生物化工论文范文

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1.世界生物化工行业的现状

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

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

1．1工业结构

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

1．2产品结构

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

目前，全球生物化工年销售额在400亿美元左右，每年约以7％～8％的速率增长。从产品结构来看，生物化工领域生产规模范围极广，市场年需求量仅为千克级的干扰素、促红细胞生长素等昂贵产品（价格可达数万美元／g）与年需求量逾万吨的抗生素、酶、食品与饲料添加剂、日用与农业生化制品等低价位产品（部分价格不到：美元／g）几乎平分秋色。高价位的产品市场份额在50％～60％，低价位的产品市场份额在40％～50％。而且，根据近年来生物化工的发展趋势及人们对医药卫生的重视来看，高价位产品的发展速率高于低价位产品。

1．3技术水平

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

1．3．1发酵工程技术已见成效

据估计，全球发酵产品的市场有120～130亿美元，其中抗生素占46％，氨基酸占16.3％，有机酸占13．2％，酶占10％，其它占14．5％。发酵产品市场的增大与发酵技术的进步分不开。现代生物技术的进展推动了发酵工业的发展，发酵工业的收率和纯度都比过去有了极大的提高。目前世界最大的串联发酵装置已达75m＼许多公司对发酵工艺进行了调整，从而降低了生产成本。如ADM（ArcherDanie1sMid1and）和Cargill公司在20世纪90年代初对其发酵装置进行改造，将以碳水化合物为原料的生产工艺改为以玉米粉为原料，从而降低了生产成本，ADM公司生产的赖氨酸成本比原先降低了一半。

1．3．2酶工程技术有了长足的进步

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

1．3．3分离与纯化技术也有很大进步

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

1．3．4上游技术广泛应用于下游生产

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

1．3．5新技术在生物化工中也得到了极大的应用

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

2．世界生物化工行业的发展趋势

2．1工业结构

行业与行业间的划分将日趋模糊，企业间的合作将加大。目前，许多从事医药、农业、环境、能源等方面生产的企业，正在从事生物化工生产。特别是某些从事传统化工行业的生产厂家，也纷纷涉足生物化工领域。如杜邦公司，长期以来主要从事有机化工和聚合材料的生产，现在正加大生物化工的开发力度，已开发成功了生物法生产1,3-丙二醇工艺，并正在开发用改性大肠杆菌生产己二酸工艺。DSM公司以前主要从事抗菌素方面的生产，现也加大了生物化工的投资力度。

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

DNA重排和分子培养技术，开发在7一ADCA和其它青霉素生产中使用的酶和菌种。

2．2产品结构

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

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

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

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

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

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

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

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

2．3技术水平

不断提高菌株活力、发酵水平、生化反应过程、分离纯化水平，依然是生物化工面临的课题。

在菌种开发方面，由于从20世纪70年代以来从自然界中筛选菌种以获得新的代谢产物的机会明显减少，人们便考虑利用已知菌种经适当改变其代谢特性后生产新的产品。如日本协和发酵公司已成功地把生产谷氨酸的菌种改为生产色氨酸。

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

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

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

在酶催化反应中将发展有机溶剂中的催化反应。

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

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

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

四是有些产品投入产出比达15／＝以上，造成严重的资源浪费和环境污染。

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

3．2建议针对我国生物化工行业存在的问题，笔者有以下建议：

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

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

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

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

3.我国生物化工的发层现状及建议

3．1发展现状

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

在医药方面，抗生素得到迅猛发展61998年我国抗生素的产量达到33486h青霉素的产量居世界首位。其它生化药物中，初步形成产业化规模的有干扰素、白细胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。

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

在食品与饲料方面，作为三大发酵制品的味精、柠檬酸、酶制剂的产量也有很大的增加／1998年味精产量从1990年的22．3万、增加到56．4万一柠檬酸产量从1990年的6．13万、增加到56．4万一酶制剂从1990年的8．5万t增加到24万t。酵母及淀粉糖的产量也有明显增加。我国的味精生产和消费居世界第一，柠檬酸的生产和出口也居世界第一。另外，1998年乳酸的产量在1．5万t左右，赖氨酸的产量在2万t左右，卜苹果酸的产量在6000t。

