浅论信息技术在环境监测方面的应用

浅论信息技术在环境监测方面的应用（精选6篇）

篇1：浅论信息技术在环境监测方面的应用

浅论信息技术在环境监测方面的应用

在信息技术快速发展的今天,信息技术已对社会生活的各个领域产生了深刻的影响.在环境监测领域,信息技术被广泛应用到环境监控和综合控制中,利用信息技术可建立循环经济的绿色支撑体系,开发包括环境工程技术、废物资源化技术、清洁生产技术等在内的环境保护工具;利用信息技术创新环境管理政务和业务,建立环境管理业务应用平台,实现环境政务及业务管理信息化;通过环境信息资源共享平台的`建设,整合、集成、加工各类环境信息资源,为管理决策提供依据;在IT设备的回收利用上,可以采用信息分析手段,防止有害电子物质流入自然环境.信息技术在环境监测方面的应用,常用的有地理信息系统与遥感技术、远程网络监控技术等.本文从两个方面阐述了信息技术在环境监测领域的应用.

作 者：魏延俨 作者单位：贵州大学职业技术学院,贵州,贵阳,550003刊 名：绿色大世界英文刊名：GREEN LARGE WORLD年，卷(期)：2007“”(9)分类号：X8关键词：信息技术 环境监测 水污染 空气污染

篇2：浅论信息技术在环境监测方面的应用

——以大气污染中为例

姓名：冷莹 专业：测控技术与仪器 班级：测控1402

摘要

当前，在我国经济的快速发展中，由于受到环境因素的影响，使经济步伐的发展脚步逐渐变得缓慢下来，因此，解决环境因素的问题是一项很难的工作。然而，环境监测正是解决环境问题的主要技术分析手段，从它监测结果的科学性、监测方法的系统性及应急技术的实用性，可以看出我国环境存在的突出的问题。

大气污染作为我国环境污染的突出问题，而且影响人们的日常生活以及身体健康，精确的研究监测大气污染物就显得分外重要了。

测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头，是光学、精密机械、电子、电力、自动控制、信号处理、计算机与信息技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。它的专业面广，小到生产过程自动控制，大到火箭卫星的发射及监控。现在正在如火如荼发展的传感器行业就属于测控的范围。

本人结合各种类型的传感器的原理和应用，提出了几种应用传感器的监测空气质量的电路。由于知识还有局限，无法做到智能控制与无线传输。

关键词：测量、传感器、大气污染、大气监测

Abstract

At present, with the fast development of our country’s economy, our environment is getting worse, which makes the pace of our economic development.Thus, it’s a rather difficult thing to solve the environmental problem.And, as environmental monitoring is the main way of technique analysis, we can see the prominent problem of our country from its scientific results, systematic monitoring ways and practical emergency technique.Air pollution is a prominent problem in our country, which influences people’s daily lives and physical conditions, so it’s essential to consider monitoring air pollutants precisely.Control Technology and Instruments, originated from information science technology, is a high technology intensive subject, which covers optics, precision machinery, electron, electric power, automatic control and signal processing.Especially, sensors and testing technology have the vast potential for future development.I put forward some measuring circuits with sensors to monitor the air quality.However, because of the limit of my knowledge, it is impossible for me to realize intelligent control and wireless transmission.Keywords: measurement, sensor, air pollution, air monitoring

一、研究背景

十三五的规划中明确提出：加大环境治理力度，以提高环境质量为核心，实行最严格的环境保护制度，深入实施大气、水、土壤污染防治行动计划，实行省以下环保机构监测监察执法垂直管理制度。而大气污染作为环境污染的主要污染之一，而且与人们生活息息相关，应当作为重点关注对象。科学研究表明：一个成年人每天需要吸入空气达 6500 升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。可见,空气品质对人的影响是至关重要的。环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”、“室内空气污染”。专家检测发现,就室内空气而言，存在 500 多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20 多种,致病病毒 200 多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙 烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全 世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起 35.7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和 15%的气管炎、支气管炎和肺癌。

而检测技术是人们实现空气监测一种必不可少的重要技术手段。传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。其中气体检测装置主要是由传感器和相关电路组成，可以进行气体成分监测的装置。

