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高三生物知識點

時間：2022-06-27 12:06:50 生物/化工/環(huán)保/能源我要投稿

高三生物知識點(集錦15篇)

　　在學(xué)習(xí)中，大家都沒少背知識點吧？知識點是指某個模塊知識的重點、核心內(nèi)容、關(guān)鍵部分。為了幫助大家更高效的學(xué)習(xí)，以下是小編收集整理的高三生物知識點，僅供參考，歡迎大家閱讀。

高三生物知識點(集錦15篇)

高三生物知識點1

　　1、糖類：

　�、賳翁牵浩咸烟�、果糖、核糖、脫氧核糖

　　②二糖：麥芽糖、蔗糖、乳糖

　　③多糖：淀粉和纖維素(植物細胞)、糖原(動物細胞)

　　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：促進人和動物_官的發(fā)育及生殖細胞形成

　　維生素D：促進人和動物腸道對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：單糖、氨基酸、核苷酸。

　　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(yīng);提供液體環(huán)境;運送

　　4、水存在形式營養(yǎng)物質(zhì)及代謝廢物

　　結(jié)合水(4.5%)

　　5、無機鹽絕大多數(shù)以離子形式存在。哺乳動物血液中Ca2+過低，會出現(xiàn)抽搐癥狀;患急性腸炎的病人脫水時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)，和少量糖類組成，脂質(zhì)中磷脂最豐富，功能越復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)種類和數(shù)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性和選擇透過性。

　　將細胞與外界環(huán)境分隔開

　　7、細胞膜的功能控制物質(zhì)進出細胞

　　進行細胞間信息交流

高三生物知識點2

　　1、美國科學(xué)家薩姆納通過實驗證實酶是一類具有催化作用的蛋白質(zhì)，科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用�？傊甘腔罴毎a(chǎn)生的一類催化作用的有機物，胃蛋白酶、唾液淀粉酶等絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA。不能說所有的蛋白質(zhì)和RNA都是酶，只是具有催化作用的蛋白質(zhì)或RNA，才稱為酶。酶的特性有高效性、專一性、需要適宜的條件。

　　2、進行有關(guān)的`實驗和探究，學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復(fù)實驗。

　　3、ATP中文名叫三磷酸腺苷，結(jié)構(gòu)式簡寫A-p～p～p，幾乎所有生命活動的能量直接來自ATP的水解，由ADP合成ATP所需能量，動物來自呼吸作用，植物來自光合作用和呼吸作用，ATP可在細胞器線粒體或葉綠體中和在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成。在細胞內(nèi)ATP含量很少，轉(zhuǎn)化很快，熟悉89頁圖。

　　4、構(gòu)成生物體的活細胞，內(nèi)部時刻進行著ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，同時也就伴隨有能量的釋放X和儲存X。故把ATP比喻成細胞內(nèi)流通著的"通用貨幣"

高三生物知識點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(shù)目、大小和形態(tài)特征。觀察染色體組型最好的時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。

　　語句：

　　1、染色體的四種類型：中著絲粒染色體，亞中著絲粒染色體，近端著絲粒染色體，端著絲粒染色體。

　　2、性別決定的類型：(1)XY型：雄性個體的體細胞中含有兩個異型的性染色體(XY)，雌性個體含有兩個同型的性染色體()的性別決定類型。(2)ZW型：與XY型相反，同型性染色體的個體是雄性，而異型性染色體的個體是雌性。蛾類、蝶類、鳥類(雞、鴨、鵝)的性別決定屬于“ZW”型。3、色盲病是一種先天性色覺障礙病，不能分辨各種顏色或兩種顏色。其中，常見的色盲是紅綠色盲，患者對紅色、綠色分不清，全色盲極個別。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(yīng)位置上沒有什么色覺的基因。

　　4、人的正常色覺和紅綠色盲的基因型(在寫色覺基因型時，為了與常染色體的基因相區(qū)別，一定要先寫出性染色體，再在右上角標(biāo)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，色盲是伴X隱性遺傳病，男性只要他的X上有b基因就會色盲，而女性必須同時具有雙重的b才會患病，所以，患男>患女。

　　5、色盲的遺傳特點：男性多于女性一般地說，色盲這種病是由男性通過他的女兒(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、血友病簡介：癥狀——血液中缺少一種凝血因子，故凝血時間延長，或出血不止;血友病也是一種伴X隱性遺傳病，其遺傳特點與色盲完全一樣。

