1、高考生物总复习：考点过关和高考预测第二十八讲 微生物与发酵工程I必记知识全览 工欲善其事 必先利其器一、必记概念 1微生物的代谢产物包括 和 。前者是指 ，如 等，后者是指 ，如 等。 2微生物的代谢调节主要有两种方式和 。 3微生物细胞内的酶可分为 和 两类。酶是微生物细胞内一直存在的酶，它们的合成只受的控制。而 是在环境中存在某种 的情况下才能够合成的酶，例大肠杆菌中分解葡萄糖的酶是 ，分解乳糖的酶是 ，酶的活性调节是一种 、 的调节方式。酶的合成调节的特点是 。4 叫发酵，根据培养基的物理状况分为 发酵和 发酵，据产物不同分为 、 、 。一、1初级代谢产物；次级代所必需，并且在生物体内一
2、直产生的代谢产物，一般没有种的特异性；氨基酸、核苷酸、脂类、维生素；不是生物体所必需的，生物体生长到特定阶段才产生，具有种的特异性；抗生素、毒素、色素、激素2酶合成的调节；酶活性的调节3组成酶；诱导酶；组成；遗传物质；诱导酶；诱导物；组成酶；诱导酶；高效；准确；保证代谢需要，又能避免浪费4人们通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程；液体；固体；抗生素发酵；维生素发酵；氨基酸发酵二、必记规律 5微生物所需的营养物质包括 、 、 、 、 五大类， 是最常用的碳源，尤其是 。 细菌只能利用甲醇、甲烷作碳源。 等是最常用的氮源， 既是碳源，又是氮源。 6生长因子主要包括 、 、等，它们一般是 和
3、 的组成部分，一些天然物质如 、 、 等可以作为微生物生长的生长因子。 7配制培养基的基本原则有： 。 。 8在谷氨酸的生产中，当培养基的碳源与氮源的比为4：1时细菌繁殖 ，谷氨酸的合成量 ；当为3 1时菌体繁殖 ，谷氨酸的合成量 。细菌的最适pH为 放线菌的最适pH为 。 9根据物理性质的不同，可以将培养基分为 、 、 ，各自的作用分别为 、 、 。根据化学成分可分为 和 培养基，后者作用为 。前者作用为 。根据用途可分为 和 培养基，各自的实例为 、 10菌体生长曲线包括 、 、 、 四个阶段。调整期特点为 ，其长短与 、 等因素有关。对数期的特点为 ；稳定期的特点是 ；衰亡期的特点是 。
4、各期的增长率分别为 。连续培养是指 二、5氮源；碳源；水；无机盐；生长因子；糖类；葡萄糖；甲基营养；铵盐，硝酸盐；含C、H、O、N的化合物6维生素；氨基酸；碱基；酶；核酸；酵母膏；蛋白胨；动植物组织提取液7目的要明确；营养要协调；pH要适宜8速度快；少；速度慢；增加；6575；75859液体培养基；固体培养基；半固体培养基；工业生产；微生物的分离，计数；微生物的运动，鉴定菌种；合成培养基；天然；工业生产；分类，鉴定；选择培养基；鉴别；在培养基中加入高浓度的食盐以选择金黄色葡萄球菌；在培养基中加人伊红一美蓝以鉴别大肠杆菌10调整期；对数期；稳定期；衰亡期；代谢活跃，体积增长较快；菌种；培养条件；
5、代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定；活菌数目达到最高峰，细菌内大量积累代谢产物，特别是次级代谢产物；细菌的死亡速率超过繁殖速率，导致培养基中的活菌数目急剧下降，细胞会出现多种形态，甚至畸形；慢，快，慢，慢；在一个流动装置中，以一定的速度不断地添加新的培养基，同时又以同样的速度不断放出老的培养基，以保证微生物对营养物质的需求，并排出有害的代谢产物，使微生物保持较长时间的高速生长考点过关和高考预测 过关斩将 一马平川考点详解 精剖细解 入巿三分一、基本考点考点1微生物的类群 1微生物的概念：微生物是一切肉眼看不到或看不清楚的微小生物的总称。它们是一些个体微小(d01mm)、构造简单的低等生物。
6、 微生物的类群十分庞杂，在目前已知道的大约10万种微生物中，既包括没有细胞结构的如病毒等，又包括原核生物界、真菌界以及原生生物界的生物。现表解如下：2细菌的结构和繁殖(1)细菌的结构：细菌是单细胞的原核生物，其结构如下：基本结构 细菌的繁殖：细菌的繁殖主要以二分裂的方式进行。分裂时，先是细胞增大，DNA分子复制，接着，细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，形成隔膜，将细胞质分成两半，形成两个子细胞。菌落：a怎样通过菌落来区分各类细菌：从菌落的大小、形状、颜色、光泽度、透明度、硬度等方面分析，不同种类细菌形成的菌落特征不同。如：无鞭毛的球菌(不能运动)随着菌落中个体数目剧增，只能依靠“硬挤”方式来扩
7、大菌落体积和面积，其菌落较小较厚、边缘较整齐；有鞭毛细菌，菌落大而扁平，边缘呈波状或锯齿状b菌落的用途：主要用于微生物的分离、纯化、鉴定等研究，选种和育种等实际工作。3病毒：一类形体极小，非细胞的大分子结构。 (1)病毒的主要结构是什么?囊膜和刺突是所有病毒都具有的结构吗? 核衣壳：衣壳和核酸合称为核衣壳，衣壳具有保护核酸，决定病毒抗原特异性等功能。病毒核心：由 DNA或RNA构成。囊膜：由蛋白质、多糖和脂类构成。刺突：囊膜上的细微突生物。囊膜、刺突是有些病毒才具有的结构。例如烟草花叶病毒仅由核衣壳构成，流感病毒由核衣壳、囊膜和刺突组成。 (2)病毒的化学组成：病毒的化学组成主要是核酸和蛋白质
8、，结构复杂的病毒还有脂质、糖类等成分。 (3)病毒是如何增殖的? 病毒只能在宿主的活细胞专性寄生。增殖过程为：吸附一注入核酸一合成核酸和蛋白质一装配一释放。 (4)病毒的基本特征：形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通过细菌过滤器；没有细胞结构，故也称分子生物；其主要成分仅是核酸和蛋白质；每一种病毒只含有一种核酸DNA或 RNA；既没有产酶系统也没有蛋白质合成系统；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；在宿主活细胞内营专性寄生；在离体的条件下，能以无生命的化学大分子状态存在；对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。案例剖析 旁征博引 举一反三考题1-1 乳酸
9、菌与酵母菌比较，前者最显著的特点是( ) A无各种细胞器 B无成形的细胞核 C无DNA D能进行无氧呼吸考题1-2 艾滋病病毒具有圆球形的衣壳其内有两条RNA，没有DNA，图8281是艾滋病病毒的结构示意图，据图回答：(1)组成4的单位是 ，决定病毒抗原特异性的是 。(2)艾滋病病毒侵人人的机体后，主要侵染人的 细胞，在侵染过程中，在5作用下，能形成DNA并整合到人体细胞的DNA分子中，可见5是 。艾滋病的衣壳是在人体细胞的 上合成的。艾滋病属于免疫 病。(3)艾滋病除了通过性传播以外，还会通过( ) A水源传播 B握手传播 C输血传播 D空气传播(4)病毒在基因工程中可用作 ，在动物细胞工程
10、中可用作 。 专题1-1点拨：该题要明确以下几个要点：第一，明确乳酸菌为细菌，属于原核生物，酵母菌为真菌，属于真核生物；第二，明确原核生物与真核生物在细胞结构上的主要区别，原核生物有核物质、有核区、无核膜，真核生物有核膜包被的细胞核；第三，明确乳酸菌和酵母菌在代谢上的异同。乳酸菌为专性厌氧型，酵母菌为兼性厌氧型。综合上述分析，可以得出结论：乳酸菌与酵母菌的显著区别是无成形的细胞核。答案：B。 考题1-2点拨：(1)艾滋病病毒主要是由4RNA和2衣壳构成，外被包膜。其中RNA的基本单位是核糖核苷酸，衣壳除了具有保护病毒的核酸外，还决定了其抗原特异性。(2)艾滋病病毒能够攻击人体的免疫系统，特别是
11、能够侵入T细胞，使T细胞大量死亡，导致患者丧失一切免疫功能。属于免疫缺陷病，艾滋病也称为获得性免疫缺陷综合症。5是指艾滋病病毒的逆转录酶，在侵人人体细胞后，能指导DNA的合成，进而通过转录、翻译合成自身的RNA，并在人体细胞的核糖体合成自身的蛋白质外壳(衣壳)。(3)HIV存在于艾滋病患者或带病毒者的血液、唾液、泪液、乳汁中，主要通过性滥交、毒品注射、输血及血制品而传染。(4)利用病毒具有感染性，在基因工程中可用作运载体，在动物细胞融合过程中可用作促融剂。答案：(1)核糖核苷酸；2；衣壳 (2)淋巴T；逆转录酶；核糖体；缺陷 (3)C(4)运载体；促融剂 总结提示：微生物形态微小、结构简单，相
12、对表面积大，新陈代谢速度快，如果微生物的遗传物质为RNA，则其变异的频率高。考点2微生物的营养 1微生物的营养物质可为它们进行正常生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质和良好的生理环境。包括碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水分，还常包括光能这种非物质形式的能源在内(见表8-28-1)。 表8-28-1 营养要素 来源 最适来源 功能自养型微生物无机碳源(CO2、NaHCO3、CaCO3强等含碳无机物)碳源异养型微生物有机碳源：即含碳有机物如糖类、脂类、蛋白质、有机酸等和天然含碳物质(石油、花生粉饼、面粉等)糖类(尤其是单糖)，其次是醇类、有机酸、脂类(1)用于构成微生物的细胞物质和一些代
