

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文檔簡介
1、1微生物和發(fā)酵工程一輪復習學法建議本專題是選修第五章內容,包括微生物類群;微生物的營養(yǎng)、代謝和生長;發(fā)酵工程簡介;酶工程簡介、微生物培養(yǎng)技術實驗五個部分內容。在本專題復習中主要運用歸納法、比 較法、模型法、知識梳理法等,在解題過程中需要先發(fā)散思維再集中思維。一、總體內容復習與其他專題相同的是首先運用歸納法和知識梳理法將本專題內容形成知識網絡,同學們可嘗試自己先整理,然后參考下圖:放線苗從以上知識網絡圖中可以看出本專題有兩大塊知識,一塊是理論上的有關微生物的知 識,另一塊是實際應用的關于發(fā)酵工程和酶工程,其中以發(fā)酵工程為主。 學習微生物知識是為發(fā)酵工程工程打基礎的。、具體內容復習微生物包括微生物
2、類群、微生物營養(yǎng)、代謝、生長四塊知識。復習這部分知識注意運用比 較 法 , 將 微 生 物 與 動 植 物 的 細 胞 結 構 、 代 謝 等 知 識 相 比 較 , 抓 住 微 生 物 的 特 殊 性 。1 1微生物類群和微生物的營養(yǎng)將細菌與動植物細胞(真核細胞)比較:真核生物細胞細菌細胞細菌的優(yōu)點細胞核有核膜、核仁,具有多對染 色體擬核、有一個大型環(huán)狀DNADNA,不形成染色體誘變育種更容易細胞質有多種細胞器只有核糖體容易培養(yǎng)基因結構編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的編碼區(qū)是連續(xù)的,不間隔的可人工合成基因細胞質基因在線粒體和葉綠體中在質粒中作運載體, 改造 菌種,進行發(fā)酵細苗結構特點繁殖:菌蔣結構
3、生殖結構特點增殖特點理論研究實際應用培養(yǎng)基人工控制闔対摘毒不他 窮開有主姻也 麗生奪,兩譏不縫睪用普專 培養(yǎng)林培養(yǎng)+ 也不逵用發(fā)時工程加鈿腕工 程中作為工具丿如工加生產八一軽嚴品水質糕測JL固定丿、 生將工程 化陸”、搖倫領城酣旳生產別劑酶制麗生產蓄制劑祜應用用程種胞2細胞培養(yǎng)分化形成生物體形成菌洛進行菌種鑒定3微生物類群和微生物營養(yǎng)之間的關系是:不同微生物的營養(yǎng)需求不同,只有了解其營養(yǎng)需求,才能配制好培養(yǎng)基。而病毒的特殊性不能用普通培養(yǎng)基培養(yǎng),只能用活細胞培養(yǎng), 通常用活雞胚培養(yǎng),所以在發(fā)酵工程中不采用病毒。在微生物類群和微生物營養(yǎng)復習中可具 體歸納如下圖:復習中注意與其他章節(jié)知識的聯系:在
4、復習細菌的結構時,應結合高中生物必修教材中原核生物細胞的結構特點。擬核中大型環(huán)狀 DANDAN 及質粒 DNADNA 相當于真核細胞中的核 DNADNA 和質 DNADNA。作為擬核的大型環(huán)狀 DNADNA,它控制著細菌的主要遺傳性狀;而質粒 DNADNA 則控制細菌產物尤其是次級代謝產物的合成。結合選修第三章遺傳與基因工程中運用質粒作基因運載體的知識,加強知識的橫 向聯系和綜合應用。在復習病毒的結構和功能特點時,可回憶必修第六章中“噬菌體侵染細菌實驗”,知道病毒中有只含 DNADNA 的病毒(如噬菌體、乙肝病毒等)和只含 RNARNA 的病毒(如煙草花葉病 毒、車前草病毒、HIVHIV、SA
