導語：如何才能寫好一篇生物的特征，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1、可以進行新陳代謝。

2、可以生長和繁殖。

3、有應激性。

4、生長需要營養。

5、可以呼吸。

6、除病毒外，所有生物都有細胞。

篇2

【關鍵詞】高一生物；學習困難；學習困難攜帶者；特征分析；對策

1.引言

學習困難是一種負面學習心理，其主征是呆學、厭學和低分。有學習困難的學生個體稱之為學習困難攜帶者。這種學生群體的大小對課程教學質量肯定有影響。學校組織其中考試成績下達后，我發現我所教的高一年級生物，學生考試成績約有40%的學生未及格。那么，這些學生攜帶了學習困難嗎？如果他們有學習困難則有何特征？應當采取怎樣的對策呢？為了回答這些問題，筆者先從學習困難測量入手，然后進行定量分析和定性分析，以明確這些學生的學習困難的重度、傾向和側結構，從而提出高一生物學習困難解決策略，期望能為班上生物教學質量的提高給力。

學習困難層次類型分為輕微型、較重型、重度型、嚴重型。通過分析高一生物學習困難的層次類型分布分析，明確學生生物學習困難解決的重點對象。學習困難傾向可分為知識缺憾傾向、情感缺陷傾向和能力缺憾傾向。通過學習困難傾向分析，明了學習困難解決主攻方向；通過學習困難測結構分析，知道學習困難解決應以去呆學為落腳點。綜合前述，提出高一生物學習困難解決策略。

教師我采用《學業缺憾自陳量表》對所教班級本期期中考試成績未及格的學生進行測驗，發現高一生物學習困難解決的重點是較重型和重度型，主攻方向是呆學型。綜合二者，教師認為，高一生物學習困難解決解決的對策是引導學生正視學習困難和學會學習。

2.對象

被測為我校高一年級461班、462班、467班、468班等四個班上期中考試生物成績未及格的學生，共118人。

3.量具

教師湖南省教育科學心理健康教育研究中心研制的《學業缺憾自陳量表》（見附件），它為三級評估指標體系。一級指標分為知識缺憾、情感缺憾和能力缺憾。每個一級指標分解為四個二級指標，例如“知識缺憾”分解為：⑴學業成績；⑵學習計劃；⑶學習方法；⑷學習技術。每個二級指標再分解為四個三級指標，例如“學習計劃”分解為：A.有計劃但經常改變；B.有計劃但不詳實；C.有計劃但執行不力；D.無學習計劃。最后是“認定等級”，就是學生從三級指標中選擇符合自身實際的項，如謀生選擇D。該量具將學習困難分為四級，即：輕微學習困難得分為1-12分，較重學習困難得分為13-24分，很重學習困難得分為25-36分，嚴重學習困難得分為37-48分。據研究報告得知，這個量表具有區分性和有效性。

4.過程

（1）實施測驗。10月30日對被試實施首次測驗；11月30日對被試實施第二次測驗；12月30日對被試實施第三次測驗。每次收到有效量表116份，共348份。

（2）建立電子文檔。第三次測驗后，教師應用Excel，建立電子表格，欄目分為姓名、首測、次測、再測。逐次登錄學生個體答卷答案。

（3）一致性分析。隨后，教師觀察發現三次測驗記錄，被測個體對量表各項指標的等級認定完全一致。

5.特征

⑴學習困難層次類型的分布分析。如表1所示，118名被測都同時具備呆學、厭學、低分三特征，因而他們都是學習困難攜帶者。其中，輕微型學習困難攜帶者12人，占學習困難攜帶者的10%；較重型學習困難攜帶者59人，占學習困難攜帶者的51%；很重型學習困難攜帶者37人，占學習困難攜帶者的37%；嚴重型學習困難攜帶者10人，占學習困難攜帶者的9%。顯然，高一生物學習困難解決的重點是較重學習困難和很重型學習困難，難點是嚴重型學習困難。

⑵學習困難傾向的分布分析。

⑶學習困難的側結構分析。

6.策略

（1）引導學生正視學習困難。比如某生學業成績介乎0-14分。學習無計劃，很少做筆記，習慣死記硬背。課堂常走神，玩小動作，總打瞌睡。不過能聽懂小部分內容，有人幫助能做對極少數習題。上課遲到，但無早退缺課。常心煩，擔心考試。對老師不相信不配合，但不說老師壞話，不與老師做對。當中，學業成績介乎0-14分，我們可以告訴他具備一定的基礎知識；它能聽懂小部分內容，有人幫助能做對極少數習題，我們告訴他具備基本技能；死記硬背，說明他記性好；學習無計劃，很少做筆記，課堂常走神，玩小動作，總打瞌睡，說明他天真活潑，很少心理壓力；常心煩，擔心考試，說明他有自知之明；對老師不相信不配合，但不說老是壞話，不與老師做對，說明他尊師，也有批判精神。這樣引導，學生可能正確認識自己，重樹自信，從而激發學習熱情。

篇3

信息技術已經滲透到我們生活的方方面面，無論我們學習、工作、交流、出行、休閑、娛樂，幾乎所有的日常活動或多或少與信息技術都有關聯，人類社會與信息技術結合得日趨緊密，也是因為這個原因，信息的安全性日趨為人們所重視。對個人來說，敏感的私人數據、電子郵箱、即時通訊工具、移動電話、銀行卡這些貌似沒有太大關聯的東西都與信息安全扯上了關系，一旦這些信息泄露，用戶可能將遭受不可挽回的巨大損失。而對高度發達的互聯網來說，信息的安全性更是重中之重：電子商務、網絡銀行、敏感數據傳輸、語音交互―所有這一切都是在一個開放的網絡上進行，如果信息安全得不到保障，將對互聯網發展造成致命的打擊。

在信息技術發展的幾十年歷史中，科學家們陸續發明了許多安全技術，這些技術可能在原理上存在許多不同，但它們都可以實現對信息進行加密保護、防范未授權訪問的作用，它們的差異更多體現于所能達到的安全等級、技術穩定性以及易用性。而對個人用戶來說，身份認證機制是信息安全最重要的一道門檻，如果身份認證系統被攻破，意味著自身所有的秘密拱手讓人，并有可能造成巨額經濟損失。因此，開發出高安全性且易于管理、易于使用的身份認證技術向來都是信息工業中重要的一環，而在過去信息技術數十年的發展歷史中，科學家發明了許多不同原理的身份認證技術，密碼識別、指紋識別、虹膜識別、聲紋識別是其中的典型代表。

每一個體系中包含不同的實現方案，而每一種方案也都有自己的側重點、優點與不足。本文將向大家介紹加密技術的原理、特點以及它們的應用狀況，而從中我們也將了解到加密技術的未來發展潮流。

弊病多多的身份認證機制

密碼是個人用戶最常使用的身份識別標識，無論登陸操作系統、電子郵箱、游戲帳號無一例外都是采用密碼認證的方式判別通行權限―只有當密碼與您的初始設定相符合，系統才會給您開通進入權限并作相應的程序轉向動作。而這樣的一套口令驗證系統也非常簡單：它包含一個客戶端和服務端。客戶端直接面向用戶，提供一個進入本系統的界面，用戶可以在客戶端界面上輸入用戶名與密碼；當這些信息輸入之后會被立即傳送到服務器端，由服務器端將其與自身的“用戶名/密碼”數據庫進行―核對，如果能在數據庫中找到對應的條目，并且完全一致，那么便向用戶開通權限；而如果數據庫中沒有這樣的條目，或者用戶輸入內容與數據庫條目內容不完全相符，系統就會判別此次進入行為非法，體現在程序行為上，便是給出“您的用戶名或密碼不正確”或者“用戶名不存在”這類的提示。

上述口令訪問機制只能保證最基本的安全性，密碼的破解也最為簡單，它多用于那些對安全性要求較不苛刻的場合，例如操作系統登陸、論壇訪問賬號、電子郵箱賬號等等；當然對一些負責關鍵任務的服務器/工作站系統來說，賬號與密碼也是唯一的判別方式，但它們的管理賬號一般都處于保密狀態，外界難以知曉，即便使用窮舉法或者某些優秀的算法進行破解，也要求計算機擁有驚人的運算力和漫長的時間，這基本失去了被攻破的可能。事實上，也沒有哪一個入侵者會采用這種愚蠢的方式來獲得賬號與密碼―許多服務器之所以被頻頻侵入，在于系統存在安全漏洞，入侵者可直接獲取管理賬號，這應該是系統及管理員自身的問題，非密碼認證技術之罪。同樣，銀行卡、信用卡雖然也是采用密碼獲得權限許可，但所有的賬號、密碼信息都是在銀行自身的網絡系統內傳輸，這類專用網與外界的公用網在物理上相互獨立，擁有極高的安全性，從外部入侵的可能性為零。而網絡銀行軟件雖涉及到數據在公用網絡傳輸的問題，但所有數據在傳輸過程中都作了極高等級的加密處理―事實上，到目前為止也還未發生因為加密技術缺陷造成銀行卡賬號、密碼外泄的情況，雖然經常有報道說許多用戶因自己的賬號、密碼遭竊而導致巨額經濟損失，但這些情況幾乎都是詐騙者利用假銀行網頁、手機短信等非法的方式，騙取用戶的銀行賬號及密碼，再通過克隆卡的方式非常提取該賬號內的金額，同樣不應該完全歸咎于該系統采用的密碼認證技術。