二、大气环境现状

中国大气污染主要来源于采暖排放、机动车排放、工业排放与风沙天气。各污染物呈明显的区域性分布。

地图显示，污染物浓度总体趋势是北方地区高于南方地区。河北南部以及山东东部等重工业密集且人口密度大的地区污染较为严重。中西部及东南部等经济发展相对落后人口较为稀少的地区污染较轻。1年周期内，京津冀及其附近的东北、华北是中国空气污染重灾区。相比下来，珠三角地区空气质量较好。

另一方面，中国采暖期与非采暖期空气污染变化显著。一旦进入采暖期，中国北方的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)的浓度上升明显，燃煤对空气质量的影响巨大，供暖带来的环境成本飙升亟需关注。

总体空间分布特点是：北方地区高于南方地区;华北平原污染较为严重;中西部及东南部等经济发展相对落后人口较为稀少的地区污染较轻。

各空气污染物中，PM10和PM2.5的平均含量处于较高超标水平。其中，中国PM2.5超标最为严重，全国190个样本城市中，仅仅7.368%(即14个)的城市PM2.5年均值可达标。16.316%(即31个)的城市PM10年均值可达标。中国全国1年时间里，PM2.5、PM10污染最为严重区域均是京津冀地区以及附近的东北、华北平原。此外，新疆北疆部分地区冬季采暖时，PM2.5 质量浓度严重超标。

下图分别为PM10全国分布图以及SO2全国分布图。

三、解决措施

为了监测环境中的污染物，我设计了如下几种传感器监测电路。1..金属氧化物半导体式传感器

气体传感器分为电阻式与非电阻式两种。

电阻式采用SnO2、ZnO等金属氧化物材料制备，有多孔烧结件、厚膜、薄膜等形式。根据半导体与气体的相互作用是发生在表面还是体内，又分为表面控制型与体控制型。表面控制型电阻式传感器包括SnO2系传感器、ZnO系传感器、其他金属氧化物（WO3、V2O5、CdO、Cr2O3等）材料的传感器和采用有机半导体材料的传感器。体控制型电阻式传感器包括Fe2O3系传感器、ABO3型传感器和燃烧控制用传感器。这类传感器可检测甲烷、丙烷、氢、一氧化碳等还原性气体，氧、二氧化氮等氧化性气体，具有强吸附力的胺类和水蒸汽等。

如图1所示：H/h 为加热级，A/a与B/b是敏感电阻的两极，器中A/a内部短路，B/b内部短路。VH是加热电压，Vc是激励电压，RL为端接负载电阻。通过两端的电压VRL可得到传感器的阻值，即可得到气体的浓度（根据传感器厂家提供的特征曲线计算）。

在测量VRL时，对后端的放大器和数据转换器（ADC）的要求一般不高，一般选取高输入阻抗，带宽小于1Mhz的低成本的放大器。ADC：低成本，一般采用单片机（MCU）集成的ADC 分辨率>=8 bits, 采样率 < 1Kbps，或直接采用比较器，作为报警功能使用。门限值的调整与负载电阻RL相关。

AD8613是低成本，低功耗的放大器，带宽400Khz，失调电压2.2mV，可作为缓冲/放大电路使用。

AD7170是低功耗，分辨率12bit，数据吞吐率为125hz S/D型ADC，适合低功耗，一般精度要求的数据采集系统。

2.催化燃烧式传感器

催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理 之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度 使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放 大、稳定和处理最终显示可靠的数值。

3.定电位电解式传感器。

定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术, 在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对 电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。定电位电解式传感器属于电化学能式传感器（Electrochemical Sensors）中离子电池类传感器，通常用于气体检测，对还原性气体效果更明显，可检测氢气（H2）、氨气（NH3）、肼（N2H4）、二氧化硫（SO2）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和硫化氢（H2S）等气体。

4.红外式传感器。

红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好, 反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。

上图是CO2浓度监测电路，工作原理是首先由红外传感器将探测到二氧化碳气体的浓度并转换成电信号，滤波电路提取电信号并输出到放大电路，经过单片机系统处理后输出，再由74AC138送入显示电路，以实现对二氧化碳气体浓度的检测。

