微生物技术在生物能源中的应用
20090402701031 生物技术实验班邱实
摘要：概括能源性微生物的种类，其产生能源的原理；综述常见的生物能源
如燃料酒精、生物柴油和生物制氢的应用和开发现状。总结微生物能源在未来可以解决的能源问题，展望微生物能源的未来发展前景。
关键词：生物能源微生物生物技术新能源沼气柴油氢气发电
前言：煤炭、石油、天然气，是当前人类生活中的主要能源。随着人类社会
的发展和生活水平的提高，需要消耗的能量日益增多。可是这些大自然恩赐的能源物质是通过千万年的地壳变化而逐渐积累起来的，数量虽大，但毕竟有限。何况由于人类不合理得利用和开采这些资源，使不少的资源白白浪费。石油大战，煤炭争端以使世界的能源局势趋于更加不安定的状态，两伊战争，伊拉克战争这些地区的争端都显现出人类为了生存，为了自身国家的发展对短缺能源的争端越来越明显。而工业需要发展，人类需要进步，当今摆在人类面前的矛盾就是：人类对能源需求日益增加与世界能源日益减少的矛盾。
人类生活中的主要能源在日益减少的同时摆在人类面前的还有由其引发地另一大难题：能源燃烧引发的环境污染问题。众所周知，煤炭和石油的燃烧会产生二氧化碳和其他的一些废弃物对环境造成很大的污染，对地球的长久发展造成很大的威胁。工业对燃料的需求越来越大，虽然各国都采取了一系列的措施减少废气物体的排放，但是由于各国经济实力的悬殊，尤其在发展中国家很少能够做到对废弃物体的回收和处理，伴随着工业发展温室效应，工业污染，大气环境污染等问题也越来越严重。能源已成为一个制约我国经济迅速发展的瓶颈。2003 年我国已成为仅次于美国的世界第二大能源消耗国。我国目前已探明的石油储量只够30 年开采,煤储量可开采100 年左右。因此新型能源的开发不但对我国国民经济的发展有重要推动作用, 而且已成为我国国家安全必须考虑的问题。针对世界能源的结构现状以及其引发的一系列环境问题已经引起了世界各国广泛的关注，人类在不断的探索努力，希望可以找到或者研发出一些新的，可以再生的能源来补充人类的能源需求甚至代替原有的传统能源。一场能源改革革命呼之欲出。
正文：
一、生物能源
所谓生物质能，是蕴藏在生物质内的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物体内的能量。通常包括：木材及森林工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市生活垃圾和工业有机废弃物、动物粪便。生物质能的优点：数量多、可再生；无污染；利用成本低。
微生物技术在新能源开发领域中有广阔的应用潜力，对能源的可持续发展具有重
要的理论和现实意义。
二、微生物与生物能源
1.微生物与沼气发酵
微生物可通过厌氧发酵，把多种生物质(包括动物食用生物质后转化的粪便等)转化为能燃烧的甲烷。
2.微生物与酒精发酵
酒精生产在中国已有上百年的历史。为了解决石油紧缺的难题，巴西从上世纪70年代就开始利用甘蔗榨汁为原料，通过微生物发酵生产酒精代替汽油，现在年产汽车酒精1000万吨。美国从1978年至今，已通过十多项法案，从能源、交通、税收、环保等方面对汽车使用酒精给予支持，用粮食和秸杆生产的酒精量已达512万吨。我国从2001年起在南阳、吉林、哈尔滨建设了以陈粮为原料的酒精生产工厂，总规模已接近100万吨。我国每年产生的秸杆等生物质高达11亿吨以上，但利用生物质生产酒精的技术，至今还没能进入生产实践。美国用纤维素制乙醇的技术开发较早, 1999 年能源部计划到2015 年把燃料乙醇的成本降低36 %。
开发方向:
①转基因技术, 使纤维素酶酵母的活性比现有水平高10 倍以上;
②完善同步糖化发酵法( SSF) 和同步糖化共酵法( SSCF, 即糖化和C5, C6
糖共同发酵)
③通过纤维素直接发酵菌的育种以开发直接发酵法(DMC) 。
美国在将纤维质转化为燃料酒精的研究、生产和应用方面也走在了世界的前列。在美国, 政府积极鼓励燃料酒精的生产和使用。在政府的大力倡导下, 酒精燃料在美国的燃料市场上的份额已达到8 %。
1998 年10 月第一家商业性转化纤维质为酒精的工厂由BC International在路易斯安那Jennings 开始破土动工, 该厂以蔗渣和稻壳为原料, 年产酒精20×106 加仑。除此之外, 加利福尼亚和纽约用城市垃圾生产酒精的建厂计划亦在进行中。
3.微生物与柴油开发
生物柴油是一种清洁的可再生能源，它是由大豆、油棕、甘蔗渣、工程微藻以及动物油脂、废食用油等与短链醇(甲醇或乙醇)经过酯交换反应得到的各种脂
肪酸单酯的混合物，可以作为燃料替代石油，最大优势是可以与传统柴油以任何比例混合，无需改造发动机，直接用于机动车。有证据表明，使用生物柴油对人类健康和全球危害都相对较轻，排放物中多环芳香化合物(PAHs)和亚硝酸多环芳香化合物(nPAHs)含量水平低，二氧化碳和一氧化碳排放量仅为石油的10％，具有较好的生物降解性能。美国、欧洲一些国家和地区已把生物柴油作为代用燃料，建立了商品化生产基地，我国于2000年启动了燃料乙醇试点工作，目前已经建成了三大乙醇燃料生产基地，总产能超过了100万吨／年，年产量约5万吨。生物柴油主要用化学法和生物酶法生产，前者工艺复杂、能耗高、醇用量大，生成过程还有废碱液排放；后者虽条件温和、醇用量小、但一氧化氮排放量较高，所含的微量甲醇与甘油还会逐渐降解橡胶零件。开发微生物油旨(Microbial oils)生产生物柴油，在降低污染、增加产量方面较前二者有更大的优越性。微生物油脂又称单细胞油旨(Single celloil，sco)，是酵母、霉菌、细菌和藻类等微生物在一定的条件下，以碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂作为碳源，在菌体内产生的大量油脂。将之规模化生产，便可获得生物柴油。开发微生物油脂，不仅微生物发酵周期短，受场地、季节、气候变化影响不大，还可以利用木质纤维素、工业废水、废气等资源丰富、价格低廉的原料进行生产，既能够解决人类资源短缺的问题，又可以保护环境，一举多得，具有巨大发展空间。美国国家可再生能源实验室(NREL)认为，微生物油脂发酵可能是生物柴油产业和生物经济的重要研究方向。从20世纪40年代斯达氏油质酵母(Lipomycesstarkeyi)、粘红(Rhodotorula- glutinis)、曲霉属(Aspergillus)等油脂微生物发现至今，人们又陆续开发了多种油脂高产微生物，如希腊学者用高糖培养。基培养深黄色被孢(Mortierellaisabellina)发酵生产油脂，产量达18．1 g／L。李永红等‘31
筛选到一株丝孢酵(Trichosporon cutaneum)。利用葡萄糖发酵时油脂含量可达菌体干重的65％。此外，用在保健食品、功能饮料、化妆品等领域的功能性油脂的特种微生物菌种开发工作也正在如火如荼地进行中。
较之其他技术，微生物油脂生产工艺简单、有利于进行工业化规模生产。同时，廉价的原材料是微生物油脂生产生物柴油的最大优势。有文献报道，微生物利用碳水化合物生产油脂，最高转化率为25％，以玉米秸秆中纤维素和半纤维素含量70％计算，每6吨作物秸秆就可产1吨菌油。我国农林废弃物资源丰富，仅农作物秸秆每年产量近lO亿吨，如能充分利用并规模化生产，将大大提高生物柴油的产量。此外，通过对野生菌进行诱变、细胞融合和定向进化等手段，加快对产油微生物菌种改良、代谢调控和发酵工程的研究，可以获得具有更高产油能力突变株，提高产油效率。在当前化石资源日益减少和世界各国能源供应形势日趋严峻形势下，实现社会经济可持续发展的目标。
4.微生物制氢
氢气是可用于汽车的新能源之一。用微生物发酵法生产氢的研究，上世纪70年代就已经在日本起步，我国科学院微生物所、清华大学等研究机构和单位正在对这方面进行研究攻关。氢气相对乙醇、柴油、沼气而言，产物只有水，比较简单、洁净，是非常理想的绿色能源。虽然微生物制氢与生物制乙醇、制柴油相比还处于实验室研究阶段，然而成果客观，其作用机理和方法已经比较明朗。（1）产氢微生物种类
根据上述机理，产氢微生物可以大致分为光合产氢型和发酵产氢型，然而在实际分类中，有许多微生物是交叉型的，对此可以详细分为以下几类以供参考
目前发现的产氢微生物有很多，按照产氢机理的不同可以大体上分为两大类：光合产氢微生物和发酵产氢微生物。
