高三生物选修课件精选.ppt

微生物的代谢,教学目标,1.微生物细胞内产生的代谢产物的种类和主要功能；,理解：,应用：,1.微生物代谢的调节方式,2.微生物代谢的人工控制；,工业生产广泛应用微生物，你知道最重要的原因是什么吗？,（一）微生物代谢的特点：,微生物的表面积体积的比值很大，约是同等重量的成人的30万倍，它对微生物有何意义呢？,（一）微生物代谢的特点：,代谢旺盛,微生物的表面积与体积比大，利于外界物质交换；对与物质的转化利用快。,思考：,1. 我们一般把怎样的一些物质称为微生物的初级代谢产物呢？ 2. 这些物质对微生物的生长、繁殖有何意义呢？ 3. 不同的微生物的初级代谢产物是否相同？,4 . 微生物的次级代谢产物呢？,（二）、微生物的代谢产物,是,否,一直产生,生长到一定阶段产生,否,是,细胞内,细胞内或外,氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等,抗生素、毒素、激素、色素,均在微生物细胞的调节下，有步骤产生,微生物的生命活动受什么调节,活性,合成,（三）、微生物代谢的调节：,酶合成的调节,酶活性的调节,.酶合成的调节：,组成酶与诱导酶的区别,.酶合成的调节：,组成酶与诱导酶的区别,组成酶是微生物细胞内一直存在的酶，它们的合成 只受遗传物质的控制,诱导酶则是在环境中存在某种物质的情况下能够合 成的酶它们的合成受遗传物质和诱导物的双 重调控,.酶合成的调节：,诱导酶,细胞内酶的种类增多,基因水平调节,控制酶的合成,间接、缓慢,既保证代谢需要，又避免细胞内物质和能量浪费,环境中存在葡萄糖时,环境中无葡萄糖而有乳糖时,大肠杆菌利用碳源的途径,.酶活性的调节：,所有酶（组成酶和诱导酶）,酶活性的可逆性改变,代谢水平调节，调节酶的活性,快速、精确,避免代谢产物积累过多,葡萄糖,中间产物,a酮戊二酸,谷氨酸,谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径,两种调节方式的区别与联系：,细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、准确控制代谢的正常进行。,（四）、微生物代谢的人工控制：,人工控制微生物代谢的有何目的？,（最大限度积累对人类有用的代谢产物）,讨论：,实例1：黄色短杆菌合成赖氨酸的途径,实例2：谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径,讨论：,综合以上信息，你认为怎样才能使得黄色短杆菌大量积累赖氨酸呢？,在生产实际中，究竟是如何通过改变微生物的遗传特性来达到最大限度的积累微生物的代谢产物的呢？,（改变微生物的遗传特性）,（可利用诱变育种和基因工程的方法）,如何使细胞内的谷氨酸不会抑制谷氨酸脱氢酶的活性？,（细胞内谷氨酸浓度下降）,如何使细胞内的谷氨酸浓度下降？,（将细胞内谷氨酸透出细胞）,如何细胞内谷氨酸通过细胞膜到达细胞外？,（改变细胞膜的透性）,四微生物代谢的人工控制,目的：,最大限度积累对人类有用的代谢产物,措施：,1.改变微生物的遗传特性,2.控制代谢条件（发酵条件）,（1）诱变育种,（2）基因工程育种,实例：,黄色短杆菌合成赖氨酸的途径,谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径,对需氧型微生物提供适宜的氧，以通气量和搅拌速度控制溶解氧量；厌氧微生物控制氧。,诱变处理，选择符合生产要求的菌种,过程加入酸、碱性物质，或在培养基调整适宜PH值后加入缓冲对；,注意控制温度，尤其注意降温（如冷却水），使温度控制在适宜的范围；,注意排除代谢产物，补充营养物质，一般采用连续培养技术；,二、微生物的代谢,（一.）微生物代谢的特点：,（二.）微生物的代谢产物：,1.初级代谢产物：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等,2.次级代谢产物：抗生素、毒素、激素、色素,（三.）微生物代谢的调节：,1.