生物技术知识点精选(九篇)

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第1篇：生物技术知识点范文

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知识点19

生物技术实践

1.(2015·广东高考·T3)关于DNA的实验,叙述正确的是(

)

A.用兔的成熟红细胞可提取DNA

B.PCR的每个循环一般依次经过变性—延伸—复性三步

C.DNA溶液与二苯胺试剂混合,沸水浴后生成蓝色产物

D.用甲基绿对人的口腔上皮细胞染色,细胞核呈绿色,细胞质呈红色

【解题指南】(1)题干关键词:提取DNA、PCR、二苯胺试剂、甲基绿。

(2)关键知识:DNA的提取与检测方法、PCR反应过程、甲基绿的作用。

【解析】选C。本题主要考查了实验的原理、选材以及试剂的使用。兔为哺乳动物,其成熟的红细胞中无细胞核,不能从中提取DNA,故A项错误;PCR每次循环都可以分为变性—复性—延伸三步,故B项错误;在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺变成蓝色,故C项正确;甲基绿使DNA呈现绿色,不论是细胞核还是细胞质,只要含有DNA,都会呈绿色,故D项错误。

2.(2015·江苏高考·T11)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是

(

)

A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用

B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素

C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物

D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合

【解析】选B。本题主要考查固定化酶和固定化细胞。固定化酶制作的目的是能够顺利从发酵产物中把酶分离出来,并能够使酶反复使用,故A项正确;溶解氧交换受阻会影响细胞呼吸,是固定化细胞应用的重要限制因素,故B项错误;固定化细胞用于生产、获得细胞的代谢产物,故C项正确;将细胞包埋在多孔载体内部而制成固定化细胞,细胞并不与凝胶通过共价键结合,故D项正确。

3.(2015·江苏高考·T17)关于“腐乳的制作”实验,下列叙述错误的是(

)

A.将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高,影响毛霉生长

B.腐乳坯若被细菌污染,则腐乳坯表面会出现黏性物

C.勤向腐乳坯表面喷水,有利于毛霉菌丝的生长

D.装坛阶段加入料酒,可有效防止杂菌污染

【解析】选C。本题主要考查腐乳制作的过程和材料处理的方法及目的。将腐乳坯堆积起来会导致微生物大量繁殖,堆内温度升高,影响毛霉生长,故A项正确;正常情况下毛霉等菌种,会使豆腐表面长出一层菌丝,被细菌污染,腐乳坯表面会出现黏性物,故B项正确;适于做腐乳的豆腐含水量为70%左右,适于毛霉菌丝生长,再加水不利于腐乳成形,故C项错误;装坛时加入料酒,可抑制杂菌生长,故D项正确。

4.(2015·江苏高考·T19)做“微生物的分离与培养”实验时,下列叙述正确的是(

)

A.高压灭菌加热结束时,打开放(排)气阀使压力表指针回到零后,开启锅盖

B.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上

C.为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落

D.用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上

【解题指南】关键知识:培养基的灭菌方法、倒平板的方法和接种的过程。

【解析】选D。本题主要考查微生物的分离与培养实验。高压蒸汽灭菌加热结束后,让其自然冷却后再慢慢打开排气阀以排除余气,然后才能开盖取物,故A项错误;倒平板时左手拿培养皿,右手拿锥形瓶,左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,倒入培养基后立即盖上培养皿皿盖,故B项错误;灼烧接种环之后,要冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种,故C项错误;皿底的标记不会因为盖子混淆而混淆,故D项正确。

5.(2015·四川高考·T3)下列是以酵母菌为材料进行的实验,有关叙述错误的是

(

)

A.探究酵母菌的呼吸方式,可用溴麝香草酚蓝检测产生的CO2

B.用酵母菌发酵酿制果酒,选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精

C.探究酵母菌种群数量变化,应设空白对照排除无关变量干扰

D.用稀释涂布平板法培养计数,应选择有30～300菌落数的平板

【解题指南】(1)题干关键词:“酵母菌”“错误”。

(2)关键知识:酵母菌无氧呼吸产物的鉴定原理、探究酵母菌种群数量变化的实验设计原则及计数方法。

【解析】选C。本题考查酵母菌细胞呼吸方式探究及种群数量变化研究。A项,酵母菌呼吸作用产生的CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,故正确。B项,橙色的酸性重铬酸钾与酒精发生化学反应,变成灰绿色,故正确。C项,探究酵母菌种群数量变化,不同时间的取样即为对照,不必设空白对照,故错误。D项,菌落数若太少的话不准确,太多的话不好计数,一般选择有30～300菌落数的平板计数,故正确。

6.(2015·江苏高考·T24)下图为苹果酒的发酵装置示意图,下列叙述错误的是(多选)(

)

A.发酵过程中酒精的产生速率越来越快

B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2

C.发酵过程中酵母菌种群呈“J”型增长

D.若发酵液表面出现菌膜,最可能原因是发酵瓶漏气

【解析】选A、B、C。本题主要考查果酒的制作原理、步骤和注意事项。发酵后期,底物减少、酒精浓度增加等因素,都会造成酒精生产速率减慢,故A项错误;发酵初期,由于发酵瓶中有氧气,酵母菌能进行有氧呼吸产生CO2,故B项错误;酵母菌种群数量先增加后减少,故C项错误;发酵瓶漏气,会使醋酸菌等大量繁殖,从而形成表面可以观察到的菌膜,故D项正确。

7.(2015·山东高考·T35)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下:

(1)筛选产乳糖酶的微生物L时,宜用

作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是

。从功能上讲,这种培养基属于

。

(2)培养微生物L前,宜采用

方法对接种环进行灭菌。

(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量(相对分子质量)大小。在相同条件下,带电荷相同的蛋白质电泳速度越快,说明其分子量(相对分子质量)越

。

(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化,可通过检测固定化乳糖酶的

确定其应用价值。除化学结合法外,酶的固定化方法还包括

、

、离子吸附法及交联法等。

【解析】(1)已知乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,筛选产乳糖酶的微生物L时,宜用乳糖作为培养基中的唯一碳源,培养基中琼脂的作用是凝固剂,从功能上讲,这种培养基属于选择培养基。

(2)为了避免杂菌污染,在培养微生物前,对接种环应采用灼烧灭菌。

(3)用电泳法纯化乳糖酶时,若在相同条件下分离带电荷相同的蛋白质,则其分子量(相对分子质量)越小,电泳速度越快。

(4)固定化酶的应用价值与酶的活性(或活力)有关,因此用化学结合法固定化乳糖酶时,可通过检测固定化乳糖酶的活性(或活力)来确定其应用价值。固定化酶的方法包括化学结合法、包埋法、物理吸附法、离子吸附法及交联法等。

答案:(1)乳糖　凝固剂　选择培养基

(2)灼烧　(3)小

(4)(酶)活性[或(酶)活力]

包埋法　物理吸附法(注:后两空可颠倒)

8.(2015·全国卷Ⅰ·T39)已知微生物A可以产生油脂,微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题:

(1)显微观察时,微生物A菌体中的油脂通常可用

染色。微生物A产生的油脂不易挥发,可选用

(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。

(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落,可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样,并应选用以