①.光合产氢微生物可以利用光能产生氢气，包括一些藻类和光合细菌。绿藻中含有氢酶，在一定条件下能利用光能产生氢气，即水最终被多种酶分解为氢气和氧气。整个途径包括水裂解和释放氧的光系统Ⅱ（PSⅡ）和生成还原剂还原二氧化碳的光系统Ⅰ（PSⅠ），如下图：
而光合细菌能够在厌氧、光照条件下生长，在该条件下，光合细菌能够利用发酵产生的有机酸和光能，通过TCA循环克服正向自由能，通过光和色素系统和电子传递系统将电子传递给氢酶，催化氢气的形成。在光照厌氧条件下，光合细菌通过自身复合体上的细菌叶绿素和类胡萝卜素捕获高能光子，并将能量传递到光合反应中心，使高能光子发生电荷分离产生高能电子。高能电子经过环式磷酸化将光能转化成ATP，为产氢过程提供能量。产氢过程中所需要的还原力来自有机物的氧化代谢，由细胞内还原性的铁氧蛋白水平所决定。固氮酶是光合细菌光合产氢的关键酶，在细胞提供足够的ATP和还原力的前提下，固氮酶可以将氮气转化成氨气，同时质子化生成氢气。
许多光合细菌在黑暗条件下可以通过厌氧发酵产氢。
②发酵产氢微生物可以在发酵过程中分解有机物产生氢气，包括梭菌属、固氮菌属、肠杆菌属、鱼腥蓝细菌属、甲烷球菌属等。发酵产氢分为直接产氢的丙酮酸脱羧产氢和辅酶Ⅰ的氧化与还原平衡调节产氢两类。
丙酮酸脱羧作用分为两种方式：第一种是丙酮酸首先在丙酮酸脱羧酶的作用下脱羧形成硫胺素焦磷酸-酶的复合物，同时将电子转移给还原态的铁氧还原蛋白然后在氢酶的作用下重新氧化成氧化态的铁氧还原蛋白，产生分子氢；第二种是通过甲酸裂解的途径产氢，丙酮酸脱羧后的甲酸及厌氧环境中二氧化碳和氢离子产生的甲酸可以通过铁氧还原蛋白和氢酶生成二氧化碳和氢气。
而辅酶Ⅰ的氧化与还原平衡调节产氢则是在碳水化合物发酵过程中，经ＥＭＰ途径产生的NADPH和氢离子可以通过与一定比例的丙酸、丁酸、乙醇和乳酸等发酵过程相偶联而氧化为NADPˉ，以保证代谢过程中的NADPH/NADP+的平衡，因而可以分为丁酸型发酵和乙醇型发酵。发酵细菌可以通过释放氢气的形式实现NADPH与NADP+之间转化，这种转化在标准状况下不会自发进行，但在ＮＡＤＰ－铁氧还原蛋白及铁氧还原蛋白酶作用下能够进行，反应式是：NADPH+H+→H2+NADP+。
（3）微生物制氢的瓶颈与展望
目前发酵法产氢技术存在的主要问题是氢气产率低，只有理论氢转化率的20％～30％，而这一转化率只有达到60％～80％的情况下才算是一种经济可行的生物产氢技术。此外，经过发酵产氢处理后的污水或固体废弃物还需要相应的后处理才能够不对环境造成二
次污染。
从目前有关厌氧发酵细菌产氢的报道来看，大部分研究仅侧重于厌氧发酵细菌产氢工艺方面的研究。有关厌氧产氢的理论研究不够完善，特别是有关发酵产氢过程相关的动力学、热力学的研究和理论分析非常缺乏。
没有对发酵细菌厌氧发酵产氢的液相产物分布作深入和系统的研究，尤其是液相产物和气相产物间分布的关系，以及发酵类型与反应器结构工艺条件的关系。
有关混合细菌产氢中微生物方面的研究比较少，特别是连续流生物制氢反应器内部，从接种培养到高效产氢过程中，微生物种群的变化及培养条件对微生物变化的影响。
发酵产氢速度慢。有机废弃物发酵产氢时，由于废弃物自身的原因往往发酵速度缓慢，严重影响了发酵产氢的经济成本，必须设法提高其发酵速度。发酵生物制氢存在着产氢量低，形成的生物产品会污染环境以及氢气在被收集之前转化为不想要的产品等挑战。其中最大的挑战是氢气的产量低。因为从原理上葡萄糖发酵生物制氢的最大产氢量只有4 mol(14：)／mol(葡萄糖)，并且当乙酸是唯一的发酵产品并且不考虑生物量的增长时才能被实现J“。然而，现实中，还有乙醇、乳酸、丁酸和丙酸等发酵代谢产物大量形成。
虽然生物制氢有诸多技术挑战，但其前景依然广阔。随着能源危机与环境恶化等问题日益突出，生产无污染、可再生的氢气已成为了各国能源技术开发的重要计划项目。光合细菌产氢技术的研究仍处于实验室阶段，目前还存在光能利用率低、氢气产量少、产氢代谢过程稳定性差、反应器综合控制能力弱等瓶颈问题，严重制约着光合细菌产氢技术的产业化发展。为了提高产氢量，今后研究的重点应主要集中在以下几点：( 1 ) 筛选自然界中光能要求小、产氢活性高的光合细菌，这种方法是在不增加成本的条件下提高产氢量的最基本的方法，并且可以结
合多种菌株构建一个稳定的酵解产氢微生态体系，在污水治理的同时提高产氢量；( 2 ) 产氢是多个代谢过程协同作用的结果，单独改变产氢关键酶并不能从根本上提高光合细菌的产氢能力，可以运用代谢工程这一新兴生物技术，找出整个产氢代谢过程的调控点，利用比较基因组学、功能基因组学、蛋白质基因组学得到调控基因并对其进行遗传学改造，构建多功能光合产氢菌株；(3)研制连续高效光生物反应器，并且提高光生物反应器对多种反应动力学指标如光照强度、氧化还原电位、化学需氧量等的综合自动控制能力，以便为光合细菌提供最佳的生长产氢环境。
5.微生物发电
英国植物学家Potter早在1910年就发现有几种细菌的培养液能够产生电流，并成功制造出世界上第一个细菌电池，由此开创了生物燃料电池的研究。生物燃料电池(biologic fuel cell，BFC)是一类特殊的电池，它以自然界的微生物或酶为催化剂，直接将燃料中的化学能转化为电能，不仅无污染、效率高、反应条件温和，而且燃料来源广泛，具有较大的发展空间。其工作原理与普通电池类似，也有阴极池和阳极池的基本结构。在阳极池，溶液或污泥中的营养物在催化剂作用下生成质子、电子和代谢产物，通过载体运送到电极表面，再经过外电路转移到阴极；在阴极，处于氧化态的物质与阳极传递过来的质子和电子结合发生还原反应生成水，就这样通过电子的不断转移来产生电能。根据采用催化剂的不同，生物燃料电池可以分为以微生物整体做催化剂的微生物燃料电池(microbial full cell，MFC)和直接利用酶做催化剂的酶生物燃料电池(enzymatic biofuel cell，EBFC)。由于很多酶都是从微生物体内提取而来，因此无论是微生物燃料电池还是酶燃料电池，都离不开微生物的参与。
自从美国宾夕法尼亚州立大学环境工程系Bruce Logon教授2004年在“Mechanical Engineering”上发表了有关将废水中高浓度有机污染物利用微生物燃料电池厌氧氧化转变成电力的论文。成为当时环境能源领域的热点课题之一，此后，越来越多的科研人员对生物电池产生了兴趣。Habermann和Pommerl271研究以含酸废水为原料的燃料电池，Kim等[281利用微生物电池培养并富集了具有电化学活性的微生物，电池运行三年多。并从中分离出梭状芽孢杆菌。最近美国科学家找到一种嗜盐杆菌，其所含的一种紫色素可直接将太阳能转化为电能。还有人设计出一种综合细菌电池，即由电池里的单细胞藻类首先利用太阳能，将二氧化碳和水转化为糖，再让细菌自给自足地利用这些糖来发电例。Pizzariello 等设计的两极室葡萄糖氧化酶，辣根过氧化物酶酶燃料电池，在不断补充燃料的情况下可以连续工作30 d以上，具有一定的实用价值。我国在90年代初开始了微生物发电的研究。
目前已发现可用作生物电池的微生物有脱硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)、大肠杆菌(Escherichia coil)、腐败希瓦菌(Shewanella purefaciens)、地杆菌(Geobacteraceae sulferreducens)、丁酸梭菌(Clostridium bytyricum)I川、嗜甜微生物(Rhodoferaxferrireducens)、粪产碱菌(Alcaligenesfaecallis)、鹑鸡肠球菌(Enterococcus gallinanm)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)等。它们在新能源开发、微生物传感器和水处理工艺方面也有良好的应用前景。酶生物燃料电池中常用的酶有葡萄糖氧化酶(GOx)、漆酶(Lac)、胆红素氧化酶(BOD)等，由于其体积小，生物相容性好，已用于为植入人体的器官供电，是目前生物燃料电池研
究的重点。
