微藻生物柴油产业化技术中的若干科学问题及其分析

近年来由于石油资源日益枯竭、环保（尤其是CO2减排的迫切性）等因素,生物能源的开发日益受到人们的重视。生物能源中的一个重要产品是生物柴油,但制约其发展的关键问题是原料严重不足。微藻合成的油脂是一种极有前景的生物柴油大宗原料,微藻生物柴油产业化技术开发已成为近年来国内外生物能源领域及CO2减排领域的研究热点。目前,通过培养能源微藻生产生物柴油的技术路线在实验室虽已打通,但存在的核心问题是生产成本太高且产业化技术方面的研究较少,这是制约微藻生物柴油技术产业化的根本所在。本文首先介绍了利用微藻生产生物柴油的优点和国内外的研究概况,并对存在的问题进行了分析;在此基础上,提出了微藻生物柴油产业化技术的发展思路,并从中提炼出8个方面亟待研究的相关科学问题。     

生物计量研究

中国计量科学研究院（以下简称“计量院”）是我国权威的计量科学研究中心和国家法定计量技术机构,是国家在生物计量研究领域的引领者和实现者,在保证国家生物测量量值统一、生物测量量值溯源体系和国家生物计量标准体系建立方面具有重要的作用。中国计量科学研究院生物计量团队生物计量工作以单位及单位制研究,发展高端测量能力,测量标准,研制标准物质,实现量值溯源为首要任务,通过国际比对、国内生物测量比对、生物计量基标准建立等方面的工作,提升我国生物测量校准能力,为我国生物产业和公共安全等领域健康发展提供了计量支撑。     

生物基材料

最近几年,由于可能的石油危机以及不断提高的环保要求,与国际上大多数国家一样,我国政府和各种投资机构加大了对环境友好材料的投入,特别是用可再生原料通过生物转化获得生物高分子材料或者单体,然后进一步开发各种应用产品。在聚羟基脂肪酸酯（PHA）、聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二酯（PBS）、生物乙醇（PE）、生物尼龙（PTT）、生物导电材料和聚氨基酸等材料方面,我国取得了长足的进步,同时形成了一批企业。在特种高分子材料方面,我国高校和企业合作,利用微生物转化得到了以苯环为基本结构的单体,正在开发一系列含苯的高性能材料。可以认为,在生物材料制造领域,我国与世界先进水平的差距不大,在一些方面,我们甚至是领先的。但是,一些相关的基础研究必须大力开展,否则生物材料领域还是无法与传统的石油基材料竞争。本文讨论了生物材料领域相关基础研究问题、进展及发展趋势。     

纳米尺度物质的生物环境效应与纳米安全性

纳米尺度的物质进入生物、环境以后,与生命体和环境的相互作用过程以及所产生的生物环境效应,是一个新兴的、典型的学科交叉领域。本文主要介绍了纳米生物环境效应的科学问题,并结合国内外已有的实验结果分析了纳米尺度物质可能产生的新的生物效应以及对生物环境健康与安全的潜在影响。本文认为:纳米生物环境效应的研究必须与纳米科学技术的发展同步进行;纳米技术有可能成为人类第一个在其可能产生负面效应之前,就已经过认真研究,引起广泛重视,并最终能安全造福人类的新技术。     

生物特征识别中的“活体检测”概念及分析

随着生物特征识别技术在安防系统中的广泛应用，针对这种系统的攻击手段也层出不穷，活体检测是防止系统遭受攻击的主要手段。文章探讨生物特征识别领域中活体检测技术的概念含义、发展背景和目前的研究热点以及未来的发展趋势。     

纳米生物机器原理、制备及其应用探索

纳米生物机器是纳米生物技术领域的前沿热点之一,不仅对了解细胞运作规律、构建人工纳米机器有着重要意义,还为智能材料体系,生物传感器的设计、构造等提供理论和技术基础。本项目围绕纳米生物机器的构建及其运动机理这一核心问题,主要针对典型的天然蛋白质机器和人工核酸机器,通过对其结构与操控机制的研究,探索纳米生物机器的构建原理及一般性工作原理,发展纳米生物机器操控的新方法,     

