生物材料及人工器官复习资料
第1章概述
1.什么是人工器官、生物材料？简述它们的分类。二者有何关系？
1）人工器官：广义上，是一种人造的或人工合成的、可以部分或全部、短期或长期地、体内或体外使用的，用来取代病损器官或补偿其生理功能的装置。狭义上，替换了原自然器官并能发挥其全部功能的人造装置。分类如下：
一.根据功能完善程度分类：⑴维持生命最低限度的人工器官；⑵能代替主要部分或大部分天然器官功能的人工器官；⑶能替代天然器官；⑷具有超自然器官功能的人造器官。
二.按具体功能分类：血液循环系统、呼吸系统、血液透析、消化系统、支持运动、感觉、生育、泌尿、内分泌、神经；其它：人工皮肤、人工硬脑膜、人工大脑导水管、人工乳房等。
三.按位置分：1.体内（植入式）;2.体外。
四.按时间分： 1.暂时性;2.永久性。
2）生物医学材料：用于修复和替换生物组织或器官，以增进或恢复其功能的材料和用于生理系统疾病的诊断、治疗的材料。分类如下：
一．按材料组分分：无机、金属、高分子、复合
二．按材料来源分：天然、合成
三．按应用部位分：硬软心牙整
四．按使用要求分：降解、植入、一次性？
3）人工器官与生物医学材料关系◆相互促进共同发展
1.生物医学材料是人工器官的基础
2.人工器官的需求和发展又促进了生物医学材料的发展
3.材料的发展为人工器官的功能实现提供了可能
第2章人工心脏及心室辅助
1.正常情况下，血液不凝固，主要机理：
答：1）正常的血管内膜光滑,血小板不易粘附、聚集。
2）内皮细胞能产生抗凝血的物质（如抗凝血酶Ⅲ）和抗血小板聚集的物质（如前列腺环素）。
3.）正常血流速度和流向对防止血栓形成起重要作用。正常的血流速度较快,有形成份(细胞)在血管中心流动(轴流),血浆在边缘流动(边流),使血小板不易与血管壁的内皮细胞发生粘附和聚集。
4.）正常时，血液中的凝血因子虽不断被激活，但又不断被血液稀释或冲走；尽管血管上时有微量的纤维蛋白沉着，但又不断地被纤维蛋白溶解酶所溶解。
2.简述人工心脏及心室辅助的主要形式（组成）和分类。
1）血泵。形状容积、血流动力、溶凝、力学、老化、噪声、协调。按搏动方式分为脉动式和非脉动式；按形状分为容积式和叶片式。
2）监测与控制系统。主要内容包括血泵的功能(驱动压力、搏出量、回流量等)；驱动装置的运行指标；生理指标（心率、输出量、压力、血C02等）
3）驱动装置。为血泵的搏动提供动能，有叶动式、气动式、电动式、磁力驱动式。
4）能源供给。有交流电源、电池、核能源和生物能源之分。
3.对比说明容积式和叶片式血泵的优缺点
1)容积式：A.优点：脉动式，与人的正常生理结构相适应，有利于脏器的血液微循环灌注。
B.缺点：体积大，结构复杂，不易植入体内；必须有管路连接体内外，故易感染；关键部件瓣和膜易损坏，且是血栓易形成的部位；能耗大。
2）叶片式：A.优点：不需要单向阀门，结构比较简单，体积小，流量大，效率高，易植入体内；与血液接触面积小，抗血栓性能好；因可植入，感染问题可得到较好解决；耐久性好；功耗低；易于操作；价格较低。B.缺点：非仿生；叶片高速旋转，对血液成份可能造成破坏；长期密封困难。
4.简述心脏起搏器的原理、构造和功能类型。
答：心脏起搏器是通过发放电脉冲模拟心脏的冲动发生和传导等电生理功能，治疗由于某些心律失常所致的心脏机能障碍的一种电子装置。
1）构造：它由脉冲发生器和电极-导线构成。
·脉冲发生器：由能源、释放与调节电脉冲的电路和外壳组成，要求小、轻、薄、功能多、寿限长、安全可靠。
·电极按其接触心肌的部位分为：心外膜-心肌电极、心内膜电极；起搏方式分为单极起搏和双极起搏。导线包括金属丝导体和绝缘包鞘。
2）功能类型：A.心室按需型—电极置于心室，起搏器按规定的频率发放脉冲起搏心室。只能保证心室起搏节律，不能兼顾保持心房与心室收缩的同步、顺序、协调，属非生理性。
B.心房按需型—电极置于心房。起搏器按规定频率发放脉冲起搏心房，并下传激动心室，保持心房和心室的顺序收缩。既能保持心房和心室之间的顺序、协调关系，也能保持心室内的正常传导顺序，是生理性起搏。
C.双腔起搏器—心房和心室都放置电极，根据患者自身的心率状况，起搏器可采用不同的起搏方式心房起搏或心室起搏，总能保持心房和心室得到同步、顺序、协调的收缩，是生理性起搏。
D.频率自适应性起搏器—智能化，根据机体需氧量的要求而自动调节起搏频率。起搏频率加快，则心排血量相应增加，是生理性起搏。
5.简述主动脉内气囊反搏（IABP）的操作原理。
答：利用一根带有气囊的导管插入主动脉内，配合病人的心脏的收缩与舒张进行抽吸与加压，帮助心脏工作。分为以下两个阶段：
1）收缩抽吸：在心室收缩之前的瞬间，控制装置抽气，致使气囊收缩，主动脉压力下降，留出主动脉空间，心脏射血进入主动脉，可缓解心脏负荷。
2）舒张加压：在心室舒张之前的瞬间，气囊突然充气，排开一定的血液，使主动脉的压力增大，心脏出口处压力增高，冠状动脉和其它几个动脉分支灌注压增大，血液被压入这些动脉，使心肌缺血得到缓解，其它血管的血液供应也得到改善，心搏出量上升，并对脑及上肢的供血也得到改善。这一充气扩张过程又叫做“反搏”。
◎影响：气囊的容积、阻塞度、位置、驱动气体、病人的机体因素
6.简述动力性心肌成形术骨骼肌辅助心脏的原理。
答：应用带神经血管蒂的背阔肌包裹心室，同时植入心脏肌肉刺激系统，在该系统的脉冲刺激下，移植的背阔肌转化为耐疲劳肌肉，并与心室同步收缩，增强心脏的收缩功能，限制心室的继续扩张，从而达到长期辅助心脏，治疗慢性心力衰竭的目的。
※骨骼肌辅助心脏的途径：动力性心肌成形术、骨骼肌心室、主动脉外球囊反搏、动力性主动脉成形术
7.人工心泵对材料的要求：1．高的弹性和机械强度；2．与血液、体液长期接触不被腐蚀和老化；3．优异的抗血栓性能；4．耐受消毒。
泵体材料：嵌段型聚醚聚氨酯、聚硅氧烷与聚氨酯的嵌段共聚物、钛、硅橡胶、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等。
8.人工心脏及其辅助循环装置存在的问题与发展方向
1．存在的问题A．抗血栓性能的提高；B．机械性能的改进，实现生理性调控；C．植入
后感染；D．能源；E．长期性、永久性植入。
2．发展方向A．小型化，微型化，同时具有高供血效能；B．无线自动控制，体内外无连线，根据身体需要自动调控生理参数；C．不凝血，不老化，不腐蚀，经久耐用；D．安全可靠的控制系统和能源供应。
第3章人工心瓣
人工心脏瓣膜的作用：控制血液单向流动，防止返流（止逆阀）。
人工心瓣包括：生物瓣和机械瓣
人工心瓣常见问题有哪里？理想的人工心瓣应该满足哪些条件（性能要求）？
答：存在的问题有：血栓，凝血相关出血，组织过度增生，感染，疲劳、磨损、化学变性导致的失效。
性能要求：机械性能、生物相容性、耐久性、血流动力学、价格
人工机械瓣分类：笼球瓣、笼碟瓣、斜碟瓣、双叶瓣
机械瓣的结构：
·缝合环：用于缝合安装人工瓣膜的环体
·瓣架：用于支撑阻塞体和限制阻塞体的位置及运动距离
·阻塞体：相当于天然心瓣的瓣叶,在血流作用下开启与关闭，起单向阀作用
1.对比四种人工机械瓣的优缺点
答：1）笼球瓣和笼碟瓣的特点：
A.周围血流型，即血流必须绕过阻塞体，从其周边通过，血流阻力和跨瓣压差大，易产生涡流，血流动力学差，易造成血栓，溶血多。
B.阀体与瓣架碰撞，易磨损。笼球瓣大，易产生期前收缩，出现心律失常。
C.笼碟瓣碟片不灵活，可能卡在笼架的对角位造成患者因急性闭锁不全而突然死亡，且有瓣柱折断、碟片磨损、甚至脱落的危险。
2)斜碟瓣的特点
·优点A.铰链代替笼架，重量较轻，体积较小,轻巧。B.半中心血流型,血流经过阻力较小,血流动力学性能较好，耐久性好。
·缺点：a.铰链可能折断 b.血栓问题仍没有很好解决
3)双叶瓣的特点
·优点：属中心血流型，血流动力学好，其血流动力学状况优于以往所有的机械瓣。瓣叶运动灵活，有效瓣口面积较大，跨瓣压差小，血栓栓塞率低。广泛采用。
·缺点：两个瓣叶运动不同步；关闭性能不够理想；铰链处机械加工困难；抗凝问题仍没有彻底解决。
2.简述如何对人工心瓣进行材料选择
人工心瓣材料的要求：足够的强度,并具有良好的耐磨损、抗冲击和抗疲劳性，良好的抗腐蚀性能，良好的血液相容性。即遵循安全性、可靠性、持久性的原则
·瓣架、阻塞体（瓣叶）材料：硅橡胶、聚四氟乙烯、缩醛树脂、聚氨酯；钴合金、钛合金、不锈钢；石墨、低温各向同性热解碳涂层、类金刚石涂层
·缝合环材料：涤纶、聚四氟乙烯、超低温各向同性碳LTIC
生物瓣：自体组织生物瓣、同种异体生物瓣（主动脉、硬脑膜）、异种生物瓣（猪主动脉、牛心包）
人工心脏膜置换术的指征/手术适应症：二尖瓣狭窄、二尖瓣关闭不全、三尖瓣损害、主动脉瓣狭窄、主动脉瓣关闭不全、肺动脉瓣
3.什么是生物瓣的钙化？其机理如何？试分析影响钙化的因素。
答：生物瓣钙化主要是钙、磷以结晶形式沉积在生物瓣组织中，导致生物瓣材料弹性、韧性和机械强度发生很大变化，造成生物瓣失灵。钙化沉积物是一种复杂晶格结构的羟基磷灰石样物质。钙化是一个复杂的物理化学和生物化学过程，产生钙化的因素很多，其确切的机理尚不完全清楚。影响因素有：宿主、血流动力学、表面电荷、瓣膜材料、材料应力分布、戊二醛处理、内皮化、制造工艺。
人工心瓣的血流动力学评估指标：跨瓣压差、有效截面、逆流、血流模式和剪切力
4.试对比说明机械瓣与生物瓣各自的优缺点。
（1）机械瓣：耐久性优异。但是，血流动力学效果较差；非生物刚性材料，关闭不柔和；易产生血栓栓塞，须终身抗凝；价格较高。
（2）生物瓣：材料来源易得，造价较低；仿生性强，瓣叶具有柔性，中心血流型，血流阻力小，对血液成份破坏少，血流动力学效果较好；生物材料，血栓率低，一般不必终身抗凝但钙化常造成生物瓣失灵，另外，原发性胶原组织退变而引起的瓣叶撕裂、穿孔、或钙化变硬等，致使瓣膜失效。
5.人工心瓣的选择原则
机械瓣：年轻患者（45岁以下）服抗凝药无禁忌者、儿童
生物瓣：对抗凝治疗有绝对禁忌者、希望妊娠的年轻妇女、60岁以上及心脏病严重，估计寿命不会超过15年者、边远地区无法进行抗凝治疗与监护者
6.人工心瓣领域发展的三大方向或挑战
1）开发新的人工材料，提高机械瓣的抗凝血性；
2）通过采用非支架生物瓣，新的抗钙化处理和固定技术，提高生物瓣的耐久性；
3）改善血流动力学，尤其是减小或消除高剪应力、漏血和滞留。
第4章人工血管
人工血管需满足的条件：⑴在体内不变性，无毒性；⑵对人体组织无异物反应；⑶不发生癌；
⑷无抗原性；⑸有耐久性，经长期使用，不失去原有的物理性;⑹容易加工成型；⑺耐受消毒，不变性，不变型；⑻价廉。
合成人工血管的必要条件
⑴具备医用高分子材料的条件；
⑵无毒，无异物反应，有大的疲劳强度，在体内无劣化；
⑶富有弹性和伸展性，尽可能的近似机体的血管；
⑷适当的孔性：
A.便于宿主组织长入管壁，使组织覆盖或形成“新内膜”，使人工血管机质化；
B.小血管长入，使管壁中间部位生长内皮细胞并得到血液营养供应，防止营养变性。
⑸良好的抗血栓性；
⑹缝合容易，断端不松散；
(7)有利于血液流动的形态；
(8)价廉，材料丰富，容易得到；
(9)消毒简单，有抵抗感染性能。
人工血管的加工处理:纤维、编织、多孔、皱纹
（1）纤维：
?短纤维：以多纤维丝形式使用；
?连续纤维（长纤维）：以多纤维丝或单纤维丝形式使用。旦（D）、特（T）
（2）编织方式：
※编织人工血管的方法分为以下两种：
平织（机织）——经纱纬纱按一定规律相互交叉垂直排列交织而成的织物。
针织——纱线弯曲成圈按一定规律相互串套而成的织物。分为经编和纬编：
·纬编——每根纱线在一个线圈横列中形成圈，一根纱线形成的线圈沿织物纬向配置。·经编——每根纱线在每一个线圈横列中只形成一个或两个线圈，然后转移到下一个线圈横列中再形成线圈，一根纱线形成的线圈沿织物经向配置。
※平织和针织人工血管的特点：
·平织人工血管特点：织物纤维紧密，孔细而小，不易渗血，但断端容易松散，呈毛刷状，质地坚硬、缝合困难。
·针织人工血管特点：管壁有网孔，利于人体组织长入，弹性较好，不塌陷，质地柔软，断端不易松散，缝合容易，但孔隙较大，易渗血。
（3）多孔性
（4）皱纹加工
第5章人工肺
1.试比较血膜式、鼓泡式人工肺的特点。（直接接触法）
答：1）血膜式氧合器的缺点：（1）直接接触,对血液成份的破坏较大;（2）血膜形成难;（3）预充量大;（4）有效面积小、交换性能差;（5）更换与清理转碟费事费力。现已弃用.