如果生物体内的微生物能够成功地应用于发电，那无疑将给能源匮乏的人类社会带来巨大效益，目前发达国家正在加紧研制工作，如美国的马萨诸塞州大学、法国里昂生态中心、德国Geifswald大学等，我国研究较少。从现有结果看。生物燃料电池距离实际应用还有很多难题。以牛胃液中微生物发电为例，发电的微生物只有在牛胃液这样一个复杂的环境中才能生存并发电，如何在工业生产中实现这样的环境，建造庞大的器皿、设定恒定的条件，是一个需要很大研究和投入的工作。此外，微生物发电所产生的电量都微乎其微，何时能投入商业运营遥遥无期。即便如此，作为一种能源开发的新途径，我们仍然可以在以下几方面开展研究，加强微生物驯化、底物性质及优势微生物的鉴定等；采用与制氢微生物类似思路，筛选混合菌系接种电池，有可能增加电流输出，选择合适的催化剂一介体组合，改善工艺条件，拓宽生物燃料电池的应用范围，均有望提高放电效率。相信在生物学家、电化学家和工程学家的共同努力下，微生物发电技术必将在未来能源和环境领域发挥令人瞩目的作用。
三、微生物新能源展望
微生物也就是我们熟知的细菌，通过科学家的研究和发展可以用来把各种各样的物质转化成我们开动汽车和给家庭供暖的燃料，甚至可以转化成我们的玩具所需要的电能。设想一下吧：手机永远也不会断电了，因为手机电池中的数百万个微小细菌不断咀嚼着"丰盛的午餐"，从而源源不断地释放出电能。这听起来太离谱了是吧？但是通过这些年的研究和发展我们非常愿意看到这样的事情发生，而且凭借当今的技术微生物转化为能源也不会是一件非常困难的事情。
微生物能源具有了传统能源没有的价值，不论是它的含量还是对环境的影响，这样一种利用纯天然微生物自身的发酵产生的能源的燃烧产生的气体对地球的环境影响将比传统能源的影响小很多，而且由于地球上的微生物资源的数量巨大繁衍速度快，这些能源的源泉的保证使人类不用担心它会迅速的枯竭。
所有这些能源科技会在未来某一天成为现实，这多亏了地球上的最小的生物-微生物孜孜不倦地工作。微生物能源转化是在类似科技中最快速的一种方法。在众多的微生物能源科技当中，微生物是用原始的有机物制造燃料的，也就是靠把存储在大量生物当中的化学能量以比如乙醇或氢气的形式释放出来。我国虽已探明煤储量6000亿t，石油70亿t，水力发电6.8亿kw，但由于1978年以来我国总的能源利用率已超过30％，能源分布不均匀，能源产量低和农村能源供应短缺等因素，致使能源供应趋于紧张。开发利用微生物能源，在这方面可以起到显著的缓解作用。特别是在农村年产稻壳3225万t，玉米芯1250万t，甘蔗渣400万t，棉籽壳200万t，糠醛渣30万t，人畜粪便1380万t的条件下，可用微生物作用年产沼气达14.28×108m3，相当于25.94×106t标准煤，从而彻底改变现在农村能源短缺的状况。我国现在因利用能源而导致严重的环境污染，例如烟尘和SO2年排放量为2857万t，燃烧后的垃圾排放为年均573000万t，因薪柴之用破坏森林植被导致每年土壤流失50亿t。利用微生物生产能源和对其进行利用，不仅没有环境污染问题出现，而且还可使目前污染严重的环境状况得以缓解。更有发展前景的是生产和使用微生物能源，可以治理污染变废为宝及获得综合效益。例如用我国年产木材采伐废物1000万t，油茶壳75万t，胶渣13万t，纤维板生产废液350万t和亚硫酸纸浆废液180万t为原料，通过微生物作用可获得沼气17.8×1011m3。同时使上述废液的净化率达30％～60％，并可获得单细胞蛋
白饲料约9万t（按1.7％得率计）。考虑到国家经济、社会进步的需要，特别是实践科学发展观、推动循环经济发展的需要，我们认为有必要高度重视微生物应用技术的创新工作，加大对微生物应用研究的支持力度。在改革体制、出台政策、人才流动、资金投放等方面给予更多的关注和重视。在国家中长期发展规划中，应提高微生物应用技术开发的位置，确保中国科学院微生物研究所在这方面的统领角色和基础地位，并通过"十一五"计划，采取强有力的措施，给予大力支持和扶植。
纵观微生物能源的研究及其发展的前景对我们人类未来的能源开发和工业生产，人们的生活将产生非常据大的影响，这也会成为人类历史上的又一次燃料革命。虽然现在对微生物能源的开发还没有达到非常完善的境地，但是我们坚信在发达的科学技术和勤奋的人类的努力下，能源的这一次新的革命指日可待！
绪论复习思考题 1.微生物生理学的研究对象与范围有哪些？ 2.试叙微生物生理学研究中常用的技术与方法。 3.您对21世纪微生物生理学的展望有哪些认识？ 4.试叙微生物生理学与其他学科的关系。 第一章微生物细胞的显微和亚显微结构复习思考题 1.试叙原核细胞和真核细胞的区别。 2.试叙鞭毛的结构与功能。 3.试叙菌毛的结构与功能。 4.试叙细胞壁的结构与功能。 5.试叙细胞膜的结构与功能。 6.试叙间体的作用。 7.试叙核糖体的作用及组成。 8.线粒体从细菌进化而来的理由及例证。 第二章微生物的营养复习思考题 1.微生物的营养物质有哪些？ 2.试述水对微生物生长的意义。 3.常用的微生物碳源有哪些？ 4.常用的微生物氮源有哪些？ 5.简述P、S、Mg、K、Ca、Fe、Cu等元素在微生物体中的生理功能。 6.微生物生长因子包括哪几类？ 7.试述各种维生素在微生物体中的作用？ 8.比较维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶在微生物体中的需要量。 9.试述专性厌氧微生物为什么不能在有氧环境中生存？ 10.举例说明微生物的营养类型。 11.试述小分子营养物质的四种吸收方式。
12.试述大分子营养物质的吸收和分泌。 13.蛋白质转运系统有哪几类？ 14.Sec 转运系统和Tat 转运系统共性有哪些？ 15.Sec转运系统和Tat 转运系统差异性有哪些？ 第三章微生物的代谢复习思考题 1．试叙微生物代谢的特点。 2．举出当前微生物代谢的研究方法。 3．微生物进行生命活动的能量从哪几方面来？ 4．在单糖分解中，从葡萄糖分解为丙酮酸微生物有哪几种常见途径？5．微生物的合成代谢有哪些方面？ 6．何谓微生物的初级代谢，何谓微生物的次级代谢？ 7．微生物次级代谢有哪几种类型？ 8．微生物次级代谢的特点有哪些？ 9．微生物代谢的调节方式有哪几种？ 10．酶合成调节有两种类型？ 11．酶活性调节通过什么实现的？ 12．酶活性调节受哪些因素的影响？ 13．何谓酶的激活？何谓酶的激活剂？ 14．酶激活作用有哪两种情况？ 15．何谓酶的抑制？抑制作用有哪些特点？ 16．直线反馈调节模式有哪两种？ 17．分枝反馈抑制的模式有哪几种？ 第四章微生物的生长和繁殖复习思考题 1.什么是微生物的细胞周期、分几个阶段？ 2.什么是同步生长、用什么方法可获得同步细胞？ 3.细菌的细胞周期中主要的细胞学变化有哪些？
操作系统复习题1 一、判断题 1.分时系统中，时间片设置得越小，则平均响应时间越短。（） 2.多个进程可以对应于同一个程序，且一个进程也可能会执行多个程序。（） 3.一个进程的状态发生变化总会引起其他一些进程的状态发生变化。（） 4.在引入线程的OS中，线程是资源分配和调度的基本单位。（） 5.信号量的初值不能为负数。（） 6.最佳适应算法比首次适应算法具有更好的内存利用率。（） 7.为提高对换空间的利用率，一般对其使用离散的分配方式。（） 8.设备独立性是指系统具有使用不同设备的能力。（） 9.隐式链接结构可以提高文件存储空间的利用率，但不适合文件的随即存取。（） 10.访问控制矩阵比访问控制表更节约空间。（） 二、选择题 1.在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（A）；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（B）；在设计批处理系统时，首先要考虑的是（C）。 A,B,C ：（1）灵活性和适应性；（2）交互性和响应时间；（3）周转时间和系统吞吐量；（4）实时性和可靠性。 2.对一个正在执行的进程：如果因时间片完而被暂停执行，此时它应从执行状态转变为（D）状态；如果由于终端用户的请求而暂停下来，则它的状态应转变为（E）状态；如果由于得不到所申请的资源而暂停时下来，则它的状态应转变为（F）状态。D,E,F:（1）；静止阻塞（2）；活动阻塞（3）；静止就绪（4）；活动就绪（5）执行。 3.