为碳源的固体培养基进行培养。

(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数,可在显微镜下用

直接计数;若要测定其活菌数量,可选用

法进行计数。

(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度,某同学测得相同时间内,在

35℃、40℃、45℃温度下降解10

g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg,则上述三个温度中,

℃条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度,应围绕

℃设计后续实验。

【解题指南】(1)题干关键词:不易挥发、直接计数、活菌数量。

(2)关键知识:提取油脂的方法、分解油脂的微生物的分离、测定微生物数量的方法和探究酶的最适温度的方法。

【解析】(1)脂肪可被苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液染成橘黄色(红色),题干中说明微生物A产生的油脂不易挥发,则可以采用萃取法提取微生物A中的油脂。

(2)油脂为有机化合物,富含碳元素,故为了从自然界获得能够分解油脂的单菌落,应以油脂为唯一碳源来配制培养基。在该培养基上,能分解油脂的微生物可以正常生长,其他微生物不能正常生长。

(3)可利用血细胞计数板计数法测定菌液中的微生物数量,活菌和死亡的细菌都会被计数,所以测定培养液中的活菌数应采用稀释涂布平板法。

(4)在45℃下,降解10

g油脂所需酶量最多,则该温度下酶活性最低;由题干信息可知,40℃下降解10

g油脂所需的酶量最少。应围绕40℃设置不同温度梯度来探究酶的最适温度。

答案:(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　萃取法

(2)油脂(其他合理答案也可)

(3)血细胞计数板　稀释涂布平板(其他合理答案也可)

(4)45　40

9.(2015·全国卷Ⅱ·T39)回答与胡萝卜素有关的问题:

(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是

(填“α-胡萝卜素”“β-胡萝卜素”或“γ-胡萝卜素”),该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子

,后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症,该疾病称为

。胡萝卜素是

(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。

(2)工业生产上,用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时,

(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。

(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂,应选用其中的

作为胡萝卜素的萃取剂,不选用另外一种的理由是。

【解题指南】(1)题干关键信息:“弱光下视物不清”“萃取剂”。

(2)关键知识:胡萝卜素不溶于水;一分子β-胡萝卜素可被氧化成两分子维生素A;含水量影响胡萝卜素的萃取效果。

【解析】本题考查胡萝卜素的提取。

(1)根据双键的数目可以将胡萝卜素划分α、β、γ三类,β-胡萝卜素是其中最主要的组成成分。一分子β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子维生素A。胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病,如夜盲症等。胡萝卜素的化学性质比较稳定,不溶于水,是非挥发性物质。

(2)萃取的效果受到含水量、温度等条件的影响,要保证好的萃取效果,需要将岩藻进行粉碎和干燥。

(3)萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶,而乙醇为水溶性有机溶剂,乙酸乙酯为水不溶性有机溶剂,故选乙酸乙酯。

答案：(1)β-胡萝卜素　维生素A　夜盲症　非挥发性

(2)需要　(3)乙酸乙酯　萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶,而乙醇为水溶性有机溶剂

10.(2015·广东高考·T29)泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害,某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”,查阅资料得到下图。

(1)制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是

。乳酸菌发酵第一阶段的产物有

。

(2)据题图,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用,因为后者

;pH值呈下降趋势,原因是

。

(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍),拟参照资料的实验方案和食盐浓度(4%～10%),探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低,并确定其最适条件,请你设计一个实验结果记录表,并推测实验结论。

【解题指南】(1)图示信息:pH随乳酸菌数量的增加而降低,随乳酸菌数量的减少下降速率减慢;亚硝酸盐的含量超过一定时间会降低。

(2)关键知识:乳酸发酵原理、实验设计与分析。

【解析】本题考查泡菜制作原理及实验设计方法。

(1)乳酸菌是严格厌氧微生物,制作泡菜时用水密封泡菜坛,其目的是为了保持无氧的环境。乳酸菌进行乳酸发酵,其第一阶段的物质变化与有氧呼吸的第一阶段相同,均为葡萄糖分解产生丙酮酸、[H]、少量ATP。

(2)亚硝酸盐对人体的危害比较大,泡菜制作后一段时间才能食用,从图中曲线可看出第8天后亚硝酸盐含量与之前相比含量较低。在此过程中乳酸菌进行了乳酸发酵,产生了乳酸导致泡菜坛内pH下降。

(3)设计的记录表中要包含乳酸菌类型、食盐浓度和发酵时间等自变量,因变量为亚硝酸盐的含量。通过相互对照确定用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低,并确定最适发酵条件。

答案:(1)隔绝空气,创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵

丙酮酸、[H]、ATP

(2)亚硝酸盐含量较低　乳酸菌发酵产生的乳酸增多

(3)两种乳酸菌在泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化表

推测实验结论:与普通乳酸菌相比,“优选”乳酸菌制作泡菜时,相同条件下产生的亚硝酸盐含量低。

11.(2015·江苏高考·T31)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃,可用来发酵处理秸秆,提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果,研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株,并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题:

(1)在样品稀释和涂布平板步骤中,下列选项不需要的是

(填序号)。

①酒精灯

②培养皿

③显微镜

④无菌水

(2)在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是

。

(3)向试管内分装含琼脂的培养基时,若试管口粘附有培养基,需要用酒精棉球擦净的原因是

。

(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上,筛选到了几株有透明降解圈的菌落(见上图)。图中降解圈大小与纤维素酶的

有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是

(填图中序号)。

(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4,在不同温度和pH条件下进行发酵,测得发酵液中酶活性的结果见下图,推测菌株

更适合用于人工瘤胃发酵,理由是

。

【解析】本题主要考查微生物的分离和培养。(1)样品稀释和涂布平板的操作过程不需要显微镜。(2)涂布平板时,若培养基表面的菌悬液过多会出现积液,造成菌体堆积,影响分离效果。(3)试管口粘附的培养基,需要用酒精棉球擦净,避免培养基污染棉塞。(4)菌株产生的降解纤维素酶的量越多、活性越高,会使降解圈越大。降解纤维素能力最强的菌株是①,因其菌株菌落小,但降解圈大。(5)分析图中曲线可知,J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高,而发酵过程会产热和产酸,所以J4菌株更适合用于人工瘤胃发酵。

答案:(1)③　(2)培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果

(3)避免培养基污染棉塞　(4)量与活性　①

(5)J4　发酵过程会产热和产酸,J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高

12.(2015·浙江高考·T17)“生物技术实践”模块

某工厂为了生产耐高温植酸酶饲料添加剂,开展了产该酶菌株的筛选、酶的固定化及其特性分析研究,其流程如下图所示。

土样中的菌种筛选

菌株鉴定

优良菌株扩大培养

植酸酶提纯

植酸酶固定化

植酸酶特性分析

请回答:

(1)土壤悬液首先经80℃处理15分钟,其目的是筛选出。

(2)在无菌条件下,将经过处理的土壤悬液进行

,然后涂布于含有植酸钠的固体培养基上。培养后观察到

,其周围出现透明水解圈,圈的直径大小与

强弱相关。

(3)筛选获得的菌株经鉴定后,将优良菌株进行液体扩大培养。培养时需要振荡,其主要目的是

。液体培养基与固体培养基相比,不含有的成分是

。

(4)在合适条件下,将提纯的植酸酶与海藻酸钠混合后,滴加到一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球。该过程是对酶进行