13、谢产物；(2)既是碳源，又是能源，是一种双功能的营养物氮源氨基酸自养型(将非氨基酸类的简单氮源合成所需的一切氨基酸，如固氮微生物)无机氮：NH3、铵盐、硝酸盐、N2铵盐、硝酸盐将无机氮合成菌体蛋白或含氮的代谢产物(如氨基酸等)氨基酸异养型(从外界吸收现成的氨基酸，包括大量异养型微生物)有机氮：复杂蛋白质(如牛肉膏、蛋白胨)、核酸、尿素、一般氨基酸复杂蛋白质、核酸合成微生物的蛋白质、核酸及含氮的代谢产物(如氨基酸等)生长因子生长因子自养型(不需要外界提供生长因子)自行合成所需的生长因子生长因子异养型(需要外界提供某种生长因子)维生素、氨基酸、碱基酶和核酸的组成成分；参与代谢过程中的酶促反应生长因
14、子过量合成微生物能够合成大量维生素作为维生素的生产菌(如假单胞菌生产维生素B12) 2培养基的配制原则：第一个原则是目的要明确：目的包含两层含义，一指培养的微生物种类，因为不同的微生物营养需要不同，培养基中要求的营养成分不同，例如自养微生物，能够自己合成所需的有机物。所以培养该类微生物的培养基完全可以由简单的无机物组成，而异养微生物，培养它们的培养基至少含有一种有机物质；二指培养的目的，是用于生产还是科学研究，因为二者对培养基的化学成分、物理状态等方面要求不同，例如用于生产的培养基应具有原料易得、价格低廉、配制方便等特点，而用于科学研究的培养基应具有成分含量准确，可多次重复实验的特点；第二个原
15、则是营养要协调：它表现在两个方面，一是营养物质的浓度要适宜，二是营养物质间的浓度比例要适宜；第三个原则是pH要适宜：由于微生物在生长代谢过程中营养物质利用和代谢产物的形成往往会改变环境中的pH，为了维持培养基中pH的相对恒定，可在培养基中加入缓冲剂，最常用的缓冲剂是 K2 HP04/KH2PO4。 3培养基的种类：按照物理性质划分培养基(表8-28-2)： 表8-28-2 种类 是否含凝固剂 用途 固体培养基 是主要用于微生物的分离、计数等 半固体培养基 是主要用于观察微生物的运动、鉴定菌种等 液体培养基 否主要用于工业生产按照化学成分划分培养基(表8-28-3)： 表8-28-3 种类 化学
16、成分是否明确 用途 天然培养基 否主要用于工业生产 合成培养基 是主要用于微生物的分类、鉴定按照培养基的用途(表8-28-4)： 表8-28-4种类 制备方法 原理 用途 举例 选择培养基培养基中加入某种化学物质依据某些微生物对某些物质的抗性而设计从众多微生物中分离所需的微生物加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌 鉴别培养基培养基中加入某种指示剂或化学药品依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中特定试剂或化学药品反应，产生明显的特征变化而设计的鉴别不同种类的微生物伊红和美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌考题2 表828-5是某微生物培养基成分，请根据表回答： 表8 28-5编号成分含量粉状硫10g(NH4)2
17、S040.4gK2HP044gMgS049.25gFeSOa0.5gCaCl20.5gH20100mL(1)此类培养基可培养的微生物类型是 (2)若不慎将过量NaCl加入培养基中，如不想浪费此培养基，可加入 ，用于培养 。(3)若除去成分，加入(CH20)，该培养基可用于培养 。(4)表中营养成分共有 类。(5)不论何种培养基，在各种成分都融化后分装前，要进行的是 。(6)表中各成分重量确定原则是 (7)若表中培养基用于菌种鉴定，应增加成分是 。考题2点拨：解答本题关键是通过对比分析与发散思维相结合，解答本题的主要技巧是熟练掌握有关培养基的基础知识，同时能灵活运用相关知识解决实际问题。对于一个
18、培养基，它能培养何种微生物，要看它的化学成分。当然这只适用于合成培养基。如果是一个天然培养基就不能从培养基的成分上区分出它是培养何种微生物。分析化学成分要从营养物质的类型出发。表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类，缺乏碳源和生长因子。对于生长因子，有的微生物是不需要的，但没有微生物是不需要碳源的。该培养基中没有碳源，说明培养的微生物是从空气中获得碳源的，即可培养自养型微生物。该培养基中加入了过量NaCI，就可以成为金黄色葡萄球菌的鉴别培养基，但金黄色葡萄球菌是异养微生物，这个培养基就还需要加入有机碳源。该培养基若加入了(CH2O)，就有了碳源。但除去成分(2)，却使培养基中失去了氮源，这时只能
19、用于培养固氮微生物了。对于菌种鉴定，往往用的是固体培养基，而表中没有凝固剂，需加入常见的凝固剂琼脂。答案：(1)自养微生物(2)含碳有机物；金黄色葡萄球菌 (3)固 氮微生物 (4)3 (5)调整pH(6)依微生物的生长需要确定 (7)琼脂(凝固剂) 总结提示；微生物良好生长时，必须需各种营养物质，并充足。在进行培养微生物时，应注意营养要全面、协调及适宜的pH。考点3微生物的代谢 1微生物代谢：(1)概念：微生物体细胞内所发生的全部化学反应。(2)微生物代谢特点及原因：微生物代谢异常旺盛。由于微生物的表面积与体积比很大，能够迅速与外界环境进行物质交换。(3)微生物的代谢产物：根据代谢产物与微生
20、物生长繁殖的关系，可以分初级代谢产物和次级代谢产物两大类(表8 286)。 表8-28-6 内 容 初级代谢产物 次级代谢产物 不同点 生长繁殖 必需 不必需 产生阶段 一直产生 生长到一定阶段产生 种的特异性 没有 有 分布 细胞 细胞内或外 举例氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等 抗生素、毒素、激素、色素等 相同点均在微生物细胞的调节下，有步骤产生2微生物代谢的调节：(1)两种酶的比较(表8287)： 表8-28-7酶合成存在例(大肠杆菌)组成酶只受遗传物质控制，与营养物质无关细胞内一直就有分解葡萄糖的酶诱导酶受遗传物质与诱导物的共同控制需要时才合成分解乳糖的酶(2)两种调节方式的比较(
21、表8 288)： 表8-28-8方式 对象 机制 结果 意 义酶合成的调节诱导酶基因表达的调控细胞内酶的种类增加既保证代谢需要，又避免物质能量的浪费，增强适应性酶活性的调节已有酶(组成酶或诱导酶)代谢产物与相关酶可逆性结合，使酶的结构发生可逆性改变细胞内酶的数量发生变化避免积累大量代谢产物 3微生物代谢的人工控制：(1)目的：最大限度积累对人类有用的代谢产物。(2)措施：改变微生物的遗传特性：对微生物进行诱变处理，选择符合生产要求的菌种；控制生产过程中的各种条件(表8-289)。 表8-289 控制对象 控制方式 溶解氧 对需氧型微生物保证氧的供应，厌氧型控制氧的供应，以通气量和搅拌速度控制溶
22、解氧的量 pH 加酸，加碱或加缓冲液 温度 注意降温，使温度控制在所培养微生物的最适温度考题3-1 根据图8282回答问题： (1)当终产物合成过量时，往往会导致合成途径中断，原因是谷氨酸抑制了 的活性，这属于 的调节。(2)假设B酶只有在细胞内出现某种中间产物后才能合成，则B酶是一种 酶。(3)假设人们想利用葡萄糖、谷氨酸棒状杆菌产生a一酮戊二酸，请你利用现有知识，设计一个大量积累a一酮戊二酸的方案。考题3-2 图8-28 3为某种微生物体内合成氨基酸的途径。在发酵工程中利用该种微生物来生产大量氨基酸甲，可以采取的措施是( )A增加酶浓度 B在高温、高压下发酵 C对该种微生物进行诱变，选育出
23、不能合成酶的菌种 D对该种微生物进行诱变，选育出不能合成酶的菌种考题3-1点拨：要解答该题首先要明确微生物代谢的调节包括两种方式，酶合成的调节和酶活性的调节。这两种调节方式同时存在，密切配合，协调起作用。其次，要明确各种调节方式的内涵。酶合成的调节是指只有在环境中存在某种物质的情况下，才能合成特定诱导酶的调节方式；酶活性的调节则是由于代谢过程中产生的物质与酶结合。致使酶的结构变化(此变化可逆)从而改变了酶活性的调节方式。由此可见，谷氨酸抑制了谷氨酸脱氢酶的活性，属于酶活性的调节。而B酶只有在细胞内出现某种中间产物后才能合成，则属于酶合成的调节，B酶是一种诱导酶。根据谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的代
24、谢途径可知要想积累n一酮戊二酸，必需阻断a一酮戊二酸变成谷氨酸的过程，怎样才能阻断谷氨酸的合成呢?谷氨酸脱氢酶是其过程中的关键一环，根据基因控制蛋白质合成的原理改变控制谷氨酸脱氢酶合成的基因结构，就会阻断这一过程。因此，使用人工诱变手段或基因工程手段都可实现这一目的。答案；(1)谷氨酸脱氢酶；酶活性 (2)诱导 (3)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。 考题3-2点拨：由题意可知，当氨基酸甲和乙都过量时，会抑制中间产物反应速度，而当氨基酸乙含量不过