四、参考文献 [1]刘美丽.大气环境监测中化学发光分析方法的应用与展望

能源与环境

2011 [2]刘萍，翟崇治，余家燕，鲍雷，黄伟.重庆市道路交通空气监测现状及控制对策 环境监测 2012.2

篇3：信息化在环境方面的应用

1 环境空气质量评价相关概念

环境空气质量评价相关概念

如今人类排放污染物、废热、废水、有氟气体和温室效应, 造成环境污染和生态严重破坏, 这将造成环境灾害和气候异常。PM2.5是空气质量体现的影子, 经济快速发展带来的种种环境问题, 难以依靠单纯的工程技术措施减少和消除。改变消费方式, 改变发展方式, 改变人生活习惯方式, 实实在在的节能减排, 才是唯一途径。大气中细颗粒物的化学组成十分复杂, 不同时间和不同季节, 细颗粒物的化学组成是不同的, 当然不同化学组成的颗粒物对人体健康和大气能见度的影响也不同, 这些影响还与化学成分在颗粒物内部和表面存在状态有关。不同来源的颗粒物, 它的化学组成有所不同, 因此颗粒物的化学组成是可用来进行颗粒物的来源分析。

2 我国环境空气质量分析

目前, 我国坏境空气污染形势十分严峻, 主要表现为:大气污染排放量大大气环境污染物浓度高、污染面积广。复合型污染严重。因此, 进行空气质量规范、大气环境的监测和数据的记录是环境空气质量调整与提高必不可少的, 必需鼎力推进大气污染防治, 采取实在措施改善空气质量。

3 利用信息化解决环境问题措施

解决中国城市的空气污染的根本性途径应该是:建立广泛的空气质量监测网络, 运用模型预测未来城市活动和城市居民生活方式的变化, 以及与之相关的污染物排放模式的变化;采用清洁能源替代燃煤、采取在汽车上安装尾气净化器等几项主要技术措施, 同时实施交通管理控制政策;控制工业污染;充分发挥城市绿化这种改善城市空气质量的生物措施的环境生态效益;最终迫使人们改变自己的生活方式、习惯和行为。统筹规划, 合理布局搞好规划布局, 特别是工业布局, 对一个城市的大气状况十分重要。在布局工业时, 应将工业生产均衡分布, 不要集中在局部或少数大城市。如此单位面积上排放的污染物少, 易于自然净化。另外, 厂址的选择也应与该厂的性质相符, 如生产有害气体的工厂应布局在居住区的下风向。改进燃烧方式, 改进燃料结构。我国的能源结构不合理, 从目前状况看, 煤炭在我国一次能源构成中占70%以上, 成为我国主要的能源。我国工业燃料动力的80%依靠煤炭, 而全国总体每年用于直接燃烧的煤炭占总煤耗的84%。其不高的利用率使得我国的大气污染更加严重。因此, 我们应改善我国的能源结构, 加大天然气、石油的比重, 发展新能源。与此同时, 也可以实施一些具体措施, 如区域供热, 实现煤气化, 提高人们的环保意识, 植树造林, 绿化环境。绿色植物可以使大气中的氧气不断得到更新, 以此调节空气成分, 净化大气。大批植树造林, 充分利用森林及绿色植被对温室效应的调节作用。扩大生物链中的碳量, 使大量碳不能转化为CO2进人大气中;适应气候变化, 培育出适宜气候变化的农作物新品种等等, 种种措施都能减缓温室气体对环境的影响。

4 小结

总而言之, 环境空气的质量问题还需要全国人员共同来努力解决, 同时, 也需要政府的大力支持, 如果环境的空气得到改善, 那么, 人民的生活也就好了, 如果生活好了, 那么工作的积极性就会变的更强, 生活也会越过越好。这是一个良性循环的结果。目前, 改善环境空气质量是当务之急。

参考文献

[1]白诚礼, 李小弘, 程平民.对环境空气质量卫生检验方法的工作特性研究[J].高科技与产业化, 2010, (06) .

