高三生物知識點(diǎn)(集錦15篇)
在學(xué)習中,大家都沒(méi)少背知識點(diǎn)吧?知識點(diǎn)是指某個(gè)模塊知識的重點(diǎn)、核心內容、關(guān)鍵部分。為了幫助大家更高效的學(xué)習,以下是小編收集整理的高三生物知識點(diǎn),僅供參考,歡迎大家閱讀。
高三生物知識點(diǎn)1
1、糖類(lèi):
、賳翁牵浩咸烟、果糖、核糖、脫氧核糖
、诙牵蝴溠刻、蔗糖、乳糖
、鄱嗵牵旱矸酆屠w維素(植物細胞)、糖原(動(dòng)物細胞)
脂肪:儲能;保溫;緩沖;減壓
2、脂質(zhì):磷脂:生物膜重要成分
膽固醇
固醇:性激素:促進(jìn)人和動(dòng)物_官的發(fā)育及生殖細胞形成
維生素D:促進(jìn)人和動(dòng)物腸道對Ca和P的吸收
3、多糖,蛋白質(zhì),核酸等都是生物大分子,基本組成單位依次為:?jiǎn)翁、氨基酸、核苷酸?/p>
生物大分子以碳鏈為基本骨架,所以碳是生命的`核心元素。
自由水(95.5%):良好溶劑;參與生物化學(xué)反應;提供液體環(huán)境;運送
4、水存在形式營(yíng)養物質(zhì)及代謝廢物
結合水(4.5%)
5、無(wú)機鹽絕大多數以離子形式存在。哺乳動(dòng)物血液中Ca2+過(guò)低,會(huì )出現抽搐癥狀;患急性腸炎的病人脫水時(shí)要補充輸入葡萄糖鹽水;高溫作業(yè)大量出汗的工人要多喝淡鹽水。
6、細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì),和少量糖類(lèi)組成,脂質(zhì)中磷脂最豐富,功能越復雜的細胞膜,蛋白質(zhì)種類(lèi)和數量越多;細胞膜基本支架是磷脂雙分子層;細胞膜具有一定的流動(dòng)性和選擇透過(guò)性。
將細胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)
7、細胞膜的功能控制物質(zhì)進(jìn)出細胞
進(jìn)行細胞間信息交流
高三生物知識點(diǎn)2
1、美國科學(xué)家薩姆納通過(guò)實(shí)驗證實(shí)酶是一類(lèi)具有催化作用的蛋白質(zhì),科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現少數RNA也具有生物催化作用?傊,酶是活細胞產(chǎn)生的一類(lèi)催化作用的有機物,胃蛋白酶、唾液淀粉酶等絕大多數的酶是蛋白質(zhì),少數的酶是RNA。不能說(shuō)所有的蛋白質(zhì)和RNA都是酶,只是具有催化作用的蛋白質(zhì)或RNA,才稱(chēng)為酶。酶的特性有高效性、專(zhuān)一性、需要適宜的條件。
2、進(jìn)行有關(guān)的`實(shí)驗和探究,學(xué)會(huì )控制自變量,觀(guān)察和檢測因變量的變化,以及設置對照組和重復實(shí)驗。
3、ATP中文名叫三磷酸腺苷,結構式簡(jiǎn)寫(xiě)A-p~p~p,幾乎所有生命活動(dòng)的能量直接來(lái)自ATP的水解,由ADP合成ATP所需能量,動(dòng)物來(lái)自呼吸作用,植物來(lái)自光合作用和呼吸作用,ATP可在細胞器線(xiàn)粒體或葉綠體中和在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成。在細胞內ATP含量很少,轉化很快,熟悉89頁(yè)圖。
4、構成生物體的活細胞,內部時(shí)刻進(jìn)行著(zhù)ATP與ADP的相互轉化,同時(shí)也就伴隨有能量的釋放X和儲存X。故把ATP比喻成細胞內流通著(zhù)的"通用貨幣"
高三生物知識點(diǎn)3
性別決定與伴性遺傳
名詞:
1、染色體組型:也叫核型,是指一種生物體細胞中全部染色體的數目、大小和形態(tài)特征。觀(guān)察染色體組型最好的時(shí)期是有絲分裂的中期。
2、性別決定:一般是指雌雄異體的生物決定性別的方式。
3、性染色體:決定性別的染色體叫做性染色體。
4、常染色體:與決定性別無(wú)關(guān)的染色體叫做常染色體。
5、伴性遺傳:性染色體上的基因,它的遺傳方式是與性別相聯(lián)系的,這種遺傳方式叫做伴性遺傳。
語(yǔ)句:
1、染色體的四種類(lèi)型:中著(zhù)絲粒染色體,亞中著(zhù)絲粒染色體,近端著(zhù)絲粒染色體,端著(zhù)絲粒染色體。
2、性別決定的類(lèi)型:(1)XY型:雄性個(gè)體的體細胞中含有兩個(gè)異型的性染色體(XY),雌性個(gè)體含有兩個(gè)同型的性染色體()的性別決定類(lèi)型。(2)ZW型:與XY型相反,同型性染色體的個(gè)體是雄性,而異型性染色體的個(gè)體是雌性。蛾類(lèi)、蝶類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)(雞、鴨、鵝)的性別決定屬于“ZW”型。3、色盲病是一種先天性色覺(jué)障礙病,不能分辨各種顏色或兩種顏色。其中,常見(jiàn)的色盲是紅綠色盲,患者對紅色、綠色分不清,全色盲極個(gè)別。色盲基因(b)以及它的等位基因——正常人的B就位于X染色體上,而Y染色體的相應位置上沒(méi)有什么色覺(jué)的基因。
4、人的正常色覺(jué)和紅綠色盲的基因型(在寫(xiě)色覺(jué)基因型時(shí),為了與常染色體的基因相區別,一定要先寫(xiě)出性染色體,再在右上角標明基因型。):色盲女性(XbXb),正常(攜帶者)女性(XBXb),正常女性(XBXB),色盲男性(XbY),正常男性(XBY)。由此可見(jiàn),色盲是伴X隱性遺傳病,男性只要他的X上有b基因就會(huì )色盲,而女性必須同時(shí)具有雙重的b才會(huì )患病,所以,患男>患女。
5、色盲的遺傳特點(diǎn):男性多于女性一般地說(shuō),色盲這種病是由男性通過(guò)他的女兒(不病)遺傳給他的外孫子(隔代遺傳、交叉遺傳)。色盲基因不能由男性傳給男性)。
6、血友病簡(jiǎn)介:癥狀——血液中缺少一種凝血因子,故凝血時(shí)間延長(cháng),或出血不止;血友病也是一種伴X隱性遺傳病,其遺傳特點(diǎn)與色盲完全一樣。
DNA是主要的遺傳物質(zhì)
1.19世紀末葉,生物學(xué)家通過(guò)對細胞的有絲分裂、減數分裂和受精過(guò)程的研究,認識到染色體在生物的遺傳中具有重要的作用。染色體的化學(xué)組成如何?到底哪種成分才是遺傳物質(zhì)?染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成,還含有少量的RNA。由于染色體不是單一物質(zhì)組成,因而,遺傳物質(zhì)到底是DNA,還是蛋白質(zhì)的爭論相當激烈,隨著(zhù)噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗的進(jìn)行,使人們普遍接受了DNA才是遺傳物質(zhì)的結論。
2.你認為作為遺傳物質(zhì)應該具有怎樣的特點(diǎn)?一是分子結構具有相對的穩定性;二是能夠進(jìn)行自我復制,使前后代具有一定的連續性;三是能夠指導蛋白質(zhì)的合成,從而控制新陳代謝的過(guò)程和性狀;四是能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。