　　DNA是主要的遺傳物質(zhì)

　　1.19世紀末葉，生物學(xué)家通過對細胞的有絲分裂、減數(shù)分裂和受精過程的研究，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(dāng)激烈，隨著噬菌體侵染大腸桿菌實驗的進行，使人們普遍接受了DNA才是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。

　　2.你認為作為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有怎樣的特點?一是分子結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性;二是能夠進行自我復(fù)制，使前后代具有一定的連續(xù)性;三是能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制新陳代謝的過程和性狀;四是能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。

　　3.在遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程中，一批批科學(xué)家前赴后繼，作出了巨大貢獻，他們的創(chuàng)造性地進行了一系列實驗。這些經(jīng)典實驗的創(chuàng)新之處及其他們的結(jié)論怎樣?格里菲思在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，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(nèi)，導(dǎo)致小鼠死亡并分離得到了能夠穩(wěn)定遺傳的S型肺炎雙球菌。據(jù)此，他得到了：加熱殺死的S型肺炎雙球菌中含有促進R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的“轉(zhuǎn)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來，將它們分別加入到已培養(yǎng)了R型肺炎雙球菌的培養(yǎng)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(xiàn)只有加入DNA才能促使R型肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)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(jié)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(biāo)記的方法進行了噬菌體侵染細菌的.實驗，通過實驗，他們發(fā)現(xiàn)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(xù)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(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)?不能用14C和18O?如何標(biāo)記?標(biāo)記兩種物質(zhì)的目的是為了證明進行噬菌體中侵入到細菌體內(nèi)的是DNA還是蛋白質(zhì)，因而標(biāo)記元素應(yīng)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(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)。由于噬菌體等病毒的生命活動不能離開宿主細胞單獨進行，其生命活動及物質(zhì)合成必需依賴于活的宿主細胞，因而，利用同位素標(biāo)記噬菌體時，應(yīng)先利用同位素標(biāo)記其宿主細胞，然后以噬菌體病毒侵染已被標(biāo)記的細菌，使形成的噬菌體含有被標(biāo)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(yīng)注意三個方面：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(shù)生物含有DNA。

　　細胞的多樣性和統(tǒng)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(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)換器)，換上高倍鏡。

　　3.調(diào)節(jié)(光圈)和(反光鏡)，使視野亮度適宜。

　　4.調(diào)節(jié)(細準(zhǔn)焦螺旋)，使物象清晰。

　　二、顯微鏡使用常識

　　1.調(diào)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(shù)目(少)。

　　低倍鏡：物象(小)，視野(亮)，看到的細胞數(shù)目(多)。

　　3.物鏡：(有)螺紋，鏡筒越(長)，放大倍數(shù)越大。

　　目鏡：(無)螺紋，鏡筒越(短)，放大倍數(shù)越大。

　　三、原核生物與真核生物主要類群：

　　原核生物：藍藻，含有(葉綠素)和(藻藍素)，可進行光合作用。

　　細菌：(球菌，桿菌，螺旋菌，乳酸菌)

　　放線菌：(鏈霉菌)

　　支原體，衣原體，立克次氏體

　　真核生物：動物、植物、真菌：(青霉菌，酵母菌，蘑菇)等

　　四、細胞學(xué)說

　　1、創(chuàng)立者：(施萊登，施旺)

　　2、內(nèi)容要點：共三點。(1)新細胞可以從老細胞中產(chǎn)生;(1)一切動植物都由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成;(1)細胞是一個相對獨立的單位，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、揭示問題：揭示了(細胞統(tǒng)一性，和生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性)。

高三生物知識點4

　　(1)植物基因工程：

　　抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。

　　基因工程與作物育種(抗蟲農(nóng)作物)

　　單倍體育種方法：花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，再人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。

　　單倍體育種優(yōu)點：明顯縮短育種年限，后代都是純合體。

　　(2)動物基因工程：

　　提高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(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?qū)氩∪梭w內(nèi)，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(yī)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(gòu)造或生理機能方面的相似特點，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進行親子鑒定，只要作十幾至幾十個DNA位點作檢測，如果全部一樣，就可以確定親子關(guān)系，如果有3個以上的位點不同，則可排除親子關(guān)系，有一兩個位點不同，則應(yīng)考慮基因突變的可能，加做一些位點的檢測進行辨別。DNA親子鑒定，否定親子關(guān)系的.準(zhǔn)確率幾近100%，肯定親子關(guān)系的準(zhǔn)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，先將待測樣品制成熒光標(biāo)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行統(tǒng)計分析，這樣就可以檢測出樣品DNA序列。

