課時(shí) 微生物的類群知識(shí)點(diǎn)梳理匯總

課時(shí)37微生物的類群一．書本基礎(chǔ)知識(shí)整理微生物的概念、種類細(xì)菌基本結(jié)構(gòu)：特殊結(jié)構(gòu)：遺傳物質(zhì)：細(xì)菌的繁殖：菌落的概念：菌落的特征：放線菌菌絲體的結(jié)構(gòu)：放線菌的繁殖：病毒基本結(jié)構(gòu)：特殊結(jié)構(gòu)：功能：病毒的增殖：思維拓展微生物類群的比較分類形態(tài)結(jié)構(gòu)生活方式舉例病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)主要由核酸和蛋白質(zhì)外殼組成，有些具囊膜、刺突寄生噬菌體、煙草花葉病毒、艾滋病病毒原核生物單細(xì)胞原核細(xì)胞寄生、腐生、自養(yǎng)細(xì)菌、藍(lán)藻、放線菌真菌單細(xì)胞或多細(xì)胞原核細(xì)胞寄生、腐生酵母菌、霉菌原生生物單細(xì)胞真核細(xì)胞寄生、異養(yǎng)、自養(yǎng)衣藻、變形蟲、瘧原蟲2．常見的易混淆的幾種原核生物、真核生物藍(lán)藻：念珠藻、色球藻、魚腥藻、顫藻、螺旋藻細(xì)菌：乳酸菌、根瘤菌、原褐固氮菌及××球菌、××桿菌、××螺旋菌真菌：酵母菌、霉菌、衣藻、團(tuán)藻等綠藻、紅藻、褐藻均為真核生物原生生物如變形蟲、瘧原蟲、草履蟲等均為真核生物細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)及功能（1）芽孢：壁厚而致密、含水少、通透性低，對(duì)高溫、干燥、光線和化學(xué)藥品有很強(qiáng)的抵抗力。芽孢不是生殖細(xì)胞、而是抵抗不良環(huán)境、保存生命的一個(gè)休眠體。芽孢是鑒別細(xì)菌的重要依據(jù)之一。（2）鞭毛：使細(xì)菌運(yùn)動(dòng)（3）莢膜：保護(hù)作用，一般由水、多糖或多肽組成，有莢膜的細(xì)菌，不易被白細(xì)胞吞噬，因此能增強(qiáng)致病力。莢膜是某些細(xì)菌的重要特征、它的有無也可作為鑒別細(xì)菌的重要依據(jù)之一。4．幾種疾病及其致病微生物艾滋病——HIV病毒（RNA）非典型性肺炎——SARS病毒（RNA）瘋牛病——朊病毒（蛋白質(zhì)）禽流感——禽流感病毒（RNA）結(jié)核病——結(jié)核桿菌瘧疾——瘧原蟲炭疽熱——炭疽桿菌5.細(xì)菌與人類的關(guān)系有益：利用細(xì)菌生產(chǎn)工業(yè)用品如乳酸、醋酸、谷氨酸；利用細(xì)菌分解有機(jī)物；利用細(xì)菌防治害蟲；人體內(nèi)的有益菌群維護(hù)人體健康……有害：使人致??；發(fā)酵工業(yè)因細(xì)菌污染而減產(chǎn)；使農(nóng)作物致病……6.易混淆的幾組概念芽孢細(xì)菌的細(xì)胞壁原核生物孢子植物的細(xì)胞壁原生生物課時(shí)37跟蹤訓(xùn)練一、單項(xiàng)選擇題1、下列不屬于微生物范疇的是()A、原核生物B、原生生物C、真菌D、微小動(dòng)植物2、下列關(guān)于放線菌的論述中，正確的是()A、是多細(xì)胞原核生物B、是靠基內(nèi)菌絲吸收營養(yǎng)寄生生活C、其菌絲可分為氣生菌絲和基內(nèi)菌絲D、生殖時(shí)由氣生菌絲分化成孢子囊3、在以下描述中，可以將病毒與其他微生物相區(qū)別的是()A、能夠使人、動(dòng)物、植物患病B、沒有細(xì)胞核，僅有核酸C、具有寄生性D、由核酸和蛋白質(zhì)裝配進(jìn)行增殖4、產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)菌落的細(xì)菌的最初數(shù)目和培養(yǎng)基分別是()A、一個(gè)菌落，液體培養(yǎng)基B、許多細(xì)菌，液體培養(yǎng)基C、一個(gè)細(xì)菌，固體培養(yǎng)基D、許多細(xì)菌，固體培養(yǎng)基5、細(xì)菌細(xì)胞壁和植物細(xì)胞壁的區(qū)別是()A、功能不同B、細(xì)菌細(xì)胞壁具流動(dòng)性C、組成不同D、細(xì)菌可形成芽孢6、控制細(xì)菌主要性狀的基因，控制根霉菌主要性狀的基因，控制病毒抗原特異性的基因依次是()①核區(qū)DNA上②線粒體DNA上③細(xì)胞核染色體上④衣殼內(nèi)核酸上A、①③④B、①②④C、②①③D、②①④7、有細(xì)胞壁但屬于異養(yǎng)型的原核生物有()A、硝化細(xì)菌B、大腸桿菌C、藍(lán)藻D、衣藻8、乳酸桿菌的全部遺傳信息存在于它的()A、細(xì)胞核中B、細(xì)胞質(zhì)中C、DNA和RNA分子中D、DNA分子和質(zhì)粒中9、已知下列單細(xì)胞生物，它們都具有細(xì)胞壁，但沒有核膜和核仁，在研究它們生活所需條件的實(shí)驗(yàn)中，得出下面的結(jié)果。