3.在遺傳物質(zhì)的發(fā)現過(guò)程中,一批批科學(xué)家前赴后繼,作出了巨大貢獻,他們的創(chuàng )造性地進(jìn)行了一系列實(shí)驗。這些經(jīng)典實(shí)驗的創(chuàng )新之處及其他們的結論怎樣?格里菲思在肺炎雙球菌轉化實(shí)驗中,將加熱殺死的S型肺炎雙球菌與R型肺炎雙球菌一起注入到小鼠體內,導致小鼠死亡并分離得到了能夠穩定遺傳的S型肺炎雙球菌。據此,他得到了:加熱殺死的S型肺炎雙球菌中含有促進(jìn)R型肺炎雙球菌轉化的“轉化因子”。
艾弗里及其同將組成S型肺炎雙球菌的各種成分分離開(kāi)來(lái),將它們分別加入到已培養了R型肺炎雙球菌的培養基中,并創(chuàng )造性的將S型肺炎雙球菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后加入,發(fā)現只有加入DNA才能促使R型肺炎雙球菌的轉化。他們首次提出了:DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。
讓人們普遍接受“DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)”結論的科學(xué)家是赫爾希和蔡斯,在于他們找到一種特殊的實(shí)驗材料——大腸桿菌T2噬菌體(蛋白質(zhì)與DNA可以有效分離),并借助于同位素標記的方法進(jìn)行了噬菌體侵染細菌的.實(shí)驗,通過(guò)實(shí)驗,他們發(fā)現噬菌體侵入到細菌的成分是DNA而不是蛋白質(zhì),從而證明了親子代間具有連續性的物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。
4.為什么只能用35S和32P這兩種同位素分別標記DNA和蛋白質(zhì)?不能用14C和18O?如何標記?標記兩種物質(zhì)的目的是為了證明進(jìn)行噬菌體中侵入到細菌體內的是DNA還是蛋白質(zhì),因而標記元素應該是蛋白質(zhì)或DNA特有的,如果選用14C和18O兩種物質(zhì)均含有不具有特異性,因而不可以。而DNA含P,蛋白質(zhì)含S,P、S是他們各自特有的元素,因而可以用35S和32P這兩種同位素分別標記DNA和蛋白質(zhì)。由于噬菌體等病毒的生命活動(dòng)不能離開(kāi)宿主細胞單獨進(jìn)行,其生命活動(dòng)及物質(zhì)合成必需依賴(lài)于活的宿主細胞,因而,利用同位素標記噬菌體時(shí),應先利用同位素標記其宿主細胞,然后以噬菌體病毒侵染已被標記的細菌,使形成的噬菌體含有被標記的元素。
5.如何理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)?正確理解DNA是主要的遺傳物質(zhì),應注意三個(gè)方面:一是對所有生物而言,DNA不是唯一的遺傳物質(zhì),還可能是RNA或蛋白質(zhì);二是含有DNA的生物的遺傳物質(zhì)是DNA;三是絕大多數生物含有DNA。
細胞的多樣性和統一性
一、高倍鏡的使用步驟(尤其要注意第1和第4步)
1.在低倍鏡下找到物象,將物象移至(視野中央),
2.轉動(dòng)(轉換器),換上高倍鏡。
3.調節(光圈)和(反光鏡),使視野亮度適宜。
4.調節(細準焦螺旋),使物象清晰。
二、顯微鏡使用常識
1.調亮視野的兩種方法(放大光圈)、(使用凹面鏡)。
2.高倍鏡:物象(大),視野(暗),看到細胞數目(少)。
低倍鏡:物象(小),視野(亮),看到的細胞數目(多)。
3.物鏡:(有)螺紋,鏡筒越(長(cháng)),放大倍數越大。
目鏡:(無(wú))螺紋,鏡筒越(短),放大倍數越大。
三、原核生物與真核生物主要類(lèi)群:
原核生物:藍藻,含有(葉綠素)和(藻藍素),可進(jìn)行光合作用。
細菌:(球菌,桿菌,螺旋菌,乳酸菌)
放線(xiàn)菌:(鏈霉菌)
支原體,衣原體,立克次氏體
真核生物:動(dòng)物、植物、真菌:(青霉菌,酵母菌,蘑菇)等
四、細胞學(xué)說(shuō)
1、創(chuàng )立者:(施萊登,施旺)
2、內容要點(diǎn):共三點(diǎn)。(1)新細胞可以從老細胞中產(chǎn)生;(1)一切動(dòng)植物都由細胞發(fā)育而來(lái),并由細胞和細胞產(chǎn)物所構成;(1)細胞是一個(gè)相對獨立的單位,既有他自己的生命,又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用。
3、揭示問(wèn)題:揭示了(細胞統一性,和生物體結構的統一性)。
高三生物知識點(diǎn)4
(1)植物基因工程:
抗蟲(chóng)、抗病、抗逆轉基因植物,利用轉基因改良植物的品質(zhì)。
基因工程與作物育種(抗蟲(chóng)農作物)
單倍體育種方法:花藥離體培養獲得單倍體植株,再人工誘導染色體數目加倍。
單倍體育種優(yōu)點(diǎn):明顯縮短育種年限,后代都是純合體。
(2)動(dòng)物基因工程:
提高動(dòng)物生長(cháng)速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物。
基因工程與藥物研制(胰島素、干擾素和乙肝疫苗等)
(3)基因治療:
把正常的外源基因導入病人體內,使該基因表達產(chǎn)物發(fā)揮作用。
(4)基因工程與環(huán)境保護:
親子鑒定:利用醫學(xué)、生物學(xué)和遺傳學(xué)的理論和技術(shù),從子代和親代的形態(tài)構造或生理機能方面的相似特點(diǎn),分析遺傳特征,判斷父母與子女之間是否是親生關(guān)系。
使用國產(chǎn)制劑進(jìn)行親子鑒定
鑒定親子關(guān)系目前用得最多的是DNA分型鑒定。人的血液、毛發(fā)、唾液、口腔細胞及骨頭等都可以用于親子鑒定,十分方便。
利用DNA進(jìn)行親子鑒定,只要作十幾至幾十個(gè)DNA位點(diǎn)作檢測,如果全部一樣,就可以確定親子關(guān)系,如果有3個(gè)以上的位點(diǎn)不同,則可排除親子關(guān)系,有一兩個(gè)位點(diǎn)不同,則應考慮基因突變的可能,加做一些位點(diǎn)的檢測進(jìn)行辨別。DNA親子鑒定,否定親子關(guān)系的.準確率幾近100%,肯定親子關(guān)系的準確率可達到99.99%。
(5)基因芯片的基本原理:
就是最基本的DNA分子雜交,利用基因芯片檢測某種基因時(shí),先將待測樣品制成熒光標記的DNA探針,讓它與基因芯片上已知序列DNA的片段雜交,雜交信號經(jīng)放大后輸入計算機進(jìn)行統計分析,這樣就可以檢測出樣品DNA序列。
用途:用來(lái)檢測基因表達的變化、分析基因序列、尋找新的基因和新的藥物分子。利用基因芯片,可以比較同一物種不同個(gè)體或物種之間,以及同一個(gè)體在不同生長(cháng)發(fā)育階段、正常和疾病狀態(tài)下基因表達的差異,尋找和發(fā)現新的基因,研究基因的功能以及生物體在進(jìn)化、發(fā)育、遺傳等過(guò)程中的規律。
