上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称：生物技术与人类 课程号： BI906班级号： F1207103 姓名： 施怕昀 学号： 5120719062 专业： 数学系 课程小论文 题目编号 8 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗？ 6 舌尖上的生物技术 1 功能食品与生物技术 8 新能源的希望生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争一生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 16 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 自选题目（限在粮食或视频、能源或人类健康领域）
上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称： 生物技术与人类 课程号： BI906 班级号： F1207103 姓名： 施怡昀 学号： 5120719062 专业： 数学系 课程小论文 题目编号 8 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗？ 6 舌尖上的生物技术 7 功能食品与生物技术 8 新能源的希望-生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争—生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 16 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 自选题目（限在粮食或视频、能源或人类健康领域）
新能源的希望-生物柴油 数学系施怡昀5120719062 【摘要】 石化燃料是当前人类使用的主要能源，但其日益消耗殆尽，同时造成了严重的温 室效应和环境污染问题，因此，生物柴油被当作石化燃料的绿色替代品，许多国家都 在大力研发。本文首先阐述了能源危机的本质及产生原因，而后对生物柴油的原 料及生产技术进行阐释解析，并分析世界各国对生物柴油的研究及使用情况 最后在分析了我国油料生产与食用消费现状、受国际生物柴油大力发展的影响的 程度及油料作物与粮食生产对耕地资源的激烈竞争矛盾的基础上提出了充分利用 盐碱地、贫瘠、荒漠与退耕还林地，通过种植抗逆性强的油料植物发展我国生物柴 油的思路。 【关键词】：能源危机生物柴油生产原料生产技术荒漠化退耕还林 【Abstract】 Fossil fuels is the main resources for humanity use in the present, however,it is gradually exhausting,causing serious greenhouse effect and environmental pollution at the same time.Hence,biodiesel,being regarded as the best substitution of fossil fuel,is being developed a lot by lots of countries.This paper first explain the essence and cause of energy crisis,and then introduce the raw material and produce technology of biodiesel.The paper also introduce the use of biodiesel all around the world,and at last,it analyze the present situation of China for biodiesel and give the rational advice. [Key Word]:Energy Crisis,Biodiesel,Biological Material,Produce Technology,Desertification,Return the grain plots to forestry
