选修5-2

酶合成的调节
酶活性的调节 已有酶(组成酶和 诱导酶)

2.酶合成与酶活性的调节的比较
调节的机 制
区 调节的结 果 调节的特 点 调节水平 意义
调节的对 象
诱导酶
本质是基因表达的调控， 调节酶的合成
细胞内酶的种类 增多 间接而缓慢 基因水平
代谢产物与酶可逆性结合 ，使酶的结构产生可 逆性改变
细胞内酶的活性发 生变化 直接、精细而迅速 代谢水平 避免代谢产物大量 积累


(2009年上海生物)在光照下，将等细 胞数量的衣藻和大肠杆菌分别接种到只含 无机盐的培养液中培养，结果是(虚线和 实线分别表示大肠杆菌和衣藻的生长曲线) ( )
【解析】 衣藻是自养型生物，可以利用 无机物制造有机物，所以放在只含无机盐 的培养液中可以存活并繁殖。大肠杆菌是 异养型生物，必须利用现成的有机物，而 培养液中无有机物，所以不利于大肠杆菌 的生存。 【答案】 C
课时2
微生物的代谢和生 长
一、微生物的代谢 代谢异常旺盛 1．特点： 。 2．原因：相对表面积大，有利于迅速与 外界环境进行物质交换，对物质的转化利 用快。

二、微生物的代谢产物 1．初级代谢产物 代谢活动 (1)定义：指微生物通过 产 生的、自身生长和繁殖所必需的物质。 整个生命活动一直产生 (2)产生时 基本相同 期： 。 维生素 (3)特点：在不同种类微生物中，种 类 。 (4)举例：氨基酸、核苷酸、多糖、脂质、 等。
种群数 量变 化
不立即 繁殖
形成原 因
对环境的短暂调整 或适应
生存条件适 宜，营养 充足
生存条件极度 恶化
菌体特 征
体积增长较快
个体的形态 和生理特 性稳定
出现多种形态 甚至畸形 ，有些细 胞开始解 体

(2009年全国Ⅰ)下图是某种微生物体 内某一物质代谢过程的示意图。下列有关 酶活性调节的叙述，错误的是 ( ) A．丁物质既是酶③催化生成的产物，又 是酶③的反馈抑制物 B．戊物质通过与酶④结合导致酶④结构

(3)稳定期：新增加的细胞数目和死亡的 动态平衡 细胞数目达到 ，细菌数目达到 次级代谢 最高峰，细胞内大量积累 产物的时期。 活菌数目 (4)衰亡期：细菌死亡的速率大于繁殖的 速率， 急剧下降的时期。

4．影响因素 (1)温度：每种微生物只能在一定的温度 25～37 ℃ 范围内生长，微生物生长最旺盛的温度 为 。 活性、细胞膜 (2)pH：超过最适pH范围，就会影响酶的 的稳定性等。

4．(2009年全国卷Ⅱ)利用微生物分解玉 米淀粉生产糖浆，具有广阔的应用前景。 但现在野生菌株对淀粉的转化效率低，某 同学尝试对其进行改造，以获得高效菌株。 (1)实验步骤： ①配置______________________(固体、 半固体、液体)培养基，该培养基的碳源 应为__________________。 ②将______________________接入已 灭菌的培养基平板上。 ③立即用适当剂量的紫外线照射，其目的

【答案】 (1)微生物的表面积与体积的 比很大，使它们能够迅速与外界环境进行 物质交换，细胞内物质的转化效率高 温 度、pH、溶氧量等 (2)调整 细菌的代谢活动及体积增长较 快，大量合成细胞分裂所需要的酶类、 ATP及其他细胞成分 连续培养 ③ (3)①抽样检测或取样调查 ②随机取样 平均值 ③2 500
别
既保证代谢需要，又避免 物质和能量的浪费， 增强适应性
二、微生物群体生长的规律 1．研究微生物生长规律的方法步骤 (1)将少量的某种细菌接种到恒定容积的 液体培养基中，并置于适宜的条件下培养。 (2)定期取样测定培养基里的细菌群体的 生长情况。 测定方法： ①计算单位体积的细菌数目。 ②称量细菌菌体的湿重或烘干后称干重， 再由此计算出细菌总重量。 ③绘制生长曲线。以时间为横坐标以细菌