高三生物知識點(diǎn)5
名詞:
1、微量元素:生物體必需的,含量很少的元素。如:Fe(鐵)、Mn(門(mén))、B(碰)、Zn(醒)、Cu(銅)、Mo(母),巧第一章、生命的物質(zhì)基礎
記:鐵門(mén)碰醒銅母(驢)。
2、大量元素:生物體必需的,含量占生物體總重量萬(wàn)分之一以上的元素。如:C(探)、0(洋)、H(親)、N(丹)、S(留)、P(人people)、Ca(蓋)、Mg(美)K(家)巧記:洋人探親,丹留人蓋美家。
3、統一性:組成細胞的化學(xué)元素在非生物界都可以找到,這說(shuō)明了生物界與非生物界具有統一性。
4、差異性:組成生物體的化學(xué)元素在細胞內的含量與在非生物界中的含量明顯不同,說(shuō)明了生物界與非生物界存在著(zhù)差異性。
語(yǔ)句:1、地球上的生物現在大約有200萬(wàn)種,組成生物體的化學(xué)元素有20多種。
2、生物體生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎是指組成生物體的各種元素和化合物。
3、組成生物體的化學(xué)元素的重要作用:
、貱、H、O、N、P、S6種元素是組成原生質(zhì)的.主要元素,大約占原生質(zhì)的97%。
、.有的參與生物體的組成。
、塾械奈⒘吭啬苡绊懮矬w的生命活動(dòng)(如:B能夠促進(jìn)花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長(cháng)。當植物體內缺B時(shí),花藥和花絲萎縮,花粉發(fā)育不良,影響受精過(guò)程。)
ATP的主要來(lái)源------細胞呼吸
一、相關(guān)概念:
1.呼吸作用(也叫細胞呼吸):指有機物在細胞內經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其它產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過(guò)程。根據是否有氧參與,分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸。
2.有氧呼吸:指細胞在有氧的參與下,通過(guò)多種酶的催化作用下,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放出大量能量,生成ATP的過(guò)程。
3.無(wú)氧呼吸:一般是指細胞在無(wú)氧的條件下,通過(guò)酶的催化作用,把葡萄糖等有機物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物(酒精、CO2或乳酸),同時(shí)釋放出少量能量的過(guò)程。
4.發(fā)酵:微生物(如:酵母菌、乳酸菌)的無(wú)氧呼吸。
二、有氧呼吸的總反應式:
酶C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量
二、無(wú)氧呼吸的總反應式:
(酵母菌、植物細胞在無(wú)氧條件下的呼吸)
(動(dòng)物骨骼肌細胞、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等細胞的無(wú)氧呼吸)
三、影響呼吸速率的外界因素:
1.溫度:溫度通過(guò)影響細胞內與呼吸作用有關(guān)的酶的活性來(lái)影響細胞的呼吸作用。
溫度過(guò)低或過(guò)高都會(huì )影響細胞正常的呼吸作用。在一定溫度范圍內,溫度越低,細胞呼吸越弱;溫度越高,細胞呼吸越強。
2.氧氣:氧氣充足,則無(wú)氧呼吸將受抑制;氧氣不足,則有氧呼吸將會(huì )減弱。
3.水分:一般來(lái)說(shuō),細胞水分充足,呼吸作用將增強。但陸生植物根部如長(cháng)時(shí)間受水浸沒(méi),根部細胞缺氧,進(jìn)行無(wú)氧呼吸,產(chǎn)生過(guò)多酒精,可使根部細胞壞死。
4.CO2:環(huán)境CO2濃度提高,將抑制細胞呼吸,可用此原理來(lái)貯藏水果和蔬菜。
高三生物知識點(diǎn)6
第一節:細胞中的元素和化合物
一、組成生物體的化學(xué)元素
組成生物體的化學(xué)元素雖然大體相同,但是含量不同。根據組成生物體的化學(xué)元素,在生物體內含量的不同,可分為大量元素和微量元素。其中大量元素有CHONPSKCaMg;微量元素有FeMnZnCuBMo等
二、組成生物體的化學(xué)元素的重要作用
大量元素中,CHON是構成細胞的基本元素,其中碳是最基本的元素;微量元素在生物體內的含量雖然極少,卻是維持正常生命活動(dòng)不可缺少的。
三、生物界與非生物界的統一性和差異性
組成生物體的化學(xué)元素,在自然界中都可以找到,沒(méi)有一種是生物界所特有的。這個(gè)事實(shí)說(shuō)明生物界與非生物界具有統一性;組成生物體的化學(xué)元素,在生物體內和在無(wú)機自然界中的含量相差很大。這個(gè)事實(shí)說(shuō)明生物界與非生物界具有差異性。
四、構成細胞的化合物P17
無(wú)機化合物
。浩咸烟、脫氧核糖、糖原等;
。郝蚜字、性激素、膽固醇等;
。阂葝u素、抗體、血紅蛋白等;
有機化合物:、。
第二節:蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸,生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸大約有20種,在結構上都符合結構通式。氨基酸分子間以肽鍵的方式互相結合。由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物稱(chēng)為二肽,由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物稱(chēng)為多肽,其通常呈鏈狀結構,稱(chēng)為肽鏈。一個(gè)蛋白質(zhì)分子可能含有一條或幾條肽鏈,通過(guò)盤(pán)曲、折疊形成復雜(特定)的空間結構。蛋白質(zhì)分子結構具有多樣性的特點(diǎn),其原因是:構成蛋白質(zhì)的氨基酸種類(lèi)不同數目成百上千、氨基酸排列順序千變萬(wàn)化、多肽鏈盤(pán)曲折疊的方式不同、多肽鏈形成的空間結構千差萬(wàn)別。由于結構的多樣性,蛋白質(zhì)在功能上也具有多樣性的特點(diǎn),其功能主要如下:(1)結構蛋白,如肌肉、載體蛋白、血紅蛋白;(2)信息傳遞,如胰島素(3)免疫功能,如抗體;(4)大多數酶是蛋白質(zhì)如胃蛋白酶(5)細胞識別,如細胞膜上的糖蛋白?偠灾,一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔者。
第三節:核酸
核酸是遺傳信息的載體,是一切生物的遺傳物質(zhì),對于生物體的遺傳和變異、蛋白質(zhì)的生物合成有極其重要作用。核酸包括脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)兩大類(lèi),基本組成單位是核苷酸,由一分子含氮堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成。組成核酸的堿基有5種,五碳糖有2種,核苷酸有8種。
