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光合作用与生物能源开发

光合作用与生物能源开发
光合作用与生物能源开发

《植物生理学研究进展》课程论文

题目光合作用与能源开发

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撰写日期:2012 年 6 月1 日

光合作用与生物能源开发

【摘要】:随着社会的发展,不可再生能源日益减少,世界各国把越来越多的目光聚集到可再生能源的开发利用上,因此植物的作用越来越大,而光合作用又是植物生长的"命脉",于是光合作用与能源开发息息相关。现代社会能源危机是人类即将面临的巨大挑战,尤其随着社会发展对能源需求量的不断提高,于是植物的开发利用势在必行。能源植物以其安全、环保、可再生和低成本成为能源开发的焦点和热点。

【关键词】光合作用,能源植物,利用,现状,前景

【正文】

一、能源重要性

能源是现代社会赖以生存和发展的基础,安全、可靠的能源供应以及高效、清洁的能源利用是实现经济的可持续发展的基本保证,同时也是国家战略安全保障的基础之一。当代人类文明的发展模式建立在以煤炭等化石燃料利用为核心的工业化基础上,然而人类目前开发利用的主要的化石能源,包括天然气、石油、和煤炭,面临即将枯竭的危险。同时,大量消费化石能源所排放的SO2气体和CO2气体已严重威胁到人类赖以生存的自然生态环境,造成全球气候变暖、酸雨等灾难性的后果。因此,开发新的能源来取代化石能源在能源结构中的主导地位,是避免2l世纪发生严重的灾难性的能源和环境危机的有效的手段。能源植物以其资源的丰富性、可再生性和一氧化碳的零排放等一系列优势必将成为一种重要的替代能源。

二.生物能源

植物干物质有90%~95%来自光合作用,农作物产量的形成主要靠叶片的光合作用。植物是新一代的“生物能源”。

生物能源,是指利用生物可再生原料及太阳能生产的能源,包括生物质能、生物液体燃料及利用生物质生产的能源,如燃料酒精、生物柴油、生物质气化及液化燃料、生物制氢等。生物能源不含硫,其碳循环是动态的,能源

植物通过光合作用固定二氧化碳和水,将太阳能以化学能形式储藏在植物中,是一种可再生的环保型新能源。因此,开发生物能源是解决能源危机和保护生态环境的有效途径。同时发展生物能源和种植油料作物可以绿化荒山、滩涂、盐碱地。

植物生长发育的基础生物质通过光合作用能够把太阳能富集起来,储存在有机物中,这些能量是人类发展所需能源的源泉和基础。基于这一独特的形成过程,生物质能既不同于常规的矿物的能源,又有别于其他新能源,兼有两者的特点和优势,是人类最主要的可再生能源之一。生物质具体的种类很多,植物类中最主要也是我们经常见到的有木材、农作物(包括秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等)、杂草、藻类等。非植物类中主要有动物的粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等。

由于地球上生物数量巨大,由这些生命物质排泄和代谢出许多有机质,这些物质所蕴藏的能量是相当惊人的。根据生物学家估算,地球上每年生长的生物能总量约1 400—1800 亿吨(干重),相当于目前世界总能耗的10 倍。例如我国的生物质能也极为丰富,现在每年农村中的秸秆量约6.5亿吨,到2010年已达7.26亿吨,相当于 5 亿吨标煤。柴薪和林业废弃物数量也很大,林业废弃物(不包括炭薪林),每年约达3 700m3,相当于2000 万吨标煤。

三、光合作用

提高光合作用,增强光合作用利用率是我们利用新能源的首要任务。植物的光合作用经常受到外界环境条件和内部因素的影响而发生变化。表示光合作用变化指标有光合效率和光合生产率。

(一)、外部因素

1、光照:光是光合作用的能量来源,是形成叶绿素的首要且必要条件。而且,光还调节着碳同化许多酶的活性的气孔的开度。所以,光是影响光合作用的首要因素。合适的光强度以及对光和作用有效地可见光可以提高光合作用。

2、二氧化碳:在一定条件下,植物的光合作用随着CO2浓度的增加而提高。

3、温度:光合作用的暗反应是由酶催化的化学反应,其反应速率受温度影响,因此,温度也是影响光合作用效率的重要因素。而且,在一定温度范围内,昼夜温差大,有利于光合产物积累。

4、水分:水是光合作用的原料之一,没有水,光合作用便无法进行。但是用于光合作用的水只占蒸腾失水的1%,因此,缺水是影响光合作用主要是间接原因。

5、矿质营养:矿质营养直接或者间接影响光合作用。N、 P、 S 、Mg是叶绿体的重要组成部分;Cu、Fe是电子传递体的重要部分;K、Ca对气孔开闭和同化物的运输具有调节作用。因此农业生产中合理施肥的增产作用,是靠调节植物的光合作用而间接实现的。

6、光合作用的日变化:外界的光强、温度、水分、co2浓度等,每天都在不停的变化,因此光合作用也呈现明显的日变化。同时在晴朗的气温高的中午,光合速率下降,呈现光合“午休”现象。光合“午休”现象造成的损失可以达到光合生产的30%以上,是作物产量形成的一大漏洞,在生产上,要采取适当措施,如及时灌溉,选用抗旱品种等,避免或减轻光合“午休”现象。

二、内部因素对光合作用的影响

1、叶龄:光合作用与叶龄密切相关。从叶片发生到衰老凋萎,其光合作用成单峰曲线变化。通常将叶片充分展开后光合速率维持较高水平的时期,成叶片功能期。过了叶功能期,随着叶片衰老,光合速率下降。

2、同化物输出速率与积累影响:植物体内源和库是相互协调的供应关系,库源的强弱、光合作用从叶片中输出的快慢影响光合作用的效率。光合产物积累影响光合速率。原因包括反馈抑制和淀粉粒的影响。