我们如果为每一个作业只建立一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用（G）；为照顾紧急作业用户，应采用（H）；为能实现人机交互，应采用（I）；而能使短作业、长作业和交互作业用户满意时，应采用（J）。 G,H,I,J：（1）；FCFS调度算法（2）；短作业优先调度算法；（3）时间片轮转算法；（4）多级反馈队列调度算法；（5）基于优先权的剥夺调度算法。 4.由固定分区发展为分页存储管理方式的主要推动力是（K）；由分页系统发展为分段系统，进而发展为段页式系统的主要动力分别是(L)和(M)。 K,L,M:（1）提高内存利用率；（2）提高系统吞吐量；（3）满足用户需要；（4）更好地满足多道程序进行的需要；（5）既满足用户需求，又提高内存利用率。 5.在存储管理中，不会产生内部碎片的存储管理方式是（N）；支持虚拟存储器，但不能以自然的方式提供存储器的共享和存取保护机制的存储管理方式是（O）。 N：(1)分页式存储管理；(2)分段式存储管理；(3)固定分区式存储管理；(4)段页式存储管理。 O：（1）段页式存储管理；（2）请求分区页式存储管理；（3）请求分段式存储管理；（4）可变分区存储管理；（5）固定分区存储管理；（6）单一连续分区式存储管理。 6.磁盘调度主要是为了优化（P），下列算法中能避免磁盘粘着的现象的是（Q）。P：（1）寻道时间；（2）旋转延迟时间；（3）传输时间。 Q：（1）SSTF;（2）FCFS;（3）SCAN;（4）CSCAN;（5）FSCAN。 7.文件系统中，目录管理最基本的功能是（R），位示图的主要功能是（S），FAT表的主要功能是（T）。 R，S，T：（1）实现按名存取；（2）提高文件存储空间利用率；（3）管理文件存储器的空闲空间；（4）指出分配给文件的盘块（首个盘块除外）的地址；（5）管理文件存储器的空闲空间，并指出分配给文件的盘块（首个盘块除外）的地址。8.文件系统采用多级目录结构，可以（U）和（V）。 U,V：（1）缩短访问文件存储器时间；（2）节省主存空间；（3）解决不同用户文件的命名冲突；（4）方便用户读写文件；（5）提高检索目录的速度。 9.计算机系统中信息资源的安全包括（W）、（X）和（Y）三个方面，其中程序被删除属于（W）方面的威胁，数据被非法截取属于（X）方面的威胁，消息被更改属于（Y）方面的威胁。W,X,Y：（1）保密性；（2）完整性；（3）可用性；（4）方便性。 三、填空题 1.操作系统最基本的特征是（1）和（2），最主要的任务是（3）。 2.引入进程的主要目的是（4），进程存在的唯一标志是（5）。 3.（6）是指通过破坏死锁产生的必要条件来防止死锁的发生。引起死锁的四个必要条件中，（7）是不应该被破坏的，但对某些特殊的资源（如打印机），该条可通过（8）来破坏；而其他能被破坏的三个必要条件分别是（9）、（10）和（11）。 4.虚拟存储器管理的基础是（12）原理，在请求分页管理方式中，页表中的状态位用来只是对应页（13）修改位用来只是对应页（14），引用位则是供（15）使用；而在请求分段系统还增加了增补位，它用来指示（16）。 5.设备驱动程序是（17）与（18）之间的通信程序如果系统中有3台相同的单显和2台相同的彩显则必须为它们配置（19）种设备驱动程序 6.廉价磁盘冗余阵列可组成一个大容量磁盘系统，它利用（20）技术来提高磁盘系统的存取进度，而利用（21）技术来增加磁盘系统的可靠性 7.包过滤防火墙工作在（22）层，采用代理服务技术的防火墙则工作在（23）层 文件系统对文件存储空间采用（23）分配方式，它通过（24）来管理空闲的文件存储空间。 四、问答题 1.假设某多道程序设计系统中有供用户使用的内存100k，打印机1台。系统采用可变分区管理内存：对打印机采用静态分配，并假设输入输出操作的时间忽略不计：采用最短剩余时间优先的进程调度算法，进程剩余执行时间相同时采用先来先服务算法；进程调度时机在执行进程结束时或有新进程到达时。现有一进程序列如下： 假设系统优先分配内存的低地址区域，且不需移动已在主存中的进程，请： （1）给出进度调度算法选中进程的次序，并说明理由。 （2）全部进程执行结束所用的时间是多少 2.请用信号量解决以下的过独木桥问题：同一方向的行人可连续过桥，当某一方向的行人必须等待：另一方向的行人必须等待：当某一方向无人过桥是，另一方向的行人可以过桥。 3.提高内存利用率的途径有哪些 4.何谓脱机输入/输出技术 5. 将目录文件当作一般数据文件来处理有什么优缺点 操作系统复习题1答案 一、判断题 1、错 2、对 3、错 4、对 5、对 6、错 7、错 8、错 9、对10、错 二、选择题 1、A ：(2)；B：(4)；C：（3）。 2、D：（4）；E:(3)；F:(2)。 3、G：（2）；H:（5）；I:（3）；J：（4）。 4、K：（1）；L：（3）；M：（5）。 5、N：（2）；O：（2）。 6、P：（1）寻道时间；Q：（5）。 7、R：（1）；S：（3）；T：（5）。8、U：（3）；V：（5）。9、W：（3）；X：（1）；Y：（2）。 三、填空题 （1）并发；（2）资源共享；（3）管理资源；（4）使程序能够正确地并发执行；（5）进程控制快PCB；（6）预防死锁；（7）互斥条件；（8）SPOOLing技术；（9）
计算机视觉第八次作业 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
第十一章 立体视觉 习题 证明：对于校正过的图像对，在第一个摄像机的归一化坐标系内，P 点深度可 以表示为B z d =-，其中B 是基线，d 是视差。 图 11-1 一个校正图像对 证明：为了证明B z d =-，有必要根据图11-1对题目背景及符号进行说明。 符号说明： 1) ∏、'∏分别为物体平面(d ∏)对应的两个像平面； 2) O 、O '分别为第一、二个摄像机的光心，且基线长度为B OO '=； 3) p 、p '分别为物体平面d ∏中点P 在两个像平面中的投影点； 4) q 、q '分别为物体平面d ∏中点Q 在两个像平面中的投影点； 5) 0C 、0 C '分别为过光心O 、O '与基线垂直相交的点(垂足)； 6) H 为过Q 点与线段O O '垂直相交的点(垂足)； 7) u 、u '的方向分别表示第一、二个摄像机坐标系的横轴x 的正方向，且 彼此相互平行； 8) v 、v '的方向分别表示第一、二个摄像机坐标系的纵轴y 的正方向，且 彼此相互平行； 9) 向量0OC 、0 O C ''的方向分别表示第一、二个摄像机坐标系的z 轴正方向，且彼此相互平行； 显然，p 点和p '点位于同一条扫描线上，不妨设p 点和p '的在各自坐标系中的坐标分别为(),u v 和(),u v '，则它们的横坐标之差为视差d u u '=-。 在图11-1中，根据上述符号描述以及相似三角形性质，有
0~QHO OC q ?? ? 00OH qC QH OC = (1) ~QHO O C q ''''?? ? 0 O H q C QH O C '''= '' (2) (1)式与(2)相加得 000 OO qC q C QH OC O C '''= + '' (3) 又因为在第一个摄像机位于归一化坐标系中，即 00 1OC O C ''==； 基线B OO '=，QH z =-，0qC u =-，0q C u '''=，代入(3)式得 证毕。 证明当两个窗口的图像亮度可以用一个仿射变换I I λμ'=+相联系时，相关函 数达到最大值1，其中λ和μ为某个常数，0λ>。 证明：考虑两幅图像I 和I '，分别用向量()12,, ,T p w w w w =和 ()1 2,,,T p w w w w ''''=表示。其中，w 、p w R '∈，()()2121p m n =+?+，m 和n 为正整数。则归一化相关函数可以表示为 显然，为使()max 1C d =，则当且仅当向量w w -与向量w w ''-之间的夹角 为零时，即() ,0w w w w λλ''-=->则 或 w w λμ'=+，,0w w μλλ'=-> 所以当两个窗口的图像亮度可以用一个仿射变换I I λμ'=+相联系时，相关函数达到最大值1，其中λ和μ为某个常数，0λ>。 证毕。
