高中總復(fù)習(xí)第一輪生物微生物與發(fā)酵工程教育匯

1、第五章 微生物與發(fā)酵工程提綱挈領(lǐng)一、微生物的營養(yǎng)、代謝和生長鞏固:夯實基礎(chǔ)理解:要點詮釋考點一細菌、病毒的結(jié)構(gòu)和繁殖 微生物類群的比較：分類結(jié)構(gòu)生活方式舉例病毒主要由核酸和衣殼組成寄生DNA：噬菌體RNA：HIV原核生物界原核細胞結(jié)構(gòu)寄生、腐生、自養(yǎng)細菌、藍藻、放線菌真核生物界真核細胞結(jié)構(gòu)寄生、腐生、自養(yǎng)衣藻、變形蟲、瘧原蟲真菌界真核細胞結(jié)構(gòu)腐生、寄生考點二微生物的營養(yǎng)1.培養(yǎng)基營養(yǎng)素功能舉例碳源為微生物提供碳素營養(yǎng)、能源物質(zhì)，形成代謝產(chǎn)物，構(gòu)成細胞成分無機化合物：CO2、NaHCO3；有機化合物：糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等氮源為微生物提供氮素營養(yǎng)、合成蛋白質(zhì)、核酸、含氮代謝產(chǎn)物無機化合物

2、：氮、氨、銨鹽、硝酸鹽；有機化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等生長因子酶和核酸組成成分，微生物生長不可缺少的微量有機物維生素、氨基酸、堿基等2.培養(yǎng)基的配置原則及其種類 （1）配置原則 按微生物種類、培養(yǎng)目的選擇原料；注意各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例；pH要適宜。 （2）種類種類特點及用途物理性質(zhì)液體培養(yǎng)基工業(yè)生產(chǎn)半固體培養(yǎng)基保藏菌種，觀察微生物運動固體培養(yǎng)基微生物的分離、鑒定化學(xué)成分天然培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富、來源廣，用于工業(yè)生產(chǎn)合成培養(yǎng)基成分明確穩(wěn)定，用于分離、鑒定用途選擇培養(yǎng)基加入某種化學(xué)物質(zhì)以抑制不需要的微生物的生長，促進所需要微生物的生長，用于分離或培養(yǎng)目標細菌鑒別培養(yǎng)基根據(jù)微生物的代謝特點，加入某

3、種指示劑化學(xué)物質(zhì)，用于微生物的鑒別考點三微生物的代謝1.初級代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物的比較內(nèi)容初級代謝產(chǎn)物次級代謝產(chǎn)物不同點產(chǎn)生時間生長過程生長后期作用生長繁殖所必需自身無明顯生理作用種的特異性無有分布細胞內(nèi)細胞內(nèi)或外相同點均在微生物的細胞的調(diào)節(jié)下，有步驟產(chǎn)生2.組成酶與誘導(dǎo)酶的比較存在合成組成酶一直存在只受遺傳物質(zhì)控制誘導(dǎo)酶誘導(dǎo)合成既受誘導(dǎo)物的誘導(dǎo)，也受遺傳物質(zhì)的控制3.微生物的代謝調(diào)節(jié)4.微生物的代謝的人工控制改變菌種遺傳特性利用酶合成的調(diào)節(jié)、酶活性的調(diào)節(jié)原理，用誘變、基因工程、細胞工程技術(shù)改變酶的特性，刪除某種酶或改變細胞膜對某種代謝產(chǎn)物的通透性控制發(fā)酵條件主要通過溫度、pH、氧影響酶的活

4、性控制代謝產(chǎn)物，加快反應(yīng)速度，提高產(chǎn)率改變菌種遺傳特性利用酶合成的調(diào)節(jié)、酶活性的調(diào)節(jié)原理，用誘變、基因工程、細胞工程技術(shù)改變酶的特性，刪除某種酶或改變細胞膜對某種代謝產(chǎn)物的通透性考點四微生物的生長1.微生物生長的測定方法 測細胞數(shù)目：血球計數(shù)板法、染色涂片法。 測生長量：干重法、濕重法。（1.調(diào)整期 2.對數(shù)期 3.穩(wěn)定期 4.衰亡期 ）細菌的生長曲線2.微生物生長規(guī)律的分析生長分期各期的特點形成原因菌體特征生產(chǎn)應(yīng)用調(diào)整期不立即繁殖對新環(huán)境的適應(yīng)代謝活躍，體積增長較快通過菌種、接種量、培養(yǎng)基等，縮短調(diào)整期對數(shù)期繁殖速度快，以等比數(shù)列的形式增加生存條件適宜個體形態(tài)和生理特性穩(wěn)定獲取菌種，科研材料