2）鼓泡式人工肺特点：氧合性能好，价廉。但由于气血直接接触，可能引起蛋白质变性、血细胞受损，对血液损伤较大，易产生气栓、血栓，不够安全。国内成人开胸手术仍有使用
2.与管壳式流动（ILF)相比，交叉流式(ELF)的优势有哪些方面？（中空纤维型膜肺）
答：（1）气体交换率高。流道弯曲，方向多变，众多的阻挡形成局部的二次流，从而降低了
血液侧传质阻力。
（2）对血液损伤小。血液在中空纤维外流动减少血液剪应切力，减轻血液的损伤。
（3）体积小。管壳式的40-50%
（4）预充量小。
3.膜肺与鼓泡式肺的比较（间接vs直接）
答：（1）使用操作：前者复杂，后者简单。
（2）血液破坏：前者破坏小、轻，恢复快。
（3）蛋白变性：前者轻微，后者严重。
（4）栓塞：前者栓塞少，不用硅油，眼底栓塞发生率为44%；后者当气泡小或硅油涂覆不匀时，会发生栓塞（气体）。眼底毛细血管栓塞发生率为100%。
（5）补体激活：前者C3a、C4a、C5a轻微升高；后者升高。
（6）使用时间：数小时—数天；数小时。
（7）气体交换调节：均符合要求。
（8）预充血量：＜230ml，甚至130ml；＞300ml
（9）价格：几千元/只；几百元/只
鼓泡式人工肺工作原理：氧合——消泡——沉降——过滤——变温
人工肺=氧合器=血氧交换器
血膜式：垂屏式、转碟式——弃用
直接接触
板式：平板式、卷筒式
人工肺鼓泡式
间接接触=膜式人工肺=膜肺
管式：毛细管型、中空纤维型（管壳、交叉流式）
4.间接接触法=膜式人工肺=膜肺:仿照自然肺的结构，用一层人工膜材料将气相和血液相分开，使气体的交换通过这层膜进行。membrane oxygenator
膜肺（membrane oxygenator）的特点：
1）优点：气体交换能力强；由于气血不直接接触，避免了血细胞的破坏和蛋白质变性，减少了气栓和微栓的形成，应用安全。
2）缺点：对于长时间灌注，氧合性能不稳定；有产生气体微栓塞的危险；有时还可能出现血浆渗漏，即血浆透过膜孔进入气侧，以及由此造成的液体随气体大量蒸发等问题。价格贵。
膜肺的材料：
1）均质膜材料：是指各向均质（即结构均匀）的致密膜，如硅橡胶。
优点：气体弥散性能好;由于气血完全隔离，可有效防止气栓形成；由于无孔，不会造成水蒸汽渗出形成“湿肺”影响功能，可较长时间用于呼吸衰竭的支持。
·缺点：机械强度不高，还需改进CO2和O2透过系数之比使其更接近生理状态。
2）多孔膜材料：聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚苯烯等材料，以PP最为常用。
PP的优点：因有微孔，透气性好，消除了气血交换的膜阻力，提高了气体传输功能；加工过程仅为物理过程，无化学过程，没有化学添加剂；毒性小；血相容性好；机械强度较高；价格较低。
缺点：长时间应用，氧合性能不稳定；有产生气栓的危险；有血浆渗漏的可能，由此造成液体随气体大量蒸发。
膜式人工肺的主要材料－中空纤维(hollow fibre)
影响膜肺气体交换功能的因素及提高交换功能的途径：
答：1）影响因素：表面积，对O2和CO2的透过率，经膜驱动力，血膜厚度和血流方式。2）提高途径：1.Obstacles in blood path.
2.Membrane undulations from external supports.
3.Membrane texturing or embossing.
4.Helical flow systems.
5.External blood flow over hollow fibers.
6.Oscillating toroidal chamber.
7.Pulsed flow.
8.Annulus,axial flow.
第六章人工肾
1、简述透析原理：
答：1）利用透析膜两侧液体的溶质浓度梯度作为传质动力，血液中高浓度的溶质通过扩散（弥散）作用跨膜传递到透析液中去，从而排除患者体内过剩的含氮化合物、代谢产物或愈量药物等溶质；同时，透析液中的电解质又可以扩散到血液中，使患者体内的电解质保持稳定；2）再者，利用超滤清除患者体内多余的水分，达到替代肾脏功能净化血液的目的。
※影响弥散清除的因素：溶质的浓度梯度、膜厚度、膜表面积、膜孔径、孔隙率、弥散系数、溶质的分子特性（分子量、亲水性、电荷性）、血液和透析液的流量、血液和透析液流动途径的几何形状、材料性能
※血透装置：水处理装置、透析液供给装置、自动监护装置、透析器、透析导管（PVC）*标准的水处理工程：滤过器→软化水装置→活性炭滤过装置→滤过器→反渗透装置→杀菌灯→超滤过滤器（滤软炭滤，反杀超滤）
*标准透析液组成：NaCl、NaHCO3、KCl、CaCl2、MgCl2、葡萄糖
*透析器种类：盘管型、平板型、中空纤维型
2、透析器的主要性能指标：
答：1）清除率(ml/min)。单位时间内某一物质被全部清除的血液体积。衡量透析器对物质的清除能力，与透析膜材料、面积、厚度及工艺水平有关。
2）超滤率（ml/h ·mmHg ·m2）。每毫米汞柱压力在单位时间、面积上能超滤的水分。与膜孔的大小、分布、形态、膜的厚度等因素有关。
3）预充血量。太少会影响透析效率，太多会增加体外血液循环量。在保证透析效率的情况下，越少越好。
4）其他：耐受压力、残留血量、生物相容性、血流阻力
3、透析器的种类及特点对比：
答：1）盘管型（ABS 树脂）体积小，透析面积1.5m2，血流阻力高；透析效率低，透析时间长；超滤不易控制；预充血量大，残血量多，易破膜。
2）平板型（环氧树脂）：血流阻力小，但体积大，残血量较多，预充血量大，操作复杂。
3）中空纤维型：体积小，具有小型化、轻量化的特点；血透面积大，可达2.5m2；超滤脱水和透析效率高，残血量低，预充血量小，破膜率低。
4、透析膜材料答：1.纤维素(cellulose)(C6H10O5)n
（1）铜氨纤维素（cuproammonium rayon ）or 铜玢膜、铜仿膜（Cuprophan?）
纤维素+ 铜氨溶液（铜胺碱、季胺碱）再生纤维素：铜氨纤维素
生
产过程酸
可溶性络合物※优点：较高的聚合度，湿态强度高，表
面结构规整，能以恰当的比例透过血液中的代谢废物、离子和水分。※缺点：对中等分子量尿毒素的透过性能较差；通过旁路系统激活补体C3、C5，血液相容性有待提高。
（2）硝酸纤维素(cellulose nitrate)
or 人造丝（粘胶纤维）、赛璐玢
(3)醋酸纤维素（cellulose acetate,CA ）CDA 、CTA
皂化处理（脱醋酸），同时增塑剂
被溶解出来，使膜形成微孔。
熔融纺丝，得到中空纤维美国Cordis Cordis--Dow 公司日本帝人株式会社
醋酸纤维素（切片）+ 环丁砜（增塑剂，与醋酸纤维混溶性良好）醋酸纤维素（切片）+ 聚醚（增塑剂，与醋酸纤维混溶性不好）由于采用融纺工艺，膜面光滑；可以用加热的方法灭菌消毒；由于氢氧根被置换，因此具有一定的疏水性，在水中不膨胀，尺寸稳定；为形成微孔加入溶剂或非溶剂，易于改变其种类和组合，孔径可自由调节；清除小分子物质和磷的功能也比较强；价格低廉。
but ：对中等分子量尿毒素的透过性能较差；
激活补体，生物相容性有待提高。（4）血仿膜（Diethylaminoethyl,DEAE ）(Hemophan?)2.合成高分子膜3．其它新型高分子膜材料：胶原、甲壳素
(1)聚丙烯腈膜（polyacrylonitrile,PAN ）透水性和对中、高分子物质的通透性良好；由于在膜表面可导入各种构造基，在膜面上的血小板附着比较少，故生物相容性比较好。(2)聚甲基丙烯酸甲酯膜（polymethylmethacrylate ,PMMA ）从普通透析膜到滤过膜都可以制得；对补体、白细胞的影响比较少，生物相容性较好。
(3)聚砜膜（polysulfone,PS ）
超高滤膜，非常高的滤过速度，滤过性能很强，从小分子的肌酐到中分子的β2-微球蛋白，都有较高的滤过率。生物相容性较好。
(4)聚酰胺膜（polyamide,PA ）内表面有致密层，具有不同孔层的非对称性三层构造；由于亲水性的原因，不易形成蛋白阻塞，而且也可以清除β2-微球蛋白。
(5)聚丙烯腈-丙烯磺酸盐共聚物
对中等分子量的溶质透过性高，不激活补体，血液相容性好。
(6)聚乙烯—乙烯醇共聚物（ethylene vinylalcohol ,EVAL ）
对补体、白细胞、血小板、凝血系统影响小，具有优良的血液相容性，可不用或少用肝素。
(7)其它共聚物：
①聚醚—聚碳酸酯共聚物：亲水、疏水链嵌段结构，足够的湿态强度和优异渗透性能。与铜仿膜相比，对中分子量代谢物有较高的渗透速率，与其他高分子膜相比溶质渗透性高2-3倍。可热熔封闭，可用r-射线消毒。
②聚乙烯醇—丙烯腈等三元接枝共聚物
③聚离子复合膜：血液相容性优良，渗透性能可大幅度调整，截留分子量大小可控。
5.材料表面电荷与血液相容性的关系：
?血小板带Θ电荷，所以不容易粘附在带Θ电荷的材料表面，不易活化、凝血。
?内源性凝血因子在Θ电荷的材料表面更容易活化，引起内源性凝血。
?综合考虑，推荐使用⊕Θ电荷镶嵌结构的材料：为抑止血小板粘附，材料总体呈Θ
电性，而在局部微观上在100?范围内带⊕，防止凝血因子活化。
※透析膜生物相容性的指标：补体活化、β2-m清除率、白细胞、血小板、红细胞、凝血因子
6.提高材料补体相容性的途径：
1）避免材料表面的亲核基团（因为C3b通过与材料表面的亲核基团发生转酯化反应,通过酯键与材料结合）.
