第1单元生物个体的稳态与调节第3章动物稳态维持的生理基础第2节、第3节反射活动的基本原理、人脑的高级功能学业分层测评
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列关于大脑皮层中央前回的叙述，不正确的是( )
A．代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的
B．代表区的大小与躯体运动的精细复杂程度有关
C．刺激大脑皮层中央前回的顶部能引起上肢运动
D．大脑皮层的运动区位于中央前回，支配着对侧躯体的随意运动功能
【解析】 大脑皮层代表区与实际躯体是倒置关系，刺激中央前回的顶部能引起下肢运动。
【答案】 C
2．神经元接受刺激后产生兴奋并传递兴奋过程中，发生了机械刺激(或其他刺激)转变为电信号、电信号转变成化学信号和化学信号转变为电信号等变化，上述这些转变依次发生在( )
A．突触小体、突触前膜、突触后膜
B．刺激部位、突触前膜、突触后膜
C．刺激部位、突触小体、突触后膜
D．刺激部位、突触间隙、突触后膜
【解析】 神经元受刺激后，由于Na＋内流，产生动作电位，实现了机械刺激(或其他刺激)向电信号的转变，然后兴奋以电信号的形式传导到突触前膜时，由电信号转变为化学信号，在突触后膜由化学信号转变为电信号。
【答案】 B
3．(2016·衡水中学高二调考)下列有关神经冲动产生和传导的叙述错误的是( )
A．神经细胞能产生并传导兴奋的基础是膜的选择透过性
B．局部电流会刺激未兴奋部位的细胞膜发生外负内正的电位变化C．神经纤维上某一点受到刺激后兴奋会向两端进行传导
D．神经元间的兴奋传递是化学信号—电信号—化学信号
【解析】 在动作电位产生过程中，细胞膜对不同离子的通透性不同，A正确；未兴奋部位的细胞膜电位为内负外正，受到局部电流的刺激后电位变为内正外负，B正确；兴奋在神经纤维上传导是双向的，所以神经纤维上某一点受到刺激后兴奋会向两端进行传导，C正确；神经元间的兴奋传递是电信号—化学信号—电信号，D错误。
【答案】 D
4．下图为突触的部分结构，下列叙述不正确的是( )
A．a的形成与高尔基体有关
B．c的释放与b的流动性有关
C．d对c的识别具有特异性
D．若c为乙酰胆碱(兴奋性神经递质)，则在e处膜电位由外负内正变为外正内负
【解析】 若c为乙酰胆碱，则在e处膜电位由内负外正变为外负内正。
【答案】 D
5．某同学正在跑步，参与调节这一过程的神经结构有( )
①大脑皮层 ②小脑 ③下丘脑 ④脑干 ⑤脊髓
A．①②③④ B．①③④⑤
C．①②④⑤ D．①②③④⑤
【答案】 D
6．下图是反射弧的局部结构示意图。刺激b点(b点为电表②两接线端之间的中点)，检测各位点电位变化。下列说法正确的是( )
A．电表②的指针将发生两次方向相反的偏转
B．通过检测电表①的电位变化和肌肉收缩，可以验证兴奋在神经纤维上是双向传导的
C．兴奋由b点传递到c点时，发生电信号→化学信号→电信号的转换
D．若肌肉收缩但电表②指针不偏转，说明兴奋在神经纤维上是单向传导的
【解析】 兴奋在神经纤维上双向传导且速度都是一样的，关键就是看刺激点到两电极的距离，当刺激点处于中点时，到两电极的时间相等，电表指针不偏转，兴奋在神经纤维上是双向传导的。刺激b点，电表①检测不到电位变化(受突触的影响)。b、c两点间有一个突触，故兴
奋由b点传递到c点时，发生电信号→化学信号→电信号的转换。
【答案】 C
7．下列实例能够说明神经系统中的高级中枢对低级中枢有控制作用的是( )
A．针刺指尖引起缩手反射
B．短期记忆的多次重复可形成长期记忆
C．大脑皮层语言H区损伤，导致人不能听懂别人讲话
D．意识丧失的病人能排尿但不能控制，意识恢复后可控制
【解析】 A为低级神经中枢控制的反射活动，无高级神经中枢参与；B和C均为仅由高级神经中枢控制的活动；意识丧失的病人能排尿，说明排尿反射是由低级中枢控制的反射活动，但无意识的人不能控制而有意识的人能控制排尿，说明高级中枢对低级中枢有控制作用。
【答案】 D
8．有机磷农药可抑制胆碱酯酶(分解乙酰胆碱的酶)的作用，对于以乙酰胆碱为递质的突触来说，中毒后会发生( )
A．突触前膜的流动性消失
B．关闭突触后膜的Na＋离子通道
C．乙酰胆碱持续作用于突触后膜的受体
D．突触前神经元的膜电位发生显著变化
【解析】 有机磷农药能抑制胆碱酯酶的作用，不作用于突触前膜，故突触前膜的流动性没有消失，膜电位不发生显著变化，故A、D 错误；有机磷农药可抑制胆碱酯酶，使得神经递质乙酰胆碱不能分解，所以就一直持续作用于突触后膜，使突触后膜持续兴奋，故B错、C正确。
【答案】 C
9．科学家成功破解了神经元“沉默突触”的沉默之谜。此前发现，在脑内有一类突触只有突触结构而没有信息传递功能，被称为“沉默突触”。请推测科学家对此所取得的研究成果 ( )
①突触小体中没有细胞核 ②突触后膜缺乏相应的受体 ③突触前膜缺乏相应的受体 ④突触小体不能释放相应的神经递质A．②④ B．②③
C．②③④ D．③④
【解析】 突触小体是轴突末端膨大形成的球状或杯状结构，细胞核位于神经细胞的细胞体内，具有正常功能的神经元的细胞核也不位于突触小体内。受体位于突触后膜上，突触前膜没有接受神经递质的受体。
【答案】 A
10．如图是人的大脑皮层躯体运动代表区功能示意图，请据图回答：
(1)用电刺激皮层运动区某一区域，可观察到大脑皮层对躯体运动的调节作用。那么接受刺激的是反射弧中的________。
(2)图中显示面积大的躯干在皮层代表区的面积很小，而手与手指在皮层代表区的面积几乎与整个下肢在皮层代表区的面积相等，说明运动越________的器官，其皮层代表区的面积越大。
(3)从图中可知，除头面部外，皮层代表区的位置与躯体各部分是________关系。
(4)若刺激右侧大脑皮层的________，可见其左侧肢体运动，说明此区域对肢体运动的调节具有______支配的特征。
【解析】 本题考查人体高级神经活动调节——大脑皮层对机体控制及识图能力。(1)大脑皮层是调节人和高等动物生理活动的高级神经中枢，由神经元的细胞体构成，刺激大脑皮层就是刺激神经中枢。(2) 由图中可看出：人体面积巨大的躯干在大脑皮层第一运动区的代表区面积非常小，而手、头面积却占有很大代表区，这与躯体运动的精细复杂程度有关，与躯体大小无关。(3)从图中可知：皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的，只有头面部是正立的。(4)大脑皮层对躯体的控制是左右对侧交叉控制的；控制躯体运动的神经中枢——躯体运动中枢位于大脑皮层的中央前回。
【答案】 (1)神经中枢 (2)精细复杂 (3)倒置 (4)中央前回 交叉(或对侧)
[能力提升]
11．下图为反射弧模式图。在a、b两处分别给予电刺激，M开始反应的时间情况如下表：则神经冲动从b处到达M的时间(ms)是( )
刺激部位距M处距离(mm)M开始反应需要的时间(ms)
a5 3.5
b50 5.0
A.1.5 B．5/3
C．5 D．8.5
【解析】 M为效应器，神经纤维和效应器之间的结点类似于突触，M“开始反应”实际上包括两部分时间：在神经纤维上传导的时间和类似于突触中传递的时间。题干中所求到达M的时间指的就是在神经纤维上传导的时间。ab段是完全在神经纤维上传导，可以求出速度v，v＝(50－5)/(5－3.5)＝30 mm/ms，所以，b到达M的时间＝50/30＝5/3。
【答案】 B