25、量时，抑制酶活性的作用 被解除，合成代谢迅速恢复。因此要提高氨基酸甲的产量，除去酶以除去其催化产物对中间产物的抑制。答案：D。总结提示；对微生物代谢的人工控制，应打破微生物代谢的反馈调节，产生更多的人们所需要的代谢产物。考点4微生物的生长及研究方法 任何一种微生物的生长规律，都遵循种群数量变化规律。因此对于微生物的研究通常以微生物的群体为单位进行。 (1)微生物生长的测定：测生长量。湿重法：将一定量的菌液离心或过滤，得到菌体，反复洗涤后称湿重；干重法：将离心后得到的菌液置于100105的烘箱中烘干，再称量；有些生理指标如耗氧量或二氧化碳等代谢产物的量，在一定条件下与群体的生长量成正比。因此，可
26、以用这些指标来代表生长量。测细菌的细胞数目常用的测细菌细胞数目的方法有：血球计数法：将细菌置于血球计数器的计数室内，在显微镜下进行计数；涂片计数法：将一定量的菌液均匀地涂布在玻璃片的一定面积上，经固定染色后在显微镜下数视野中的菌数。 (2)群体生长规律生长曲线：如图8-28 4所示，它描述了细菌从开始生长到死亡的动态变化过程。四个主要时期的比较，见表8- 28-lO。 表8-28-10时期 菌体数目 代谢特点 成 因 应用及其他调整期增长不明显(不立即分裂)代谢活跃，体积增大较快大量合成分裂所需的物质(初级代谢产物)适应新环境长短与菌种、培养条件等因素有关 时期 菌体 数目 代谢特点 成 因
27、应用及 其他 对数期快速分裂(等比数列形式)12 n细胞分裂速度最快繁殖速率大于死亡速率个体形态和生理特性较稳定适应了环境生存条件适宜(营养物质等充足)可作菌种科研材料 稳定期活菌数目达到最高峰(K值)繁殖速率和死亡速率达到动态平衡积累大量次级代谢产物某些种类细菌可形成芽孢营养物质消耗有害代谢产物积累pH变化种内斗争加剧制取次级代谢产物连续培养法 衰亡期活菌数目急剧下降繁殖速率小于死亡速率菌体出现多种形态(畸形)细胞解体、释放代谢产物生存条件极度恶化(3)影响微生物生长的环境因素：微生物的生长除受密度因素制约外其变动往往也与一些非密度因素有关例如温度、氧、pH等。 温度：由于微生物的生命活动是
28、由一系列生物化学反应组成的而这些反应受温度的影响极为明显因此温度是影响微生物生长最重要的因素之一。最适生长的温度有时也简称为“最适温度”。其意义是某菌分裂代谢时最短或生长速率最高时的培养温度。但是对同一微生物来说其不同的生理生化过程有着不同的最适温度也就是说，最适生长温度不等于生长量最高时的培养温度，也不等于发酵速度最高时的培养温度或累积代谢产物量最高时的培养温度。超过最适生长温度由于细胞内的蛋白质和核酸等发生了不可逆的破坏，微生物的生长速率会急剧下降；pH：每种微生物的最适pH不同，超过最适pH范围会影响酶的活性、细胞膜的稳定性等从而影响生物对营养物质的吸收等；氧：环境中氧含量的状况对不同代
29、谢类型的微生物群体的生长，具有不同的影响。因此细菌种群培养时应选择恰当的溶氧度。按照微生物与氧的关系。可分为：考题4-1 图8-28-5是细菌的生长曲线，a、b、c、d分别表示细菌的不同生长时期。下列关于各时期细菌生理特点的叙述，正确的是( )Aa时期细菌生长繁殖慢。但合成诱导酶迅速 Bb时期代谢最旺盛与a和C期共同构成种群增长的“S”型曲线 CC时期种内斗争非常激烈，死亡率远大于出生率 Dd时期初级代谢产物最多人工连续培养可延迟该期的出现考题4-2 将大肠杆菌的质粒取出接上人生长激素的基因以后重新置人大肠杆菌细胞内然后用这种带有人生长激素基因的工程菌进行发酵就能得到大量的人生长激素。图828
30、6反映工程菌的生长曲线据图回答：(1)在大规模生产中需要将选育的工程菌菌种经过多次扩大培养再进行接种扩大培养选用 期的细菌并通入无菌空气。(2)若把大肠杆菌接种到含葡萄糖和乳糖的培养基中只有葡萄糖全被消耗后才合成半乳糖苷酶来利用乳糖。这一事实表明半乳糖苷 酶属于 。该调节方式的意义是 从而加强了大肠菌对环境的适应能力。(3)请在图中画出大肠杆菌生长速率的变化曲线。考题41点拨：a时期为调整期，细菌生长繁殖慢，但诱导酶的合成是在环境中存在某种物质的情况下才会发生。c时期为稳定期种内斗争激烈，但细菌数目维持恒定，死亡率和出生率基本平衡。d时期为衰亡期，此时次级代谢产物已大量积累影响细菌的生长繁殖，
31、连续培养可延长稳定期。答案：B。考题42点拨：本题虽然以基因工程菌为题干，但实为考查发酵工程的知识内容。通过分析工程菌的生长曲线，联系教材中微生物群体生长的四个时期，很容易得出应选用对数期的细菌作为菌种。教材中提到，大肠杆菌一般是以葡萄糖作为碳源，只有当其生活环境中没有葡萄糖而有乳糖时，大肠杆菌才会迅速大量合成能分解乳糖的半乳糖苷酶，很显然该种酶属于诱导酶；这是属于酶合成的调节，其意义是既保证了代谢需要，又避免了细胞内物质和能量的浪费，增强了微生物对环境的适应能力。在绘制大肠杆菌生长速率的变化曲线图时，要理解生长速率的含义，并分析微生物群体生长的四个时期的生长速率的变化情况；调整期细菌数目不增
32、不减，生长速率为零；对数期的曲线斜率由小变大，后又为零；因此曲线应先上升再持平再降为零；稳定期的斜率为零即出生率等于死亡率，其生长速率为零；衰亡期的斜率匀速下降，出生率小于死亡率，生长速率为负值。答案：(1)；对数 (2)诱导酶；既保证了代谢需要，又避免了细胞内物质和能量的浪费 (3)如图8287所示。 总结提示：微生物生长曲线是微乍 物知识体系中的一个难点知识，是近几年命题的重点，对此应注意生长曲线的形成原因、特点及各时期的应用。考点5发酵工程的具体过程 (1)发酵的概念：在实际生产中，人们将通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程叫做发酵。 (2)种类 (3)发酵工程的内容及一般流程：
33、菌种的选育：如果生产的是微生物直接合成的产物，如青霉素、谷氨酸等，则可以从自然界中先分离出相应的菌种，再用物理或化学的方法使菌种产生突变，从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。如果生产的是一般微生物不能合成的产品，则可用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，以构建工程细胞或工程菌，从而达到生产相应产品的目的。培养基的配制：在配制培养基时应该注意以下几点a根据不同的菌种，应选择不同的材料配制培养基。配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的 pHb培养基的营养要协调，以利于产物的合成；C培养基在满足微生物的营养需求的基础上
34、应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。灭菌：发酵工程所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程中不能混入杂菌。在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响。要在发酵前对培养基和发酵设备进行严格的灭菌处理。用高温、高压的方式，杀死所有杂菌的胞体、芽孢和孢子。扩大培养和接种：扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短时间里得到大量的菌体。接种时要防止杂菌污染。发酵过程(中心阶段)：发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。因此，要在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、产物浓度以了解发酵进程，及时添加必需的培养基成分来延长菌体稳定期
35、的时间，以得到更多的发酵产物。同时，还应对发酵条件进行严格控制。分离提纯具体过程可总结如图8 288。发酵工程基本流程考题5-1 1分)图8289是发酵工程的流程图，据图回答：(1)在配制培养基时，要注意各种营养的比例。假如利用谷氨酸棒状杆菌来生产谷氨酸。则在扩大培养阶段的碳氮比是 ，在发酵罐内发酵时的碳氮比是 。(2)培养基配制好后，一定要灭掉培养基中的 ，其目的是防止 ，防止 。(3)假如用黄色短杆菌来生产赖氨酸，可用来提高发酵的产量。代表的菌种选育办法为 ，选育出不能合成 酶的苗种。生产的赖氨酸是此种生物的 代谢产物。(4)在发酵罐中发酵时，若要提高发酵罐中的溶氧量，可采用的措施是： 调