　　用途：用來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體或物種之間，以及同一個體在不同生長發(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(xiàn)新的基因，研究基因的功能以及生物體在進化、發(fā)育、遺傳等過程中的規(guī)律。

高三生物知識點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)、B(碰)、Zn(醒)、Cu(銅)、Mo(母)，巧第一章、生命的物質(zhì)基礎(chǔ)

　　記：鐵門碰醒銅母(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(tǒng)一性：組成細胞的化學(xué)元素在非生物界都可以找到，這說明了生物界與非生物界具有統(tǒng)一性。

　　4、差異性：組成生物體的化學(xué)元素在細胞內(nèi)的含量與在非生物界中的含量明顯不同，說明了生物界與非生物界存在著差異性。

　　語句：1、地球上的生物現(xiàn)在大約有200萬種，組成生物體的化學(xué)元素有20多種。

　　2、生物體生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)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(如：B能夠促進花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長。當(dāng)植物體內(nèi)缺B時，花藥和花絲萎縮，花粉發(fā)育不良，影響受精過程。)

　　ATP的主要來源------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(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其它產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。根據(jù)是否有氧參與，分為有氧呼吸和無氧呼吸。

　　2.有氧呼吸：指細胞在有氧的參與下，通過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的過程。

　　3.無氧呼吸：一般是指細胞在無氧的條件下，通過酶的催化作用，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)，同時釋放出少量能量的過程。

　　4.發(fā)酵：微生物(如：酵母菌、乳酸菌)的無氧呼吸。

　　二、有氧呼吸的總反應(yīng)式：

　　酶C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量

　　二、無氧呼吸的總反應(yīng)式：

　　(酵母菌、植物細胞在無氧條件下的呼吸)

　　(動物骨骼肌細胞、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等細胞的無氧呼吸)

　　三、影響呼吸速率的外界因素：

　　1.溫度：溫度通過影響細胞內(nèi)與呼吸作用有關(guān)的酶的活性來影響細胞的呼吸作用。

　　溫度過低或過高都會影響細胞正常的呼吸作用。在一定溫度范圍內(nèi)，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，則無氧呼吸將受抑制;氧氣不足，則有氧呼吸將會減弱。

　　3.水分：一般來說，細胞水分充足，呼吸作用將增強。但陸生植物根部如長時間受水浸沒，根部細胞缺氧，進行無氧呼吸，產(chǎn)生過多酒精，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，可用此原理來貯藏水果和蔬菜。

高三生物知識點6

　　第一節(jié)：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(jù)組成生物體的化學(xué)元素，在生物體內(nèi)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(gòu)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(nèi)的含量雖然極少，卻是維持正常生命活動不可缺少的。

　　三、生物界與非生物界的統(tǒng)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，沒有一種是生物界所特有的。這個事實說明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性;組成生物體的化學(xué)元素，在生物體內(nèi)和在無機自然界中的含量相差很大。這個事實說明生物界與非生物界具有差異性。

　　四、構(gòu)成細胞的化合物P17

　　無機化合物

　�。浩咸烟�、脫氧核糖、糖原等;

　　：卵磷脂、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(jié)：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(jié)構(gòu)上都符合結(jié)構(gòu)通式。氨基酸分子間以肽鍵的方式互相結(jié)合。由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物稱為二肽，由多個氨基酸分子縮合而成的化合物稱為多肽，其通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，稱為肽鏈。一個蛋白質(zhì)分子可能含有一條或幾條肽鏈，通過盤曲、折疊形成復(fù)雜(特定)的空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)具有多樣性的特點，其原因是：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同數(shù)目成百上千、氨基酸排列順序千變?nèi)f化、多肽鏈盤曲折疊的方式不同、多肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。由于結(jié)構(gòu)的多樣性，蛋白質(zhì)在功能上也具有多樣性的特點，其功能主要如下：(1)結(jié)構(gòu)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(shù)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磺猩顒佣茧x不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。

　　第三節(jié)：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，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。

　　脫氧核糖核酸簡稱DNA，主要存在于細胞核中，細胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體也是它的載體。

