Resumen de los puntos de conocimiento del examen de ingreso a la universidad de biología
Resumen de los puntos de conocimiento del examen de ingreso a la universidad de biología
1. La función de la membrana celular controla el movimiento de sustancias dentro y fuera de las células y el intercambio de información entre las células.
2. La pared celular de las células vegetales está compuesta por celulosa y pectina, que tiene un efecto de soporte y protector.
3. La preparación de la membrana celular utiliza glóbulos rojos de mamíferos maduros porque no hay membrana nuclear ni membrana de orgánulo.
4. Cloroplasto: el orgánulo de la fotosíntesis; recubrimiento de doble capa
mitocondrias: el sitio principal de la respiración aeróbica
ribosoma: Proteína; -orgánulo productor; centrosoma sin membrana: asociado a células animales; vacuola sin membrana: regula la presión osmótica en las células vegetales y contiene líquido celular.
Retículo endoplasmático: procesamiento de proteínas
Aparato de Golgi: se procesan y secretan proteínas.
5. Las membranas celulares, las membranas nucleares y las membranas de los orgánulos* * * están estrechamente relacionadas y coordinadas con el sistema de biopelículas en estructura y función.
Mantiene un entorno intracelular relativamente estable, funciones del sistema de biopelículas y muchos sitios de reacción química importantes para separar varios orgánulos y mejorar la eficiencia de las actividades vitales.
Membrana nuclear: Doble membrana con poros nucleares que permiten el paso del ARNm a través del nucléolo.
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El concepto y contenido de la ingeniería de fermentación
La ingeniería de fermentación se refiere al uso de ciertas funciones específicas de los microorganismos y el uso de tecnología de ingeniería moderna para producir productos útiles para los humanos, o nuevas tecnologías que aplican directamente microorganismos a los procesos de producción industrial. Los contenidos de la ingeniería de fermentación incluyen selección de cepas, preparación de medios de cultivo, esterilización, cultivo expandido e inoculación, proceso de fermentación y separación y purificación de productos.
(1) "Fermentación" incluye "fermentación estrictamente definida por la fisiología microbiana" y "fermentación industrial", y el término "ingeniería de fermentación" debe ser "fermentación industrial".
(2) En la producción industrial, los productos se procesan o fabrican mediante "fermentación industrial", y el proceso de procesamiento o fabricación correspondiente se denomina "proceso de fermentación". Para realizar la producción industrial, es necesario resolver los problemas de ingeniería del entorno de producción industrial, los equipos y el control de procesos para realizar estos procesos (proceso de fermentación), por lo que surgió la "ingeniería de fermentación".
(3) La ingeniería de fermentación es una disciplina que resuelve problemas de ingeniería en la producción industrial basada en la tecnología de fermentación. Desde una perspectiva de ingeniería, la ingeniería de fermentación divide el proceso industrial de fermentación que implementa la tecnología de fermentación en tres etapas: bacterias, fermentación y refinación (incluido el tratamiento de aguas residuales). Estas tres etapas tienen sus propios problemas de ingeniería y generalmente se denominan proyectos upstream, midstream y downstream de ingeniería de fermentación, respectivamente.
(4) Los microorganismos son el alma de la ingeniería de fermentación. En los últimos años, la comprensión de las características biológicas de la ingeniería de fermentación se ha vuelto cada vez más clara y la ingeniería de fermentación se está acercando a la ciencia.
(5) El principio básico de la ingeniería de fermentación es el principio biológico de la ingeniería de fermentación.
(6) La ingeniería de fermentación tiene tres etapas de desarrollo.
La ingeniería de fermentación en el sentido moderno es un tema abierto con fuerte tecnología y aplicación, y está formado por la integración cruzada de múltiples disciplinas. La ingeniería de fermentación ha pasado por tres etapas de desarrollo: procesamiento manual agrícola - ingeniería de fermentación moderna - ingeniería de fermentación moderna.