36、整 ；调整 。(5)若是单细胞蛋白，则代表的发酵产品是 。考题5-2 )人造蛋白食品的生产可利用现代微生物发酵工程技术，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。图8-28 10 为真菌蛋白制造过程的图解，请据图回答问题：(1)下列关于“单细胞蛋白”的叙述正确的是( ) A是从微生物细胞中提取的蛋白质 B通过发酵生产的微生物菌体 C单细胞蛋白不能作为人类食品 D是微生物细胞分泌的抗生素(2)由图中向发酵罐里加人的物质看，真菌的代谢方式为 型。发酵过程中活菌数目达到最多的时期是在 期。(3)向发酵罐里添加少量氨水的目的是 。向发酵罐添加的所有物品都要进行灭菌，从生态学角度分析，其原因是 。(4)添加的糖可被
37、真菌利用、转化形成真菌蛋白必须经过的生理过程是 。真菌蛋白常作为家畜(猪)的饲料添加剂，猪在食用这些添加剂后能被加速育肥的原因是 。(5)下列关于对“微生物连续培养优点”的叙述，不正确的是( ) A及时补充微生物所需的营养物质，提高产量 B有利于微生物尽快将代谢产物释放到培养基中 C能消除不利于微生物生长的一些环境因素 D提高了设备的利用率(6)下面关于“温度对发酵过程的影响”不正确的叙述是( ) A温度过高，发酵周期缩短，产量下降 B温度不会影响生物合成的途径 C温度能影响菌种对营养物质的吸收 D菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同(7)通常所说的“微生物”，包括病毒、放线菌和细菌；还
38、包括真菌，如 等。考题5-1点拨：本题以教材中的“发酵工程生产产品的流程简图”为蓝本，多角度进行发问，将微生物的知识点糅合于其中，其知识 点涉及微生物培养实验、微生物的育种、发酵过程的调控、单细胞蛋白等基础性内容。答案：(1)4：1；3：1 (2)微生物(杂菌)的细胞、芽孢、孢子；杂菌与所需微生物问发生竞争；杂菌分解代谢产物(3)诱变育种；高丝氨酸脱氢；初级(4)通入的无菌空气量；发酵罐中搅拌器的转速 (5)微生物菌体 考题5-2点拨：从图中看，发酵罐需加入糖和灭菌空气，可知真菌的代谢类型为异养需氧型。发酵过程中加氨水，一方面是调节pH使环境符合真菌的生存环境，另一方面提供氮源满足真菌营养的需
39、要。由糖类转化为氨基酸，必须与含氮部分结合，即氨基转换作用过程。而蛋白质饲料育肥，是蛋白质经动物消化吸收后，经脱氨基作用，其不含氮部分转化为脂肪。答案：(1)B(2)异养需氧；稳定 (3)调节pH、提供氮源；防止杂菌与真菌间的竞争(4)氨基转换作用；蛋白质(消化吸收后、经脱氨基不含氮部分)可转化为脂肪 (5)B(6)B(7)霉菌(青霉、根霉、曲霉)、酵母菌(答一项即可) 总结提示：发酵工程为生物工程中的下游工程，其目的是获得微生物的菌体或代谢产物。故在进行题目解答时应使自己设计的过程服务于这一最终目的。二、拓展与综合应用创新考点考点6影响发酵过程的因素(拓展考点) (1)温度：温度对微生物的影
40、响是多方面的。首先，温度影响酶的活性。在最适温度范围内，随着温度的升高，菌体生长和代谢加快，发酵的速率加快。当超过最适温度范围以后，随着温度的升高，酶很快失活，菌体衰老，发酵周期缩短，产量降低，温度也能影响生物合成的途径。例如：金色链霉菌在30以下时，合成金霉素的能力较强，当温度超过35，则只合成四环素而不合成金霉素。此外，温度还影响发酵液的物理性质，以及菌种对营养物质的分解吸收等。因此，要保证正常的发酵过程，就需维持最适温度，但菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同。如灰色链霉菌的最适生长温度为37，但产生抗生素的最适温度是28。通常，必须通过实验来确定不同菌种各发酵阶段的最适温度，采用
41、分段控制。 (2)pH：pH能够影响酶的活性，以及细胞膜的带电荷状况。细胞膜的带电荷状况如果发生变化，膜的透性会改变，从而有可能影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的分泌。此外，pH还会影响培养基中营养物质的分解等。在发酵过程中，随着菌体对营养物质的利用和代谢产物的积累，发酵液的pH必须会发生变化。如尿素被分解时发酵液的NH_浓度就会上升pH随之上升。在工业生产上，常采用在发酵液中添加维持pH的缓冲系统，或通过中间补加氨水、尿素、碳酸铵或碳酸钙来控制pH。 (3)溶解氧：氧的供应对需氧发酵来说，是一个关键因素。好氧型微生物对氧的需要量是很大的，但在发酵过程中菌种只能利用发酵液中的溶解氧，然而氧
42、很难溶于水。因此，必须向发酵液中连续补充大量的氧，并要不断地进行搅拌，这样可以提高氧在发酵液中的溶解度。 (4)泡沫：在发酵过程中，通过搅拌、微生物的代谢过程及培养基中某些成分的分解等，都有可能产生泡沫。发酵过程中产生一定数量的泡沫是正常现象，但过多的持久性泡沫对发酵是不利的。因为泡沫会占据发酵罐的容积，影响通气和搅拌的正常进行，甚至导致代谢异常，因而必须消除泡沫。常用的消除泡沫措施有两类：一类是安装消除泡沫挡板，通过强烈的机械振荡，促使泡沫破裂；另一类是使用消除泡沫剂。 (5)营养物质的浓度：发酵液中各种营养物质的浓度，特别是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢产物的积累
43、。如在谷氨酸中，NH产浓度的变化会影响代谢途径。因此，在发酵过程中，也应根据具体情况进行控制。考题6 分)谷氨酸发酵生产过程中，控制好发酵的条件是十分重要的，下列处理不正确的是( )A从控制磷脂合成或使细胞膜受损人手，提高谷氨酸棒状杆菌细胞膜的通透性，有利于提高谷氨酸的合成速度 B谷氨酸棒状杆菌属于好氧型细菌，发酵过程中应进行通气和搅拌，以提高培养液中的溶氧量 C控制碳氮比例为3：1，既有利于谷氨酸棒状杆菌的大量繁殖又有利于谷氨酸的大量合成 D在发酵过程中控制好温度，有利于谷氨酸高效持久地大量合成考题6点拨：在谷氨酸生产过程中，谷氨酸在细胞内大量积累，会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，从而导致谷氨酸合
44、成受阻。在发酵过程 中，应采用一定手段(如控制磷脂的合成或使细胞膜受损)改变细胞膜的通透性，使谷氨酸迅速排放到细胞外面，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用，提高谷氨酸产量。在谷氨酸生产过程中，当培养基中碳源和氮源的比为4：1时，菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少，当碳源和氮源比为3：1时，菌体繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增。因此谷氨酸棒状杆菌扩大培养时，应将碳源与氮源比调整为4；1，而在发酵过程中，应将碳源与氮源比调整为3：1。答案：C。总结提示：微生物的正常生长离不开适宜的外界环境，在外界环境中的温度、pH等可通过影响微生物体内酶的活性来影响微生物的代谢，从而影响发酵过程，而溶解氧、泡沫、营
45、养物质则是通过对反应底物的控制，来影响代谢，影响发酵工程的过程。考点7自然种群增长曲线与微生物生长曲线的比较(拓展考点) (1)种群增长的“J”型和“s”型曲线：必修教材中的种群增长的“J”型和“S”型曲线。描述的是一个自然的、开放的、稳定的生态系统中的某种群个体数量的变化曲线。由于各种生态因素的制约，每一个成熟种群的出生率和死亡率一般来说是平衡的，因此，种群的个体数是相对稳定的。但是，如果没有环境因素的制约，如环境无限大，资源无限多，这样所有种群都有数量爆发性增加的潜力，使种群个体成倍地增加；如果以曲线表示，将形成“J”型曲线(如图8-28-11)；在自然界中，种群却不能无限制地增长。因为随
46、着种群数量的增长，环境制约因素的作用也在增大，环境中制约种群增长的因素称为环境阻力。它包括同种个体之间对食物和空间的竞争加剧、疾病蔓延、捕食者因捕食对象的增多而增多等，从而导致死亡率增长、出生率降低，最终趋向平衡。因此，在自然环境中，种群的增长曲线是一个“S”型曲线(也称为逻辑斯蒂曲线)。种群达到环境所能负担的最大值，称为环境的满载量或负载能力，用“K”表示(如图8-28-11)。 (2)微生物的生长曲线：该曲线描述了人工的、密闭的、恒定容积中的细菌群体从开始生长到死亡的动态变化过程。具体步骤是将少量的某种微生物(如细菌)接种到恒定容积的液体培养基中，在适宜的条件下培养，然后定期取样，测定培养
47、基里细菌种群的生长情况；然后再以时间作横坐标，以细菌数目的对数作纵坐标得到的生长曲线(如图&28-12)。考题7 )某酒厂以大米为主要原料用酵母菌生产酒精度数不低于12度的米酒，其主要工艺流程为：糖化一发酵一后加工(勾兑、贮运)。发酵过程主要是在5m3的发酵罐中进行，其主要工艺为：原料接种菌种通气培养密封发酵。请分析并回答下列问题：(1)糖化阶段主要包括蒸煮大米和加入“糖化酶”等。“糖化酶”使(大米中)淀粉发生的主要变化是 (2)在发酵工艺中，接种菌种时常加尿素或其他肥料，其目的是 。(3)图8 28-13甲的横坐标代表氧分压，纵坐标代表相对值。图中能够表示酵母菌无氧呼吸产生C02变化的曲线和