脫氧核糖核酸簡(jiǎn)稱(chēng)DNA,主要存在于細胞核中,細胞質(zhì)中的線(xiàn)粒體和葉綠體也是它的載體。
核糖核酸簡(jiǎn)稱(chēng)RNA,主要存在于細胞質(zhì)中。對于有細胞結構的生物,其遺傳物質(zhì)就是DNA;沒(méi)有細胞結構的病毒,有的遺傳物質(zhì)是DNA如:噬菌體等;有的遺傳物質(zhì)是RNA如:煙草花葉病毒等
第四節:細胞中的糖類(lèi)和脂質(zhì)
糖類(lèi)分子都是由C、H、O三種元素組成。糖類(lèi)是細胞的主要能源物質(zhì)。
糖類(lèi)可分為單糖、二糖和多糖等幾類(lèi)。單糖是不能再水解的糖,常見(jiàn)的有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脫氧核糖,其中葡萄糖是細胞的重要能源物質(zhì),核糖和脫氧核糖一般不作為能源物質(zhì),它們是核酸的組成成分;二糖中蔗糖和麥芽糖是植物糖,乳糖、糖原是動(dòng)物糖;多糖中糖原是動(dòng)物糖,淀粉和纖維素是植物糖,糖原和淀粉是細胞中重要的儲能物質(zhì)。
脂質(zhì)主要是由CHO3種化學(xué)元素組成,有些還含有P(如磷脂)。脂質(zhì)包括脂肪、磷脂、和固醇、。脂肪是生物體內的儲能物質(zhì)。除此以外,脂肪還有保溫、緩沖、減壓的作用;磷脂是構成包括細胞膜在內的膜物質(zhì)重要成分;固醇類(lèi)物質(zhì)主要包括膽固醇、性激素、維生素D等,這些物質(zhì)對于生物體維持正常的生命活動(dòng),起著(zhù)重要的調節作用。
多糖、蛋白質(zhì)、核酸等都是生物大分子,組成它們的基本單位分別是單糖(葡萄糖)、氨基酸和核苷酸,這些基本單位稱(chēng)為單體,這些生物大分子就稱(chēng)為單體的多聚體,每一個(gè)單體都以若干個(gè)相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架,由許多單體連接成多聚體。
第五節:細胞中的無(wú)機物
水是活細胞中含量最多的化合物。不同種類(lèi)的生物體中,水的含量不同;不同的組織、器官中,水的含量也不同。
細胞中水的存在形式有自由水和結合水兩種,結合水與其他物質(zhì)相結合,是細胞結構的重要組成成分,約占4.5%;自由水以游離的形式存在,是細胞的.良好溶劑,也可以直接參與生物化學(xué)反應,還可以運輸營(yíng)養物質(zhì)和廢物?偠灾,各種生物體的一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)水。
細胞內無(wú)機鹽大多數以離子狀態(tài)存在,其含量雖然很少,但卻有多方面的重要作用:有些無(wú)機鹽是細胞內某些復雜化合物的重要組成成分,如Fe是血紅蛋白的主要成分,Mg是葉綠素分子必需的成分;許多無(wú)機鹽離子對于維持細胞和生物體的生命活動(dòng)有重要作用,如血液中鈣離子含量太低就會(huì )出現抽搐現象;無(wú)機鹽對于維持細胞的酸堿平衡也很重要。
細胞內有機物質(zhì)的鑒定
糖類(lèi)中的還原糖(葡萄糖、果糖)能與斐林試劑發(fā)生作用,生成磚紅色沉淀;
脂肪可以被蘇丹Ⅳ染成橘黃色;蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用,產(chǎn)生紫色反應。在還原糖的檢測中,斐林試劑甲液和乙液應等量混合均勻后再使用,并且要水裕加熱;在蛋白質(zhì)的檢測中,在組織樣液中應先加入雙縮脲試劑A液1ml,再加入雙縮脲試劑B液4滴,不需加熱。
甲基綠能使DNA呈現綠色,吡羅紅能使RNA呈現紅色,因此利用這兩種染色劑將細胞染色,可以顯示DNA和RNA在細胞中的分布。在此實(shí)驗中,鹽酸的作用是改變膜的通透性,加速色素進(jìn)入細胞。用人的口腔上皮細胞做實(shí)驗材料,此實(shí)驗的步驟是制片、水解、沖洗涂片、染色、觀(guān)察
高三生物知識點(diǎn)7
1細胞是生物體結構和功能的基本單位
2.生命系統的結構層次是生物圈、生態(tài)系統、群落、種群、個(gè)體、系統、器官、組織、細胞。
3.核細胞:分為細胞膜、細胞質(zhì)、擬核(無(wú)核膜,并不是真正的細胞核)[大腸桿菌/肺炎雙球菌/硝化細菌]
4.核細胞:分為細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核等[水綿-綠藻/傘藻/草履蟲(chóng)/變形蟲(chóng)//酵母菌/蛔蟲(chóng)]
5.學(xué)家根據有無(wú)以核膜為界限的細胞核,將細胞分為原核細胞和真核細胞原核細胞細胞壁核結構細胞器染色體種類(lèi)較小(1-10微米)沒(méi)有成形的細胞核,組成核的物質(zhì)集中在擬核,無(wú)核膜、核仁核糖體無(wú)原核生物(細菌、放線(xiàn)菌、藍藻)真核細胞較大(10-100微米)有成形的細胞核,組成核的物質(zhì)集中在擬核,有核膜、核仁多種細胞器有真核生物(植物、動(dòng)物、真菌-蘑菇)
6.學(xué)顯微鏡的操作步驟:對光→低倍物鏡觀(guān)察(視野亮)→移動(dòng)視野中央(偏左移左)→高倍物鏡觀(guān)察(視野暗):①只能調節細準焦螺旋;②調節大光圈、凹面鏡
7.胞學(xué)說(shuō)建立者是施萊登和施旺,細胞學(xué)說(shuō)建立揭示了細胞的.統一性和生物體結構的統一性。細胞學(xué)說(shuō)建立過(guò)程,是一個(gè)在科學(xué)探究中開(kāi)拓、繼承、修正和發(fā)展的過(guò)程,充滿(mǎn)耐人尋味的曲折。
高三生物知識點(diǎn)8
名詞:
1、染色體變異:光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)染色體結構的變異或者染色體數目變異。
2、染色體結構的變異:指細胞內一個(gè)或幾個(gè)染色體發(fā)生片段的缺失(染色體的某一片段消失)、增添(染色體增加了某一片段)、顛倒(染色體的某一片段顛倒了180o)或易位(染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上)等改變
3、染色體數目的變異:指細胞內染色體數目增添或缺失的改變。
4、染色體組:一般的,生殖細胞中形態(tài)、大小不相同的一組染色體,就叫做一個(gè)染色體組。細胞內形態(tài)相同的染色體有幾條就說(shuō)明有幾個(gè)染色體組。5、二倍體:凡是體細胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體,就叫~。如.人果,蠅,玉米.絕大部分的動(dòng)物和高等植物都是二倍體
.6、多倍體:凡是體細胞中含有三個(gè)以上染色體組的個(gè)體,就叫~。如:馬鈴薯含四個(gè)染色體組叫四倍體,普通小麥含六個(gè)染色體組叫六倍體(普通小麥體細胞6n,42條染色體,一個(gè)染色體組3n,21條染色體。),
7、一倍體:凡是體細胞中含有一個(gè)染色體組的個(gè)體,就叫~。