新能源的希望-生物柴油 数学系 施怡昀 5120719062 【摘要】 石化燃料是当前人类使用的主要能源,但其日益消耗殆尽,同时造成了严重的温 室效应和环境污染问题,因此,生物柴油被当作石化燃料的绿色替代品,许多国家都 在大力研发。本文首先阐述了能源危机的本质及产生原因，而后对生物柴油的原 料及生产技术进行阐释解析，并分析世界各国对生物柴油的研究及使用情况。 最后在分析了我国油料生产与食用消费现状、受国际生物柴油大力发展的影响的 程度及油料作物与粮食生产对耕地资源的激烈竞争矛盾的基础上,提出了充分利用 盐碱地、贫瘠、荒漠与退耕还林地,通过种植抗逆性强的油料植物发展我国生物柴 油的思路。 【关键词】：能源危机 生物柴油 生产原料 生产技术 荒漠化 退耕还林 【Abstract】 Fossil fuels is the main resources for humanity use in the present, however, it is gradually exhausting, causing serious greenhouse effect and environmental pollution at the same time. Hence, biodiesel, being regarded as the best substitution of fossil fuel, is being developed a lot by lots of countries. This paper first explain the essence and cause of energy crisis, and then introduce the raw material and produce technology of biodiesel. The paper also introduce the use of biodiesel all around the world, and at last, it analyze the present situation of China for biodiesel and give the rational advice. 【Key Word】:Energy Crisis, Biodiesel, Biological Material, Produce Technology, Desertification, Return the grain plots to forestry
在全球能源危机和油价不断上张的大背景下，各国寻找新能源的脚步也前所未有 地加快。在种类繁多的新能源中，来源广泛、应用方便、污染小的生物能源作为一 种理想的可再生能源，越来越受到世界各国的关注。据有关专家估计，到本世纪中 叶，采用新技术生产的生物质能替代现有燃料的替代率将占全球总能耗的40%以 上。而生物柴油作为生物能源的翘楚也逐渐受到越来越多的关注，接下来本文就 将根据生物柴油的发展与现状等进行一些深入探讨。 1.能量守恒定律的表现形式及能源危机实质探析 1.1能量守恒定律的表现形式 当今经济的飞跃发展引起能源消耗的惊人增长，能源危机笼罩着全球，但对能 源危机实质的认识人们却不尽一致。能量守恒和转化定律告诉我们：能量既不会消 灭，也不会创生，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一 个物体，在转化和转移过程中能量的总量保持不变。自然界演化大致可分为宇宙的 演化、恒星的演化、地球的演化、生物的演化四类)，在不同的演化态下，能量守 恒定律有不同表现形式。①宇宙大爆炸阶段。宇宙大爆炸学说认为，宇宙起源于 200亿年前一个极高温极高密度的“原始火球”的大爆炸2]。从大爆炸到基本粒 子的形成，能量要是以粒子辐射形式存在，这时的能量守恒定律主要表现为粒能 守恒定律。②恒星演化阶段。恒星演化状态主要是氢核聚变为氦核及各种重元素 的原子核聚变过程。。③地球演化阶段。地球演化主要包括地圈、大气圈和水圈的 形成。在地球演化的物理变化中有机械能、热能、电能、光能等能量的相互转化 和守恒，在地球演化的化学变化中有质量守恒，因此在这一阶段能量守恒定律主 要表现为封闭状态下能量守恒和质量守恒。④生物演化阶段。生命起源于化学演 化，在生物演化状态下，由大气圈、水圈和岩石圈组成的生物圈是地球表面上生物