48、能够表示酵母菌有氧呼吸消耗糖的速度变化的曲线依次是 。(4)在图8-28-13乙中，用曲线表示在发酵阶段酵母菌种群个体数量变化的情况。(5)在培养过程中，酵母菌所进行的呼吸作用的反应式为 。考题7点拨：本题重在考查微生物生长曲线及自然条件下的种群数量变化曲线，淀粉被利用必须经过淀粉的水解过程，水解过程需淀粉酶、麦芽糖酶。在自然条件下微生物生长如果没有环境阻力则呈“J”型增长曲线，如果有环境阻力(生活资源、空间、天敌)则呈“s”型增长曲线，达到动态平衡。答案：(1)淀粉(2)供给酵母菌进行生长、发育和繁殖等生命活动所必需的氮源或无机盐(3)A、1：(4)见图828-14。总结提示：s”型、“J”
49、型种群增长曲线体现的是自然状态下的，而生长曲线则体现的是一定培养基，一定体积下的种群增长曲线是可人为控制的，如微生物的连续培养。考点8发酵工程的应用及相关知识(综合应用考点) 1发酵过程的应用 2发酵过程中pH的变化及调整 微生物在其生命活动过程中，会改变外界环境的pH，即培养基的原始pH在培养微生物过程中时发生改变。 培养基中成分与pH变化有关，碳氮比高的培养基，经培养后pH常会下降，碳氮比低的培养基经培养后，pH会明显上升。培养基内的pH在培养微生物的过程中会发生变化，对生产来说。往往不利，因此要及时调整培养基中pH。 3相关微生物的代谢 (1)微生物代谢异常旺盛的原因：相对表面积很大，即
50、表面积与体积比很大，因为小体积、大面积必然有一个巨大的营养吸收面，代谢废物的排泄面和环境信息的接受面；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多。 (2)微生物代谢过程合成代谢与分解代谢的关系：微生物的代谢即微生物的新陈代谢，简称代谢。新陈代谢包括合成代谢和分解代谢。分解代谢的功能在于保证正常合成代谢的进行，而合成代谢又反过来为分解代谢创造了更好的条件，两者相互联系，促进了生物个体的生长繁殖和种族的繁衍。分解代谢和合成代谢的相互关系如图82815。 微生物要进行正常的合成代谢，必须从分解代谢途径中抽走大量的代谢产物以满足其合成细胞基本物质的需要。这样一来势必造成分解代谢不能
51、正常运转，进而影响产能功能的严重后果。为解决上述矛盾，生物体在其长期进化过程中，发展了独特功能的代谢途径。 (3)微生物独特的合成代谢途径：生物固氮：固氮微生物，都是原核考题8 分)图8 28 16表示制造啤酒的过程据此回答下列问题：(1)为什么要把原料放进沸水中混合?(2)为什么要在混合物冷却后才把酵母菌加进去?(3)请写出酵母菌所进行生理过程的化学反应方程式：(4)研究者发现温度的变化对气体产量有影响，并在不同温度下测定气体的产量(如表828 11)。请在方格纸上，用表中数据，设计完成曲线图828一17。 表8-2811温度()气体体积mm3(10min)-1温度()气体体积mm3(10m
52、in)-12010302540355020608702801100O微生物；肽聚糖的合成：肽聚糖是微生物结构大分子，绝大多数原核生物细胞壁所含有的独特成分它在细菌的生命活动中有着重要的功能。考题8点拨：酵母菌发酵肜成酒精和二氧化碳原料放入沸水中混合是杀灭细菌、消毒；等到混合物冷却后才加酵母菌是避免酵母菌失活；发酵罐加盖子是为了满足无氧呼吸的条件；曲线图的绘制以温度为横坐标，以气体体积为纵坐标。答案：(1)杀火细菌、消毒 (2)避免酵母菌受热失活 (3)量 (1)纵坐标标注气体体积及其数值，作图8 2818。总结提示：在进行微生物发酵时，应注意杂菌的污染一般实验中采用高温灭菌的方法在工业生产中则
53、常采用化学杀菌(如使用KMnO1)和大量接种菌种的手段。典型例题精讲精析 蓦然回首灯火阑珊一、选择题回顾1测试考点1、2 分)下列关于平菇培养的操作程序正确的是( ) A配制牛肉膏蛋白胨培养基接种，高压蒸气灭菌培养 B配制牛肉膏蛋白胨培养基高压蒸气灭菌接种，培养 C配制棉籽壳培养基接种高压蒸气灭菌培养 D配制棉籽壳培养基。高压蒸气灭菌接种培养l_D 点拨：平菇的代谢类型属于异养型，需要提供现成的有机物才能生长。在胚目给出的选项中B选项是实验室中培养细菌等的方法，D选项则是人们常用的培养平菇的方法。为了避免杂菌污染，应在接种前先进行灭菌处理。回顾2测试考点2、5、6 下列有关谷氨酸棒状杆菌的生长
54、和谷氨酸发酵的叙述错误的是( ) A组成酶是维持菌体基本生活的必要条件 B菌体能合成各种生长因子不需要从外界补充 C发酵液pH呈酸性时就会生成乙酰谷氨酰胺 D细胞膜透性的改变可解除代谢产物对有关酶活性的抑制2B 点拨：生物体内的化学反应都需要酶的催化。组成酶是维持菌体基本生活的必要条件。谷氨酸棒状杆菌发酵过程中，需要不断地补充生长因子。当pH呈酸性时，会产生乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸，细胞膜透性改变可解除代谢产物对有关酶活性的抑制。回顾3测试考点4、7 在利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氦酸的过程中下列叙述正确的是( ) 各个生长时期的长短是固定的无法人为缩短生长周期
55、对数期是采样留种的最佳时期 在稳定期补充营养物质可以提高产量 调整期是收获代谢产物的最佳时期 A B C D3C 点拨：微生物生长曲线中的调整期，是微生物对新环境的调整或适应阶段，一般不分裂繁殖；对数期进入快速分裂阶段，是采样留种的最佳时期；在稳定期补充营养可以提高产量。各个生长时期不是固定不变的，可通过人为缩短生长周期。回顾4测试考点4、7 将少量的某种细菌接种到恒定容积的液体培养基中并置于适宜的条件下培养，定期取样统计细菌的数目。如果以时间为横坐标以细菌数目的对数为纵坐标作图可以得到细菌的生长曲线。曲线中细菌数量变化较大的时期为( ) A衰亡期和调整期 B调整期和稳定期 C对数期和衰亡期
56、D稳定期和对数期4C 点拨：本题考查微生物群体生长曲线的变化规律。在微生物生长的曲线中，调整期一般不分裂增殖；稳定期中新增加的细胞数和死亡的细胞数达到动态平衡，上述两时期细菌数量无较大变化；而对数期，细胞数目以等比数列的形式增加，衰亡期细胞的死亡速率超过出生速率，这两个时期细菌数量变化都较大。回顾5测试考点1、2、3 下列关于固氮菌的叙述错误的是( ) A一种根瘤菌能侵入所有种类的豆科植物 B豆科植物与其根瘤内的根瘤菌互利共生 C土壤中的根瘤菌不能固氮 D具有根瘤的豆科植物能以氮气为氮源5A 点拨本题主要考查共生固氮微生物根瘤菌的有关内容。不同的根瘤菌，各自只能侵入特定种类的豆科植物，有的根瘤
57、菌只能侵入一种豆科植物，如大豆的根瘤菌只能侵入大豆的根；有的根瘤菌能够侵入多种豆科植物，如蚕豆的根瘤菌可以侵人蚕豆、菜豆和豇豆的根。回顾6测试考点2 通过选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物。在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌；在培养基中加入10的酚可以抑制细菌和霉菌。利用上述方法能从混杂的微生物群体中分别分离出(多选)( ) A大肠杆菌 B霉菌 C放线菌 D固氮细菌6B、C、D点拨：本题考查选择培养基的用途，属于应用层次。在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长，但固氮细菌能生长，用这种培养基可分离出固氮细菌。在培养基中加入青霉
58、素可以抑制细菌和放线菌，但不影响霉菌的生长，用这种培养基可分离出霉菌。在培养基中加入lO的酚可以抑制细菌和霉菌，但不影响放线菌的生长，刖这种培养基可分离出放线菌。回顾7测试考点5、8 发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一纯种。消灭杂菌获得纯种的方法包括(多选)( ) A根据微生物对碳源需要的差别使用含不同碳源的培养基 B根据微生物缺乏生长因子的种类在培养基中增减不同的生长因子 C根据微生物遗传组成的差异在培养基中加入不同比例的核酸 D_根据微生物对抗生素敏感性的差异在培养基中加入不同的抗生素7A、B、D点拨：根据微生物生长所必需的营养：碳源、氮源、无机盐、水和生长因子。因微生物不同，对碳源
59、、氮源、无机盐、生长因子的需求也不相同，可以根据微生物的生长需求配制特殊的选择培养基，来获得单一纯种；也可以根据微生物对不同抗生素的敏感性不同，加入不同的抗生素来获得目的菌种。二、简答题回顾8测试考点5、8 20分)某化工厂的污水池中含有一种有害的、难于降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图8 28-19所示。请分析回答问题：(1)培养基中加入化合物A的目的是筛选 这种培养基属于 培养基。(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的 实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是