植物干物质有90%~95%来自光合作用,农作物产量的形成主要靠叶片的光合作用,因此,如何提高光合利用率,制造更多的光合产物,是农业生产的一个根本问题。

提高光合作物产量的途径,作物的产量主要是由光合产物转化而来。提高作物产量的根本途径是改善植物的光合性能。

1、提高光合能力:光合能力一般用光合速率来表示。光合速率本身光合特

性和外界光、温、水、肥、气等因素的影响,合理调控这些因素才能提高光合速率。

2、增加光合面积:光合面积是以叶片为主的绿色面积。通过合理密植、改

变株型等措施,可以增大光合面积。

3、延长光合时间:延长光合时间可以通过提高复种指数、延长生育期及人

工光照等措施来实现。同时防止叶片早衰,特别是作物功能叶的早衰,是延长光合时间,提高作物产量的重要措施之一。如通过基因工程培育抗早衰的小麦、水稻、玉米等高产品新品种。

4、减少有机物的消耗:正常的呼吸消耗是植物生命活动所必须的,生产上

应该注意提高呼吸效率,尽量减少浪费型呼吸。此外,防止病虫草害,也是江少有机物消耗的重要方面。

5、提高经济系数:经济系数又叫收获指数。国外许多研究证明,作物产量

的增加有赖于收获指数的提高。

四、能源利用与开发

目前用于规模化生产生物柴油的原料有大豆(美国)、油菜籽(欧共体、加拿大)、棕榈油(东南亚),巴西利用蔗糖发酵制取燃料乙醇,日本、爱尔兰等国用植物油下脚料及食用回收油作原料生产生物柴油。

人类走向以生物能源开发利用为标志的可再生能源时代,当前生物能源的主要形式有沼气, 生物制氢,生物柴油和燃料乙醇.沼气是微生物发酵秸秆,禽畜粪便等有机物产生的混合气体,主要成分是可燃的甲烷.生物氢可以通过微生物发酵得到,由于燃烧生成水,因此氢气是最洁净的能源.生物柴油是利用生物酶将植物油或其他油脂分解后得到的液体燃料,作为柴油的替代品更加环保.

植物能源来源于绿色植物对太阳能的光合作用,是一种可再生的、可持续开发的能源。通过绿色植物存储太阳能的方式也是最廉价、最有效的。实际上化石能源也是来源于植物能源,可看作是植物能源的次级能源,同样植物能源也是太阳能的次级能源,人类从最初利用化石能源到目前开始利用植物能源,发展到以后大规模利用太阳能,其利用能源的方式逐渐变得更为直接。能源植物作为未来的一种新能源,具有许多优点。(1)良好的生态性能。能源植物中的高能物质,一般不含有硫化物,因此不会形成酸雨污染大气,而且能源植物的种植是对自然生态环境的一种保护和良好生态的重建。(2)成本低,生产方便。能源植物分布广,若能因地制宜地发展树种,就能够实现就地取木成油,而不需要采矿和长途输送,在解决了大规模的培育和炼制技术后可以确信,植物能源的制备成本要低于矿石能源的开采。(3)具有可再生性。能源植物可以迅速生长,能通过

规模化种植,保证产量。(4)安全性高。植物能源具有安全可靠的使用性能,不会发生爆炸,泄漏后不会造成严重的生态影响。

根据所含主要成分的不同,能源植物可分为3大类。

一是富含碳水化合物的能源植物,如西谷椰子、木薯、甜高粱、甘蔗等,利用这类植物所得到的最终产品是乙醇。该类植物种类较多,分布广泛,主要是一类富含糖类、淀粉类和纤维类的植物。

二是富含油脂的能源植物,如黄连木、油茶、油桐、光皮树等,它们既是人类食物的重要组成部分,又是工业用途非常广泛的原料.这类植物统称为油脂植物。

三是富含类似石油成分的能源植物,如麻疯树、油楠、绿玉树等,石油的主要成分是烃类,如烷烃、环烷烃等,富含烃类的植物是植物能源的最佳来源,生产成本低,利用率高。通常这类植物的茎折断后伤口处有乳白色、黄褐色液体流出,可称石油植物。能源作物是指经专门种植,用以提供能源原料的草本和木本植物。作物能源主要指利用作物的淀粉质等加工成乙醇(燃料酒精)、生物柴油、生物氢等,直接作为动力来源。

根据巴西有关行业协会统计,2004年巴西回收铝易拉罐为90亿个,回收率达到96%,居世界第一.其他各类垃圾的回收率也居世界前列,创造了循环经济模式.回收的垃圾,根据分类,被用于不同的方面,其中大部分非金属类的垃圾均可以转化为能源.生物能源作为绿色能源,具有可再生的特点,而化石能源却是不可再生能源,这是生物能源的另外一大优势.根据估算,地球的石油枯竭期最多可延长到百年,.而生物能源主利用淀粉质生物如植物,薯类,作物秸秆等加工成其他燃料,从大范围来看具有大量的来源.据专家估计,全球每年产生的生物质能的储量为1800亿吨,是取之不尽,用之不竭的资源.因此,生物能源在将来大有可为,尤其是在石油供应紧张的时候,生物能源将会大显身手.

随着时代发展,生物能源以愈来愈重要。而且生物资源又有着其他资源不可超越的优势。开发利用生物能源是众势所趋,能源的开发和利用,重要的是提高植物产量,所以光合作用是首要因素。因此我们更应该把重心放在光合作用的提高上,以实现新能源的开发和利用。

【参考文献】:

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七、Taiz L ,Zeiger E.Plant Physiology。3d、rd ed.Sinauer Associates Inc ,2002