一、选择题 1、在现代操作系统中引入了（），从而使并发和共享成为可能。 A.单道程序 B. 磁盘 C. 对象 D.多道程序 2、( )操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。 A.网络 B.分布式 C.分时 D.实时 3、从用户的观点看，操作系统是（）。 A. 用户与计算机硬件之间的接口 B.控制和管理计算机资源的软件 C. 合理组织计算机工作流程的软件 D.计算机资源的的管理者 4、当CPU处于管态时，它可以执行的指令是（）。 A. 计算机系统中的全部指令 B. 仅限于非特权指令 C. 仅限于访管指令 D. 仅限于特权指令 5、用户在程序中试图读取某文件的第100个逻辑块时，使用操作系统提供的（）接口。 A. 系统调用 B.图形用户接口 C.原语 D.键盘命令 6、下列几种关于进程的叙述，（）最不符合操作系统对进程的理解 A.进程是在多程序并行环境中的完整的程序。 B.进程可以由程序、数据和进程控制块描述。 C.线程是一种特殊的进程。 D.进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 7、当一个进程处于（）状态时，称其为等待（或阻塞）状态。 A. 它正等待中央处理机 B. 它正等待合作进程的一个消息 C. 它正等待分给它一个时间片 D. 它正等待进入内存 8、一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（）。 A.由就绪变运行 B.由运行变就绪 C.由阻塞变运行 D.由阻塞变就绪 9、下面关于线程的叙述中，正确的是（）。 A.不论是系统支持线程还是用户级线程，其切换都需要内核的支持。 B.线程是资源的分配单位，进程是调度和分配的单位。 C.不管系统中是否有线程，进程都是拥有资源的独立单位。 D.在引入线程的系统中，进程仍是资源分配和调度分派的基本单位。 10、设有3个作业，它们同时到达，运行时间分别为T1、T2和T3,且T1≤T2≤T3，若它们在单处理机系统中按单道运行，采用短作业优先调度算法，则平均周转时间为（）。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. T1+T2/3+2*T3/3 3+2*T2/3+T1 11、在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（）。 A．程序I/O方式 B．中断驱动I/O控制方式 C．直接存储器访问DMA控制方式D．I/O通道控制方式 12、有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对一临界资源的互斥访问，则信号量的变
专业实习报告 实习时间：201 0 年 9 月 10 日至 9 月 21 日 学院：设计和艺术学院 专业名称：艺设2008级（视觉传达） 学号： 200809040114 姓名：魏巧梅 指导老师：花晓松、赵敏婷、李威卿、刘静 实习地点：西安市 艺设2008级（视觉传达）专业实习报告 一、实习目的及任务 专业实习是我校艺术设计（视觉传达）专业的一项专业实践教学环节，在本专业的理论教学和实践教学的紧密配合中起着至关重要的作用，对于本专业学生进入各类工作岗位起到积极的指导性作用。 （一）实习目的 1、通过实习使学生们熟悉本行业内优秀的企业及公司，懂得运用正确的立场、观点、方法认识问题思考问题，独立地、客观地分析和解决设计中的实际问题，使学生将来能更迅速地适应工作。 2、检验学生掌握基础理论知识的水平，培养学生理论联系实际的能力，将所学的理论知识及技巧运用到实际设计中去，发现不足、找出差距，有针对性地加以提高，以便为后期的毕业设计打下更好的基础。 3、加强学生和社会的联系，了解本行业的发展趋势以及市场对本专业的新要求、新需求，并对教学中存在的问题进行调研整改，从而促进教学质量的提高。 （二）实习任务
1、完成对行业内优秀的公司进行参观学习，并和其负责人讨论交流； 2、完成对当地优秀的专业展览、导向系统的参观记录； 3、返校后学生须完成实习日记及实习报告，教师须完成实习总结报告。 二、实习安排： 此次实习的安排内容如下： 9月10日：查找资料准备面试； 9月11日：参加实习面试； 9月12日：参加实习面试； 9月13日：面试获批； 9月14日：第一天实习作图，熟练使用软件； 9月15日：作图熟悉环境； 9月16日：接到任务，交流学习； 9月17日：熟悉工作流程； 9月18日：交流体验； 9月19日：了解设计公司的团队精神； 9月20日：指导设计作品，总结实习感悟； 9月21日：整理资料，完成作业。 四、实习内容及过程： 第一天就开始找实习公司，因为实习的时间比较短，好多公司都不接受，之前找的实习公司都不接受实习时间比较短的，接连找了两天，都是以失败告终，我们就放弃了去公司实习的打算，刚好有人给我们介绍了一个工作室，让我们去那边实习，就这样，我们在北稍门的标牌市场找到了这个实习工作室。 从学校来这个工作室实习一个星期，从来工作室的那天起我就感受到工作室和学校截然不同的人际关系和生活方式。一个星期下来，感受到了许许多多在学校永远无法理解和体会的东西，设计流程，人际关系，团队精神……一切都是那么的新奇，一切都和学校生活有那么大的差距。这周实习的日子里，我也体会出了专业知识的重要性，发现了自己尚且不足的方面，懂得了设计需要坚持学习和创新。 因为考虑到以后毕业有可能从事这个行业的工作，因此我非常珍惜这次实习的机会，在有限的时间里加深对各种平面设计的了解，找出自身的不足。这次实习的收获对我来说有不少，我自己感觉在知识、技能、和人沟通和交流等方面都有了不
四、解答题(共20分) 1．什么是操作系统它的主要功能是什么(共8分) 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合)，是用户与计算机之间的接口 操作系统的主要功能包括：存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理以及用户接口管理。 2．操作系统中存储器管理的主要功能是什么什么叫虚拟存储器(共8分) 存储器管理的主要功能是：内存分配，地址映射，内存保护，内存扩充。(4分) 虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的存储空间，在这种计算机系统中虚地址被映象成实地址。或者：简单地说，虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。(4分) 3．什么是文件的逻辑组织和物理组织(共4分) 文件的逻辑组织——用户对文件的观察和使用是从自身处理文件中数据时 采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织形式称为文件的逻辑组织。 文件的物理组织——文件在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织。 三、填空题(每空2分，共30分) 1．通常，进程实体是由程序段，相关的数据段和PCB 这三部分组成，其中PCB 是进程存在的惟一标志。 2．从用户的源程序进入系统到相应程序在机器上运行，所经历的主要处理阶段有编辑阶段，编译阶段，连接阶段，装入阶段和运行阶段。 3．在UNIX系统中，文件的类型主要包括普通文件，目录文件，特别文件。 4．虚拟设备是通过 SPOOLing 技术把独占设备变成能为若干用户共享的设备。 5. Windows NT是采用微内核结构的操作系统，它的进程的功能发