12．止痛药(如“杜冷丁”)并不会损伤神经元的结构，在阻断神经冲动传导的过程中，检测到突触间隙中神经递质(乙酰胆碱)的量不变。试推测止痛药的作用机制是( )
A．可以与突触后膜的受体结合
B．可以与突触前膜释放的神经递质结合
C．抑制突触前膜神经递质的释放
D．抑制突触小体中神经递质的合成
【解析】 止痛药不会损伤神经元的结构，又检测到突触间隙中神经递质的量不变，但具有止痛作用，其作用机制很可能是与突触后膜的受体结合后，神经递质失去了与突触后膜受体结合的机会，不能使下一个神经元产生兴奋，从而达到止痛的作用。
【答案】 A
13．下图为神经调节中两个重要的结构模式图，下列选项中错误的是( ) 【导学号：07950023】
甲 乙
A．图甲中③内的物质为神经递质，它可以和⑥上的特异性受体结合
B．图甲可以是图乙中结构c的局部放大图
C．图乙中在b处受损的情况下，刺激a仍有感觉，但是肌肉不能收缩
D．图乙中的X所示神经纤维为传入神经
【解析】 图甲为突触的结构模式图，图乙为反射弧的结构模式图。X为传入神经，c为突触结构，a、b为传出神经上的两个点。若b处受损，刺激a，兴奋不能传导到肌肉，肌肉不能收缩，由于突触的存在，兴奋也不能传到大脑，不能形成感觉。
【答案】 C
14．肺牵张反射是调节呼吸的反射之一，图(a)为肺牵张反射示意图。该反射的感受器位于肺中。深吸气后肺扩张，感受器兴奋，神经冲动经传入神经传入脑干，抑制吸气，引起呼气。回答下列问题：
图(a) 图(b)
(1)图(a)中a、b、c、d是反射弧的组成部分，a是________，b是
________，c是________，d是________。
(2)人体要屏住呼吸必须受到图(a)中________的调控。
(3)图(a)中神经元①和②之间形成的突触[放大后的突触如图(b)所示]中，突触小体是神经元①的________(填“轴突”“树突”或“细胞体”)末端膨大形成的，突触后膜位于神经元②的________(填“轴突”“树突”或“细胞体”)。
【解析】 (1)根据反射弧的特点可知，a、b、c、d依次表示神经中枢、传入神经、传出神经和效应器。(2)人体屏住呼吸，必须受到大脑皮层(最高级中枢)的控制。(3)突触小体是神经元的轴突末梢经过多次分支，最后每个小枝末端膨大形成的。由图可知，突触后膜是下一个神经元细胞体的膜。
【答案】 (1)神经中枢 传入神经 传出神经 效应器 (2)大脑
皮层 (3)轴突 细胞体
15．排尿是受中枢神经系统控制的复杂反射活动，排尿的初级反射中枢位于脊髓骶段。平时，膀胱逼尿肌舒张，尿道括约肌收缩，膀胱内贮存的尿液不致外流。如图为相关反射弧示意图，请据图分析回答：
(1)在图示反射弧中，通过________和________两种信号传递信息，其中________的作用机制决定了整个反射弧中的信息单向传递。
(2)当尿液充盈使膀胱扩张时，膀胱壁内的牵张感受器细胞膜外侧的电位变化是__________________，从而产生兴奋；兴奋传至________产生了“尿意”。
(3)排尿时，由排尿中枢通过相关神经分别释放________、
________(填“兴奋”或“抑制”)性递质使得膀胱逼尿肌收缩、尿道括约肌舒张，从而将尿液排出体外。
(4)正常人在没有合适的时机或场所时，能够憋尿。而脊髓胸段损伤的患者却会出现“尿失禁”，这是因为
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
______________________________________________________。
【解析】 (1)兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导，在神经元间以化学信号的形式传递，神经元间的突触中，神经递质只能从突触前膜释放，作用于突触后膜，决定了整个反射弧中的信息单向传递。(2)当尿液充盈使膀胱扩张时，膀胱壁内的牵张感受器兴奋，细胞膜外侧的电位由正电位变为负电位，兴奋最终传至大脑皮层，产生“尿意”。(3)兴奋性递质使膀胱逼尿肌收缩，抑制性递质使尿道括约肌舒张。(4)低级神经中枢脊髓受高级中枢大脑皮层的控制，脊髓胸段损伤使大脑皮层无法控制位于脊髓中的排尿中枢，导致出现“尿失禁”。
【答案】 (1)电信号(兴奋或神经冲动) 化学信号(神经递质) 化学信号(神经递质) (2)由正电位变为负电位 大脑皮层 (3)兴奋 抑
制 (4)大脑皮层无法控制脊髓中的排尿中枢
绪论 1.生物技术产品的生产过程主要由哪四个部分组成？ （1）原材料的预处理； （2）生物催化剂的制备； （3）生化反应器及其反应条件的选择和监控； （4）产物的分离纯化。 2.什么是生化反应工程,生化反应工程的研究的主要内容是什么? 定义：以生化反应动力学为基础，运用传递过程原理及工程学原理与方法，进行生化反应过程的工程技术分析、开发以及生化反应器的设计、放大、操作控制等综合边缘学科。 主要内容：生物反应动力学和生物反应器的设计，优化和放大 3. 生物反应过程的主要特点是什么？ 1.采用生物催化剂，反应过程在常温常压下进行，可用DNA重组及原生质体融合技术制备和改造 2.采用可再生资源 3.设备简单，能耗低 4.专一性强，转化率高，制备酶成本高，发酵过程成本低，应用广，但反应机理复杂，较难控制，反应液杂质较多，给提取纯化带来困难。 4. 研究方法 经验模型法、半经验模型法、数学模型法；多尺度关联分析模型法（因次分析法）和计算流体力学研究法。 第1章 1. 酶作为生物催化剂具有那些催化剂的共性和其独特的催化特性？谈谈酶反应专一性的机制。 催化共性:降低反应的活化能，加快生化反应的速率；反应前后状态不变. 催化特性:高效的催化活性;高度的专一性; 酶反应需要辅因子的参与;酶的催化活性可被调控;酶易变性与失活。 机制：锁钥学说；诱导契合学说 2. 什么叫抑制剂？ 某些物质，它们并不引起酶蛋白变性，但能与酶分子上的某些必需基团（主要是指活性中心上的一些基团）发生化学反应，因而引起酶活力下降，甚至丧失，致使酶反应速率降低，能引起这种抑制作用的物质称为抑制剂。 3. 简单酶催化反应动力学（重点之重点） 4．酶动力学参数的求取方法(L-B法、E-H法、H-W法和积分法) L-B法: E-H法： H-W法： 积分法： S S ) (1) S c mI s m s s I I m i K C K ↓ ?++
生物反应工程原理复习资料 生物反应过程与化学反应过程的本质区别在于有生物催化剂参与反应。 生物反应工程是指将实验室的成果经放大而成为可提供工业化生产的工艺工程。 酶和酶的反应特征 酶是一种生物催化剂，具有蛋白质的一切属性；具有催化剂的所有特征；具有其特有的催化特征。 酶的来源：动物、植物和微生物 酶的分类：氧化还原酶、水解酶、裂合酶、转移酶、连接酶和异构酶 酶的性质：1）催化共性：①降低反应的活化能②加快反应速率③不能改变反应的平衡常数。 2)催化特性：①较高的催化效率 ②很强的专一性 ③温和的反应条件 易变性和失活 3）调节功能：浓度、激素、共价修饰、抑制剂、反馈调节等 固定化酶的性质 固定化酶：在一定空间呈封闭状态的酶，能够进行连续反应，反应后可以回收利用。 与游离酶的区别： 游离酶----一般一次性使用（近来借助于膜分离技术可实现反复使用） 固定化酶--能长期、连续使用（底物产物的扩散过程对反应速率有一定的影响；一般情况下稳定性有所提高；以离子键、物理吸附、疏水结合等法固定的酶在活性降低后，可添加新鲜酶溶液，使有活性的酶再次固定，“再生”活性） 固定化对酶性质的影响：底物专一性的改变 、稳定性增强 、最适pH 值和最适温度变化、动力学参数的变化 单底物均相酶反应动力学 米氏方程 快速平衡法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的形成不会降低CS （2）不考虑 这个可逆反应（3） 为快速平衡， 为整个反应的限速阶段，因此ES 分解成产物不足以 破坏这个平衡 稳态法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的形成不会降低CS （2）不考虑 这个可逆反应（3）中间复合物ES 一经分解，产生的游离酶立即与底物结合，使中间复合物ES 浓度保持衡定，即 P E ES S E k k k +→+?-2 1 1 P E ES +←ES S E ?+P E ES +→P E ES +←0=dt dC ES