在有机酸方面，衣康酸的产量达5000乙我国开发的生物法长链二元酸工艺居世界领先地位，目前生产能力达500Va以上，并有数家企业有建设长链二元酸生产装置的意向。

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

但是与发达国家相比，我国生物化工行业存在着许多问题：

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

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

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其次，在纺织和皮革加工领域，应用的原材料有很多是生物质材料，因此对于生物质材料的了解对轻化工程学生来讲非常重要，所以我们将生物化学中糖类、脂类和蛋白质类等生物大分子的结构、性质和功能列为轻化工程学生的学习重点，大约占到16学时左右。让学生对生物大分子结构和性质有全面的认识，帮助学生在对这些生物质原料进行处理时能够做到有的放矢。

再次，原有生物质材料都有各种各样的优点和弊端，如何保留其优点而避免其缺点，是一个全新的课题。比如天然彩棉，具有良好的天然色彩，可以避免后续染料加工过程，节省能源和成本，降低污染等优点，但同时，天然彩棉的棉纤维纤丝较短，不如白棉，另外产量比白棉低。针对这些特点，应用生物技术中的基因工程操作可以帮助我们既能保留优点，又能改善缺点，基因工程技术可以从根本上按照人们的意愿改变原材料的特性，所以，生物化学中的分子生物学以及基因工程我们也向同学们做细致的阐述。其余学时我们安排了绪论、对生物小分子的认识以及简单的代谢内容，让学生了解生物化学的全貌以及了解为什么学习生物化学以及如何才能学好。

2教学方法

采用“以问题为中心的教学模式”，利用多媒体教学和板书教学相结合的手段。目前，作为国内普通本科院校，吉林化工学院的学生自主学习能力不强，学习状态不佳成为了一种普遍现象。传统的教学模式不能激起学生的学习兴趣，学生学习非常被动。“以问题为中心的教学模式”(ProblemBasedLearning，PBL)，1969年由美国神经病学教授Barrows在加拿大多伦多的McMasterUniversity首创，目前已成为国际上流行的一种教学方法。其特点是：以学生为中心，老师为引导者，以自我指导学习及小组讨论为教学形式的课程模式，能有效地培养学生发现问题、解决问题的能力，有助于提高学生的创造力、人际交往及协作能力。在课堂上我们会先提出一个轻化工程范围内能遇到的问题，比如真丝织物的脱胶处理问题，在这个工艺过程中，首先涉及的生物化学知识是丝素和丝胶的生物化学本质是什么？引入蛋白质分子结构组成、化学性质专题；进一步酶法处理脱胶环节应注意哪些问题？引入酶促反应的影响因素专题。将学生分成若干小组，进行讨论，并设计出工艺方案，这样的方法，不但激起了学生的学习兴趣，还取得了良好的教学效果。

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一、建筑结构与样式

武圣宫中采用传统古建筑的抬梁式的构架；如戏台、前殿和回廊，都是采用这种建筑手法，用来扩大室内空间。其中的抬梁式构造是在柱础上立柱，柱子中端开卯口，梁头做成榫头，把梁柱由上方插入柱子的卯口，柱子直接承托屋顶横木。当然，这也是湖北该地区在明、清时期对建筑抬梁式构架普遍采用的结构方式（见图1、图2）。图1回廊抬梁式构架图2前殿抬梁式构架武圣宫建筑中的戏台梁架为两层，下层为通道，上层为戏台采用的是抬梁式构架，高8.50米。由五柱、六檩撑托，前后檐采用高石础的落地柱。柱与柱之间用梁、枋连接。前檐砌有砖墙，后檐支出有挑檐檩。戏台底层地面为方石、条石铺置，第二层则是木楼板。我们现在所能看到的戏台的第二层是2003年维修时所作现代人字形构架，建筑格局上也还保留着历史遗风，高约为10米左右，共有四柱、十三檩，前后均有檐柱落地，高石础。柱间用梁、枋连接。戏台屋面为歇山顶，正脊、垂脊、戗脊均为灰色，正脊中间安有“寿”字装饰，两端则各有一条张开大嘴的石鱼。垂脊和戗脊则没有多余的装饰。回廊房顶为单檐的硬山顶，正脊石灰粉砖块砌成。据说戏楼下原有一对石马，现遗存有石马蹲放的柱形盘石，从其形式的大小来判断，不难想象当时的武圣宫建筑气势。前殿的梁架为抬梁式构架，前殿为五柱、七檩，前、后檐柱落地，高石础，前、后檐柱间用五架梁、三架梁连接。前、后檐有挑枋来承托檐檩。屋面为单檐硬山顶，小布瓦覆盖，砖砌脊，石灰粉脊。东、西山墙前檐有墀头为饰。后殿为十三柱和十四檩支撑，前后有五根柱落地，底部以石柱为础，房梁运用六架梁和五架梁及三架梁连接前、后金柱。大殿东面和西面配的房梁架同为抬梁式构架，共有七根木柱承八檩，有三柱落地以石柱为础。前檐柱与后金柱间用五架梁、三架梁连接。后金柱与后檐柱间用单步梁连接。前檐出挑枋，承托挑檐檩。屋面为单檐硬山顶，砖砌石灰粉脊。东、西配房与前殿共山墙。在后殿两侧的山墙上采用另一种建筑穿斗式构造形式。这是从汉代以来发展较为成熟的穿斗式构架，柱距较密，较细的落地柱直接撑托屋顶横木，在柱子和柱子间，沿房屋进深方向不设架空的梁，用枋木，把柱子组成排架，利用挑坊来托住挑檐。这种构架有两个特点，“第一为使用的木料较为细小所以相对比较节省材料；第二是柱与柱间距较密，所以作为山墙，抗风性较好。1”然而由于柱距较密，致使室内空间与抬梁式相比显得较为狭窄（见图3）。图3穿斗式百度网武圣宫建筑为了扩大每个房间的内部空间，在大殿和前殿的屋顶采用了勾连搭的做法，因而使其建筑结构十分紧凑。显然，武圣宫建筑集中反映出当时的恩施地区已经掌握了比较成熟的建筑技术，而该建筑结构典型的例证。

