高考生物二轮复习 资料专题16 微生物及发酵工程教学案教师版

高考生物二轮复习资料专题16 微生物及发酵工程教学案

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2013高考生物二轮复习精品资料专题16 微生物及发酵工程（教

学案，教师版）

【2013考纲解读】（1）微生物的分离和培养（2）某种微生物数量的测定（3）培养基对微生物的选择利用

（4）利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用【知识网络构建】

【重点知识整合】

一、细菌的结构与生理特征结构与生理细菌的结构细菌的拟核质粒状细胞器芽孢细菌的繁殖菌落细胞群体

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特征基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核特殊结构：荚膜、鞭毛和芽孢由一个大型的环状DNA构成，控制细菌的主要性状几个到几百个小型环状DNA，控制抗药性、固氮、抗生素生成等性只有核糖体，无其他细胞器一些细菌在细胞内形成的对不良环境具较强抗性的休眠体主要是二分裂细菌在固体培养基上形成的一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子不同种类的细菌所形成的菌落，在大小、形态、光泽度、颜色、菌落特点硬度、透明度等方面具有一定特征，是菌种鉴定的重要依据细菌的运动【特别提醒】

①构成细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖而不是纤维素，用纤维素酶不能除去细菌细胞壁。

②二分裂不是有丝分裂，只有真核细胞才能进行有丝分裂。

③青霉素等抗生素能抑制细菌细胞壁的合成，但不能影响真菌细胞壁的合成，因此应用含有抗生素的培养基可分离出同细菌混杂在一起的真菌。

④除去细菌细胞壁的酶是溶菌酶。二、病毒的特点

1．形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察到，一般都可通过细菌过滤器。 2．没有细胞结构，无细胞壁，因此对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感；

无产能酶系和蛋白质合成系统，因此不能独立进行代谢活动，必须寄生在活的宿主细胞中。

3．其主要成分仅有核酸和蛋白质两种，且每一种病毒只含有一种核酸，不是DNA就是RNA。

4．在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸、蛋白质装配的形式进行增殖，不存在个体的生长和二分裂等细胞繁殖方式。

5．离体状态下，能以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶。三、自养微生物和异养微生物的营养比较营养类型碳源氮源 NH3、铵盐、硝酸盐等生长因子一般不需要有些种类需要有鞭毛的可以运动自养型微生物 CO2、NaHCO3 异养型微生物糖类、脂肪酸等铵盐、硝酸盐、蛋白质等 1.自养微生物与异养微生物类型划分的主要依据是能否以无机碳作为生长的主要或唯一碳源，而与氮源无关。自养微生物以CO2或碳酸盐为唯一碳源进行代谢生长；异养微生物必须以有机物作为碳源进行代谢生长。

2．自养微生物的能源 (1)利用光能，如蓝藻等。

(2)依靠物质氧化过程中释放的能量，如硝化细菌，能利用NH3氧化过程中释放的化学

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能，NH3既作为氮源，又作为能源。

3．异养微生物的能源：主要来源于有机物的氧化分解，碳源不仅为异养微生物提供构成细胞的物质，而且提供完成整个生命活动所需的能量。

4．根据微生物的碳源和能源，将微生物的营养类型归纳如下表：营养类型光能自养型光能异养型化能自养型化能异养型四、不同培养基的比较培养基类用途型一般培养基生产、培养等依微生物生长依据培养基生产谷氨酸用的培养基选择金黄色葡选择培养分离菌种加入某种化学物质基制不需要的微生加入高浓度食盐物的生长鉴别是否有大鉴别培养鉴别菌种基化学药品代谢特点加入伊红和美蓝【特别提醒】选择培养基的应用：选择培养的目的是从众多微生物中分离所需微生物。①在培养基中加入某种化学物质可以做到这一点，如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。

②培养基中成分的改变也可达到分离微生物的目的，如培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。③当培养基的各种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果，如石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的。

五、初级代谢产物与次级代谢产物的比较

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主要(或唯一)碳源 CO2 有机物 CO2 有机物能源光能光能无机物有机物代表菌蓝藻红螺菌硝化细菌大肠杆菌制法原理举例需要配置原则配制的配制促进所需微生物的生长，抑萄球菌的培养基中加入指示剂或依微生物的肠杆菌的培养基中内容生长繁殖是否初级代谢产物是次级代谢产物否生长到一定阶段产必需不同点种的特异性分布相同点

【特别提醒】①判断初级和次级代谢产物的主要依据是微生物生命活动是否必需，如乳酸是乳酸菌无氧呼吸的产物，是始终产生的，但其并非乳酸菌生命活动所必需，因此乳酸是乳酸菌的次级代谢产物。

②抗生素是真菌产生的一种次级代谢产物，有杀菌、抑菌作用，但它与抗毒素(抗体)、干扰素(淋巴因子)是完全不同的。

六、微生物的代谢调节及人工控制 1．微生物代谢调节类型酶合成的调节项目调节对象调节结果区别调节效果调节机制的合成，增加酶的数量联系性，不涉及酶量变化同时存在、密切配合、高效准确地控制代谢的正常进行诱导酶使细胞内酶的种类增多间接而缓慢基因水平调节，控制酶组成酶和诱导酶使已有酶的活性发生改变直接而迅速、精细代谢水平调节，调节酶的活酶活性的调节实例糖、脂类、维生素等均在微生物细胞的调节下有步骤地产生色素等无细胞内氨基酸、核苷酸、多有细胞内或细胞外抗生素、毒素、激素、产生阶段一直产生生【特别提醒】①组成酶在细胞内一直存在，它的合成只受基因控制；诱导酶只有环境中有诱导物时才能合成、存在，它的合成受基因与诱导物的共同控制。

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②酶活性的调节属于抑制——反馈机制。即微生物细胞代谢过程中的终端产物达到一定浓度时，通过与代谢途径中的某个酶或某些酶发生可逆性结合，来抑制其活性，因此这种调节快速、精确，避免了代谢产物积累过多。

2．微生物的人工控制控制对象微生物的遗传特诱变处理，选择符合生产要求的菌种性对需氧型生物保证氧的供应，厌氧型生物控制氧的供应，以通气溶氧量和搅拌速度控制溶氧 pH 温度加酸、加碱或加缓冲液注意降温，使温度控制在所培养微生物的最适温度控制方式七、微生物群体生长规律 1．研究方法

(1)条件：①只接种一种细菌，以免杂菌干扰。②恒定容积的液体培养基：易于取样和计数。 (2)方法：取样调查法(测细菌细胞数或测重量)。 2．模型(生长曲线)及解读

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【特别提醒】①在调整期合成大量的酶，这些酶主要是诱导酶，因为这是在新环境下经诱导产生的。

②细菌的繁殖方式为二分裂，所以在对数期生长曲线呈指数增长。

③不要把生长曲线看成是自然种群的增长曲线，因为自然种群不存在衰亡期。但调整期和对数期类似于自然种群的“J”型增长，而纵观调整期、对数期和稳定期正好反映了“S”型增长。

八、影响微生物生长的环境因素环境因素温度和核酸的结构影响酶的活pH 性和膜的稳定性真菌：5.0～7.5 受阻 37 ℃细菌：6.5～酶失活或膜的稳定性改变，新陈代谢和核酸的结构发生不可逆的破坏影响的原因影响蛋白质最适条件 25～不适宜因素导致的结果低温时反应速率降低，高温时蛋白质 6

【特别提醒】①在调整期合成大量的酶，这些酶主要是诱导酶，因为这是在新环境下经诱导产生的。

②细菌的繁殖方式为二分裂，所以在对数期生长曲线呈指数增长。