2）材料表面能促进因子H、I与C3b的结合而使C3b活性衰减甚至失活，或能阻止因子B 与C3b的结合而抑制C3转化酶的形成.
3）材料能去除C3a、C3a des Arg、C5a、C5a des Arg、C5b-9、C3b.
膜材料通过旁路途径激活补体系统,C3、C5活化，导致：
（1）释放过敏毒素C3a、C3a des Arg、C5a、C5a des Arg，对机体有较强的作用。（2）产生白细胞介素-1，刺激免疫细胞释放β2-微球蛋白，是免疫功能低下、长期透析并发症透析性淀粉样变的促进因素之一。
不同程度补体活化透析器：
·低度发生器：聚砜（polysulfone,PS）、聚醚砜、磺化、聚醚砜、聚丙烯腈；
·中度发生器：醋酸纤维素、血仿膜（Hemophan?）、聚醚—聚碳酸酯共聚物（Gambrane?）、聚乙烯—乙烯醇共聚物（EVAL）；
·高度发生器：未修饰的纤维素
※β2-m是人体Ⅰ型淋巴细胞表面抗原分子的亚基；全身细胞都可合成β2-m，但以淋巴细胞为主；自由通过肾小球，99.9%被肾小管重吸收。
※β2-m相关淀粉样变（透析性淀粉样变）：由于肾功能不全，以及长程血透、反复的体外循环刺激和血透相关因素等作用，造成β2-m在体内明显蓄积并导致淀粉状沉积物沉积在骨、关节、消化道等部位，造成相应器官出现结构和功能障碍，是严重影响血透患者生存质量的一种慢性并发症。表现：腕管综合征、关节病变、破坏性关节炎等
透析膜对β2-m的清除率是其生物相容性的一个指标.
不同的膜材料对β2-m的清除率不同：
·Cuprophan?膜（铜仿膜）、醋酸纤维素膜不能清除β2-m。
·聚砜、聚丙烯腈膜，可清除β2-m约30%±20%。
·磺化的聚丙烯腈、磺化的聚醚砜可更多地清除β2-m。
中性白细胞向肺毛细血管聚集的现象，其程度与使用透析器的膜材料、面积有关。铜仿膜>醋酸纤维素膜>聚碳酸酯膜>聚丙烯腈膜>聚砜膜>聚甲基丙烯酸甲酯膜。
透析器的复用
·复用的支持观点：
（1）降低治疗费用，节约物品；
（2）改善生物相容性，减少透析反应，减少首次使用综合征的发生率和过敏毒素的作用；（3）资料显示长期复用透析器对代谢废物的清除没有产生不利影响，未增加患者的感染率。·复用的反对观点：
（1）有细菌感染、传染病感染的可能；
（2）清洗处理时压力大，容易破膜；
（3）消毒剂（常用甲醛、过氧化氢、戊二醛）残留，易造成患者感染或出现某些反应，对人体有某些潜在危害；
（4）由于复用，膜通透性改变，结构完整性破坏。随着复用次数增加，透析器容量、清除率、超滤率下降，透析效率降低，存在透析不充分的危险。
血透、腹透、移植肾的优缺点对比：
血液滤过的原理：利用对流转送机制，即由溶剂流动而致溶质清除。血液流经通透性高
的半透膜，在半透膜两侧形成的压力差使血液中的水分、蓄积的代谢产物、电解质等物质滤过排除（类似肾小球的滤过），而血液中有形成分、蛋白质和不能被滤膜通过的大分子物质留在体内，从而达到血液净化目的。
血液滤过装置：滤器（平板型、中空纤维型），血滤机
血液灌流（血液吸附）
吸附剂：活性炭、合成树脂、免疫吸附
·影响活性炭吸附的因素：
1.比表面积越大吸附能力越强;
2.溶质分子的大小越小吸附力越高;
3.溶质分子的结构直链分子比支链分子容易吸附；对非极性、疏水性分子吸附强。
4.温度温度高吸附力强;
5.pH值pH值降低有利于带负电荷溶质的吸附，反之，有利于带正电荷溶质的吸附。
◎免疫吸附：将特定的高度专一性的抗原或抗体物质与吸附材料制成吸附剂，通过抗原抗体的免疫反应或物理化学作用，从血液中特异性地吸附并除去与免疫有关的致病因子的一种治疗方法。
·血液灌流装置：灌流器（可弃式、复用式）
·血液灌流的临床应用
1.治疗急性药物和毒物中毒;
2.治疗尿毒症（1）与血液透析交替进行（2）与血液透析联用：血液灌流→血液透析。
3.治疗其它疾病，如肝性脑病(肝昏迷)、红斑狼疮、牛皮癣、精神分裂症等.
·副作用：引起血小板下降；对氨基酸等生理性物质的影响；对药物的影响。
第7章人工肝
1.肝功能不全患者的病理生理：
1）毒素在体内蓄积(如氨、胆红素、胆酸以及假性神经递质),导致多脏器功能不全，血流动力学不稳、肾功能障碍、肝性脑病（肝昏迷）等。
◆原因：①肝脏不能有效清除毒素；②肝脏坏死组织释放进入血液。
2）体内重要物质缺乏，如凝血因子、肝细胞生长因子、组织生长因子、补体、血浆蛋白等。
◆原因：肝脏的合成功能产生障碍。
2.急性肝衰的处理：
1）人工肝辅助治疗
·去除血液中的毒性物质；
·补充白蛋白、凝血因子及多种活性物质；
·解除体内物质对肝细胞的继续损害，利于肝细胞再生，恢复肝功能；
·延长患者生命，争取肝移植机会。
2）肝移植
3.人工肝（支持系统、辅助）的分类
答：
1）非生物性人工肝辅助——指不包括生物部分构成的人工肝支持系统，其功能以解毒为主。如：血液透析、血液灌流、血液滤过、血浆置换。目前治疗肝衰竭的主要技术。
2）生物性人工肝辅助——将同种或异种动物的器官、组织或细胞等与特殊材料或装置结合构成的人工肝支持系统。如离体肝灌流、人-哺乳类动物交叉灌流。
3）混合式人工肝辅助——由生物及非生物部分共同构成的人工肝支持系统。
经典人工肝-----过滤吸附式（非生物性的人工肝辅助）血液灌流→血液透析
分子吸附再循环系统人工肝
血浆吸附式(直接吸附、血浆分离吸附)
血浆交换式人工肝（离心交换法和膜交换法）
血浆吸附式人工肝特点:
由于无需补充液，减少了感染的机会。
可以特殊地、选择性地去除病因物质。
可根据疾病种类，选择使用吸附器。
血浆交换式人工肝：用含有肝合成物质的新鲜冷冻血浆置换病人血浆，以替代肝的解毒、调节、合成作用。
人工肝的改进与未来
1）分离正常的人类肝细胞，以便将人肝细胞而不是动物的肝细胞用于人工肝的支持系统；2）采用新的支持物、生长因子、与其它类型的细胞共同培养、或将肝细胞聚集成球形或成串；
3）确定人工肝支持系统的最佳肝细胞用量；
4）改进技术，探索便于搬运的人工肝辅助装置，从而更普遍地应用之；
5）开发更为相容的体系；
6）改进血浆分离的方法；
7）发展新技术，如组织工程人工肝和克隆人工肝等。
第8章人工关节
1.全关节置换的工程技术分析包括多方面的因素：
⑴材料方面：制备工艺、形状、结构、性能（强度、韧性、刚性）；
⑵力学方面：模量、应力大小、应力分布和传输、功能负重和活动；
⑶化学方面：腐蚀、离子释放和生物反应；
⑷表面科学方面：骨的结合、腐蚀、离子释放、磨损和生物反应；
⑸环境方面：力学性质、腐蚀、离子释放、磨损和生物反应；
⑹生物方面：骨的生长、愈合、修复、塑建、再塑建和生物反应。
※关节置换材料选择条件：⑴对人体无毒，组织相容性好，异物反应小；⑵抗腐蚀性能好，能适应体内各种生物环境；⑶机械性能适合骨关节的生理解剖特征。
※植入系统：（1）骨水泥型关节置换—通过粘合剂实现稳定。（2）无骨水泥型关节置换—通过植入体表面与组织之间的直接接触、相互配合实现稳定。
·无骨水泥型关节置换固定的形式：
⑴表面活性材料——通过组织与生物活性植入体表面间的化学反应达到固定;
⑵表面织构材料——骨长入有沟槽或纹理的植入体的表面;
⑶多孔涂层材料——骨长入多孔材料的孔隙中。
·材料要求：能促进正常组织在其表面生长，形成长期负重的连续界面。
※用于全关节置换的金属：不锈钢(铁合金)、钴基合金、钛基合金
·人工髋关节：屈服强度>450MPa极限拉伸强度>800MPa疲劳强度>400MPa延伸率>8%
1）不锈钢按正火状态的组织构成分类：
铁素体——C溶于α-Fe和δ-Fe形成的间隙固溶体，具有体心立方结构。
马氏体——C与合金元素在α-Fe中的过饱和固溶体。
奥氏体——C溶于γ-Fe形成的间隙固溶体，具有面心立方结构。
◎钢的热处理工艺：退火（消除内应力）、正火（正火组织较细，硬度、强度较高）、淬火（奥氏体转变为马氏体）
2）钴基合金
铸造——将熔化的金属液体浇注到模型腔中，冷却凝固便形成所需的制品。
锻造——借助铁锤、压力机等设备，对坯料施加压力，获得所需形状、尺寸和一定组织性能的锻件。
·植入体使用的钴基合金：
1.铸造Co-Cr-Mo合金
2.锻造Co-W-Cr-Ni合金
3.MP35N合金（锻造Co-Ni-Cr-Mo）
3）钛基合金Ti-6Al-4V
※物相类型：
＃室温:α+β双相结构
α相—密排六方结构,β相—体心立方结构;Al—稳定α相,V—稳定β相
＃975℃左右:α+β―→β.