另外，許多用戶也將電腦中的重要文件進行加密處理，只有通過密碼才能夠訪問到文件內容，這些功能一般都是由軟件自身具備，例如MicroSoft Office、、Adobe Acrobat、WinRAR、Winzip等軟件都支持加密功能，但它們的加密手段相對簡單，也很容易破解。軟件開發者的本意只是給用戶提供初等的訪問認證，可以阻止一些文件被其他用戶無意看到，并非為了保證數據的絕對安全；換個角度看，密碼容易破解也有一個好處，許多用戶經常都會忘記加密文件的密碼（尤其是文件長時間不使用時），如果無法破解密碼，用戶自身都無法看到文件內容―這類情況在實際使用中相當常見，相信大家經常可以在一些軟件論壇上看到用戶求助說忘記Word/Excel之類文件的訪問密碼，懇求破解的方法；雖然這些情況超出了密碼認證技術的討論范疇，但作為實用環境下頻發的案例，密碼技術的開發者對此不可視而不見。

盡管不夠安全，密碼訪問認證機制還是被廣泛使用，原因在于它簡單易行，沒多少實現難度，而絕大多數用戶所需要的也都是較基本的安全保障。然而，這項機制在今天看來的確越來越落伍了，它最大的麻煩就是管理的方便性與安全性有嚴重的沖突―許多用戶都習慣使用相同的密碼，不管是系統登錄、各類論壇的賬號、電子郵件賬號甚至是銀行賬號；通行的密碼非常簡單，用戶大概永遠都不會將它忘記，在實際使用中的確也是相當方便。可所有賬號都使用相同的密碼，幾乎等同于讓密碼認證機制形同虛設―只要某一個賬號的密碼被破解或者因故泄露，用戶所有的私人信息大門洞開，完全有可能因此產生嚴重后果，而這樣的例子在過去不勝枚舉。因此，為保證信息的安全，計算機安全專家一般都會建議用戶盡量使用不同的、匹配規則復雜的密碼。可這又帶來了一個新問題：用戶很難完全記住這些密碼，或者將它們與各自對應的賬號劃上等號，而忘記密碼帶來的后果同樣是災難性的。更有甚者，有些用戶為了避免忘記密碼，將自己所有的賬號名稱和對應的密碼都記錄在一個專門的文檔上（例如記錄在Word文檔中），同時對該文檔進行加密。如前所述，所有辦公文檔的加密手段都是相當基本且容易破解，一旦文檔被窺竊，用戶等同于將自己的秘密全部拱手讓人，完全失去了使用復雜密碼的意義。因此，用戶不得不在安全性和方便性中作出選擇，這往往給用戶們帶來許多的困擾。密碼認證技術另一個缺陷在于，它無法對用戶進行精確辨別，只要用戶輸入的是正確的密碼，系統便認為訪問者是合法的，入侵者只要盜取某個用戶的賬號名和密碼，便可以隨心所欲侵害他人利益，這也是密碼認證技術存在的嚴重先天缺陷。業界也意識到密碼認證技術的這些不足嚴重阻礙了信息工業的進一步發展，為此積極開發各種新概念的安全認證技術―指紋識別、虹膜識別與聲紋識別被認為是取代密碼認證技術的三項杰出候選者。

密碼認證技術的最佳取代者

指紋識別技術被認為是密碼認證天然的取代者，目前，指紋識別技術已經被廣泛用于門禁系統、部分商務型筆記本電腦和那些以安全性為賣點的移動存儲設備，技術也不斷成熟。可利用指紋進行身份識別的原因在于指紋的不可重復性―在全世界60億人口中，沒有哪兩個人的指紋完全相同，確切地說，應該是沒有哪兩根手指的指紋完全一樣，因此指紋具有高度不可重復性，某一個指紋只能對應特定的某一個人。其次，指紋的樣式終身不會改變，不管用戶處于青年、中年還是老年階段，指紋都始終如一、具有高度穩定性。這項研究結論在19世紀初被科學家正式提出，并隨后在指紋鑒別罪犯中獲得廣泛的應用―直到今天，指紋仍然是鑒別犯罪分子的重要手段之一。但如果要精確考證，我們會發現古代人類就注意到指紋的這項功能。早在公元前7000年到公元前6000年的古代中國，指紋就開始作為身份鑒別的依據并在生產實踐中使用，如在今天出土的粘土陶器上就留有陶藝匠人的指紋，在隨后的歷史中指紋也應用廣泛，一些古代紙稿、田契、租約上普遍以指紋作為身份識別標志，許多瓷器、陶器、金屬制品也都存在制造者簽署的指紋，可見指紋認證手段在人類歷史上已被廣泛使用，進入信息時代后沿用該項技術再自然不過。

指紋識別進入計算機時代

在計算機未誕生、或未得到廣泛應用的年代，指紋鑒定都是通過手工的方法進行。首先，指紋專家會建立一個龐大的指紋庫，指紋庫中存放著大量印有指紋的卡片；如果要鑒定某個指紋是否屬于某人，在實際收集此人的指紋圖像后再將它與指紋庫中的既定指紋卡片進行對比（必須借助放大鏡才能觀察到指紋的細微紋路），如果圖像信息完全吻合，那么便判別該指紋由某人產生；如果圖像不吻合，那便得出一個否定的結論。顯而易見，人工處理的方式效率低下，鑒定一個指紋就需要耗費大量的精力，并且這項工作只有經驗豐富的指紋專家才可勝任。更嚴重的是，由于人工管理的限制，每一個指紋庫容量不能做得太大，否則逐一比較的鑒定工作便浩如煙海，非人力所能完成。到了20世紀60年代，計算機技術獲得高速發展，科學家成功發明了計算機指紋鑒定系統，并將其投入使用，指紋鑒定開始迎來有史以來首次大飛躍。憑借計算機的超強運算力，指紋鑒別工作可以快速完成，并且能夠保證極高的精確度，更重要的是，構建龐大的指紋庫系統也就成為可能―只要計算機的速度夠快、存儲容量夠大，那便可以將整個國家人口的指紋都納入其中，建立一套龐大的指紋庫系統，由此實現國家范圍內的指紋精確識別，相信大家在國外許多科技相關的電影大片中能夠清楚地看到這種趨勢。

在那個年代，計算機還是政府機構、軍隊和科研單位的專屬品，不可能用于民用市場。直到九十年代后期PC機獲得大范圍流行，且出現低價位的光學取像設備，讓指紋識別技術進入民用市場成為可能，諸如考勤機、門禁、遠程教育、網絡安全、汽車等許多領域都開始采用指紋識別技術，這些產品投放市場之后都獲得廣泛的歡迎，例如指紋考勤機目前已在國內占據30%以上的市場份額，發展前景極為可觀。而在最近兩年來，將指紋認證技術用于計算機產品中成為新的潮流，如IBM從2004年開始在自己的商用型Thinkpad T/X系列筆記本電腦中引入指紋識別技術，獲得業界的廣泛認可，由此帶動指紋識別技術進入桌面計算機、筆記本電腦及注重安全的外設產品中，并朝向消費電子領域擴展。在未來幾年內，相信指紋識別技術將迎來一個黃金發展期。

指紋識別的幾種技術

當然，無論將指紋識別系統應用于哪一個領域，對其作精確的識別始終都是最為關鍵的步驟。顯然，我們無法將“指紋專家+放大鏡”的模式直接搬到計算機系統中，而必須借助圖像識別技術方可進行準確鑒別。在過去多年歷史中，業界一共發展出三類不同原理的指紋識別技術，其一是利用光學掃描技術獲取指紋圖樣，其二是利用硅傳感器芯片對指紋進行精確感知，第三則是使用超聲波技術來獲取指紋的形貌特征。這三項技術都能實現指紋圖樣采集的目的，但在精確程度、方便性、實現成本和工作模式方面存在較大的不同。

最早被用于計算機指紋識別系統中的當屬光學掃描技術，該技術在實現原理上也最為簡單：一個光學掃描設備承擔指紋圖像獲取的工作，在檢測時用戶只要將手指按在掃描設備的玻璃表面，接著掃描設備發出強光照射，并由CCD傳感器捕獲指紋圖像。不難看出，指紋掃描設備其實就是一個專用的掃描儀，它的工作原理、內部構造與常見的掃描儀完全相同，不同之處僅在于這套指紋識別系統是在一套專用軟件掌管下進行工作。指紋圖像樣本采集之后，軟件可將它與指紋庫中的記錄一一對比，直到找到相同的樣本或搜索完整指紋庫為止，因此其核心在于指紋識別軟件而非掃描硬件本身。由于光學掃描技術發展成熟、成本低廉，耐用性也相當不錯；但它存在較多的缺陷：如手指表面的灰塵和油脂對掃描質量影響很大，而精心復制的指模也可以將該系統輕松欺騙；此外，對應的光學掃描設備體積龐大、耗電量較高、圖像獲取的時間也比較長，無法用于筆記本電腦、掌上電腦、移動電話等便攜電子產品中。當其他技術發展起來后，傳統意義上的光學掃描指紋識別技術就沒有了市場。