生了变化，它只是资源分配的单位，不是调度运行的单位，后者的功能由线程完成。 五、应用题(共20分) 5．进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（ D） A、运行态变为就绪态 B、运行态变为等待态 C、就绪态变为运行态 D、等待态变为就绪态 6．采用动态重定位方式装入的作业，在执行中允许（C ）将其移动。 A、用户有条件地 B、用户无条件地 C、操作系统有条件地 D、操作系统无条件地 7．分页式存储管理中，地址转换工作是由（A ）完成的。 A、硬件 B、地址转换程序 C、用户程序 D、装入程序 9．对记录式文件，操作系统为用户存取文件信息的最小单位是（C ）。 、文件 D 、记录 C 、数据项 B 、字符A． 10．为了提高设备分配的灵活性，用户申请设备时应指定（A ）号。 A、设备类相对 B、设备类绝对 C、相对 D、绝对 11．通常把通道程序的执行情况记录在（D ）中。 A、PSW B、PCB C、CAW D、CSW 14．共享变量是指（D ）访问的变量。 A、只能被系统进程 B、只能被多个进程互斥 C、只能被用户进程 D、可被多个进程 15．临界区是指并发进程中访问共享变量的（ D）段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数据 D、程序 16．若系统中有五台绘图仪，有多个进程均需要使用两台，规定每个进程一次仅允许申请一台，则至多允许（ D）个进程参于竞争，而不会发生死锁。 A、5 B、2 C、3 D、4 17．产生系统死锁的原因可能是由于（C ）。 A、进程释放资源 B、一个进程进入死循环 C、多个进程竞争，资源出现了循环等待 D、多个进程竞争共享型设备 21．引入多道程序设计的主要目的在于（BD ） A、提高实时响应速度 B、充分利用处理机，减少处理机空闲时间 、有利于代码共享C．
二、技术应用场景及典型厂商分析 1.计算机视觉技术已应用于传统行业和前沿创新，安全/娱乐/营销成最抢先落地的商业化领域 计算机视觉技术已经步入应用早期阶段，不仅渗透到传统领域的升级过程中，还作为最重要的基础人工智能技术参与到前沿创新的研究中。 本报告将重点关注技术对传统行业的影响。其中，计算机对静态内容的识别应用主要体现在搜索变革和照片管理等基础服务层面，意在提升产品体验；伴随内容形式的变迁（文字→图片→视频），动态内容识别的需求愈加旺盛，安全、娱乐、营销成为最先落地的商业化领域。 Analysys易观认为，这三类领域均有一定的产业痛点，且均是视频内容产出的重地，数据体量巨大，适合利用深度学习的方式予以改进。与此同时，行业潜在的商业变现空间也是吸引创业者参与的重要原因。 另一方面，当前计算机视觉主要应用于二维信息的识别，研究者们还在积极探索计算机对三维空间的感知能力，以提高识别深度。
2.计算机视觉的应用从软硬件两个层面优化安防人员的作业效率和深度 安防是环境最为复杂的应用领域，通常的应用场景以识别犯罪嫌疑人、目标车辆（含套牌车/假牌车）以及真实环境中的异常为主。 传统安防产品主要功能在于录像收录，只能为安防人员在事后取证的环节提供可能的线索，且需要人工进行反复地逐帧排查，耗时耗力；智能安防则是将视频内容结构化处理，通过大数据分析平台进行智能识别搜索，大大简化了工作难度，提高工作效率。 除此之外，在硬件层面上，传统安防产品超过4-5米的监控内容通常无法达到图像识别的像素要求，并容易受复杂环境中光影变化和移动
遮挡的影响而产生信息丢失，因此计算机会出现大量的误报漏报，这些局限为治安工作造成了一定的阻碍。 安防技术厂商在此基础上进行了创新，以格灵深瞳为例，目前已将摄像头的有效识别距离稳定至70-80米，同时开创了三维计算机视觉的应用，通过整合各类传感器达到类人眼的效果，减弱了环境对信息采集的负面影响，提高复杂环境下的识别准确度。 Analysys易观认为，计算机视觉的应用从行业痛点出发，以软硬件的方式大大优化了安防人员的作业效率与参考深度，是顺应行业升级的利好。不过，在实际应用过程中，对公安、交警、金融等常见安防需求方而言，更强的视觉识别效果往往意味着更多基础成本（存储、带宽等）的投入，安防厂商的未来将不只以技术高低作为唯一衡量标准，产品的实用性能与性价比的平衡才是进行突围、实现量产的根本，因此市场除了有巨大的应用空间外，还会引发一定的底层创新。
视觉传达设计作业 图1 大众汽车宣传广告 1、将整个车的内室用沙子做成，体现出使用者在车内如同沙滩一样享受快乐自由。 2、将车子比作沙子的表达方式，很特别。具有视觉冲击力。 3、安全健康的生活方式从大众轿车开始。 图2 某品牌天然护肤品 1、天然的色彩，天然的水果蔬菜，使用者如同沐浴在天然无公害的果蔬中。 2、选取了这几种颜色亮丽，让人一眼就能看到。
图3 电影乡村理发店海报 1、看到这样的海报第一感觉就是很有趣，具有双重含义，既说明了故事发生的地点，也说明了即使下雨了，也有人陪伴你，有人为你打伞的故事内容。 2、写实与卡通相结合的手法很特别。 3、黄色背景和黑色主题，是罪鲜明的对比色，很突出。
图4 汽车宣传海报 1、运用了双重图片的手法，汽车运鞋子结合。 2、汽车的亮与皮鞋的亮相似，汽车和鞋的作用一样，都是为了方便出行。 3、白色背景黑色主体，沉稳大方的显示了主题。 图5 戒烟广告 1、典型的戒烟广告，用吸过的烟头摆出手枪的造型，表示吸烟等于自杀。 2、橘黄色警示作用，同是也是烟头的颜色。 3、对比突出是所有海报设计所遵循的法则。
图6 番茄酱广告 1、红色的感觉很新鲜，很热烈，就像番茄的季节，番茄的颜色。 2、天然的番茄酱取自最天然的番茄， 3、这张海报并没有强烈的对比，但是却整张海报却有很强的视觉冲击力。
图7 环保设计海报 1、救助树，救助地球。用一棵树表示地球资源的枯竭，用一分为二的圆表示分裂的地球。 2、整幅海报给人苍白无力之感，树枝很萧条，几乎看不出树叶。只用了青色和沙色。 3、三角符号代表稳定与重要性，放在这里就是说，我们应该稳定树木的根。
一、单项选择 1、在存储管理方案中，__D_____ 可与覆盖技术配合. A、页式管理 B、段式管理 C、段页式管理 D、可变分区管理 2、在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是___A______。 A、节省主存空间 B、物理上扩充准存容量 C、提高CPU效率 D、实现主存共享 3、动态重定位技术依赖于___B______。 A、重定位装入程序 B、重定位寄存器 C、地址机构 D、目标程序 4、虚拟存储器的最大容量____A______。 A、为内外存容量之和 B、由计算机的地址结构决定 C、是任意的 D、有作业的地址空间决定 5、在虚拟存储系统中，若进程在内存中占3块（开始时为空），采用先进先出页面淘汰算法，但执行访问页号序列为1、2、3、4、1、2、5、1、、2、3、4、5、6时，将产生___D___次缺页中断。 A、7 B、8 C、9 D、10 6、设内存的分配情况如下图所示。若要申请一块40K字节的内存空间，若采用最佳适应算法，则所得到的分区首址为____C___。 A、100K B、190K C、330K D、410K 7、很好地解决了“零头”问题的存储管理方法是____A____。 A、页式存储管理 B、段式存储管理 C、多重分区管理 D、可变分区管理 8、系统“抖动”现象的发生是由___A___引起的。 A、置换算法选择不当 B、交换的信息量过大 C、内存容量不足 D、请求页式管理方案 9、在可变式分区存储管理中的拼接技术可以_____A___。 A、集中空闲区 B、增加主存容量 C、缩短访问周期 D、加速地址转换 10、分区管理中采用“最佳适应”分配算法时，宜把空闲区按____A__次序等记在空闲区表中。 A、长度递增 B、长度递减 C、地址递增 D、地址递减 11、在固定分区分配中，每个分区的大小是_C__。 A、相同 B、可以不同但根据作业长度固定 C、可以不同但预先固定 D、所作业长度变化