※显微结构：等轴型、层片型、马氏体型、双晶型、陈化型、氢合金化型
4）多孔金属—通过机械、化学方法将涂层材料粘结在致密的金属基体表面，从而产生多孔的表面形态。目的：让骨长入孔，获得生理性的固定。
○微孔涂层的粘结方式：1.烧结（传统、加压） 2.等离子体喷涂
·涂层粉末被注入高温等离子气体中，熔化的金属粉末在基体表面彼此熔合，形成多孔的粗糙表面。
2.保证全关节置换长期成功最重要性能：（1）疲劳强度；（2）抗腐蚀性能；（3）耐磨损性能。
钛和钛合金的骨科应用：
·商业纯钛：微孔涂层，缝线
·Ti-6Al-4V合金：髋关节柄，肩关节，肘关节，骨折内固定器械（如髓内钉、骨钢板/螺钉）·Ti-3Al-2.5V合金：骨折内固定器械
·Ti-6Al-4Nb合金：髋关节，膝关节
多孔涂层金属的疲劳寿命
多孔涂层CoCrMo循环疲劳强度低，因为高温（1200-1300℃）烧结导致基体多孔化并形成共析相。
多孔涂层Ti-6Al-4V循环疲劳强度低，原因：⑴应力集中于涂层-基体界面和多孔涂层内部；⑵高温烧结使多孔涂层和基体的显微结构发生变化，等轴型型→层片型；⑶高温烧结产生表层氧、氢和氮污染及热侵蚀。
3.用于全关节置换的陶瓷，有以下类型：
（1）致密的惰性陶瓷；
（2）多孔的惰性陶瓷；
（3）致密的活性陶瓷；
（4）可吸收陶瓷。
生物惰性：碳素、A12O3、ZrO2
生物活性：磷酸钙陶瓷、生物活性玻璃和玻璃陶瓷
1）各相同性碳的3种类型：
（1）热解沉积碳：挥发性的碳氢化合物在1000~2500℃条件下热解，化学气相沉积在基体上。
（2）玻璃状碳：经过特殊热处理制备的热固性树脂，经加热易挥发成分从结构中扩散出来，仅留下碳。
（3）气相沉积碳：碳素材料在高温下释放碳原子，沉积在低温基体表面。
2）氧化铝（化稳、生惰、硬度、耐磨）
◎耐磨性A12O3／A12O3系统磨损率(0.003mm/年) ◆原因：表面粗糙度低；具有润湿性 4.简述骨水泥固定的原理 答：通过内锁固定和容积填充作用，在界面形成嵌合，再生的血管可以深入到骨水泥内部，形成骨连接。 （1）内锁固定：经过加压填塞后，骨水泥渗入到松质骨的微间隙内，在骨水泥与骨界面形成交锁嵌合。作用：利于将骨水泥和骨界面间的剪切应力转变为压应力，提高界面强度；避免界面间的微动，防止界面间纤维结缔组织形成；降低应力遮挡作用，增加骨水泥与骨界面的抗疲劳强度。 ◎应力遮挡----如果因植入体承受了负荷，而使周围骨组织受到的负荷显著减少，则周围的骨组织会萎缩或疏松，这个现象称为应力遮挡或应力屏蔽(Stress shielding)。 ◎内锁固定的条件：骨表面微间隙的存在；骨水泥粘稠性低，流动性好；持续加压；骨质状态好。 （2）容积填充固定：骨水泥填塞于骨和假体之间，与骨形成一个“统一体”，使假体获得固定，应力得到均匀传递。 ◎容积填充固定的条件：骨表面清洁、干燥；填塞充分、均匀。 5.骨水泥固定技术经过了怎么的发展，各有什么优缺点？ 答：（1）第一代：骨水泥的调制采用手工搅拌;对骨髓腔只进行一般冲洗;用手指填塞法将骨水泥填入骨髓腔内。□特点：操作方便,简单易行,不需特殊设备。但是，不能有效排除气泡，影响机械性能;冲洗不彻底，导致界面强度降低;手指填塞压力不匀，不足，影响界面强度。 （2）第二代：骨水泥的调制仍采用手工搅拌;采用加压冲洗;使用骨水泥枪充填。□优点：充填致密均匀，界面结合增强;冲洗干净彻底，提高了界面的力学强度。缺点：气泡问题；股骨柄周围的骨水泥厚度不够均匀，易导致应力集中，引起假体松动。 （3）第三代：骨水泥调制采用真空技术和离心技术;加压冲洗;使用具有加压装置的骨水泥枪充填骨水泥;假体柄预涂骨水泥。□减少了骨水泥内气泡的产生，降低了孔隙率，提高骨 水泥的机械强度，延长疲劳寿命；封闭系统内加压填塞,提高了骨水泥与骨界面的内锁固定能力。 6.试说明当前PMMA骨水泥存在的问题。 答：（1）热效应的副作用。 （2）气泡的形成降低材料的坚固性。 （3）MMA单体和其它化学成分具有细胞毒性，可引起急性全身性反应和局部感染。（4）MMA单体逸出，导致能加速骨再塑形和假体松动的生物反应发生.。 （5）假体周围骨溶解。巨噬细胞吞噬或包裹假体磨屑和异物颗粒，同时释放蛋白溶解酶等细胞因子，进而激活破骨细胞、成纤维细胞，导致假体周围骨溶解和纤维肉芽组织的形成，最终导致假体的松动。 7.如何对PMMA骨水泥进行力学修饰？ 答：（1）降低孔隙率：加压、超声振荡、真空搅拌、离心； （2）复合增强：金属丝、碳纤维和颗粒、石墨纤维和颗粒、芳族聚酰胺、不锈钢、玻璃、聚乙烯、弹性体、骨颗粒。 （3）预涂层。 8.磷酸钙骨水泥：一种或多种磷酸钙粉末和其它含钙化合物粉末混合物，与适当比例的水或水溶液调和，形成糊状物，在一定温度下，通过水解或产物间反应固化形成的具有一定结构强度的材料。包括： ·固相：各种磷酸钙和钙盐—磷酸氢钙型、磷酸八钙型、羟基磷灰石型 ·液相：水（最常用）、稀磷酸、稀盐酸、血液、生理盐水 ·附加组分：人体骨中所含微量元素；加快骨水泥反应、提高骨水泥强度的各种物质，如HA晶种、CaF2、磷酸盐。 〖TTCP（磷酸四钙）+β-TCP+MCPM（一水磷酸一钙）反应生成HA的水化凝结机理〗〖α-TCP骨水泥水化凝结机理〗 9.影响含抗生素骨水泥效应的因素：骨水泥的类型;抗生素的类型、浓度；释放动力学;释放周期；被释放抗生素到达所需部位的能力。 ○选用抗生素要求：安全有效；化学性能稳定；好的热稳定性；对骨水泥强度影响小；能长时间从骨水泥释放，在周围组织形成有效的杀菌浓度。eg.庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、林可霉素、万古霉素、头孢类药物。氯霉素、四环素不适用 10.全关节置换中负重面的类型，各自的特点。 答：（1）金属-金属负重面：30、40th早期出现，经过一定发展，70th因为金属-UHMWPE 假体的早期成功，及致癌、感染、过敏、疲劳骨折等出现低；80th中期随着金属-UHMWPE 假体导致骨溶解，同时冶金工艺进步，得到重新发展。磨损低，但潜在的致癌和致敏性。（2）陶瓷-陶瓷负重面： ·Al2O3-Al2O3非常低的磨损；非常好的生物相容性；但碎裂。 ·ZrO2氧化钇稳定的氧化锆（YPSZ）股骨头-PE臼杯的搭配 （3）金属-PE负重面：钴合金股骨头–PE髋臼杯 （4）陶瓷-PE负重面：YPSZ/Al2O3股骨头-PE臼杯搭配 11.人工髋关节失败的主要原因？ 答：手术感染，骨水泥碎裂导致松动，骨溶解导致松动（PE磨屑、PMMA磨屑、金属磨屑），应力遮挡导致骨吸收。研究——磷酸钙涂层人工髋关节 第9章人工食管 硅橡胶（二甲基硅橡胶、乙烯硅橡胶）、涤纶 人工食管在食管重建中的作用 1．食管切除后断段的重建 2．为食管横断后的修复、愈合提供造型模式（定型作用）。 人工食管结构 （1）主体硅橡胶+涤纶. （2）两端修饰作用：衔接缝合、防止损伤食管粘膜. （3）附属构件材料：合成材料、金属网或自体组织。作用：局部补强加固，防止吻合口瘘，防止过早脱落、移位。 吻合口的局部补强 1.涤纶网套补强； 2.涤纶带绕扎补强； 3.Marlex（聚乙烯纤维）网条补强； 4.用金属网或自体组织皮片或阔筋膜补强。 简述目前人工食管面临的问题和解决途径。 答：（1）人工食管面临的问题有： 1．重建长度受限：临床成功重建长度5cm. 2．使用时间有限，断段重建不能实现永久重建；终因吻合口瘘、感染、肺部炎性并发症等原因脱落。 3．挛缩狭窄：由于食管瘢痕组织的收缩，造成食管通道变窄。 （2）解决途径(研究方向) 1．开发组织工程人工食管，创造有生命力的人工食管. 2．材料及设计的优选 ①生物相容性好,能长期甚至永久存在于体内； ②物理性能方面，弹性好且持久，能适宜正常食管的生理性收缩和扩张，同时具有一定硬度，能抵抗周围瘢痕组织的收缩，保持管腔持久通畅。 第9章组织工程与仿生材料 1.结合磷酸钙生物陶瓷诱导成骨机理说明发生骨诱导的必需条件。 答：（1）存在可分化为成骨细胞的间充质细胞（即靶细胞）。多孔磷酸钙生物陶瓷植入早期，孔隙内充满了纤维结缔组织和毛细血管，毛细血管末梢存在的正在分化的间充质细胞，即是 可向成骨细胞分化的靶细胞。 （2）存在诱导间充质细胞向成骨细胞分化的生物化学信号。信号来自多孔磷酸钙陶瓷对于体内骨生长生化信号分子（如BMP）的富集和材料的多孔结构，特别是微结构等生物力学因素对成骨细胞表型表达的影响。 （3）适当的成骨环境。材料的多孔结构及孔隙表面类骨磷灰石层的形成，在孔隙内造成了一个有利于新骨形成的高钙、磷离子浓度的环境，而且特别有利于蛋白、骨组织细胞等在陶瓷表面附着以及骨组织细胞的分化和增殖。 ◎目前已开发的生成组织的方法 (1)在体外培养组织用于移植，以替代、修复与置换病残组织； (2)植入含有细胞或不含细胞的装置以引导并促进人体组织的再生； (3)开发体内或体外的工程组织装置，设计用来修补或替换体内组织或器官的功能. 2.简述组织工程的三大要素及其作用。 答：种子细胞、支架材料、细胞生长因子是组织工程的三大要素。 （1）种子细胞：具有特定的分化表型或定向分化潜能，不引发移植免疫排斥反应，来源可靠。目前来源有：自体细胞、异种细胞、同种异体细胞。干细胞最有应用前景。 （2）支架材料：在新生组织完全形成前提供足够的机械强度；提供细胞粘附生长的三维支架，并指导细胞正常分化、增殖；参与工程组织与受体组织的整合过程。分为合成/天然材料或可降解/非降解材料。 (3)生长因子：具有诱导和刺激细胞增殖、维持细胞存活等生物效应的蛋白类物质，对促进细胞增殖、组织和器官修复和再生都具有极其重要的作用。如BMP、TFG-β1、IGF、EGF。 3.简述支架材料的分类、作用及对细胞生长发育的影响。 答：1）分为合成/天然材料或可降解/非降解材料。合成材料易于加工成型和对材料性能控制，但缺乏细胞识别信号，存在免疫排斥问题。天然材料正好相反。 2）作用A.在新生组织完全形成前提供足够的机械强度；B.提供细胞生长的三维支架，是使细胞粘附，并指导细胞正常分化、增殖的底物；参与工程组织与受体组织的整合过程。支架对细胞生长发育的影响 3）支架在三个尺度范围可以控制组织的生长发育过程：A.大尺度范围(mm-cm级)决定工程组织总的形状和大小;B.孔隙的形态结构和大小(μm级)调节细胞的迁移与生长；C.支架材料的表面化学性质(nm级)影响、调节细胞的粘附、铺展与基因表达过程。 4.组织工程常用支架材料有哪些，举例说明。 答：1）天然高分子：I型胶原、透明质酸、壳聚糖、聚羟基烷基酸酯、明胶、海藻酸盐。2）合成高分子：聚乙醇酸（聚羟基乙酸、聚乙交酯，PGA）；聚乳酸（聚羟基丙酸、聚丙交酯，PLA）及其共聚物；聚ε-己内酯、聚磷腈、聚氨基酸、聚3-羟基丁酸酯（PHB）、酪氨酸衍生的聚碳酸酯、聚磷酸酯。 3）无机生物材料：磷酸钙陶瓷（HA、TCP等）；生物活性玻璃和玻璃陶瓷。 4）生物复合材料：羟基磷灰石-胶原、羟基磷灰石-胶原-透明质酸、磷灰石-壳聚糖、多孔羟基磷灰石-壳聚糖-明胶、羟基磷灰石-聚乳酸、β-TCP-壳聚糖-明胶、β-磷酸三钙-聚乳酸。 