扮演光學掃描技術殺手角色的是電容式指紋識別技術，也正是由于該技術的出現，指紋識別才能夠真正走向民用市場。與傳統的光學掃描技術不同，電容式指紋識別設備體積極小、成本很低，可被方便地整合于各類指紋識別設備中，并獲廣泛使用。該套系統的核心是一塊半導體硅傳感器，傳感器內包含一個數量龐大的金屬導體陣列，傳感器表面則是一個絕緣的介質層。當用戶將手指放在傳感器表面時，傳感器內的金屬導體陣列、絕緣表面與用戶的手指皮膚就構成一個電容器陣列，每個電容器存儲的電荷數量又同指紋脊、溝與金屬導體之間的間距存在一一對應關系。這樣當用戶將手指按壓在傳感器表面時，傳感器便能夠產生一個由不同電容值構成的信號陣列，這些信號陣列經過專用的算法轉換之后便能夠生成指紋圖像。接下來，系統會將指紋圖像與指紋庫中預存的樣本作對比，如果能夠搜尋到吻合的樣本，那么便會朝用戶開放訪問權限，由此完成指紋識別的整個過程。但要注意的是，傳感器表面與指紋之間產生的電場為半球狀，為了獲得清晰的指紋圖像，用戶必須將手指緊貼在傳感器表面才行。

與電容式指紋識別類似的技術還有壓感式識別和溫度感應識別，前者使用壓感式傳感器作為指紋圖像的捕獲工具―該傳感器的核心是壓感介質材料，它在經受不同程度的壓力時可產生相應的電流，當用戶將手指按壓在傳感器表面時，指紋的“脊”紋路對傳感器造成較大的壓力，而“溝”因距離的關系，產生的壓力較小，這樣傳感器將產生一個由不同強度電信號構成的陣列，之后系統會將它們轉換為相應的指紋圖像。而溫度感應識別技術的關鍵則是一個溫度傳感器，用戶將手指按壓在該表面，指紋的“脊”部分與之距離較近，感應到的溫度較高，傳感器內部將產生較大的電流；而“溝”部分同樣因距離較遠的關系，感應到的溫度值較低，傳感器內產生的電流值就較低。

無論是電容式、壓感式還是溫度感應識別，三者都要求用戶必須將手指用力按壓在傳感器表面，否則就無法獲得清晰指紋圖像，這在實用中多多少少有些不便。IBM在ThinkPad T42機型中率先使用滑動式（touch and slide）傳感器，將指紋識別技術的實用性推向新的高峰。與上述三種識別技術相比，滑動式傳感器不要求用戶在鑒定時按壓指紋，而只要將手指輕輕刷過傳感器表面，傳感器便能自動對手指進行連續的“快照”，然后這些快照被組合在一起，形成清晰的指紋影像。這種采集指紋的方式效果與壓感式相當，但它無需用力按壓，使用更加方便，加之指紋圖像是由多幅圖像一起組合產生的，出錯的概率非常小。IBM透露，該項技術的提供者是ST Micro（意法半導體），在IBM 與 ST 簽定合同以后，ST方面就專門成立UPEK公司，致力于生物識別領域的探索。除了UPEK外，AuthenTec公司也擁有龐大的滑動式指紋識別傳感器產品，該公司開發出一項名為“TruePrint”的指紋識別技術，該技術不僅只會讀取指紋最上層的表面，而且能夠從表皮以下組織讀取指紋，不會受到皮膚表面狀況如皮膚干燥、破損等的影響，因此TruePrint技術擁有極高的可靠性和分辨精度，在同類型產品中也首屈一指。目前，AuthenTec的指紋識別器產品線覆蓋桌面計算機、筆記本電腦、移動電話、PDA以及各種考勤機、門鎖、汽車和其它門禁產品，在全球擁有100多家客戶，其中包括三星、德州儀器、英特爾等重量級企業；而到現在為止，全球采用AuthenTec出品的指紋識別器的終端超過400萬個，市場占有率超過70%―作為一家只有6年歷史的年輕企業，AuthenTec取得的成績可謂相當出色，除了得益于自身所掌握的諸多專利技術外，指紋識別市場的高速發展更是一大契機。

利用超聲波進行指紋識別的原理其實與光學掃描技術比較近似，這項方案是從軍事領域的超聲波定位技術獲得啟發，并將它用于民用領域。在各種指紋采集方案中，超聲波識別技術具有最高的準確性，但它與掃描技術一樣遭遇設備體積大、耗電量高的困擾，成本也相當高昂，這些缺陷決定了該技術不可能進入到消費電子領域。

多樣化的后端控制方案

上述幾種指紋識別技術其實只是涉及到指紋的采集部分，而當傳感器采集到指紋圖像之后，剩下的工作就交由控制軟件完成。控制軟件可直接安裝在操作系統中，以純軟件的方式存在，也可以嵌入式控制模塊的純硬件方式存在，當然也可以軟硬結合的形態存在。純軟件方式最為簡單，指紋圖像樣本的比較計算工作都是由CPU承擔，指紋庫則直接存放在硬盤上。這種方式最大的優點就是最容易實現，代價也最低，但它的毛病在于安全性仍不夠高，指紋庫有被破解的可能，而且這類指紋控制軟件往往都無法做到跨平臺，因此純軟件方式的指紋識別系統更多使用在對安全性要求不慎苛刻的消費類產品中。相比之下，純硬件方式的安全性就高得多：圖像樣本庫存儲于專門的硬件區域，由專用的DSP芯片負責指紋樣本的比較，對設備采用的操作系統也沒有要求，具有廣泛的兼容性，但硬件方式的缺陷在于成本較高，一般只有在苛求安全性或者無法由軟件方式實現的專業場合，例如指紋門禁、指紋鎖等產品都隸屬于該體系，IBM在Thinkpad T系列和X系列機型采用的滑動式指紋識別技術也屬于純硬件方案―IBM將控制部分的功能直接整合在筆記本內的安全芯片上，該枚芯片擁有獨立的存儲功能及一定的運算能力，可記憶21組指紋；由于IBM對其作了功能強化，使得該指紋識別系統不僅可作為Windows登陸密碼，還能用于ADSL聯機密碼、e-mail密碼、網頁會員登陸密碼、文件開啟密碼等等，具有極高的實際價值。至于另一種軟硬結合方式則較好地兼顧了以上純軟件和純硬件兩種方案的優點―指紋樣本存儲在專門的ROM芯片中，指紋樣本的比較運算工作則由CPU來承擔，其安全性與純硬件方式相當，而成本較低，但同樣由于控制軟件自身的原因，軟硬結合的方案也不能跨平臺使用。

最精確可靠的身份識別方案

與指紋識別一樣，虹膜（Iris）識別也是以人的生物特征為基礎，而虹膜也同樣具有高度不可重復性。虹膜是眼球中包圍瞳孔的部分，每一個虹膜都包含一個獨一無二的基于像冠、水晶體、細絲、斑點、結構、凹點、射線、皺紋和條紋等特征的結構，這些特征組合起來形成一個極其復雜的鋸齒狀網絡花紋。而與指紋一樣，每個人的虹膜特征都不相同，到目前為止，世界上還沒有發現虹膜特征完全相同的案例―即便是同卵雙胞胎，虹膜特征也大不相同，而同一個人左右兩眼的虹膜特征也有很大的差別。此外，虹膜具有高度穩定性，其細部結構在胎兒時期形成之后就終身不再發生改變，除了白內障等少數病理因素會影響虹膜外，即便用戶接受眼角膜手術，虹膜特征也與手術前完全相同。高度不可重復性和結構穩定性讓虹膜可以作為身份識別的依據，事實上，它也許是最可靠、最不可偽造的身份識別技術。

虹膜識別的工作流程并不復雜：第一步，由一個專用的攝像頭拍攝虹膜圖像；第二步，專用的轉換算法會將虹膜的可視特征轉換成一個512字節長度的虹膜代碼（Iris Code）；第三步，識別系統會將生成的代碼與代碼庫中的虹膜代碼進行逐一比較，當相似率超過某個邊界值（一般是67%）時，系統判定檢測者的身份與某個樣本相符，而如果相似程度低于這個邊界值，系統就會認為檢測者的身份與該樣本預期不符合，接著進入下一輪的比較。盡管這個過程說起來非常簡單，但真正實現起來卻必須首先解決大量的技術問題，這些問題主要集中在虹膜圖像的獲取和設備的小型化方面。

在采集虹膜圖像步驟中，攝像頭要求能夠準確聚焦。如果采集對象是固定的設備，那么精確聚焦毫無難度可言，可問題在于虹膜采集對象是活動的人物，而每個檢測者的位置都不可能固定，因此一套智能型的攝像設備是必須的。在這一領域，國內外的虹膜識別廠商有著不同的實現解決方案，但它們都有體積較大的弊端；其次，要采集深色眼球的虹膜圖案極為困難，尤其是黑眼睛的東方人來說，普通攝像設備根本無法勝任，為解決這個問題，許多虹膜廠商都開發出專用的紅外攝像設備―在采集虹膜圖像時，紅外攝像機首先將一道不可見的紅外光束準確聚焦在虹膜表面，虹膜圖案被紅外光“照亮”，攝像機同時拍下虹膜圖像。也許你會擔心紅外光直射會對檢測者的眼球造成損傷，這種擔心并不必要，因為紅外光的強度比電視遙控器還小，而且人眼在此過程中完全不會有任何異常的感覺。