[2]陆平庆, 程小川, 李小赖.关于对环境空气质量卫生检验方法的研究[J].山东大学出版社, 2011, (07) .

[3]李小平, 张国龙, 王小红.对环境空气质量卫生的标准判定研究[J].重庆电力高等专科学校学报, 2011, (01) .

[4]安平川, 黄小丫, 陈剑华.对室内空气质量卫生检验方法研究[J].重庆电力高等专科学校学报, 2012, (02) .

篇4：信息化在环境方面的应用

摘 要：利用信息技术推动环保事业的发展，为进一步推动我国环保工作的信息化建设深入开展，对当前落实党中央的关于建设环境友好型社会有着非常重要意义。环保部门在信息化基础建设上一定要下大力度抓好做好，通过先进的信息化技术和手段，使环保信息化为环保管理人员和决策人员在管理和决策的有科学依据做支撑。

关键词：环保信息化；信息化；建设

很好的环保信息都是通过现代信息网络收集得到的，这对开展政府与公众的互动活动十分有利，使公众在环境保护方面得到有效的保障，充分利用知情权、监督权，使公众的权益得到有效的保障，对公众参与环境保护的积极性起到很好的调动作用。随着世界各国及地区间出现异常天气，这与目前的环境的不断恶化有着密不可分的关系，同时人们对环境保护的重要性的认识也是越来越深入。在对环境保护的过程中，需要对环境的基础数据进行采集、分析、模拟、监测与评价，信息技术不仅可以方便的获取、存贮、管理进而显示各种环境信息，而且也能为为环境保护提供全面、及时、准确和客观的信息服务和技术支持。针对目前我国的环保工程进入了新的发展时期，如何利用信息技术推动环保事业的信息化建设，为进一步推动我国环保工作的深入开展，对当前落实党中央的关于建设环境友好型社会有着非常重要意义。

1.环保信息化的重要意义

环境保护工作受到党中央及国务院的高度关注，将环境保护工作做为现代化的一项重大历史任务，并且是全面建设小康社会的重要任务，所处的位置具有战略性，并且具有很大的重要性，国务院在加强环境保护的决定中曾指出，不但要对环境监测网络进行完善，对金环工程进行建设，而且要对数字环保具体实现，在环境与核安全信息系统的建设中加快速度，使信息资源的共享机制得以实行。所以，无论是环境监测的建立，还是监控污染源，对实时收集大量的数据都有很大的好处，并且这些数据的准确性非常高，对其进行定性与定量的分析，对环境管理工作起到决策的作用以及支持的作用，通过对环境管理是境的突破，使环境信息的真实性与客观性得到一定的保障，这样，可以打破地方保护主义，对环保的执行力增大的强度，通过对信息化的建设，实时监测的建立以及环境应急指挥系统的建立，在对环境突发事件的处理中都是非常有利的。

2.我国环保信息化管理问题

目前，虽然我们国家在环境信息化建设的工作中有了很大的进步，但是，就目前社会经济发展的形式而言，依然存在很大的差距，主要体现在以下方面：环境信息水平不能适应环境保护工作，环境信息化工作的进展速度不够快，环境信息化工没有较好的基础，没有足够的信息共享，没有足够的资金投入，管理的机制不健全，缺乏素质较高的人才，环保事业发展的要求过高，目前的环境信息产业还适应不了，环境保护信息化工作可谓是任重而道远。信息管理没有真正的理顺是目前环境保护信息建设中存在的是大的问题，信息管理机构建设需要进一步提高与加强，信息管理与技术能力太差，区域环境信息系统的建设根本满足不了环境管理的需求，无论是上级与下级之间，还是管理部门与公众之间信息交互的手段不够先进，环境的数据不够集中，每个业务管理部门都有分散的数据，这种现状导致信息不能有效的整合在一起，发挥到应有的作用，反而出现严重的重复建设的现象，适成很多不必要的浪费，要想满足环境管理的需要，满足决策支持服务的需要，必须对环境信息资源进行充分的开发利用，并且提高共享的水平，这样，才能使信息部门发挥其应有的作用。

