2023年高考生物选修一知识点.pdf

第 1 页 2023 年高考生物选修一知识点 生物选修一学问点 【篇一】细胞中的无机物 水是活细胞中含量最多的化合物。不同种类的生物体中，水的含量不同;不同的组织器官中，水的含量也不同。细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种，结合水与其他物质相结合，是细胞结构的重要组成成分，约占 4.5%;自由水以游离的形式存在，是细胞的良好溶剂，也可以直接参加生物化学反应，还可以运输养分物质和废物。总而言之，各种生物体的一切生命活动都离不开水。细胞内无机盐大多数以离子状态存在，其含量虽然很少，但却有多方面的重要作用：有些无机盐是细胞内某些冗杂化合物的重要组成成分，如 Fe 是血红蛋白的主要成分，Mg 是叶绿素分子必需的成分;很多无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，如血液中钙离子含量太低就会消失抽搐现象;无机盐对于维持细胞的酸碱平衡也很重要。【篇二】发酵工程的概念和内容 发酵工程是指采纳现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培育基的配制、灭 第 2 页 菌、扩大培育和接种、发酵过程和产品的分别提纯等方面。(1)“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应当是“工业发酵”。(2)工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必需解决实现这些工艺(发酵工艺)的工业生产环境、设备和过程掌握的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。(3)发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼(包括废水处理)等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。(4)微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的熟悉愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。(5)发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。(6)发酵工程有三个进展阶段。现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。发酵工程经受了“农产手工加工近代发酵工程现代发酵工程”三个进展阶段。发酵工程发源于家庭或作坊式的发酵制作(农产手工加工)，后来借鉴于化学工程实现了工业化生产(近代发酵工程)，最终返璞归真以微生物生命活动为中心讨论、设计和指导工业发酵生产(现代发酵 第 3 页 工程)，跨入生物工程的行列。原始的手工作坊式的发酵制作凭借祖先传下来的技巧和阅历生产发酵产品，体力劳动繁重，生产规模受到限制，难以实现工业化的生产。于是，发酵界的前人首先求教于化学和化学工程，向农业化学和化学工程学习，对发酵生产工艺进行了规范，用泵和管道等输送方式替代了肩挑手提的人力搬运，以机器生产代替了手工操作，把作坊式的发酵生产胜利地推上了工业化生产的水平。发酵生产与化学和化学工程的结合促成了发酵生产的第一次飞跃。通过发酵工业化生产的几十年实践，人们逐步熟悉到发酵工业过程是一个随着时间改变的(时变的)、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程，根据化学工程的模式来处理发酵工业生产(特殊是大规模生产)的问题，往往难以收到预期的效果。从化学工程的角度来看，发酵罐也就是生产原料发酵的反应器，发酵罐中培育的微生物细胞只是一种催化剂，按化学工程的正统思维，微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。于是，追溯到作坊式的发酵生产技术的生物学内核(微生物)，返璞归真而对发酵工程的属性有了新的熟悉。发酵工程的生物学属性的认定，使发酵工程的进展有了明确的方向，发酵工程进入了生物工程的范畴。发酵工程是指采纳工程技术手段，利用生物(主要是微生物)和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参加掌握某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，第 4 页 利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的进展，并且已经进入能够人为掌握和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有宽阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量;利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。