當虹膜圖像采集下來之后，系統會根據既定的數學方法將圖像簡化成黑白數字圖樣，識別軟件會自動判別反射光、色調的細微差異以及被遮掩的部分，并將這些雜訊完全除去。一般來說，虹膜識別系統只會采納虹膜的下半圓部分進行識別，這與指紋識別技術存在明顯的不同。接下來，半圓形的虹膜圖案會被轉成矩形的條紋。由于虹膜圖案非常對稱，即便在轉換或拍攝干擾因素造成的變形現象都可以通過數學方法進行有效修正。這樣在經過多次數學處理之后，虹膜圖案就變成一個帶有獨特生物特征的二進制數字記錄―這個數字記錄也被稱為“模板”，它的長度一般只有512個字節。盡管模板長度相同，但不同的虹膜轉換算法效果不同，評價算法優劣的標準就是模板中量化特征點的數量，而在這一領域，英國劍橋大學John Daugman博士的研究成果處于領先地位（注解：目前所有的虹膜識別技術都是以John Daugman博士的專利和研究為基礎），Daugman博士的算法以3-4個字節長度的數據來表示每平方毫米面積的虹膜信息，這樣在直徑為11毫米的虹膜上，可以獲取266個量化特征點。而在算法和人類眼部特征允許的情況下，該算法可生成173個二進制自由度的獨立特征點，這在虹膜識別領域首屈一指。而特征點越多，虹膜識別的精確率就越高，因此采用何種算法對識別系統的最終表現影響巨大。

完成數字轉換后，系統會將生成的模板與虹膜庫中的模板進行逐比特的比較，當發現兩者的特征吻合度超過67%時，系統會判定兩者相符合，由此辨別出檢測者的身份。這條法則依據17世紀數學家Jakob Bermoull提出的擲硬幣理論，根據該理論可以得出這樣的推論：當兩個虹膜模板的特征吻合度超過67%時，虹膜不同的概率只有120萬分之一；換句話說，只有在120萬個人群當中，才可能出現兩個虹膜吻合度超過67%的對象―在日常生活中，如此之低的相似幾率完全可以忽略不計。當然，將這個邊界值提高將有更出色的精準度，但問題在于每次拍攝下的虹膜樣本都存在一定的誤差，如果設定的邊界值過高，存在的誤差就有可能導致虹膜識別出錯，造成相同樣本被識別為不同對象的情況。

由于虹膜識別設備的體積較大，決定了該技術不可能用于消費電子產品中，它的主要用途是軍事基地、核能設施、服務器機房、保密工作室、金融系統、港口控制等需要高度安全性的領域。在該領域，國外廠商先行一步，目前產品已完全達到實用化水平，許多國外的機場都采用虹膜識別系統作為身份鑒別主要手段。而目前國內從事該領域研究的只有中科膜識科技有限公司（中科院自動化所下屬），該公司成立于2000年8月，擁有很強的技術實力，也是世界上第二家擁有核心算法的虹膜識別設備企業（另一家為美國的IRIDIAN公司）；而在硬件開發上，中科膜識與日本OKI進行合作，由后者協助生產輔助硬件。該公司早期的注意力在金融系統、機場登陸系統、ATM自動取款機等領域，由于具備得天獨厚的優勢（更適合黑眼睛的中國人使用，成本更低），也沒有任何有力的競爭對手，中科膜識的發展速度極為迅猛，完全有機會成為國內虹膜識別技術領域的領導廠商。而該公司希望能夠讓虹膜識別技術進一步拓展到民用市場，如虹膜考勤機、虹膜門鎖，甚至可能借助手機攝像頭功能實現安全認證，這樣借助手機進行移動電子商務就成為可能。這些市場都剛剛起步，發展前景極為廣闊。而如果中科膜識能夠在這些領域獲得成功，那么將虹膜技術整合于筆記本電腦、PDA等數字設備中將變得輕而易舉，屆時指紋識別技術將面臨強大的挑戰。

篇4

關鍵詞：圓口銅魚 生物學特征 疾病防治

中圖分類號：S943 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2011）-04-0289-2

圓口銅魚（Coreius guichenoti (Sauyage et Dabry)）俗名水鼻子、金鰍、圓口、肥沱等，屬于鯉科、亞科、銅魚屬，主要分布在長江上游的干流和支流中，是長江上游特有的經濟魚類，具有良好的養殖前景。圓口銅魚是河流洄游性魚類，隨著大型水利設施的建設、過度捕撈及水體污染等原因導致其棲息地范圍縮小、資源量顯著下降，圓口銅魚的物種保護問題引起了廣泛關注。目前圓口銅魚的人工馴養已經在中科院水生生物所獲得成功，四川部分地區已經開始進行人工養殖。本文就圓口銅魚的生物學特征及養殖中常見的疾病及其防治方法進行了總結，以期為圓口銅魚的人工養殖提供參考。

1 生物學特征

1.1 形態特征

體延長，頭后背部顯著隆起，背鰭起點處在身體的最高處。體前部稍成圓筒形，后部稍側扁。頭小，較寬，稍扁平。吻寬闊圓鈍，向前突出。口下位，口裂較寬大，呈圓弧形。唇厚，上下唇，較粗糙。眼小，眼徑小于鼻孔。須1對，粗長，向后可伸至胸鰭基部。背鰭稍短，無硬刺。尾鰭寬，分叉深，上葉比下葉長。鱗片后部長且稍小，各鰭基部及腹鰭基部腹面都覆蓋小鱗片。側線平直、完全。體色為古銅色，帶金黃色光澤。腹部淡黃色。背鰭背鰭灰黑色略帶黃色，胸鰭肉紅色帶黃色，基部淡黃色，腹鰭和臀鰭為淡黃色帶肉紅色，尾鰭金黃色，邊緣為黑色[1]。

1.2 生活習性與食性

圓口銅魚為雜食性底棲息魚類，通常棲息于水流湍急的江河，常在多巖礁的深潭中活動，喜集群。主要以水生昆蟲，軟體動物，植物碎片，魚卵、魚苗及有機碎屑等為食。其攝食活動與水溫有密切關系，春秋攝食強烈，冬季減弱，晝夜均攝食，但白晝攝食率低于夜間。

1.3 繁殖與發育特點

圓口銅魚2-3齡性成熟，產卵場在長江上游重慶、四川屏山，并上至金沙江云南朵美一帶[1]。生殖季節一般在4月下旬-7月上旬，以5-6月初較為集中。在具有卵石河底的急流灘處產漂流性卵，產出的卵迅速吸水膨脹并在順水漂流過程中發育孵化。卵膜徑一般為5.1-7.8mm，卵周隙較家魚大，卵膜較厚。水溫在22-24℃時，受精卵約經50-55h即可孵出[2]。

圓口銅魚的胚胎發育的時序和形態特征和銅魚十分相似，如卵的大小、輪廓外貌、尾長與全長的比例、肌節數目等臀鰭形成期以后背鰭條和臀鰭條數目相同等。圓口銅魚早期發育階段區別于銅魚的特點有：雛形胚體出現的時間是在原腸中期，銅魚較晚為原腸晚期；圓口銅魚的肌節出現期先于眼基出現期，銅魚則相反，鰾雛形期前銅魚的眼睛較小和嗅囊大小相近，而圓口銅魚更小；腹鰭形成時圓口銅魚出現頜須，銅魚頜須則在腹鰭形成前出現；腸管形成期到背鰭形成期，圓口銅魚的胸鰭大于銅魚，而且從腸管形成期到背鰭形成期圓口銅魚的胸鰭大于銅魚[3]。根據以上特點很容易將兩者在早期階段區分開。

2 圓口銅魚人工養殖疾病的防治

2.1 疾病的預防措施

圓口銅魚養殖要堅持預防為主、防重于治的原則，做好了疾病預防工作可有效防止魚病的發生。主要的預防措施包括：選擇體格健壯，規格整齊的魚種，魚苗進行養殖前可用3%的食鹽洗浴或者聚維酮碘藥浴徹底消毒；在捕撈、運輸、放養過程中避免魚體受到損傷，為細菌侵染提供途徑；做好水質調控：采用充氣泵增加水體的溶氧量，用生石灰調節pH值，使水體保持弱堿性，抑制病原微生物的繁殖；使用微生物制劑，降解水中氨氮、亞硝基含量，保持良好環境；做好餌料消毒工作，定時定點投喂螺螄、河蚌等軟體動物，而且在投喂前要經過消毒處理，防止寄生蟲感染；對水體定期消毒，加強日常管理。

2.2 圓口銅魚養殖常見疾病及其治療方法

2.2.1 赤皮病 赤皮病的發生目前見于江河網箱養殖的圓口銅魚中。由于網箱養殖密度較高，水流較慢，加之魚體自身免疫力弱的可導致赤皮病的發生。

癥狀：發病初期無明顯癥狀，主要表現為食欲降低，攝食量不斷減少，游動能力降低，對外界刺激不敏感；病魚體表局部或者大部分出血，鱗片脫落；鰭條基部輕微充血，鰭條末端腐爛，鰭間組織常被破壞；內臟器官無明顯病變。

治療方法：冬季由于圓口銅魚采食量很低可用聚維酮碘藥浴15min，接下來兩天連續用0.3g/m3的溴氯海因全池潑灑；在圓口銅魚生長季節，可用按每千克魚重加50mg恩諾沙星和80mg維生素C拌料后投喂，每天3次，連用5d，同時前三天用聚維酮碘藥浴[4]。