。

A.吸附

B.包埋

C.装柱

D.洗涤

(5)温度与植酸酶相对酶活性的关系如图所示。下列叙述错误的是

。

A.测试温度中,固定化与非固定化植酸酶的最适温度分别为60℃和45℃

B.测试温度范围内,固定化植酸酶的相对酶活性波动低于非固定化植酸酶

C.固定化与非固定化植酸酶相比,相对酶活性在80%以上时的温度范围较宽

D.65℃时固定化与非固定化植酸酶的相对酶活性因蛋白质变性而位于最低点

【解题指南】(1)关键词:“菌株的筛选”“扩大培养”“相对酶活性”。

(2)关键知识:选择培养的应用、筛选耐高温菌株的方法、扩大培养方法、包埋法的应用、温度影响酶活性的特点。

【解析】本题考查细菌的分离与培养及酶的固定化。

(1)土壤悬液首先经80℃处理15分钟,杀死不耐高温的菌株,筛选出耐高温菌株。

(2)将处理过的土壤悬液在无菌条件下稀释,降低细菌浓度,以便得到相互分离的单菌落。用含有植酸钠的培养基培养细菌,植酸酶活性高的菌株分解植酸钠多,其周围出现较大的透明水解圈。(3)菌株的扩大培养一般用液体培养基,它与固体培养基成分基本相同,但不含琼脂。用液体培养基培养优良菌株时,需要振荡,以便使液体培养基底部有较高的含氧量,有利于细菌生长繁殖。(4)海藻酸钠遇到钙会形成凝胶固体小球,用此方法可将植酸酶包埋进来。(5)从图中可知,测试温度中非固定化植酸酶的最适温度为45℃,固定化植酸酶的最适温度为60℃,故A项正确。固定化植酸酶的相对酶活性波动范围约为75%～110%,非固定化植酸酶的相对酶活性波动范围约为10%～100%,故B项正确。固定化植酸酶相对酶活性在80%以上的温度范围为30～65℃,非固定化植酸酶相对酶活性在80%以上的温度范围为40～50℃,故C项正确。65℃时,固定化植酸酶相对酶活性高于最低点,故D项错误。

答案:(1)耐高温菌株

(2)稀释　单菌落　植酸酶的活性

(3)供氧　琼脂

(4)B　(5)D

13.(2015·海南高考·T30)【生物-选修1:生物技术实践】

生产果汁时,用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题:

(1)某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验,各组实验除酶的来源不同外,其他条件都相同,测定各组的出汁量,据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是

。

(2)现有一种新分离出来的果胶酶,为探究其最适温度,某同学设计了如下实验:取试管16支,分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液,混匀,平均分为4组,分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间,然后,测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有

和

。

(3)某同学取5组试管(A～E)分别加入等量的同种果泥,在A、B、C、D

4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶,然后,补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同;E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后,测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中,若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量,E组设计

(填“能”或“不能”)达到目的,其原因是

。

【解题指南】(1)题干关键信息:“果胶酶”“出汁量”“探究其最适温度”。

(2)关键知识:实验流程设计的分析与纠错。

【解析】本题以果胶酶为载体,考查拟定实验目的、设计实验步骤以及设计实验应遵循的原则。

(1)根据题意,设计的各组实验中除酶的来源不同外,其他条件都相同,然后测定各组的出汁量,据此计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较,可见实验的自变量是果胶酶的来源,因变量是果胶酶的活性(可用出汁量的多少来反映),所以该实验的目的是比较不同来源果胶酶的活性。

(2)根据实验设计可知,该实验是探究果胶酶的最适温度,所以自变量是温度,因变量是果胶酶的活性(用出汁量表示,出汁量越多则果胶酶活性越高)。该实验方案中,应该在低温、适温、高温范围内设置系列温度梯度的实验组进行实验,且梯度差要相等。

(3)根据题意,本实验的自变量是果胶酶的量,因变量是出汁量,对照实验的设计应遵循单一变量原则、等量原则和对照原则,根据实验设置,通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量,则E组应加入与实验组等量的缓冲液才符合实验设计的单一变量和等量原则,因此E组设计不能达到目的。

答案:(1)比较不同来源果胶酶的活性

(2)温度范围设置不合理　温度梯度设置不合理

第2篇：生物技术知识点范文

关键词：电能计量;计量装置;误差；措施

Abstract: along with the power system and the deepening of the reform of the management mechanism, electric power marketing work with each passing day by the attention of people, facing new challenges, the power system of electric power measure working became power work concerned focus. This paper emphasizes on the electric energy measurement device the integrated error reasons and puts forward the integrated error reducing energy metering device measures.

Keywords: electricity measurement; Measurement device; Error; measures

中图分类号:R363.1+24文献标识码：A 文章编号：

一 电能表的基本概述

电能表是用来测量电能的仪表，按结构和工作原理可分为感应式、电子式和机电一体式电能表，其中电子式电能表又可进一步分为全电子式和机电脉冲式电能表。感应式电能表采用电磁感应的原理把电压、电流、相位转变为磁力矩，推动铝制圆盘转动，圆盘的轴(蜗杆)带动齿轮驱动计度器的鼓轮转动，转动的过程即是时间量累积的过程，因此感应式电能表的好处就是直观，动态连续，停电不丢数据；电子式电能表通过对用户供电电压和负载电流实时采样，采用专用的电能表集成电路，对采样电压和电流信号进行处理并相乘转换成与电能成正比的脉冲输出，然后通过模拟或数字电路实现电能计量功能。电子式电能表计量精度高、自身功耗低，特别是其计量参数灵活性好、派生功能多。电能表作为当前电能计量和经济结算的主要工具，它的准确与否直接关系到电力企业与用户的经济利益，因此了解电能表计量误差产生的原因，并对其进行误差调整显得十分重要。

二 电能计量装置分析及存在问题

电能计量装置包括电能表、互感器、二次接线三部分,其误差亦由这三部分的误差组成,统称为综合误差,即为电能表误差、互感器合成误差、电压互感器二次导线压降引起的误差三者的代数和。可以用下式表示:

γ=γb +γh +γd

式中γb―――电能表的相对误差,

γh―――互感器合成误差,

γd―――电压互感器二次导线压降引起的误差,

(一)电能表选型及使用不当引起的误差

1.为了保证电能计量装置准确地测量电能,必须按照有关规程要求,合理选择电能表的型式、电压等级、基本电流、最大额定电流以及准确度等级。对于月平均用电量在100万kW.h以上的Ⅱ类高压计费用户,应采用0.2级的电压、电流互感器,0.5级的有功电能表及2.0级无功电能表。在实际运行中,若用户的负荷电流变化幅度较大或实际使用电流经常小于电流互感器额定一次电流的30,长期运行于较低载负荷点,会造成计量误差,应采用宽负载电能表。

