遺傳突變進行搜尋、加快功能基因組學研究的進程，人們現已把越來越多的注意力放到了能同時提供有關多個基因及其序列信息的所謂並行分子遺傳學分析(parallel molecular genetic analysis)方法上。功能基因組學所研究的是在特定組織中、發育的不同階段或者是疾病的不同時期基因的表達情況。因此它的要求是要能在同一時刻獲得多個分子遺傳學分析的結果。譬如，許多疾病引發基因可能會有數以百計的與表徵有關的特定突變，因而，要求能有同時篩檢這些突變的有效方法。另外，任何一個細胞中都會有上千個基因在表達。而細胞間基因表達的差異往往能反應出這些細胞是發育正常還是在朝惡性腫瘤細胞方向發展。採用芯片技術利用雜交對基因表達進行分析的好處是它能用很少的細胞物質便能提供有關多基因差異表達的信息，從而給疾病診斷和藥物篩選提供前所未有的信息量[30]。Lockhart等人採用固化有65000個不同序列的長度為20個核苷的探針芯片，定量地分析了一個小鼠T細胞線中整個RNA羣體內21個各不相同的信使RNA。這些專門設計的探針能與114個已知的小鼠基因雜交。分析發現 在誘發生成細胞分裂後，另外有20個信使RNA的表達也發生了改變。檢測結果表明該系統對RNA的檢出率為1:300000，對信使RNA的定量基準為1:300[32]。Wang等人在研究表鬼臼毒素吡喃葡糖苷(etoposide)誘導的細胞程序性死亡時，利用DNA芯片技術，製備了一次可檢測6591種人細胞信使RNA的寡聚核苷酸微陣列，檢測到誘導後的細胞內有62種信使RNA的量發生了變化。通過挑選12個與誘導作用有關的基因作進一步研究，它們發現了2個新的p53靶基因[33]。DeRisi等人將一個惡性腫瘤細胞線中得到的870個不同的cDNA探針通過機械手“刷印”至載玻片上以觀察癌基因的表達情況。在比較兩個標有不同熒光標記的細胞信使RNA羣的雜交結果之後，他們對引入正常人染色體後腫瘤基因受到抑制的細胞中的基因表達結果進行了分析[34]。另外，Shoemaker等人報道了一種利用生物芯片來確定許多新近發現的酶母基因的生物功能的所謂分子條形編碼技術。這種技術的好處是它能讓我們以並行的方式定量地分析很複雜的核酸混合物[35]。Lueking等人最近採用蛋白質微陣列技術，把作為探針的蛋白質高密度地固定在聚雙氟乙烯膜(polyvinylidene difluoride)上，並檢測到了10pg的微量蛋白質測試樣。對92個人cDNA克隆片段表達的產物進行檢測，用單克隆技術作平行分析，證實了假陽性的的檢出率低。由於蛋白質微陣列技術不受限於抗原-抗體系統，故能為高效篩選基因表達產物及研究受體-配體的相互作用提供一條新的有效途徑[36]。
2.4 縮微芯片實驗室
生物芯片 發展的最終目標是將從樣品製備、化學反應到檢測的整個 分析 過程集成化以獲得所謂的微型全分析系統或稱縮微芯片實驗室。1998年6月，Nanogen公司的程京博士和他的同事們首次報道了用芯片實驗室所實現的從樣品製備到反應結果顯示的全部分析過程。他們用這個裝置從混有大腸桿菌的血液中成功地分離出了細菌，在高壓脈衝破胞之後用蛋白酶K孵化脱蛋白，製得純化的DNA，最後用另一塊 電子 增強的DNA雜交芯片分析證實提取物是大腸桿菌的DNA。這是向縮微實驗室邁進的一個成功的突破[37]。 目前 ，含有加熱器、微泵微閥、微流量控制器、電子化學和電子發光探測器的芯片已經研製出來了，而且，也出現了將樣品製備、化學反應和分析檢測部分結合的芯片（例如，樣品製備和PCR[38]；競爭免疫測定和毛細管電泳分離[39]）。相信不久的將來，包含所有步驟的縮微芯片實驗室將不斷湧現。
3 、結尾