非水相生物催化的最新研究进展和研究热点

生物催化的主要挑战是将生理状态下作用的酶转变为工业过程中苛刻条件下执行功能的催化剂,其中非水相生物催化是工业生物催化的一个重要方面。近年来工业生物技术飞速发展,生物催化领域也取得突破性进展,生物催化剂在非水相中活性及稳定性研究、耐溶剂生物催化剂的筛选构建及修饰和改造、生物相容性和环境相容性好的绿色介质等研究方面也有很大进展。最近的研究热点和未来几年的研究方向主要是：基于基因组信息的耐溶剂酶的虚拟筛选和构建;基于自然界筛选新酶基因的耐溶剂酶的重构和改造;离子液体等环境相容性好的绿色介质系统等几个方面。     

《中国生物多样性保护战略与行动计划》编研与实施效果

2010年9月15日，国务院126次常务会议审议通过了《中国生物多样性保护战略与行动计划（2011-2050年）》（以下简称《战略与行动计划》）。《战略与行动计划》作为中国履行《生物多样性公约》的一项重要任务，研究提出了《战略与行动计划》编研的总体思路，制定了中国未来20年中国生物多样性保护的战略目标和战略任务，划定了生物多样性保护优先区域作为未来开展保护工作的关键区域。根据战略目标和战略任务，确定生物多样性保护的优先领域和优先行动，针对优先领域和优先行动提出了优先项目来促进落实战略任务的落实．     

以技术创新引领生物产业的发展

当前全球生物产业的销售额每5年翻一番,年增长率高达30％,生物产业已经成为增长最快的领域。生物制造、生物能源等一批新型产业快速形成,预计2010年生物医药占全球医药资源的1／3,生物产业已显示出巨大的发展潜力。经过若干年的发展,有可能形成充分获利的生物经济。在近期上市的新药中,20％属于生物药物,超过81％以上的新药都不同程度地使用了生物技术开发手段。生物技术已经成为很多国家政府科研的重中之重,并将其列入国家专项计划,增加投入,吸引人才,加速推进生物技术产业。生物安全已成为国家安全的关键点,对经济发展、社会稳定乃至国家安全,均产生重大的影响。     

微生物降解芳烃污染物及其在生物修复和生物催化中的应用

芳烃化合物作为最重要的化工原料已经广泛应用于医药、农业和化工产业中,并已造成了严重的环境危害。近年来,利用微生物对芳烃化合物代谢能力的多样性对环境污染进行生物修复、进而解决环境问题引起了广泛的关注。在分子水平、细胞水平和群体水平研究芳香烃代谢机理,不仅丰富了对微生物代谢途径多样性的认识,也是进行生物修复、生物催化、生物转化等相关研究的前提。本文针对近年国内外的相关进展,就微生物降解芳烃污染物及其在生物修复和生物催化中的应用等方面进行了综述,并对该领域来束发展方向进行了展望。     

"生物信息"概念的隐喻解释困境及其意义

本文通过剖析"生物信息"概念隐喻解释的本质,指出分子生物学中的生物信息概念并不是生物分子世界内在意义的表达,而是科学家将符号序列作为符号存在的主体性认识的结果;认为隐喻解释作为强微观还原论的产物,其实质否定了生物信息概念在生物学中的自主性.然而,正是隐喻解释下的科学研究所引发的生物语义思考,为研究生物分子内在的符号系统、探寻生物信息的生成机制、进而建构完善的生物符号学体系提供了有益的思想前提.     

生物产业迎来发展的春天

进入21世纪以来,科学技术日新月异,高新技术领域不断取得重大突破,而生物技术则以更加迅猛的速度发展,以生物技术为主导的生物产业,正在加速形成,并已经成为新的经济增长点。世界各国已普遍认识到生物产业的美好前景,并将其列为国家科技及经济发展计划重点扶持的领域,在政策和资金投入上给予优先支持。     

工业生物技术与生物经济

生物经济时代即将来临。生物技术产业由医药生物技术、农业生物技术和工业生物技术3个部分组成。医药生物技术产业是未来生物经济的先导,农业生物技术产业是未来生物经济的基础,工业生物技术产业是未来生物经济的支柱。生物炼制是未来生物产业的核心,分子生物学、系统生物学及合成生物学构成了未来生物技术发展的学科基础,能源作物、分子机器、细胞工厂、过程工程和系统工程是现代生物技术的主要技术平台。     

生物多样性保护的伦理问题

本文研究生物多样性保护的生物(包括人类)层面,提出生物存活主体、特属主体的新概念,以及保护生物多样性本质上在于保护生物存活主体的生态机制的新观点.     