2.用三相三线电能表测量三相四线电能将引起附加误差。由于三相负载不平衡,中性点普遍有电流存在,而Ib=In-Ia-Ic所以,缺少电流Ib所消耗的功率,引起附加误差。

(二)电流互感器选用不当引起的误差

1.电流互感器二次容量的选择。接入电流互感器的二次负荷包括电能表电流线圈阻抗、外接导线电阻、接触电阻。所以,在选择电流互感器时,应从三方面考虑二次容量大小,通过选用电流回路负荷阻抗较小的表计,如电子式电能表来满足二次容量的要求,必要时还可利用降低外接导线电阻的方法。

2.由于一次电流通过电流互感器一次绕组时,要使二次绕组产生感应电动势,必须消耗一部分电流I0来励磁,使铁芯产生磁通。电流互感器的误差是由铁芯所消耗的励磁安匝引起的。电流互感器误差取决于互感器的比差、角差,而比差、角差又与外接负载阻抗Zb、铁芯导磁率μ、铁芯阻抗角α,铁芯损耗电量角φ有关。由互感器电流特性曲线、负荷特性曲线和误差特性表可见,二次负荷要控制在25~100之间,一次电流为其额定值60左右,至少不得低于30,才能使电流互感器运行在最优状态,从而降低电流互感器误差。

(三)二次接线不合理引起的误差

电压互感器二次回路电压降是二次接线引起电能计量装置综合误差的又一主要原因。电压互感器二次回路压降产生原因有以下因素:(1)二次回路连接电缆;(2)端子接触电阻;隔离开关辅助触点、(3)中间继电器接触电阻(4)断路器、熔断器的接触电阻。以及电压互感器的负载电流通过二次连接导线及串接点的接触电阻时也会产生电压降,这样加在负载上的电压就不等于电压互感器二次线圈电压,因此产生计量误差。根据《电能计量装置技术管理规程》DL448-

2000规定,对于Ⅰ、Ⅱ类计费电能计量装置,电压互感器的二次压降不大于额定二次电压的0.2,其他计量装置,则应不大于额定电压的0.5。

三 降低电能计量装置综合误差的措施

(一)根据计量规程要求,完善计量装置设置

1.选择高精度、稳定性好的多功能电能表。由于电子技术的发展,现在多功能电子表已日趋完善,其误差较为稳定,且基本呈线性。一只多功能电子表可同时兼有正、反向有功,正、反向无功四种电能计量和脉冲输出、失压记录、追补电量等辅助功能,且过载能力强、功耗小。对Ⅰ、Ⅱ类用户应采用全电子式电能表。

2.根据电流、电压互感器的误差,合理组合配对,使互感器合成误差尽可能小。配对原则是尽可能配用电流互感器和电压互感器的比差符号相反,大小相等,角差符号相同,大小相等。这样,互感器的合成误差基本可以忽略,只需根据互感器二次压降误差配合电能表本身误差作调整,便可最大限度降低计量装置综合误差。

3.电压互感器二次导线的选择。根据互感器二次回路的实际情况选择二次导线的截面和长度。在一定负载下,给定电缆截面面积,在规定电压降下,给定导线长度,导线截面积至少不少于2.5mm2。

4.电流互感器二次回路导线截面积最小值为4mm2,且中间不得有接头,导线经转动部分处应留有足够的长度。在投产前,必须测量电流、电压互感器的实际二次负荷,使之在互感器标定的额定负荷之内。

5.对35kV以上的计费用电压互感器二次回路,应不装设隔离开关辅助触点,但可装设熔断器,对35kV及以下的计费用电压互感器二次回路,应不装设隔离开关辅助触点和熔断器。电流、电压回路应设专用二次回路,不与保护、测量同回路。

(二)采用正确的计量方式,减少计量误差

1.对接入中性点绝缘系统的电能计量装置,应采用三相三线制电能表,其2台电流互感器二次绕组宜采用四线连线;对三相四线制的电能计量装置,其3台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线边线。如采用四线连接,若公共线断开或一相电流互感器极性相反,会影响计量,且进行现场检验时,采用单相法每相电流互感器二次负载电流与实际负载电流不一致,给测试工作带来困难,且造成测量误差。

2.对计费用高压电能计量装置应装设失压计量器,及时读取失压记录,作为计量人员追补电量的依据。

(三)合理选择和管理电能计量装置

在实际计量装置中，电能表的误差可以在负荷点下将其误差调至最小，而互感器合成误差和电压互感器二次导线压降引起的误差均实际二次回路的运行参数有关，可通过对相关参数的调整降低其误差。电流互感器、电压互感器的合成误差在额定二次负荷范围内均可用准确度来控制。而电压互感器二次导线压降所造成的误差，在综合误差中也占有相当的比例，可以通过电能表、互感器的合理选择来补偿，从而降低计量装置的综合误差。此外，要降低计量综合误差，在新投运和改造的计量装置选型上，要求电能表、互感器都必须符合电能计量装置技术管理规程要求，按负荷类别选取适当的准确度等级，并在投产前做好各项测试工作，在以后的运行管理中，还要根据规程规定进行周期检验和轮换制度。

(四)采用电压误差补偿装置

如果电压互感器二次回路的负荷导纳变化范围不大,可采用电压误差补偿器,补偿二次导线电压引起的比差和角差。

开展计量装置综合误差分析

简单来说，误差调整就是平时大家所说的表走快走慢时，对表进行调整。从专业的角度说，就没那么简单。调整时，既要考虑电流负载的实际情况，又要考虑电压、频率等相应情况，

如果是三相表还要考虑平衡问题，才能把误差调至规定范围内。对接入中性点绝缘系统的电能计量装置，应采用三相三线制电能表，其二台电流互感器二次绕组宜采用四线连线；对三

相四线制的电能计量装置，其三台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线边线。如采

用四线连接，若公共线断开或一相电流互感器极性相反，则会影响计量，且在进行互感器检

验时，采用单相法检定每相电流互感器二次负载电流与实际负载电流不一致，会造成测量误

差。

同时对计费用高压电能计量装置应装设失压计量器，并及时读取失压记录，作为计量人员追补电量的依据。或装设具有失压功能的电子式多功能电能表。为了提高电能计量装置整体计量性能，对于一些重要的计量点可采用减小综合误差的概念来进行电能表互感器误差的优化配置，如选配电能表时，应考虑互感器的合成误差使电能表的误差和互感器的合成误差相互抵消，根据电流、电压互感器的误差合理地组合配对，尽量减小互感器的合成误差等。

(六)提高计量装置安全稳定运行

计量装置安装运行于现场,既经受着电力系统各种扰动如过电压、负荷突变、甚至故障等的考验,也经受着自然界日晒、风吹、雨淋,特别是雷电的考验,一旦其经受不住考验,出现了缺陷和故障,就会给计量的可靠性带来麻烦,导致错误计量甚至中断计量,就不能得到真实的计量结果,从而影响公平、公正、合理结算,因此,很有必要采取措施提高其安全运行水平,确保其可靠真实计量,要达到此目的,可采取以下措施。