中国生物质能源开发利用现状及发展政策与未来趋势

一、中国生物质能源开发利用现状20世纪70年代,国际上第一次石油危机使发达国家和贫油国家重视石油替代,开始大规模发展生物质能源。生物质能源是以农林等有机废弃物以及利用边际土地种植的能源植物为主要原料进行能源生产的一种新兴能源。生物质能源按照生物质的特点及转化方式可分为固体生物质燃料、液体生物质燃料、气体生物质燃料。中国生物质能源的发展一直是在“改善农村能源”的观念和框架下运作,较早地起步于农村户用沼气,以后在秸秆气化上部署了试点。近两年,生物质能源在中国受到越来越多的关注,生物质能源利用取得了很大的成绩。沼气工程建设初见成效。截至2005年底,全国共建成3764座大中型沼气池,形成了每年约3.4l亿立方米沼气的生产能力,年处理有机废弃物和污水1.2亿吨,沼气利用量达到80亿立方米。到2006年底,建设农村户用沼气池的农户达2260万户,占总农户的9.2%,占适宜农户的15.3%,年产沼气87.0亿立方米,使7500多万农民受益,直接为农民增收约180亿元。生物质能源发电迈出了重要步伐,发电装机容量达到200万千瓦。液体生物质燃料生产取得明显进展,全国燃料乙醇生产能力达到:102万吨,已在河南等9个省的车用燃料中推广使用乙醇汽油。(一)固体生物质燃料固体生物质燃料分生物质直接燃烧或压缩成型燃料及生物质与煤混合燃烧为原料的燃料。生物质燃烧技术是传统的能源转化形式,截止到2004年底,中国农村地区已累计推广省柴节煤炉灶1.89亿户,普及率达到70%以上。省柴节煤炉灶比普通炉灶的热效率提高一倍以上,极大缓解了农村能源短缺的局面。生物质成型燃料是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统设备燃用,这种燃料可提高能源密度,但由于压缩技术环节的问题,成型燃料的压缩成本较高。目前,中国(清华大学、河南省能源研究所、北京美农达科技有限公司)和意大利(比萨大学)两国分别开发出生物质直接成型技术,降低了生物质成型燃料的成本,为生物质成型燃料的广泛应用奠定了基础。此外,中国生物质燃料发电也具有了一定的规模,主要集中在南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东和广西两省(区)共有小型发电机组300余台,总装机容量800兆瓦,云南也有一些甘蔗渣电厂。中国第一批农作物秸秆燃烧发电厂将在河北石家庄晋州市和山东菏泽市单县建设,装机容量分别为2×12兆瓦和25兆瓦,发电量分别为 1.2亿千瓦时和 1.56亿千瓦时,年消耗秸秆20万吨。(二)气体生物质燃料气体生物质燃料包括沼气、生物质气化制气等。中国沼气开发历史悠久,但大中型沼气工程发展较慢,还停留在几十年前的个体小厌氧消化池的水平,2004年,中国农户用沼气池年末累计1500万户,北方能源生态模式应用农户达43.42万户,南方能源生态模式应用农户达391.27万户,总产气量45.80亿立方米,相当于300多万吨标准煤。到2004年底,中国共建成2500座工业废水和畜禽粪便沼气池,总池容达到了88.29万立方米,形成了每年约1.84亿立方米沼气的生产能力,年处理有机废物污水5801万吨,年发电量63万千瓦时,可向13.09万户供气。在生物质气化技术开发方面,中国对农林业废弃物等生物质资源的气化技术的深入研究始于20世纪70年代末、80年代初。截至2006年底,中国生物质气化集中供气系统的秸秆气化站保有量539处,年产生物质燃气1.5亿立方米;年发电量160千瓦时稻壳气化发电系统已进入产业化阶段。(三)液体生物质燃料液体生物质燃料是指通过生物质资源生产的燃料乙醇和生物柴油,可以替代由石油制取的汽油和柴油,是可再生能源开发利用的重要方向。近年来,中国的生物质燃料 “十五”期间,发展取得了很大的成绩,特别是以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。 在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂,总产能达到每年102万吨,现已在9个省(5个省全部,4个省的27个地(市))开展车用乙醇汽油销售。到2005年,这些地方除军队特需和国家特种储备外实现了车用乙醇汽油替代汽油。但是,受粮食产量和生产成本制约,以粮食作物为原料生产生物质燃料大规模替代石油燃料时,也会产生如同当今面临的石油问题一样的原料短缺,因此,中国近期不再扩大以粮食为原料的燃料乙醇生产,转而开发非粮食原料乙醇生产技术。目前开发的以木薯为代表的非食用薯类、

高中生物必修一:光合作用相关习题

高二生物学业水平测试复习 (光合作用与呼吸作用) 1、关于ATP 1 2??→←??酶酶ADP +Pi +能量的反应叙述,不.正确的是 ( ) A .上述过程中存在着能量的释放和贮存 B .所有生物体内ADP 转变成ATP 所需能量都来自细胞呼吸 C .这一反应无休止地在活细胞中进行 D .这一过程保证了生命活动的顺利进行 2.下表是为了认识酶作用的特性,以20%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法 ( ) A B .酶具有高效性 C .酶具有专一性 D .高温会使酶失去活性 3.ATP(甲)是生命活动的直接能源物质,下列叙述正确的是 ( ) A .在主动运输过程中,乙的含量会显著增加 B .甲→乙和乙←丙过程中,起催化作用的酶空间结构相同 C .丙中不含磷酸键,是RNA 的基本组成单位之一 D .丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成 4.ATP 中的化学能储存于 ( ) A .腺苷内 B .磷酸基内 C .腺苷和磷酸基连接的键内 D .普通磷酸键和高能磷酸键内 5.如图为叶绿体的结构与功能示意图,请据图判断下列有关说法中不.正确的是 ( ) A .叶片呈绿色是由于Ⅰ上含有大量色素 B .能够将光能转换为稳定的化学能的过程是在Ⅰ上完成的 C .Ⅱ中CO 2被固定并还原成图中的甲物质 D .Ⅰ、Ⅱ上酶的种类、功能不相同 6.下图表示绿色植物细胞内部分物质的转化过程,以下有关叙述正确的是 ( )

A.①②两物质依次是H2O和O2 B.图中产生[H]的场所都是线粒体 C.用18O标记葡萄糖,则产物水中会检测到放射性 D.图示过程只能在有光的条件下进行 7.右图所示的图解表示真核细胞呼吸的部分过程,可以在细胞质 基质中发生的是() A.①②③B.②③④ C.①③④D.①②④ 8.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是() ①反应场所都有线粒体②都需要酶的催化③反应场所都有细胞质基质④都能产生ATP⑤都经过生成丙酮酸的反应⑥都能产生水⑦反应过程中都能产生[H]⑧都能把有机物彻底氧化 A.②③④⑤⑥⑦B.①②③④⑤⑦ C.②③④⑤⑦D.②③④⑤⑧ 10.下图表示有氧呼吸过程,有关说法正确的是() A.①②④中数值最大的是① B.③代表的物质名称是氧气 C.产生①②的场所是线粒体 D.原核生物也有可能完成图示全过程 11.利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高,有利于() A.降低呼吸强度B.降低水分吸收 C.促进果实成熟D.促进光合作用 12.下列关于酶和ATP的叙述,不.正确的是() A.酶是由具有分泌功能的细胞产生的 B.ATP的组成元素和核酸的一致 C.温度或pH改变可以导致酶结构的改变 D.ATP转化为ADP时要消耗水 13.下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不.正确的是() A.图1中的A代表的是腺嘌呤,b、c为高能磷酸键 B.ATP生成ADP时图1中的c键断裂并释放能量 C.ATP与ADP相互转化过程中物质是可逆的,能量不可逆 D.酶1、酶2具有催化作用,不受其他因素的影响 14.下图表示在最适温度和最适pH条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析

