高中的高三階段生物學(xué)知識點
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高中的高三階段生物學(xué)知識點1
發(fā)酵工程的概念和內(nèi)容
發(fā)酵工程是指采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)。發(fā)酵工程的內(nèi)容包括菌種的選育、培養(yǎng)基的配制、滅菌、擴大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵過程和產(chǎn)品的分離提純等方面。
(1)“發(fā)酵”有“微生物生理學(xué)嚴格定義的發(fā)酵”和“工業(yè)發(fā)酵”，詞條“發(fā)酵工程”中的“發(fā)酵”應(yīng)該是“工業(yè)發(fā)酵”。
(2)工業(yè)生產(chǎn)上通過“工業(yè)發(fā)酵”來加工或制作產(chǎn)品，其對應(yīng)的加工或制作工藝被稱為“發(fā)酵工藝”。為實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，就必須解決實現(xiàn)這些工藝(發(fā)酵工藝)的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、設(shè)備和過程控制的工程學(xué)的問題，因此，就有了“發(fā)酵工程”。
(3)發(fā)酵工程是用來解決按發(fā)酵工藝進行工業(yè)化生產(chǎn)的工程學(xué)問題的學(xué)科。發(fā)酵工程從工程學(xué)的角度把實現(xiàn)發(fā)酵工藝的發(fā)酵工業(yè)過程分為菌種、發(fā)酵和提煉(包括廢水處理)等三個階段，這三個階段都有各自的工程學(xué)問題，一般分別把它們稱為發(fā)酵工程的上游、中游和下游工程。
(4)微生物是發(fā)酵工程的靈魂。近年來，對于發(fā)酵工程的生物學(xué)屬性的認識愈益明朗化，發(fā)酵工程正在走近科學(xué)。
(5)發(fā)酵工程最基本的原理是發(fā)酵工程的生物學(xué)原理。
(6)發(fā)酵工程有三個發(fā)展階段。
現(xiàn)代意義上的發(fā)酵工程是一個由多學(xué)科交叉、融合而形成的技術(shù)性和應(yīng)用性較強的開放性的學(xué)科。發(fā)酵工程經(jīng)歷了“農(nóng)產(chǎn)手工加工——近代發(fā)酵工程——現(xiàn)代發(fā)酵工程”三個發(fā)展階段。
發(fā)酵工程發(fā)源于家庭或作坊式的發(fā)酵制作(農(nóng)產(chǎn)手工加工)，后來借鑒于化學(xué)工程實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)(近代發(fā)酵工程)，最后返璞歸真以微生物生命活動為中心研究、設(shè)計和指導(dǎo)工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)(現(xiàn)代發(fā)酵工程)，跨入生物工程的行列。
原始的手工作坊式的發(fā)酵制作憑借祖先傳下來的技巧和經(jīng)驗生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品，體力勞動繁重，生產(chǎn)規(guī)模受到限制，難以實現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)。于是，發(fā)酵界的前人首先求教于化學(xué)和化學(xué)工程，向農(nóng)業(yè)化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)習(xí)，對發(fā)酵生產(chǎn)工藝進行了規(guī)范，用泵和管道等輸送方式替代了肩挑手提的人力搬運，以機器生產(chǎn)代替了手工操作，把作坊式的發(fā)酵生產(chǎn)成功地推上了工業(yè)化生產(chǎn)的水平。發(fā)酵生產(chǎn)與化學(xué)和化學(xué)工程的結(jié)合促成了發(fā)酵生產(chǎn)的第一次飛躍。
通過發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)的幾十年實踐，人們逐步認識到發(fā)酵工業(yè)過程是一個隨著時間變化的(時變的)、非線性的、多變量輸入和輸出的動態(tài)的生物學(xué)過程，按照化學(xué)工程的模式來處理發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)(特別是大規(guī)模生產(chǎn))的問題，往往難以收到預(yù)期的效果。從化學(xué)工程的角度來看，發(fā)酵罐也就是生產(chǎn)原料發(fā)酵的反應(yīng)器，發(fā)酵罐中培養(yǎng)的微生物細胞只是一種催化劑，按化學(xué)工程的正統(tǒng)思維，微生物當(dāng)然難以發(fā)揮其生命特有的生產(chǎn)潛力。于是，追溯到作坊式的發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)的生物學(xué)內(nèi)核(微生物)，返璞歸真而對發(fā)酵工程的屬性有了新的認識。發(fā)酵工程的生物學(xué)屬性的認定，使發(fā)酵工程的發(fā)展有了明確的方向，發(fā)酵工程進入了生物工程的范疇。