1.把好改造设备选型、定货、验收关,要确保进入电网运行的电能计量设备的性价比最高,要从源头上杜绝假冒质次计量产品流入给安全可靠运行、准确计量留下隐患。

2.要根据产品使用说明条件进行使用,动热稳定要求高的场所一定要选用动热稳定高的产品,产品本身要求接地的一定要可靠接地。

3.将户外的组合计量互感器安装在避雷器之后(以来电方向区分),使其受到避雷器的保护。

4.产品选用防污防腐等级较高的产品,如安装在杆上的组合互感器选用环氧树脂浇注产品比选用油浸产品好,一可有效降低运行维护工作量,二可杜绝计量互感器故障喷油扩大事故的可能,而且油浸产品取油化验或换油均很麻烦。

5.户外表计箱要选用箱上具有通风、散热、散潮孔洞不易腐蚀能防止内部被雨水侵蚀的产品以减少运行维护工作量(甚至是更换表箱的可能性)和改善电能表的运行环境。

6.为了减少其它仪器设备缺陷故障或试验对电能计量装置安全可靠运行、准确计量造成的影响,应根据计量技术管理规程的要求,将计量一次设备或二次回路改造独立出来成“计量专用”,并使互感器二次回路的负荷和功率因数等满足要求。

电能计量装置是计量供电部门销售电能也即计量用户使用电能多少的设备,是供用电双方电贸易结算的法律依据,其计量结果是否可靠、准确、真实,直接关系到双方贸易结算是否公平、公正、合理,直接关系到双方的经济利益,因此对计费电能计量装置尤其是对大用户进行技术改造以提升其计量性能是关系供用电双方的大事,是非常重要和必要的,特别是在市场经济条件下,由于计量装置安装、管理不规范导致不法用户大量偷用电能,严重损害供电企业利益,所以供电部门对计量装置的改造更显得紧迫和求真务实。

第3篇：生物技术知识点范文

Abstract: In the teaching of undergraduate institutions, as the characteristics of "Food Biotechnology" course and student knowledge restrictions, there are higher requirements on teaching methods and content. Combined with the practical teaching, this paper explored the importance of historical science, multimedia teaching methods and scientific research for the course in order to break the traditional mode of teaching, exploring a teaching method that is conducive to teaching and helpful to improve the efficiency of student learning.

关键词：《食品生物技术》课程；科学史料；多媒体教学；科学研究

Key words: "Food Biotechnology" course; science materials; multimedia teaching; scientific research

中图分类号：G42 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）03-0218-01

0引言

《食品生物技术》是高等学校食品方向学生的一门专业基础课，是针对学生毕业后在食品企业可能从事的主要工作岗位的技术要求，而且鉴于生物技术在食品工业的应用现状和未来几年的应用发展趋势而开设的学科。

《食品生物技术》课程的教授以“生物技术相关理论”为主线、以培养能力为中心、以解析为基础，要求学生掌握基本的生物技术知识及其在食品工业中应用的基本原理和方法，同时辅助开设一些简单实验。

但是教学对象在接受这门知识的过程中，往往会受到以前的教学方法、学习习惯、思维方式和知识面的限制。老师在讲解新知识的过程中也感觉压力过大，很多东西是在以前微生物学、生物化学等学科知识上的升华，学生理解起来有一定困难，而且也给教学效果带来一定程度的影响。本文就《食品生物技术》教学中的实用方法进行探讨。

1重视科学史料在教学中的作用

科学史料在食品生物技术教学中具有重要的作用，可以让学生感受科学知识发现过程的艰辛和漫长，可以让学生体验科学方法与科学态度，可以培养学生实验设计与科学探究能力，同时也可以训练学生科学推理能力和对对概念的归纳理解能力[1]。

例如在讲解生物技术的理论基础时，对于DNA双螺旋结构的提出和中心法则的确立，向学生讲述Franklin和Wilkins所作的基础工作，然后强调Watson和Crick尤其是Crick的前瞻性理论假设，通过这段历史向学生传递科学试验与资料查阅总结的双重重要性。

2重视多媒体等教学手段的应用

多媒体教学可以直观、形象、生动地展示教学内容，提高学生学习效率。传统的食品生物技术教学模式是以板书、挂图为主要教学媒体，按照发酵工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程等知识点逐条讲授，由于教学形式单调，教学内容理论性较强，学生面对静态呆板的课本和板书，面对繁多的概念、原理和方法，难免觉得枯燥乏味，授课效率较低，限制了教师教学水平和学生思维能力的发挥。

尤其基因工程，学生基础薄弱，记忆困难，而CAI可使这一局面大大得到改善，因为CAI利用大量动画、视频及其他多媒体技术进行详细讲解，可以打破条件的限制，静止的文本可以按指定的轨迹运动，静态的图可以像动画一样移动，可以像流水般呈现一幅幅变幻的图像，色彩可以变化，速度可以控制，动态的事物比静态的事物更能引起学生的注意，更能调动学生的兴趣，从而激发学生的学习兴趣，提高学习效率[2]。

多媒体教学可以突出重点、突破难点，提高教学效率。依据食品生物技术学科特点，按照教学大纲的要求，结合教师的授课思路，制作了具有本地特色的食品生物技术CAI课件，力求做到简捷、生动、重点突出，并加入图像、声音、动画和录像，适当采用超级链接，使授课内容更符合学生的思维；同时可用多种方式展现知识层次，如用不同颜色、不同字体，突出重点内容，并区分需要理解的内容和只需了解的内容。

CAI教学可使许多复杂问题简单化、抽象问题具体化[3]。比如基因工程是教学中的难点内容，用传统教学法讲授基因工师在黑板上边写边讲或使用静止的图片讲解，学象，很难理解，而使用多媒体教学，将基因工程的演示出来，并辅以录像，学生一看就懂，而且容易记教学有助于突破教学难点，讲清重点，加深理解，增强记忆，提高教学效率。

3以科研促进教学，彰显课程特色

食品生物技术不仅涉及到基因和分子等方面的内容，也涉及到转基因食品与食品加工等应用方面的内容，因此将老师本人以及本校的科研融入到教学中，是提高学生素质教育的重要途径之一[4]。如将本人所从事研究的食品安全检测技术纳入到生物技术在转基因食品安全与检测的应用中，让学生进一步的了解基因扩增与检测的原理。

并且在教学过程中将科研课题研究与学生的教学实践相结合，开展大学生创新实践活动。这种以科研促教学，不仅能使学生接触到本学科的前沿，而且能提高大家的学习兴趣，并引领学生参与教师的科研项目之中，使学生参加课外科研活动形成风气，为进一步提高学生毕业论文质量也起到积极的推动作用。

实践证明，科学史料的讲解能激发学生的学习兴趣，培养学生正确的科学方法与科学态度；多媒体教学具有形象性、多样性、新颖性、趣味性、直观性、丰富性等特点，它能使学生真正成为学习的主体，变被动学习为主动学习；科学研究能使学生接触到本学科的前沿，提高学习兴趣，彰显生物技术的特点。

参考文献：

[1]李红梅，徐斐.《食品生物技术》课程优化研究[J].广西轻工业，2009，122（1）：170.

[2]陈珊.《食品生物技术》课程多媒体教学再思考[J].中国校外教育.2007，2：130.