3.完善环保信息化建设的对策

首先，把各级环境信息中的任务与地位都有明确的定位，具体表现在两个方面，其一，在环境信息化的建设阶段，环境信息中心的主要工作具体包括规划的制定以及方案的设计，开发主持应用软件，监督系统建设技术以及组织协调工作等，当然，应用软件的开发与编写以及网络布线等很多工作是需要外单位的合作才能完成的，打个比方，环境信息系统的建设等同于盖一座大楼，环境信息中心扮演的则是基建办公室的角色，其二，就是建成环境信息系统之后，基本处于正常运行的阶段，维护系统正常运转的就是环境信息中心，网络管理员、系统管理员以及数据库管理员都是扮演的角色，部分大楼建成后开始使用的物业管理部门，不管是在哪个阶段，要完成环境信息化的工作只靠本地区的环境信息中心的技术力量是远远不够的，所以，各地区的环境信息中心要充分利用计算机技术社会化的优势，寻求更多的外部技术支持，如科研院校、大专院校以及计算机公司等。

其次，在技术队伍的建设中一定要加强，在信息化建设中存在着六个要素，包括：信息化网络、信息资源的开发利用、信息技术和产业、信息技术的应用、信息化的政策法规以及信息化人才队伍等，在这六项要素中，占据最重要位置的就是队伍的建设，环境信息化的建设具有一定的技术性，需要的是稳定的并且素质较高的技术人才，因此，系统建设的成与败，人是最关键的因素。

最后，把环境基础信息数据库建立并完善起来，其一，环境背景的数据库的建立，把本辖区的自然及社会的背景情况的文本，数字以及图形进行录入并保存，其二，建立环境法律法规数据库，把有关环境的法律法规以及标准录入，并且进行查询修改以及传输，其三，就是有关污染源信息数据库的建立，把本辖区内的污染源信息进行整理并录入，保存，其四，建立环境质量信息数据库，把本辖区内有关环境质量信息进行录入保存，其五，就是环境信息代码库的建立，同样也是提供相应的信息代码进行录入并保存，编辑并传输。

4.结束语

我们国家现代化建设的发展与环境保护信息化工作有着直接的关系，而且是非常重要的关系，它是造福于子子孙孙的重大事业，所以，加大力度抓好各级环保部门的信息基础建设工作是我们必须要做的事，充他利用先进的技术手段，为支撑与服务于环境保护信息化的建设打好坚实的基础。

参考文献：

[1]王玉庆.加快环境信息化建设构建环境友好型社会[J].信息化建设，2006。

篇5：浅论信息技术在环境监测方面的应用

随着科技的发展，时代的变迁，农村教学已逐渐脱离一支粉笔、一根教鞭的传统教学模式。现代信息技术已逐渐渗透到农村小学教学中，就农村小学数学教学而言，能否适时有效地借助信息技术进行辅助教学，是直接影响到小学生获取新知、开发智力、培养能力等各方面发展的不可或缺的因素，对学生的思维活动，学习方式的改善起到至关重要的作用。如何在农村数学教学中恰当地运用现代信息技术，本人观点如下：

一、运用信息技术，开创学习情境，引发学习数学的兴趣

戏法人人会变，各有巧妙不同。良好的开端是成功的一半，小学生的好奇心强、求知欲旺，而其注意力集中的时间短，这是他们课上学习效率低下的一个主要原因。然而对活动的东西，他们却是非常感兴趣的，这时就有必要借助现代信息技术，创设轻松、有趣的学习氛围，让新鲜事物吸引他，让故事情节引领他……这样会在不知不觉中传达了教学内容，改变了陈旧的你问我答、你讲我听的传统教学模式。让学生自己带着问题，伴随着自己的求知欲望，穿行于课堂教学中。信息技术模拟情景教学对低年级的数学教学特别有效，因为多媒体如同动画片有声有色、形神兼备，它可以变静为动，花复杂为简单，以具体代替抽象，从视觉、听觉等各方面调动学生的感官，可以有效的突出重点、化解难点，使老师难以讲清、无法表达的内容瞬间迎刃而解，既减轻了师生负担，又提高了课堂实效，取得了双赢的效果。