La ingeniería de fermentación tiene su origen en la producción de fermentaciones familiares o en talleres (procesamiento manual de productos agrícolas). Posteriormente, la ingeniería química se utilizó como referencia para realizar la producción industrial (ingeniería moderna de fermentación). Finalmente, regresó a la naturaleza, investigó, diseñó y guió la producción de fermentación industrial (ingeniería de fermentación moderna) centrada en las actividades de la vida microbiana, y entró en las filas de la bioingeniería.
La producción de fermentación original hecha a mano en un taller se basa en las habilidades y la experiencia transmitidas de los antepasados para producir productos fermentados. El trabajo físico es pesado y la escala de producción es limitada, lo que dificulta su realización industrial. producción.
Por lo tanto, las personas mayores en el campo de la fermentación primero buscaron asesoramiento de la química y la ingeniería química, aprendieron de la química agrícola y la ingeniería química, estandarizaron los procesos de producción de fermentación, reemplazaron el manejo manual con bombas y tuberías, y reemplazaron las operaciones manuales con la producción mecánica, impulsando con éxito el estilo taller. producción de fermentación hasta el nivel de industrialización. La combinación de la producción de fermentación con la química y la industria química ha contribuido al primer salto en la producción de fermentación.
A lo largo de décadas de práctica de producción de fermentación industrial, la gente se ha dado cuenta gradualmente de que el proceso de fermentación industrial es un proceso biológico dinámico con entradas y salidas variables en el tiempo, no lineales y multivariables. Si abordamos los problemas de la producción de fermentación industrial (especialmente la producción a gran escala) según el modelo de la ingeniería química, a menudo resulta difícil obtener los resultados esperados. Desde una perspectiva de ingeniería química, un tanque de fermentación es también un reactor para la fermentación de materias primas, y las células microbianas cultivadas en el tanque de fermentación son solo un catalizador. Según el pensamiento ortodoxo de la ingeniería química, ciertamente es difícil para los microorganismos desarrollar su potencial de producción único. Por lo tanto, rastreamos el núcleo biológico (microorganismos) de la tecnología de producción de fermentación estilo taller, regresamos a la naturaleza y obtenemos una nueva comprensión de las propiedades de la ingeniería de fermentación. La identificación de las características biológicas de la ingeniería de la fermentación ha dado una dirección clara al desarrollo de la ingeniería de la fermentación, y la ingeniería de la fermentación ha entrado en la categoría de bioingeniería.
La ingeniería de fermentación se refiere al uso de tecnología de ingeniería para utilizar ciertas funciones y enzimas activas de organismos (principalmente microorganismos) para producir productos biológicos útiles para los humanos, o para utilizar directamente microorganismos para controlar ciertos procesos de producción industrial. Ejemplos bien conocidos incluyen la producción de cerveza, vino de frutas y alcohol industrial mediante fermentación de levadura, la producción de queso y yogur mediante fermentación de bacterias del ácido láctico y la producción a gran escala de penicilina mediante hongos. Con el avance de la ciencia y la tecnología, la tecnología de fermentación también se ha desarrollado enormemente y ha entrado en la etapa de la ingeniería de fermentación moderna que puede controlar y transformar artificialmente microorganismos para que puedan producir productos para los humanos. Como parte importante de la biotecnología moderna, la ingeniería de fermentación moderna tiene amplias perspectivas de aplicación. Por ejemplo, la ingeniería genética se utiliza para modificar intencionadamente la cepa original y aumentar su rendimiento; la fermentación microbiana se utiliza para producir fármacos como la insulina humana, el interferón y la hormona del crecimiento.