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微生物发酵在能源方面的研究进展 摘要:微生物技术在新能源开发领域中有广阔的应用潜力,对能源的可持续发展具有重要的理 论和现实意义。简要叙述了生物柴油、燃料酒精、生物制沼气、生物制氢等新能源的原理、优缺点和开发现状,概述了微生物资源在能源领域的应用,指出发掘新的微生物资源或构建工程菌株、明确微生物作用机理、开发新工艺将会是今后研究的重点。 关键词:关键词:微生物资源,能源,可持续发展 Abstract:Microbial technology is a potential new technology in new energy development process and it has important theoretical and practical significance on the sustainable development of energy source8·l he Pnn— ciples,Dresent situations,advantages and disadvantages of new energy sources,such as biodiesel,fuel etna— n01.biological methane production,biological hydrogen production and microbial fuel cell were reVlewed· The applications of microbial sources in energy field were summarized.Finally,some research emphases such as discover new microbe sources,construct gene engineering microbes,definitize effect mechanism and exploit new technologies were given. Keywords:Microbial sources,Energy sources,Sustainable development

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1下表为鲁宾和卡门利用同位素标记法研究光合作用的实验记录,据表判断甲、乙分别是() [解题关键]光反应中水光解会产生 O2,O2 全来自于水。选 D。 2 ()光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段,下列说法正确的是 A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.叶绿体的类囊体膜上进行暗反应,不进行光反应 C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应 3 光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段,下列叙述正确的是() A.光反应、暗反应都需要多种酶 B.光反应消耗ATP,暗反应消耗水 C.光反应固定 CO2,暗反应还原 CO2 D.光反应储存能量,暗反应释放能量 [解题关键]CO2 的固定和还原都是在暗反应阶段中进行;光反应将光能转化为活跃的化学能,暗反应则将这些活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。选 A。 二影响光合作用速率的因素 1 光照强度对光合作用的影响 A、B、C三点的生理含义 A:光合作用为0时,呼吸强度 B:光合强度与呼吸强度一致------即光补偿点 C:光合作用达到最大时的光照强度----光饱和点 常见考点:阴生植物和阳生植物、不同环境条件下,B、C两点怎么移动

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长治学院 (综述) 题目能源危机及微生物能源 生物科学与技术系院(系) 生物技术专业 学生姓名杜妮妮学号 12406303

摘要 人类社会进入经济全球话时代,经济的飞速发展对能源的需求愈来愈大,伴随着的就是环境愈来愈恶劣。人类在征服自然的同时,也受到大自然的惩罚,甚至威胁到人类的生存和社会上网发展。本文从科学理性的视角,阐述了当今世界和中国能源危机的现状;再从历史与现实出发分析能源危机背后的产生根源;最后从生物生态学角度提出解决能源的有效措施,并着重介绍微生物能源在各个方面的利用和开发。 关键词:能源危机;环保;污水处理;氢能源;农业的可持续发展 目录 第一章世界能源危机和中国面临的挑战 1.1关于世界能源危机 1.2中国面临的挑战 第二章微生物能源的开发应用 2.1微生物在环保和氢能源开发方面的应用 2.1.1微生物在污水处理方面的应用 2.1.2微生物在氢能源方面的开发应用 2.2微生物与农业可持续发展 2.2.1微生物的开发与持续利用 2.2.2微生物资源与农业可持续发展 结束语 参考文献

第一章世界能源危机和中国面临的挑战 1.1关于世界能源危机 能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。能源危机是指因为能源供应短缺或是价格上涨而影响经济。这通常涉及到石油、电力或其他自然资源的短缺。能源危机通常会造成经济衰退。经济又与政治文化有着紧密的联系,可见,能源危机是全球性的关键问题,假设地球真的面临了能源危机,那么地球就必然会自我毁灭,因为人们根本无法生存。 能源危机从消费者的观点,汽车或其它交通工具所使用的石油产品价格的上涨降低了消费者的信心和增加了他们的开销。对经济影响很大,市场经济的能源价格是受供需关系的影响,而供需关系中的供或需改变都可以导致能源价格的突然变化。虽然一些能源危机是由于市场应对短缺的价格调节而产生,但在某些情况下,危机可能是市场的流通不畅通、缺乏自由市场而导致的。 1.2中国面临的挑战 当前世界能源危机,中国能源危机更为严重。中国是能源小国,水资源严重匮乏。有关研究结果表明,我国潜在水资源总量为2.7万亿立方米,在世界上仅次于巴西、前苏联、美国和印尼而居第6位,绝对量是丰富的。但由于人口多,人均水资源占有量却大大低于世界平均水平,仅列世界第88位。世界人均淡水占有量为12900立方米,我国为2695立方米,还不到世界人均占有量的1/4,仅相当于美国的1/5,加拿大的1/48。而且随着人口的迅速增长,人均水资源每年都在递减。如建国初期,我国人均水资源为5400立方米,目前已减少到不足3000立方米。与此同时,我国在生活生产中消耗的水又在以惊人的速度递增,如1959-1980年,我国年用水量平均增长率为5.2%,用水总量4700亿立方米/年,占多年平均水资源总量的17%,预计到20世纪末,用水总量将达到5500亿立方米/年,占到多年平均经流总量的21%。用水总量直逼水资源总量,水资源“危机”也就为期不远了。 土地资源的状况与此相类似。我国土地面积为960万平方公里,仅次于俄罗斯和加拿大,居世界第三位,但当考虑人口因素时,我国人均占有土地不足0.01平方公里,约为世界平均数的1/3;我国现有耕地97.3万平方公里,约占世界耕地的7%,居世界第4位,人均耕地约0.001平方公里,约占世界平均耕地的36%;草地总面积400多万平方公里,居世界第二位,人均草场0.0036平方公里,约占世界平均数的56%;林地面积125.3万平方公里,居世界第120位,人均林地面积不足0.001平方公里,约占世界平均水平的18%。按照一般的观点,这实际上已接近农业承载的极限。 海洋资源一直是我们引以为豪的,我国海域辽阔,总计300万平方公里;海岸线长,总计32647公里;岛屿众多,达6536个;大陆架宽广,黄、渤海全部位于大陆架上,东