60、(3)培养若干天后应选择培养瓶中化合物A含量 的培养液，接人新的培养液中连续培养，使“目的菌”的数量 。(4)转为固体培养时，常采用 的方法接种，获得单菌落后继续筛选。(5)若研究“目的菌”的生长规律，将单个菌落进行液体培养，可采用 的方法进行计数，以时间为横坐标，以为纵坐标，绘制生长曲线。(6)实验结束后，使用过的培养基应该进行 处理后，才能倒掉。8(1)目的菌；选择 (2)化合物A s异养需氧型 (3)减少；增加(4)划线 (5)定期取样；细菌数目的对数 (6)灭菌 点拨：培养基中加人化合物A的目的是筛选目的菌，这种培养基属于选择培养基。“目的菌”生长所需的营养物质必须包括水、无机盐、碳源
61、、氮源和生长因子五类，故其氮源和碳源是来自培养基中的化合物A，实验需要振荡培养，使氧气溶解在培养液中，由此推测“目的菌”的代谢类型是异养需氧型。“目的菌”生长繁殖过程中要不断消耗营养物质，培养若干天后，应选择培养瓶中化合物A含量减少的培养液，接人新的培养液中连续培养，使“目的菌”的数量增加。转为固体培养时常采用划线的方法接种，获得单菌落后继续筛选。若研究“目的菌”的生长规律将单个菌落进行液体培养，可采用定期取样的方法进行计数，绘制生长曲线应以时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标。实验结束后，为防止污染环境，使用过的培养基应该进行灭菌处理后，才能倒掉。回顾9测试考点4、5、7、8 )抗生素作为
62、治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。(1)青霉菌发酵产生青霉素。青霉菌的新陈代谢类型是 ，青霉素是青霉菌的 代谢产物。(2)在生产和科研中，常选用处于 期的青霉菌作为菌种或研究材料，因为此时的青霉菌代谢旺盛， 和 比较稳定。 (3)对毒霉菌菌体生长情况的测定：取一定体积的发酵液，经离心 分离、反复洗涤后， ，再计算发酵罐中菌体的总重量。9(1)异养需氧型；次级(2)对数；个体形态；生理特性(3)称菌体的湿重(称烘干后的重量) 点拨：微生物的初级代谢产物是微生物生存繁殖所必需的，而青霉素不是青霉菌生活所必需的，所以是次级代谢产
63、物。对数期的青霉菌代谢旺盛，形态和生理特性稳定，常作为科研材料和生产用。菌体生长状况的测定常用的方法有两种：一种是测其的细胞数目的多少，另一种是测重量(干重、湿重)。高考题预测 离瞻远瞩 占尽先机考情预测预测1：微生物的生长曲线 预测根据：人们研究的生物的手段主要是对其进行培养、透变及育种。但对结果的分析常以生长曲线的形式体现。在生长曲线中包含了微生物代谢、营养、种内关系、种间关系、种群特征等众多知识，是集多个知识点的枢纽，故常作为命题的重点。 命题角度预测：在考查微生物生长曲线时，多联系在自然环境下种群增长曲线，“S”型和“J”型两种曲线作对比，通过对比，考查在自然环境下种群的增长和人为条件
64、下种群数量变化的原因，新陈代谢、生态因素等众多知识点，突出人类活动对自然环境的影响，并且在人工系统中，人的作用是主导的作用。预测2：发酵工程的过程及微生物的连续培养 预测根据：发酵工程是生物工程的下游工程。可生产出人们所需要的物质或细胞体，但在发酵过程中，可能会由于营养物质的缺乏代谢产物的积累使菌种发生畸形变化，代谢产物改变甚至菌种解体，本知识点又可联系到酶活性影响、生物因素、呼吸作用等知识。故成为高考命题的重点。 命题角度预测：本知识点多结合新陈代谢，生物与环境相关知识进行综合式考查。命题时多以实际应用类试题为主，在解答本类试题时应注意分析微生物与温度、pH、溶氧等条件的关系。考点预测题 A
65、卷 基础经典预测题 (100分60分钟) (351)一、选择题(每题4分，共36分)备考1测试考点1 下列有关自然界中微生物的正确叙述是( )A维生素是某些微生物生长和发育所必需的生长因子 B只有附着在豆科植物根部的微生物才能进行生物固氮 C所有微生物在生态系统中均属分解者 D所有微生物在细胞结构上都无成形的细胞核1A点拨：考查微生物相关内容的综合分析。根瘤菌必须侵入豆科植物根内部才能固氮；不同种类的微生物是生态系统中的不同成分；一些微生物无细胞结构，如病毒。备考2测试考点1、3 用人工培养基来培养圆褐固氮菌，当向密闭的培养箱中只通入氮气时，其固氮量和菌落大小比充入无菌空气时( ) A多和大
66、B多和小 C少和大 D少和小2D 点拨：固氮微生物的代谢类型都是异养需氧型当向密闭的培养箱中通人氮气时，由于缺氧，影响到其有氧呼吸，繁殖、固氮等生命活动因能量不足受到影响。备考3测试考点2表82812是关于三种生物的能源、碳源、氮源、光合色素的描述，正确的是( ) 表8-2812硝化细菌固氮蓝藻根瘤菌能源氧化有机物光能氧化氮气碳源利用二氧化碳利用二氧化碳利用糖类等氮源利用铵盐利用氮气利用氮气光合色素没有有没有A根瘤菌 B固氮蓝藻 C硝化细菌和固氮蓝藻 D上述三种生物3B点拨：根瘤菌进行生命活动所需的能量来自糖类等有机物的氧化分解；硝化细菌能进行化能合成作用，属自养型生物，其所需能量来自对体外无
67、机物的氧化。备考4测试考点2、51 8发酵工程的第一个重要工作是从混杂的微生物群体中选择优良的单一纯种，获得纯种的方法不包括( )A根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基 B根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子 C利用高温高压消灭不需要的杂菌 D根据微生物对抗生素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗生素4C 点拨：从混杂的微生物群中选择单一纯种，可用选择培养基。高温高压可消灭生产中混入的杂菌，而不能作为选择优良的单一纯种的方法。备考5一测试考点4、7 图82820中曲线A为谷氨酸棒状杆菌的生长曲线，那么曲线B纵坐标可能表示( ) A谷氨酸的产量 B谷氨酸的产生
68、速率 C培养基的消耗量 D培养基的消耗速率5A 点拨：根据图中A、B两曲线的变化情况可知，A是谷氨酸棒状杆菌的生长曲线，B是谷氨酸的生产量曲线，因为谷氨酸的产量在谷氨酸捧状杆菌达到稳定期后最多，而生产速率是开始大而后变小，培养基的消耗量是逐渐增大的，消耗速率则会当菌体数目最多时，消耗最多，在对数期速率最大。备考6测试考点2下列不属于选择培养基的是( ) A培养金黄色葡萄球菌加高浓度食盐的培养基 B分离自生固氮菌所用的无氮培养基 C加入伊红一美蓝检测大肠杆菌的培养基 D筛选杂交瘤细胞的培养基6C备考7 测试考点1、3若将酵母菌的线粒体DNA进行诱变，使其线粒体DNA不再具有自我复制能力，再将此突
69、变的酵母菌接种在含有葡萄糖的培养基上培养，可观察到的现象是( ) A因为子代中没有线粒体，所以无菌落形成 B酵母菌仍能进行有机物的氧化分解，所以有小菌落形成 C因为线粒体DNA对真核细胞不重要，所以有正常大小的菌落形成 D因为酵母菌对糖类的彻底氧化分解可以不依赖线粒体，所以有正常大小的菌落形成7B 点拨：如果线粒体DNA不再复制，那么后代细胞中则没有线粒体，就不能进行有氧呼吸了，提供的能量相对减少，同时无氧呼吸产生的酒精对其生存不利。备考8测试考点4、6图82821实验室中，进行了第1、两类细菌对食物竞争的实验。用两类细菌的混合液测定了第1类细菌的后一代(取z1+1)所占总数的百分比及前一代(
70、即Z1)所占总数的百分比，两者之间的关系如图82821所示(纵坐标表示第1类细菌Z1代所占总数的百分比横坐标表示第1类细菌z1代所占总数的百分比。实线和虚线均表示观测到的Z1+1和z1之间的关系)。从长远看，第1类细菌和第类细菌将会发生的情况是( )A两类细菌长期共存 B两类细菌等比例共同增长 C第1类细菌把第类细菌从混合培养液中排除掉 D第类细菌把第1类细菌从混合培养液中排除掉8D点拨：第类细菌和第1类细菌之间是竞争关系，并且在竞争中第类细菌取胜，这可通过题干条件判断出来的。备考9测试考点5、6 酵母菌中含有一种能将面粉中的糖类分解为二氧化碳和水的酶，某中学科技活动小组就温度和食盐对这种酶的
71、催化效率的影响进行研究。实验步骤：先配制一定量的酵母菌培养液(按一定比例配成的酵母菌和面粉的悬浊液)，分成15等份，并将它们分成A、B、C3组，A组各份中分别加入10mL的蒸馏水，B组各份中分别加入10mL质量分数为10的食盐溶液，C组各份中分别加入10mL质量分数为20的食盐溶液；然后每组按图82822甲所示装配好5个同样的实验装置，分别放在5种不同温度的恒温箱内30min；然后用直尺分别测量试管内液面下降的高度，再换算出气体的体积，实验测量结果如表8 28-13。 表8-28-13组别食盐溶液的质量分数()25(cm3)35(cm3)45(cm3)55(cm3)65(cm3)AO3.614