专家献策 助推生物产业发展——我国医药重大创新的设想和实施

以“引领生物产业发展,助推两型社会建设”为主题的第二届中国生物产业大会于6月20～25日在湖南长沙召开。会议聚焦我国生物产业发展政策、基地建设等核心问题,围绕国家生物产业发展“十一五”规划的贯彻实施,力争在国家宏观指导层面、区域性战略层面和企业发展微观层面提供战略建议和智力支持。 在大会举行的高层论坛上,来自生物产业官产学研领域的知名学者和专家,依据他们对于生物产业的深刻把握和独到理解,围绕生物产业发展中存在的热点和难点问题,纷纷献计献策。本刊精心采撷部分专家的精彩观点,刊登出来,以飨读者。     

催化还原技术强化废水生物处理工艺开发

工业废水中毒害有机物,单一生物方法不能有效处理,是水污染控制的难点.国内外对高级氧化方法进行了大量研究,但因反应条件苛刻、成本高,没能大规模应用.本成果在归纳毒害有机物分子结构共性基础上,原创性地研发出催化还原技术,即通过强化内电解还原反应破坏有机物毒性官能团,消除对微生物的抑制,与生物处理方法耦合,实现物化与生化相互强化、协同降解污染物、同时脱氮除磷.工艺应用于工业园区废水处理优于规定标准.本项目属水污染控制领域.     

什么是转基因食品？

从1983年转基因烟草的问世,到1996年转基因作物全球的商业化种植,基因工程为多个领域尤其是食品领域带来了深刻的技术革命。转基因生物是利用现代分子生物技术,将某些生物的基因转移到其他物种中去,改造生物的遗传物质,使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是＂转基因食品＂,包括转基因植物食品、转基因动物食品和转基因微生物食品。转基因技术可用来改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种;     

工业生物过程优化与放大研究中的科学问题——生物过程环境组学与多尺度方法原理研究

本文首先通过实例阐述了基于生物反应器生物过程多尺度分析的过程优化技术和基于细胞生理特性与生物反应器流场特性研究相结合的生物过程放大技术原理和应用方法,并根据生物过程环境对生物细胞生理特性的影响,提出把环境组学作为系统生物学研究的一部分,用系统生物学的方法对生物过程开展全域性（global）研究,即基于生物过程信息处理的生物过程系统工程研究,以期进一步推动我国生物反应器生物过程优化与放大研究的深入开展。     

生态社会的召唤

人类发现自身陷入一种境地，在那里似乎没有真正意义的途径使我们从围绕自身的技术型企业中解脱出来，所以我们需要创造一个走向生态纪元的社会。很多社团近期已经热心于进入一个生态社会并在一些领域采取行动，这些领域便是新故事、生物区域主义以及生态特征。     

全国生物物种资源调查与研究进展

为落实2004年国务院办公厅《关于加强生物物种资源保护和管理的通知》,2004年起,环境保护部（原国家环境保护总局）组织相关部门和机构开展了全国生物物种资源调查。第一阶段（2004～2009年）开展了全国生物物种资源编目和重点类型物种资源和重点地区的生物物种资源调查,评估了中国野生高等植物和陆生脊椎动物的受威胁现状,编制了《全国生物物种资源保护与利用规划纲要》等;第二阶段（2010～2011年）针对《中国生物多样性保护战略与行动计划（2011～2030年）》确定的55个生物多样性优先区,开展了对部分地区的试点示范调查,即以县域为单元的生物多样性综合调查,目的是通过示范调查取得经验,以便在全国大规模推广。示范调查包括横断山南段优先区内的云南滇西北地区18个县、大明山地区优先区内的桂西南石灰岩地区4个县和南岭地区优先区内的贵州黔东南地区4个县,以及对澜沧江、松花江干流、嫩江干流以及北部湾（广西段和广东段）潮间带水生生物物种资源调查与评价。调查结果表明,我国生物多样性本底仍然不清,物种分布数据信息缺失严重,新物种、中国新记录或省级新分布物种大量存在;同时,由于管理上的漏洞,导致生物物种资源的丧失与流失的现象依然严重。建议进一步开展以县域为基本单元,在生态系统、物种和遗传资源三个层次进行生物多样性综合性本底调查和编目,并建立以县域为单元的生物多样性数据库,同时建立生物多样性监测和评估体系,为生物多样性的保护和可持续利用提供坚实的、持续的和稳定的基础数据支撑。