酶合成调节：主要为酶合成的诱导,2.酶活性调节：主要为酶活性的抑制,（四.）微生物代谢的人工控制：,1.目的,2.措施,3.实例,巩固练习：,1.测定3类细菌对氧的需要，让它们在3个不同的试管中生长，下图显示了细菌的生长层。据此判断：只能在有氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是-（ ）,B. 、,A.、,D.、,C.、,D,酶,酶,C,3.微生物的次级代谢产物是-（ ） A.氨基酸、多糖、抗生素、脂类； B.核苷酸、多糖、脂类 、激素； C.抗生素、脂类、色素、毒素； D.抗生素、毒素、激素、色素,D,4.下列说法不正确的是-（ ） A.初级代谢产物是微生物必需的物质 B.次级代谢产物并非是微生物必需的物质 C.次级代谢产物可在细胞的调节下产生 D. .初级代谢产物的合成无需代谢调节,D,6.下表列出了两种微生物生长所必需的生长因子和它们合成并释放的次级代谢产物。如果这两种微生物共同养在一个培养基中，它们之间最可能的关系是-（ ）,A.竞争 B.寄生 C.共生 D.腐生,C,布置作业：,1.初级代谢产物和次级代谢产物的比较中正确的是-（ ） A.初级代谢产物和次级代谢产物合成的起始时间不同 B.初级代谢产物具有菌种特异性 C.次级代谢产物对微生物的生命活动有重要作用 D. .初级代谢产物和次级代谢产物不能同时合成 2.关于微生物代谢的调节，正确的一项是-（ ） A.环境中存在某种物质时，微生物才能合成分解此物质的酶， 该酶一定是组成酶； B.某种代谢产物在细胞内的积累，将直接导致形成此物质的酶活性下降； C.只有改变微生物的遗传特性，才能实现对微生物代谢的人工控制； D.一般情况下，增大细胞膜的通透性，可解除代谢产物对酶活性的抑制；,A,D,4.关于组成酶的叙述正确的是-（ ） A.既有胞内酶，又有胞外酶； B.同时受遗传物质和营养物质的控制； C.是微生物细胞内经常存在的酶； D.大肠杆菌的半乳糖苷酶是一种组成酶； 5.下列关于微生物代谢的叙述正确的是-（ ） A.次级代谢产物是微生物生长和繁殖所必需的； B.将大肠杆菌从只用乳糖作碳源的培养基上转移到只用葡萄糖作碳源的培养基上，其细胞内半乳糖苷酶的合成就会停止； C.诱导酶一旦产生，其活性就一直保持下去； D.与酶合成调节相比，酶活性的调节是一种快速的调节方式；,C,BD,6.列表比较微生物代谢人工控制的方法：,对需氧型微生物提供适宜的氧，以通气量和搅拌速度控制溶解氧量；厌氧微生物控制氧。,诱变处理，选择符合生产要求的菌种,过程加入酸、碱性物质，或在培养基调整适宜PH值后加入缓冲对；,注意控制温度，尤其注意降温（如冷却水），使温度控制在适宜的范围；,注意排除代谢产物，补充营养物质，一般采用连续培养技术；,7.右图是黄色短杆菌合成赖氨酸途径示意图，请据图回答： （1）图中黄色短杆菌利用 合成赖氨酸、苏氨酸和。 （2）当和都积累过量时，就会抑制天冬氨酸激酶的活性，该过程属于调节。 （3）赖氨酸是人和动物的氨基酸，利用黄色短杆菌大量生产赖氨酸就必须抑制形成。 （4）科学家对黄色短杆菌进行处理，选育出不能合成的菌种，提高了赖氨酸的产量。该过程属于。 （5）黄色短杆菌合成的赖氨酸是代谢产物，它合成后存在的部位是在。,天冬氨酸,甲硫氨酸,苏氨酸,赖氨酸,酶活性,必需,苏氨酸,诱变,高丝氨酸脱氢酶,微生物代谢的人工控制,初级,细胞内,谷氨酸脱氢酶,酶活性,诱导酶,方案一：对谷氨酸棒状杆菌进行诱变处理，利用选择培养基，从中选育出不能合成谷氨酸脱氢酶的菌种；,方案二：利用基因工程手段，对控制合成谷氨酸脱氢酶的基因进行改造，使其不能合成谷氨酸脱氢酶；,讨论：,.微生物是否在所有场合、所有时间内都合成它们所能合成的全部酶类？这有何意义？,.组成酶、诱导酶合成的条件是什么？,.大肠杆菌乳糖代谢有何特点？大肠杆菌乳糖代谢基因的表达调控过程有何特点？,.根据原核生物基因表达调控过程，酶合成的调节属于哪种水平的调节方式？若诱导酶在没有诱导物的情况下也能合成，有哪些方法？,.诱导酶是否接受酶活性调节？,.通过书中酶活性调节