第4篇：生物技术知识点范文

1存在问题

微生物实验教学不仅是培养生物技术专业人才的重要实践教学环节，而且也是培养微生物相关学科(食品、医药、环境、检验检疫等)学生实验技能，提高其创新实践能力的关键环节.结合微生物相关工作的实际需要，分析我校生物基础实验教学中心生物技术专业的微生物学实验教学存在以下问题.

1．1实验教学资源不足

近年来，以省级基础实验教学示范中心建设和新校区建设为契机，我院实验室环境建设得到不断改善，中心现有各类实验室面积达3000m2余，仪器设备1000余台(套)，总价值1000余万元.各实验室宽敞明亮，实验室布局集中、合理，能满足全院生物类实验课的排课需要.但是，在实验教学过程中还存在部分基础设备(比如天平、高压灭菌锅等)、药品耗材台套数不充足的问题.大量的学生人数和教学内容与有限的药品耗材台套数和实验课时之间存在诸多矛盾.因此，在想保证微生物实验教学与理论教学进度相衔接的情况下，又受实验教学资源的限制.在实验过程中存在至少两个小组学生公用一套完整的基本设备及药品耗材，在有限的实验教学资源和实验学时下，大多数学生都未能亲自参与动手操作，到学期末还是不能掌握相关的基本技能.

1．2教学模式陈旧，不能突显学生主观能动性

以往的微生物学实验教学多为实验教师把实验目的、原理、内容、材料与方全部板书在黑板上，学生对照黑板和依赖实验讲义按部就班地按照老师的要求进行实验操作，使实验教学成为了老师单向灌输、学生被动接受的教学程序，学生缺乏动脑、动手、分析和解决问题的主动能动性，这在一定程度上大大泯灭了学生的创造性思维，束缚了学生的洞察力.此外，实验前期的准备多数都由实验教师自己亲临亲为，学生们对有些实验过程几乎完全不了解，进而造成了学生缺乏独立自主的实验能力.

1．3教学内容陈旧、实用性不强

目前，我院生物技术专业微生物学实验教学内容与生物科学专业相比，并无明显差异.实验教学的顺序基本上是根据理论教学内容的顺序安排，前后实验内容相对比较孤立，衔接不够，连贯性不强.选用的实验项目以基础验证性实验为主，综合性设计性和研究创新性实验项目相对较少，这对学生思维兴趣、动手能力、创新能力的培养和提高均有一定的局限性，不利于学生对知识系统化学习和整体性的把握，学生对对所学的知识难以融会贯通［12］.

1．4考核方式太过单一

实验课的考核是衡量实验教学质量一个不可或缺的重要环节，若无行之有效的考核机制，教学改革也可能流于形式，达不到预期的理想效果.以前，我院生物基础实验中心对实验考核方式太过单一，以期末笔试成绩(占60%)、实验报告成绩(占30%)和平时考勤成绩(占10%)作为评定最终实验成绩的依据，没有突出体现学生操作技能，造成学生偏重理论，不重视操作技能训练，实验时不愿意多动手操作，实验结束后不能够认真分析总结，长期这样不利于学生基本技能的培养，不利于学生的主动学习.因此调整实验考试方式十分重要.基于以上问题和不足，对我院生物技术专业微生物学实验教学改革和探索势在必行.

2微生物实践教学的改革探索

2．1优化管理，应对资源不足

我院生物基础实验中心以“加强建设、规范管理、提高质量”为工作思路，坚持制度建设与规范管理相结合，目标考核与过程管理相结合，强化实践教学，提高学生实践能力，努力把实践教学质量提高到了一定的水平.优化管理，最大限度的实现资源共享，挤出大量资金添加了真正不足的实验仪器设备，做到台套数充足，基础实验力真做到了学生1人一组，综合实验3人一组，建立一门课一学期完整的实验台套数，大型仪器资源共享，小型仪器耗材开学第一次实验就分组落实，装箱锁柜，责任到学生，课结束后统一归还，损坏照价赔偿，优化管理，保证实验教学顺利有序开展.同时，加强学科带头人和实验教学团队的建设，组织教师到实验教学改革执行优良的实验教学中心去交流和学习，形成理论与实验教学互通的队伍结构.

2．2整合教学内容，改革教学方法

根据专业建设目标，依托已有学科基础和优势，我院生物技术专业定位在“偏应用微生物方向”为特色的人才培养.为此，生物技术专业微生物学实验内容应根据学院培养学生的目标、实验条件、社会对生物技术专业微生物相关岗位技术知识点、技能点精心选择实验项目(力求知识性、综合性、应用性为一体)，从整体上强调基础性和系统性，突出实用性、实践性，职业性、强化学生的职业训练.基于以上理念，近两年来，我院为了适应整个实践教学体系充分体现综合性与创新性的发展要求，对生物技术专业微生物学实验教学大纲与教学计划区别于生物科学专业，并在基础上进一步修订与完善，在实验对象、实验材料的选择上尽量选择常见的、应用性强的以及学生感兴趣的实验课题(药品或食品中有害或有益微生物的检测、分离纯化及鉴定等)，让学生可从简单的验证性实验向综合性实验发展，将微生物实验的基本技术(显微技术、无菌操场技术、分离纯化技术)有机结合起来，这样使微生物实验既增强了实验的综合性，也增强了实验的系统性，实验课不再是理论课的依附，而是从知识结构、技术技能、创新能力等方面培养了学生综合能力.同时，在微生物实验教学过程，组织更新实验项目和教学内容，实现实验教学内容的系统性、科学性与先进性，利用兴趣提升学生学习能动性，使学生在实验过程中找到乐趣，寓教于乐，从而达到学以致用.加强了实验教学的开放性与互动性，如鼓励学生课余时间利用实验室条件开展自主性、研究性实验.例如学生完成的自主开放实验“酸奶乳酸菌的分离纯化及乳酸饮料的制作”、“水中大肠菌群的检测及水质状况评价”、“食用菌的菌种分离纯化及栽培”等成果已被纳入面向全院开设的专业选修课《生物实验基本操作规范及安全》中，进一步扩大了校级选修课《生命科学导论》课程的影响，为学生今后进一步深造，为学校进行创新型、应用型人才培养工作奠定了坚实的基础.

2．3以学生为中心，重视实验过程

通过对相关企业对生物技术专业微生物相关岗位需要的能力调查［13］结果表明，企业需要的岗位能力除对无菌操作技术、细菌常规分离、纯化及检验、质控等外，实验前期的准备工作和实验后期的处理工作、微生物安全常识、自我防护知识、团队合作精神等也是企业重视的能力.但在目前传统的实验中，实验前的准备大部分均由实验教师自己完成，这很容易造成学生被动地学习，对整个检验过程不能全面地了解.因此，现在整个实验过程中我院均以学生为中心，鼓励学生参与实验的课前准备，如通过土壤微生物分离、纯化及活菌计数的整个流程，使学生不但学到了培养细菌(牛肉膏蛋白胨培养基)、放线菌(高氏一号培养基)、霉菌(马铃薯培养基)三大培养基的制备，且掌握了基本的灭菌技术(高压蒸气灭菌、火焰灭菌、紫外消毒灭菌)、无菌操作技术、分离纯化技术、革兰氏染色技术、鉴定技术及平板菌落计数计数等基本实验技能.实验绝大部分过程都让学生参与准备，独立操作，自己完成.通过训练，不然培养了学生发现问题、解决问题的方法能力及相互协作能力，也使学生增加了责任感，提高了实验效率和效果.同时，我院力促科研资源全面向本科生开放，以本实验教学中心为基地，以分子生物学与生化药学重点实验室、生态中心重点实验室、竹原纤维中心等已有科研平台为依托，以项目研究为载体，培养学生的科学思维、科学研究能力和创新精神.学校还专门设立了绵阳师范学院本科生创新实验项目，我院不少同学获得了经费资助.近两年，大二以上年级的本科生70%以上均参加了科研创新项目.