　　核糖核酸簡稱RNA，主要存在于細胞質(zhì)中。對于有細胞結(jié)構(gòu)的生物，其遺傳物質(zhì)就是DNA;沒有細胞結(jié)構(gòu)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(jié)：細胞中的糖類和脂質(zhì)

　　糖類分子都是由C、H、O三種元素組成。糖類是細胞的主要能源物質(zhì)。

　　糖類可分為單糖、二糖和多糖等幾類。單糖是不能再水解的糖，常見的有葡萄糖、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、糖原是動物糖;多糖中糖原是動物糖，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(nèi)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(gòu)成包括細胞膜在內(nèi)的膜物質(zhì)重要成分;固醇類物質(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，起著重要的調(diào)節(jié)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，這些基本單位稱為單體，這些生物大分子就稱為單體的多聚體，每一個單體都以若干個相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架，由許多單體連接成多聚體。

　　第五節(jié)：細胞中的無機物

　　水是活細胞中含量最多的化合物。不同種類的生物體中，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(jié)合水兩種，結(jié)合水與其他物質(zhì)相結(jié)合，是細胞結(jié)構(gòu)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(yīng)，還可以運輸營養(yǎng)物質(zhì)和廢物。總而言之，各種生物體的一切生命活動都離不開水。

　　細胞內(nèi)無機鹽大多數(shù)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：有些無機鹽是細胞內(nèi)某些復(fù)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;許多無機鹽離子對于維持細胞和生物體的生命活動有重要作用，如血液中鈣離子含量太低就會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象;無機鹽對于維持細胞的酸堿平衡也很重要。

　　細胞內(nèi)有機物質(zhì)的鑒定

　　糖類中的還原糖(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(yīng)。在還原糖的檢測中，斐林試劑甲液和乙液應(yīng)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(yīng)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(xiàn)綠色，吡羅紅能使RNA呈現(xiàn)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。在此實驗中，鹽酸的作用是改變膜的通透性，加速色素進入細胞。用人的口腔上皮細胞做實驗材料，此實驗的步驟是制片、水解、沖洗涂片、染色、觀察

高三生物知識點7

　　1細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位

　　2.生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次是生物圈、生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群、個體、系統(tǒng)、器官、組織、細胞。

　　3.核細胞：分為細胞膜、細胞質(zhì)、擬核(無核膜，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/變形蟲//酵母菌/蛔蟲]

　　5.學(xué)家根據(jù)有無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(jié)構(gòu)細胞器染色體種類較小(1-10微米)沒有成形的細胞核，組成核的物質(zhì)集中在擬核，無核膜、核仁核糖體無原核生物(細菌、放線菌、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、動物、真菌-蘑菇)

　　6.學(xué)顯微鏡的操作步驟：對光→低倍物鏡觀察(視野亮)→移動視野中央(偏左移左)→高倍物鏡觀察(視野暗)：①只能調(diào)節(jié)細準(zhǔn)焦螺旋;②調(diào)節(jié)大光圈、凹面鏡

　　7.胞學(xué)說建立者是施萊登和施旺，細胞學(xué)說建立揭示了細胞的.統(tǒng)一性和生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。細胞學(xué)說建立過程，是一個在科學(xué)探究中開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程，充滿耐人尋味的曲折。

高三生物知識點8

　　名詞：

　　1、染色體變異：光學(xué)顯微鏡下可見染色體結(jié)構(gòu)的變異或者染色體數(shù)目變異。

　　2、染色體結(jié)構(gòu)的變異：指細胞內(nèi)一個或幾個染色體發(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(shù)目的變異：指細胞內(nèi)染色體數(shù)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，就叫做一個染色體組。細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條就說明有幾個染色體組。5、二倍體：凡是體細胞中含有兩個染色體組的個體，就叫～。如.人果，蠅，玉米.絕大部分的動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以上染色體組的個體，就叫～。如：馬鈴薯含四個染色體組叫四倍體，普通小麥含六個染色體組叫六倍體(普通小麥體細胞6n，42條染色體，一個染色體組3n，21條染色體。)，

　　7、一倍體：凡是體細胞中含有一個染色體組的個體，就叫～。

　　8、單倍體：是指體細胞含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。

　　9、花藥離體培養(yǎng)法：具有不同優(yōu)點的品種雜交，取F1的花藥用組織培養(yǎng)的方法進行離體培養(yǎng)，形成單倍體植株，用秋水仙素使單倍體染色體加倍，選取符合要求的個體作種。