生物质能源的开发利用及其意义

生物质能源的开发利用及其意义 N090204131 周小冬 摘要:针对生物质能源的开发利用对于中国发展的重大意义,从生物质能源的概念入手,简明概述了生物质能特点,利用及利用途径,以及开发利用生物质能对中国的意义。 关键词:生物质能源;开发;利用;意义 中国是一个人口大国,又是一个经济迅速发展的国家,21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式,开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统,促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。 1 生物质能源的概念 生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念:生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念:生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点:可再生性。低污染性。广泛分布性。 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。 2 生物质能的分类 依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。

高中生物光合作用精选练习题及讲解

高中生物光合作用练习题 1.(2008·宁夏高考)为证实叶绿体有放氧功能,可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验,装片需要给予一定的条件,这些条件是() A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液 B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液 C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液 D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液 2.利用溴甲酚紫指示剂,检测金鱼藻生活环境中气体含量变化的实验操作如下。对此相关叙述不.正确的是() A.溴甲酚紫指示剂在pH减小的环境中变为黄色 B.溴甲酚紫指示剂变为黄色是由于金鱼藻呼吸作用释放出CO2 C.这个实验可表明呼吸作用释放CO2,光合作用释放O2 D.实验操作3~5表明光合作用吸收CO2 3.下图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况,图中a、b为光合作用的原料,①~④表示相关过程,有关说法不正确的是 ( ) A.图中①过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜 B.光合作用过程中[H]来源于①过程中水的光解,用于③过程C3的还原 C.在有氧呼吸的第一阶段,除了产生了[H]、ATP外,产物中还有丙酮酸 D.②、④过程中产生ATP最多的是④过程 4.下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布。在图示结构上() A.生物膜为叶绿体内膜 B.可完成光合作用的全过程 C.发生的能量转换是:光能→电能→化学能 D.产生的ATP可用于植物体的各项生理活动 5.如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化,A、B、C分别表示不同的代谢过程。以下表述正确的是() A.水参与C中第二阶段的反应 B.B在叶绿体类囊体薄膜上进行 C.A中产生的O2,参与C的第二阶段 D.X代表的物质从叶绿体的基质移向叶绿体的类囊体薄膜

高中生物必修一光合作用的知识点

高中生物必修一光合作用的知识点 高中生物必修一光合作用的知识点 高中生物必修一光合作用的知识点 2019-11-16 高中生物必修一光合作用的知识点 一、应牢记知识点 1、追根溯源,绝大多数活细胞所需能量的最终源头是太阳光能. 2、将光能转换成细胞能利用的化学能的是光合作用. 3、叶绿体中的色素及吸收光谱⑴、叶绿素(含量约占3/4)①、叶绿素a ——蓝绿色——主要吸收蓝紫光和红光②、叶绿素 b ——黄绿色——主要吸收蓝紫光和红光⑵、类胡萝卜素(含量约占1/4)①、胡萝卜素——橙黄色——主要吸收蓝紫光②、叶黄素——黄色——主要吸收蓝紫光 4、叶绿体中色素的提取和分离⑴、提取方法:丙酮做溶剂. ⑵、碳酸钙的作用:防止研磨过程中破坏色素. ⑶、二氧化硅作用:使研磨更充分. ⑷、分离方法:纸层析法⑸、层析液:20份石油醚:2份酒精:1份丙酮混合⑹、层析结果:从上到下——胡黄ab ⑺、滤液细线要求:细、均匀、直⑻、层析要求:层析液不能没及滤液细线. 5、叶绿体中光和色素的分布——叶绿体类囊体薄膜上 6、光合作用场所——叶绿体叶绿体是光合作用的场所;叶绿体基粒类囊体膜上,分布着与光化作用有关的色素和酶. 7、光合作用概念:是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程. 8、光合作用反应式:光能 CO2 + H2O ——→ (CH2O)+ O2 叶绿体光能 6CO2 + 12H2O ——→C6H12O6 + 6H2O + 6O2 叶绿体 9、1771年,英国科学家普利斯特利(J .Priestly,1773—1804)实验证实:植物能更新空气. 10、荷兰科学家英格豪斯(J .Ingen – housz)发现:只有在阳光照射下,只有绿叶才能更新空气. 11、1785年明确了:绿叶在光下吸收二氧化碳,释放氧气. 12、1845年,各国科学家梅耶(R .Mayer)指出:植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来. 13、1864年,德国科学家

微生物资源的开发与利用

微生物资源的开发与利用

微生物资源的开发与利用 摘要:微生物资源的开发利用前景将会在解决人类社会面临的人口剧增、资源匮乏、环境恶化问题和实现可持续发展等方面发挥不可替代的作用。本文综述了微生物资源以及其开发利用过程这两个方面。 关键词:微生物资源,放线菌,开发,利用 1.引言 当今,人类的工业是建立在化石能源基础之上的,而其特点必然要导致大量不可再生资源的消耗,大量温室气体的排放以及伴随着生态环境的破坏。导致人类社会面临着人口剧增、资源匮乏、能源危机、环境恶化等一系列问题,而人类又要求不停的发展,解决这些问题的关键在于寻求一条可持续发展的道路。 生物技术正在推动着以化石能源为基础的经济向以知识经济、循环经济为主的经济结构转型,是实现人类可持续发展的关键技术。因此大力发展生物技术对经济的发展以及人类社会的发展有着巨大而深远的影响,而作为生物技术的核心技术,微生物工程技术的发展将要涉及到微生物资源的开发与利用问题[1]。 微生物资源利用的核心是在于利用其产生的生物活性物质,目前,微生物活性物质绝大部分来源于普通环境中的微生物,因此从普通环境微生物中寻找新的活性物质难度越来越大。新的基因有很大的可能产生新的生物活性物质,因此通过寻找新的基因来寻找新的生物活性物质。基于该思路,稀有放线菌、海洋微生物、极端 环境微生物等过去很少触及的微生物资源已越来越受重视[2]。 2.微生物资源 2.1微生物资源的特点 环境中存在着大量的微生物, 据估计, 每克土壤样品中可含有高达1000种