經過近十年的不懈努力，生物芯片技術發展至今已經開始對生命 科學 研究的許多領域帶來衝擊甚至革命。以美國為首的西方發達國家在該領域已經取得了令人眩目的成就。到現在，從樣品製備、化學反應到檢測的三個步驟已獲得了部分集成，三個部分的全部集成已初現端倪。 中國 在這方面尚未起步，如果各方面重視，投入一定的人力和物力，相信不久的將來在該領域中我們也會佔有一席之地的。
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摘要：
當前在我國社會經濟不斷髮展的影響下，對於國中生物教學的重視程度也在不斷加大，但是目前仍然存在很多問題，在對這些問題進行有效解決的過程中，情感教育的教學方法逐漸被教育者認可，本文對情感教育在國中生物教學中的體現進行分析和研究。
關鍵詞：
情感教學；國中生物；體現
自進入二十一世紀以來，人類社會便正式進入了網絡信息化時代，在信息技術快速發展的影響下，我國對於國中生物的教學改革也在不斷的加大重視力度，國中生物教學不僅需要理論知識作為鋪墊，而且生物實驗也是很重要的學習部分，所以在國中整體教學過程中，生物教學也佔據了很重要的位置。
在實際的教學過程中，經過教師的不斷探索和創新中發現，情感教育在一定程度上能夠引起國中生的思想共鳴以及情感共鳴，由於國中生自身已經具備一定思考的能力，而情感教育不僅能夠從國中生的內心世界出發，瞭解學生的內心感受，在對學生有更加充分的瞭解之後，根據學生的自身特點來進行有針對性的教學，不僅能夠讓學生認識到國中生物教學的重要性，而且能夠幫助學生樹立健全的人格。
一、情感教學在國中生物教學中的作用
在實際的國中生物教學過程中，教師如果保持情緒高漲，那麼學生的情緒也會很容易被帶動起來，課堂的氣氛就會顯得格外活躍，不僅能夠保證學生將生物知識充分的吸收，而且能夠保證課堂的教學效果，所以生物教師講課的情緒會直接影響到學生的聽課情緒。
在這種形勢下，國中生物教師首先要從心熱愛生物教育事業，帶着積極向上的情緒去上課，讓自己的情緒能夠充分的感染到學生，提高學生對於生物學習的積極性和熱情。
良好的生物課堂氛圍，不僅能夠拉近學生與教師之間的距離，而且能夠加強學生與教師之間的溝通和交流，在思想方面也更加願意主動尋求教師的一些幫助，在教師的幫助和鼓勵下，能夠積極的發散思維，更好的對生物知識進行學習或者是深入研究。
在國中的生物教學過程中，科學合理的應用情感教學，不僅能夠讓學生在輕鬆愉快的教學氛圍當中認識到生物學習的重要性和生物自身的魅力，而且能夠從根本上提高學生對於生物學習的熱情，在學習過程中，也能夠讓學生樹立正確的人生觀念[1]。
二、情感教學在國中生物教學中的體現
（一）營造輕鬆的教學氛圍
在實際的國中生物教學過程中，教師要堅持以人為本的基礎教育理念，在教學中，要將學生的需求作為主要的出發角度，去設計一些相對應的課程內容，讓學生能夠積極的參與到生物的教學活動當中，為學生營造一個輕鬆的學習氛圍，這樣不僅能夠從根本上調動起學生的生物學習積極性，而且能夠有效的提高國中生物課堂教學的質量，讓學生逐漸的認識到生物的不同魅力。
另外在生物教學過程中，要注重國中生的思想教育，教師不僅要利用自己的情緒帶動學生，而且要引導學生正確的思想道德品質，比如在《動物的主要類羣》一課的相關內容教學的時候，教師不僅要讓學生認識到動物的分類，而且要讓學生認識到保護動物的重要性，從根本上引導學生形成愛護動物的思想，這樣在保證學生熟練掌握生物知識的同時，能夠喚起學生對於動物的愛心。
（二）提高學生的學習興趣
無論是在何種學科的教學，興趣無疑都是最大的動力，所以在國中生物教學過程中，也是如此，教師要培養學生的學習興趣，這樣學生才能夠更加積極主動的投入到生物的學習中，學生將生物學習當做是興趣，就不會帶着壓力和負面情緒來學習，在實際的教學過程中，學生的注意力也會時刻跟着教學的課堂進度。