在全球能源危机和油价不断上涨的大背景下, 各国寻找新能源的脚步也前所未有 地加快。在种类繁多的新能源中, 来源广泛、应用方便、污染小的生物能源作为一 种理想的可再生能源, 越来越受到世界各国的关注。据有关专家估计, 到本世纪中 叶, 采用新技术生产的生物质能替代现有燃料的替代率将占全球总能耗的 40 %以 上。而生物柴油作为生物能源的翘楚也逐渐受到越来越多的关注，接下来本文就 将根据生物柴油的发展与现状等进行一些深入探讨。 1. 能量守恒定律的表现形式及能源危机实质探析 1.1 能量守恒定律的表现形式 当今经济的飞跃发展引起能源消耗的惊人增长, 能源危机笼罩着全球, 但对能 源危机实质的认识人们却不尽一致。能量守恒和转化定律告诉我们:能量既不会消 灭, 也不会创生, 它只能从一种形式转化为其他形式, 或者从一个物体转移到另一 个物体, 在转化和转移过程中能量的总量保持不变。自然界演化大致可分为宇宙的 演化、恒星的演化、地球的演化、生物的演化四类[ 1]，在不同的演化态下, 能量守 恒定律有不同表现形式。。①宇宙大爆炸阶段。宇宙大爆炸学说认为, 宇宙起源于 200 亿年前一个极高温极高密度的“原始火球”的大爆炸[ 2] 。从大爆炸到基本粒 子的形成, 能量要是以粒子辐射形式存在, 这时的能量守恒定律主要表现为粒能 守恒定律。②恒星演化阶段。恒星演化状态主要是氢核聚变为氦核及各种重元素 的原子核聚变过程。。③地球演化阶段。地球演化主要包括地圈、大气圈和水圈的 形成。在地球演化的物理变化中有机械能、热能、电能、光能等能量的相互转化 和守恒, 在地球演化的化学变化中有质量守恒, 因此在这一阶段能量守恒定律主 要表现为封闭状态下能量守恒和质量守恒。④生物演化阶段。生命起源于化学演 化, 在生物演化状态下, 由大气圈、水圈和岩石圈组成的生物圈是地球表面上生物
生存和活动的范围。生物圈内的能量主要来源于太阳能，有机物与无机物利用太阳 能实现物质和能量互换。从太阳能的吸收到生物体活动能量的耗散，生物圈内各种 演化都是能量循环的表现。由于地球的运动变化导致生物圈内的能、力、热等能 量不同表现形式始终处于动态中，从整体观演化的角度来说，进入生物圈中的能 量应该与生物利用后散失的能量大体相等。因此生物演化态下能量守恒主要表现 为总体意义上的动态能量循环守恒。 1.2能源危机的实质 能源危机是指由于能源短缺导致能源供应紧张，能源价格不断上涨而形成的危 机。据国际权威机构估计，世界已探明的可采石油，大约只可供应人类41年的需 要，天然气为60~70年，煤炭约200年，人类正面临能源危机对能源安全的 威胁。能量守恒定律告诉我们能量既不能被创造又不能被消灭，可以从一种形式转 化为另一种形式3)。如果只考虑能量守恒定律的普遍性，那地球上的能源就万世不 竭了。然而能量守恒定律在不同的演化状态下有不同的表现形式在宇宙的演化状 态下，能量守恒定律主要表现为粒能守恒定律，在这种状态下能否保持能量总量 守恒依赖于能量转化为粒子和粒子转化为能量的成功，否则会发生能源危机。在恒 星的演化状态下能量守恒定律主要表现为质能守恒定律，在这种状态下能否保持 能量总量守恒依赖于能量转化为质量和质量转化为能量的成功，否则会发生能源 危机。在地球的演化状态下能量守恒定律主要表现为封闭状态下能量守恒定律和 质量守恒定律，在这种状态下能否保持能量总量守恒依赖于封闭状态下能量转化 和质量转化的成功，否则会发生能源危机。在生物的演化状态下的能量守恒定律主 要表现为动态能量循环守恒定律，在这种状态下能否保持能量总量守恒依赖于动 态能量循环的平衡，否则会发生能源危机。 现在人类居住和活动的地球表层状态主要是生物演化状态，在生物演化状态下
生存和活动的范围。生物圈内的能量主要来源于太阳能, 有机物与无机物利用太阳 能实现物质和能量互换。从太阳能的吸收到生物体活动能量的耗散, 生物圈内各种 演化都是能量循环的表现。由于地球的运动变化导致生物圈内的能、力、热等能 量不同表现形式始终处于动态中, 从整体观演化的角度来说, 进入生物圈中的能 量应该与生物利用后散失的能量大体相等。因此生物演化态下能量守恒主要表现 为总体意义上的动态能量循环守恒。 1.2 能源危机的实质 能源危机是指由于能源短缺导致能源供应紧张, 能源价格不断上涨而形成的危 机。据国际权威机构估计, 世界已探明的可采石油, 大约只可供应人类 41 年的需 要, 天然气为 60 ～ 70 年, 煤炭约 200 年, 人类正面临能源危机对能源安全的 威胁。