2.2.2 錨頭鳋病 錨頭鳋病是淡水養殖魚類常見的寄生蟲病，適宜的發病水溫是15-23℃。通常3-4個寄生蟲可導致魚類死亡，1-2個也能造成魚類生長體長停滯、魚體消瘦甚至彎曲畸形。

癥狀：病原為錨頭鳋，主要寄生在魚的鰓、皮膚、頭部等處。肉眼可見錨頭鳋頭部插入魚體肌肉、鱗下，身體大部分露在體外。鏡檢可發現蟲體身上布滿藻類及固著原生動物，寄生處周圍組織充血發炎，形成潰爛，通常伴隨細菌水霉的繼發感染[5]。

治療方法：（1）采用全池潑灑90%晶體敵百蟲0.3-0.5g/m3連用兩天；（2）10-20mg/L高錳酸鉀浸浴2h。

篇5

一、抓住生物進化核心，確定適宜的認知目標

生物進化的實質是生物自身的自我復制，即生物成功地繁衍后代。繁衍后代的前提是能保護好自己的子代。找到這個核心之后，結合中班幼兒的認知特點，我將認知目標確定為：1.通過觀察，讓幼兒認識到生物的后代是什么；2.生物為了保護自己的后代，采取了哪些保護措施；3.讓幼兒體驗生物進化的神奇。

二、選取恰當的素材，找到合適的生物進化教學范例

為了尋找教學范例，我搜索了大量的文獻，但一直沒有找到合適的素材。在一次吃完桃子時，我突然想道：如果把桃核弄開會怎樣？于是我將桃核弄開，桃仁便出現在我面前，一嘗是苦澀的。這使我聯想到處于野生狀態的桃樹的情況：桃樹上結了很多的桃子，數量的優勢使一定數量的桃子能長到成熟狀態。由于桃肉的誘惑，動物會來采摘桃子吃。這樣桃子就開始了新的運動狀態，增大了自身繁殖后代的空間范圍；桃核是堅硬的，這減少了動物吃掉或損壞里面桃仁的幾率；即便一些動物把桃核打開了，桃仁是苦澀的，這也會增加桃仁完整保存下來的幾率。桃仁在適宜的地方、合適的氣候條件下，就能重新生根、發芽，長出一棵新的桃樹來。

聯想到這里，我心中豁然一亮，這不正是一個很好的教學范例嗎？經過慎重考慮和預實驗，我決定采用桃子做生物進化的教學范例。中班幼兒平時見過、吃過桃子，對桃子有一定的感性認識和情感基礎。

三、開展教學，逐步引導幼兒體驗生物進化的深層機制

【情境】多媒體播放“野外的桃林”： 一片桃林已有不少桃子成熟。其中一棵上，桃子一個挨著一個，非常誘人。其中一些已經泛紅，一股股桃子香味撲鼻而來。

1.精心觀察桃子的外部特征，讓幼兒理解大量的桃子對桃樹繁殖的意義

觀察前，我先拋出問題：大家數數看，有多少桃子在樹上？幼兒很快完成了任務。我接下來讓孩子們觀察：是不是每個桃子都是完好無損的？有沒有完好無損的桃子？那些被損壞的桃子是什么造成的？幼兒觀察一段時間后，我們就圍繞問題進行師幼對話。

師：有損壞的桃子嗎？

幼：有。

師：是誰損壞了桃子呢？

幼：蟲子，小鳥，小動物……

師：有沒有完好的桃子呢？

有：有。

最后，回到了核心問題上：這么多桃子對桃樹繁殖后代有什么用處呢？為了調動幼兒思維的積極性，我運用了反向啟發法：

師：野生狀態下，是不是一定有損壞的桃子呢？

幼：是。

師：是不是所有的桃子都被損壞了呢？

由于有了剛才的觀察經驗，幼兒回答說：不是的，會有桃子未被損壞的。

師：大量的桃子對桃樹繁殖有作用嗎？

幼：有。

啟發到這里，我做了小結：數量眾多的桃子可保證桃樹有完整的后代會長到成熟狀態，以便于繁殖。

2.通過體驗和想象，讓幼兒深入理解生物進化的深層次機制

第一步：體驗讓幼兒獲得感性知識。通過品嘗，讓幼兒知道成熟前桃肉是酸酸的，成熟后則比較甜；用牙齒咬桃核，桃核比較堅硬咬不開；品嘗里面的桃仁，知道桃仁是苦澀的。

第二步：讓幼兒設想自己就是小鳥或小動物，體悟小動物品嘗桃仁后的感受。

師：如果你是小熊，你嘗到酸酸的桃肉后會怎樣？

幼：不想吃下去。

幼：把它扔掉。

師：這對桃仁有沒有保護作用呢？

幼：有，扔掉后桃殼里面的部分就完好了。

師：如果小熊吃到桃仁，會是什么感受？

幼：苦澀的。（幼兒自己品嘗的經驗）

師：那它接下來會怎么做？

幼：不想吃。

幼：扔掉。

師：那對其他桃仁有沒有作用呢？

幼：小熊不愿再吃其他的桃仁。

篇6

關鍵詞：學前兒童；體能訓練；生物學；特征

中圖分類號：G613.7 文獻標識碼：B 收稿日期：2016-04-25

1.運動系統

（1）骨骼。兒童的骨骼正處于快速生長發育階段，軟骨組織成分較多，有機物質和水分較多，無機鹽少。在成年人的骨骼中無機物和有機物的比例為7∶3，而學前兒童的骨骼中無機物和有機物的百分比各半。兒童骨骼硬度小但彈性比較大，不易骨折但易于發生變形和彎曲。在發育過程中，如果矯正不及時，身體骨骼的大部位很容易變形。骨骼成分隨著年齡的不斷增長而發生變化。

（2）關節。對于學前兒童來說，其關節軟骨相對較厚，關節窩比較淺，韌帶以及關節囊的伸展性較大，但韌帶較薄且松弛。所以學前兒童的關節活動范圍較成年人更大，但牢固性較差，容易脫臼。

隨著年齡的增長，學前兒童骨骼肌 肉不斷發育，關節窩厚度逐漸增加，韌帶增厚，肌腱力量加強，關節的活動范圍逐漸縮小，近5歲時，肌肉水分減少，韌帶和肌肉力量增強，關節的穩定性也得到增強，因此兒童在體育練習的過程中要做到循序漸進。

（3）肌肉。人體的肌肉有很多種， 運動系統的肌肉是附于骨骼上的骨骼肌。骨骼肌受神經系統的支配，成為運動的動力。而對于學前兒童來說，幼兒肌肉嫩，蛋白質、無機鹽較少，水分較多，收縮能力較弱，動作力量和耐力不足，因而容易疲勞。隨著年齡的增長，肌肉內有機物增多，肌肉重量增加，肌肉力量相應增強，肌肉水分減少。學前兒童上下肢大肌肉群發育較小肌肉群要早，但是不易掌握精細的動作。所以，教師要根據學前兒童的肌肉、骨骼以及關節的特點指導他們進行鍛煉。發展學前兒童的肌肉力量是一個循序漸進的過程，千萬不可操之過急。

2.心血管系統和呼吸系統

心血管系統和呼吸系統是耐力素質訓練重要的生理基礎，所以適宜的耐力練習是提高心血管系統和呼吸系統水平的重要手段。在安排運動練習時，體育教師要善于根據動作的結構特點、動作節奏或用力情況，教會兒童在運動中調節呼吸，學會運動與呼吸相配合。由于無效腔的存在，在運動的過程中加大呼吸深度才能有效地提高肺通氣量，所以在運動中要讓孩子們學會深呼吸。同時深呼吸對心臟有良好的擠壓作用，有利于靜脈血回心。但是在運動練習的過程中要注意控制運動負荷，避免兒童長時間憋氣。

3.神經系統

神經系統是發育最早最快的器官，出生后的小兒脊髓反射的神經通路已經發育完全，在嬰兒期就可以形成簡單的暫時聯系；3～6歲大腦皮層各個區域之間增加了暫時聯系的可能性，分化水平大大提高；3歲時小腦發育基本上達到成人水平，能維持身體的平衡和動作的穩定性；6歲時條件反射的形成已比較穩定，形成動作技能的能力更大。神經系統對機體指揮能力的提高主要表現在機體的速度素質、動作的靈敏性以及身體的平衡性和協調性上。

（1）速度素質與神經系統的關系。速度素質與神經系統的發育程度有著密切的聯系。速度素質包括反應速度、動作速度和位移速度。反應速度的快慢主要取決于興奮通過反射弧所需要的時間（即反應時）的長短、中樞神經系統的機能狀態和運動條件反射的鞏固程度。反應時間是決定反應速度快慢的基礎，反應時間的長短主要取決于感受器的靈敏程度（興奮閾值的高低）、中樞延擱和效應器的興奮性。動作速度主要是由肌纖維類型的百分組成及面積、肌肉力量、肌肉組織的興奮性和運動條件反射的鞏固程度等因素所決定的。移動速度的主要影響因素是步長和步頻。移動速度主要取決于動作頻率，即單位時間內完成的動作周期數和每一個動作周期在特定運動方向上的位移幅度。這兩個因素狀況的改善以及它們之間的合理組合是提高移動速度的關鍵。

（2）身體的柔韌和協調性。神經系統對骨骼肌的調節能力，尤其是主動肌與對抗肌之間協調關系的改善，以及肌肉收縮與放松調節能力的提高，可以減少由于對抗肌緊張而產生的阻力，有利于增大運動幅度，提高柔韌素質。同時身體平衡性的練習有利于改善前庭器官的功能，改善神經系統對肌肉的調節作用。