已经从过去简洁的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包进展到今日成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产自然 杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件(pH、温度、溶氧和养分组成)确实定，养分物的预备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培育细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开头前采纳高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术;在发酵过程中不断向发酵罐中通入枯燥无菌空气的空气过滤技术;在发酵过程中依据细胞生长要求掌握加料速度的计算机掌握技术;还有种子培育和生 第 5 页 产培育的不同的工艺技术。此外，依据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：即一次投料发酵;流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加肯定量的养分，使细胞进一步的生长，或得到更多的代谢产物;连续发酵：不断地流加养分，并不断地取动身酵液。在进行任何大规模工业发酵前，必需在试验室规模的小发酵罐进行大量的试验，得到产物形成的动力学模型，并依据这个模型设计中试的发酵要求，最终从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。由于生物反应的冗杂性，在从试验室到中试，从中试到大规模生产过程中会消失很多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。下游工程指从发酵液中分别和纯化产品的技术：包括固液分别技术(离心分别，过滤分别，沉淀分别等工艺)，细胞破壁技术(超声、高压剪切、渗透压、外表活性剂和溶壁酶等)，蛋白质纯化技术(沉淀法、色谱分别法和超滤法等)，最终还有产品的包装处理技术(真空枯燥和冰冻干事燥等)。此外，在生产药物和食品的发酵工业中，需要严格遵守美国联邦食品和药物管理局所公布的 cGMPs 的规定，并要定时接受有关的检查监督。发酵工程的进展简史 20 世纪 20 年月的酒精、甘油和丙酮等发酵工程，属于厌氧发酵。从那时起，发酵工程又经受了几次重大的转折，在不断地进展和完善。20 世纪 40 年月初，随着青霉素的发觉，抗生素发酵工业渐渐兴起。由于青霉素产生菌是需氧型的，微生物学家就在厌氧发酵技术的基础上，胜利地引进了通气搅拌和一整套无菌技术，建立了深层通 第 6 页 气发酵技术。它大大促进了发酵工业的进展，使有机酸、微生素、激素等都可以用发酵法大规模生产。1957 年，日本用微生物生产谷氨酸胜利，如今 20 种氨基酸都可以用发酵法生产。氨基酸发酵工业的进展，是建立在代谢掌握发酵新技术的基础上的。科学家在深化讨论微生物代谢途径的基础上，通过对微生物进行人工诱变，先得到适合于生产某种产品的突变类型，再在人工掌握的条件下培育，就大量产生人们所需要的物质。目前，代谢掌握发酵技术已经与核苷酸、有机酸和部分抗生素等的生产中。20 世纪 70 年月以后，基因工程、细胞工程等生物工程技术的开发，使发酵工程进入了定向育种的新阶段，新产品层出不穷。20 世纪 80 年月以来，随着学科之间的不断交叉和渗透，微生物学家开头用数学、动力学、化工工程原理、计算机技术对发酵过程进行综合讨论，使得对发酵过程的掌握更为合理。在一些国家，已经能够自动记录和自动掌握发酵过程的全部参数，明显提高了生产效率。生物选修一学习方法 (一)形象记忆法。形象信息是打开记忆大门的钥匙。所谓形象记忆法就是将需要记忆的事物，借助于直观的形象去强化记忆的方法。详细有以下几种方式：(1)形象描述。是用形象化的事物来描述抽象的事物，从而加深印象便利记忆。如“光合作用”是一个抽象的概念，为了关心记忆，我们可把绿叶比方成制造有机物的“绿色工厂”,“厂房”是叶绿体，第 7 页 动力是光能，原料是水和二氧化碳，产物是淀粉和氧气。这样的形象描述既加深同学的理解，又易于记忆。(2)形象比方。是用人们熟识的事物进行比方，使之生动直观，而易于记忆。如“十字形花冠、蝶形花冠、头状花序”等。(二)自我测验记忆法。自我测验能准时地了解自己记忆的成果和错误，可使正确的地方得以稳固，错误的地方易于订正。(1)自我考察。如在复习各种结构图时，可遮盖住各部分名称，回忆各部分名称及功能，发觉有薄弱环节，重点加强。(2)自问自答。自问自答就是依据自己学过的内容，自拟题目自己回答，然后核对一下是否正确。(3)互问互答。互问互答是自问自答的扩展，回答别人提出的问题更敏捷更机动，更易于记忆。生物选修一学习技巧 树立正确的生物学观点 树立正确的生物学观点是学习生物的重要目标之一，正确的生物学观点又是学习、讨论生物学的有力武器，有了正确的生物学观点，就可以更快速更精确地学到生物学学问。所以在生物学学习中，要留意树立生命物质性、结构与功能相统一、生物的整体性、生命活动对立统一、可持续高效进展、生物进化和生态学等观点。