第六章现代生物进化理论 第一节生物进化理论的发展 一、拉马克的进化学说 1、理论要点：用进废退；获得性遗传 2、进步性：认为生物不是神创造的，而是进化的。 3、局限性：缺乏证据，多为主观臆断。 二、达尔文的自然选择学说 1、理论要点：自然选择（过度繁殖→生存斗争→遗传和变异→适者生存）达尔文把在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程叫自然选择。 2、进步性：能够科学地解释生物进化的原因以及生物的多样性和适应性。 选择材料：由变异提供；内在因素：遗传和变异；进化方向：有自然选择决定；进化动力：生存斗争。 3、局限性： ①不能科学地解释遗传和变异的本质； ②自然选择对可遗传的变异如何起作用不能作出科学的解释。（对生物进化的解释仅局限于个体水平） 三、现代达尔文主义 （一）种群是生物进化的基本单位（生物进化的实质：种群基因频率的改变） 1、种群： 概念：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。 特点：不仅是生物繁殖的基本单位；而且是生物进化的基本单位。 2、种群基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库 3、基因（型）频率的计算： 基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率。 基因型频率是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比率。 ①按定义计算： 例1：从某个群体中随机抽取100个个体，测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60和10个，则：基因型AA的频率为______；基因型Aa的频率为______；基因型aa的频率为______。基因A的频率为______；基因a的频率为______。 答案：30% 60% 10% 60% 40% ②某个等位基因的频率= 它的纯合子的频率+ ?杂合子频率 例：某个群体中，基因型为AA的个体占30%、基因型为Aa的个体占60% 、基因型为aa的个体占10% ，则：基因A的频率为______，基因a的频率为______ 答案： 60% 40% （二）突变和基因重组产生生物进化的原材料，但不能决定生物进化的方向。 （三）自然选择决定进化方向：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。 （四）突变和基因重组、选择和隔离是物种形成机制 1、物种：指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且自然状态下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。 2、隔离： 地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。 生殖隔离：指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代。 3、物种的形成： ⑴物种形成的常见方式：地理隔离（长期）→生殖隔离 ⑵物种形成的标志：生殖隔离
第七章第2节现代生物进化理论的主要内容 （第二课时） 一、教材分析：《共同进化与生物多样性的形成》是普通高中 课程标准实验教科书《生物必修Ⅱ——遗传与进化》（人教版）第七章现代生物进化理论，第二节现代生物进化理论的主要内容的第三部分知识。本节主要包括共同进化、生物多样性的形成和生物进化理论在发展等知识点。 二、教学目标 1、知识目标：1、说明共同进化的概念 2、说明生物多样性产生的原因 2、能力目标：通过动画、图片观察和文字阅读，发展学生分析资料、交流信息的能力。 3、情感态度与价值观目标：通过教学活动，学生形成“生物是进化来的”“生物的进化与环境密切相关”的思想观点，树立辨证唯物主义的认识观。 三、教学重点难点 共同进化概念的理解和生物多样性形成的原因 四、学情分析 学生对于本节内容了解很少，需要教师准备大量的素材，来让学生了解生物多样性形成的原因。 五、教学方法
1、学案导学 2、探究法、讨论法、讲授法 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习共同进化与生物多样性的形成了解生 物多样性形成的原因 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 教师活动：观看BBC演化之旅、未来狂想曲片段，设问：地球上是如何产生如此丰富多彩的生物类型的？ 学生活动学生根据生活经验进行大胆猜想 设计意图：从学生已有的生活经验出发，创设情境 （三）合作探究、精讲点拨。 教学内容教师活动学生活动设计意 图
第一章生物工程导论 1.生化反应工程的概念 以生物反应动力学为基础，利用化学工程方法研究生物反应过程的一门学科。 2.生化反应工程研究对象 研究生物反应动力学反应器设计 3.生化反应特点 优点：反应条件温和设备简单同一设备进行多种反应通过改良菌种提高产量 缺点：产物浓度低，提取难度大废水中的COD和BOD较高前期准备工作量大菌种易变异，容易染杂菌 4.生化反应动力学 本征动力学：又称微观动力学，生化反应所固有的速率没有物料传递等工程因素影响。 反应器动力力学：宏观动力学，在反应器内所观察到的反应速率是总速率考虑。 5.生化工程研究中的数学模型 结构模型：由过程机理出发推导得出 半结构模型：了解一定机理结合实验数据 经验模型：对实验数据的一种关联 第二章生物反应工程的生物学与工程基础 1.因次：导出单位，也称量纲。 2.红制及基本单位 密度比容气体密度压力 第三章微生物反应计量学教材p53-64 1.反应计量学：对反应物组成及转化程度的数量化研究 2.得率系数与维持因数： 得率系数：细胞生成量与基质消耗量的比值 维持因数：单位质量细胞进行维持代谢时所消耗的基质。 3.细胞组成表达式及元素衡算方程 细胞组成表达式CH1-8O0.5N0.2 元素衡算方程CHmOn+aO2+bNH3=CCH2O3Nr+d H2O +e CO2 4.得率系数与计量系数关系 当细胞反应是细胞外产物的简单反应时，得率系数与计量系数关系如下： 5．呼吸商：二氧化碳产生速率与氧气消耗速率之比 6.实例计算 第四章均相酶反应动力学（教材P8-10,26-38） 1．酶活力表达方法及催化特性 催化特性：酶具有很强的专一性较高的催化效率反应条件温和易失活，温热，氧化失活 2.了解反应速率方程的几种形式 零级反应：反应速率与底物浓度零次方成正比 一级反应：反应速率与底物浓度一次方成正比 二级反应：反应速率与浓度二次方成正比