能量守恒定律告诉我们能量既不能被创造又不能被消灭, 可以从一种形式转 化为另一种形式[ 3]。如果只考虑能量守恒定律的普遍性, 那地球上的能源就万世不 竭了。然而能量守恒定律在不同的演化状态下有不同的表现形式:在宇宙的演化状 态下, 能量守恒定律主要表现为粒能守恒定律, 在这种状态下能否保持能量总量 守恒依赖于能量转化为粒子和粒子转化为能量的成功, 否则会发生能源危机。在恒 星的演化状态下能量守恒定律主要表现为质能守恒定律, 在这种状态下能否保持 能量总量守恒依赖于能量转化为质量和质量转化为能量的成功, 否则会发生能源 危机。在地球的演化状态下能量守恒定律主要表现为封闭状态下能量守恒定律和 质量守恒定律, 在这种状态下能否保持能量总量守恒依赖于封闭状态下能量转化 和质量转化的成功, 否则会发生能源危机。在生物的演化状态下的能量守恒定律主 要表现为动态能量循环守恒定律, 在这种状态下能否保持能量总量守恒依赖于动 态能量循环的平衡, 否则会发生能源危机。 现在人类居住和活动的地球表层状态主要是生物演化状态, 在生物演化状态下
能量守恒定律告诉我们：每当能量从一种状态转化到另一状态时，会损失能在将来 用做某种功的一定“有效的”能量。如果能够发现和利用一种能为人类持续提供 能量的某种形式的物质资源，在地球表层状态下实现动态能量循环的平衡，则能 量守恒和转化定律的实现就有了现实条件，能源危机就不会发生如果不能够发现 和利用这种物质资源，在地球表层状态下就不会实现动态能量循环的平衡，则能 量守恒和转化定律的实现就缺乏现实条件，能源危机就必然会发生。这就是当前能 源危机的实质。 2.生物能源的能源性特点 目前人类使用的能源绝大部分来自含碳能源，包括煤炭、石油、天然气。其他可 再生的一次性能源，包括水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能都不含碳。生物能 源是唯一的一种含碳可再生能源。生物能源的这种特点称之为能源性特点这种特 点使它可以像其他能源一样可以消耗和转化，除了转化为电力外，还可生成油料、 醇类、燃气或固体燃料，特别是它可以在不必对已有的工业技术作任何改进的前提 下即可以替代常规能源，因而能够满足动态能量循环守恒定律的条件，这使得生物 能源在解决能源危机方面能够发挥重要作用。 3.生物柴油的生产原料及工艺 3.1生物柴油原料 发展生物柴油最关键的问题是原料油的问题4-5]。能用于生物柴油生产的原料极 其丰富，包括植物油（草本植物油、木本植物油、水生植物油λ动物油（猪油、 牛油、羊油、鱼油等)和工业、餐饮废油（动植物油或脂肪酸）等。早期的生物 柴油生产主要依靠食用油，如欧洲使用菜籽油、美国使用大豆油、东南亚使用棕
能量守恒定律告诉我们:每当能量从一种状态转化到另一状态时, 会损失能在将来 用做某种功的一定“有效的”能量。如果能够发现和利用一种能为人类持续提供 能量的某种形式的物质资源, 在地球表层状态下实现动态能量循环的平衡, 则能 量守恒和转化定律的实现就有了现实条件, 能源危机就不会发生;如果不能够发现 和利用这种物质资源, 在地球表层状态下就不会实现动态能量循环的平衡, 则能 量守恒和转化定律的实现就缺乏现实条件, 能源危机就必然会发生。这就是当前能 源危机的实质。 2.生物能源的能源性特点 目前人类使用的能源绝大部分来自含碳能源, 包括煤炭、石油、天然气。其他可 再生的一次性能源, 包括水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能都不含碳。生物能 源是唯一的一种含碳可再生能源。生物能源的这种特点称之为能源性特点, 这种特 点使它可以像其他能源一样可以消耗和转化, 除了转化为电力外, 还可生成油料、 醇类、燃气或固体燃料, 特别是它可以在不必对已有的工业技术作任何改进的前提 下即可以替代常规能源,因而能够满足动态能量循环守恒定律的条件, 这使得生物 能源在解决能源危机方面能够发挥重要作用。 3.生物柴油的生产原料及工艺 3.1 生物柴油原料 发展生物柴油最关键的问题是原料油的问题[4-5]。能用于生物柴油生产的原料极 其丰富，包括植物油（草本植物油、木本植物油、水生植物油）、动物油（猪油、 牛油、羊油、鱼油等）和工业、餐饮废油（动植物油或脂肪酸）等。早期的生物 柴油生产主要依靠食用油，如欧洲使用菜籽油、美国使用大豆油、东南亚使用棕