Ha evolucionado desde la simple producción de bebidas alcohólicas, ácido acético y pan fermentado hasta una rama extremadamente importante de la bioingeniería en la actualidad, que incluye la microbiología, la ingeniería química, la ingeniería genética, la ingeniería celular, la ingeniería mecánica y el software informático. Ingeniería multidisciplinar incluyendo ingeniería de hardware. La ingeniería de fermentación moderna no sólo produce bebidas alcohólicas, ácido acético y pan, sino que también produce una variedad de medicamentos y medicamentos para el cuidado de la salud, como insulina, interferón, hormona del crecimiento, antibióticos y vacunas, así como materiales de producción agrícola como pesticidas naturales. , fertilizantes bacterianos y herbicidas microbianos, y producción de la industria química Aminoácidos, sabores, biopolímeros, enzimas, vitaminas, proteínas unicelulares, etc.
En términos generales, la ingeniería de fermentación consta de tres partes: ingeniería upstream, ingeniería midstream e ingeniería downstream. Los proyectos upstream incluyen la selección de excelentes plantas de semillas, la determinación de las condiciones óptimas de fermentación (pH, temperatura, oxígeno disuelto, nutrientes) y la preparación de nutrientes. Los proyectos midstream se refieren principalmente a la tecnología de cultivar una gran cantidad de células en tanques de fermentación y producir metabolitos en condiciones óptimas de fermentación. Aquí debe haber un entorno de crecimiento aséptico estricto, incluida la tecnología de esterilización a alta temperatura y alta presión de las materias primas de fermentación, los tanques de fermentación y varios tubos de conexión antes de que comience la filtración de aire para introducir continuamente aire seco y estéril en el tanque de fermentación durante; el proceso de fermentación; tecnología de control por computadora que controla la velocidad de alimentación de acuerdo con las necesidades de crecimiento celular durante el proceso de fermentación; también existen diferentes tecnologías para el cultivo de semillas y el cultivo de producción. Además, según las diferentes necesidades, la fermentación por lotes también se clasifica en tecnología de fermentación: fermentación por lotes alimentados una sola vez: es decir, sobre la base de la fermentación por lotes alimentados una sola vez, una cierta cantidad de nutrientes; se agrega para hacer que las células crezcan más o obtengan más metabolitos fermentación continua: agregando nutrientes continuamente y sacando el líquido de fermentación; Antes de cualquier fermentación industrial a gran escala, se deben realizar una gran cantidad de experimentos en pequeños fermentadores de laboratorio para obtener un modelo cinético de formación del producto, y finalmente se deben diseñar los requisitos de fermentación de la planta piloto en base a este modelo. Los requisitos de fermentación de la planta piloto deben diseñarse en base a los datos de la planta piloto para una producción a mayor escala. Debido a la complejidad de las reacciones biológicas, surgirán muchos problemas en el proceso desde el laboratorio hasta la planta piloto y desde la planta piloto hasta la producción a gran escala. Este es el problema de la amplificación del proceso de ingeniería de fermentación.
La ingeniería downstream se refiere a la tecnología para separar y purificar productos del caldo de fermentación, incluida la tecnología de separación sólido-líquido (separación centrífuga, separación por filtración, separación por precipitación, etc.), tecnología de ruptura de la pared celular (ultrasónica, corte a alta presión, presión osmótica, tensioactivos, enzimas murales, etc.), tecnologías de purificación de proteínas (precipitación, separación cromatográfica, ultrafiltración, etc.) y, finalmente, tecnologías de envasado y procesamiento de productos (secado al vacío y liofilización, etc.). Además, en la industria de la fermentación que produce medicamentos y alimentos, es necesario cumplir estrictamente con las regulaciones de cGMP promulgadas por la Administración Federal de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. y someterse a inspecciones y supervisión pertinentes de forma regular.
Una breve historia del desarrollo de la ingeniería de fermentación
Los proyectos de fermentación de alcohol, glicerol y acetona en la década de 1920 eran fermentaciones anaeróbicas. Desde entonces, la ingeniería de fermentación ha experimentado varios puntos de inflexión importantes y continúa desarrollándose y mejorando.