L-B 法: E-H法：H-W r p 1 r p 1 K m r max r max 1 C s C s C s r K m K r max r s C s 绪论 1.生物技术产品的生产过程主要由哪四个部分组成？ （1）原材料的预处理； （2）生物催化剂的制备； （3）生化反应器及其反应条件的选择和监控； （4）产物的分离纯化。 2.什么是生化反应工程 , 生化反应工程的研究的主要内容是什么 ? 定义：以生化反应动力学为基础，运用传递过程原理及工程学原理与方法，进行生化反应过程的工程技术分析、开发以及生化反应器的设计、放大、操作控制等综合边缘学科。主要内容：生物反应动力学和生物反应器的设计，优化和放大 3.生物反应过程的主要特点是什么？ 1.采用生物催化剂，反应过程在常温常压下进行，可用DNA重组及原生质体融合技术制 备和改造 2.采用可再生资源 3.设备简单，能耗低 4.专一性强，转化率高，制备酶成本高，发酵过程成本低，应用广，但反应机理复杂，较难控制，反应液杂质较多，给提取纯化带来困难。 4.研究方法经验模型法、半经验模型法、数学模型法；多尺度关联分析模型法（因次分析法）和计算流体力学研究法。 第1章 1.酶作为生物催化剂具有那些催化剂的共性和其独特的催化特性？谈谈酶反应专一性的机制。 催化共性: 降低反应的活化能，加快生化反应的速率；反应前后状态不变. 催化特性:高效的催化活性; 高度的专一性; 酶反应需要辅因子的参与; 酶的催化活性可被调控; 酶易变性与失活。 机制：锁钥学说；诱导契合学说 2.什么叫抑制剂？ 某些物质，它们并不引起酶蛋白变性，但能与酶分子上的某些必需基团（主要是指活性中心上的一些基团）发生化学反应，因而引起酶活力下降，甚至丧失，致使酶反应速率降低，能引起这种抑制作用的物质称为抑制剂。 3.简单酶催化反应动力学（重点之重点） 4．酶动力学参数的求取方法（L-B 法、 E-H法、 H-W法和积分法）
1 第七章现代生物进化理论 2 第1、2节现代生物进化理论的由来和主要内容 3 一、现代生物进化理论的由来 4 1.拉马克的进化学说 5 （1）主要内容 6 ①物种是可变的。生物不是神造的，而是由古老生物进化而来的。 7 ②生物是由低等到高等逐渐进化的。 8 ③用进废退和获得性遗传。器官用得越多就越发达；器官废而不用就会造成9 形态上的退化。 10 （2）历史贡献：否定了神创论和物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。 （3）局限性：缺乏事实依据，大都来自主观推测，说服力不强。 11 12 2.达尔文的自然选择学说 13 （1）主要内容 ①过度繁殖——选择的基础。生物体普遍具有很强的繁殖能力，能产生很多 14 15 后代，不同的个体间有一定的差异，为自然选择提供了足够的选择材料。 16 ②生存斗争——选择的手段。包括生物与无机环境之间的斗争、种内斗争和 17 种间斗争。生存斗争是生物进化的动力。 18 ③遗传变异——进化的内因。生物的变异是不定向的，为进化提供原材料。 19 ④适者生存——选择的结果。自然选择决定遗传的变异是幸存或被淘汰，适
者生存是自然选择的结果。 20 21 （2）达尔文自然选择学说的解释模型书p111 22 （3）进步意义 ①它论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因作出了合理的解释。 23 24 ②它揭示了生命现象的统一性原因：所有生物都有共同的祖先，较好的释了 25 生物的多样性和适应性。 26 ③它指出生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系，从而大大促进了生 27 物学各个分支学科的发展。 28 ④给予神创论和物种不变论以致命的打击，为辩证唯物主义世界观提供了有 29 力的武器。 30 （4）局限性 31 ①对遗传和变异的本质不能作出科学的解释。 32 ②生物进化的解释也局限于个体水平，应立足于群体水平. 33 ③达尔文强调物种形成都是渐变的结果，不能很好的解释生物大爆发等现象。 34 二、现代生物进化理论 35 1.种群基因频率的改变与生物进化 36 （1）种群是生物进化的单位 37 ①种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群；种群是繁殖和进 化的基本单位。 38 39 ②种群的基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。即种群内所有个
生物反应工程考试试卷标准答案 一、名词解释(10分) 流加式操作：先将一定量基质加入反应器内，在适宜条件下将微生物菌种接入反应器中，反应开始，反应过程中将特定的限制性基质按照一定要求加入反应器内，以控制限制性基质浓度保持一定，当反应终止时取出反应物料的操作方式。 能量生长偶联型：当有大量合成菌体材料存在时，微生物生长取决于ATP 的供能，这种生长就是能量生长偶联型。 返混：不同停留时间的物料的混合，称为返混。 搅拌器轴功率：搅拌器输入搅拌液体的功率是指搅拌器以既定的转速回转时，用以克服介质的阻力所需用的功率，简称轴功率。它不包括机械传动的摩擦所消耗的功率，因此它不是电动机的轴功率。 酶的固定化技术：是指将水溶性酶分子通过一定的方式如静电吸附、共价键等与载体结合，制成固相酶的技术。 二、请列出下列物理量的数学表达式 (10分) 停留时间：f V = τ 呼吸商：22/O CO Q Q RQ = 稀释率：V F D = Da 准数： m m N r Da = 转化率：0 0S S S t -= χ 三、判断题(10分) 1、单罐连续培养稳态下，D=μ。( √ ) 2、流加培养达到拟稳态时，D=μ。( √ ) 3、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内底物浓度为零。( ) 4、Da 准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一参数，Da 准数越大，外扩散效率越高。( ) 5．酶经固定化后，稳定性增加，活性增大。( )
四、图形题（15分） 图1为酶促反应1/r ~1/S 曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。图2为流体的流变学曲线，试说出每条曲线所代表的流体类型。 图1 图2 图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit 和最大生产强度下的稀释率D m 。图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？ 图3 4 S crit 如图所示。 若S生物反应工程(知识点参考)