8、單倍體:是指體細胞含有本物種配子染色體數目的個(gè)體。
9、花藥離體培養法:具有不同優(yōu)點(diǎn)的品種雜交,取F1的花藥用組織培養的方法進(jìn)行離體培養,形成單倍體植株,用秋水仙素使單倍體染色體加倍,選取符合要求的個(gè)體作種。
語(yǔ)句:
1、染色體變異包括染色體結構的變異(染色體上的基因的數目和排列順序發(fā)生改變),染色體數目變異。
2、多倍體育種:a、成因:細胞有絲程中,在染色體已經(jīng)復制后,由于外界條件的劇變,使細胞止,細胞內的染色體數目成倍增加。(當細胞有絲行到后期時(shí)破壞紡錘體,細胞就可以不經(jīng)過(guò)末期而返回間期,從而使細胞內的染色體數目加倍。)b、特點(diǎn):營(yíng)養物質(zhì)的含量高;但發(fā)育延遲,結實(shí)率低。c、人工誘導多倍體在育種上的應用:常用方法---用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗;秋水仙素的作用---秋水仙素抑制紡錘體的形成;實(shí)例:三倍體無(wú)籽西瓜(用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗得到四倍體西瓜;用二倍體西瓜與四倍體西瓜雜交,得到三倍體的西瓜種子。三倍體西瓜聯(lián)會(huì )紊亂,不能產(chǎn)生正常的配子。)、八倍體小黑麥。
3、單倍體育種:形成原因:由生殖細胞不經(jīng)過(guò)受精作用直接發(fā)育而成。例如,蜜蜂中的雄蜂是單倍體動(dòng)物;玉米的`花粉粒直接發(fā)育的植株是單倍體植物。特點(diǎn):生長(cháng)發(fā)育弱,高度不孕。單倍體在育種工作上的應用常用方法:花藥離體培養法。意義:大大縮短育種年齡。單倍體的優(yōu)點(diǎn)是:大大縮短育種年限,速度快,單倍體植株染色體人工加倍后,即為純合二倍體,后代不再分離,很快成為穩定的新品種,所培育的種子為絕對純種。
4、一般有幾個(gè)染色體組就叫幾倍體。如果某個(gè)體由本物種的配子不經(jīng)受精直接發(fā)育而成,則不管它有多少染色體組都叫“單倍體”。
5、生物育種的方法總結如下:①誘變育種:用物理或化學(xué)的因素處理生物,誘導基因突變,提高突變頻率,從中選擇培育出優(yōu)良品種。實(shí)例---青霉素高產(chǎn)菌株的培育。②雜交育種:利用生物雜交產(chǎn)生的基因重組,使兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀結合在一起,培育出所需要的優(yōu)良品種。實(shí)例---用高桿抗銹病的小麥和矮桿不抗銹病的小麥雜交,培育出矮桿抗銹病的新類(lèi)型。③單倍體育種:利用花藥離體培養獲得單倍體,再經(jīng)人工誘導使染色體數目加倍,迅速獲得純合體。單倍體育種可大大縮短育種年限。④多倍體育種:用人工方法獲得多倍體植物,再利用其變異來(lái)選育新品種的方法。(通常使用秋水仙素來(lái)處理萌發(fā)的種子或幼苗,從而獲得多倍體植物。)實(shí)例---三倍體無(wú)籽西瓜和八倍體小黑麥的培育(6n普通小麥與2n黑麥雜交得4n后代,再經(jīng)秋水仙素使染色體數目加倍至8n,這就是8倍體小黑麥)。
高三生物知識點(diǎn)9
名詞:
1、植物的礦質(zhì)營(yíng)養:是指植物對礦質(zhì)元素的吸收、運輸和利用。
2、礦質(zhì)元素:一般指除了C、H、O以外,主要由根系從土壤中吸收的元素。植物必需的礦質(zhì)元素有13種.其中大量元素7種N、S、P、Ca、Mg、K(Mg是合成葉綠素所必需的一種礦質(zhì)元素)巧記:丹留人蓋美家。Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl屬于微量元素,巧記:鐵門(mén)碰醒銅母(驢)。
3、交換吸附:根部細胞表面吸附的陽(yáng)離子、陰離子與土壤溶液中陽(yáng)離子、陰離子發(fā)生交換的過(guò)程就叫交換吸附。
4、選擇吸收:指植物對外界環(huán)境中各種離子的吸收所具有的選擇性。它表現為植物吸收的離子與溶液中的離子數量不成比例。
5、合理施肥:根據植物的需肥規律,適時(shí)地施肥,適量地施肥。
語(yǔ)句:
1、根對礦質(zhì)元素的吸收①吸收的狀態(tài):離子狀態(tài)②吸收的部位:根尖成熟區表皮細胞。③、細胞吸收礦質(zhì)元素離子可以分為兩個(gè)過(guò)程:一是根細胞表面的陰、陽(yáng)離子與土壤溶液中的離子進(jìn)行交換吸附;二是離子被主動(dòng)運輸進(jìn)入根細胞內部,根進(jìn)行離子的交換需要的HCO-和H+是根細胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2與水結合后理解成的,根細胞主動(dòng)運輸吸收離子要消耗能量。④影響根對礦質(zhì)元素吸收的因素:a、呼吸作用:為交換吸附提供HCO-和H+,為主動(dòng)運輸供能,因此生產(chǎn)上需要疏松土壤;b、載體的.種類(lèi)是決定是否吸收某種離子,載體的數量是決定吸收某種離子的多少,因此,根對吸收離子有選擇性。氧氣和溫度(影響酶的活性)都能影響呼吸作用。
2、植物成熟區表皮細胞吸收礦質(zhì)元素和滲透吸水是兩個(gè)相對獨立的過(guò)程。①吸收部位:都為成熟區表皮細胞。②吸收方式:根對水分的吸收---滲透吸水,根對礦質(zhì)元素的吸收----主動(dòng)運輸。③、所需條件:根對水分的吸收----半透膜和半透膜兩側的濃度差,根對礦質(zhì)元素的吸收----能量和載體。④聯(lián)系:礦質(zhì)離子在土壤中溶于水,進(jìn)入植物體后,隨水運到各個(gè)器官,植物成熟區表皮細胞吸收礦質(zhì)元素和滲透吸水是兩個(gè)相對獨立的過(guò)程。
3、礦質(zhì)元素的運輸和利用:①運輸:隨水分的運輸到達植物體的各部分。②利用形式:礦質(zhì)運輸的利用,取決于各種元素在植物體內的存在形式。K在植物體內以離子狀態(tài)的形式存在,很容易轉移,能反復利用,如果植物體缺乏這類(lèi)元素,首先在老的部位出現病態(tài);N、P、Mg在植物體內以不穩定化合物的形式存在,能轉移,能多次利用,如果植物體缺乏這類(lèi)元素,首先在老的部位出現病態(tài);Ca、Fe在植物體內以穩定化合物的形式存在,不能轉移,不能再利用,一旦缺乏時(shí),幼嫩的部分首先呈現病態(tài)。
4、合理灌溉的依據:不同植物對各種必需的礦質(zhì)元素的需要量不同;同一種植物在不同的生長(cháng)發(fā)育時(shí)期,對各種必需的礦質(zhì)元素的需要量也不同。
5、根細胞吸收礦質(zhì)元素離子與呼吸作用相關(guān),在一定的氧氣范圍內,呼吸作用越強,根吸收的礦質(zhì)元素離子就越多,達到一定程度后,由于細胞膜上的載體的數量有限,根吸收礦質(zhì)元素離子就不再隨氧氣的增加而增加。
高三生物知識點(diǎn)10
1、消化酶、抗體等分泌蛋白合成需要四種細胞器:核糖體,內質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線(xiàn)粒體。