A principios de los años 40, con el descubrimiento de la penicilina, surgió paulatinamente la industria de la fermentación de antibióticos. Dado que las bacterias productoras de penicilina son aeróbicas, los microbiólogos introdujeron con éxito la mezcla de aireación y un conjunto de técnicas asépticas basadas en la tecnología de fermentación anaeróbica, y establecieron una tecnología de fermentación por aireación profunda. Ha promovido en gran medida el desarrollo de la industria de la fermentación, permitiendo la producción a gran escala de ácidos orgánicos, probióticos y hormonas a través de la fermentación.
Desde 65438 hasta 0957, Japón produjo con éxito ácido glutámico utilizando microorganismos. Ahora la fermentación puede producir 20 tipos de aminoácidos. El desarrollo de la industria de la fermentación de aminoácidos se basa en nuevas tecnologías de fermentación metabólicamente controlada. Basándose en una investigación en profundidad sobre las vías metabólicas de los microorganismos, los científicos primero realizan mutagénesis artificial en microorganismos para obtener tipos de mutaciones adecuados para la producción de ciertos productos, y luego los cultivan bajo control artificial para producir una gran cantidad de sustancias que las personas necesitan. Actualmente, se ha utilizado tecnología de fermentación metabólicamente controlada en la producción de nucleótidos, ácidos orgánicos y algunos antibióticos.
Después de la década de 1970, el desarrollo de tecnologías de bioingeniería, como la ingeniería genética y la ingeniería celular, ha llevado la ingeniería de fermentación a una nueva etapa de mejoramiento direccional, con nuevos productos surgiendo uno tras otro.
Desde la década de 1980, con el continuo cruce y penetración entre disciplinas, los microbiólogos han comenzado a utilizar las matemáticas, la dinámica, los principios de la ingeniería química y la tecnología informática para estudiar de manera integral el proceso de fermentación, haciendo que el control del proceso de fermentación sea más preciso. Razonable. En algunos países, ha sido posible registrar y controlar automáticamente todos los parámetros del proceso de fermentación, mejorando significativamente la eficiencia de la producción.
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Proceso de inmunidad celular
(1) Etapa de inducción: el antígeno ingresa al cuerpo (similar a la inmunidad humoral)
⑵.Etapa de reacción: Las células T son estimuladas por el antígeno.
(1) Una pequeña cantidad de células T se convierten en células de memoria después de recibir estimulación antigénica (manteniendo la memoria del antígeno, y estas células se almacenan durante mucho tiempo).
②La mayoría de las células T se convierten en células T efectoras después de ser estimuladas por antígenos.
(3) Después de ser estimuladas nuevamente por el mismo antígeno, las células de memoria se transforman rápidamente en una gran cantidad de células T efectoras.
⑶ Etapa efectora: Contacto de las células T efectoras con las células diana → activación de enzimas lisosomales de las células diana → cambios en la permeabilidad de las células diana → cambios en la presión osmótica → lisis y muerte de las células diana, exposición al antígeno → muerte de anticuerpos. de antígenos.
SIDA: Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida
(1) Virus: VIH, con ARN como material genético.
(2) Patología: el VIH ataca el sistema inmunológico, destruye las células T y pierde por completo la función inmune.
(3) Síntomas: Etapa temprana: ganglios linfáticos inflamados, fiebre de origen desconocido, sudores nocturnos, pérdida de apetito y fatiga mental. Etapa tardía: hepatoesplenomegalia, complicada con tumores malignos, pérdida extrema de peso, diarrea, heces con sangre, dificultad para respirar, insuficiencia cardíaca, parálisis del sistema nervioso central y muerte.
(4) Vía de transmisión: transmisión sexual, transmisión sanguínea, transmisión maternoinfantil.
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1 Tipos de procariotas
Tejido con hilo fino azul (suéter)
Es decir, cianobacterias y bacterias, actinomicetos, micoplasmas, clamidia.
2. Oligoelementos
FeMnBZnMoCu
FeMnBZnMoCu
3. Ocho aminoácidos esenciales
Método 1
Trae uno o dos libros de colores sólidos.