不同的微生物[3], 这些微生物产生多种多样的活性物质(包括酶与次生代谢产物两部分) , 对人类有实用意义的抗生素—青霉素、链霉素、抓霉素、金霉素、土霉素、红霉素、新霉家、万古霉素、庆大霉素等都是从微生物中发现并开发出来的; 基因工程中各种工具酶几乎都来自多种不同的微生物[4] 微生物是一类物种丰富的生物资源和基因资源,迄今为止我们所分离到的微生物主要有:真菌70000多种、细菌5000多种、放线菌3000多种。而这些人类所知道的微生物估计仅占自然界存在的微生物不到10%,而被利用的还不到1%。 微生物具有很快的生长繁殖速度,有的细菌的时代时间仅仅20分钟,而且微生物可以再人工控制的条件下大规模培养,并且几乎不受地域、气候等条件的影响。 相比于动、植物品种遗传基因结构,微生物的基因组小得多,基因拷贝数比较少,比较容易进行基因操作,微生物改良易于操作,改造性能、提高产率相对容易。 微生物资源丰富,微生物资源的开发与利用不会导致微生物物种的减少和环境的破坏。部分动植物资源的不合理开发利用导致物种的减少甚至灭绝,造成严重的环境的恶化和污染问题,而微生物资源的开发利用不会存在此类问题。但我们必须注意到并引起重视的现实问题是由于环境的改变和恶化,如原始森林开发成旅游区等现象,造成的天然微生物的破坏,使得许多在该类环境中赖以生存的微生物在人类还没有认识它之前就悄悄灭绝了[1]。 微生物资源是新抗菌剂的主要来源之一,然而即使采用先进的方法, 绝大部分微生物也仍然不可培养、只能用分子指纹图谱来描述[5]。 2.2稀有放线菌 目前大部分生物活性物质来自链霉菌,所以从链霉菌中发现性的活性物质的几率已经大大降低。自20世纪50年代以来, 已从部分稀有放线菌代谢产物中得到许多已经临床应用的重要活性物质, 如红霉素B、利福霉素、庆大霉素、其它放线菌素类、安莎类、肽类、酶抑制剂等活性物质。 尽管新的种、属不断被发现, 但据估计, 目前分离到的放线菌种类, 仅为实

高考生物知识点光合作用和呼吸作用

呼吸作用与光合作用 1、呼吸作用的本质是氧化分解有机物,释放能量,不一定需要氧气,分为有氧呼吸和无氧呼吸。 2、有氧呼吸的反应式: , 第一阶段在细胞质基质 进行,原料是糖类等,产物是 丙酮酸 、氢 、 ATP ,第二阶段在线粒体 进行,原料是丙酮酸和水 ,产物是 C02 、ATP 、氢 ,第三阶段在线粒体进行,原料是 氢 和 氧 ,产物是 水、 ATP ,第一、二阶段的共同产物是氢 、 ATP ,三个阶段的共同产物是 ATP 。1mol 葡萄糖有氧呼吸产生能量 2870 KJ ,可用于生命活动的有1161 KJ ( 38molATP ),以热能散失 1709 KJ ,无氧呼吸产生的可利用能量是 61.08 KJ ( 2 molATP ),1molATP 水解后放出能量 30.54 KJ 。 场所 发生反应 产物 第一阶段 细胞质 基质 丙酮酸、[H]、释放少量能量,形成少量ATP 第二阶段 线粒体 基质 CO 2、[H]、释放少量能量,形成少量ATP 第三阶段 线粒体 内膜 生成H 2O 、释放大量能量,形成大量ATP 3、无氧呼吸反应式 C 6H 12O 6 2C 2H 5OH (酒精)+2CO 2+能量 C 6H 12O 6 2C 3H 3O 3+能量 无氧呼吸的场所是细胞质基质,分 2个阶段, 第一个阶段与 有氧 呼吸的相同,是由 葡萄糖分解为 丙酮酸 , 第二阶段的反应是由丙酮酸分解成CO 2和酒精 或 转化成 C 3H 3O 3(乳酸) 无氧呼吸产生乳酸: 乳酸菌、动物、马铃薯的块茎、玉米的胚、甜菜的块 根 无氧呼吸产生酒精和二氧化碳: 植物、酵母菌 4、影响呼吸速率的外界因素: 1、温度:温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。 温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内,温度越 低,细胞呼吸越弱;温度越高,细胞呼吸越强。 2、氧气:氧气充足,则无氧呼吸将受抑制;氧气不足,则有氧呼吸将会减弱或受抑制。 6H 2O 酶 2丙酮酸 少量能量 [H] + + + 6CO 2 H 2O 酶 大量能量 [H] + + O 2 葡萄糖 酶 2丙酮酸 少量能量[H] + +