在國中生物的實際教學過程中，教師要儘可能的增加與學生之間交流互動的機會，讓學生能夠真正的參與到生物的教學活動當中，在課程結束的時候，教師要給學生留下一些懸念或者是設置一些問題，讓學生能夠保持好奇心，即使在課堂結束之後也能夠積極的尋找和探索答案，提高學生對於生物學習的興趣[2]。
（三）教學和生活有效結合
生物教學不僅具有一定的理論知識，更包含了生物試驗，而生物其實在日常生活當中處處可見，所以利用生物自身的這一特點，教師可以讓學生逐漸的學會觀察生活當中的一些生物現象，將生物教學和實際生活進行有效的結合，讓學生能夠更加直觀的理解生物的相關知識，逐漸的養成良好的生物思考模式。
比如在講解《花的結構和類型》以及《傳粉和受精》這兩門課程內容的時候，教師可以帶領學生到校園當中的一些花圃中進行詳細內容的講解，不僅能夠讓學生更加直觀的觀察，而且能夠打破傳統教學在室內教學的侷限性，方面學生能夠親身的對花的狀態、結構以及類型進行詳細的觀察。
生物教學與實際生活相結合，由於一些教學內容的影響所以課程可能會在户外進行，這樣就會最大限度的調動起學生的積極性和熱情，並且能夠幫助學生更加直觀的觀察到生活當中的一些生物狀態，對學生提高自己的生物學習能力以及效率都有很大的幫助。
（四）利用信息技術輔助情感教學
在當前信息技術不斷髮展的影響下，越來越廣泛的被應用到教育行業，在國中生物教學當中也是如此，教師可以充分的利用信息技術的優勢和特點，將生物知識以更加形象生動的方式展示給學生，比如在講解《嬰兒的誕生》這門課程的時候，如果單純的講解理論知識，學生可能會產生一些混淆的想法，而利用信息技術將嬰兒誕生的過程以視頻的形式播放出來，不僅能夠讓學生直觀的瞭解到嬰兒誕生的整個過程，而且能夠讓學生認識到母親在生育時候的艱辛，從而培養學生學會感恩，提高學生自身的情感深度。
三、結束語
總體來説，在國中生物教學的過程中，科學合理的應用情感教學，不僅能夠讓學生更加積極主動的投入到國中生物的學習當中，而且能夠在情感的應用上，讓學生的情感也能夠被激發出來，對國中生的思維思考模式發散也起到一定的輔助性作用。
利用情感教學不僅能夠提高國中生的整體生物學習質量和效率，而且能夠逐漸的讓學生形成正確的'人生觀和價值觀，提高國中生自身的情感深度，對學生的全面發展起到一定的作用。
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摘要：
隨着科學技術的迅速發展和人們科學觀念的改變，世界各國紛紛開始重新審視科學教育。生物學作為新科技時代的熱點學科，其基礎教育更加迫切需要通過重大變革來提高生物教學。目前的生物教學體現了基礎性，但忽略了對內容的更新以及對學生在生產生活實踐中動手能力的培養，理論與實踐脱節。現在有些生物教學仍然是一支粉筆和一塊黑板，生物界是豐富多彩的，這就決定了生物的教學形式應該多樣化。新課程改革的核心理念是“以學生的發展為本”，因此要求教師在生物教學中幫助每一個學生進行有效地學習，使每一個學生得到充分發展。課堂教學是教學的基本形式，是學生獲取信息、培養多種能力的主渠道。然而課堂教學的時間是有限的，要實現用最少的時間使學生獲得最大的進步與發展，進行有效的課堂教學是解決問題的重要途徑。
關鍵詞：
國中生物、課堂教學、興趣
1、從提高學生的學習興趣出發
少部分學生學習生物的動機來自於力求全面發展，而大多數學生的學習來自於興趣。興趣是最好的老師，優秀的教師不只在於他的知識佔有量多少，而更重要是否能將學生的注意力集中到學習中來，在教師的引導下樂學、會學。所以教師應該根據教學目標和學生特點正確選擇教學方法，如閲讀、討論、探究、角色扮演、小組競賽等，並努力做到多種方法的最優結合，才能有效地在教學中形成生動活潑的局面，在良好的學習氛圍中學習。
2、教師要不斷更新教育觀念，倡導有效教學
