【优化方案】高考生物总复习 第5章第2讲微生物的代谢和生长课件 大纲人教版选修.ppt

第2讲微生物的代谢和生长 高频考点突破 实验专题探究 命题视角剖析 第2讲微生物的代谢和生长 基础自主梳理 即时达标训练 基础自主梳理 一 微生物的代谢1 代谢特点 代谢异常旺盛 原因是微生物的 与 的比很大 使它们能够迅速与外界环境进行物质交换 2 微生物的代谢产物 根据代谢产物与微生物生长繁殖的关系 可分为初级代谢产物和次级代谢产物 表面积 体积 生长繁殖 细胞内 外 无 3 酶合成的调节 1 酶的种类 组成酶 细胞内一直存在的酶 其合成只受 控制 诱导酶 环境中存在某种物质的情况下 才能够合成的酶 2 酶合成调节 调节对象 的合成 调节方式 在环境中存在某种物质时合成 举例 大肠杆菌在环境中只有乳糖作碳源时 才能合成半乳糖苷酶 意义 避免物质和能量的浪费 保证了 需要 增强了对环境的适应能力 遗传物质 诱导酶 代谢 4 酶活性的调节 1 调节对象 酶的活性 2 调节者 该酶催化反应的直接产物或间接产物 3 调节方式 酶的催化产物改变 产物积累时 产物与酶结合 使酶的结构产生变化 酶的活性降低 产物消耗而使浓度下降时 代谢产物与酶脱离 酶结构恢复 从而使酶的活性恢复 当两种产物共同调节酶活性时 必须两种产物同时积累过度才能使酶的活性下降 4 调节特点 快速 精细的调节方式 酶的活性 思考感悟酶活性的调节 是什么物质起调节作用 调节了什么物质的活性 提示 酶的催化产物 调节了酶的活性 5 微生物代谢的人工控制 诱变 通气量 搅拌速度 缓冲液 二 微生物的生长1 微生物的生长是指微生物细胞 与结构在数量上有规律按比例的增加 在实际工作中 常以 为单位来研究微生物的生长 化学成分 微生物群体 2 微生物生长的测定研究步骤 人工培养 测定生长 1 微生物群体生长的测定方法 测定细菌的细胞数目 样品与等量的已知含量的 混合 用 计数 得出细菌与红细胞的比例 推算出单位体积内的细菌数 测重量 计算细胞 分为测量 和 定期取样 红细胞 显微镜 总重量 干重 湿重 2 微生物群体的生长曲线可以分为四个时期 调整期 衰亡期 3 影响微生物生长的环境因素 1 温度 最适温度是 2 ph 细菌为 真菌为5 0 6 0 3 氧气 对数期 稳定期 25 37 6 5 7 5 高频考点突破 1 组成酶与诱导酶是两个相对的概念 一种酶在某种微生物内是组成酶 在另一种微生物内可能是诱导酶 2 组成酶与诱导酶都是胞内酶 在不同环境中产生的组成酶相同 诱导酶不同 3 酶活性的调节是一种负反馈调节 其特点是使酶暂时失去催化能力 从而使代谢作用迅速停止 参与反馈抑制调节的开关是代谢途径的终产物 4 酶活性调节过程中代谢产物不一定直接与催化其形成的酶结合来影响其活性 名师点拨 根据微生物产生某种酶所需的条件可判断该酶是组成酶 还是诱导酶 根据酶活性调节的机制可以通过改变微生物的遗传特性或及时分离代谢产物 从而最大限度地获得目的产物 即时应用 随学随练 轻松夺冠 1 2009年高考全国卷 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 催化生成的产物 又是酶 的反馈抑制物b 戊物质通过与酶 结合导致酶 结构变化而使其活性下降c 当丁物质和戊物质中任意一种过量时 酶 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 可消除丙物质对酶 的抑制作用 解析 选c 仔细分析题图可以得出 丙物质分别在酶 和酶 的催化下生成丁物质和戊物质 且丁物质对酶 起抑制作用 戊物质对酶 起抑制作用 若此代谢的终产物丁 戊不断排出菌体外 