Valina, isoleucina, leucina, fenilalanina, metionina, triptófano, treonina, lisina
Método 2
Las personas de apellido Lai son lujuriosas (Lai, color) , estúpido (benceno, benceno) y brillante (brillante, anormalmente brillante). Su se casó con Liu (Su, Jiasu) y obtuvo mérito (Valle). Lai, color; fenilpropilo; brillante, brillante; sulfuro de metilo;
4. Cromatografía de pigmentos
(de arriba a abajo) Coral Amarillo ab
5. Antes, durante y después la seda de las plantas es realizada por personas decididas. .
(Cada período está designado artificialmente)
Dos manifestaciones de muerte del núcleo y de la película
(Desaparecen la membrana nuclear y el nucléolo, los cromosomas y el huso. )
Las placas ecuatoriales están cuidadas.
(los centrómeros se disponen en la placa ecuatorial)
Hermanas separadas.
(Las cromátidas se separan y se desplazan hacia los polos.)
El núcleo de la membrana reproduce la pérdida de dos cuerpos
(La membrana nuclear y el nucléolo reaparecen, Cromosomas y los husos desaparecen)
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1 La síntesis de proteínas secretadas, como enzimas digestivas y anticuerpos, requiere cuatro orgánulos: ribosomas, retículo endoplásmico y Golgi. aparatos y mitocondrias.
2. Las membranas celulares, las membranas nucleares y las membranas de los orgánulos* * * están estrechamente relacionadas y coordinadas con el sistema de biopelículas en estructura y función.
Mantiene un ambiente intracelular relativamente estable.
Los sistemas de biopelículas son el lugar de muchas reacciones químicas importantes.
Aisla diversos orgánulos para mejorar la eficiencia de las actividades de la vida.
Membrana nuclear: Membrana de doble capa con poros nucleares para el paso del ARNm.
Estructura del Nucleolo
3. El núcleo celular está compuesto por ADN y proteínas. El ADN y las proteínas son las mismas sustancias que los cromosomas en diferentes etapas.
Dos estados de cromatina
Se tiñe fácilmente de oscuro con tintes básicos.
Función: Es una base de datos de información genética y el centro de control del metabolismo celular y la genética.
4. El ambiente líquido en las células vegetales se refiere principalmente al líquido celular en la vacuola.
Protoplasto se refiere a la membrana celular, tonoplasto y citoplasma entre ambas membranas.
La capa de protoplasma de las células vegetales equivale a una membrana semipermeable en la plasmólisis, el plasma se refiere a la capa de protoplasma y la pared es la pared celular.
5. Las membranas celulares y otras membranas biológicas son membranas selectivamente permeables.
Difusión libre: alta concentración→baja concentración, como H2O, O2, CO2, glicerol, etanol y benceno.
Difusión asistida: Asistida por proteína portadora, alta concentración→baja concentración, como la entrada de glucosa a los glóbulos rojos.
6. Modo de transporte transmembrana activo de sustancias: requiere energía; asistido por proteínas portadoras; concentración baja → alta, como sales inorgánicas.
Iones
Endocitosis y exocitosis: moléculas grandes, como proteínas transportadoras.
7. Las membranas biológicas, como las membranas celulares, son membranas selectivamente permeables que permiten que las moléculas de agua pasen libremente. Algunos iones y moléculas pequeñas también pueden pasar, pero otros iones, moléculas pequeñas y macromoléculas no pueden pasar.
8. Esencia: La mayor parte de la materia orgánica producida por las células vivas es proteína, y una pequeña cantidad es ARN.
Alta eficiencia
Característica especificidad: Cada enzima sólo puede catalizar una reacción química.
Las condiciones para la acción de la enzima son suaves: temperatura adecuada, pH, temperatura óptima (valor de pH), actividad enzimática.
Cuando la temperatura y el valor de pH son mayores o menores, la actividad de la enzima La actividad se reducirá significativamente o incluso se perderá.
Vida (demasiado alta, demasiado ácida, demasiado alcalina)
Función: catálisis, reduciendo la energía de activación necesaria para las reacciones químicas.
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