二、建筑文化与雕刻艺术

武圣宫建筑所遗存的文化与雕刻艺术数量众多，内容信息量丰富；其中墙壁上多处镶嵌有清代乾隆皇帝开始至光绪皇帝年间的24块古老的石碑，是武圣宫建筑发展及历史的主要实物文献资料。同时，建筑的一些装饰物也是民间雕刻艺术的集中体现，共同丰富了该建筑的文化艺术价值。图4大殿墙壁石刻图5回廊墙壁石碑当时的武圣宫，主要是施南府军队用来进行祭祀以及举办其他军事活动的场地，所以石碑中对于施南协三营对军队中年老、衣食短缺等给予帮助章程的记载较多。施南府在清乾隆元年，也就是1736年建立了“协级”军事机构，称为施南协。从公元1814年到1888年期间，共有7块石碑对其进行了记载，石碑中详细陈列了章程的内容，随情况当时的变化，对其进行修订。在1839年的一块碑刻中记载了“经查明陈大恩昌充施南协右营病故守兵亲属认领义助而立碑饬警”。1885年的两块碑刻中还记载了有关与武圣宫置办的田地房产，招佃收租，这部分收入主要用于香火祭祀。公元1777年（清朝乾隆皇帝四十二年），道光十五年、十七年、二十二年以及道光三十年间的五块碑刻，记载了当时武圣宫对于，军队中伤亡而没有人认领的兵卒进行安葬、祭扫的事件，并将这些兵卒遗留下来的钱财捐助于武圣宫。公元1842年的一石碑中有关于恩施当地于1841年有大批军队出征及后事安排的战事记载，公元1841年处于时期，石刻的内容是对恩施地区在中出兵抗英历史的记载。公元1871年的一块石碑中对武圣宫曾经的维修事件作了十分详细的记录，可见这此维修应是对武圣宫建筑的较大型规模的整修。这些石碑不仅成为了重要的物质文化遗产，也使武圣宫的建筑成为了历史文化价值的见证(见图4、图5)。武圣宫的木雕装饰中包括方格雀替、木花栏杆、木花窗等等。戏台的看楼前檐设置了木质花栏杆，栏板中间还有木雕“暗八仙”图案，房檐下也设置有花格雀替，在东回廊第二层南山墙安放了砖花窗。武圣宫木花栏杆主要集中在戏台的看楼上。其栏杆构造相对简单，主要是起保护作用，它可以把人拦在安全范围内，避免人们在高处时处于边缘位置，造成跌落所采取的一种建筑安全措施，因而省略了传统栏杆建筑中的望柱、地栿等构件。从“栏杆”起源来看主要是木质材料编织而成的遮拦物，所以栏杆原也称作“阑杆”。后来才演变出了石、砖等不同的材料，样式也越来越丰富，尤其到明清时期栏杆的雕刻装饰也越加繁复，精美多样。然而，武圣宫的栏杆上的镂空木雕呈简单多样的几何构造，简洁、素雅、大方，没有繁复的感觉；在正中的栏板上雕刻有“暗八仙”的装饰图案。所谓的“暗八仙”便是我国民间流传甚广的“八仙过海”的神话故事中八位神仙各持的八件神器。显然，人们不仅把故事人物及花草作为建筑装饰雕刻中的主要内容，而且还融入了传统的吉祥寓意和对神明的崇拜，反应出人们在装饰雕刻中所蕴含的一种精神上的寄托（见图6、图7）。图6木花栏杆图7暗八仙武圣宫回廊的柱头上的雀替2雕刻手法相对比较简洁没有太多繁杂的雕刻内容，具有较强的装饰作用。雀替位于建筑的梁枋与立柱的相交处，其作用是为了缩短横梁的净跨度，增强横梁的载力；减少横梁与柱子连接处向下的剪力；避免梁枋与柱子相交的角度发生倾斜。外观轮廓由生硬的直线逐渐转变成柔和多变的曲线，由单一的方形转变成灵活、丰富的多边形。形状似双翼置于柱头的两侧，也成为解决柱头装饰部分一种很好的形式，雕刻内容丰富极具装饰趣味。武圣宫的雀替应该属于花牙子雀替样式。所谓花牙子，在建筑构造上没有前面所说的雀替在力学上所具备的使用价值，纯属装饰作用，镂空的几何形构造，符合了武圣宫整体简洁的建筑风格，灵活简单的线条带走了木头本身的沉闷呆板之气，增强了建筑的观赏性（见图8）。武圣宫中的花窗与我国的传统文化一脉相承，具有十分富有文化底蕴，而且在建筑中具有较强的装饰作用。其传统的建筑花窗图案样式多样，包括了各种变形和多种组合图形的形式。如简单的几何图案样式，其中包括四方、六方、三角等；另外还有多种几何样式组合而成的比较复杂的图案，如内圆外方的图形和冰裂纹等样式。除此，还有传统建筑花窗雕刻中常见的文字装饰图案的样式。其中草、隶、篆、楷等多种书法艺术作为装饰图案，如福禄寿等文字图案，其不同的内容代表了吉祥等多种不同的寓意。图8方格雀替图9花窗在武圣宫的建筑花窗中，其图案简洁，花窗分为六个方格，既似多种几何图形的组合，每格图案的中心又好似佛教中的万“卐”，寓意为大海云天之间的吉祥象征（见图9）。因此，简洁精美的花窗不仅具有强烈视觉冲击，而且还汇聚了文化中富贵与儒雅的特点，反映出人们在建筑装饰中的一种美好追求。综上所述，恩施武圣宫建筑保存相对完整的雕刻艺术，不仅具有丰富的历史文化价值，而且还是该地区在一定历史时期的建筑雕刻艺术缩影。其丰富的历史文化和艺术信息，不仅对于提高城镇文化发展的内涵，提升旅游的文化品味，发展旅游文化生态所不可缺少的一道人文景观。