二、信息技术的直观化，增强学生数学知识的理解力

农村小学生的接触面窄，知识面普遍不如城里孩子广阔，他们的抽象思维能力薄弱。而数学本身就是一门集抽象、概括、推理于一体的学科，具有极强的抽象性。这恰恰有悖于小学生的年龄特征，这个年龄阶段的孩子最容易接受直观形象的事物。多媒体的适时出现把抽象事物直观化，使学生易于观察，乐于探究，从而便捷的归纳、概括，有效地克服了学生的厌学心理，使学生学习数学的心理变被动为主动，真正达到了快乐学习。

受小学生年龄特征的制约，他们狭隘的社会实践决定小学生无法通过一些生硬的文字描述来理解那些枯燥的数学概念。这时由于多媒体的介入，自然就能有效地降低思维的难度，便于学生轻易的理解概念。比如在教学圆锥的高时，虽然 课本上也提供了圆锥的纸质模型，但在实际教学时，圆锥的高并不如圆柱的高那么容易描述。许多学生把圆锥的母线当作它的高，这样不仅歪曲了圆锥高的定义，而且还会误推出圆锥的高并不止一条。如果单纯用模型比划，因为圆锥的侧面不透明，而且圆锥的高并不易把握，所以演示效果就不能尽如人意。但运用多媒体，从直观图上用一条彩线自圆锥顶点到底面圆心徐徐连接，就能形象的演示出圆锥的高，并能简易的测量出它的高度。通过演示学生轻易地就在脑海中形成了圆锥高的概念，比老师枯燥、费力的讲解、比划提高了何止几倍的效率。

三、运用信息技术，使知识形成的过程动态化

多媒体最大的特点就是动态化，它能将呆板的、生硬的书本知识活性化，让其形神兼备、有声有色，多方面调动学生感官，在潜移默化中不断拓展学习范围，加强知识更新的进程。给学生在意识、思维能力上的创新提供动力，有力地促进创新灵感的产生，使学生有迸发独特观点和理念的欲望。

在教学用替换的策略解决问题时，如果单纯的口述，把大船改成小船，把蝴蝶假想成蜻蜓，学生只在脑海中想象理解就比较困难了。这时借助图形的变换，化静为动，让船体发生变化，人员加以变换；让蝴蝶的翅膀进行增添。动态的画面立即抓住学生的眼球，增添了课堂的活泼气氛，形象地把替换的过程进行了完整的演示。不仅使学生易于理解，而且能让他们举一反三，在观看动画的过程中，边看边想，及时反馈，既愉悦了身心，又能轻松地掌握了本节课的内容，不失为一种省时省力而又富有实效的教学模式。

四、信息技术的运用，密切数学与生活的联系

数学是我们身边的科学，它存在于我们的周围，生活中处处有数学，为什么学生没有发现这一点？他们只会在试卷上解一些约定俗成的套题，而生活中存在着数学，他们为什么视而不见？其实原因很简单，就是我们的老师把数学这门学科神圣化了，完全把它上升到了理论的高度。本来源于生活的数学最终到了孩子们手中却不能回归于社会，不能解决生活中的实际问题。这时就需要我们教者借助于现代信息技术，把一些看似高深的、脱离生活的纯粹书本理论知识转化为可见、可懂的实物，通过多媒体形象直观地展示给学生，才能引起他们探究数学，探究生活的兴趣。比如结冰时由水到冰体积的变化、赛场上单场淘汰制、长方体表面积的变化……只要制成课件，平时看似束手无策的问题，由于多媒体的呈现，2 这些困难就会统统迎刃而解。

篇6：生物信息学在生物方面的应用

从生物信息学研究的具体内容上看，生物信息学可以用于序列分类、相似性搜索、DNA序列编码区识别、分子结构与功能预测、进化过程的构建等方面的计算工具已成为变态反应研究工作的重要组成部分。针对核酸序列的分析就是在核酸序列中寻找过敏原基因，找出基因的位置和功能位点的位置，以及标记已知的序列模式等过程。针对蛋白质序列的分析，可以预测出蛋白质的许多物理特性，包括等电点分子量、酶切特性、疏水性、电荷分布等以及蛋白质二级结构预测，三维结构预测等。