5、RSSARS、禽流感病毒等),結合選修第一章人體生命活動的調節(jié)和 免疫中細胞免疫,對于侵入人體細胞中的病毒,可以通過效應T T 細胞激活宿主細胞中的溶酶體中酶,使宿主細胞裂解,病毒無藏身之所,被相應的抗體結合而被消滅。理解病毒的抗原決定簇知識。結合選修第三章遺傳與基因工程中運用噬菌體或動植物病毒作基因運 載體的知識,知道運載體都是核酸,且進入宿主細胞的是核酸,而不是蛋白質外殼。結合選修第四章細胞與細胞工程中動物細胞融合和制備單克隆抗體時運用滅活的病毒作誘導劑 的知識,禾 U U 用了病毒能夠在宿主細胞膜上鉆孔的能力。復習微生物營養(yǎng)應結合必修教材第一章化學元素和化合物的知識,結合新陳代謝的類 型
6、,分析微生物的實際類型,尤其是代謝特點,明確微生物對碳源、氮源需求的特導性,從 而確定不同微生物所需的營養(yǎng)物質的來源與功能。通過分析明確自養(yǎng)型與異養(yǎng)型微生物的區(qū)別主要是碳源,前者是無機碳源;后者必需要提供有機碳源。固氮微生物與非固氮微生物的原核生物I真南界原生結構i基本結構特殊結枸/二分裂茵落結構氣生苜埜內苗埜 挺子笆抗生素及功能or微生物的營養(yǎng)1f I 垂1 IK廠二、選擇培養(yǎng)基砂鱉別培養(yǎng)基國體培養(yǎng)x怒培粉 半固休塔養(yǎng)基 液體培養(yǎng)基病壽細苗病毒4氮源區(qū)別是只有固氮微生物能直接利用氮氣,在實際培養(yǎng)時,只能以此培養(yǎng)自生固氮微生物,因為共生固氮微生物只有在與其共生的生物體內才能固氮。理解培養(yǎng)基配制
7、的三個原則時, 要與微生物具體代謝所需原料及條件相聯系,其種類和比例是按代謝過程的需要配制,pHpH是根據代謝中的酶的活性的要求確定的,可結合發(fā)酵工程中的實例來加強理解。2 2.微生物的代謝與生長微生物的代謝:微生物的代謝與動植物代謝既有相同之處,也有不同之處。相同的是都能通過同化作用合成體內所需物質,通過異化作用分解部分體內物質,釋放能量供給生命活動需要。不同之處是微生物的代謝迅速,物質更新快,原因是其體表面積與體積之比特別大。由于學習這部分知識是為了應用于發(fā)酵工程,所以需要了解微生物的兩類代謝產物一一初級代謝產物和次級代謝產物??刹扇×斜韰^(qū)別。記憶時可將“XX素”去除維生素,其他 均為次級
8、代謝產物。重點放在對代謝調節(jié)的理解上,可采取建立模型的方法進行復習:在此模型中對酶合成的調節(jié)關鍵在底物,如果是正常情況下, 合成的組成酶,催化底物反應形成產物,產物過多,出現反饋調節(jié);如果環(huán)境變化,只有某種底物時,則合成誘導酶, 無論合成組成酶,還是合成誘導酶都需要遺傳物質控制,但合成誘導酶還受環(huán)境的控制。 模型 1 1 和模型 2 2 中兩種類型的反饋調節(jié)啟示我們要采用不同的人工控制,解除其反饋調節(jié),滿足人類對其產物的需求。微生物的生長:主要有測定方法和生長規(guī)律兩部分知識。測定細菌數量和重量,都涉 及到取樣,要聯系細菌呼吸,樣品中pHpH 變化通常是隨取樣時間逐漸降低。測定數量要用紅細胞與之
9、均勻混合;測定重量包括測定濕重和干重,需要離心分離后, 反復洗滌,去掉培養(yǎng) 基后再稱重或烘干后稱重。而微生物群體生長規(guī)律是重點知識, 只有掌握其生長規(guī)律,才能 在發(fā)酵工程中進行人工控制??蓪⒈静糠种R歸納成下表,幫助理解和記憶。時期細菌生長特點形成原因菌體特征應用與控制調整期不立即繁殖,數目 幾乎不變對新環(huán)境的 適應代謝活躍,體 積增長較快通過控制菌種、接種量、培 養(yǎng)條件等,縮短調整期對數期繁殖速率快,以等 比數列的形式增加生存條件適 宜代謝旺盛,個 體形態(tài)和生 理特征穩(wěn)定獲取生產用菌種,作科研材 料穩(wěn)定期繁殖速率與死亡速 率相等,活菌數量 最大生存條件惡 化,種內斗爭 激烈代謝產物積 累最多