生物质能源的开发利用与前景

第24卷第2期 唐山师范学院学报 2002年3月 Vol. 24 No.2 Journal of Tangshan Teachers College Mar. 2002 ────────── 收稿日期:2001-12-01 作者简介:李炳焕(1958-),男,河北遵化人,唐山师范学院化学系副教授。 - 36 - 生物质能源的开发利用与前景 李炳焕 (唐山师范学院 化学系,河北 唐山 063000) 摘 要:运用绿色化学原理,论述了化石能源的环境影响和开发利用可再生能源的重要性。生物质能是最有潜力的可再生能源。着重论述了生物质能源转换技术及其应用的广阔前景。 关键词:可再生能源;化石能源;环境影响;生物质能 中图分类号:O642.3 文献标识码:A 文章编号:1009-9115(2002)02-0036-03 能源是人类社会进步最为重要的基础,能源结构的重大变革导致了人类社会的巨大进步,从经济社会走可持续发展之路和保护人类赖以生存的地球生态环境的高度来看,发展可再生资源具有重大战略意义。 1 化石能源将失去世界能源主体地位 化石能源一直是人类社会发展的主要动力,人类所需初级能量的80%以上来自化石能源。随着工业化发展和人口的增长,人类对能源的巨大需求和对化石能源的大规模的开采、消耗已导致资源基础在逐渐削弱、退化,并在化石能源开采利用过程中造成了严重的环境污染与不可逆的环境破坏。这样,不可再生的化石能源的开发利用所包含的耗竭性和不可逆性,便形成一种内在的危险性机理,威胁着经济社会发展的可持续性。开发替代的可再生能源是非常必要和迫切的。 2 生物质能源将获得快速发展 基于上述原因,迫使人们寻找一种有效途径,使化石能源的发展对环境的不良影响降到最低限度并开发利用可再生能源。这种途径来自两个方面,一是设计合理、科学的环境政策,进行环境防治和环境重建,二是使社会经济转向可再生能源体系。提高能源利用效率和开发利用可再生能源,已成为世界能源可持续发展战略的重要组成部分。 可再生能源主要是指生物质能、风能、地热能、太阳能和水能等能源。它们具有资源丰富、无环境污染、清洁安全、资源不枯竭等优点,是实施可持续发展战略的重要组成部分。 3 生物质能的开发利用 生物质资源主要包括农作物、林业作物、水生植物及城市垃圾等。生物质作为能源资源,具有古老、悠久的历史,也是最有发展潜力的能源品种之一。即使在当今的现代社会中,世界上将生物质作为能源使用的数量也很大。目前,全球生物质能源的消费量,仅排在煤、油、气之后,居第四位。生物质能转化技术途径如图1所示。 各种生物质能在利用时均需转化,由于不同生物质资源在物理化学方面的差异,转化途径各不相同,除人畜粪便的厌氧处理以及油料与含糖作物的直接提取外,多数生物质能要经过热化学转化。其中生物质气化是热化学转化中最主要的一种方式。生物质能技术的发展有两个明显的特点:一是发展生物质能资源进行深层转化技术,二是其它先进技术向生物质能技术融合。 3.1 生物质液化 将能量密度较低的生物质转化成密度高、品位高的液体燃料是合理利用生物质能的有效途径,也是本世纪最有发展潜力的技术之一。由生物质制成的液体燃料叫生物燃料。生物燃料主要包括:生物酒精、生物甲醇、生物柴油和生物油。 应用生物燃料的优点主要包括:首先,它是清洁能源,具有温室气体的零排放,以及较低的NOx 和SOx 等优点,随着人类对环境问题的日益关注,这一优点就越发显得重要;其次,它是可再生能源,可减少人类对储量有限的化石燃料的依赖;第三,可应用废弃物生产燃料油,变废为宝;第四,生物

高中生物光合作用与呼吸作用

高中生物必修一光合作用知识点梳理名词: 1、光合作用:发生范围(绿色植物)、场所(叶绿体)、能量来源(光能)、原料(二氧化碳和水)、产物(储存能量的有机物和氧气)。 语句: 1、光合作用的发现:①1771年英国科学家普里斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠不容易窒息而死,证明:植物可以更新空气。②1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光,另一半遮光。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。③1880年,德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,氧是叶绿体释放出来的。④20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2,释放的是18O2;第二组提供H2O和C18O,释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。 2、叶绿体的色素:①分布:基粒片层结构的薄膜上。②色素的种类:高等植物叶绿体含有以下四种色素。A、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,包括叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色);B、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,包括胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)

3、叶绿体的酶:分布在叶绿体基粒片层膜上(光反应阶段的酶)和叶绿体的基质中(暗反应阶段的酶)。 4、光合作用的过程:①光反应阶段a、水的光解:2H2O→4[H]+O2(为暗反应提供氢)b、ATP的形成:ADP+Pi+光能─→ATP(为暗反应提供能量)②暗反应阶段:a、CO2的固定:CO2+C5→2C3b、C3化合物的还原:2C3+[H]+ATP→(C H2O)+C5 5、光反应与暗反应的区别与联系:①场所:光反应在叶绿体基粒片层膜上,暗反应在叶绿体的基质中。②条件:光反应需要光、叶绿素等色素、酶,暗反应需要许多有关的酶。③物质变化:光反应发生水的光解和ATP的形成,暗反应发生CO2的固定和C3化合物的还原。④能量变化:光反应中光能→ATP中活跃的化学能,在暗反应中ATP中活跃的化学能→CH2O中稳定的化学能。⑤联系:光反应产物[H]是暗反应中CO2的还原剂,ATP为暗反应的进行提供了能量,暗反应产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供了原料。 6、光合作用的意义:①提供了物质来源和能量来源。②维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。③对生物的进化具有重要作用。总之,光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。 7、影响光合作用的因素:有光照(包括光照的强度、光照的时间长短)、二氧化碳浓度、温度(主要影响酶的作用)和水等。这些因素中任何一种的改变都将影响光合作用过程。如:在大棚蔬菜等植物栽种过程中,可采用白天适当提高温度、夜间适当降低温度(减少呼吸作用消耗有机物)的方法,来提高作物的产量。再如,二氧

(完整版)高考生物光合作用考点汇总(含高考真题解析),推荐文档

高考生物:光合作用考点汇总 考点1 捕获光能的色素和结构 1.(2012上海单科.17.2分)图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果,据图判断用作实验材料的叶片颜色为 ( ) A.红色 B.黄色 C.绿色 D.紫色 2.(2012海南单科,9,2分】关于叶绿体色素的叙述,错误的是( ) A.叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光B.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C.利用纸层析法可分离4种叶绿体色素 D.乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能 3.(2011江苏单科,4,2分)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下),与正常叶片相比,实验结果是 ( ) A.光吸收差异显著,色素带缺第2条 B.光吸收差异不显著,色素带缺第2条 C.光吸收差异显著,色素带缺第3条 D.光吸收差异不显著,色素带缺第3条 4.(2011海南单科.12,2分)红枫是一种木本观赏植物,在生长季节叶片呈红色。下列关于该植物的叙述,正确的是( ) A.红枫叶片不含叶绿素 B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光 C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用 D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用