發(fā)酵工程是指采用工程技術(shù)手段，利用生物(主要是微生物)和有活性的離體酶的某些功能，為人類生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品，或直接用微生物參與控制某些工業(yè)生產(chǎn)過程的一種技術(shù)。人們熟知的利用酵母菌發(fā)酵制造啤酒、果酒、工業(yè)酒精，乳酸菌發(fā)酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大規(guī)模生產(chǎn)青霉素等都是這方面的例子。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，發(fā)酵技術(shù)也有了很大的發(fā)展，并且已經(jīng)進入能夠人為控制和改造微生物，使這些微生物為人類生產(chǎn)產(chǎn)品的現(xiàn)代發(fā)酵工程階段?，F(xiàn)代發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的一個重要組成部分，具有廣闊的應(yīng)用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌種并且提高其產(chǎn)量;利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)藥品，如人的胰島素、干擾素和生長激素等。
已經(jīng)從過去簡單的生產(chǎn)酒精類飲料、生產(chǎn)醋酸和發(fā)酵面包發(fā)展到今天成為生物工程的一個極其重要的分支，成為一個包括了微生物學(xué)、化學(xué)工程、基因工程、細胞工程、機械工程和計算機軟硬件工程的一個多學(xué)科工程?，F(xiàn)代發(fā)酵工程不但生產(chǎn)酒精類飲料、醋酸和面包，而且生產(chǎn)胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫(yī)療保健藥物，生產(chǎn)天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農(nóng)用生產(chǎn)資料，在化學(xué)工業(yè)上生產(chǎn)氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細胞蛋白等。
從廣義上講，發(fā)酵工程由三部分組成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括優(yōu)良種株的選育，最適發(fā)酵條件(pH、溫度、溶氧和營養(yǎng)組成)的確定，營養(yǎng)物的準備等。中游工程主要指在最適發(fā)酵條件下，發(fā)酵罐中大量培養(yǎng)細胞和生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的工藝技術(shù)。這里要有嚴格的無菌生長環(huán)境，包括發(fā)酵開始前采用高溫高壓對發(fā)酵原料和發(fā)酵罐以及各種連接管道進行滅菌的技術(shù);在發(fā)酵過程中不斷向發(fā)酵罐中通入干燥無菌空氣的空氣過濾技術(shù);在發(fā)酵過程中根據(jù)細胞生長要求控制加料速度的計算機控制技術(shù);還有種子培養(yǎng)和生產(chǎn)培養(yǎng)的不同的工藝技術(shù)。此外，根據(jù)不同的需要，發(fā)酵工藝上還分類批量發(fā)酵：即一次投料發(fā)酵;流加批量發(fā)酵：即在一次投料發(fā)酵的基礎(chǔ)上，流加一定量的營養(yǎng)，使細胞進一步的生長，或得到更多的代謝產(chǎn)物;連續(xù)發(fā)酵：不斷地流加營養(yǎng)，并不斷地取出發(fā)酵液。在進行任何大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵前，必須在實驗室規(guī)模的小發(fā)酵罐進行大量的實驗，得到產(chǎn)物形成的動力學(xué)模型，并根據(jù)這個模型設(shè)計中試的發(fā)酵要求，最后從中試數(shù)據(jù)再設(shè)計更大規(guī)模生產(chǎn)的動力學(xué)模型。由于生物反應(yīng)的復(fù)雜性，在從實驗室到中試，從中試到大規(guī)模生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)許多問題，這就是發(fā)酵工程工藝放大問題。下游工程指從發(fā)酵液中分離和純化產(chǎn)品的技術(shù)：包括固液分離技術(shù)(離心分離，過濾分離，沉淀分離等工藝)，細胞破壁技術(shù)(超聲、高壓剪切、滲透壓、表面活性劑和溶壁酶等)，蛋白質(zhì)純化技術(shù)(沉淀法、色譜分離法和超濾法等)，最后還有產(chǎn)品的包裝處理技術(shù)(真空干燥和冰凍干事燥等)。此外，在生產(chǎn)藥物和食品的發(fā)酵工業(yè)中，需要嚴格遵守美國聯(lián)邦食品和藥物管理局所公布的cGMPs的規(guī)定，并要定時接受有關(guān)_的檢查監(jiān)督。
發(fā)酵工程的發(fā)展簡史