种群数量增长率与微生物群体生 长的增长率比较如下图所示。
(1)有限环境中种群增长率的变化A点时种 群数量为，此时增长率最大；B点时种群 数量为K，此时增长率为零。 (2)微生物群体生长的增长率变化OA—— 调整期，AC——对数期，CD——稳定期， DE——衰亡期

(1)验证大肠杆菌分解乳糖的酶是诱导酶 在用葡萄糖和乳糖作碳源的培养基上培养 大肠杆菌，大肠杆菌只利用葡萄糖，在只 含乳糖作碳源的培养基上培养大肠杆菌， 大肠杆菌可利用乳糖。 (2)探究微生物生长的最适环境因素 利用液体培养基，通过控制不同的环境条 件，设置一系列不同的温度(或pH)条件下


1．酒精属于酵母菌的何种代谢产物？
四、微生物的生长 微生物的群体 1.研究对象： 。 恒定容积 2．研究方法：将少量的某种细菌接种到 定期 的液体培养基中，并置于适宜的条件下培 养，然后 取样测定培养基里细菌群体 的生长情况。 3．生长规律 快速分裂 (1)调整期：细菌对新环境的适应阶段。 (2)对数期：细菌的 阶段。

(3)

2．测定细菌群体生长的常用方法有哪些？
思考探讨提示： 1．次级代谢产物。 2．①测重量：干重法、湿重法。②测细 菌的细胞数目：血球计数板法，染色涂片 计数法。


一、微生物的代谢产物及代谢调节 内容 初级代谢产物 次级代谢产物
生长繁殖是否必需 产生阶段 不同 点 是否具有种类的特 异性 分布 产物 是 一直产生 否 细胞内 氨基酸、核苷酸、 多糖、脂质、维 生素等 否 生长到一定阶段 产生 是 细胞内或外界环 境中 抗生素、毒素、 激素、色素等

【解析】 (1)利用微生物分解玉米淀粉 生产糖浆，首先一步应是配制固体培养基， 其碳源是玉米淀粉；其次要将野生菌株接 种到培养基上；用紫外线照射的目的是对 野生菌株进行诱变处理；加碘液是为了检 验淀粉有没有被分解，如果颜色变浅，说 明淀粉被分解了，这种菌落即为初选菌落。 (2)依题意，菌株Ⅰ淀粉酶的催化活性高， 说明该突变发生在编码区，菌株Ⅱ淀粉酶 的蛋白含量高，说明该突变发生在非编码 区。 【答案】 (1)①固体 玉米淀粉 ②野


2．微生物的生长曲线与生长速率曲线

3．微生物生长曲线各时期的特点
时期 特点
1.调整期
2.对数期 快速分裂， 以等比数 列的形式 增加
3.稳定期 繁殖速率与 死亡速率 相等，活 菌数量最 大 生存条件相 对恶化(营 养物质消 耗、有害 代谢产物 积累、pH 变化等) 开始出现芽 孢
4.衰亡期 死亡速率超过 繁殖速率 ，培养基 中活菌数 目急剧下 降


三、微生物代谢的调节 1．酶合成的调节 (1)酶的种类：组成酶和诱导酶，前者的 遗传物质 合成只受 某种物质 的控制，而后者的合成既 受遗传物质的控制，又受环境中 细胞内物质和能量 的诱导。 (2)意义：既保证代谢的需要，又避免 的浪费，增强微生物对 环境的适应能力。

2．酶活性的调节 活性 (1)微生物能够通过改变已有酶的 来调节代谢速率。例如，谷氨酸棒状杆菌 所产生的谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的调节。 快速精细 (2)特点：是一种 的调节方 式。 3．人工控制：控制措施包括改变微生物 的遗传特性，控制生产过程中的各种条件。


如下坐标图表示某一恒定容器中培养的微 生物的生长速率曲线。
(1)与其他生物比较，微生物代谢非常旺 盛，其原因是 _______________________。 影响微生物生长的环境因素包括

(2)图中①段表示________期；处于该时 期的微生物表现出的特点是________。 如果想延迟④段表示的时期的出现，可以 采用________的方法；如果想获得大量 次级代谢产物，则应使曲线保持在 ________段。 (3)为了测定培养液中细菌的数目，将500 视野 1 视野 2 视野 3 视野 4 个红细胞与5 mL该培养液混匀，然后制 21 17 22 20 红细胞数 片观察，进行随机统计结果如下：