課堂教學是提高教學質量的主要途徑，在影響課堂教學質量的諸多因素中，教師所採用的教學方法起着決定性的作用，生物教師必須轉變觀念，認真研究和改進教學方法。《生物課程標準》倡導探究式學習的理念，並要求在新課程學習中應以探究學習作為主要的學習方式之一，教材中也設計了大量的有關提高學生探究能力的內容。要使學生的素質與能力得到發展，就應摒棄過去那種由教師代替學生學習的教學方式，儘量通過教師的引導與啟發，為學生創設一種適於探究的情景或氛圍，給學生以自主學習、自我發展的時間和空間，使學生充分體驗到自主學習的樂趣，學生的能力得到較為全面的發展。積極開發新的課程資源，課程資源是決定課程目標能否達成的重要因素。教材是學生學習的工具，不是學生要學的全部內容，也就是教師要用教材教，避免教材教的現象。因此，教師要充分利用現有的課程資源，積極開發媒體資源、社區資源、家庭資源和隱性資源，這也是深化課程改革，提高教學質量的重要途徑。
3、重視對學生進行激勵性評價
教師的教學要面向全體學生，及時對學生進行鼓勵與肯定，極大地滿足了學生的心理需要，增強了學生的自信心和表現欲，同時也活躍了學生的思維，增強了學生的學習興趣，因而對學生的學習具有很大的促進作用。課堂上教師利用激勵性語言，讓所有學生都有機會得到肯定，享受到成功的喜悦，這是一些有經驗的教師提高學習效率常用的方法。生物教師任重而道遠。
4、生物實驗教學的優化策略
（1）充分利用好實驗室，制定合理的實驗計劃。生物是一門以實驗為基礎的學科，生物教學中實驗活動的開展是人類認識和研究生物科學的重要手段，也是生物學教學的一種重要手段。生物實驗教學的結果如何將勢必會影響到生物新課程標準的執行效果，影響到生物教學質量的提高。因此，對於廣大生物教師而言，在學校生物實驗室從無到有建成之後，教師就有義務，有必要利用好生物實驗室為生物教學服務，通過優化生物實驗教學過程，激發和培養學生的生物學習興趣，體現學生生物學習的主體地位。教師應該在每學期之初，認真研究教材，科學的制定好學期生物實驗計劃，避免平時生物實驗教學的隨意性。教師作為生物實驗活動的調控者，指導者，其實驗操作的規範程度將直接影響到實驗教學的效果，教師首先要按照教材中的實驗要求，課前自己認真做幾遍，確保自己實驗操作的規範和熟練。
（2）情境化教學法，提高教學時效性。在教學中教師要聯繫學生的生活實際創設情境，開展教學活動。從學生身邊入手，從學生已有的生活經驗和熟悉的生產實際出發或從學生關心的事情做起，學生會感到親切、自然、有趣，使學生認識到自己身邊就有很多生物學問題，使學生的學習變成一種自我需要，從而喚起學生參與學習的興趣和熱情。如講“葉綠體中色素的提取和分離實驗”時讓學生考慮植物體內的某些營養物質如氨基酸等能否用同樣的原理提取？能否找到無毒性的溶液分離提取這些色素，用於食品加工？這樣，讓學生帶着生活中的問題走進課堂，使學生認識到自己身邊有很多生物學問題，從而學生的學習變成一種自我需要。
（3）教師要運用“語言的藝術”，活躍課堂氣氛，提高教學效果。如在複習“心臟的結構”時，要求學生把前一節課畫的心臟結構簡圖拿出來，結果好幾位學生緊張地在抽屜裏亂翻，我很生氣，因這是特意佈置要夾在書裏放好的，這節課還要用這張圖學習“血液循環”，本想批評一頓，轉而一想，批評只能使學生更緊張，更想不起放在哪，於事無補，不如幽他一默。“可能有幾位同學忘了把自己的心放在哪兒？別急，慢慢找！不然，這節課就上不了了。以後可別這麼粗心大意，連“心”也忘了帶了！”在同學一片善意的笑聲中，我又説“把‘心’帶來的同學先複習一下心臟的結構。”讓學生把心收了回來。用比喻加強記憶，教師要善於挖掘教材中的形象性因素，把教材中所涉及的生物形態、習性和生活環境的內容用生動形象的描繪，恰如其分的比喻，恰到好處的姿態和富有感染力的神情講授出來，讓學生產生如臨其境、如窺其貌的感覺，從而引發學生對生命的認識、對大自然的熱愛和對環境的關切。在活躍的課堂氣氛中，使他們很快進入了學習狀態，收到了事半功倍的教學效果。