10、,開始 出現芽孢通過添加新培養(yǎng)基、放出老 培養(yǎng)基和控制其他生產條 件,來延長穩(wěn)定期衰亡期死亡速率大大增 加,活菌數目急劇 下降生存條件極 惡化 出現多種形態(tài)畸變菌體裂解,釋放代謝產物, 便于分離提純產品3 3 發(fā)酵工程簡介:有了關于微生物的類群、微生物營養(yǎng)、代謝和生長的知識,這部分內容相對比較簡單, 只要將有關微生物模環(huán)變物,種物慮境化】另慮環(huán)變酶廠咸+組- )導t誘5類群、營養(yǎng)、代謝和生長的知識應用到發(fā)酵工程就可以了。首先是確定所6培養(yǎng)的微生物是哪種代謝類型,然后運用微生物營養(yǎng)知識和配制培養(yǎng)基的有關知識,配制培養(yǎng)基。從自然界選取的菌種,要根據人類的需要,以及該微生物代謝和生長特性,聯系基因工
11、程、細胞工程和誘變育種知識,改造微生物,自然界的菌種產量不高,需要經過三種方法 改造后再成為生產用菌種,擴大培養(yǎng)直到對數期再接種,可縮短調整期,同時將配制好的培養(yǎng)基調節(jié)到適宜的 pHpH 后,連同發(fā)酵罐一起滅菌,冷卻后接種。注意根據不同微生物類型控 制發(fā)酵條件,配合添加新鮮培養(yǎng)基, 可延長穩(wěn)定期;根據不同的產品采取不同的分離提純方 法。注意結合教科書的插圖或下圖理解發(fā)酵過程,能夠對其中一些方面結合習題,思考其變化,采用發(fā)散思維展開復習和記憶。4 4.酶工程簡介:這部分知識不是重點知識,在20052005 年考試大綱中也未列出,但其中固定化酶、氨芐青霉素、血糖快速測定儀等知識, 在有些題目中涉及
12、,所以需要了解。酶工程與其他生物工程成下圖:生物工程5 5.學習培養(yǎng)微生物的基本技術實驗本實驗包括兩部分,一是細菌的培養(yǎng),二是真菌的培養(yǎng)。復習中主要抓住三方面,理 解實驗原理;熟記實驗過程;注意實驗細節(jié)。細菌和真菌培養(yǎng)主要不同點見下表:培養(yǎng)基主要原料pHpH火菌細菌的培養(yǎng)牛肉膏、蛋白胨等7.47.4 7.67.698kPa98kPa、20min20min真菌的培養(yǎng)木屑或棉籽殼等6.56.5147147 kPakPa、1 1 2h2h培養(yǎng)細菌的實驗過程可歸納如下:稱量T融化T調節(jié) pHpHT分裝T包扎T火菌T擱置斜面T接種T培養(yǎng)T觀察培養(yǎng)真菌的實驗過程可歸納如下:稱量T拌料T調節(jié) pHpHT分裝T包扎T火菌TT接種T培養(yǎng)T收獲細節(jié)方面注意:瓊脂是凝固劑,在配制固體培養(yǎng)基時必須要加,且在牛肉膏和蛋 白胨融化后再加。調節(jié)pHpH 要在融化后分裝前進行。注意幾個比例1/51/5、2/32/3、1/21/2,灌裝培養(yǎng)基高度不能超過試管的1/51/5,棉塞要塞入 2/32/3,擱置斜面不能超過試管的1/21/2。接種前手用酒精棉球消毒后,要等酒精揮發(fā)后才能點燃酒精燈接種一定要在酒精燈火焰上方進 行,菌種試管在下,從自分離屋的窗種基因H 程 鈿胞,#* 1H1擴:咅叔養(yǎng)駕莒/發(fā)酵罐原料*培養(yǎng)基配制之間的關系也要知道, 所以復習中采取簡單歸納,重點了解有關知識即可。 可將酶
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