C．当丁物质和戊物质中任意一种过量时， 酶①的活性都将受到抑制 D．若此代谢途径的终产物不断排出菌体外， 则可消除丙物质对酶①的抑制作用

【解析】 由该示意图可知：物质丙、丁、 戊过量，分别会与酶①、酶③、酶④结合 导致其结构变化而活性下降。若此代谢途 径的终产物丁和戊不断排出菌体，则酶③、 酶④的活性正常，丙物质也不会因过量而 对酶①活性产生抑制作用。若丁或戊中一 种物质过量时，不影响丙物质的正常代谢， 故酶①的活性不受影响。 【答案】 C

④菌落形成后，加入碘液，观察菌落周围 培养基的颜色变化和变化范围的大小。周 围出现________________________现 象的菌落即为初选菌落。经分离、纯化后 即可达到实验目的。 (2)若已得到二株变异菌株Ⅰ和Ⅱ，其淀 粉转化率较高。经测定菌株Ⅰ淀粉酶的催 化活性高，菌株Ⅱ的淀粉酶的蛋白含量高。 经进一步研究发现，突变发生在淀粉酶基 因的编码区或非编码区，可推测出菌株Ⅰ 的突变发生在________区，菌株Ⅱ的突

3．(2010年河南省三门峡市阶段性考试) 诱导酶的总量约占细胞蛋白质含量的10%。 通过微生物代谢的调节，微生物可最经济 地利用营养物质，并做到“既不缺乏也不 剩余”。以下说法正确的是 ( ) A．所谓“既不缺乏也不剩余”指的是酶 合成的调节，并不包括酶活性的调节 B．诱导酶的合成只受环境中诱导物的调 节 C．通过改变微生物膜的通透性而调节物 质出入细胞，这是人工对酶活性的调节

细菌个数
102
98
106
94
请据表回答下列问题： ①本调查采用了种群密度调查中的 __________(方法)的原理。 ②在选择视野时，关键除应考虑视野的大 小和数量外，还应注意________；计算 细菌密度时应取各视野的________。 ③该5 mL培养液共含有细菌大约 ________个。


1．(2009年重庆卷)下列有关大肠杆菌的 叙述，正确的是 ( )
A．大肠杆菌以复制方式进行繁殖，其拟 核是一个环状DNA分子 B．在含葡萄糖和乳糖的培养基上，大肠 杆菌首先利用乳糖作碳源 C．用大肠杆菌工程菌生产干扰素时，应




【解析】 大肠杆菌以二分裂方式进行繁 殖；在含葡萄糖和乳糖的培养基上，大肠 杆菌存在分解葡萄糖的组成酶和分解乳糖 的诱导酶，分解葡萄糖的组成酶一直存在， 只有葡萄糖分解完后，乳糖才能诱导产生 分解乳糖的诱导酶，所以大肠杆菌首先利 用葡萄糖作碳源；大肠杆菌的生长不需要 生长因子；处于对数期的大肠杆菌生长繁 殖活跃，代谢稳定，常作为生产用的菌种 和科研的材料。此题为中易题，识记理解 类。

2．消毒和 灭菌是两个不同的概念。灭菌是指彻底杀 灭微生物使其永远丧失生长繁殖的能力， 消毒仅指杀死一部分对人体有害的病原菌 而对被消毒的物体基本无害。下列哪些事 物适用于消毒处理 ( ) ①皮肤 ②饮用水 ③牛奶 ④注射器 ⑤培养皿 ⑥接种环

【解析】 消毒指用比较温和的方法杀死 微生物的营养细胞，适用于那些不耐高温 的液体，如牛奶、果汁、酱油，这样可以 使其中的营养成分不被破坏。另外对要求 不是很严格的皮肤、。 【答案】 A

2．次级代谢产物 (1)定义：指微生物生长到一定阶段才产 生的化学结构十分复杂、对该微生物无明 生长和繁殖 显生理功能，或并非是微生物 稳定期 所必需的物质。 不同 (2)产生时期： 。 抗生素 (3)特点：不同种类微生物中，种 类 。 (4)举例： 、毒素、激素、色素 等。