總之，由於國中生物的特殊性，在教學中更應選擇優化的教學方法，使國中生物教學達到事半功倍的效果。
摘要：
現階段的教學改革，對國中生物實驗教學的創新比較注重，而在生物實驗室管理工作方面的優化也比較重要。
通過生物實驗室管理水平的提高，就能提高生物教學的效率。筆者結合實際，對國中生物實驗室的管理現狀進行詳細分析，然後結合實際對生物實驗室管理方法進行探究，希望該研究能對實際的管理髮展起到促進作用。
關鍵詞：
國中；生物實驗室；管理現狀
生物實驗室是進行生物實驗教學的重要場所，在這一方面加強管理對生物教學發展比較有利。在素質教學的實施背景下，對學生加強素質教學就要從多方面進行考慮，生物教學是實踐性比較強的學科，尤其是在實驗室的管理方面比較重要。
對國中生物實驗室管理加強研究，對解決實際管理問題比較重要。
1、國中生物實驗室的管理現狀分析
國中生物實驗室管理水平的提高有助於學生生物實驗的正常操作，對學生學習效率水平的提高比較有利。
從實際的實驗室管理現狀來看，在諸多方面還存在着問題，有待解決。
由於生物實驗室當中有一些感染性的物質，所以在安全工作方面就要充分重視[1]。
生物實驗室管理工作開展過程中，一些實驗人員不注重安全意識的加強，這就使具體的管理工作中出現諸多問題。
再者，國中的生物實驗管理工作實施中，相應的安全管理制度不完善，相應的管理監督也沒有加強。
當前一些生物實驗室的管理工作實施中，雖然建立了質量管理體系，也規範了具體的操作程序，但是在具體執行過程中還沒有有效落實。
在制度規定當中只有原則性的規定，但在落實上缺少明確性指示，缺少安全以及管理的措施實施。
另外，在生物實驗室的管理過程中，對相關的實驗室設施以及設備沒有進行有效完善。
這些方面對實際的生物實驗教學的進一步實施存在着諸多影響。
比較突出的問題就是在經費上沒有充分的投入，這就使實驗設施的配備得不到完善，阻礙了生物實驗教學[2]。
對這些層面的問題要能充分重視，只有在這些層面得到了加強，才能對生物實驗室的進一步發展起到保障作用。
2、國中生物實驗室管理方法探究
要想保障生物實驗室的管理質量水平的提高，就要從多方面加強重視，筆者結合實際對國中生物實驗室的管理方法進行了深究，在這些措施的科學實施下，就能保障實驗室管理整體水平的有效提高。
第一，加強對國中生物實驗室管理人員生物安全知識的專業培訓工作。
實驗室人員在專業知識上的提高，對其具體實施管理工作比較有利，能夠通過專業化管理水平的提高，使實驗室安全事故的發生概率降低。
在具體的措施實施上，注重理論政策的科學實施，在思想認識層面能進一步強化，將理論和實踐緊密結合。
對實驗人員的應對突發事件能力進行有效加強，只有從這些方面得到加強，才能真正有利於實驗室的管理水平。
第二，注重對國中生物實驗室管理制度的完善提高。
要想對生物實驗室的管理質量水平加以提高，就要能充分注重制度的完善制定和落實，在制度的規制下，才能使管理的整體水平提高。
制定這些規章制度時，要和實際相結合，維護實驗室的日常秩序，使生物實驗的順利進行得到保障。
在制度的制定上，在生物實驗人員的崗位制度以及開放管理制度的制定層面，都要和實際相結合，管理制度的可操作性要強，對實驗室的操作安全性要有效保障。
只有這些管理制度得到了完善和規範，才能保障整體管理水平的提高。
第三，在實驗室的管理工作實施中，在開放管理層面要能充分重視。
生物實驗室和學生動手操作能力的培養有着緊密的聯繫，為學生提供了動手實踐的場所[4]。
在實驗室的開放時間上要科學規定，加強專業指導老師的管理，對學生的實驗理論知識和器材的管理要加強。
首先要讓學生明確實驗過程。
教師可利用活動時間提前培養好實驗小組長，再由這些骨幹學生去輔導帶動其他同學做好實驗。