20世紀20年代的酒精、甘油和丙酮等發(fā)酵工程，屬于厭氧發(fā)酵。從那時起，發(fā)酵工程又經(jīng)歷了幾次重大的轉(zhuǎn)折，在不斷地發(fā)展和完善。
20世紀40年代初，隨著青霉素的發(fā)現(xiàn)，抗生素發(fā)酵工業(yè)逐漸興起。由于青霉素產(chǎn)生菌是需氧型的，微生物學(xué)家就在厭氧發(fā)酵技術(shù)的基礎(chǔ)上，成功地引進了通氣攪拌和一整套無菌技術(shù)，建立了深層通氣發(fā)酵技術(shù)。它大大促進了發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展，使有機酸、微生素、激素等都可以用發(fā)酵法大規(guī)模生產(chǎn)。
1957年，日本用微生物生產(chǎn)谷氨酸成功，如今20種氨基酸都可以用發(fā)酵法生產(chǎn)。氨基酸發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展，是建立在代謝控制發(fā)酵新技術(shù)的基礎(chǔ)上的?？茖W(xué)家在深入研究微生物代謝途徑的基礎(chǔ)上，通過對微生物進行人工誘變，先得到適合于生產(chǎn)某種產(chǎn)品的突變類型，再在人工控制的條件下培養(yǎng)，就大量產(chǎn)生人們所需要的物質(zhì)。目前，代謝控制發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)與核苷酸、有機酸和部分抗生素等的生產(chǎn)中。
20世紀70年代以后，基因工程、細胞工程等生物工程技術(shù)的開發(fā)，使發(fā)酵工程進入了定向育種的新階段，新產(chǎn)品層出不窮。
20世紀80年代以來，隨著學(xué)科之間的不斷交叉和滲透，微生物學(xué)家開始用數(shù)學(xué)、動力學(xué)、化工工程原理、計算機技術(shù)對發(fā)酵過程進行綜合研究，使得對發(fā)酵過程的控制更為合理。在一些國家，已經(jīng)能夠自動記錄和自動控制發(fā)酵過程的全部參數(shù)，明顯提高了生產(chǎn)效率。
高中的高三階段生物學(xué)知識點2
1.使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸饬x的部分
2.能量在2個營養(yǎng)級上傳遞效率在10%—20%
3.單向流動逐級遞減
4.真菌PH5.0—6.0細菌PH6.5—7.5放線菌PH7.5—8.5
5.物質(zhì)作為能量的載體使能量沿食物鏈食物網(wǎng)流動
6.物質(zhì)可以循環(huán)，能量不可以循環(huán)
7.河流受污染后，能夠通過物理沉降化學(xué)分解微生物分解，很快消除污染
8.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)的成分+食物鏈食物網(wǎng)
9.淋巴因子的成分是糖蛋白;病毒衣殼的是1—6多肽分子個;原核細胞的細胞壁：肽聚糖
10.過敏：抗體吸附在皮膚，黏膜，血液中的某些細胞表面，再次進入人體后使細胞釋放組織胺等物質(zhì)。
11.生產(chǎn)者所固定的太陽能總量為流入該食物鏈的總能量
12.效應(yīng)B細胞沒有識別功能
13.萌發(fā)時吸水多少看蛋白質(zhì)多少
大豆油根瘤菌不用氮肥;脫氨基主要在肝臟但也可以在其他細胞內(nèi)進行
14.水腫：組織液濃度高于血液
15.尿素是有機物，氨基酸完全氧化分解時產(chǎn)生有機物
16.是否需要轉(zhuǎn)氨基是看身體需不需要
17.藍藻：原核生物，無質(zhì)粒;酵母菌：真核生物，有質(zhì)粒;高爾基體合成纖維素等
tRNA含CHONPS
18.生物導(dǎo)彈是單克隆抗體是蛋白質(zhì)
19.淋巴因子：白細胞介素
20.原腸胚的形成與囊胚的分裂和分化有關(guān)
21.受精卵—卵裂—囊胚—原腸胚
22.高度分化的細胞一般不增殖。例如：腎細胞
有分裂能力并不斷增的：干細胞、形成層細胞、生發(fā)層
無分裂能力的：紅細胞、篩管細胞(無細胞核)、神經(jīng)細胞、骨細胞
23.檢測被標記的氨基酸，一般在有蛋白質(zhì)的地方都能找到，但最先在核糖體處發(fā)現(xiàn)放射性
24.能進行光合作用的細胞不一定有葉綠體
自養(yǎng)生物不一定是植物(例如：硝化細菌、綠硫細菌和藍藻)
25.除基因突變外其他基因型的改變一般最可能發(fā)生在減數(shù)分裂時(象交叉互換在減數(shù)第一次分裂時，染色體自由組合)
高中的高三階段生物學(xué)知識點3
名詞：
1生物凈化：生物體通過吸收分解及轉(zhuǎn)化作用，使生態(tài)環(huán)境中污染物濃度降低或消失的過程。
語句：
1、我國防治環(huán)境污染的對策：加強法律意識，依法保護環(huán)境;增強人們的環(huán)保意識;利用高科技進行防治;把生物科學(xué)應(yīng)用于環(huán)境保護中。
2、在生物凈化中綠色植物和微生物起著重要作用
3、綠色植物的凈化作用：①吸收有害氣體：柳杉林每月可以吸收二氧化硫60kg②吸附粉塵：1hm2的山毛櫸樹林，一年之內(nèi)吸附的粉塵就有68t之多。③殺滅細菌：有些植物能分泌強大的抗生素，如懸鈴木、橙、圓柏、等植物，都有較強的殺菌力。4微生物的凈化作用：①自然界中的微生物的凈化作用：a、較易分解---糞便;b.較難分解：纖維素和農(nóng)藥;c、不分解：塑料和尼龍。②利用微生物凈化污水。