2．4以实践技能训练为根本，革新实验考核方式

合理的成绩评定有利于学生平时更认真地掌握实验操作，从而巩固和提高学生动手的能力［14］.以往，我院实验课终成绩以理论考核为主，实验报告为辅，理论考试和实验报告虽在一定程度上可反映学生接受知识的情况，但不能以此作为唯一的考核标准.学生对实验方案设计、实验操作的熟练程度、实验报告撰写与结果分析能力、实验习惯以及团队合作精神与组织能力等方面也是评价学生实验成绩的重要依据.近两年来，为了使生物技术专业学生对微生物实验课有足够的重视，进一步加强学生基本操作技能训练和提高实验课质量，实行“实验考勤综合操作加笔试”的综合评定考核方法，选择既有代表性、又有较严格的操作要求的实验进行技能操作考试，让每个学生独立完成.因此，我院现将课程考核分为以下四部分:①理论考核(40%).微生物学实验必须掌握的基本理论知识及技能理论知识.②综合设计实验考核(20%).综合设计实验项目，学生以小组为单位，在组长的带领下，查阅相关资料，每组撰写实验方案，安排时间进度，准备所需一切仪器设备，独立完成，直至完成结果的报告.教师根据整个过程的表现给予评分，重点关注的是学生掌握知识的水平及团队精神与合作能力.③操作技能考核(30%).将学生必须掌握的操作技能归纳为若干小项目，做到技能操作标准化.在学生充分练习熟悉的基础上，考核时由学生随意抽签决定考核内容，教师一对一进行操作技能的现场考核，现场打分.操作技能考核也可与学生第二课堂活动结合起来，开展操作技能竞赛活动.④平时成绩考核(10%).主要是对学生平时上课时的综合评定，包括考勤、回答问题积极性、态度、实验习惯及实验报告等.

3结语

第5篇：生物技术知识点范文

[关键词]学科知识网络　知识场　知识生命周期　知识链接　知识地图

[分类号]G251

按照《辞海》解释：基础，“泛指事物发展的根本或起点”。所谓理论基础，是指学科理论创建的根基，即发生学意义上的逻辑起点。它是由一些抽象、具体的理论观点组成的关于某门学科及主题的先导思想。这些先导思想，一方面，起着哲学与某门学科相互联接与沟通的作用；另一方面，又对这门学科具有启发、指导作用，而且具有很强的解释力。具体说来，理论基础具有以下作用：①深刻揭示研究对象现象的本质，并正确地反映对象事物的客观规律；②正确地指引对象发展的基本途径与方向，为对象奠定认识论基础；③有效地指导对象研究全过程。

学科知识网络是由学科知识元素组成的知识节点和知识关联(知识链按)构成的网络状知识体系。也就是说以特定学科领域内的知识单元作为节点，以知识单元之间的关联作为边或者链而构成的网络成为学科知识网络。

学科知识网络和网络学科资源导航的本质区别在于：学科知识网络是学科信息门户基础，是以学科为划分方式的网络资源内容的高度组织集成和网络应用程序的聚集，提供一个统一协作的学术交流环境；而网络学科资源导航只能作为学科信息门户中的一个链接存在。因而学科知识网络是建立在理论基础之上的、一种行之有效的学科知识管理方案。对照理论基础的涵义及其作用，知识场理论、知识生命周期理论、知识链接理论和知识地图理论完全具备作为学科知识网络理论基础的客观条件。

1　从知识场理论视角看学科知识网络

借用物理学场的概念，结合知识点以及知识的特征，将知识场界定为知识载体周围的客观存在的一种由知识载体发散出来的特殊物质。用数学方法就可以表示为一些知识单位(记为I)正在知识空间(记为s)里做一个定向运动(见图1)，若将I的出发领域记为A，进入领域记为B，则I由A到B的运动一定可以用矢量进行描述。之所以发生I在S中由A向B的定向运动而不是相反方向的运动。究其原因，一定是B中存在着它自身知识无法解决的、而用A却可以解决的问题。

如果将S表示为某一学科知识空间，I表示某一知识单元，A和B表示不同的主题领域。

而像这样的主题领域会有许许多多，则就可形成一种知识场域网络，如图2所示：

箭头的长短表示主题领域结合的紧密程度；箭头的多寡表示主题的辐射能力和吸收能力。

学科知识网络作为一个场域，完全符合布迪厄对场域特征的多种阐述：①学科知识网络是一个相对独立的社会空间，它“具有自身的逻辑、规则和常规”，从事这个场域研究的人员遵循着共同的学术规范，在此场域内进行实践活动的人也必须具备一定的资格标准；②学科知识网络也是一个客观关系构成的系统，其每个研究者和实践者都具有不同的社会文化背景和价值取向，这种背景成为他们介入这个场域的客观关系；③学科知识网络的边界是经验的，场域间的关联是复杂的，只有深入地、具体地进入这个场域，人们才能估量出这个场域的具体构成，场域效果发挥的效用限度又在哪里等详情。

知识场理论揭示了学科知识网络的知识分布规律、知识扩散规律、知识联系规律、知识自组织规律。同时，知识场理论在一定程度上决定了学科知识网络在该时点上所拥有的资源，这里的资源包括经济性资源、结构性资源和制度性资源。学科知识网络的动力学过程就是学科知识网络在特定学科场域中识别资源、动员资源、获取资源和运作资源的一个动态过程。

学科知识网络是一个知识场网络，在这样的知识场中，学科知识单元在不同的主题领域中运动。学科知识场中描述知识分布特征的物理量被定义为知识密度梯度，何荣利等通过1999-2003年的生物技术知识场的知识密度梯度分布图谱，指出在任何一个知识场中，集中区知识分布呈间断性变化，离散区知识分布呈连续性变化，从而构成了学科知识网络中知识分布的基本特征。这一特征是学科知识单元离散分布属性在学科知识网络中的进一步体现。任何一个学科知识网络中，知识均不可能存在单一的连续分布状态或者单一的间断分布状态，只能是连续性与间断性并存的分布状态。集中性或者离散性注重的是学科知识单元及各种数据资源实体数量上的多寡，它所表征的是一个分布范围。而间断性和连续性体现的不仅是数量的多少和范围的大小，而是知识质量的高低。在学科知识网络这样一个知识场中，知识密度梯度越大，则知识能就越大，知识质量越高；相反，知识密度梯度越小，知识能就越小，知识质量越低。