　　語句：

　　1、染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)的變異(染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變)，染色體數(shù)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(fù)制后，由于外界條件的劇變，使細胞止，細胞內(nèi)的染色體數(shù)目成倍增加。(當(dāng)細胞有絲行到后期時破壞紡錘體，細胞就可以不經(jīng)過末期而返回間期，從而使細胞內(nèi)的染色體數(shù)目加倍。)b、特點：營養(yǎng)物質(zhì)的含量高;但發(fā)育延遲，結(jié)實率低。c、人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)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;實例：三倍體無籽西瓜(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)過受精作用直接發(fā)育而成。例如，蜜蜂中的雄蜂是單倍體動物;玉米的`花粉粒直接發(fā)育的植株是單倍體植物。特點：生長發(fā)育弱，高度不孕。單倍體在育種工作上的應(yīng)用常用方法：花藥離體培養(yǎng)法。意義：大大縮短育種年齡。單倍體的優(yōu)點是：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(wěn)定的新品種，所培育的種子為絕對純種。

　　4、一般有幾個染色體組就叫幾倍體。如果某個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(jié)如下：①誘變育種：用物理或化學(xué)的因素處理生物，誘導(dǎo)基因突變，提高突變頻率，從中選擇培育出優(yōu)良品種。實例---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，使兩個親本的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起，培育出所需要的優(yōu)良品種。實例---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型。③單倍體育種：利用花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再經(jīng)人工誘導(dǎo)使染色體數(shù)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，再利用其變異來選育新品種的方法。(通常使用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗，從而獲得多倍體植物。)實例---三倍體無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(shù)目加倍至8n，這就是8倍體小黑麥)。

高三生物知識點9

　　名詞：

　　1、植物的礦質(zhì)營養(yǎng)：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：鐵門碰醒銅母(驢)。

　　3、交換吸附：根部細胞表面吸附的陽離子、陰離子與土壤溶液中陽離子、陰離子發(fā)生交換的過程就叫交換吸附。

　　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(xiàn)為植物吸收的離子與溶液中的離子數(shù)量不成比例。

　　5、合理施肥：根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時地施肥，適量地施肥。

　　語句：

　　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(qū)表皮細胞。③、細胞吸收礦質(zhì)元素離子可以分為兩個過程：一是根細胞表面的陰、陽離子與土壤溶液中的離子進行交換吸附;二是離子被主動運輸進入根細胞內(nèi)部，根進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(jié)合后理解成的，根細胞主動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+，為主動運輸供能，因此生產(chǎn)上需要疏松土壤;b、載體的.種類是決定是否吸收某種離子，載體的數(shù)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(qū)表皮細胞吸收礦質(zhì)元素和滲透吸水是兩個相對獨立的過程。①吸收部位：都為成熟區(qū)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----主動運輸。③、所需條件：根對水分的吸收----半透膜和半透膜兩側(cè)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，進入植物體后，隨水運到各個器官，植物成熟區(qū)表皮細胞吸收礦質(zhì)元素和滲透吸水是兩個相對獨立的過程。

　　3、礦質(zhì)元素的運輸和利用：①運輸：隨水分的運輸?shù)竭_植物體的各部分。②利用形式：礦質(zhì)運輸?shù)睦茫Q于各種元素在植物體內(nèi)的存在形式。K在植物體內(nèi)以離子狀態(tài)的形式存在，很容易轉(zhuǎn)移，能反復(fù)利用，如果植物體缺乏這類元素，首先在老的部位出現(xiàn)病態(tài);N、P、Mg在植物體內(nèi)以不穩(wěn)定化合物的形式存在，能轉(zhuǎn)移，能多次利用，如果植物體缺乏這類元素，首先在老的部位出現(xiàn)病態(tài);Ca、Fe在植物體內(nèi)以穩(wěn)定化合物的形式存在，不能轉(zhuǎn)移，不能再利用，一旦缺乏時，幼嫩的部分首先呈現(xiàn)病態(tài)。

　　4、合理灌溉的依據(jù)：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發(fā)育時期，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(nèi)，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(shù)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(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體。

　　2、細胞膜、核膜、細胞器膜共同構(gòu)成細胞的生物膜系統(tǒng)，它們在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系，協(xié)調(diào)。