在授課過程中，教師可運用掛圖和實物這兩種直觀教具，帶領學生按照由下至上的順序逐一對各結構進行辨認和識記，增加學生的感性認識。
對實驗過程及方法步驟做到心中有數，為下節實驗課作好準備。
讓學生在平常的時間中，能夠充分利用好實驗室。
第四，生物實驗室的具體管理工作實施中，要能夠注重原則的遵循。
例如在對生物實驗室中儀器擺放的管理中，對儀器的擺放就要符合自身的特徵。
在相應儀器的存放過程中，就要將全部開關置到零位上，要能符合美觀的原則。
對生物實驗儀器的存放要保持整齊和美觀大方等，存放和取用要和方便。
遵循這些相應的原則，才能使實驗的器材得到良好的管理。
再比如在對生物實驗室中藥品的管理過程中，就要能夠做到分類存放，易燃易爆以及有毒的危險品要單獨存放，在藥包上貼上標籤等。
第五，對生物實驗室的管理工作要注重核心工作的管理。
在專人管理層面要能有效加強，管理人員要在相應的資料管理工作上進行完善和強化。
在實驗室的表冊管理工作上要有效強化，並及時進行彙總。
在實驗室管理工作的實施中，要充分注重對學生定位的要準確性[5]。
為了將生物實驗室的教學質量有效提高，就在每堂課的開展前對學生的個性化差異詳細瞭解，然後在實驗小組的搭配方面充分重視。
在分組後每組的學生要選出一個組長，對小組人員的實驗進行規範化，起到管理員的作用。
這樣就能優化管理工作。
第六，國中生物實驗室的管理中，要對學校的網絡加以充分利用，構建網絡生物實驗室。
這一新技術的應用能夠促進網絡管理系統的有效形成，實驗室的管理工作要能簡單化以及實用化地呈現。
課前要求學生預習實驗內容，上課時先讓學生觀看視頻，再由帶教老師強調實驗的重點、難點和關鍵點，然後學生做實驗，在實驗過程中可以邊看邊做。
實驗結束後，老師點評、小結。
網絡裝備的實驗預約、登記，課上學生的分組登記和演示記錄，及時有效要便於各項檢查，驗收。
在這一方面得到了加強，就能有助於實驗室管理水平的提高。
3、結語
總而言之，要想提高國中生物實驗室的管理水平，就要注重對實際問題的及時解決。
國中階段的學生，在各個方面的發展都沒有成熟，老師在學生的生物實驗過程中，要充分注重對學生的引導。
該文從多方面對生物實驗室的管理工作進行了研究，希望能解決實際的實驗室管理問題。
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將作物栽培在除土壤以外的培養基上，叫無土栽培。無土栽培具有不佔地或少佔地、換茬快、環境清潔、產品無污染和生長好、品質優、色鮮味美等優點，為花卉蔬菜、糧食以及水果生產的工業化、自動化開闢了廣闊的前景。
一、實踐目的
通過對草莓的無土栽培實踐活動，使我們初步掌握無土栽培的技術，懂得利用水培法來確定植物必須礦質元素的原理和礦質元素對植物的生理作用，同時也培養了同學們的學習興趣和實踐能力。
二、實踐原理
植物根從土壤溶液中吸收水分和無機鹽，土壤顆粒主要起着固着作用。根據這一原理，將植物生活所需的無機鹽按一定比例配成營養液進行作物的無土栽培。
三、實踐方法
採用與泥土盆栽草莓相對照試驗，盆栽草莓使用一般的菜園土作固着物，施用化肥和農家肥，進行水肥管理。
四、實踐器材
無土花盆（雙層塑料套盆或採用罐頭瓶、硬泡沫塑料做定植板也行）、草莓苗、營養液原液、天平、洗淨的碎石或蛭石、温度計等。
五、試驗與管理
1、試驗時間：1997年9月－1998年5月；1998年9月－1999年5月
2、試驗地址：校生物園
3、營養液原液：經試驗得知，表1為最佳配方。
4、栽培方法：選擇無病蟲害、植株矮壯、具4－5片葉、頂芽飽滿的壯苗，洗淨根上泥土後，定植在無土花盆的上盆中，用碎石子或蛭石作固着物，下盆中盛清水，待長出新根後（1周左右）將清水倒掉，換上培養液。
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