作者:龚健单位:湖北民族学院艺术学院

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1教材分析

1．1教学内容在教材中的地位

生物化学教材内容多且学时少，学生普遍感到生物化学难学，但也有学好这门课程的愿望。本课程所用教材是杨丽萍主编的《生物化学》第四版，绪论是第一课，是对本课程的高度概括，是学习生物化学的前导。讲好绪论，对激发学生的学习兴趣起着非常重要的作用。

1．2学情分析

授课对象为生物技术专业本科的学生，之前已经学习过无机化学和有机化学，化学基础相对较好，学习主动性、积极性、理解分析能力较强。所以在教学过程中要将绪论讲的新鲜有趣，就可以激发学生对生物化学的学习兴趣，产生求知欲。有了这种求知欲，将为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础［1］。

1．3教学目标

知识目标:(1)掌握生物化学研究的内容与范围;(2)熟悉生物化学发展的历史;(3)掌握生物化学的知识框架，熟悉生物化学的学习方法。能力目标:培养学生掌握正确的学习方法和生物化学的知识框架。

2教法和学法指导

2．1教法

(1)层层递进提问法:提问贯穿于本次课程教学过程，其目的是学生可以带着疑问去思考。不仅激发学生的求知欲，还能课程内容逐步深入、前后贯通。(2)直观教学法:利用多媒体课件和合理的板书设计，加深学生了对绪论知识目标的理解掌握，从而为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础。(3)启发对比法:这种方法变学生被动性学习为主动学习，培养了学生分析、归纳总结问题的能力。(4)列举实例法:学生自己探究问题，分析问题，提高了运用所学生物化学知识点分析、解决实际问题的能力。上述的四种传统教学方法的综合运用，结合了教师的主导作用和学生的主体作用，培养了学生分析、归纳总结问题的能力，提高了学生的综合能力。