则丙可以通过酶 和酶 代谢而不会对酶 起抑制作用 a b d选项均正确 丁物质或戊物质只有一种过量时 丙物质可以通过不过量的途径代谢而不会对酶 起抑制作用 c选项错误 名师点拨 细菌的生长曲线与种群数量变化曲线的比较 细菌的生长曲线与种群的数量变化曲线均以时间为横坐标 但细菌生长曲线纵坐标是细菌数目的对数 种群数量变化曲线纵坐标是种群数量 细菌生长曲线根据群体生长规律可分为四个时期 细菌生长曲线的 调整期 对数期 与种群数量变化的 j 型曲线相似 调整期 对数期 稳定期 与种群数量变化的 s 型曲线相似 细菌生长曲线中 种内斗争最激烈的阶段是稳定期 与无机环境斗争最激烈的阶段是衰亡期 调整期和对数期种内斗争很小 产生初级代谢产物的最佳时期是调整期 产生次级代谢产物的最佳时期是稳定期 而提取代谢产物的最佳时期则为稳定期 即时应用 随学随练 轻松夺冠 2 细菌培养在甲培养基中 测得细菌种群生长速度的变化曲线如图 请你仔细分析曲线所包括的内容 分析当细菌生长处于 时期时 取少量的细菌 接种在营养成分与甲不同 但适合该种细菌生长的乙培养基中 则图示中 时期为 期 出现芽孢的时期为 中的 期 在接种后的最初一段时间内 细菌在乙中的状况与原在甲中的状况相比 一般不发生改变的是 就以上三项 下列叙述正确的是 a 对数 细胞分裂速度b调整 细胞的大小c 对数 组成酶种类d 对数 诱导酶种类解析 选c 组成酶的合成是由遗传物质控制的 与营养物质无关 芽孢应形成于稳定期 图中的 时期 实验的评价与修正1 实验评价类的解题方法实验评价类题是对给出的实验理论 实验步骤等进行诊断分析 找出不足并予以纠正 解题方法可采用 五看 诊断法 实验专题探究 2 实验设计修正类题目的解题方法实验设计的修正 就是在发现问题的基础上提出正确的方案 发现问题是基础 修正是目的 解题时对自己的修正方案要注意反思检查 有没有科学性的错误 包括实验原理的科学性 实验材料选择的科学性 实验方法的科学性 实验结果处理的科学性等 实战演练 专项提能 小试牛刀 水华是因蓝藻爆发所致 科研人员尝试利用某种细菌限制蓝藻数量 相关实验如下图 图 表示实验步骤 请回答问题 1 从细胞结构的特点与复杂程度上看 蓝藻属于 细胞 从生态系统的营养结构上看 蓝藻处于 蓝藻的代谢类型通常是 2 引发水华的蓝藻可产生蓝藻毒素 蓝藻毒素 是 不是 蓝藻生长 繁殖所必需的物质 蓝藻毒素对人是一种致癌因子 可使原癌基因 导致正常细胞发生癌变 3 图中 通常使用的是 中已培养至 期的蓝藻和溶藻细菌 4 图中 实验组在每个培养皿中 如果做三个重复实验 可采取的做法是 为完善实验设计方案 应增设对照组 可采取的做法是 5 蓝藻通常呈蓝绿色 观察实验结果 发现培养皿中出现褪色空斑 说明蓝藻 解析 蓝藻属于原核生物 所有的蓝藻都含有一种特殊的蓝色色素 蓝藻就是因此而得名的 蓝藻毒素是由一种水中有害藻类分泌的物质 有一定的致癌作用 可以激活原癌基因 溶藻细菌可以通过分泌溶解纤维素的酶和胞外杀藻物质 抢夺营养物质等方式杀死藻类 可通过实验加以验证 解题时要注意实验设计的原则和要求 答案 1 原核第一营养级自养需氧型 2 不是从抑制状态变成激活状态 3 对数 4 在每个培养皿中 选择三个不同位置 各滴加等量菌液在每个培养皿中 选择三个不同位置 各滴加等量的 不含溶藻细菌的溶藻细菌培养液 5 被溶藻细菌裂解 死亡 视角1紧扣教材重点 微生物代谢的调节如图所示为某种细菌体内合成氨基酸的途径 若在发酵工程中利用该菌种来大量合成氨基酸乙 最好采取的措施是 命题视角剖析 a 基因工程 将控制酶c的基因导入另一种细菌b 诱变处理 选育出不能合成酶d的菌种c 诱变处理 选育出不能合成酶e的菌种d 