《微生物生理学》复习题 一、填空题 1、微生物代谢常用的研究方法有_________________、_________________、 _________________、_____________________、______________________。 2、生长因子包括_______________、________________和 _____________________三大类。 3、化能无机营养菌主要包括_____________、______________、_______________ 和_____________等。 4、同步培养法中的机械法包括____________、____________和______________。 5、细菌个体生长的三个阶段__________________________、_________________ 和________________________。 6、细菌细胞质中储藏物包括_______________、________________、 _____________和、____________和___________________。 7、光能无机营养菌主要包括_____________、______________和_____________ 等。 8、微生物产ATP的方式有三种____________、____________和______________。 二、判断题 1、肽聚糖中的双糖单位，其中的β-1，3糖苷键很容易被溶菌酶（lysozyme） 所水解。（） 2、磷壁酸可分为两类：一类是壁磷壁酸，另一类是膜磷壁酸（或脂磷壁酸）。（） 3、鞭毛蛋白是一种抗原物质，又称为H抗原。（） 4、细菌借助鞭毛以推进方式作直向运动，以翻腾方式作短转向运动。（） 5、科赫发现酪酸发酵可以分为由糖变成乳酸和由乳酸变成酪酸两个阶段，这两个阶段都由生物完成，并且还分离到了乳酸菌。（） 6、产甲烷菌是一类生长在严格厌氧的环境，是目前已知要求氧化还原电势最高 的菌。（） 7、能荷是指在全部腺苷酸分子中的能量，相当于多少个ADP，它代表了细胞的 能量状态。（） 8、酿酒酵母的营养体既能以单倍体形式又能以二倍体形式存在。（）
第一章微生物的细胞结构与功能 真菌细胞的质膜中具有甾醇，原核生物的质膜中很少或没有甾醇。 载色体亦称色素体或叫光合膜：是光合细菌进行光合作用的场所 羧酶体又称多角体是自养细菌特有的内膜结构，由3.5nm厚的蛋白质单层膜包围，是自养细菌固定CO2的场所 类囊体（th ylakoid）是蓝细菌进行光合作用的场所 内质网指细胞质中一个与细胞基质相隔离、但彼此相通的囊腔和细管系统，由脂质双分子层围成 高尔基体是一种内膜结构，由许多小盘状的扁平双层膜和小泡组成，与细胞的分泌活动和溶酶体的形成等有关是合成、分泌糖蛋白和脂蛋白以及进行酶切加工的重要场所。 磁小体是趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4 / Fe3S4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹 芽孢某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体 溶酶体是胞质中一类包着多种水解酶的小泡溶酶体的标志酶是酸性水解酶 微体是一种单层膜包裹的、与溶酶体相似的小球形细胞器，但其所含的酶与溶酶体所含的不同 一．什么是原核生物与真核生物？ 原核微生物是细胞内有明显核区，但没有核膜包围；核区内含有一条双链DNA 构成的细菌染色体；能量代谢和很多合成代谢均在质膜上进行；蛋白质合成“车
间”--核糖体分布在细胞质中。 真核微生物是细胞核具有核膜、核仁，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的一类微生物。 二．比较原核生物和真核生物的异同点？ 相同点：不论是原核生物还是真核生物，它们的遗传物质的本质相同；在它们的细胞中同时具有DNA和RNA；一般都有产生能量与合成细胞物质的完整的酶系统；ATP是生物用来进行能量转换的物质之一；细胞的元素组成，糖代谢，核苷酸与氨基（除赖氨酸以外）生物合成途径基本相同；蛋白质和核酸生物合成的方式也基本相同 比较项目原核生物真核生物 细胞大小较小（通常直径小于 2um）较大（通常直径大于2um） 细胞壁主要成分多数为肽聚糖纤维素、几丁质等细胞器无有 鞭毛结构如有，则细而简单如有，则粗而复杂鞭毛运动方式旋转马达式挥鞭式 繁殖方式无性繁殖有性、无性等多种 细胞核核膜无有 组蛋白无有 DNA含量高（约10％）低（约5％）核仁无有
大学计算机视觉实验报告 摄像机标定 ：振强 学号：451 时间：2016.11.23
一、实验目的 学习使用OpenCV并利用OpenCV进行摄像机标定，编程实现，给出实验结果和分析。 二、实验原理 2.1摄像机标定的作用 在计算机视觉应用问题中，有时需要利用二位图像还原三维空间中的物体，从二维图像信息出发计算三维空间物体的几何信息的过程中，三维空间中某点的位置与二维图像中对应点之间的相互关系是由摄像机的几何模型决定的，这些几何模型的参数就是摄像机参数，而这些参数通常是未知的，摄像机标定实验的作用就是通过计算确定摄像机的几何、光学参数，摄像机相对于世界坐标系的方位。 2.2摄像机标定的基本原理 2.2.1摄像机成像模型 摄像机成像模型是摄像机标定的基础，确定了成像模型才能确定摄像机外参数的个数和求解的方法。计算机视觉研究中，三维空间中的物体到像平面的投影关系即为成像模型，理想的投影成像模型是光学中的中心投影，也称为针孔模型。实际摄像系统由透镜和透镜组组成，可以由针孔模型近似模拟摄像机成像模型。 图2.1 针孔成像 2.2.2坐标变换 在实际摄像机的使用过程中，为方便计算人们常常设置多个坐标系，因此空间点的成像过程必然涉及到许多坐标系之间的相互转化，下面主要阐述几个重要坐标系之间的转换关系。
2.2.2.1世界坐标系--摄像机坐标系 图2.2 世界坐标系与摄像机坐标系空间关系 世界坐标系与摄像机坐标系之间的转换关系为： ????? ? ????????????=???? ????????111w w w T c c c Z Y X O T R Z Y X R 和T 分别是从世界坐标系到摄像机坐标系的旋转变换和平移变换系数，反映的是世界坐标系和摄像机坐标系之间的关系，因此称为外参数。 2.2.2.2物理坐标系--像素坐标系 图2.3 像素坐标系
设计概论作业参考答案(A) 一、单项选择题 1、C 2、B 3、B 4、C 5、A 6、B 7、B 8、D 9、A 10、A 11、 D 12、A 13、C 14、C 15、D 16、D 17、B 18、B 19、A 20、D 二、多项选择题 1、ABCD 2、ABCD 3、ABCDE 4、BC 5、ABCD 6、ABCD 7、ABCE 8、BCD 9、BD 10、CD 三、填空题 1、劳动 2、后现代主义 3、心里计划在艺术中的计划 4、构思行为实现其价值 5、社会实践、文字记载 6、实用、认知、审美 7、实用价值、附加价值 8、精神、物质 9、毕加索 10、大工业、计算机 四、判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ××√×√×√√√√ 11 12 13 14 15 1 6 17 18 19 20 ×××√√××√×√ 五、名词解释 1、设计的精神性 答：精神性是指器具的使用不仅仅为人们在功能上提供方便，还有精神上的愉悦感、舒适感、美感。 2、展示设计 答：展示设计师物品展览及公共环境的主要形式。 3、书籍装帧 答：是针对书籍的具体设计，其设计类型的不同，获得不同的设计效果。 4、装饰
答：设计活动中，装饰是一个重要的现象，装饰是人的本质体现的一种方式，是潜意识中的需要。 5、字体设计 答：字体设计作为一种造型艺术的形式，组合其中的字体，创造新的字型，探索文字变化的规律，应用于设计活动中。 6、《考工记》 答：先秦最重要的设计著作，使研究这时期的设计现状有了直接的参照，对春秋战国各地诸多设计制造业中的30个公种，进行了细致的描述，使后人在先秦时期的设计文化有了深刻的了解。 7、展示设计 答：展示设计师物品展览及公共环境的主要形式 8、优选设计法 答：优选法是通过对大量的设计现象的综合、移置、杂交、选择诸种方式中，去伪存真而劣败优胜，得出最佳的设计思维结果，最终成为创意性的设计方案，这是一种积极有效的方法。 9、哥特式建筑 答：从公元12世纪出现的哥特式建筑，其特征是采用肋拱和尖卷来改变拱顶的样式，加大窗户的面积，增加彩色玻璃画来强化教堂的轻松气氛，同时减轻了建筑的整体重量。（德国的科隆教堂和法国巴黎圣母院） 10、包豪斯 答：德国1919年由格罗佩斯创建的艺术学院，被认为是现代设计运动的重要象征。 六、简答题 1、中国当代艺术设计有哪些阶段性的特征? 答：从1980年到1985年，是对工艺美术的历史回顾期，也是当代设计的初创期；从1985年到1992年，这是中国当代设计的深入反省期；从1993年到现在，中国几乎全面进入了工商社会，这是经济改革的深入期也是当代艺术设计的飞跃时期。<中华民族在近百年来以民族复兴为大业，奋发图强，不屈不饶地进行着社会主义的改革。中国现代设计正是在这种背景中艰难地起步。在民国时期的工业设计成就几乎是空白。（代表建筑成就的是南京中山陵，上海外滩西式风格的建筑）新中国成立以后设计事业才有所发展（20世纪50年代以北京人民大会堂为代表的建筑群，展示了中国历史新的一页）五六十年代以来，由于当时社会经济水平