72、.750.47.62.3B103.314.149.97.52.2C203.312.742O6.91.8 下列关于该实验的陈述中，错误的是(多选)( ) A由该实验足以断定这种酶的最适宜温度是45 B该实验结果能支持“在一定范围内，随温度的增高，食盐对这种酶的催化效率的抑制程度更强”的假说 C选择加入不同质量分数的食盐溶液的培养液的目的是有利于增加结论的科学性 D此实验还能说明酵母菌在一定温度范围内对温度的变化具有较强的适应性9B、D二、简答题(64分)备考10 测试考点1(10分) 酵母菌在缺氧条件下繁殖和生长，细胞内线粒体一代比一代减少。可是，当重新获得充足的氧气和养分供应时，线粒体数量迅速
73、增加，其代谢和生长都旺盛，繁殖速度也加快。请问：(1)从线粒体的自身结构特点看，线粒体数量迅速增加的原因在于含有 物质，通过半自主 得以繁殖，数目增多。(2)线粒体迅速增加，使 加强，能为各项生命活动 ，从而促进代谢、生长和繁殖。(3)利用酵母菌酿酒的过程中必须注意：先 后 l0.(1)遗传；复制 (2)有氧呼吸；提供能量(3)通气；密封 点拨：线粒体是半自主性细胞器，其中含有一定量的DNA，能通过自我复制使细胞中的线粒体数目增多；细胞的生理功能与其结构特点是相适应的，代谢愈旺盛，需要能量就愈多，因而线粒体数量也增多；由于酵母菌是兼性厌氧型生物，故在酿酒的过程中，一般先通人空气，使酵母菌大量繁
74、殖，后密封酵母菌进行无氧呼吸，获得酒精等代谢产物。备考11测试考点5、8(10分) 图828 23为黄色短杆菌合成赖氨酸的途径图，据图分析回答：(1)从图中可知黄色短杆菌能利用天冬氨酸合成人类食品、医药和畜牧业上大量需要的 。(2)苏氨酸和赖氨酸的积累都过量时，会抑制 活性，则使细胞难以积累过多的赖氨酸；这种现象在微生物代谢中属于 调节，但赖氨酸单独过量积累时却不会抑制上述酶活性。(3)科学家对黄色短杆菌进行了诱变处理，选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的新菌种，使之代谢过程中不能积累 ，只能大量积累 。 11(1)赖氨酸 (2)天冬氨酸激酶；酶活性 (3)甲硫氨酸和苏氨酸；赖氨酸 点拨：如果生产的
75、是微生物直接合成的产物，如青霉素、谷氨酸等，则可以从自然界中先分离出相应的菌种，再用物理或化学的方法使菌种产生突变，即在DNA分子长链中插入或删除碱基，或者把某一碱基换成另外一种，然后从突变个体中筛选出符合生产要求的、能增加产量的优良菌种。备考12测试考点3(12分) 图8 28 24为青霉菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中的生长曲线，请分析回答问题：(1)培养基中的糖类为青霉菌的生长提供了 ，又为其代谢提供了能源物质。从该培养基的成分可以推测，青霉菌的同化方式属于 型。(2)开始时，青霉菌只能利用 ，不能利用 ；只有前者即将被耗尽时，才开始利用后者。这个实验表明，青霉菌可通过合成酶来调节其代谢活
76、动，其中分解葡萄糖的酶属于 酶，分解乳糖的酶属于 酶。(3)乳糖被缓慢分解的时期是青霉菌生长的 期，青霉素主要在该期大量积累，因此，通过延长该期，可以提高青霉素的产量。(4)目前青霉素工业已采用向培养基中缓慢补加 的办法代替乳糖，便于人工控制；补加该物质的最佳时期应是期开始的时候。12(1)碳源；异养 (2)葡萄糖；乳糖；组成酶；诱导酶 (3)稳定 (4)葡萄糖；稳定 点拨：本题重在考查微生物代谢调节的机制，在解本题时应注意，分解乳糖的酶为诱导酶只有在不存在葡萄糖和存在乳糖的时候，才可发挥作用。备考13测试考点5、6、8(13分) 目前微生物已经在许多领域得到广泛应用，形成了大规模的发酵工程，
77、为人类创造出了巨大的财富。(1)自然界细菌变异的主要来源有 。图8-28-25甲表示利用某种好氧细菌生产人生长激素的发酵工程流程图，欲获得该菌种首先要通过 方法获得目的基因，通过 技术获得工程菌。(2)选择好的菌种进行扩大培养后，应选用 期的菌种接种到发酵罐内的培养液中，原因是 。(3)该发酵过程的产物属于 代谢产物，一般在期大量合成，为了尽可能多地提取人的生长激素，采用图8-28-25 的方法，图中1、2所表示的物质分别是 、 ，图中3表示流出物，其中包括的物质有 (4)在发酵过程中发酵罐需要冷却系统冷却的原因是 。13(1)基因突变；人工合成基因；基因工程(2)对数；细菌代谢旺盛，个体形态
78、和生理特征稳定 (3)次级；稳定；新鲜培养液；无菌空气；人的生长激素(代谢产物老的培养基，菌体等均可) (4)微生物代谢旺盛，发酵过程产生大量热量 点拨：细菌因为没有染色体，不能进行有性生殖，变异来源主要有基因突变，可以通过基因工程的方法使细菌获得特定的基因，从而获得特定的产物。菌种扩大培养是采用对数期的细菌作菌种，而获得的发酵产物属于次级代谢产物。备考14 测试考点4、6(19分)图8-28 26是细菌的生长曲线。请据此回答：(1)图8-28 26曲线的形成条件是 。(2)生长曲线是在 培养基上培养的结果。之所以用这样的培养基，原因是 。(3)若想缩短a所示的时间，在生产上采用的措施是 。(
79、4)b所表示的时间的长短，决定于 。(5)在小容积培养和大容积培养中，C期较长的是 ，原因是 。(6)在生产上，要注意缩短 期，延长 期。延长的方法是 。(7)从生态系统角度考虑，限制C期细菌数目进一步发展的生态因素是 ，而造成d期细菌数目减少的主要生态因素是 。(8)从生存斗争角度考虑，斗争最激烈的是 期，主要斗争因素是 ；种内斗争最显著最激烈的时期是 ，几乎不存在种内斗争的是 期。(9)在培养过程中，若在C期调整pH，使之适于细菌的生长需求则可能出现的情况是 。14(1)少数某种细菌接种到固定容积的液体培养基中培养 (2)液体；可以测出细菌总数目或总重量 (3)加大接种量或利用对数期的菌种
80、等(4)培养基的多少(5)大容积；营养物质多，代谢产物积累到一定程度需时间较长 (6)a；C；添加新培养基，放出旧培养基，控制培养的其他条件 (7)非生物因素的pH、代谢产物、营养物质和生物因素的种内斗争；非生物因素的pH、营养物质、代谢产物 (8)d；非生物因素C；ad(9)细菌数目增加B卷 综合应用创新预测题 (60分 45分钟) (352)备考1 （学科内综合题）测试考点67(2分) 下列叙述中能以图8-28-27表示的是(多选)( ) A接种到无菌培养基后圆褐固氮菌的数量与培养时间的关系 B温度与酶活性之间的关系 C光合作用速率与光照强度的关系 D切除甲状腺的小狗体内的促甲状腺激素含量
81、与时间的关系1A、B、D点拨：光照强度为零时，光合作用速率为零，曲线起点为零。备考2(学科内综合题一测试考点2、6,8(2分) “筛选”是生物学中培育生物新类型常用的手段下列有关技术过程中不可能筛选成功的有( ) A在无氮培养基上筛选圆褐固氮菌 B在不含精氨酸的培养液中筛选不能合成精氨酸的杂交细胞 C在小麦试验田中普遍喷洒赤霉菌筛选抗赤霉菌小麦 D_基因工程中通过对细胞单独培养并检测目的基因产物进行筛选2B点拨：圆褐固氮菌属于自生固氮菌，能在无氮培养基中生长，而其他非固氮微生物由于缺乏氮源而不能在无氮培养基中生存；基因工程中的受体细胞中目的基因的检测可以通过检测目的基因产物进行筛选。备考3 实
82、际应用题测试考点5 8(9分) 谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子谷氨酸钠是它的钠盐是味精等调味品的主要成分生产谷氨酸等食品添加剂离不开发酵工程请就谷氨酸发酵回答下列问题：(1)谷氨酸棒状杆菌中含有遗传物质的结构有 。(2)若从自然界分离得到的样品中含有谷氨酸棒状杆菌、圆褐固氮菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌等现欲筛选出圆褐固氮菌最简便的方法是 (3)培养基中的玉米浆和生物素依次为谷氮酸棒状杆菌提供 如果利用谷氨酸捧状杆菌进行发酵在扩大培养阶段培养基中的C：N是 。(4)谷氨酸棒状杆菌合成的谷氨酸增多时谷氨酸就会与相应的酶结合导致谷氨酸合成减少其原因是 。(5)选育出的优良菌种经过多次扩大培养再进
83、行接种接种时应选用 期的菌种。这是因为 。接种前必须要对培养基和发酵设备进行 。(6)某厂在生产过程中发现产物中大量出现琥珀酸此时应采取的措施是 。3(1)核区和质粒 (2)培养基中不加氮源 (3)碳源和生长因子；4：l(4)谷氨酸脱氢酶的结构发生变化而使活性受到抑制 (5)对数；此时的细菌代谢旺盛，个体形态和生理特征比较稳定；严格消毒 (6)提高通气量，提高发酵罐中搅拌器的转速备考4实验题-测试考点2(11分) 某同学在做微生物实验时不小心把圆褐固氮菌和酵母菌混在一起。请你帮助该同学设计合理的实验将圆褐固氮菌和酵母菌分离开来。(1)实验原理：圆褐固氮菌是自生同氮菌，能在无氮培养条件下生长繁殖