生物信息学中的主要方法有：序列比对，结构比对，蛋白质结构的预测，构造分子进化树，聚类等。

基因芯片是基因表达谱数据的重要来源。目前生物信息学在基因芯片中的应用主要体现在三个方面。

1、确定芯片检测目标。利用生物信息学方法，查询生物分子信息数据库，取得相应的序列数据，通过序列比对，找出特征序列，作为芯片设计的参照序列。

2、芯片设计。主要包括两个方面，即探针的设计和探针在芯片上的布局，必须根据具体的芯片功能、芯片制备技术采用不同的设计方法。

3、实验数据管理与分析。对基因芯片杂交图像处理，给出实验结果，并运用生物信息学方法对实验进行可靠性分析，得到基因序列变异结果或基因表达分析结果。尽可能将实验结果及分析结果存放在数据库中，将基因芯片数据与公共数据库进行链接，利用数据挖掘方法，揭示各种数据之间的关系。

生物信息学在人类基因组计划中也具有重要的作用。

大规模测序是基因组研究的最基本任务，它的每一个环节都与信息分析紧密相关。目前，从测序仪的光密度采样与分析、碱基读出、载体标识与去除、拼接与组装、填补序列间隙，到重复序列标识、读框预测和基因标注的每一步都是紧密依赖基因组信息学的软件和数据库的。特别是拼接和填补序列间隙更需要把实验设计和信息分析时刻联系在一起．拼接与组装中的难点是处理重复序列，这在含有约30％重复序列的人类基因组中显得尤其突出。

人类基因组的工作草图即将完成，因此发现新基因就成了当务之急。使用基因组信息学的方法通过超大规模计算是发现新基因的重要手段，可以说大部分新基因是靠理论方法预测出来的。比如啤酒酵母完

整基因组（约1300万bp）所包含6千多个基因，大约60％是通过信

息分析得到的。

当人类基因找到之后，自然要解决的问题是：不同人种间基因有什么差别；正常人和病人基因又有什么差别。”这就是通常所说的SNPs（单核苷酸多态性）。构建SNPs及其相关数据库是基因组研究走向应用的重要步骤。1998年国际已开展了以EST为主发现新Spps的研究。在我国开展中华民族SNPs研究也是至重要的。

总之，生物信息学不仅将赋予人们各种基础研究的重要成果，也会带来巨大的经济效益和社会效益。在未来的几年中DNA序列数据将以意想不到的速度增长，这更离不开利用生物信息学进行各类数据的分析和解释，研制有效利用和管理数据新工具。

生物信息学在功能基因组学同样具有重要的应用 目前应用最多的是同源序列比较、模式识别以及蛋白结构预测。所谓同源序列，是指从某一共同祖先经趋异进化而形成的不同序列。利用数据库搜索找出未知核酸或蛋白的同源序列，是序列分析的基础[lol。如利用BLASTn和BLASTx两种软件分别进行核苷酸和氨基酸序列同源性比较。同源性比较的结果大体可以分为如下几种方式：与生化和生理功能均已知的基因具有同源性；虽与生化和生理功能均已知的基因具同源性，但对该基因功能的了解尚不深入，仍停留在表达水平~I：；与其它物种中生化和生理功能均未知的基因具同源性。同源性检索分析方法为该DNA片段的功能提供了间接的证据。

揭示序列数据所隐含的生物学意义的另一重要方法是模式识别技术。顾名思义，模式别的基本思想是利用存在于蛋白质序列或结构中的某些特征模式识别相关蛋白质的性质。如果某一蛋白质序列或结构中的一部分具有保守性，种保守性或者与蛋白质的生物活性有关，或者与蛋白质的折叠方式有关；那么，这种特片模式可以用来识别该蛋白家族中的新成员。换句话说，如果将已知蛋白质的特征序列模式和特征结构模式

搜集起来，构建成数据库．则可以用来确定新测定的蛋白质序列中是否具有某种特征模式，从而确定该未知蛋白属于哪个蛋白质家族。这在治疗肾病问题上具有突破性进展。