名词解释 1，返混:不同停留时间的物料的混合。 2，双膜理论:作为界面传质动力学的理论，该理论较好地解释了液体吸收剂对气体吸收质吸收的过程。一种关于两个流体相在界面传质动力学的理论 3，构象改变:在分子生物学里，一个蛋白质可能为了执行新的功能而改变去形状；每一种可能的形状被称为构象，而在其之间的转变即称为构象改变。 4，分配效应:分配的马太效应（Matthew Effect），是指好的愈好，坏的愈坏，多的愈多，少的愈少的一种现象。 5，酶的固定化技术:酶固定化技术是通过物理或化学的方法将酶连接在一定的固相载体上成为固定化酶，从而发挥催化作用。固定化后的酶在保持原有催化活性的同时，又可以同一般催化剂一样能回收和反复使用，可在生产工艺上实现连续化和自动化，更适应工业化生产的需要。 6，结构模型:就是应用有向连接图来描述系统各要素间的关系，以表示一个作为要素集合体的系统的模型. 7，固定化酶:水溶性酶经物理或化学方法处理后，成为不溶于水的但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。在催化反应中以固相状态作用于底物。 ￥ 8，停留时间:又称寄宿时间，是指在稳定态时，某个元素或某种物质从进入某物到离开该物所度过的平均时间。 9，恒化器：一种微生物连续培养器。它以恒定的速度流出培养液，使容器中的微生物生长繁殖始终低于最快生长速度。这种容器反映的是培养基的化学环境恒定。而恒浊器反映的是细胞浊度（浓度）的恒定。 10，恒浊器：一种连续培养微生物的装置。可以根据培养液中的微生物的浓度，通过光电系统观控制培养液的流速，从而使微生物高密度的以恒定的速度生长。11，生物反应工程：一个由生物反应动力学与化学反应工程结合的交叉分支学科。着重解决不同性质的生物反应在不同型式的生物反应器中以不同的操作方式操作时的优化条件 12，连续灭菌：就是将配制好的培养基在通入发酵罐时进行加热,保温，降温的灭菌过程，也称连消。 13，间歇灭菌：在100℃条件下，灭菌30分钟，间隔24小时再重复操作三次。 14，有效电子转移：是指物质在氧化过程中伴随着能量释放所进行的电子转移。 15，能量生长偶联型：当有大量合成菌体材料存在时，微生物生长取决于ATP的供能，这种生长就是能量生长偶联型。 16，能量生长非偶联型：在ATP的供能充分，而合成细胞的材料受限制时，这种生长就是能量生长非偶联型。 、 17，不可逆抑制：抑制剂与酶的必需基团或活性部位以共价键结合而引起酶活力丧失，不能用透析、超滤或凝胶过滤等物理方法去除抑制剂而使酶活力恢复的作用。18，流加式操作：能够任意控制反应液中基质浓度的操作方式。 19，代谢工程：通过基因工程的方法改变细胞的代谢途径。 20，连续培养及稳态：又叫开放培养，是相对分批培养或密闭培养而言的。连续培养是采用有效的措施让微生物在某特定的环境中保持旺盛生长状态的培养方法. 生理学家把正常机体在神经系统和体液以及免疫系统的调控下，使得各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态，叫做稳态。
1-6 试根据下列实验数据确定r max、K m和K I值，并说明该酶反应是属于竞争性抑制还是属于非竞争性抑制。 1-7 某一酶反应K m=4.7×10-5mol/L，r max=22 μmol/(L·min)，c S=2×10-4 mol/L，c I=5×10-4 mol/L，K I=5×10-5 mol/L。试分别计算在竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制三种情况下的反应速率和抑制程度。
1-8 Eadie测量了存在和不存在某种抑制剂情况下乙酰胆碱在某酶作用下进行水解反应的初始速率，数据如下： （1）判断该抑制作用是竞争性还是非竞争性？（2）用L-B法求在有抑制剂存在时的动力学参数。 1-10 在某种水解酶的作用下葡萄糖-6-硫酸可以分解为葡萄糖和硫酸。在一定的酶浓度下，测得M-M方程中的的参数K m=6.7×10-4 mol/L，r max=3×10-7 mol/(L·min)。对该反应，半乳糖-6-硫酸是一竞争性抑制剂。当c S0=2×10-5mol/L，c I0=1×10-5 mol/L时，测得反应速率r SI=1.5×10-9mol/(L·min)。试求K*m 和K I的值。
第二章 习题 2-1 以葡萄糖为底物进行面包酵母的培养，其反应方程式可用下式表达。 612623610322 C H O + 3O + NH C H NO () + H O + CO a b c d →酵母 试求其计量关系式中的系数a 、b 、c 和d 。 2-2 在需氧条件下，以乙醇为底物进行酵母生长的反应式可表示为： 2523 1.7040.1490.40822C H OH + O + NH CH N O + CO + H O a b c d e → 试求： （1）当RQ=0.66时，a 、b 、c 、d 和e 的值；（2）确定Y X/S 和Y X/O 值。
生物反应工程原理复习资料 生物反应过程与化学反应过程的本质区别在于有生物催化剂参与反应。 生物反应工程是指将实验室的成果经放大而成为可提供工业化生产的工艺工程。 酶和酶的反应特征 酶是一种生物催化剂，具有蛋白质的一切属性；具有催化剂的所有特征；具有其特有的催化特征。 酶的来源：动物、植物和微生物 酶的分类：氧化还原酶、水解酶、裂合酶、转移酶、连接酶和异构酶 酶的性质：1）催化共性：①降低反应的活化能②加快反应速率③不能改变反应的平衡常 数。 2)催化特性：①较高的催化效率 ②很强的专一性 ③温和的反应条件 易变性 和失活 3）调节功能：浓度、激素、共价修饰、抑制剂、反馈调节等 固定化酶的性质 固定化酶：在一定空间呈封闭状态的酶，能够进行连续反应，反应后可以回收利用。 与游离酶的区别： 游离酶----一般一次性使用（近来借助于膜分离技术可实现反复使用） 固定化酶--能长期、连续使用（底物产物的扩散过程对反应速率有一定的影响；一般情况下稳定性有所提高；以离子键、物理吸附、疏水结合等法固定的酶在活性降低后，可添加新鲜酶溶液，使有活性的酶再次固定，“再生”活性） 固定化对酶性质的影响：底物专一性的改变 、稳定性增强 、最适pH 值和最适温度变化、动力学参数的变化 单底物均相酶反应动力学 米氏方程 快速平衡法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的形成不会降低CS （2）不考虑 这个可逆反应（3） 为快速平衡， 为整个反应的限速阶段，因此ES 分解成产物不足以破坏这个平衡 稳态法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的 形成不会降低CS （2）不考虑 双倒数法（Linewear Burk ）： 对米氏方程两侧取倒数 得 以 作图 得一直线，直线斜率为 ，截距为 根据直线斜率和截距可计算出Km 和rmax 抑制剂对酶反应的影响： 失活作用（不可逆抑制） 抑制作用（可逆抑制 ）：竞争抑制 、反竞争抑制 、非竞争抑制 、 混合型抑制 竞争抑制反应机理： 非竞争抑制反应机理： 可逆抑制各自的特点：P37 多底物均相酶反应动力学 (这里讨论：双底物双产物情况 ) 强制有序机制 S m C r K r r 111max max +=S C r 1~1Q P B A +→+P E ES +←ES S E ?+P E ES +→0=dt dC ES