第五六章微生物生理 第一节微生物的营养 ●微生物细胞的元素组成：C、H、O、N、P、S、矿质元素，等，P93表5－1 ●微生物细胞的物质组成： 大分子有机物：蛋白质、糖类、脂类、核酸 小分子有机物：氨基酸、单糖、双糖、寡糖、核苷酸、脂肪酸、维生素、碱基无机物：无机盐、水（约80－90％）等 ●营养（nutrition）：生物生长发育中，不断从外界环境吸收物质（营养物质） 并加以利用，用于构建细胞物质或获取能量的过程 ●营养物质：生物从环境中吸收的有用物质，包括结构物质、能源物质、代谢 调节物质 ●微生物营养多样性:不同微生物利用不同的营养物质；一种微生物利用多种 营养物质 一、微生物的五种营养(nutrition)要素（营养需求）及其生理功能 （一）碳源(carbon source) 凡能构成微生物细胞或代谢产物中碳架来源的营养物质都称为碳源。 1 碳源功能 ●构成细胞及代谢产物的骨架 ●是大多数微生物代谢所需的能量来源 2碳源种类
●无机C源：CO2、碳酸盐，只能被自养微生物利用 ●有机C源：各种糖类，其次是有机酸、醇类、脂类和烃类化合物 ●实验室常用：葡萄糖、果糖、蔗糖 （二）氮源(nitrogen source) 凡是可以构成微生物细胞和代谢产物中氮素来源的营养物质都称为氮源。 1 氮源功能 N来源；氮源一般不做能源，只有硝化细菌利用铵盐、亚硝酸盐作氮源,同时也作能源 2 氮源种类 ●分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源 ●无机态氮：铵盐几乎所有微生物能利用，硝酸盐 ●有机态氮：蛋白质及其降解产物 a速性（效）氮源：实验室常用牛肉膏、蛋白质、酵母膏做氮源 b迟性（效）氮源：生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生饼等。 （三）无机盐（mineral salts） 1 无机盐功能 ●构成微生物细胞的组成成分 ●调解微生物细胞的渗透压， pH值和氧化还原电位 ●有些无机盐如S、Fe还可做为自养微生物的能源 ●构成酶活性基的组成成分，维持酶活性。Mg、Ca、K是多种E的激活剂 2 无机盐种类 ●Ca、K 、Mg、Fe为大量元素，以无机盐阳离子形式被吸收，配培养基进要加
广告视觉传达教案 课程名称：广告视觉传达（必修选修√）总学时：32 学分：2 任课教师：朱莉班级：06级广告学专业班级 使用教材：《视觉传达基础与应用》作者康兵高等教育出版社课程简介：本课程的特点既要求培养学生通过视觉媒介表现并传达设计的能力，又要求培养学生能够整合相关专业知识的能力，以此来提高学生的综合素质。这也是学生将来从事广告设计必备的基本技能。课程内容主要是对文字、图形、色彩为基本要素的艺术创作，涉及的领域有字体设计、标志设计、图形设计、编排设计等。培养学生具有一定的艺术素养，掌握视觉传达艺术设计的基本理论和专业技能，从而对视觉系统中各个要素进行综合艺术创作。 教学目标：课程教学目的在于使学生掌握视觉传达原理、视觉流程导向等基础知识，进行基本技能的学习与训练，在图形、字体、版式和广告设计方面为广告设计课程打下扎实的专业基础。让学生通过该课程的训练能够对形式美法则和信息传达的基本要求有一个较明确的认识和理解，从而更好地进行广告创意的制作。教学方法：全班共同讲授和一对一辅导相结合；布置课下作业并及时讲评。尽一切可能调动学生们的学习兴趣和主动性，开展师生间自由、平等的交流与讨论。抓重点带全体，抓优秀学生的培养，把优秀学生或相对突出的学生作为教学的重点，投入较大精力使他们迅速提高，及时给他们以肯定和鼓励，并利用他们来贯彻自己的教学思路。通过这种示范作业来带动全班的提高，同时强调全班的互帮互学，从而造成一种“比追我赶”的学习气氛。 教学重点：教学的重点在于创意图形部分的训练，需要学生每一个练习的内容都要尽可能多的发挥创意。 教学难点：课程的难点是如何将设计思维的训练，所以需要学生多看、多想、多做，从而达到设计思维训练的教学目的。 教学内容： 视觉传达设计的原理： 第一章视觉传达设计概述 第一节视觉传达设计的概念 一、定义
微生物生理学复习题 1.写出三个以上你所熟知的微生物生理学奠基人（中英文均可，英文可只写Family name）及各 自主要贡献（一句话）。 Ⅰ.巴斯德 and 柯赫奠定了微生物生理学的基础：建立微生物基本操作，证实疾病病原菌学说。 Ⅱ. 贝捷克林发现固氮微生物，细菌的无氧呼吸。 Ⅲ.布赫纳——微生物生理学进入了分子水平。（发现酵母的无细胞提取液可将葡萄糖转化为酒精） 2.微生物细胞的显微和亚显微结构，按照在细胞中的部位与功能，可分为哪三部分？各自包括哪 些主要结构？ 答：可分为基本结构、外部结构和内部结构三部分。 基本结构：是指一个细胞生存不可缺少的，或一般微生物通常具有的结构。例如细胞壁、细胞膜、细胞质、类核和核糖体。 外部结构：包括细胞表面附属物如荚膜、鞭毛、纤毛等。 内部结构：包括除染色体外的细胞质内的所有物质和结构，如内膜系统、某些细菌产生的芽孢等等。 3.比较G+、G-真细菌的细胞壁结构、组成。（G+：肽聚糖、磷壁酸、壁醛酸、表面蛋白；G-：脂 多糖、脂蛋白、磷脂、蛋白质） 一、细胞壁：组成物质可分为两类：一是构成细胞壁的框架类物质，如细菌细胞壁的肽聚糖；二是位于框架 1
2 类物质间的填充类物质或称间质，如各种位于其间的蛋白质等。 不同微生物的细胞壁结构和化学组成各不一样。在传统的微生物分类鉴定中，可作为一个重要指标。 （一）革兰氏阳性细菌 (1)肽聚糖：【（N-乙酰氨基葡萄糖G ）-β（1-4）糖苷键-（N-乙酰胞壁酸M ）】---（G--M --G--M --G-M ）交替相连形成多聚体。（N-乙酰胞壁酸）上连接有段肽链【L-丙氨酸---D-谷氨酸---DA 氨酸---D-丙氨酸---（D-丙氨酸）】，故称肽聚糖。其中（D-丙氨酸）在肽聚糖合成中存在，肽链交联即被水解。 β（1-4）糖苷键可在溶菌酶作用下裂解生成N-乙酰氨基葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸的双糖单位。 肽桥交联方式：（四类）课本P7（革阳细胞壁肽聚糖肽链交联程度>>革阴） 1. 其中一个DA 上的氨基与另一上第四个成肽键。－CO-NH-（大数革阴 + 一些革阳杆） 2. （D-丙氨酸，四位）--（一个小肽或者一个氨基酸）---（二氨基酸，三位）（多数革阳） 3. （D-丙氨酸，四位）--（与连接在胞壁酸上肽链相同的小肽链，可重复）-（二氨基酸，三位，例如可为赖 氨酸） 4. （D-丙氨酸，四位）--（赖氨酸/鸟氨酸）-- （D-谷氨酸，二位）细胞壁肽聚糖四肽侧链中不含二氨基酸。 (2)磷壁酸：三种： A.甘油磷壁酸：基本结构是多聚甘油磷酸。因甘油分子中的羟基被不同化合物取代而又可分三型：（I ）重复单位是甘油磷酸，糖或丙氨酸不参与骨架的形成-（-C1-C2-C3-POOH ）n-；（II ）重复单位是葡萄糖甘油磷酸；-(-G-C1-C2-C3-POOH)n-（III ）重复单位是N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸-甘油磷酸（-N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸-甘油磷酸-）n 。在（II ）和（III ）中糖分子参与形成骨架链 B.核醇磷壁酸：核醇磷壁酸是以磷酸二酯键连接相邻核醇分子的C-1和C-5 磷酸-(-C1-C2-C3-C4-C5-磷酸)n,C-2上大多以酯键连接着D-丙氨酸，而C-4或C-3的羟基，可被各种糖所取代。磷壁酸和肽聚糖的结合：磷壁酸以共价键与肽聚糖分子连接，其末端的磷酸通过一个N-乙酰氨基葡萄糖-1-磷酸与肽聚糖的N-乙酰胞壁酸C-6 N-乙酰氨基葡萄糖 溶菌酶敏感