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2019-2020年高中生物選修微生物基礎 一、考點內(nèi)容全解 （一）本講考點是什么？ 1．微生物的類群 （1）微生物的概念及類群 微生物是指形體微小、結構簡單，通常要用光學顯微鏡和電子顯微鏡才能看清楚的生物，統(tǒng)稱為微生物。它包括有非細胞生物，如病毒、類病毒、朊病毒；細胞生物，又可分為原核生物，如細菌、放線菌、支原體、衣原體、立克次氏體、藍細菌（藍藻）；真核生物，又可分為真菌，如酵母菌、霉菌、大型真菌(蘑菇、靈芝等)，顯微藻類，原生動物(變形蟲、草履蟲)。 （2）細菌、放線菌、病毒結構和增殖 ①細菌 ②放線菌 ③病毒 [特別提示] ①細菌細胞壁主要成分是肽聚糖； ②質(zhì)?；颍刂萍毦目顾幮?、固氮和抗生素的形成； ③光合作用、有氧呼吸作用、生物固氮作用的酶分布在細菌細胞膜上，這些生理活動都是在細胞膜上進行； ④病毒可分為真病毒（DNA或RNA＋衣殼）、類病毒（僅RNA）、朊病毒（Prions，蛋白致病因子） ⑤菌落是由同種單個或少數(shù)細菌繁殖而成的肉眼可見的子細胞群體（細胞克隆）； ⑥細菌、放線菌、病毒繁殖方式分別是二分裂繁殖方式、孢子生殖和增殖（吸附→注入→合成和復制→組裝→釋放） 2．微生物的營養(yǎng)、代謝和生長 （1）微生物的營養(yǎng) ①培養(yǎng)基五大營養(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，構成細胞成分 無機化合物：CO2、NaHC O3；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：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 a．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 b．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，加入某種指示劑化學物質(zhì)，用于微生物的鑒別 （2）微生物的代謝 種類 特點 意義 代謝產(chǎn)物 初級代謝 生長全過程產(chǎn)生如氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素等 生長、繁殖必需 次級代謝 生長一定階段以后產(chǎn)生如抗生素、毒素、激素、色素等 對自身無明顯生理作用 代謝調(diào)節(jié) 酶合成的調(diào)節(jié) 組成酶的合成不受誘導物影響，而誘導酶只有在誘導物的存在時才合成如乳糖操縱子模型中有關酶的合成 保證代謝需要、避免物質(zhì)和能量的浪費、增強對環(huán)境的適應 酶活性的調(diào)節(jié) 產(chǎn)物與酶結合使酶的結構變化使活性改變；調(diào)節(jié)快速、精細（靈敏）、變化可逆 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 控制代謝產(chǎn)物，加快反應速度，提高產(chǎn)率 控制發(fā)酵條件 主要通過溫度、pH值、氧影響酶的活性 （3）微生物的生長（生長曲線略） 時期 成 因 特 點 應用與其他 調(diào)整期 適應新環(huán)境 不立即繁殖，菌體增長，代謝活躍，為細胞分裂作準備 時間長短與菌種和培養(yǎng)條件有關 對數(shù)期 條件適宜，快速繁殖 個體形態(tài)和生理特性穩(wěn)定 生產(chǎn)用菌種，科研材料 穩(wěn)定期 生存條件惡化 活菌數(shù)量最大，代謝產(chǎn)物大量積累，出現(xiàn)芽孢 改善和控制條件改善和控制條件穩(wěn)定期 衰亡期 生存條件極度惡化 死亡超過繁殖出現(xiàn)畸變 裂解，釋放產(chǎn)物 （二）考點例析 [例1] 乳酸菌與酵母菌相比較，前者最顯著的特點是 （ ） A．無各種細胞器 B．無成形的細胞核 C．無DNA D．不能進行無氧呼吸 [解析] 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。解答此類題目需從以下幾步入手分析：第一步，明確題目中的乳酸茵為細菌，屬原核生物；酵母菌為真菌，屬真核生物。第二步，明確原核生的與真核生物在細胞結構上的主要區(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，酵母茵為兼性厭氧型。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 [例2] 根據(jù)下表某培養(yǎng)基的配方回答問題： 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 伊紅 美藍 蒸餾水 pH 10g 5g 5g 2g 0.4g 0.065g 1000 7.2 （1）該培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)有 類；碳源是 ，氮源是 ，生長因子是 。 （2）按物理性質(zhì)分，該培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基，按用途則屬于 培養(yǎng)基。 （3）若此培養(yǎng)基用于培養(yǎng)大腸桿菌，則會呈現(xiàn) 色反應。 （4）該培養(yǎng)基可培養(yǎng)的微生物同化作用類型屬于 。 [解析] 解答該題需從如下幾步人手分析：第一步，微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)共有碳源、氮源、生長因子、水和無機鹽五大類。碳源是提供碳元素的營養(yǎng)物質(zhì)，有有機的、無機的，氮源是提供氮元素的，也有無機和有機兩類；生長因子則是微生物生長不可缺少的微量有機物。第二步，培養(yǎng)基按物理性質(zhì)可分為液體、半固體、固體等，按用途可分選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基等，此培養(yǎng)基中的伊紅美藍用于鑒別大腸桿菌。第三步，此培養(yǎng)基中含有多種有機物，可供培養(yǎng)異養(yǎng)型微生物，其中天然物質(zhì)蛋白胨含豐富的營養(yǎng)成分，可為細菌的提供生長因子。綜合上述分析得出答案。 [答案] （1）五 蛋白胨、乳糖、蔗糖；蛋白胨；蛋白胨 （2）液體 （3）鑒別 （4）異養(yǎng)型 [例3] 右圖是某種細菌的生長曲線。請據(jù)圖回答： （1）圖中生長曲線形成的條件為 （2）BC段表示的是 期，該時期與種群增長的 曲線相似，其形成的條件是 （3）AD段與種群增長的 曲線相似，其形成的條件 是 （4）從生存斗爭角度考慮，種內(nèi)斗爭最激烈的是 期， 對應曲線的 段，形成這一態(tài)勢的主要生態(tài)因素 （5）生產(chǎn)上要想擴大培養(yǎng)需選用 段的菌體，如要獲得較多的產(chǎn)物則應注意縮短 段的時間，延長 段的時間，延長的方法是進行 培養(yǎng)，采取的主要措施是 （6）衰亡期對應圖中 段，該期的特點主要是 [解析] 本題主要考查細菌生長曲線規(guī)律及其應用。 [答案] （1）少數(shù)某種細菌接種到恒定容積的液體培養(yǎng)基中 （2）對數(shù)J型 營養(yǎng)物質(zhì)充足，培養(yǎng)條件理想 （3）S型 營養(yǎng)物質(zhì)、環(huán)境條件是有限的 （4）穩(wěn)定 D生存空間有限、pH發(fā)生變化、溫度升高、溶氧減少等 （5）BC；AB；CD；連續(xù)；以一定速度添加新培養(yǎng)基、放出舊培養(yǎng)基，加人pH緩沖物質(zhì)，攪拌散熱、增加溶氧等 （6）DE；死亡率超過繁殖率、出現(xiàn)畸變、細胞解體等。 [特別提示] 一定要理解形成“J”、“S”、“幾”字形三種曲線的條件。 二、方法技巧規(guī)律 近幾年高考命題集中在微生物的概念和類群、微生物的營養(yǎng)、代謝和生長。由于本講內(nèi)容與人們?nèi)粘Ｉ盥?lián)系緊密，預計未來高考題目將是高中生物學知識綜合的載體，突出微生物和發(fā)酵工程在生產(chǎn)生活中的應用。因此在復習過程中應該做到綜合運用高中生物學知識，正確理解微生物的概念、微生物所包括的生物類群、各種微生物的結構、代謝和繁殖等主干知識。 章節(jié) 知識滲透點 生命的物質(zhì)基礎 微生物的營養(yǎng)（五大營養(yǎng)素） 細胞 原核、真核細胞的結構 新陳代謝 酶特性、呼吸作用、新陳代謝類型 生殖 裂殖、孢子生殖、出芽生殖 遺傳變異進化 DNA復制、基因突變 生態(tài)學 生產(chǎn)者、消費者、分解者；細菌種群增長曲線 免疫 抗原決定簇、體液免疫和細胞免疫 生物固氮 固氮微生物 基因工程 基因工程運載體和受體、運用基因工程構建工程菌 細胞工程和發(fā)酵工程 運用細胞工程構建工程菌、發(fā)酵條件的控制 [例4] （2003全國高考理綜題）生物體內(nèi)葡萄糖分解代謝過程的圖解如下： 據(jù)上面的圖解回答： （1）反應①②③④中，可在人體細胞中進行的是 。 （2）糧食貯藏過程中，有時會發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象，這是因為 。 （3）在微生物體內(nèi)丙酮酸可以轉化為α－酮戊二酸，該酸在酶的催化下可以轉化為谷氨酸，當谷氨酸增多并與酶結合時，可導致谷氨酸合成減少，其原因是 。 [解析] 該題屬于知識整合型類，考查有氧呼吸、厭氧呼吸的過程及其相互聯(lián)系，以及微生物酶活性的調(diào)節(jié)。有氧呼吸是高等動植物的主要呼吸方式。葡萄糖是呼吸作用的主要原料。有氧呼吸、厭氧呼吸的第一階段（糖酵解）完全相同，即一分子葡萄糖在細胞質(zhì)基質(zhì)分解為2分子丙酮酸，脫去4[H]，生成2分子ATP。此后的反應視不同的生物（具不同的厭氧呼吸酶）、不同的反應條件（有氧或無氧）而定：人體細胞主要發(fā)生氧呼吸，即將丙酮酸轉入線粒體，最終徹底分解為CO2、H2O，并釋放大量能量；若在缺氧條件下如劇烈運動的肌細胞可生成乳酸，乳酸又可通過“乳酸循環(huán)”在肝細胞中轉變?yōu)楸幔罱K可生成葡萄糖。代謝過程中產(chǎn)生的物質(zhì)如谷氨酸與酶結合，使酶的結構發(fā)生變化，抑制酶的活性，所以導致谷氨酸合成減少。 [答案] （1）①、②、④ （2）呼吸作用產(chǎn)生水 （3）酶的活性受到抑制 [特別提示] 平時學習和復習時，應當隨知識、方法、能力的增加，注意總結、歸納、整合，形成結構化的知識、方法和能力體系。