2、細胞膜、核膜、細胞器膜共同構成細胞的生物膜系統,它們在結構和功能上緊密聯(lián)系,協(xié)調。
維持細胞內環(huán)境相對穩定
生物膜系統功能許多重要化學(xué)反應的位點(diǎn)
把各種細胞器分開(kāi),提高生命活動(dòng)效率
核膜:雙層膜,其上有核孔,可供mRNA通過(guò)
結構核仁
3、細胞核由DNA及蛋白質(zhì)構成,與染色體是同種物質(zhì)在不同時(shí)期的
染色質(zhì)兩種狀態(tài)
容易被堿性染料染成深色
功能:是遺傳信息庫,是細胞代謝和遺傳的控制中心
4、植物細胞內的.液體環(huán)境,主要是指液泡中的細胞液。
原生質(zhì)層指細胞膜,液泡膜及兩層膜之間的細胞質(zhì)
植物細胞原生質(zhì)層相當于一層半透膜;質(zhì)壁分離中質(zhì)指原生質(zhì)層,壁為細胞壁
5、細胞膜和其他生物膜都是選擇透過(guò)性膜
自由擴散:高濃度→低濃度,如H2O,O2,CO2,甘油,乙醇、苯
協(xié)助擴散:載體蛋白質(zhì)協(xié)助,高濃度→低濃度,如葡萄糖進(jìn)入紅細胞
6、物質(zhì)跨膜運輸方式主動(dòng)運輸:需要能量;載體蛋白協(xié)助;低濃度→高濃度,如無(wú)機鹽
離子
胞吞、胞吐:如載體蛋白等大分子
7、細胞膜和其他生物膜都是選擇透過(guò)性膜,這種膜可以讓水分子自由通過(guò),一些離子和小分子也可以通過(guò),而其他離子,小分子和大分子則不能通過(guò)。
8、本質(zhì):活細胞產(chǎn)生的有機物,絕大多數為蛋白質(zhì),少數為RNA
高效性
特性專(zhuān)一性:每種酶只能催化一種成一類(lèi)化學(xué)反應
酶作用條件溫和:適宜的溫度,pH,最適溫度(pH值)下,酶活性,
溫度和pH偏高或偏低,酶活性都會(huì )明顯降低,甚至失
活(過(guò)高、過(guò)酸、過(guò)堿)
功能:催化作用,降低化學(xué)反應所需要的活化能
高三生物知識點(diǎn)11
細胞增殖細胞增殖是生物的重要生命特征。細胞以分裂方式增殖,通過(guò)它,單細胞生物能產(chǎn)生后代,多細胞生物則可以由一個(gè)受精卵經(jīng)過(guò)分裂和分化,最終發(fā)育為一個(gè)多細胞個(gè)體。在增殖過(guò)程中可以將復制的遺傳物質(zhì)分配到兩個(gè)子細胞中去,可見(jiàn),細胞增殖是生物體生長(cháng)、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎。
真核細胞的分裂方式有有絲分裂、無(wú)絲分裂和減數分裂。
一、有絲分裂
體細胞的有絲分裂具有細胞周期,它是指連續分裂的細胞從一次分裂開(kāi)始時(shí)開(kāi)始,到下一次分裂完成時(shí)為此,包括分裂間期期和分裂期。
1、分裂間期
分裂間期特征是DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,同時(shí)細胞有適度的`增長(cháng),對于細胞分裂來(lái)說(shuō),它是整個(gè)周期中為分裂期作準備的階段。
2、分裂期
(1)前期
最明顯的變化是染色質(zhì)絲螺旋纏繞,縮短變粗,成為染色體,此時(shí)每條染色體都含有兩條染色單體,由一個(gè)著(zhù)絲點(diǎn)相連,稱(chēng)為姐妹染色單體。同時(shí),核仁解體,核摸消失,紡錘絲形成紡錘體。
(2)中期
染色體清晰可見(jiàn),每條染色體的著(zhù)絲點(diǎn)都排列在細胞中央的一個(gè)平面上,染色體的形態(tài)比較穩定,數目比較清晰,便于觀(guān)察。
(3)后期
每個(gè)著(zhù)絲點(diǎn)一分為二,姐妹染色單體隨之分離,形成兩條子染色體,在紡錘絲的牽引下向細胞兩極運動(dòng)。
(4)末期
染色體到達兩極后,逐漸變成絲狀的染色質(zhì),同時(shí)紡錘體消失,核仁、核模重新出現,將染色質(zhì)包圍起來(lái),形成兩個(gè)新的子細胞,然后細胞一分為二。
(5)動(dòng)植物細胞有絲分裂比較
高三生物知識點(diǎn)12
(1)植物基因工程:抗蟲(chóng)、抗病、抗逆轉基因植物,利用轉基因改良植物的品質(zhì)。
基因工程與作物育種(抗蟲(chóng)農作物)
單倍體育種方法:花藥離體培養獲得單倍體植株,再人工誘導染色體數目加倍。
單倍體育種優(yōu)點(diǎn):明顯縮短育種年限,后代都是純合體。
(2)動(dòng)物基因工程:提高動(dòng)物生長(cháng)速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物。
基因工程與藥物研制(胰島素、干擾素和乙肝疫苗等)
(3)基因治療:把正常的外源基因導入病人體內,使該基因表達產(chǎn)物發(fā)揮作用。
(4)基因工程與環(huán)境保護
親子鑒定:利用醫學(xué)、生物學(xué)和遺傳學(xué)的理論和技術(shù),從子代和親代的形態(tài)構造或生理機能方面的相似特點(diǎn),分析遺傳特征,判斷父母與子女之間是否是親生關(guān)系。
使用國產(chǎn)制劑進(jìn)行親子鑒定
鑒定親子關(guān)系目前用得最多的是DNA分型鑒定。人的血液、毛發(fā)、唾液、口腔細胞及骨頭等都可以用于親子鑒定,十分方便。
利用DNA進(jìn)行親子鑒定,只要作十幾至幾十個(gè)DNA位點(diǎn)作檢測,如果全部一樣,就可以確定親子關(guān)系,如果有3個(gè)以上的位點(diǎn)不同,則可排除親子關(guān)系,有一兩個(gè)位點(diǎn)不同,則應考慮基因突變的可能,加做一些位點(diǎn)的檢測進(jìn)行辨別。DNA親子鑒定,否定親子關(guān)系的準確率幾近100%,肯定親子關(guān)系的準確率可達到99.99%。
(5)基因芯片的基本原理:就是最基本的'DNA分子雜交,利用基因芯片檢測某種基因時(shí),先將待測樣品制成熒光標記的DNA探針,讓它與基因芯片上已知序列的DNA段雜交,雜交信號經(jīng)放大后輸入計算機進(jìn)行統計分析,這樣就可以檢測出樣品DNA序列。
用途:用來(lái)檢測基因表達的變化、分析基因序列、尋找新的基因和新的藥物分子。利用基因芯片,可以比較同一物種不同個(gè)體或物種之間,以及同一個(gè)體在不同生長(cháng)發(fā)育階段、正常和疾病狀態(tài)下基因表達的差異,尋找和發(fā)現新的基因,研究基因的功能以及生物體在進(jìn)化、發(fā)育、遺傳等過(guò)程中的規律。
高三生物知識點(diǎn)13
基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的'獲取
1、目的基因是指:編碼蛋白質(zhì)的結構基因。
2、原核基因采取直接分離獲得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法和化學(xué)合成法。
3、PCR技術(shù)擴增目的基因
。1)原理:DNA雙鏈復制