　　維持細胞內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定

　　生物膜系統(tǒng)功能許多重要化學(xué)反應(yīng)的位點

　　把各種細胞器分開，提高生命活動效率

　　核膜：雙層膜，其上有核孔，可供mRNA通過

　　結(jié)構(gòu)核仁

　　3、細胞核由DNA及蛋白質(zhì)構(gòu)成，與染色體是同種物質(zhì)在不同時期的

　　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(nèi)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(dāng)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，如葡萄糖進入紅細胞

　　6、物質(zhì)跨膜運輸方式主動運輸：需要能量;載體蛋白協(xié)助;低濃度→高濃度，如無機鹽

　　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性膜，這種膜可以讓水分子自由通過，一些離子和小分子也可以通過，而其他離子，小分子和大分子則不能通過。

　　8、本質(zhì)：活細胞產(chǎn)生的有機物，絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA

　　高效性

　　特性專一性：每種酶只能催化一種成一類化學(xué)反應(yīng)

　　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，酶活性都會明顯降低，甚至失

　　活(過高、過酸、過堿)

　　功能：催化作用，降低化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能

高三生物知識點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，通過它，單細胞生物能產(chǎn)生后代，多細胞生物則可以由一個受精卵經(jīng)過分裂和分化，最終發(fā)育為一個多細胞個體。在增殖過程中可以將復(fù)制的遺傳物質(zhì)分配到兩個子細胞中去，可見，細胞增殖是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。

　　真核細胞的分裂方式有有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)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(xù)分裂的細胞從一次分裂開始時開始，到下一次分裂完成時為此，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(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，同時細胞有適度的`增長，對于細胞分裂來說，它是整個周期中為分裂期作準(zhǔn)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，此時每條染色體都含有兩條染色單體，由一個著絲點相連，稱為姐妹染色單體。同時，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，每條染色體的著絲點都排列在細胞中央的一個平面上，染色體的形態(tài)比較穩(wěn)定，數(shù)目比較清晰，便于觀察。

　　(3)后期

　　每個著絲點一分為二，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。

　　(4)末期

　　染色體到達兩極后，逐漸變成絲狀的染色質(zhì)，同時紡錘體消失，核仁、核模重新出現(xiàn)，將染色質(zhì)包圍起來，形成兩個新的子細胞，然后細胞一分為二。

　　(5)動植物細胞有絲分裂比較

高三生物知識點12

　　(1)植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。

　　基因工程與作物育種(抗蟲農(nóng)作物)

　　單倍體育種方法：花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，再人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。

　　單倍體育種優(yōu)點：明顯縮短育種年限，后代都是純合體。

　　(2)動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(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?qū)氩∪梭w內(nèi)，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

　　使用國產(chǎn)制劑進行親子鑒定

　　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進行親子鑒定，只要作十幾至幾十個DNA位點作檢測，如果全部一樣，就可以確定親子關(guān)系，如果有3個以上的位點不同，則可排除親子關(guān)系，有一兩個位點不同，則應(yīng)考慮基因突變的可能，加做一些位點的檢測進行辨別。DNA親子鑒定，否定親子關(guān)系的準(zhǔn)確率幾近100%，肯定親子關(guān)系的準(zhǔn)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，先將待測樣品制成熒光標(biāo)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行統(tǒng)計分析，這樣就可以檢測出樣品DNA序列。

高三生物知識點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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(fù)制

　�。�2）過程：第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈；第二步：冷卻到55～60℃，引物結(jié)合到互補DNA鏈；第三步：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)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(gòu)建

　　1、的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)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+啟動子+終止子+標(biāo)記基因

　　（1）啟動子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)的DNA，位于基因的尾端。

　�。�3）標(biāo)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。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。

　　第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞_

　　1、轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程。

　　2、常用的轉(zhuǎn)化方法：

　　將目的基因?qū)胫参锛毎翰捎米疃嗟姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。

　　將目的基因?qū)雱游锛毎鹤畛Ｓ玫姆椒ㄊ秋@微注射技術(shù)。此方法的受體細胞多是受精卵。將目的基因?qū)胛⑸锛毎?/p>

　　3、重組細胞導(dǎo)入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據(jù)是標(biāo)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(zhuǎn)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(zhuǎn)錄出了mRNA，方法是采用用標(biāo)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(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進行抗原—抗體雜交。

高三生物知識點14

　　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。現(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(zhǔn)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)當(dāng)局的檢查監(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。