84、而酵母菌则不能；青霉素不影响酵母菌等真菌的生长繁殖而会抑制圆褐固氨菌的生长繁殖。(2)主要步骤：制备两种培养基一种是 培养基另一种是 的培养基将两种培养基各自分成两份依次标L Aa和Bb。 分别向A、B培养基中接种 菌适宜条件培养了34天。 分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌并分别接种到ab培养基中适宜条件下培养34天。(3)请回答： 本实验中配制的培养基属于 培养基。 A液体 B合成 C固体 D天然 E选择 F鉴定 根据昕需目的配制上述培养基时除营养要协调外还应注意 实验步骤中第步的目的是 。 圆褐固氮菌与酵母菌在结构上的主要差异有 青霉素抑制圆褐固氮菌的生长繁殖，其作用机理是破坏或
85、抵制其细胞壁的形成。请据此推测不影响酵母菌生长繁殖的原因是 。4(2)无氮；含青霉索 混合 (3)BCEpH要适宜将圆褐固氮菌和酵母菌分离开来 圆褐固氮菌无真正成形的细胞核圆褐固氮菌为原核生物，其细胞壁主要为糖类和蛋白质而酵母菌则不同，其细胞壁主要成分为纤维素和果胶 点拨：此实验题是分离圆褐固氮菌与酵母菌，题干已经告诉了这两种生物的各自特点及分离方法。依据题目中的分离步骤逐步解答。备考5（实验题测试考点2(9分) 某生物兴趣小组通过培养某种细菌来掌握微生物培养技术。实验前某同学提出：“该细菌的生长因子只有亮氨酸”的观点请你设计一个实验对该同学的观点进行论证。实验试剂：各类无机盐；各种氨基酸、维
86、生素、含氮碱基：葡萄糖、琼脂、淀粉等；已知该细菌是一种好氧性异养有鞭毛的杆菌。(1)你是否使用琼脂说出一条理由 。(2)设计实验操作步骤： 第一步 ： 第二步 ； 第三步 。(3)预测其实验结果： 结果A 说明 ； 结果B 说明 ； 结果C 说明 。5(1)使用；因该菌是好氧性细菌或为r便于观察到菌落(2)分别配制不含任何氨基酸，维生素、碱基的培养基，比多含亮氨酸的培养基；培养基经灭菌后分别在和上接上该细菌；恒温培养，观察是否能形成菌落 (3)中出现菌落中不出现菌落；上述观点正确；中均出现菌落；该细菌无需生长因子；中均不出现菌落；该菌落生长因子不仅仅是亮氨酸或不是亮氨酸备考6、创新题-测试考点
87、2,3,4(2分) 将10mL酵母菌放在适宜的温度下培养并于不同时间内等量均匀取样4次分别测定样品中酵母菌的数量和pH结果如表8 28 1 4所示： 表8-28-14样品酵母菌数量(个mm3)pH11 2104.828205.4312103.7410005O根据此表分析下列判断不正确的是( ) A样品的取样先后次序为2、4、l、3 B样品的取样先后次序为3、1、4、2 C对酵母菌而言10ml，该培养液的环境负荷量为121 107个 D若进行第5次均匀取样10mL样品中的酵母数量有可能低于121107个6B点拨：将10mL酵母液放在适宜温度下培养可根据培养液pH的变化来确定取样顺序，因为酵母菌的
88、代谢活动消耗营养物质，不断产生CO!等代谢产物使培养液的pH不断下降因此正确的取样顺序为2、4、1、3。从图中数据分析可见，达到稳定期时，随着环境条件的相对恶化，酵母菌数量达到最大值，说明10mL该培养液的环境负荷量为12110 7个。继续培养，随着环境条件的极度恶化，种群生长进入衰亡期，种群数量将不断下降，所以继续取样，酵母菌的种群数量有可能低于121107个。备考7（创新题）测试考点2,5(12分) 如图8 28 28所示在培养金黄色葡萄球菌时，培养基上污染了青霉后发生的现象：在青霉(图中央的大斑点)周围的金黄色葡萄球菌(图中的小斑点)都杀死了。请回答下列问题：(1)金黄色葡萄球菌与青霉的
89、细胞结构差异主要表现在 。(2)如果希望在培养基中保留金黄色葡萄球菌可向培养基中加入 。(3)从本实验现象分析：在临床医学中随着抗生素的广泛使用由霉菌引起的疾病呈较大上升趋势的可能原因是 (4)有关上述现象的产生有人提出了化学拮抗的观点即霉菌产生了一种化学物质抑制金黄色葡萄球菌的生长繁殖。试设计实验探究青霉与金黄色葡萄球菌之间是否存在这种关系。你的实验假设是主要实验步骤：制备 ； ； ； 观察 的生长状况。 实验结果预测和分析： 7(1)前者无核膜、核仁，后者有核膜围成的成形细胞核 (2)高浓度食盐(3)由于抗生素的广泛使用，抑制了细菌的生长、繁殖，有利于霉菌的生长 (4)实验假设：青霉产生的
90、化学物质抑制了金黄色葡萄球菌的生长繁殖；适合细菌的培养基两份，并编号A和B，向A中接种青霉，并将A、B培养基置于适宜温度下培养；取培养基A，将其中的青霉全部去除；向A、B培养基中同时接种金黄色葡萄球菌，并置于适宜的温度下培养，一段时间；培养基上的金黄色葡萄球菌；若A培养基上的金黄色葡萄球菌不能正常生长、繁殖，而B培养基上的金黄色葡萄球菌能正常生长、繁殖，说明青霉产生了抑制金黄色葡萄球菌的物质；若A、B培养基上的金黄色葡萄球菌都能正常生长、繁殖，说明青霉产生的物质对金黄色葡萄球菌生长、繁殖无影响 点拨：第(1)小题考查原核细胞和真核细胞在结构上的区别，第(2)小题主要考查选择性培养基的特点，比如
91、在培养基中加入高浓度的食盐，可抑制多种细菌的生长繁殖但不影响金黄色葡萄球菌的生长、繁殖，从而将该细菌分离出来。第(3)小题主要考查青霉素能抑制细菌、放线菌等微生物的生长，而不影响酵母菌、霉菌等微生物的生长；第(4)小题为实验设计题，在设计过程中，首先要分析图示，根据实验的单一变量原理和对照实验的原则，设计实验步骤。这里提醒注意微生物培养实验中的一些特殊点，比如培养基、接种等名词的应用。其次要合理预测实验结果，从能抑制和不能抑制两方面加以预测。备考8 （科学探究题）测试考点1、2、3(13分) 尽管微生物发酵有各种各样的产物，但通常它们的生产能力小而且单一，不能胜任大批量的工业生产，于是，科学家
92、们想方设法使它们的“功力”增长几十倍到上百倍，从而成为本领高强的“高级工人”。比如在DNA分子的长链中插入或删除碱基，或者把某一碱基换成另外一种。然后在这些动过“小手术”的菌种中筛选出符合我们要求的，能增加产量的个体。 第二种方法叫“原生质融合法”。这是将两种具有不同发酵本领的微生物细胞放在一起进行处理，溶解掉细胞壁让它们的原生质相互融合。等到重新长出细胞壁后一种新的微生物就诞生了。它可以同时具有两种微生物的发酵能力，也可能产生新的本领。 第三种方法是通过直接转移遗传物质DNA制备出超强能力的发酵生物。以下是一个发酵生产维生素C(后称VC)的例子：科学家找到两种微生物 草生欧文氏菌和棒状杆菌。
93、当它们共同作用时可以通过发酵产生VC，后来人们发现这两种菌在生产VC的过程中好像接力赛一样，各自先后承担异端任务：先由草生欧文氏菌将原料发酵成一种中间产物，随后再由 棒状杆菌把体内与完成后半段工作有关的遗传物质移入到草生欧文氏菌体内，与它们的DNA相连接。经过这种人工改造后培育出的微生物被称作“工程菌”，是发酵工程的主角。(1)微生物是对所有形体 、结构 的低等生物的统称。(2)酿酒过程中最重要的微生物是 它的代谢类型是 ，即 ，因此其繁殖必须在密封发酵 (填“之前”或“之后”)进行。(3)发酵工程的第一种方法从遗传学角度看属于哪一类型的变异?这类变异有何特点?(4)第二种方法从遗传学角度看属
94、于哪一类型的变异?所诞生的新型微生物其后代具有什么特点?(5)第三种方法所应用的技术是 技术经过改造后的草生欧文氏菌再繁殖其后代能够 。8(1)微小；简单(2)酵母菌；异养需氧兼厌氧型；有氧条件下进行有氧呼吸和繁殖，在缺氧条件下进行无氧呼吸；之前 (3)基因突变；突变频率低，不定向，能大幅度改良某些性状。 (4)基因重组；具有两种微生物的遗传特点。 (5)转基因；独立完成发酵生产VC 点拨：酵母菌是一类单细胞的真菌，其代谢类型比较特殊，属于异养需氧兼厌氧型，酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，此时大量繁殖；在缺氧条件下进行无氧呼吸，此时产生酒精和二氧化碳，所以，工业上生产酒精时，先向发酵罐中通氧气，待酵母菌繁殖到一定数量后，再密封造酒。可遗传的变异分为：基因突变、基因重组、染色体变异三种，其中基因突变是变异的主要来源，其有如下的特点：基因突变在生物界中普遍存在，基因突变是随机发生的，对一种生物来说，基因突变的频率是很低的，大多数基因突变对生物是有害的，基因突变是不定向的。.高考资源网w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u.高考资源网w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u