。2)過(guò)程:第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈;第二步:冷卻到55~60℃,引物結合到互補DNA鏈;第三步:加熱至70~75℃,熱穩定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。
第二步:基因表達載體的構建
1、的:使目的基因在受體細胞中穩定存在,并且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。
2、組成:目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標記基因
。1)啟動(dòng)子:是一段有特殊結構的DNA,位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結合的部位,能驅動(dòng)基因轉錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。
。2)終止子:也是一段有特殊結構的DNA,位于基因的尾端。
。3)標記基因的`作用:是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來(lái)。常用的標記基因是抗生素基因。
第三步:將目的基因導入受體細胞_
1、轉化的概念:是目的基因進(jìn)入受體細胞內,并且在受體細胞內維持穩定和表達的過(guò)程。
2、常用的轉化方法:
將目的基因導入植物細胞:采用最多的方法是農桿菌轉化法,其次還有基因槍法和花粉管通道法等。
將目的基因導入動(dòng)物細胞:最常用的方法是顯微注射技術(shù)。此方法的受體細胞多是受精卵。將目的基因導入微生物細胞:
3、重組細胞導入受體細胞后,篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。
第四步:目的基因的檢測和表達
1、首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。
2、其次還要檢測目的基因是否轉錄出了mRNA,方法是采用用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。
3、最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是從轉基因生物中提取蛋白質(zhì),用相應的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交。
高三生物知識點(diǎn)14
發(fā)酵工程的概念和內容
發(fā)酵工程是指采用現代工程技術(shù)手段,利用微生物的某些特定功能,為人類(lèi)生產(chǎn)有用的產(chǎn)品,或直接把微生物應用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一種新技術(shù)。發(fā)酵工程的內容包括菌種的選育、培養基的配制、滅菌、擴大培養和接種、發(fā)酵過(guò)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”應該是“工業(yè)發(fā)酵”。
(2)工業(yè)生產(chǎn)上通過(guò)“工業(yè)發(fā)酵”來(lái)加工或制作產(chǎn)品,其對應的加工或制作工藝被稱(chēng)為“發(fā)酵工藝”。為實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn),就必須解決實(shí)現這些工藝(發(fā)酵工藝)的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、設備和過(guò)程控制的工程學(xué)的問(wèn)題,因此,就有了“發(fā)酵工程”。
(3)發(fā)酵工程是用來(lái)解決按發(fā)酵工藝進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的工程學(xué)問(wèn)題的學(xué)科。發(fā)酵工程從工程學(xué)的角度把實(shí)現發(fā)酵工藝的發(fā)酵工業(yè)過(guò)程分為菌種、發(fā)酵和提煉(包括廢水處理)等三個(gè)階段,這三個(gè)階段都有各自的工程學(xué)問(wèn)題,一般分別把它們稱(chēng)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(lái),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(gè)發(fā)展階段。
現代意義上的發(fā)酵工程是一個(gè)由多學(xué)科交叉、融合而形成的技術(shù)性和應用性較強的開(kāi)放性的學(xué)科。發(fā)酵工程經(jīng)歷了“農產(chǎn)手工加工——近代發(fā)酵工程——現代發(fā)酵工程”三個(gè)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(農產(chǎn)手工加工),后來(lái)借鑒于化學(xué)工程實(shí)現了工業(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(dòng)為中心研究、設計和指導工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)(現代發(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(lái)的技巧和經(jīng)驗生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品,體力勞動(dòng)繁重,生產(chǎn)規模受到限制,難以實(shí)現工業(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,向農業(yè)化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)習,對發(fā)酵生產(chǎn)工藝進(jìn)行了規范,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)工程的結合促成了發(fā)酵生產(chǎn)的第一次飛躍。