1. 在一间歇操作的搅拌反应器中进行脲酶催化尿素分解为氨和二氧化碳的反应，要求底物的转化率为0.8。底物的初始浓度为0.1mol/L，反应器中酶浓度为 =0.0266mol/L，最大反应速0.001g/L。在等温反应条件下的动力学常数为，K m 率为1.33mol/(L·s)，相应此最大反应速率的酶浓度约为5g/L。求完成反应所需的时间。如果要求其生产过程的底物处理量为1000mol/h，每个操作周期所需的辅助时间为10min，试计算反应器的有效体积。 2.某一均相酶催化反应，其动力学方程为： 若进样流量为25L/min，反应底物s在反应器出口转化率 为95%，底物初始浓度为2mol/L时。 =？(2)若采用一个CPFR反试求:(1)若采用一个CSTR反应器时，反应器体积V R 应器时，反应器体积V =？ R
3.某一均相酶反应在CPFR 中进行，其动力学方程为： 若进料流量为25L/min ；反应底物S 在反应器出口已转化了95%，底物初始浓度为2mol/L 时，所需反应器有效体积为多大？如改用CSTR ，所有条件同上，计算所需反应器有效体积为多大？ 题解： S S S C 2C 2.0r +=） （则：L 986V min)/L (46.39)]C C (C C ln K [r 1r dC V V R S 0S S 0S m max C C S S 0R S 0S ==-+=-=? ） （则：L 5.4987V min)/L (5.199)]C C (C C C K [r 1r C C V V R S 0S S S 0S m max S S 0S 0R ==-+-=-= 4. 以相同的酶和载体做成三种体积相等而形状不同的固定化酶颗粒，一种为球形；另一种为高与直径相等的圆柱体；还有一种为高与直径相等而壁厚为直径1/3的圆环体。 催化剂颗粒体积均为0.1cm3，颗粒表观密度为1.2g/cm3，所进行的酶催化反应可作为一级不可逆反应处理。 在反应条件下,反应速率常数为50cm3/（s ·g 颗粒）,催化剂微孔内的有效扩散系数为0.01cm2/s 。在该反应体系中，单位体积液相中含有的固定化酶量为20g/L 。已知液相中底物浓度为0.1mol/L ，并且可不考虑外扩散阻力和分配效应等因素的影响。 2 231063261263dCO O cH N O H bC aNH O O H C ++→++
第七章现代生物进化理论 一、拉马克的进化学说 1、理论要点：用进废退；获得性遗传 2、进步性：认为生物是进化的。 二、达尔文的自然选择学说 1、理论要点：自然选择（过度繁殖→生存斗争→遗传和变异→适者生存） 基础手段内因结果 2、进步性：能够科学地解释生物进化的原因以及生物的多样性和适应性。 3、局限性： ①不能科学地解释遗传和变异的本质； ②自然选择对可遗传的变异如何起作用不能作出科学的解释。 （对生物进化的解释仅局限于个体水平） 三、现代生物进化理论 以自然选择学说为核心 关于遗传和变异的研究，从性状水平深入到基因水平；关于自然选择作用等问题的研究，从以生物个体为单位，发展到以种群为基本单位 （一）种群是生物进化的基本单位（生物进化的实质：种群基因频率的改变） 概念：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。 特点：不仅是生物繁殖的基本单位；而且是生物进化的基本单位。 2、种群基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库 3、基因（型）频率的计算： ①按定义计算：A%=A/(A+a)*100%(A+a表示全部等位基因数) ②某个等位基因的频率 = 它的纯合子的频率 + ?杂合子频率 ③X染色体上基因频率的计算：X b的基因频率=X b数目/（2*女性个体的人数+男性个体的人数）=X b/(X b+X B)*100% 4、遗传平衡定律： （1）满足条件：种群数目足够大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变和染色体变异；没有迁入和迁出；没有自然选择 （2）设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则（p+q）2=p2+2pq+q2=1，其中p2代表基因型AA的频率，2pq代表基因型Aa的频率，q2代表基因型aa的频率。 （二）突变和基因重组产生生物进化的原材料 1、基因突变和染色体变异统称为突变 2、突变的有害和有利并不是绝对的，这往往取决于环境条件 3、由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此他们只是提供了进化的原材料，不能决定进化的方向 （三）自然选择决定进化方向 在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。（四）突变和基因重组、选择和隔离是物种形成机制 1、物种：指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且自然状态下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。 2、隔离： 地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。生殖隔离：指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代。 3、物种的形成： ⑴物种形成的常见方式：地理隔离（长期）→生殖隔离 ⑵物种形成的标志：生殖隔离 ⑶物种形成的3个环节： ●突变和基因重组：为生物进化提供原材料 ●选择：使种群的基因频率定向改变 ●隔离：是新物种形成的必要条件 四、生物进化的基本历程 1、地球上的生物是从单细胞到多细胞，从简单到复杂，从水生到陆生，从低级到高级逐渐进化而来的。 2、真核细胞出现后，出现了有丝分裂和减数分裂，从而出现了有性生殖，使由于基因重组产生的变异量大大增加，所以生物进化的速度大大加快。 五、共同进化与生物多样性的形成 1、共同进化：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。 2、生物多样性与生物进化的关系是：生物多样性产生的原因是生物不断进化的结果；而生物多样性的产生又加速了生物的进化。 3、生物多样性包括：遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
第七章检测卷 (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题(本题包括25小题，每小题2分，共50分) 1．关于达尔文学说和拉马克学说的两种学说的区别，正确的说法是() A．达尔文学说认为环境的作用可引起不定向的变异 B．拉马克学说认为不定向的变异是由动物的意愿决定的 C．达尔文学说认为变异后就能适应环境 D．拉马克学说认为生物通过变异适应环境 2．达尔文进化理论的核心是() A．获得性遗传B．用进废退学说 C．自然选择学说D．中性学说 3．下列关于达尔文自然选择学说的叙述，正确的是() A．自然选择所保留的变异，都是生物与生物进行斗争的结果 B．自然选择过程中保留下来的个体有的对人有利，有的对人不利，所以，自然选择是不定向的C．在自然选择中，人类起着主导作用 D．“适者生存，不适者被淘汰”的过程中，起主导作用的是环境条件 4．如图所示，以长颈鹿的进化为例说明达尔文的自然选择学说。以下说法不正确的是() A．长颈鹿个体之间许多性状存在差异，如颈和前肢的长短不同 B．生物产生后代的数量往往超过生活环境所能承受的数量而引起生存斗争 C．颈和前肢长些的个体，在生存斗争中容易得到食物而生存并繁殖 D．自然选择是定向的，使长颈鹿个体朝着符合人类需要的方向发展 5．现代生物进化理论与自然选择学说的关系是() A．现代生物进化理论就是达尔文的自然选择学说 B．现代生物进化理论是对自然选择学说的否定