2．2学法

(1)学生应课前做好预习;(2)课上注意听讲、记好笔记;(3)课后做好复习。老师应介绍怎样预习、如何记笔记、及时复习和回顾已学的知识点等。把学生引导到生物化学知识的范围中来，同时教导学生学会用生物化学的理论去思考问题，提高学生分析、总结生物化学问题的能力［2］。

3教学程序设计

3．1引入课题(10min)

由生物界的各种现象引出生物化学的概念—是研究生物体的化学。在学生理解后设置问题:自然界中生物体的化学现象多种多样且复杂多变应如何分析?此处设此问题以调动学生的求知欲。如果学生回答不准确或不能回答，则继续问:怎样揭示生物化学现象的内在规律?启发学生回答:要研究生物界这个复杂结构体系的物质组成及其变化规律的基本原理，基于生物组成及变化规律的一致性建立生命现象基本原理整体框架。进一步设置问题:如何研究?再启发学生举例回答，从而进入下一环节－－生物化学发展简史［3］。

3．2讲授生物化学发展简史(15min)

3．2．1生物化学研究的启蒙阶段在中华民族的历史中很早就出现了酿酒、制酱、做醋等应用;在唐代药王孙思邈的《千金翼方》中就有“治脚气常做谷白皮粥防之”，即使用含大量维生素B1的食物对脚气病进行治疗。同时还用猪肝治疗雀目(夜盲症)。讲到此处时用多媒体课件展示相关图片提高学生的学习兴趣;也可使老师的文字叙述变得更感性。3．2．2生物化学研究的初始阶段生物化学自18世纪中后期作为一个独立学科出现后，涌现出很多卓越的科学家。讲到此处，用多媒体课件详细解读相关研究。原因有三:(1)吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣;(2)为后续内容如糖酵解、三羧酸循环和脂质代谢等的生理现象的讲解做铺垫;(3)为之后知识拓展埋下伏笔。3．2．3生物化学研究的快速发展时期生物化学研究中诺贝尔奖获得者也不乏其人，对生物化学的发展起着深远的影响。讲到此处可与3．2．2的内容做对比，有利于学生对知识点的理解和记忆。然后设置过渡问题:从这些研究中可以总结出生物化学研究的什么规律?

3．3生物化学的知识框架和学习方法(20min)

首先设置问题如“生物体的化学组成是什么?”，引导学生思考。此处讲授人体每天都和环境进行物质的交换，即新陈代谢。新陈代谢中酶催化了绝大部分生化反应，与此同时生物体具有精密的自我调控方法。这点从几个层面为学生理清思路，进行下一步学习奠定基础。为了使学生能更深层次地理解和掌握这一知识重点，可适当举例说明。从“种瓜得瓜”推导出遗传的概念，结合本学科的最新研究进展介绍遗传的相关知识点［4］。授课过程中引导学生讨论能激发学生探究问题的活跃气氛，应提倡学生积极参与回答问题。用多媒体课件展示相关知识点，同时穿插知识点覆盖的实例。

4课堂小结

在绪论的教学过程中应不拘泥于教科书，不能生搬硬套、平铺直叙、枯燥乏味的讲解是扼杀积极性的。绪论课最重要的目的是让学生形成主动学习的意愿。因此可介绍一些目前在基因诊断及其基因治疗方面的成功事例，让学生明白生物化学是和我们生活健康密切相关的，从而激发学习的积极性和主动性。与此同时，绪论最有价值的知识是关于方法的知识。生物化学是一门记忆与理解并重的学科，在记忆的基础上理解并融会贯通才能牢固记忆［5］。

5课堂效果分析

通过四种教学方法的综合运用，激发了学生学习生物化学的兴趣，不仅让学生学习相关知识，同时学生也在分析、理解及融会贯通中建立了科学的思维方式［6］。

作者:朱会霞 孙金旭 单位:衡水学院

参考文献

［1］郑凯迪，王建光，毛孙忠，等．讲好绪论调动起学生学习生物化学的兴趣［J］．大学教育，2013(13):118－119．

［2］张艳芳，张煜，单琳琳，等．医学生物化学绪论教学的探讨［J］．山西医科大学学报(基础医学教育版)，2010(6):582－584．

［3］张璟，尹战海，李霞，等．浅谈生物化学绪论课教学［J］．西北医学教育，2008(3):608－609．