5、穩(wěn)定期繁殖速度與死亡速度相等，活菌數(shù)量最大，代謝產(chǎn)物積累最多生存條件惡化開始出現(xiàn)芽孢通過添加新培養(yǎng)基，放出老培養(yǎng)基和控制其他條件，延長穩(wěn)定期衰亡期死亡大大增加生存條件極度惡化出現(xiàn)多種形態(tài)的畸變難點二分裂和無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂的關(guān)系 二分裂是原核生物采用的最原始的細胞分裂方式，無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂是真核生物采用的細胞分裂方式。疑點微生物與動、植物的營養(yǎng)比較生物類別營養(yǎng)物質(zhì)種類微生物5類：水、無機鹽、碳源、氮源、生長因子人和動物6類：水、無機鹽、維生素、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)植物3類：水、礦質(zhì)元素、CO2 它們既有相同的成分，又有不同的成分。不同之處表現(xiàn)在： （1）微生物所需的無機鹽與

6、植物所需的礦質(zhì)元素有差別。例如，NH上標+4在微生物是氮源，在植物是礦質(zhì)元素，人及動物所需的無機鹽中沒有氮，它們所需的氮來自有機物蛋白質(zhì)。 （2）人和動物的糖類指的是有機碳，微生物的碳源則不一定，對異養(yǎng)型微生物是有機碳，對自養(yǎng)型微生物則為無機碳CO2。 （3）維生素是人需要的微量有機物，生長因子是微生物需要的微量有機物。維生素在人體內(nèi)是維持新陳代謝和某些生理功能必不可少的物質(zhì)。生長因子中的氨基酸是酶的組成成分，而含氮堿基則是核酸的組成成分。鏈接聚焦 對數(shù)期的細菌數(shù)目為什么呈指數(shù)增長？ 提示：繁殖方式是二分裂。誘思：實例點撥【例1】 乳酸菌與酵母菌相比，前者最顯著的特點是（ ）A.無各種細胞器

7、B.無成形的細胞核C.無DNA D.不能進行無氧呼吸解析：解答此類題目需從以下幾步入手分析：第一步，明確題目中的乳酸菌為細菌，屬原核生物；酵母菌為真菌，屬真核生物。第二步，明確原核生物與真核生物在細胞結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別：原核生物有核物質(zhì)、有核區(qū)、無核膜，真核生物有核膜包被的細胞核。第三步，明確乳酸菌和酵母菌在代謝上的異同。乳酸菌為嚴格厭氧型，酵母菌為兼性厭氧型。第四步，綜合上述分析明確乳酸菌與酵母菌的顯著區(qū)別是有無成形的細胞核。答案：B講評：本題考查原核微生物、真核微生物的主要類群及其本質(zhì)區(qū)別。原核細胞真核細胞細胞大小較小較大染色體一個細胞一般只有一個DNA，不形成染色體細胞核中的DNA與蛋白質(zhì)

8、結(jié)合形成染色體，細胞質(zhì)中的DNA裸露細胞核沒有由核膜包圍的細胞核有成形、真正的細胞核，有核膜、核仁細胞器有分散的核糖體，無其他細胞器有多種細胞器細胞壁成分主要是肽聚糖成分主要是纖維素和果膠細胞分裂二分裂有絲分裂【例2】突變型的面包霉能按下圖合成氨基酸A與B，正常的面包霉只能合成氨基酸B，而氨基酸A是面包霉的必需氨基酸。如果要從各種面包霉中篩選出能合成氨基酸A的面包霉，所用的培養(yǎng)基應(yīng)不含有（ ）A.氨基酸A B.氨基酸B C.酶 D.酶解析：選用選擇培養(yǎng)基，因突變型的面包霉可以自己合成氨基酸A，而正常的面包霉不能合成氨基酸A，所以在配制培養(yǎng)基時不添加氨基酸A，則正常的面包霉不能生長，而突變型的可