《水产微生物学》 课程论文 系部：水产系 专业：水族科学与技术 班级：2011级二班 姓名：陈娟 学号：222011602093065 2013年1月4日 微生物与水产养殖的关系 陈娟 西南大学水产系重庆市荣昌402460 摘要：随着水产养殖业的发展,养殖对象逐渐多样化,养殖规模日益扩大,集约化程度也 不断提高。然而养殖区水质却不断恶化,养殖生态系统严重失衡,导致细菌性、病毒性等病害的感染机率也随之增大,使水产养殖业的健康发展受到影响。微生物能够直接或间接的作用于水产养殖业中的作用日益受到重视,这方面的研究也在不断的深入并应用到实践当中。本文将从五个方面系统阐明《水产微生物》这门学科在水产行业中的重要作用。 关键词:水产养殖; 微生物; 应用 1利用微生态制剂代替抗生素防治疾病 目前养殖业中主要使用广谱抗生素来控制病害的发生,但由此产生的副作用以及引起病原菌产生抗药性、毒性、“三致”(致畸、致癌、致突变)等弊端也逐渐显露出来。随着动物微生态制剂在畜牧等方面上的广泛应用,在水产业上的应用也越来越引起人们的重视,其良好的效果也已被大量的试验和生产实践所证实。微生态制剂具有多功能性、广泛的适应性和高度的安全性等特点。实际应用的微生态制品应包括活菌体、灭活菌体、菌体成分、代谢产物及活性生长促进物质[1]。 1986年,Kozasa[2]首次将益生菌应用于水产养殖,用1 株从土壤中分离的芽孢杆菌( B aci l l us toy2oi )处理日本鳗鲡( A n g ui l l a j a ponical ) ,降低了由爱德华氏菌( Edw ardsiel l a)引起的死亡率。此后,微生物制剂在水产养殖中的应用研究迅速发展。据国外的研究报道,一些微生物制剂有抗病毒的作用。Direkbusarakom 等[3]由一种黑色虎虾( Ti gerp raw ns)卵中分离出 2 个溶血性弧菌(V ibrio) NI2CA1030 和NICA1031 ,这些菌株对IHNV 和大马哈鱼表皮病毒有着抗病毒活性抑制作用; Austin等[4]用分离的溶藻弧菌(V . al gi nol y t icus)注射或浸浴大西洋鲑( S almo sals r)时,可抵抗致病性杀鲑气单胞菌( A eromonas salmonici da ) 、鳗弧菌(V .ang ui l l arum)和病毒鱼弧菌(V . pisci um) 等的感染;Bogut 等[5],用微生态制剂溶藻胶弧菌的去细胞上清液冷冻干燥粉能有效抑制病原菌杀鲑气单胞菌、鳗弧菌和病毒鱼弧菌; Gatesoupe[6]研究表明,使用1 株产生铁载体( Siderop hore)的弧菌强化的轮虫可增加大菱鲆( S cop ht hatmus max imus )仔鱼被一致病弧菌感染后的成活率;Ol sson[7]从大菱鲆幼鱼排泄物中提取的肉杆菌( Carnobacteri um)细胞可抑制鳗弧菌的生长,研究认为,大菱鲆肠道和粪便为鳗弧菌生长提供了丰富场所,使用肠道菌的抑制活性可能会降低大菱鲆育苗场鱼类致病性弧菌的生长; Gullian[8]从虾( Penaeus v annamei )的肝胰脏中分离到3 株细菌,分别确认为副溶血性弧菌(V . p arahemol y t icus) p62、p63 和芽孢杆菌p64 ,它们可抑制虾体内的哈维氏弧菌(V . harev y i) S2 ,其死亡率分别可达83 %、60 %和58 % ,而对宿主无致病作用。国内方面,对微生态制剂的研究起步较晚,但发展迅速。桂远明等[9-10 ]用从健康鲤鱼( Cy p ri nus carpio)的肠道中分离出的无毒正常菌群J Y10、J Y31 制成的微生态制品喂饲鲤鱼,其质量增长率、能量同化率、生态生长效率、组织生长效率均高于对照组,后来再将它们制成益生素并添加到饲料中,以该饲料投喂鲤鱼,增加了抗病能力;杨思芹等[11]在人工养殖中国明对虾( Fenneropenaeuschi nensis)时,摄取益生剂组的对虾的活力及抗 红霉素生产物料衡算 1、红霉素发酵工艺流程示意图 工艺流程如下：沙土管包子母瓶斜面培养子瓶斜面培养种子培养液小罐种子液中罐种子液大罐发酵放罐放罐发酵液预处理碱化（使PH为8.0-8.4）板框过滤滤液（加萃取溶媒）轻液结晶洗水干燥成品检验合格产品包装（不合格产品回收)。 一般红霉素工艺如下图所示： 空气原料孢子 加压配料斜面培养 冷却发酵摇瓶培养 除水碱化一级种子 过滤补萃取补二级种子 料料 豆油离心糖 丙醇成盐水 淋洗 烘干包装销售 图1：红霉素生产工艺流程示意图 2、工艺技术指标及基础数据 （1）主要技术指标见表 表1：红霉素发酵工艺主要技术指标 指标名称单位指标数指标名称单位指标数 生产规模m t/a 1600 二级种子罐通气及取样 损失比s 1 % 10 生产方法发酵，萃取，成盐一级种子罐通气及取样 损失比s 2 % 10 年生产天数t d/a 330 发酵罐接种比j0% 14 产品质量μ 1 750 U/mg 二级种子罐接种比j1% 14 倒罐率r % 3 一级种子罐接种比j2% 12 发酵罐发酵周期T1h 168 发酵罐补料比i0% 10 二级种子罐发酵周期T2h 28 发酵罐装料系数k0% 87 一级种子罐发酵周期T3h 30 二级种子罐装料系数k1% 84 发酵液密度ρ Kg/m31050 一级种子罐装料系数k2% 84 二级种子罐发酵液密度ρ 1 Kg/m31150 放罐发酵单位μ2 U/ml 6000 一级种子罐发酵液密度ρ 2 Kg/m31200 提取总收率n % 84 发酵罐通气及取样损失比s % 10 表2：培养基配比（质量分数）： 成分大罐配比% 中罐配比% 小罐配比% 补全料配比% 淀粉 5.00 1.80 1.80 4.380 豆粉 2.20 1.50 1.50 3.000 玉米粉 1.80 0.60 0.60 1.250 氯化钠0.65 0.30 0.30 1.630 豆油0.50 0.60 0.60 0.880 碳酸钙0.65 0.50 0.50 0.063 碳酸铵0.18 0.12 0.12 0.175 生物氮0.80 0.00 0.00 0.000 糊精0.00 1.20 1.20 1.500 专题1观察多种多样的生物 一、考点知识梳理 考点一生物与非生物 1．生物与非生物的根本区别是_________ 。 2．生物的特征主要有：生长、_____性、繁殖、、生物既能适应环境又能影响环境等。 考点二动物 3．现存动物种类大约有_______种。 4．营养方式：________________(异养型)。 5．分类：动物可根据不同特征进行分类。根据体内有无脊椎骨，动物可分为________ (体内有脊椎骨)和__________(其体内无脊椎骨)。 (1)脊椎动物是动物中最高等的，分为鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类。鱼类的特点：终生生 活在水中，用鳃呼吸，用鳍游泳，身体表面有鳞片，水中受精，____ ，体温_______。如淡水鱼(草鱼)、咸水鱼(带鱼)等；两栖类的特点：身体裸露，幼体生活在水中，用鳃呼吸，成体生活在陆地上，主要用___呼吸，水中受精，卵生，体温______ ，如青蛙、大鲵等；爬行类(真正的陆生脊椎动物)的特点：体表覆盖角质鳞片或甲，用呼吸，体内受精，主要为卵生，体温______ ，如蛇、扬子鳄等；鸟类的特点：身体表面有羽毛，用肺呼吸，体内受精，卵生，体温____，如鸡、大雁等；哺乳类(动物界中最高等、最完善的动物)的特点：体表被毛，用肺呼吸，体内受精，________ ，________ ，如狗、猫等。 (2)无脊椎动物：无脊椎动物可分为________(单细胞动物)，如草履虫；________ ，如水螅；扁 形动物，如血吸虫；，如蛔虫；环节动物(身体有许多体节)，如蚯蚓；(身体柔软、有贝壳)，如河蚌；________(身体分节，足和触角分节，体表有外骨骼)，如蝴蝶；棘皮动物，如海星。昆虫属于节肢动物，有_______种，是动物界中最大的家族。益虫：蚕蛾、螳螂等；害虫：蝗虫、苍蝇等。 考点三植物 6．营养方式：绝大部分植物通过光合作用制造养料，自己养活自己(自养型)。 7．分类：________和________ ____。 (1)种子植物主要用____繁殖，包括裸子植物(种子外无果皮包被)，如松树、铁树；被子植物(种子 外有果皮包被)如豌豆、西瓜，是植物界中分布最广、最高等的一类植物。 (2)无种子植物包括_____ ____ 、________和________ 。蕨类植物由根、茎、叶组成，生活在 比较潮湿的环境中，用繁殖；苔藓植物由茎、叶组成，无根，生活在阴湿的环境中，用孢子繁殖；藻类植物无根、茎、叶、花、果实、种子，大多生活在水中，有单细胞藻类(如衣藻)和多细胞藻类(如水绵)，靠_________或_____繁殖。 考点四真菌 8．营养方式：________ _____ (异养型)。 9．分类：，如酵母菌；，如霉菌、食用菌。 10．繁殖方式：__________ __________ 。 考点五生物分类 11．根据__________ ________分为原核生物，如细菌；真核生物，包括植物、动物、真菌。细菌和真菌合称______ 。 考点六生物多样性 12．现存的生物约有______种。设立自然保护区是保护生物多样性的有效措施。 绪论 生物工程工厂设计概论：是一门以生物工艺学、生物制药学、ＧＭＰ和工程学及相关科学理论和工程技术为基础，综合性、实践性很强的应用性工程学科，是在学生基本学完大学全部课程，扎实掌握基本理论、工程技能及专业理论、专业知识的基础上开设的。其目的是培养学生具备生物工程工厂设计的工程能力和工程素质，结束毕业实习和毕业设计，完成工程师的综合性基本训练。 工厂设计基本的任务：是要作出体现国家有关方针政策，切合实际，安全适用，技术先进，经济效益和环境效益好的设计，为我国社会注意现代化建设服务。 工厂设计工作的内容包括参加建设项目的决策，编制各个阶段设计文件，配合施工和参加验收，进行总结的全过程。 第一章：基本建设程序 一个新建项目从计划建设到建成投产，按照建设项目发展的内在联系和发展过程，建设程序一般要经历：建设前期、建设期和交付使用期三个阶段。 建设前期的工程程序：１、项目建议书２、可行性报告３、设计任务书４、初步设计５、总概算 项目申请报告的主要内容：１、项目申请单位情况２、拟建项目情况３、建设用地及相关规划４、资源利用和能源耗用分析５、生态环境分析６、经济和社会效益分析７、建设与实施８、结论与建设９、有关附件 可行性研究报告内容：１、总类２、根据经济预测、市场预测确定项目建设规模和产品方案３、资源、原材料、动力、运输、供水等配套条件及公用设施落实情况４、建厂条件、厂址选择方案及总图布置方案５、工艺技术、主要设备选型、建设标准和相应的技术经济指标６、主要单项工程、公用辅助设备、总体布置方案和土建工程量估算７、环境保护、安全生产、劳动卫生、消防、ＧＭＰ等要求和采取的相应措施方案８、企业组织、劳动定员和人员培训设想９、建设工期和实施进度１０、投资估算和资金筹措１１、经济效益和社会效益评价１２、总论 设计任务书：是一个指令性的文件，是确定基本建设项目，编制设计文件的主要依据。 