參考文獻：

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關鍵詞：射頻識別；特征融合；生物特征；信息融合

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）19-4535-03

1 概述

隨著無限射頻識別技術（Radio Frequency Identification，簡稱RFID）的發展，融合生物特征的RFID識別手段已在自動身份識別領域得到了廣泛應用[1][2]。傳統的訪問控制系統通常使用密碼或非接觸IC卡，或使用生物特征識別如指紋、人臉等。但是，密碼容易遺忘，IC卡容易丟失且如果被人撿到容易被冒名頂替，如果使用單一的生物特征進行身份驗證，有時可能導致識別失效。因此，為了提高身份識別的精度和有效性，基于RFID設計了一種綜合多種生物特征信息于一體的智能身份識別系統模型。

2 系統模型

整個系統的工作過程描述如下：當一個人準備通過訪問控制系統時，他隨身攜帶的RFID卡首先會被掃描，ID信息首先進行入系統暫存，同時他還需要按指紋，另外視頻頭拍攝到他的人臉圖像將同時存儲于系統，系統會對人臉和指紋提取特征并進行融合，最后系統通過RFID卡的信息和融合的特征信息進行身份驗證。整個系統可以分為三個模塊：1） 信息獲取；2） 信息存儲；3） 信息處理及分析，系統結構如圖1所示。

圖1 系統結構框架

2.1 信息獲取

該模塊主要負責兩方面的工作。一方面是離線工作，即搜集原始數據信息包括RFID卡信息和持卡人的人臉圖像和指紋信息并將其存入數據庫；另一方面是在線工作，即識別階段即時讀取RFID卡中的信息和實時獲取持卡人的人臉圖像和指紋數據，以便與數據庫中的信息進行比對。該信息獲取模塊主要涉及的硬件設備有網絡視像機、指紋采集儀及RFID讀取設備。

2.2 信息存儲

該模塊涉及兩個數據庫。一個數據庫主要是存儲RFID卡內用戶信息和持卡人的人臉和指紋信息，這些信息是通過信息獲取模塊得到。另一個數據庫是存儲訪問日志信息，以便管理人員查詢相關訪問人的個人信息。該模塊涉及到的硬件是一臺高速運行、存儲容量大的數據庫服務器。

2.3 信息處理及分析

該模塊是整個系統的核心，它涉及RFID卡信息的處理、人臉及指紋特征提取及識別，其數據處理流程如圖2所示。

圖2 數據處理流程

3 關鍵技術

3.1 RFID數據讀取

具有RS232接口的RFID閱讀器與計算機相連，讀取RFID卡的信息。計算機與RFID閱讀器的通信及數據傳送過程如圖3所示。它分為三個步驟：1） 閱讀器（Reader）通過內置的天線發出一定頻率的射頻信號；2） 射頻標簽（Tag）進入到射頻信號的磁場范圍內時會產生感應電流而獲得能量，進而向閱讀器發出自身的編碼信息；3） 閱讀器將讀到的Tag信息傳送到計算機進行處理。

圖3 RFID數據采集

3.2 指紋識別技術

該技術主要涉及指紋圖像的獲取和特征提取。首先通過指紋采集儀獲取到持卡人的指紋紋信息，然后，通過圖像的預處理手段，使其更清晰，圖4給出了原始指紋圖像和預處理后的指紋圖像。緊接著進行特征提取，文中采用孟祥萍等[3]人提出的指紋紋線輪廓特征提取算法。在該算法里，利用Freeman鏈碼的導數來表示從指紋圖像中提取的紋線。

（a）原始指紋圖像 （b）預處理后的指紋

圖4 指紋圖像

3.3 人臉識別技術

該技術主要包含人臉檢測和人臉特征提取。人臉檢測采用文獻[4]提出的檢測方法；而人臉特征的提取則采用具有很強鑒別能力的LDA特征提取方法[5]，其核心思想就是從高維空間中提取最具分類能力的低維信息，使得在保證類間離散度最大的同時類內離散度最小。下面給出其具體方法：給定一個數據集[{xi}，i=1，2，…M]將它分成[n]類，類間離散度[Sb]和類內離散度[Sw]分別定義為：

[Sw=1Mi=1nk=1li（xik-ni）（xik-mi）T] （1）

[Sb=1Mi=1nli（mi-m0）（mi-m0）T] （2）

其中，[m0=1Mi=1Mxi ]，[mi=1lik=1lixik i=1，2，…，n]，[xik]表示第[i]類中的第[k]個訓練樣本，[li]表示第[i]類樣本數，則有[i=1nli=M]，[m0]表示所有訓練樣本的均值，[mi]表示第[i]類樣本的均值。定義總體離散度矩陣[St=Sw+Sb]，則得到準則函數為：

[Fμopt=μTSbμμTSwμ] （3）

通過尋求最佳投影方向[μ]，使得[Fμ]取最大值，最后將問題轉化為[Sbμi=λiSwμi]。假設[λi]為對應矩陣[S-1wSb]大于0的特征值，則所對應的特征向量[μi（i=1，2，…，n-1）]即為投影空間，構成[n-1]維矢量特征空間[W]，即[W={μ1，μ2，…μn-1}]。

3.4 特征信息融合

在本設計系統里，采用了兩類生物特征，為了更加準確和快速地對持卡人身份進行判別，文中采用了決策層融合的方式對人臉和指紋信息進行融合[6]，即針對兩類生物特征先分別進行處理和匹配，然后再對匹配結果進行決策融合后得到最終的識別結果。在決策層融合的過程中，采用了AND規則進行驗證，只有當兩種類型的特征同時被判定正確時，持卡用戶才能真正被接受。

4 系統仿真

使用Pentium（R） Dual-Core CPU T2500， 2.4GHz， 2G RAM，操作系統是window XP，開發工具是C#，后臺數據庫使用SQL Server 2008。整個系統主要由8個類構成：訪問控制類AccessControl，RFIDControl類，RFIDResultSet類，VideoControl類，FaceRecogntion類、FingerPrintRecognition類、RecordSave類和DecisionFusion類。AccessControl類是核心類，它控制RFID信息的讀取、視頻圖像的獲取、人臉檢測和信息存儲；RFIDControl類主要對RFID信息進行讀取，它包括ReadCard（），HandleCard（）等方法；FaceRecogntion類主要進行人臉特征的提取和識別。RecordSave類用來存儲日志信息；DecisionFusion類是決策融合類。整個系統仿真結果界面如圖5（a）和（b），其中圖（a）是待識別持卡人通過驗證后得到的個人資料基本信息，（b）圖是未通過驗證，因為沒有其相應的資料。

（a）驗證通過 （b）驗證未通過

圖5 系統仿真結果

5 結論

本文結合RFID技術和多模態生物特征設計并初步實現了一個身份驗證系統。該系統模型可以用于實際的自動智能監控，在海關、機場、大型商場的出入口具有很大的商業和實際應用價值，它對降低社會犯罪率，保護企業、政府部門的利益等有重要意義。

參考文獻：

[1] 吳元，劉決仕.結合人臉識別的RFID 身份驗證系統研究與實現[J].計算機工程與應用，2009，45（4）：242-248.

[2] Lokhande P，Kotkar D，Nikam bined RFD-Biometric based MIS for student information.[J].International Journal of Engineering Trends and Technology，2013，4（3）：307-310.

[3] 孟祥萍，武增光，趙玉蘭.基于紋理結構的指紋識別算法[J].計算機工程與設計，2009，30（13）：3136-3138.

[4] 黃榮兵，梁幗英，杜明輝.復雜背景下基于模糊集的快速人臉檢測[J].計算機工程與設計，2008，29（3）：690-693.

篇8

摘要：分析了黃土剖面中緩效鉀的生物-地球化學特征，認為黃土-古土壤序列中緩效鉀的形成既受到地質大循環的控制，又受到了地區生物小循環的影響作用；通過對磁化率與緩效鉀的含量進行相關分析，結果表明緩效鉀的形成與東亞古夏季風變化有密切關系，比傳統的替代性指標磁化率更能反映古氣候環境變化過程中次一級的氣候波動事件，是一種新的反映東亞夏季風變化的替代性指標。

關鍵詞：緩效鉀；磁化率；夏季風變化；古氣候環境

1672-1683（2010）06-0018-03

Characteristics of Slowly Available K Biogeochemistry in the Loess Section and its Paleoclimatic Environment Significance

WU Li-jie，SHI Jian-sheng，YE Hao，BI Zhi-wEi，SUN Yan-min，GUO Jiao，DONG Qiu-yao

(The Institute of Hydrogeology and Environmental Geology，CAGS，Shijiazhuang 050061，China)

Abstract:This paper by analyzing characteristics of slowly available K biogeochemistry in the loess section，considers that the formation of slowly available K in the loess-paleosol sequence is not only controlled by geological cycle，but affected by biological cycle.The correlation of both susceptibility and the content of slowly available K indicate that the formation of slowly available K in the loess is affinitive to the change of the East Asian summer monsoon.Contrasting with traditional substitute index(as soil susceptibility)，slowly available K，which could be able to reflect the more minute fluctuation affair of the paleoclimate，is a new substitute index reflecting the change of the East Asian summer monsoon.