2　从知识生命周期理论视角看学科知识网络

生命周期来源于生物学，生物生命发展过程是由出生、成长到死亡等不同阶段构成的一个完整周期。知识的发展与生物的发展呈现出很大程度的相似性，知识和生物体一样具有生命周期，其发展过程一样具有阶段性。知识是随着社会实践的不断需求而产生的。新知识诞生后，会经历加工、存储、应用的过程，继而投入生产实践不断接受考察、验证，发挥其自身价值。知识在时间上从产生到消亡的过程，称为知识的生命周期。

知识生命周期包括从最初的知识生产到知识衰亡的所有环节。在知识创新过程中，知识经历产生前的投入期到投入使用后的成长期，然后是广泛普及的成熟期，最后是知识陈旧的衰老期，如图3所示：

假定图3为某一主题的知识生命周期，在一个学科领域内，学科的发展应当如图4的网络描述。

知识生命周期理论揭示了学科知识网络的知识源、知识生产和知识传播的技术规律。

首先，学科知识网络是知识源与广义知识仓库的有机结合。大量原始的粗糙数据在广义知识仓库知识的指导下做数据清洗，再进一步转换、集成，转换成具有面向主题的集成数据仓库数据；最后，由知识发现技术得到的知识充实广义知识仓库中的知识。其次，学科知识网络是知识产牛方法的多元化、智能化。最终，学科知识网络是知识的多方面传播、综合利用。

笔者从所建立的“生物信息学知识网络”中，析取了关键词17601个，建立205×205的共词矩阵。在共词矩阵的基础上，x轴为向心度，Y轴为密度做出战略坐标图。密度轴和向心度轴将整个图形分成四个象限，生物信息学知识网络对四个象限的主题进行不同层次的报导。

第一象限主题类目为蛋白质和生物，系统定期的报道国内外的文献题录及进展综述。

第二象限主题类目为克隆、技术和数据库，系统对这一

象限的类目提供专题报告。

第三象限主题类目为理论和功能，系统对于此象限的类目文献经常进行计量学的分析，预测其发展的趋势。向用户提供主题预测报告。

第四象限主题类目为药物、基因和应用，此象限的研究主题领域结构比较松散，研究尚不成熟(密度较低)，它与网络中其他研究结合紧密(向心度较高)，但其内部联系较弱，该领域的工作有进一步发展的空间，在整个生物信息学研究中具有较大的潜在重要性。如药物基因组学就是一门具有潜力的发展主题。所以，系统对这一主题给出了专门的跟踪报道。

在知识生命周期理论的指导下，生物信息学知识网络通过揭示不同象限的主题知识的不同演进阶段，实现了对不同主题知识的辨识、发展乃至转移，进而跟踪报导。

3　从知识链接理论视角看学科知识网络

主题知识链接网络。英国信息科学家伯特伦・布鲁克斯主张信息科学的实际工作应该组织世界-3的内容，信息科学的理论任务应该是对世界-2和世界-3相互作用的研究，以组织知识而不是文献。布鲁克斯描述信息和知识的最终公式是：

K(S)+N(K(E)+K(S))=K(S+S)………………

式中K(S)表示知识结构，K(E)表示知识元，N(K(E)+K(S))表示知识链接。公式的特点突出了知识元的独立性、知识的链接性和知识结构的完善性。它强调知识结构是一个比较完整的认知结构，知识结构的构成主要是独立的知识元链接。如图5表示：

我们将图5中的每一知识链接看成是特定学科领域内的某一主题的知识链接，则可以形成如图6的学科知识领域内的知识链接网络。知识链接理论反映了学科知识网络的客观规律，揭示了学科知识网络的本质。

知识元链接不仅为知识组织建立了知识地图，也为学科知识网络对知识的动态检索利用建立了语义知识导航系统。通过知识元链接，在知识仓库与知识元库之间以及在各自库内均形成了纵横交错的学科知识网络。如注释型链接，在知识元名称处提供该知识元内容解释；关联型链接，通过统计计算，对高频次共用同一知识元的知识单元进行链接。学科知识网络中的知识元链接、引文链接和相关文献链接正是知识链按理论中知识链接精髓的体现。

4　从知识地图理论视角看学科知识网络

知识地图所指的知识是知识资源，包括知识单元、人(如专家、知识工作者等)、技术、经验、政策等。这就从两个方面揭示了学科知识网络的本质：①一种知识资源目录及其目录内各知识款日之间相互关联的关联体系；②一个向导，指向的不仅是知识的存储地，而且还指向知识之间的关联结构。

知识地图理论揭示了学科知识网络中学科知识有序的客观规律，这种有序性表现在以下三个方面：

4.1　知识有序化以知识元为起点

知识元是知识的最小功能单元，知识单元为不再分解的量化科学概念。广义上，我们可以将知识单元看作不可再分的独立单位。各种知识元以不同的结构相结合形成了人们通常所说的知识。以知识基因为例，属于知识单元的一种，其研究的重点在于知识的稳定性、遗传与变异性，控制某一知识领域(学科、专业、研究方向)发育走向的能力以及从知识的进化方面探索知识的本质，为知识创新提供智力支持。知识发现和数据挖掘技术是一种从大量信息中发现和挖掘隐含的、未知的有用知识，是产生新知识的一种方式。通过对知识基因的研究，将知识基因按一定规律排列、组合、集成、协调和自适应之后，可以发现和挖掘隐含的、未知的、潜在的有用知识，使知识组织达到一个更高的境界。

4.2　知识有序化的过程为知识组织

知识组织以知识单元为起点，通过知识的概念及其词语表达，发掘信息深层次的内容。知识组织有两个层次：对知识单元本身进行描述和标引以及揭示知识节点之间的逻辑联系。第一个层次是信息组织的普遍特征和功能，是对知识信息分析与组织不可缺少和逾越的阶段。第二个层次才是知识组织的发展和进步方面。搜索引擎、超文本技术、数据挖掘、知识发现、专家系统、人工智能、元数据、xml语言、智能Agent技术等新兴的知识组织技术支持了知识组织的发展，使知识单元的描述和标引层面得到实现，并逐渐进入知识节点逻辑关系揭示的阶段。知识地图不仅仅能揭示知识的特征及存储地，通常也能揭示知识之间的关系。传统的知识组织技术也在不断改进，使得知识描述、知识标引和知识逻辑关系发展成为一个整体，一次性实现对知识的全部组织过程。

4.3　知识有序化的升华为知识创新

信息从无序化到有序化的发展，最终是为了实现信息与知识的创新。知识创新就是获得新知识，是创造、分配、演化和应用新的思想并将知识作为产品和服务提供给人们。它包括获取基础科学与技术科学知识，也包括隐性知识向显性知识的转化。知识基因概念的提出，更进一步阐明了知识的持续生成能力和不断繁衍能力。知识地图在试图揭示知识之间的关系时，往往会发现以往所没有发现的某些知识之间的关系，从而产生新的知识，最终使得学科知识网络实现在知识有序化过程中的知识创新。