2025年高二下学期生物微生物个性化题

2025年高二下学期生物微生物个性化题一、微生物的分类与结构辨析微生物是自然界中个体微小、结构简单的生物群体，根据细胞结构差异可分为原核微生物、真核微生物和非细胞型微生物三大类。原核微生物包括细菌、放线菌、蓝细菌等，其细胞缺乏核膜包被的细胞核，遗传物质直接存在于细胞质中的拟核区。例如链球菌作为革兰氏阳性菌，细胞壁主要由肽聚糖构成，在显微镜下呈现紫色；而大肠杆菌作为革兰氏阴性菌，细胞壁外膜含有脂多糖，染色后呈红色。真核微生物如酵母菌、霉菌则具有完整的细胞核和多种细胞器，酵母菌通过出芽生殖繁殖，而青霉菌能产生分生孢子进行扩散。非细胞型微生物以病毒为代表，其结构仅由蛋白质外壳和内部核酸组成，必须依赖宿主细胞才能完成生命活动，如流感病毒通过表面血凝素蛋白识别宿主细胞受体，引发呼吸道感染。典型例题：下列关于微生物分类的叙述正确的是（）A.蓝细菌因含有叶绿体而属于真核生物B.病毒因能自主复制而归类为原核生物C.放线菌通过孢子繁殖，属于真核微生物D.支原体无细胞壁，是最小的原核生物答案：D解析：蓝细菌属于原核生物，无叶绿体但含光合色素；病毒无细胞结构，不能自主复制；放线菌为原核微生物，通过孢子繁殖；支原体缺乏细胞壁，直径仅0.1-0.3μm，是已知最小的原核生物。二、微生物的营养与代谢调控微生物的营养需求包括碳源、氮源、水、无机盐和生长因子五大类。根据碳源和能源的不同，可分为自养型和异养型。例如硝化细菌通过化能合成作用，以CO₂为碳源、NH₃为能源合成有机物；而酵母菌则需依赖葡萄糖等有机碳源。培养基按功能可分为选择培养基和鉴别培养基，如以尿素为唯一氮源的培养基可筛选出能合成脲酶的细菌，而伊红美蓝培养基能鉴别大肠杆菌，使其菌落呈现金属光泽。微生物的代谢调节包括酶合成调节和酶活性调节。在乳糖操纵子模型中，当环境中存在乳糖时，阻遏蛋白与乳糖结合而失活，RNA聚合酶得以转录β-半乳糖苷酶基因，使大肠杆菌能够分解乳糖。工业发酵中常通过控制培养条件调控代谢，如青霉素生产中，在对数期结束后降低温度，可延长稳定期，提高次级代谢产物产量。实验设计题：某同学欲分离土壤中能分解纤维素的微生物，请设计实验方案并说明原理。参考答案：培养基制备：以纤维素为唯一碳源，加入刚果红指示剂，制成固体选择培养基。样品处理：取土壤样品加入无菌水，梯度稀释后涂布平板。培养观察：30℃培养48小时，挑选周围出现透明圈的菌落（纤维素被分解后，刚果红-纤维素复合物解体）。纯化鉴定：通过平板划线法纯化菌株，检测其纤维素酶活性。三、微生物的遗传变异与生态功能微生物的遗传物质主要为DNA，部分病毒为RNA。基因突变是微生物变异的主要来源，如肺炎双球菌的转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为有毒菌株。基因重组可通过conjugation（接合）、transduction（转导）和transformation（转化）实现，例如大肠杆菌通过F质粒的传递获得抗药性基因。在生态系统中，微生物扮演着分解者、生产者和消费者的多重角色。分解者如枯草杆菌能将动植物遗体分解为无机物，参与碳循环；根瘤菌与豆科植物共生固氮，将大气N₂转化为氨态氮，其固氮酶对氧气敏感，需通过豆血红蛋白结合氧气保护；蓝细菌作为生产者，通过光合作用释放氧气，在原始地球大气演化中起关键作用。数据分析题：下图为某湖泊生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙代表微生物参与的过程。（1）甲过程的生理作用是________，该过程主要由________（填微生物类型）完成。（2）若水体富营养化导致藻类大量繁殖，会使乙过程速率________（加快/减慢），原因是________。答案：（1）分解作用；腐生细菌和真菌（2）减慢；藻类死亡后沉积水底，导致需氧微生物大量繁殖，消耗水中氧气，使厌氧分解速率加快四、微生物的应用与实践拓展医药领域：青霉素由青霉菌产生，通过抑制细菌细胞壁合成发挥杀菌作用；胰岛素生产中，将人胰岛素基因导入大肠杆菌，利用工程菌实现大规模发酵生产。新冠疫苗的研发中，腺病毒载体疫苗通过将S蛋白基因递送至人体细胞，诱导免疫应答。环境保护：利用假单胞杆菌降解石油污染物，其产生的乳化剂能将原油分散成小液滴，便于降解；生物膜法处理污水时，微生物附着在载体表面形成生物膜，通过吸附和代谢去除有机物。食品工业：乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖发酵为乳酸，制作酸奶和泡菜；酵母菌通过乙醇发酵产生酒精和CO₂，使面包蓬松多孔。传统酿造酱油中，米曲霉分泌的蛋白酶将大豆蛋白水解为氨基酸，赋予产品鲜味。案例分析题：某工厂采用发酵罐生产谷氨酸，发现产量始终偏低。请从微生物代谢角度提出改进措施。参考答案：解除反馈抑制：筛选谷氨酸脱氢酶缺陷型突变株，避免谷氨酸积累抑制自身合成。优化培养条件：控制溶氧量，在对数期通入无菌空气，稳定期适当降低溶氧，促进谷氨酸分泌。调整培养基成分：限制生物素供应，增加细胞膜通透性，使谷氨酸及时排出胞外。五、微生物与人类健康病原微生物通过空气、接触、食物等途径传播。例如结核分枝杆菌通过飞沫传播，引起肺结核；幽门螺杆菌通过口-口传播，导致胃溃疡。预防传染病的关键在于控制传染源、切断传播途径和保护易感人群。疫苗接种是有效的预防手段，如脊髓灰质炎疫苗通过口服减毒活疫苗，使机体产生特异性抗体。图表分析题：根据乙肝病毒（HBV）结构模式图，回答下列问题：（1）HBV的遗传物质是________，其复制过程需在宿主细胞的________（场所）进行。（2）表面抗原（HBsAg）可用于制备疫苗，原因是________。答案：（1）DNA；细胞核（2）HBsAg能刺激机体产生特异性抗体和记忆细胞，当HBV再次入侵时迅速启动免疫应答六、综合应用题实验探究：某研究小组欲探究温度对酵母菌发酵速率的影响，设计如下实验：取5个锥形瓶，分别加入200mL质量分数5%的葡萄糖溶液各接入5g活性干酵母，分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃恒温水浴每隔10分钟测定CO₂产生量，结果如下表：温度（℃）10min20min30min40min15512182225102540453520506568458182528550000问题：（1）35℃时酵母菌发酵速率最快的原因是________；55℃时无CO₂产生的原因是________。（2）若要进一步探究酵母菌的最适pH，实验设计中应控制的无关变量有________（至少写出2项）。答案：（1）该温度下酶活性最高；高温导致酶变性失活（2）温度、葡萄糖浓度、酵母菌接种量