细胞工程 将该菌与另一种细菌进行细胞融合 尝试解答 b 解析 若用基因工程 将控制酶c的基因导入另一种细菌 另一种细菌中不一定有酶a和酶b 生产出氨基酸乙的前体 酮戊二酸 用诱变处理选育出不能合成酶d的菌种 既提高了氨基酸乙的产量 又避免了氨基酸甲 丙和丁的合成 若诱变处理 选育出不能合成酶e的菌种 但该菌种照样能产生氨基酸丁 一方面减少了 酮戊二酸合成氨基酸乙的产量 又增加了分离甲 乙 丁的难度 若让该菌与另一种菌融合 另一种菌是否抑制酶a b c d e f的表达 不一定达到预期目的 综合考虑 还是b最恰当 视角2洞察高考热点 微生物的培养及群体生长规律 2010年高考全国卷 下列是与微生物培养有关的问题 请回答 1 某细菌固体培养基的组成成分是kh2po4 na2hpo4 mgso4 葡萄糖 尿素 琼脂和蒸馏水 其中凝固剂是 碳源是 氮源是 已知只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长 故该培养基属于 培养基 按照化学成分分类 该培养基属于 培养基 从同化作用类型看 用该培养基培养的细菌属于 2 将少量细菌接种到一定体积的液体培养基中 适宜条件下培养 定时取样测定菌体数目 以时间为横坐标 以菌体数目的对数为纵坐标 可以得到细菌的 曲线 该曲线中以菌体数目的对数作为纵坐标的原因是 实验室中 为了获得形态和生理特征一致的菌体 一般应在 期取材 在生产中 常收集培养至 期的细菌用于次生代谢产物的提取 尝试解答 1 琼脂葡萄糖尿素选择合成异养型 2 生长培养中的细菌以指数形式增殖 取对数便于反映细菌群体的生长规律 其他合理答案也可 对数稳定 解析 1 在细菌固体培养基组成成分中 凝固剂是琼脂 碳源是葡萄糖 氮源是尿素 由于只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长 从培养基用途上看 该培养基应属于选择培养基 按照培养基的化学成分划分 该培养基应属于合成培养基 由于该细菌利用有机物 葡萄糖 作碳源 故从同化作用类型看 该细菌属于异养型 2 细菌的生长曲线 反映了细菌群体从开始生长到死亡的动态变化过程 可以分为四个主要时期 其中对数期个体形态和生理特征比较稳定 常作为生产菌种 稳定期菌体内大量积累代谢产物 特别是次级代谢产物 产品 常作为产品收集提取阶段 在绘制细菌生长曲线时 采用菌体数目的对数而未采用菌体实际数作为纵坐标的原因 则是因为前者更方便于用数学方式绘制生长曲线 反映细菌群体的生长规律 视角3突破易错疑点微生物群体生长规律辨析1 影响调整期时间长短的因素 1 繁殖速度较快的菌种一般调整期较短 2 接种菌种来自对数期的调整期短 甚至没有调整期 3 接种到同样组成的培养基比接种到组成不同的培养基中 时间显然要短 4 接种量增大可缩短甚至消除调整期 2 分批培养 将微生物置于一恒定容积的培养基中 且培养基一次加入 不再更换 与连续培养比较 分批培养设备利用率降低 培养周期长 3 连续培养能提高设备利用率 缩短培养周期 但可延长稳定期 提高产量 连续培养使菌体快速增长 及时排出部分有害代谢产物 但不是将代谢产物释放到培养基中 4 微生物生长规律是研究群体而非个体 条件是恒定容积 接种同种细菌 液体培养基 接种少量 在适宜条件下培养 5 生长曲线横坐标代表时间 纵坐标代表细菌数目的对数 在一固定体积的容器内 用液体培养基培养酵母菌并测定其菌体数量变化 b点时添加新鲜培养基 结果见图 下面对该菌体数量变化的理解 正确的是 a 单个或少数细菌在该培养基大量繁殖 可形成菌落 作为菌种鉴定依据b 为了更准确测定微生物群体规律 需不断添加新鲜的培