9、生長繁殖。答案：A講評：本題考查了選擇培養(yǎng)基的概念及應(yīng)用。選擇培養(yǎng)基是在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，以抑制不需要的微生物的生長，促進所需要的微生物的生長。培養(yǎng)基中不加入氨基酸A可以抑制正常的面包霉的生長，促進突變型的面包霉的生長?！纠?】關(guān)于酶活性調(diào)節(jié)的正確說法是( )A.只要一種代謝產(chǎn)物積累，酶活性就下降B.代謝產(chǎn)物將使直接形成此化合物的酶活性下降C.細胞膜透性的改變,可解除代謝產(chǎn)物對酶活性的抑制D.控制生產(chǎn)條件是人們對酶活性調(diào)節(jié)的唯一手段解析：酶活性調(diào)節(jié)主要是代謝過程中產(chǎn)生的物質(zhì)與酶結(jié)合，使酶結(jié)構(gòu)變化而導(dǎo)致酶活性改變，因此，代謝產(chǎn)物將會影響酶的活性，但不一定是對直接形成此化合物的酶的影響。而

10、且也不一定是一種代謝產(chǎn)物積累，酶活性就下降（如黃色短桿菌生產(chǎn)賴氨酸過程）。微生物一般不會積累大量的代謝產(chǎn)物，生產(chǎn)中要積累代謝產(chǎn)物，可采取一定手段改變細胞膜的透性，及時將代謝產(chǎn)物排出便可減少對酶活性的抑制。對酶活性的調(diào)節(jié)，還可通過改變微生物的遺傳特性實現(xiàn)。答案：C講評：本題考查了酶活性調(diào)節(jié)和微生物代謝的人工控制。解決本題的關(guān)鍵是對課本相關(guān)的實例分析透徹。同時引導(dǎo)學(xué)生注重課本圖形和實例的分析，把隱含的知識點挖掘出來。【例4】(2005廣東高考，24)在利用谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的過程中，下列敘述正確的是 ( )各個生長時期的長短是固定的，無法人為縮短生長周期 對數(shù)期是采樣留種的最佳時期在穩(wěn)定期補

11、充營養(yǎng)物質(zhì)可以提高產(chǎn)量 調(diào)整期是收獲代謝產(chǎn)物的最佳時期A. B. C. D.解析：微生物生長曲線中的調(diào)整期，是微生物對新環(huán)境的調(diào)整或適應(yīng)過程，一般不分裂繁殖；對數(shù)期進入快速分裂階段，是采樣留種的最佳時期；在穩(wěn)定期補充營養(yǎng)可以提高產(chǎn)量。各個生長時期不是固定不變的，可通過人為縮短生長周期來實現(xiàn)。答案：B講評：考查微生物生長各個時期的特點及應(yīng)用。注意課本知識的內(nèi)涵和外延的講解，微生物生長曲線的應(yīng)用，具有重要的實踐意義。對數(shù)期的細菌，生長繁殖快，代謝旺盛，適合作菌種，以縮短生長周期。連續(xù)培養(yǎng)法縮短培養(yǎng)周期，提高了設(shè)備的利用率。【例5】(2005江蘇高考，33)抗生素作為治療細菌感染的藥物，其高效性和巨大的經(jīng)濟價值使抗生素工業(yè)經(jīng)久不衰。其中青霉素的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用具有劃時代的意義。 (1)青霉菌發(fā)酵產(chǎn)生青霉素。青霉菌的新陳代謝類型是_，青霉素是青霉菌的_代謝產(chǎn)物。 (2)在生產(chǎn)和科研中，常選用處于_期的青霉菌作為菌種或研究材料，因為此時的青霉菌代謝旺盛，_和_比較穩(wěn)定。 (3)對青霉菌菌體生長情況的測定，取一定體積的發(fā)酵液，經(jīng)離心分離、反復(fù)洗滌后，_，再計算發(fā)酵罐中菌體的總重量。解析：微生物的初級代謝產(chǎn)物是微生物生存繁殖所必需的，而青霉素不是青霉菌生活所必需的，所以是次級代謝產(chǎn)物。對數(shù)期的青霉菌代謝旺盛，