Key words: slowly available K;susceptibility;summer monsoon;the paleoclimate environment

我國西北的黃土是重建第四紀古氣候古環境演化歷史的理想的信息載體之一，它完整地記錄了約260萬年的古氣候信息［1］。迄今為止，研究者建立了許多的古氣候環境變化的替代性指標，如磁化率［2］、粒度［3］、碳酸鈣［4］和高溫燒失量［5］等，并通過這些環境替代性指標對黃土與古氣候環境變化進行了深入的研究與報道、取得了非凡的成就。

以往的研究成果主要集中在黃土-古土壤序列的物理或化學方面，較少涉及到生物地球化學領域。鉀素屬于大量營養元素，作物需要的量大，是黃土中具有鮮明的生物活動特征的元素，不僅在黃土搬運堆積初期受到地質大循環的影響，而且積極參與了后期的生物地球化學成壤過程。如，饒文波研究認為速效鉀可以表征YYT事件在黃土中的記錄［6］。除此之外，關于黃土剖面中鉀素形態以及對古氣候變化指示意義的研究很少。因此，嘗試著開展黃土中緩效鉀的生物地球化學特征研究是一項對研究古氣候環境變化很有意義的工作。

1 研究材料與方法

采樣剖面位于隴東黃土高原地區長武塬將軍村附近（N35°17′，E107°38′），采樣剖面厚度約為544 m（表1）。本次采樣工作主要以2 cm的間距在剖面上進行高密度采樣，共采集210個樣本，待樣品在自然條件下風干后進行實驗。

黃土剖面中緩效鉀測定法參照執行NY/T 889-2004；磁化率參數采用Barington MS2磁化儀進行低頻質量磁化率的測定，每一個樣品測量6次，取其平均值。

2.1 土壤中緩效鉀的生物-地球化學特征

土壤中鉀素根據化學形態可分為水溶性鉀、交換性鉀、非交換性鉀和結構鉀；根據對植物的有效性分為速效鉀（水溶性鉀和交換性鉀）、緩效鉀（非交換性鉀）和無效鉀（結構鉀）［7］。土壤中緩效鉀（非交換性鉀）指鑲嵌在某些2∶1型黏土礦物（如伊利石、蒙脫石、蛭石和流泥石等）結晶層之間所固定的鉀，緩慢地被釋放到土壤溶液中［8］。無效鉀可以經過緩慢風化轉化為緩效鉀，緩效鉀經過風化可以轉變為速效鉀，速效鉀可以直接被植物吸收利用。從各鉀素在土壤中含量來看，無效鉀緩效鉀＞速效鉀［7］；從其對作物有效性來看，速效鉀＞緩效鉀無效鉀［7］。

2.2 黃土剖面中緩效鉀的古氣候指示意義

黃土-古土壤中鉀素來源單一，鉀源應來源于黃土母質——風塵的堆積，鉀匯在于鉀素的經風化侵蝕、徑流流失或者生物系統內流轉與遷出。因此，黃土體系與其他體系之間鉀素的循環交換機理相對較為簡單，而鉀素在黃土體系內部的生物地球化學轉化、分異、遷出和循環顯得復雜得多。

緩效鉀的生物-地球化學特征決定了其在黃土剖面中含量的分布變化主要受到風化成壤以及生物作用有關。在冬季風較強的堆積期，黃土受到外界環境干擾以及生物作用較弱，無效鉀難以經過有效的風化作用大量地轉化為緩效鉀（黃土剖面上無效鉀約占全鉀的94％，是緩效鉀的最主要來源），不利于緩效鉀的形成，其含量會較低。然而，在夏季風較強的成壤期，黃土受到外界環境的強烈風化作用有利于無效鉀向著緩效鉀的轉變；當然，也有利于緩效鉀向速效鉀轉化、從而引起速效鉀被植物吸收利用或流失，土壤中速效鉀的減少促進了化學平衡向著更多的緩效鉀和速效鉀的形成，由于速效鉀含量不足緩效鉀含量的1/10（約占784％），并且極易流失，對于環境變化的信息應更多地保存在較為穩定的緩效鉀中。因此，可以認為黃土剖面中緩效鉀的含量與分布主要是受到東亞季風氣候的影響，能夠反映古氣候環境變遷。

2.3 黃土剖面中緩效鉀的古氣候信息記錄

2.3.1 黃土剖面中緩效鉀的含量與分布特征

整個黃土剖面上緩效鉀的平均含量約為1 166 ppm，變化范圍為743～1 800 ppm。緩效鉀的最低含量發現存在于黃土層L.1，其值約為743 ppm，該黃土層中緩效鉀平均含量約為946 ppm；最高含量的緩效鉀出現在古土壤層S.0(黑壚土層)，為1 800 ppm，該古土壤層中緩效鉀的平均含量約為1 483 ppm（表2）。其他過渡性土壤層中緩效鉀含量變化都在其間；總體特征是古土壤中緩效鉀含量要比黃土層中緩效鉀含量要高。這也說明，緩效鉀的含量與分布特點應該與黃土剖面上古土壤的發育形成過程有密切關系。

表2 黃土剖面中緩效鉀的含量與分布Table 2 The content and distribution of slowly available K in the loess section

地 層

緩效鉀含量/ppm最大值最小值平均值

表土耕作層(TS)1 5521 3861 503

現代黃土(L.0)1 5851 3611 465

古土壤(S.0)1 8001 2001 483

過渡性古土壤（S.0-1）1 2508311 003

過渡性黃土（L.1-0）1 019843932

黃土（L.1）1 139743946

過渡性古土壤（S.1-0）1 4591 0421 2652.3.2 黃土剖面中緩效鉀與磁化率的關系

黃土－古土壤序列的磁化率是公認地［2］反映東亞古夏季風變化的良好替代性指標（主要反映黃土-古土壤序列的成壤強弱程度）。通過對黃土剖面中磁化率與緩效鉀的含量進行相關性分析（圖1）表明，緩效鉀的含量與磁化率有非常顯著性的高度相關性（r2=0629 4，P＜001），說明了緩效鉀的形成與黃土風化成壤作用密切相關，其形成過程應受到了黃土-古土壤的成壤作用，是能夠反映東亞古夏季風變化的。圖1 黃土剖面中磁化率與緩效鉀含量的相關性分析

Fig.1 The correlation discussion of the susceptibility and content of slowly available K in the loess section

2.3.3 黃土剖面中緩效鉀的古氣候信息記錄

由于緩效鉀所具有的生物－地球化學特征，不僅受到風化成壤作用，而且積極參與到生物活動中。其堆積與形成既受到地質大循環的控制（風塵堆積），更受到了區域生物小循環的影響作用（鉀素是重要的生源元素）。緩效鉀應比磁化率（僅反映成壤的強弱程度）更能體現古氣候環境的變遷。

磁化率與緩效鉀的含量所繪制的環境圖譜（圖2）表明，兩個替代性指標的峰谷波動變化具有高度地一致性，高值代表著古土壤發育，低值為黃土堆積；然而，在次一級的氣候波動事件上，磁化率對古氣候信息的反映表現得遠不如緩效鉀真實和細致，緩效鉀的含量表現出頻繁地波動變化。這也說明，緩效鉀作為新的東亞夏季風的環境替代性指標確實要比傳統的磁化率具有明顯的優越性，分辨率更高。

通過緩效鉀環境圖譜（圖2）所反映的氣候波動變化，可以認為：晚更新世末期以來（剖面底部光釋光測年約為35萬年），隴東長武塬地區的古氣候環境變化大致地經歷了較溫濕干冷暖濕較暖濕。無論在干冷期間還是暖濕期間，緩效鉀充分地指示了夏季風與冬季風之間仍然產生過頻繁地交替與轉變。

圖2 黃土剖面上磁化率與緩效鉀變化

Fig.2 The change of the susceptibility and content of slowly available K in the loess section

3 結論

緩效鉀所具有的生物-地球化學特征決定了其在參與地質大循環和生物小循環過程中，記錄了我國西北黃土地區的東亞古夏季風變化的豐富信息。與磁化率相比，緩效鉀對古氣候環境變化更為敏感與真實，是一種分辨率更高的夏季風變化的環境替代性指標。

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篇9

課前先展示一些幻燈片，如機器人足球賽，人機交流對話活動等，讓學生在活躍的氛圍中感受知識，讓學生發表自己的看法。有的學生說能生長的是生物，能自主運動的是生物，那樹木花草不能運動就不是生物嗎？那么，有什么樣的特征才算是生物呢？

讓學生自主學習15分鐘，分析總結生物有哪些特征？然后教師在黑板上用表格的形式在黑板上寫出生物的特征，然后進行詳細的講解。第一特征是生物的生活需要營養，二是生物能進行呼吸，三是生物能排出體內的廢物，四是生物對外界刺激性能作出反應，五是生物能生長和繁殖，六是生物都是有遺傳和變異的特征。

學生看完書后，再做詳細地講述。第一是生物的生活需要營養。生活中可有很多的例子，如植物生長需要陽光、水、無機鹽等，沒有陽光植物就會生長不良，甚至不能生存。展示一些生活的例子，如大棚種植蔬菜，為什么要蓋上薄膜？花很多的錢做成溫室，營造一個很好的環境，比如恒溫，保持一定的水分，施以足量的氮肥、磷肥、鉀肥和一些有機肥，讓植物首先有一個很好能進行光合作用的條件，有足夠的葉子，這樣才能為植物更好的生長創造有利的條件。再如人每天要吃各種營養物質，用來補充能量。如果沒有水，人最多只能活七天左右就會死亡。由此可見，生物的生活是必須需要營養來維持的。