第二章：厂址选择与工厂总平面设计 厂址选择的总原则： 第一：厂址选择必须符合工业布局、符合所在地区、城市规划的要求，按照国家有关法律、法规及建设前期工作的规定进行。 第二：充分利用各地区的有利条件，避开或克服不利条件；充分利用当地人力、物力、财力和自然资源，环境保护；节约用地，不占用良田及经济效益高的土地，并符合国家现行土地管理、环境保护、水土保持等法规有关规定。 第三：使企业接近原料、能源产地和产品消费区，消除不合理运输；总体经济效益好，有利于加快国民经济发展和人民生活的提高。 具体厂址所在地点的选择，则要从场地的自然条件、技术经济条件及所在行业的特点三方面考虑，依次满足相应的条件 《水产养殖专业》淡水养殖方向人才培养方案 一、学制与招生对象 学制：全日制三年专科 招生对象：普通高中、职业高中、中等职业学校毕业生 二、培养目标 本专业培养适应社会主义市场经济需要，德、智、体、美全面发展，具有良好的思想品德和职业道德，掌握水产饲料的营养与饲料加工知识；了解鱼类的品种，掌握鱼类的生理特点及生物学特性；掌握鱼病的预防、诊断与治疗知识；掌握各种鱼类的养殖技术；掌握水生微生物的检测技术；掌握渔业经济管理知识等知识与技能，具备特种水产养殖、鱼类的繁殖操作、鱼类饲料的配制、加工能力；具备鱼病的预防、诊断、治疗能力；具备鱼网的编织与修补能力；鱼的捕捞操作能力；渔业生产经营、管理能力等。获得执业兽医师（水生生物学）、水产养殖工等中级职业技术等级标准，在畜牧水产局、畜牧水产所、水产科技站、水产种苗繁殖基地、饲料公司、鱼药公司、生物科技有限公司等相关企事业单位从事鱼苗繁殖、渔场管理、水质监测、饲料生产及销售、鱼药生产及销售、水产品研发与销售工作的高级技能应用型人才。 三、培养面向岗位或岗位群 职业岗位典型工作任务 1、水产种苗繁育、养殖场1、鱼苗繁育； 2、渔场的管理 2、饲料相关企业 1、饲料生产、研发； 2、饲料的销售； 3、饲料的品控和质检 3、水产养殖相关的事业单位1、畜牧水产局；2、畜牧水产所；3、水产科技站 4、渔药相关企业1、鱼药的生产、研发；2、鱼药的销售 5、水生生物疾病诊断与防治单位1、水产疾病诊断、防治 6、水产品加工企业1、水产品的加工；2、相关保健品的研发 7、自创实体从事与水产养殖相关的生产和经营 四、培养要求 （一）知识要求 1、具有马列主义、毛泽东思想、邓小平理论及本行业法规、法律及规范的基本知识； 2、具有大学专科层次的文化基础知识，有比较合理的复合知识结构； 人教版初中生物中考总复习资料+复习精选有答案 人教版初中生物中考总复习资料 考点一：生物科学探究的主要方法和一般过程；对照实验的设计 识记要点：1科学探究的方法有观察、调查、实验、资料分析等 2科学探究过程包括提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、得出结论、表达交流。 3科学探究中，控制变量和设置对照十分重要。在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同外，其它条件都相同的实验叫对照实验。常见变量还有光照、温度、湿度等 件”实验时：在甲、乙、丙、丁四个烧杯中 分别放等量的棉花，再将相同数量玉米种子 放在上面，在不同条件下进行培养数日后记 录下发芽情况，如右表所示，请回答： （1）通过本实验可看出影响种子萌发的环 境条件是适宜的温度、一定的水分和 充足的空气。 （2）乙装置在该实验中起对照作用；该实验中有3组对照实验，要想证明“温度是影响种子萌发的环境条件”，可选用乙和丙为对照实验。 （3）若想探究“光照对玉米种子萌发的影响”，你认为该如何设计对照实验? 取1号和2号烧 杯分别放等量的潮湿棉花，再将相同数量的玉米种子放在棉花上面，将它们置于25℃ 的橱柜中，1号烧杯见光，2号烧杯用黑布罩住，数日后观察它们的发芽情况。 例2右图表示把银边天竺葵(叶片边缘部分D处细胞中无叶绿体)，放 在黑暗处一昼夜后，用黑纸片将C处两面遮盖，将A处叶脉切断，移人 光下几小时，再经酒精隔水加热后，加碘液出现变化。请回答： （1）加碘液后发现B处变蓝，A、C、D三处均不变蓝，这里有哪几 组对照实验？AB、BC、BD ，分别说明光合作用需要水、光、叶绿体。 （2）若实验其它步骤不变，只是该植物另一叶片用透明塑料袋密封，且塑料袋里有一敞口烧杯装 有NaOH溶液，最后用透明塑料袋密封的叶片全不变蓝，这说明光合作用需要二氧化碳。 考点二：显微镜的结构和使用；临时装片的制作；观察动植物细胞 识记要点：1显微镜使用步骤为取镜和安放、对光、观察。对光要转动转换器（让低倍物镜对准通光孔），转动遮光器（选一个较大光圈对准通光孔），转动反光镜（直到眼中看到白亮视野），光线暗应用大光圈、凹面镜；光线亮应用小光圈、平面镜。观察时镜筒下降时眼应看物镜，目的是防止压破玻片；转动粗准焦螺旋看清物像后，再转动细准焦螺旋，让图象更清晰。 2 显微镜放大倍数＝物镜倍数×目镜倍数，放大倍数越大，看到的视野越小越暗，看到的细胞越少越大， 用显微镜观察到的物像为倒像。注意玻片的移动方向和视野中物象的移动方向相反。 生物工程工厂设计概论： 是一门以生物工艺学、生物制药学、GMP和工程学及相关科学理论和工程技术为基础，综合性、实践性很强的应用性工程学科。包括生物工程工厂建设项目的建设程序、内容、步骤、方法和原理。 是一门综合性、实践性很强的专业课。 生物工程工厂设计： 运用先进的生产工艺技术，通过工艺主导专业与工程地质勘察和工程测量、土木建筑、供电、给水排水、供热、采暖通风、自控仪表、三废处理、工程概预算以及技术经济等配套专业的协作配合，用图样并辅以文字作出一个完整的工厂建设蓝图，按照国家规定的基本建设程序，有计划按步骤地进行工厂建设，把科学技术转化为生产力的一门综合性工作。 课程的目的和任务: 目的：培养学生具有生物工程工厂设计的工程能力和工程素质，结合毕业实习和毕业设计，完成工程师的综合性基本训练。 任务：使学生了解工厂设计的工作程序、内容、步骤；掌握生物工程工厂设计的理论、方法和有关设计规范，走上工作岗位后，能胜任工艺设计工作。 生物工程工厂设计的重要性: （1）设计工作是把科学技术转化为生产力的一门综合性工作 （2）设计工作是扩大再生产、更新改造原有企业，增加产品品种，提高产品质量，节约能源和原材料，促进国民经济和社会发展的重要技术经济活动的组成部分。 （3）工厂设计在工程项目建设的整个过程中是核心内容。 工厂设计的任务和内容： （1）基本任务：作出体现国家有关方针政策，切合实际，安全适用，技术先进，经济效益好的设计，为建设服务； （2）工厂设计的内容： 设计工作：总体设计和局部设计 总体设计：凡是设计范围涉及到整个工业企业的全部内容的设计，称为~~。 局部设计：凡是设计的范围不涉及整个工业企业的全部内容，而只是其中的某些部分，或某个部分、某个设备的设计，称为~~。 工厂设计工作的内容：参加建设项目的决策； 编制各个阶段设计文件； 配合施工和参加验收； 进行总结的全过程。 （3）工厂设计要求：经济上合理、技术上先进； 在三废治理和环境保护方面必须符合国家有关规定； 考虑到产品生产的季节差异性（啤酒）； 尽可能减轻工厂的劳动强度，使工人有一个良好的劳动工作条件。 工艺设计工作原则：（1）设计工作围绕现代化建设这个中心：做好投资省，技术新，质量好，收效快，回收期短，使设计工作符合社会主义经济建设总原则； 设计的安全性和可靠性 水产微生物学复习文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688] 水产微生物学复习辅导资料第一章绪论 一.名词解释 1.微生物：指个体微小，结构简单，肉眼看不见，必须借助光镜或电镜才能看到的微小生物。 2.微生物学：研究微生物形态结构、生理代谢、遗传变异、生态分布、分类进化和生命活动基本规律以及微生物与人类、动植物和自然界的相互关系，并将其应用于农牧渔业、工业、环境保护、医药卫生、生物工程等领域的科学。 3.水产微生物学：是微生物学应用于水产养殖业后而形成的微生物学的一个分支学科。它是在研微生物学的—般理论和技术的基础上，研究微生物与水产环境、水生动物疾病、水产品的关系，旨在改善养殖环境、防治水产动物疾病和防止水产品腐败变质。 二、杂题 1.原核细胞型微生物有：细菌、放线菌、霉形菌、立克次体、衣原体、螺旋体、蓝细菌。 2.真核细胞型微生物有：真菌（酵母菌、霉菌）、原生动物等。 3.按结构差异，微生物的类型分为三类：非细胞型微生物、原核细胞型微生物、真核细胞型微生物。非细胞型微生物主要是病毒。 4.病原微生物的致病性检测技术有：检样处理、细胞与动物接种、MLD和LD50测定、致病因子分析等。 5.用于微生物的免疫学技术主要是：抗原和抗体的制备、凝集、沉淀和抗体标记技术等。 6.研究病毒大小和形态的方法有：电子显微镜法、超滤膜过滤法、超速离心法和电离辐射与X线衍射法。 三、问（简）答题 1.微生物有那些特性 答： ①个体微小，结构简单。 ②种类繁多，分类广泛。 ○3群居混杂，相生相克。 ④生长繁殖快，适应能力强。 ⑤生物遗传性状典型，实验技术体系完善。 2.微生物有哪些作用 答：（1）有益方面：①推动自然界能量流动和物质循环。②净化环境，维持生态平衡。③维护人和动物健康。④制造加工食品和生物工程。⑤用于生物科学研究和生物工程。 （2）有害方面：某些微生物能引起人和动植物疾病，毁坏工农业产品，农副产品和生活用品 第二章细菌 一、名词解释 1.细菌：是指个体微小、形态与结构简单、具有细胞壁、原始核质，无 核仁和核膜，除核糖体外无其他细胞器的原核生物。 生物工程工厂设计概论复习思考题 1、项目建议书和可研报告一般应分别包括哪些内容？ 项目建议书的内容：1、项目名称2、项目建设的必要性和依据3、产品方案、市场预测、拟建规模和建设地点的初步设想；4、资源情况、建设条件、协作关系和技术、设备可能的引 进国别、厂商的初步分析；5、环境保护；6、投资估算和资金筹措设想，包括偿还贷款能力的大体预算；7、项目实施规划设想；8、工厂组织和劳动定员估算；9、经济效果和社会效 益的初步估算。 可行性研究报告的内容：1、总论2、市场需求预测和建设规模3、原材料、燃料及资源情况 4、建厂条件和厂址方案 5、设计方案 6、环境保护调查环境情况，预测项目对环境的影响， 提出环境保护和三废治理的初步方案7、企业组织、劳动定员和人员培训8、投资估算和资 金筹措 2、初步设计可以分为哪三种情况？初步设计阶段包括哪些内容？ 按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计条件的成熟度及设计水平的高低分为三阶段设计、两阶段设计、一阶段设计三种情况。 