通過(guò)發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)的幾十年實(shí)踐,人們逐步認識到發(fā)酵工業(yè)過(guò)程是一個(gè)隨著(zhù)時(shí)間變化的(時(shí)變的)、非線(xiàn)性的、多變量輸入和輸出的動(dòng)態(tài)的生物學(xué)過(guò)程,按照化學(xué)工程的模式來(lái)處理發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)(特別是大規模生產(chǎn))的問(wèn)題,往往難以收到預期的效果。從化學(xué)工程的角度來(lái)看,發(fā)酵罐也就是生產(chǎn)原料發(fā)酵的反應器,發(fā)酵 罐中培養的微生物細胞只是一種催化劑,按化學(xué)工程的正統思維,微生物當然難以發(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(jìn)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(lèi)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(guò)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,利用真菌大規模生產(chǎn)青霉素等都是這方面的例子。隨著(zhù) 科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,發(fā)酵技術(shù)也有了很大的發(fā)展,并且已經(jīng)進(jìn)入能夠人為控制和改造微生物,使這些微生物為人類(lèi)生產(chǎn)產(chǎn)品的現代發(fā)酵工程階段,F代發(fā)酵工程作為現代生物技術(shù)的一個(gè)重要組成部分,具有廣闊的應用前景。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(cháng)激素等。
已經(jīng)從過(guò)去簡(jiǎn)單的生產(chǎn)酒精類(lèi)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(gè)極其重要的分支,成為一個(gè)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(gè)多學(xué)科工程,F代發(fā)酵工程不但生產(chǎn)酒精類(lèi)飲料、醋酸和面包,而且生產(chǎn)胰島素、干擾素、生長(cháng)激素、抗生素和疫苗等 多種醫療保健藥物,生產(chǎn)天然殺蟲(chóng)劑、細菌肥料和微生物除草劑等農用生產(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(yíng)養組成) 的確定,營(yíng)養物的準備等。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(wú)菌生長(cháng)環(huán)境,包括發(fā)酵開(kāi)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(jìn)行滅菌的技術(shù);在發(fā)酵過(guò)程中不斷向發(fā)酵罐中通入干燥無(wú)菌空氣的空氣過(guò)濾技術(shù);在發(fā)酵過(guò)程中根據細胞生長(cháng) 要求控制加料速度的計算機控制技術(shù);還有種子培養和生產(chǎn)培養的不同的工藝技術(shù)。此外,根據不同的需需要,發(fā)酵工藝上還分類(lèi)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)酵的基礎上,流加一定量的營(yíng)養,使細胞進(jìn)一步的生長(cháng),或得到更多的代謝產(chǎn)物; 連續發(fā)酵:不斷地流加營(yíng)養,并不斷地取出發(fā)酵液。在進(jìn)行任何大規模工業(yè)發(fā)酵前,必須在實(shí)驗室規模的小發(fā)酵罐進(jìn)行大量的實(shí)驗,得到產(chǎn)物形成的動(dòng)力學(xué)模型,并根據這個(gè)模型設計中試的發(fā)酵要求,最后從中試數據再設計更大規模生產(chǎn)的動(dòng)力學(xué)模型。由于生物 反應的復雜性,在從實(shí)驗室到中試,從中試到大規模生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )出現許多問(wèn)題,這就是發(fā)酵工程工藝放大問(wèn)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(guò)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的規定,并要定時(shí)接受有關(guān)當局的檢查監督。
發(fā)酵工程的發(fā)展簡(jiǎn)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(shí)起,發(fā)酵工程又經(jīng)歷了幾次重大的轉折,在不斷地發(fā)展和完善。
20世紀40年代初,隨著(zhù)青霉素的發(fā)現,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)的基礎上,成功地引進(jìn)了通氣攪拌和一整套無(wú)菌技術(shù),建立了深層通氣發(fā)酵技術(shù)。它大大促進(jìn)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)的基礎上的?茖W(xué) 家在深入研究微生物代謝途徑的基礎上,通過(guò)對微生物進(jìn)行人工誘變,先得到適合于生產(chǎn)某種產(chǎn)品的突變類(lèi)型,再在人工控制的條件下培養,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(kāi)發(fā),使發(fā)酵工程進(jìn)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(lái),隨著(zhù)學(xué)科之間的不斷交叉和滲透,微生物學(xué)家開(kāi)始用數學(xué)、動(dòng)力學(xué)、化工工程原理、計算機技術(shù)對發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行綜合研究,使得對發(fā)酵過(guò)程的控制更為合理。在一些國家,已經(jīng)能夠自動(dòng)記錄和自動(dòng)控制發(fā)酵過(guò)程的全部參數,明顯提高了生產(chǎn)效率。
高三生物知識點(diǎn)15
一、植物病蟲(chóng)害的預測預報
1、定義:是指人類(lèi)根據植物病蟲(chóng)害流行規律,推測未來(lái)一段時(shí)間內的病、蟲(chóng)的分布、擴散和危害趨勢。
2、流程:
二、新型農藥
1、概念:是指具備環(huán)境和諧或生物合理的特征,具有安全、廣譜、低毒、無(wú)公害、易分解、與環(huán)境相容和免除有害副作用特性的`農藥。
2、學(xué)生討論農業(yè)生產(chǎn)中有哪些新型農藥的使用。
三、生物防治
1、定義:利用病蟲(chóng)害的天敵生物來(lái)防治病蟲(chóng)害的方法或途徑,就是生物防治。
2、學(xué)生合作探討在一個(gè)農田中,如何利用生物防治。
3、生物防治的基本策略。
四、昆蟲(chóng)信息激素的應用
1、信息激素:是指由成蟲(chóng)釋放于體外,能夠吸引同種異性昆蟲(chóng)前交尾的一類(lèi)激素。
2、應用:學(xué)生探討吸引素是如何用來(lái)防治害蟲(chóng)的?
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