第二就是生物要進行呼吸，而呼吸需要氧氣，沒有氧氣生物不能生存。對于生物生活為什么需要氧氣，可以作一個簡單的了解。對于人來說，每個運動，哪怕就是動一下眼睛，心臟跳動一下，每一個肌肉動一下，都是需要能量的，而這些能量，就是生物通過呼吸作用，將體內的有機物在人體的一種特殊的催化劑的作用下氧氣的被氧化所釋放的能量。

第三就是生物能排出體內的廢物，比如動物出汗、排尿等行為都是為排出體內的廢物，有利于生長。為什么動物會出汗，這有什么作用呢？其實出汗直接的作用就是散熱，其次是排出多余的水和無機鹽，所以人體排出的汗是咸的就是這個原因。人體的鹽的濃度保持百分之零點九是最適合的，高了或低了都會影響到人的正常功能，所以當體內鹽的濃度高于百分之零點九時就會表現口渴，于是人就想到補充水分。再比如體內鉀肥濃度高了或低了就會影響到心臟的正常跳動，所以人體內的水或無機含量多了少了都會影響到人的正常生命活動，人是這樣其他生物也是這樣，只是排出廢物的方式不一樣。

第四是生物對外界的刺激能作出反應。如遠離敵人，就連植物都有反應，如食人花、癢癢樹對外界的輕微刺激都會有反應，這實際上是生物的一種保護性反應。對于人類而言，這種表現是最高級的，人類有了區別于其他生物特殊語言中樞，能夠以語言來進行交流。對種種刺激作出反應也是一種保護，比如針刺到你的手。別人踩到你，你也會作出保護的反應。人在做手術時打麻藥，其實就是對痛覺暫時失去功能，才能在讓你不知痛的情況下為你做手術，否

則就會讓非常的痛，雖然歷史上有關公骨療毒故事傳說，但那畢竟是特殊的情況。自然界中有很多的這樣的例子，所以說生物對外界的刺激是能作出反應的。

第五是生物能生長和繁殖，任何生物都有這項功能，這是一種生物能存在的必然行為。只是有的方式很復雜，有的簡單，有管怎樣都要生長和繁殖。任何生物都是由小到大的生長過程，而種族的延緩是必須的。如破殼而出的幼雞長成大雞，蘑菇的生長都是由小到大的過程。

第六是生物都是有遺傳和變異的特征的。每種生物種族的延續，就是生物的普遍有的遺傳現象;而生物總是不斷的進化，物種的優勝劣汰，又是生物的變異現象。有了變異，生物界才有不斷的更新，也才有更大的活力。如水稻品種的不斷進化，有了雜交水稻，解決了中國人民吃飯的問題，有了進化才能不斷地有新品種的出

現，才有了豐富多彩的生物世界。

再看看珊瑚幻燈片，珊瑚蟲體積非常小，口周圍有很多的小觸手，用來捕食海洋中的微小生物，他們大多是群居生活，死后的外殼堆積在一起，日積月累，形成珊瑚進而形成珊瑚礁，珊瑚蟲與藻類植物生活在一起，其排出的廢物成為藻類植物的肥料，藻類植物為珊瑚蟲提供營養，這一系列活動中生物就只有珊瑚蟲與藻類植物，珊瑚則不是生物。

篇10

苦白蹄〔Laricifomesofficinalis(Vill.exFr.)KotlabaetPouzar〕(別名藥用擬層孔菌、奎寧菌、落葉松層孔菌)廣泛分布于北溫帶。在俄羅斯和中國危害落葉松(Larixspp.),引起落葉松立木和木材的褐色腐朽。在歐洲和美洲,還可危害冷杉(Abeis)、云杉(Picea)和多種松樹(Pinus)〔1,2〕。該菌在前蘇聯民間用于治療胃病,甚有特效。

在歐洲和日本,可治療腹痛、感冒、肺結核盜汗、毒蛇咬傷、慢性支氣管炎等,有的作茶飲用。近年來報道,該菌具有抗癌作用〔3,4〕。

對該菌的分類位置,有過幾次報道,但對該菌的生物學特性的研究報道甚少,為了進一步開發利用該菌種和防治該菌引起的病害,對其生物學特性進行了研究。

1材料

1.1菌種來源采自大興安嶺落葉松立木上的苦白蹄子實體,經鑒定為苦白蹄。

1.2菌種純化

在無菌操作條件下,切取菌體內部黃豆粒大小菌肉組織接種于PDA培養基上,25e培養5d后,從菌落邊緣挑取菌絲再轉管,反復3次,可獲純菌

2實驗方法和結果

2.1不同培養基對菌絲生長的影響配制4種適于真菌生長的培養基,培養基種類及配方見表1,分別接種同質等量菌絲放于25e溫箱中培養,每24h測量一次,并記錄(見表2),且根據每日記錄結果繪制菌絲生長曲線圖(見圖1)。由以上結果可以看出,苦白蹄可以在上述四種培養基上生長,但以PDA、落PDA生長較好,PDA培養基上日均生長量為0.7mm,落PDA培養基上日均生長量為0.9mm。在麥芽糖培養基上生長比較稀疏。

2.2不同溫度對菌絲生長的影響將菌種接于培養皿中PDA培養基上,在不同溫度條件下避光培養,設5、10、15、20、25、30°6個梯度,每梯度3個重復,每24h測量一次,并記錄(見表3),且根據每日記錄結果繪制生長曲線圖(見圖2)。從以上結果可以看出,苦白蹄可以在10~30e培養基上生長,但以20e和25e生長較好,菌絲致密,日均生長量分別為1.6mm和1.5mm,說明此菌為喜溫菌。

2.3光照對菌絲生長的影響將接種的培養基分別置于有光、半光、無光的條件下,溫度均為25°,每24h測量一次,并記錄(見表4、圖3)。從以上結果可以看出,苦白蹄在全光、半光、無光條件下均可生長,但以無光條件下生長最佳,無光培養基上日均生長量為0.9mm。

2.4不同pH值對菌絲生長的影響

2.4.1緩沖液的配制先配制0.2mol/LNa2HPO3#2H2O和0.1mol/L檸檬酸,用二者適量混合配成3、4、5、6、7、8等6個pH值梯度。

2.4.2落PDA培養基做好后,用HCl和NaOH溶液把pH值調至7。

2.4.3將上述緩沖液和培養基高壓滅菌。

2.4.4在無菌條件下倒平板后,立即用一膠頭滴管吸1ml對應緩沖液滴入其中,輕輕搖勻,靜置冷卻。

2.4.5接種,每梯度3個重復,每24h測量一次,并記錄(見表5)。由上述實驗結果可以看出,在pH3~8的條件下,菌絲均可以生長,但以pH3~6生長較好,日均生長量均為1.0mm。說明此菌對pH值的要求不嚴格,在各種pH值下差別不大。

2.5不同C源對菌絲生長的影響

在下面的各項試驗中,均用Lilly和Barnett半組合培養基〔5,6〕。培養基配方見表6。將表6中列出的C源和維生素在距離紫外燈下8cm處鋪成薄層,用紫外燈照射60min滅菌,維生素滅菌后配成原液使用。磷酸鹽用200ml蒸餾水溶解后高壓滅菌。其它物質溶入800ml蒸餾水中高壓滅菌,最后這些成分在無菌的條件下混合。培養基滅菌后,用1mol/L的鹽酸和1mol/L的NaOH調節pH值至6。在半組合培養基中,固定N源(天冬素),分別以不同C源進行培養,每種處理3個重復,每隔24h測量一次菌絲生長半徑,并記錄(見表7)。由上述結果表明,該菌對C源的要求并不十分嚴格,除乳糖、麥芽糖以外,生長均較好,但以萄萄糖、果糖最佳。

2.6不同N源對菌絲生長的影響

固定C源(萄萄糖),分別用不同的N源進行培養,基本方法同上,每24h測量一次,并記錄。結果見表8。由上述結果表明,該菌對N源的要求不嚴格,其中以甘氨酸生長較佳,可作為其生長的最佳N源。

2.7微量元素對菌絲生長的影響

在C、N源(葡萄糖和酒石酸胺)固定下,分別缺少鉀、鎂、鐵、鋅、錳離子,然后與正常生長的對照菌落進行比較(見表9)。從表9中看出,缺K+及Mg2+生長較差,說明該菌對K+、Mg2+等的要求比較嚴格。

2.8維生素VB1對菌絲生長的影響

由上述結果表明,維生素VB1對該菌生長影響不大,有維生素VB1生長較好。

3結論

3.1苦白蹄在落PDA培養基上生長最佳。

3.2苦白蹄在10~30e都能生長,在此溫度區間中生長量與溫度成正比,最適溫度為20e。

3.3光照對苦白蹄生長影響極大,生長量與光量成反比,無光時生長最快。

3.4此菌在pH3~8均能生長,最適生長pH值為3~4。

3.5在庶糖、麥芽糖、葡萄糖、乳糖、果糖、無糖的基質上培養,除乳糖、麥芽糖生長較差外,其余生長較好,最佳C源是葡萄糖。

3.6在所實驗的N源上均生長較好,最佳N源為甘氨酸。