主要内容有：1、设计文件（1）、设计依据及设计范围（2）、设计的指导思想、建设规模和产品方案（3）、生产方法及工艺流程的比较、选择和阐述（4）、主要生产技术经济指标和生 产定额（5）、主要设备的选型及计算（6）、车间布置的说明（7）、存在的问题及解决问题的建议2、设计图纸（1）、生产流程图（2）、车间设备布置图（3）全厂总平面布置图（4）、主要生产设备和电动机一览表（5）、主要材料估算表等。 3、厂址选择的重要性。厂址选择应当考虑哪些因素？ 厂址选择正确与否，不仅关系到建厂过程中能否以最省的投资费用，按质按量按期完成工厂 设计中所提出的各项指标，而且对投产后的长期生产、技术管理和发展远景，都有着很大的影响，并同国家地区的工业布局和城市规划有着密切的关系。因此，厂址选择是百年大计问题，至关重要。 厂址选择的概念包括地点选择和场地选择两个层次。地点选择是对所建厂在某地区内的方位 （即地理坐标）及其所处的自然环境状况，进行勘测调查，对比分析。场地选择是对所建厂 在某地点处的面积大小、场地外形及其潜在的技术经济性，进行周密的调查、预测、对比分析，作为确定厂址的依据。 （1）、厂址位置要符合城市规划和微生物发酵工厂对环境的特殊要求（2）、厂址要接近原料、燃料基地和产品销售市场，还要接近水源和电源（3）、具有良好的交通运输条件（4）、场地有效利用系数高，并有远景规划的总体布局（5）、有一定的基建施工条件和投产后的协作条 件（6）、厂址选择要有利于竺废”处理，保证环境卫生。 4、厂址选择工作一般分为准备工作、现场勘查与编写报告三个阶段，请简单介绍这三个阶段分别应当做些什么工作？ 准备工作阶段：1、组织准备：由主管建厂的国家部门组织建设、设计、勘测等单位有关人员组成选厂工作组。2、技术准备：选厂工作人员在深入了解设计任务书内容和上级机关对建设的指示精神的基础上，拟订选厂工作计划，编制选厂各项指标及收集厂址资料提纲，包括厂区自然条件、技术经济条件的资料提纲。 现场勘查工作阶段：1、选厂工作组向厂址地区有关领导机关说明选厂工作计划。要求给予 支持与协助，听取地区领导介绍厂址地区的政治、经济概况及可能作为几个厂点的具体情况。 2、进行踏测与勘探，摸清厂址厂区的地形、地势、地质、水文、场地外形与面积等自然条件，绘制草测图等。同时摸清厂址环境情况、动力资源、交通运输、给排水、可供利用的公用、生活设施等技术经济条件，以使厂址条件具体落实。 人教版初中生物中考复习提纲（配图） 第一单元：生物和生物圈 1、科学探究一般包括的环节： 提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达交流 2、生物的特征 1)生物的生活需要营养：绝大多数植物通过光合作用制造有机物（自养）；动物则从外界获取现成的营养（异养）。 2）生物能进行呼吸。 3）生物能排出身体内的废物。 动物排出废物的方式：出汗、呼出气体、排尿。 植物排出废物的方式：落叶。 4）生物能对外界刺激做出反应——应激性。例：斑马发现敌害后迅速奔逃。含羞草对刺激的反应。 5）生物能生长和繁殖。 6）除病毒以外，生物都是由细胞构成的。 3、生物圈的范围：大气圈的底部、水圈的大部和岩石圈的表面。 4、生物圈为生物的生存提供的基本条件：营养物质、阳光、空气和水、适宜的温度和一定的生存空间。 5、影响生物的生存的环境因素： 非生物因素：光、温度、水分等；生物因素：影响某种生物生活的其他生物。 例：七星瓢虫捕食蚜虫，是捕食关系。稻田里杂草和水稻争夺阳光，属竞争关系。蚂蚁、蜜蜂家庭成员之间分工合作。 6、生物对环境的适应和影响： 1）生物对环境的适应举例：荒漠中的骆驼，尿液非常少；骆驼刺地下根比地上部分长很多；寒冷海域中的海豹，胸部皮下脂肪厚；旗形树等。 2）生物对环境的影响：蚯蚓在土壤中活动，可以使土壤疏松，其粪便增加土壤的肥力；沙地植物防风固沙等都属于生物影响环境。 7、生态系统的概念和组成 概念：在一定地域内生物与环境所形成的统一整体叫做生态系统。 组成：包括生物部分和非生物部分。生物部分包括生产者、消费者和分解者。非生物部分包括阳光、水、空气、温度等 8、食物链和食物网： 《林业生物技术》复习重点 一、概念与名词 1、植物离体快速繁殖 ——又称微快繁，简称微繁， 应用植物细胞的“全能性”理论，在无菌条件下，把离体的植物器官（如根、茎、叶、花、果实、种子等）、组织（如花药、胚珠、形成层、皮层、胚乳等），放在人工控制的环境中，使其分化、繁殖，在短时间内产生大量遗传性一致的完整新植株的技术。是利用植物组织培养技术进行的一种营养繁殖方法，是常规营养繁殖方法的一种扩展与延伸。 2、试管外生根技术 ——试管外生根技术是指将组织培养茎芽的生根诱导与驯化培养结合在一起，直接将茎芽扦插到试管外有菌环境中，边诱导生根边驯化培养。该方法舍弃了组织培养苗在试管内生根这一环节，不仅避开了瓶内生根难的问题，同时也大大缩短了育苗周期和节省了育苗成本。 3、林业生物技术 ——应用自然科学及工程学原理，依靠森林植物、动物、微生物作为反应器将物料加工转化，规模化生产和提供人们所需的生态环境、生物质产品和公益性服务的科学技术。（P8） 4、细胞全能性 ——是指植物细胞具有发育成一个完整植株的全部遗传信息，在适当条件下能够形成完整植株。（P26）5、组织培养 ——组织培养是指将植物的形成层组织、分生组织、表皮组织、薄壁组织和各种器官组织以及愈伤组织进行离体培养的技术。 6、胚珠培养 ——胚珠培养是将授粉的子房在无菌条件下解剖后，取胚珠置于培养基中培养的过程。有时也把胚珠连同胎座一起取下来培养。 7、离体叶的培养 ——在自然界，很多植物的叶具有强大的再生能力，能从叶片产生不定芽的植物，离体叶培养指包括叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、子叶在内的叶组织的无菌培养。它大多经脱分化形成愈伤组织，再由愈伤组织分化出茎和根。其中叶片培养是一个典型的代表。 8、植物细胞工程 ——植物细胞工程是植物生物技术的一个重要组成部分，是在离体培养条件下，在细胞水平上对植物材料进行遗传操作的技术，即对植物体的任何一个部分（器官、组织、细胞、原生质体）进行离体诱导使其称为完整植株的技术。 9、外植体 ——外植体指植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料，可以是器官、组织、细胞和原生质体等。 10、细胞悬浮培养 ——细胞悬浮培养是将游离的植物细胞按一定的细胞密度，悬浮在液体培养基中进行培养增殖的技术。 11、花粉培养 ——花粉培养也叫小孢子培养，是从花药中分离出花粉粒，使之成为分散的或游离的状态，通过培养使花粉粒脱分化，进而发育成完整植株的过程。 12、原生质体 ——原生质体是指植物细胞中除去细胞壁具有细胞全能性的裸露部分。 13、转基因林木 ——转基因林木是指利用基因工程技术改变基因组构成，用于林业生产或者林产品加工的森林植物。 微生物习题九 一．填空题： 1、决定传染结局的三大因素：、和。 2、病原体的、和是决定传染结局中的最主要因素。 3．免疫功能包括、、和三个方面。 4、传染的三种可能结局：、和。 5、人体的非特异性免疫主要由、、 以及等4方面组成。 6、免疫应答的3个突出特点：、和。 7、免疫应答的三阶段：、和。 8、免疫应答的类型有和。 9．构成细菌性病原体的毒力可分为和两方面。 二．选择题： 1．下列不属于病原体侵袭力的因素是。 A 具有菌毛 B 分泌毒素 C 产生透明质酸酶 D 具有荚膜 2．下列结构为外周免疫器官的是。 A 骨髓 B 脾脏 C 胸腺 D 法氏囊 3．机体的免疫防御在正常情况下可保护机体，起到抗传染免疫的作用，但在反应过高、过强 的情况下，则可引起：。 A．免疫缺陷病 B，变态反应（过敏反应） C，自身免疫病 4. 机体具有防御病原体的侵害和中和其毒素的能力，这种免疫功能称为：。 A．免疫防御 B、免疫稳定 C、免疫监视 5．机体能不断地清除在新陈代谢中自然衰老或损伤的细胞，以维持体内环境的平衡与稳定。 这种免疫功能称为：。 A．免疫防御 B、免疫稳定 C、免疫监视 6．下列机体的防御活动属于特异性免疫的是。 A 唾液中含溶菌酶 B 通过哺乳获得乙肝抗体 C 白细胞的吞噬作用 D 细菌感染后的炎症反应 7．细菌外毒素经甲醛脱毒处理，可使之失去毒性但仍保留其抗原性，即成为：。 A．外毒素 B、内毒素 C、类毒素 D、抗毒素 8．将类毒素注射机体后，可使机体产生对相应外毒素具有免疫性的抗体，即。 A．外毒素 B、内毒素 C、类毒素 D、抗毒素 9．通过胎盘、乳汁传递而获得的免疫力叫做：。 A．自然自动免疫 B 自然被动免疫 C．人工自动免疫 D 人工被动免疫 10．受病原微生物抗原刺激，发生传染病后而获得的免疫是：。 A．自然自动免疫 B 自然被动免疫 C．人工自动免疫 D 人工被动免疫 11．注射疫苗等预防针而获得的免疫力称为：。 A．自然自动免疫 B 自然被动免疫 C．人工自动免疫 D 人工被动免疫 12，注射抗毒素等抗体而获得的免疫力称为：。 A．自然自动免疫 B 自然被动免疫 C．人工自动免疫 D 人工被动免疫 13．用于治疗由外毒素引起变病的动物免疫血清，注射人体后，有可能引起过敏反应，这是 第一章生命系统的层次结构 第一节观察多种多样的生物 一、显微镜 1.结构：目镜、物镜、反光镜、光圈、粗准焦螺旋，细准焦螺旋、物镜转换器等. 2.物镜和目镜的区别：物镜有螺纹，物镜的放大倍数越高，镜头越长 目镜没有螺纹，目镜的放大倍数越高，镜头越短。 3.粗准焦螺旋和细准焦螺旋：粗准焦螺旋向后转，镜筒上升，且变化明显 向前转，镜筒下降，且变化明显 细准焦螺旋变化的幅度很小，其他与粗准焦螺旋一致。 4.显微镜的放大率（总的放大倍数）= 物镜的放大倍数*目镜的放大倍数 5.如何改变视野的明暗： （1）调节光圈的大小：光圈大，视野亮；光圈小，视野暗； （2）调节反光镜：凹面镜，视野亮；平面镜，视野暗； （3）转换物镜：低倍镜，视野亮，看见的细胞数目多； 高倍镜，视野暗，看见的细胞数目少。 6. 显微镜中看见的像是原像的倒像，装片的移动方向和物象的移动方向相反。 7.显微镜使用的步骤：安放—对光—装片—调焦—观察—记录—收镜—整理 （在对光时，强光用平面镜，光线较暗用凹面镜；调焦先粗再细） 二、生物的多样性 ⒈生物的分类 （1）分类的单位从大到小依次为界、门、纲、目、科、属、种，种是分类的基本单位。（2）分类等级越高，所含生物种类越多，它们之间的共同点就越少。 ⒉生物的主要类群： （1）细菌真菌和病毒 ①细菌：细胞由细胞膜、细胞质和含有遗传物质的核区组成，膜外有细胞壁，有的还有荚膜和鞭毛，没有成形的细胞核，是原核细胞，属原核生物。 ②真菌：酵母菌是单细胞的，其结构包括细胞膜、细胞质、细胞核，膜外有细胞壁，质内有液泡。多细胞真菌的基本结构是分枝或不分枝的菌丝，菌丝分地上部分—子实体，地下部分—营养菌丝。