捕获光能的色素和结构答案 1.B本题主要考查叶绿体色素提取和分离实验及滤纸条上各色素带的位置,粗细(含量)、颜色等方面的相关知识。在叶绿体色素提取和分离实验中,滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是:叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,由图可知,叶绿素含量比类胡萝卜素含量少,用作实验材料的叶片应呈黄色。B选项正确。 2.D本题主要考查叶绿体色素的种类、含量、吸收光的种类等方面的知识。叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。绿叶中叶绿素约占3/4,类胡萝卜素约占1/4。利用层析液可分离叶绿体色素,提取的叶绿体色素仍可吸收光能,但叶绿体结构被破坏,导致完整的光合作用不能进行。 3.B叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝h 素和叶黄素主要吸收蓝紫光,所以当水稻叶黄素缺失突变体进行红光照射时,光吸收差异不显著;对正常叶片叶绿体中的色素提取后,层析的结果自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,故B 正确。 4.C红枫叶片含叶绿素,可进行光合作用,红枫叶片呈红色是因液泡中含有色素,其色素是不能吸收光能进行光合作用的。 5.D新鲜菠菜叶中的光合色素种类齐全、含量丰富、完整,据图①可知,滤纸上的四条色素带完整,从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。图②滤纸上的色素带不完整,只有胡萝卜素、叶黄素。秋冬的银杏落叶呈黄色(或橙黄色),这是由于低温破坏了叶绿素所致,因此叶片中几乎不含叶绿素。其他选项中的材料中都含有四种色素。 6.答案(1)对人无害的有机溶剂(食用酒精)叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响 (2) 8.0实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响 (3)酸性由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质(4)纸层析法,其主要步骤:①制备滤纸条,②画色素液细线,③用层析液 分离色素,④观察色素带。

微生物资源的开发与利用

微生物资源的开发与利用 摘要:微生物资源的开发利用前景将会在解决人类社会面临的人口剧增、资源匮乏、环境恶化问题和实现可持续发展等方面发挥不可替代的作用。本文综述了微生物资源以及其开发利用过程这两个方面。 关键词:微生物资源,放线菌,开发,利用 1.引言 当今,人类的工业是建立在化石能源基础之上的,而其特点必然要导致大量不可再生资源的消耗,大量温室气体的排放以及伴随着生态环境的破坏。导致人类社会面临着人口剧增、资源匮乏、能源危机、环境恶化等一系列问题,而人类又要求不停的发展,解决这些问题的关键在于寻求一条可持续发展的道路。 生物技术正在推动着以化石能源为基础的经济向以知识经济、循环经济为主的经济结构转型,是实现人类可持续发展的关键技术。因此大力发展生物技术对经济的发展以及人类社会的发展有着巨大而深远的影响,而作为生物技术的核心技术,微生物工程技术的发展将要涉及到微生物资源的开发与利用问题[1]。 微生物资源利用的核心是在于利用其产生的生物活性物质,目前,微生物活性物质绝大部分来源于普通环境中的微生物,因此从普通环境微生物中寻找新的活性物质难度越来越大。新的基因有很大的可能产生新的生物活性物质,因此通过寻找新的基因来寻找新的生物活性物质。基于该思路,稀有放线菌、海洋微生物、极端环境微生物等过去很少触及的微生物资源已越来越受重视[2]。 2.微生物资源 2.1微生物资源的特点 环境中存在着大量的微生物, 据估计, 每克土壤样品中可含有高达1000种不同的微生物[3], 这些微生物产生多种多样的活性物质(包括酶与次生代谢产物两部分) ,

对人类有实用意义的抗生素—青霉素、链霉素、抓霉素、金霉素、土霉素、红霉素、新霉家、万古霉素、庆大霉素等都是从微生物中发现并开发出来的; 基因工程中各种工具酶几乎都来自多种不同的微生物[4] 微生物是一类物种丰富的生物资源和基因资源,迄今为止我们所分离到的微生物主要有:真菌70000多种、细菌5000多种、放线菌3000多种。而这些人类所知道的微生物估计仅占自然界存在的微生物不到10%,而被利用的还不到1%。 微生物具有很快的生长繁殖速度,有的细菌的时代时间仅仅20分钟,而且微生物可以再人工控制的条件下大规模培养,并且几乎不受地域、气候等条件的影响。 相比于动、植物品种遗传基因结构,微生物的基因组小得多,基因拷贝数比较少,比较容易进行基因操作,微生物改良易于操作,改造性能、提高产率相对容易。 微生物资源丰富,微生物资源的开发与利用不会导致微生物物种的减少和环境的破坏。部分动植物资源的不合理开发利用导致物种的减少甚至灭绝,造成严重的环境的恶化和污染问题,而微生物资源的开发利用不会存在此类问题。但我们必须注意到并引起重视的现实问题是由于环境的改变和恶化,如原始森林开发成旅游区等现象,造成的天然微生物的破坏,使得许多在该类环境中赖以生存的微生物在人类还没有认识它之前就悄悄灭绝了[1]。 微生物资源是新抗菌剂的主要来源之一,然而即使采用先进的方法, 绝大部分微生物也仍然不可培养、只能用分子指纹图谱来描述[5]。 2.2稀有放线菌 目前大部分生物活性物质来自链霉菌,所以从链霉菌中发现性的活性物质的几率已经大大降低。自20世纪50年代以来, 已从部分稀有放线菌代谢产物中得到许多已经临床应用的重要活性物质, 如红霉素B、利福霉素、庆大霉素、其它放线菌素类、安莎类、肽类、酶抑制剂等活性物质。 尽管新的种、属不断被发现, 但据估计, 目前分离到的放线菌种类, 仅为实际存在种类的0.1%~1%。因此, 放线菌还有极其丰富多样的未知种群等待人们去发现 [6]。如日本Takahashi 等[7] 报道, 从不同的环境, 利用特殊的分离方法分离到放线 菌的新种、新属,并从这些放线菌发酵产物中得到许多新结构的活性物质。

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