C．自然选择学说是现代生物进化理论的核心 D．自然选择学说和现代生物进化理论都认为：种群是生物进化的基本单位 6．根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是() A．人工培育的新物种只能生活在人工环境中 B．生物进化的方向与基因突变的方向一致 C．冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害 D．受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代 7．达尔文认为自然选择是定向的，所谓定向是() A．必须与环境相适应B．定向生存斗争 C．能传种接代D．变异是定向的 8. 某种群中AA、Aa、aa的基因型频率如图1，图中斜线部分表示繁殖成功率低的个体。则该种群经选择之后，下一代中三种基因型频率的结果最可能是图2中的()
简答题 1、说明动物细胞培养反应器中流体剪切力的主要来源？ P210 主要来源为：机械剪切力、气体搅拌剪切力 2、说明固定化酶反应的Φ模数的物理意义，它与那些变量与参数有关？ P103 Φ = 表面浓度下的反应速率 / 内扩散速率 = 最大反应速率的特征值 / 最大内扩散速率的特征值 一级反应：e 1V P P 1D k S V =Φ Φ1 = Φ1 (V P ，S P ，k V1，D e ) Φ与内扩散速率、反应速率、内扩散阻力、对反应速率的限制程度、有效因子η等有关，而内扩散的有效因子又和颗粒粒度、颗粒活性、孔隙率、孔径、反应温度等有关 3、哪些传递过程特性与流体流动的微观效应有关？ P223，P298 7-30，PPT P1图 4、从反应器内物料混合的角度说明反应器放大过程中传递过程特性的变化？ P235 有流体流变特性、流体剪切作用、传质特性、氧的传递、质量传递 5、说明生物反应器中对流体剪切力的估计参数有哪些？ P210 通过混合，可使反应器中物料组成与温度、pH 分布更趋于均匀，可强化反应体系的传质与传热，使细胞或颗粒保持悬浮状态 (1) 宏观混合：机械搅拌反应物流发生设备尺寸环流，物料在设备尺度上得到混合，对连续流动反应器即为返混 (2) 微观混合：物料微团尺度上的混合，反映了反应器内物料的聚集状态 6、生物反应器操作选择补料分批培养的理由有哪些？ P131，P177 (1) 积分剪切因子 I ．SF = ΔμL / Δx = 2πNd / (D -d) (2) 时均切变率 γave (3) 最小湍流漩涡长度λ 7、说明临界溶氧浓度的生理学意义？ P62，P219 补料分批操作的特点是：可调节细胞反应过程环境中营养物质的浓度，一方面可避免某些营养成分的初始浓度过高而出现底物抑制的现象；另一方面又可防止某些限制性营养成分在反应过程中被耗尽而影响细胞生长及产物形成。同时还可解除产物的反馈抑制及葡萄糖的分解阻遏效应等。故在细胞反应过程中，实施流加操作可有效对反应过程加以控制，以提高反应
第七章现代生物进化理论 整理表 姓名: 职业工种: 申请级别: 受理机构: 填报日期: A4打印/ 修订/ 内容可编辑
第七章现代生物进化理论 第2节第二课时《隔离与物种的形成》导学案 编写人：覃宇斌审定人：编写时间：2010-6-14 班级：________ 组别：_______ 组名：_________ 姓名：_____________ 【学习目标】 1、概述物种的概念，地理隔离的概念，生殖隔离的概念。 2、分析隔离在物种形成过程中的作用 【重点难点】 ▲重点：物种和隔离的概念。 ▲难点：隔离在物种形成过程中的作用。 【知识链接】种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体，牛种群个体间或马种群个体间能相互交配产生可育后代；桦尺蠖的进化过程中，基因频率发生了变化，但没有形成新的物种。隔离是物种形成的必要条件。 【学法指导】 针对书本实例（马和驴虽然能够交配，但是产生的后代----骡是不育的），应用已学知识进行讨论分析，推测马和驴是不同的物种，进而分析讨论生殖隔离和地理隔离的区别，从而分析隔离在物种形成中的作用。并结合实例加深理解。 【学习过程】 知识点一：物种的慨念 1、物种的慨念：能够在自然状态下_______并且_____________的一群生物称为一个物种(简称“种”)。 2．隔离： ①隔离的概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能_____________的现象。 ②类型：生殖隔离：_____________物种之间一般是不能_____________的，即使交配成功，也不能产生_____________的现象。 ③地理隔离：_____________种生物由于_____________的障碍而分成不同的_____________，使得种群间不能发生基因交流的现象。 针对训练1、 1.下列关于物种的叙述，不正确的是（）（A级） A、物种是形态上类似的、彼此能交配的、要求类似环境条件的生物个体的总和 B、物种是一个具有共同基因库的、与其他类群有生殖隔离的类群 C、区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离 D、不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流 知识点二、隔离在物种形成中的作用： 1、隔离是物种形成的必要条件，_____________的形成标志着新物种的形成。
第六章基因突变及其它变异 班级：姓名： 第1节杂交育种和诱变育种 ★一、杂交育种（实例：矮杆抗病玉米的培育） 1、概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起， 再经过选择和培育，获得新品种的方法。它依据的主要遗传学原理 是基因重组。 2、优点：方法简单，易操作，可将两个或多个优良性状集中在一起。 3、缺点：杂交育种只能利用已有基因进行重组，再按需选择，并不 能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种年限长，过程复杂。 二、诱变育种 1、概念：诱变育种是利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生基因突变。 2、优点：提高突变率、短时间内获得更多的优良变异类型。 3、局限性：有利变异少，需要大量处理实验材料，具有不定向性。 第2节基因工程及其应用 一、基因工程 1、概念：基因工程又叫作基因拼接技术或DNA重组技术。就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2、原理：基因重组 3、操作水平：DNA分子水平 二、基因工程所需的工具 1、基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶（简称限制酶） （1）特点：具有专一性和特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定切点上切割DNA分子。 （2）作用部位：脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键 （3）例：EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。 2、基因的“针线”——DNA连接酶 （1）作用：两个具有相同黏性末端的DNA片段（可进行碱基互补配对） （2）连接部位：磷酸二酯键 3、基因的运载体——将外源基因送入受体细胞 （1）种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。质粒存在于细菌及酵母菌等生物的细胞中，是一种环状DNA分子。（2）运载体需要具备的条件：①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；②有多个限制酶切点，便于与外源基因连接；③有标记基因，便于进行筛选。 ★三、基因工程的操作步骤 ①提取目的基因；②目的基因与运载体结合；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测和鉴定。 【注：（1）切割质粒和目的基因应用同一种限制酶。（2）操作步骤1、2、4涉及碱基互补配对】 四、基因工程的应用1、作物育种：转基因抗虫棉、转基因奶牛等 2、药物研制：干扰素、凝血因子、疫苗等 3、环境保护：超级细菌
生物反应工程期末总结 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
绪论 1.生物技术产品的生产过程主要由哪四个部分组成 （1）原材料的预处理； （2）生物催化剂的制备； （3）生化反应器及其反应条件的选择和监控； （4）产物的分离纯化。 2.什么是生化反应工程,生化反应工程的研究的主要内容是什么 定义：以生化反应动力学为基础，运用传递过程原理及工程学原理与方法，进行生化反应过程的工程技术分析、开发以及生化反应器的设计、放大、操作控制等综合边缘学科。 主要内容：生物反应动力学和生物反应器的设计，优化和放大 3. 生物反应过程的主要特点是什么 1.采用生物催化剂，反应过程在常温常压下进行，可用DNA重组及原生质体融合技术制备和改造 2.采用可再生资源 3.设备简单，能耗低 4.专一性强，转化率高，制备酶成本高，发酵过程成本低，应用广，但反应机理复杂，较难控制，反应液杂质较多，给提取纯化带来困难。 4. 研究方法 经验模型法、半经验模型法、数学模型法；多尺度关联分析模型法（因次分析法）和计算流体力学研究法。 第1章 1. 酶作为生物催化剂具有那些催化剂的共性和其独特的催化特性谈谈酶反应专一性的机制。 催化共性:降低反应的活化能，加快生化反应的速率；反应前后状态不变. 催化特性:高效的催化活性;高度的专一性; 酶反应需要辅因子的参与;酶的催化活性可被调控;酶易变性与失活。 机制：锁钥学说；诱导契合学说 2. 什么叫抑制剂 某些物质，它们并不引起酶蛋白变性，但能与酶分子上的某些必需基团（主要是指活性中心上的一些基团）发生化学反应，因而引起酶活力下降，甚至丧失，致使酶反应速率降低，能引起这种抑制作用的物质称为抑制剂。 3. 简单酶催化反应动力学（重点之重点） 4．酶动力学参数的求取方法(L-B法、E-H法、H-W法和积分法) L-B法: E-H法：H-W法：
第七章现代生物进化理论 重点1. 自然选择学说的内容及局限性 2. 现代生物进化理论的主要内容3．种群、种群的基因库、基因频率、物种等概念判定及有关计算 4．生物多样性及形成的原因 第一节现代生物进化理论的由来 一、复习提纲 拉马克的进化学说——用进废退学说 生物都是由更古老的生物进化而来的 主要内容生物由低等到高等逐渐进化而来 生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传意义（先进性）：否定了神创论和物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础局限性：典型的唯心主义观点；缺乏必要的实验证据 评价：第一个提出比较完整的进化学说的科学家，是生物进化论的创始人 达尔文的自然选择学说 过渡繁殖：自然选择的条件 主要内容生存斗争：自然选择的动力、手段、途径 遗传和变异：自然选择的基础，生物进化的内因 适者生存：自然选择的结果 即 中心论点：变异是自发的，是普遍存在的，并非环境条件引起的，环境只是选择因素。也就是，先不定向的变异（进化的内因），再环境的定 向选择（进化的外因），适应环境的变异类型通过遗传定向积累。 科学的解释了生物进化的原因；使生物学第一次摆 意义脱了神学的束缚，走向科学轨道 揭示生命现象的统一性及生物的多样性和适应性意义与不足 不足 达尔文以后进化理论的发展 对于遗传和变异本质的研究：性状水平深入到基因水平 对于自然选择作用的研究：以个体为单位发展到以种群为单位 二、要点辨析 1、拉马克的用进废退学说：生物进化的主要原因是用进废退和获得性遗传；过于强调环境的变化直接导致物种的改变，实际上，环境的变化如果未引起遗传物质的改变，就不会是生物产生可遗传的变异。 2、达尔文的自然选择学说各内容之间的关系：
生物反应工程考试试卷（2003年6月）班级姓名成绩 一、名词解释(10分) 流加式操作： 能量生长非偶联型： 返混： 搅拌器轴功率： 固定化酶： 二、请列出下列物理量的数学表达式(10分) 停留时间： 呼吸商： 稀释率： Da准数： 转化率：
三、判断题(10分) 1、单罐连续培养稳态下，D=μ。( ) 2、流加培养达到拟稳态时，D=μ。( ) 3、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内底物浓度为零。( ) 4、Da 准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一参数，Da 准数越大，外扩 散效率越高。( ) 5．酶经固定化后，稳定性增加，活性增大。( ) 四、图形题（15分） 图1为酶促反应1/r ~1/S 曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。图2为流体的流变学曲线，试说出每条曲线所代表的流体类型。 图1 图2 Ⅰ Ⅱ 1/r 1/S σ d ω /d γ 1 2 3 4曲线1： 曲线2： 曲线3： 曲线4： 曲线Ⅰ： 曲线Ⅱ：
图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit 和最大生产强度下的稀释率D m 。图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？ 图3 图4 五、简答题 （25分） 1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？ X DX X ，D X D μ S
2、CSTR、PFR代表什么含义？比较CSTR型和PFR型酶反应器的性能。 3、何谓恒化器，何谓恒浊器，二者有何区别？ 4、影响k L a的因素有哪些，如何提高k L a或N v？
5、如何进行流加培养的控制、优化？ 六、计算题（30分） 1、乙醇为基质，通风培养酵母，呼吸商RQ=0.6。反应方程为： C2H5OH+aO2+bNH3 c（CH1。75N0。15O0。5）+dCO2+ eH2O 求各系数a、b、c、d及菌体得率Y X/S。