没有叶绿体，必须靠吸收现成的有机物获得营养。 ③病毒：仅由蛋白质外壳和核酸组成的不具细胞结构的微小生物。种类多样，形态各异，专营细胞内寄生生活。 第一章生物技术总论 1.生物技术：是指人们以现代生命科学为基础、结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人们生产出所需产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。 2.传统生物技术：主要是通过微生物的初级发酵来生产产品，包括制造酱、醋、面包、奶酪、酸奶及其他食品的传统工艺。 3.现代生物技术：指在20世纪中叶后随着一些生物学领域的重要发现，以及随后产生的新手段和新技术，从而形成以现代生物科学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。 4.现代生物技术的标志：是以1953年DNA双螺旋结构模型建立为基础。以70年代DNA重组技术的建立为标志 5.生物技术的重要性：1）生物技术是解决全球性经济问题的关键技术，可以解决人类所面临的诸如食品短缺问题、健康问题、环境问题、及资源问题；2）生物技术广泛应用于医药卫生、农林牧渔、化工和能源等领域，促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成；3）生物技术还与与伦理、道德、法律等社会问题都有着密切的关系，对国计民生产生重大的影响。 6.生物技术的特征：高效益，高智力，高投入，高竞争，高风险，高势能。 7.生物技术的种类：时间上分：传统生物技术，现代生物技术；操作对象和操作对象的不同：基因工程，细胞工程，酶工程，发酵工程，蛋白质工程，生化工程等 8.现代生物技术对经济社会发展的影响：1）改善农业生产、解决食品短缺，包括提高农作物的产量及品质，培育抗逆的作物优良品系，培养动物的优良品系。2）提高生命质量，延长人类寿命。3）解决能源危机、治理环境污染。4）制造工业原料、生产贵重金属。 第二章基因工程 9.基因工程：按照人为的愿望，进行严密的设计，通过体外DNA重组和转移等技术，有目的地改造生物种性，使现有物种在较短的时间内趋于完善，从而创造出新的生物类型，这就是基因工程。 10.基因工程克隆载体：外源基因必须先同某种传递者结合后才能进入细菌和动植物受体细胞，把这种能承载外源DNA片断（基因）带入受体细胞的传递者称之为基因克隆载体。11.目的基因：基因工程的目的是通过优良性状基因的重组，获得有价值的新物质，为此须从现有生物群体中，分离出可用于克隆的相关基因，这样的基因通常称之为目的基因，目的基因主要是结构基因。 12.结构基因：是决定合成某一种蛋白质分子结构相应的一段DNA。结构基因的功能是把携带的遗传信息转录给mRNA（信使核糖核酸）,再以mRNA为模板合成具有特定氨基酸序列的蛋白质。 13.转化：携带基因的外源DNA分子通过与膜结合进入受体细胞，并在其中稳定维持和表达的过程； 14.转导：通过噬菌体颗粒感染，把DNA导入受体细胞的过程。 15.感受态细胞： 16.受体细胞：从技术上讲是能摄取外源基因并能使其稳定维持的细胞；从目的上讲是有应用和研究价值的细胞； 17.植物转基因技术：是将功能基因导入植物的基因组中，从而引起植物体性状的可遗传改变的技术。 13.基因工程的主要操作内容：1）目的基因的获取：从生物基因组中，分离出带有目的基因的DNA片断。2）重组体的制备：将目的基因的DNA片断插入到载体分子上。3）重组体的转化：将重组体转入到受体细胞中。4）克隆鉴定：挑选转化成功的细胞克隆。5）目的基因表达：使导入寄主细胞的目的基因表达出需要的基因产物。 14.基因工程的特征：跨物种性，无性扩增。 跨物种性: 外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖。无性扩增: 外源DNA在寄主细胞内可大量扩增和高水平表达 15.基因工程诞生的理论基础：DNA是遗传物质，DNA双螺旋结构，中心法则和遗传密码。 1、DNA是遗传物质：核酸的组成和分类？（DNA和RNA ） 2、DNA双螺旋结构：1953年James D. Watson和Francis H. C. Crick 揭示了DNA分 2018浙江中考科学生物考纲知识点 主题1 生命系统的构成层次 (一）观察多种多样的生物 ▲观察生物 ①结合常见生物的形态与生活习性，识别常见的生物与非生物 生物的特征：A 、能新陈代谢（最基本的特征）B 、能生长和繁殖 C 、能遗传和变异 D 、能对外界刺激作出反应 E 、能适应并影响环境 F 、能呼吸 G 、都由细胞构成（病毒除外） ②使用放大镜、显微镜观察生物 一、放大镜使用方法：（1）物体固定，移动放大镜 （2）放大镜固定，移动物体 二、显微镜 1.结构：目镜、物镜、反光镜、遮光器（光圈）、粗准焦螺旋，细准焦螺旋、物镜转换器等。 2.物镜和目镜的区别：物镜有螺纹，物镜的放大倍数越高，镜头越长 目镜没有螺纹，目镜的放大倍数越高，镜头越短。 3.粗准焦螺旋和细准焦螺旋：粗准焦螺旋变化明显，细准焦螺旋变化很小 4.显微镜的放大率（总的放大倍数）= 物镜的放大倍数*目镜的放大倍数 5.如何改变视野的明暗： （1）调节光圈的大小：光圈大，视野亮；光圈小，视野暗； （2）调节反光镜：凹面镜，视野亮；平面镜，视野暗； （3）转换物镜：低倍镜，视野亮，看见的细胞数目多； 高倍镜，视野暗，看见的细胞数目少。 6. 显微镜中看见的像是原像的倒像，装片的移动方向和物象的移动方向相反。 7.显微镜使用的步骤：安放—对光—装片—调距—观察 （在对光时，明亮的视野说明已对好，光线较暗用凹面镜或大光圈；调焦先粗再细） 对光：①低倍物镜正对通光孔。 ②调节反光镜直至出现明亮圆形视野。 调距：先下降镜筒--粗调（上升镜筒）--移片--转镜----细调 ③说出细菌、真菌、藻类、苔藓、蕨类的主要特点 ①细菌（原核生物）：有细胞壁、细胞膜、细胞质，无细胞核。分类：球菌、杆菌、螺旋菌。 ②真菌（真核生物）：单细胞：酵母菌有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核，出芽生殖 多细胞：霉菌、食用菌（香菇，灵芝，金针菇），孢子生殖 ③五类植物类群比较： 植物类别 根 茎 叶 花 果实 种子（孢子） 代表植物 被子植物 有 有 有 有 有 种子 青菜 桃树 苹果树 水稻 裸子植物 有 有 有 无 无 种子 银杏、松、柏、衫 蕨 类 有 有 有 无 无 孢子 蕨 桫椤 芒萁 苔藓类 无 有 有 无 无 孢子 葫芦藓 地钱 藻 类 无 无 无 无 无 分裂或孢子 海带 紫菜 水绵 衣藻 ④列举有代表性的无脊椎动物和脊椎动物的主要特点 1、脊椎动物的主要特征及代表动物 动物名称 生活习性 呼 吸 体表 体温 生殖、受精 代表动物 鱼 类 终生水生 鳃 磷片 不恒定 卵生、体外受精 鲫鱼 两栖类 幼体水生 成体两栖 幼体鳃 成体肺兼皮肤 皮肤 裸露 不恒定 卵生、体外受精 青蛙 蟾蜍 大鲵 蝾螈 爬行类 陆生 肺 鳞片或甲 不恒定 卵生、体内受精 蛇 龟 鳄鱼 变色龙 鸟 类 陆上飞翔 肺 被羽毛 恒定 卵生、体内受精 鸽子 孔雀 哺乳类 水、陆 肺 被毛 恒定 胎生、体内受精 兔 鲸 蝙蝠 老鼠 （调光） 生物工程设备期末题 1．根据工艺操作，发酵生产设备类型分为 发酵设备和 发酵设备。 2．小型发酵罐罐顶和罐身采用 连接，材料一般为不锈钢。 3．罐体各部分的尺寸有一定的比例，罐的高度与直径之比一般为 左右。 4．挡板的作用是防止液面中央形成 流动，增强其湍动和溶氧传质。 5．消泡器的作用是 。 6．大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用 使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。 7．为了防止发酵液泄漏和杂菌污染，搅拌器轴与罐顶或罐底连接处需要密封，即 。 8．一个发酵罐的圆柱部分体积为80 L ，上下封头的体积分别为10 L ，如果装料系数为80%，则罐的总容积为 L ，罐的有效容积为 L ，公称容积为 L 。 9．CIP 清洗系统整个清洗程序分7个步骤：预冲洗、 、中间清洗、清水喷冲、碱喷冲、清水冲洗、 。 10．细胞培养的操作方式有 、流加式操作、半连续式操作、 连续操作和 。 11．笼式通气搅拌反应器由两大部分组成： 和 。搅拌笼体由 和其顶端的 以及套在笼体外面的 组成。 二、名词解释 1. 连续发酵。2．在线检测。3．净化工作台。4．公称容积。5．流加式操作 三、简答题 1. 机械搅拌发酵罐的基本要求是什么？2．机械搅拌通风发酵罐中搅拌器的作用是什么？3．圆柱锥底啤酒发酵罐上为什么要安装真空安全阀？4．朝日罐生产啤酒的优缺点是什么？ 1. 试论述传感器应满足哪些条件？2．以四器组合为例说明啤酒生产中麦汁的制备设备包括哪几种，每种设备的用途是什么？ 六、计算题（10分×1 = 10 分） 一个年生产12万t 赖氨酸的发酵工厂，发酵产酸水平为18％，提取总收率为85％，年生产时间为300d ，发酵周期为60 h ，洗罐准备时间为12 h ，设发酵罐的装罐系数为80％，发酵罐的容积为450 m3。问：1、该工厂每日产量是多少(t/d)？2、每日所需要的发酵液量是多少？3、每日所需要的发酵罐容积为多大？4、生产12万t 赖氨酸需要发酵罐的总数是多少？(每步计算请标清楚单位,小数点后保留一位有效数字) 一、名词解释 1、 菌体的率 YX/S 对基质的细胞得率Yx/s 2、半连续式操作 又称反复分批式培养或换液培养，是指在分批式操作的基础上，不全部取出反应系剩余部分重新补新的营养成分，再按分批式操作的方式进行培养，这是反应器内培养液的总体积保持不变的操作方式。 3、Ka 4、发酵稀释比D:补料速度与反应器体积的比值（h-1），在稳定状态下，细胞的生长速率等于稀释速率 5、过滤效率被捕捉的粉尘量与原空气中粉尘量之比。 6、装料系数：发酵罐存在持气与起泡问题，必须在充入培养液后留有一定的空间。 式中 V —发酵罐的代表容积（m 3）；V 0—进入发酵罐的发酵液量（m 3）ψ —装液系数 7、实罐灭菌：将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后，维持一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵，又称分批灭菌。 8、升膜式蒸发器：真空蒸发设备，主要由加热室和汽液分离器组成，在真空状态下溶液在蒸发器的加热表面形成液膜，很快受热升温、汽化、浓缩。液膜与蒸发的二次气流方向相同称为升膜式蒸发器。 S x x ?-?=＝消耗基质的质量生成细胞的质量/s Y ?0V V =水产微生物学汇总
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