這三種生物依次是()生物必需的生活條件水氧二氧化碳葡萄糖氨光A√√√√B√√C√√√√A、衣藻、乳酸菌、變形蟲B、衣藻、酵母菌、變形蟲C、固氮藍(lán)藻、酵母菌、硝化細(xì)菌D、固氮藍(lán)藻、乳酸菌、硝化細(xì)菌10、下列有關(guān)細(xì)菌代謝的論述中，正確的是()A、細(xì)菌的儲(chǔ)存顆粒是蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪等B、細(xì)菌無細(xì)胞器，只能進(jìn)行無氧呼吸C、細(xì)菌的蛋白質(zhì)合成在自身的核糖體上進(jìn)行D、細(xì)菌的代謝終產(chǎn)物主要是CO2和尿素11、目前利用病毒殺蟲劑進(jìn)行生物防治害蟲尚有很大困難，主要原因是()A、施用病毒殺蟲劑易使施用者患病毒病B、昆蟲病毒不能大規(guī)模培養(yǎng)因而制劑昂貴C、病毒殺蟲制劑殺蟲效果不如化學(xué)制劑D、病毒殺蟲劑具生物活性易失效二、多選題1、關(guān)于病毒增殖的敘述中不正確的是()A、病毒侵入宿主細(xì)胞后，合成一種蛋白質(zhì)B、病毒的繁殖只在宿主的活細(xì)胞中進(jìn)行C、病毒繁殖時(shí)以核衣殼為單位進(jìn)行D、在普通培養(yǎng)基上不能培養(yǎng)病毒2、硝化細(xì)菌和圓褐固氮菌的共同特點(diǎn)是()A、同化作用類型相同B、異化作用類型相同C、都能直接利用氮?dú)釪、都具有核糖體3、病毒經(jīng)過某種處理后，可作為()A、促進(jìn)植物細(xì)胞融合B、促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞融合C、基因工程中的運(yùn)載體D、刺激人體產(chǎn)生免疫4、下列生物或細(xì)胞中，能夠合成蛋白質(zhì)的是()A、細(xì)菌B、艾滋病毒C、淋巴T細(xì)胞D、汗腺細(xì)胞三、非選擇題1、根據(jù)微生物類型的相關(guān)知識(shí)，回答以下問題：(1)微生物既包括沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的______________，也包括__________界、________界以及____________界的生物。(2)細(xì)菌的結(jié)構(gòu)主要是由____________、_____________、____________和__________等部分構(gòu)成。(3)病毒主要由____________和___________兩部分構(gòu)成，合稱為______________。有些病毒的外面還有一層由蛋白質(zhì)、多糖和脂類構(gòu)成的膜，叫做_________________，其上生有__________________，如_________________病毒。2、炭疽病是一種由炭疽芽孢桿菌引起的疾病。病菌是通過產(chǎn)生外來毒素使人致病，炭疽病的診斷方法之一為：從病區(qū)采樣，在5%的血液瓊脂平板培養(yǎng)基上室溫培養(yǎng)，然后鏡檢出有芽孢的病菌。炭疽病的預(yù)防可采用預(yù)防接種的方法，但須持續(xù)頻繁注射菌苗才能具有長期的保護(hù)作用。一位科學(xué)家在顯微鏡下觀察到載玻片上每單位面積平均有50個(gè)炭疽桿菌，把此載玻片放在液體培養(yǎng)液中培養(yǎng)4h后，將其稀釋10倍，再放到相同條件的顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)每單位面積平均有80個(gè)炭疽桿菌。請(qǐng)根據(jù)上述材料，分析回答下列問題：(1)炭疽芽孢桿菌的同化作用類型為_____________，生殖方式為__________________，每繁殖一代的時(shí)間約為___________________。(2)若在培養(yǎng)基中添加青霉素，病菌的生長情況為_____________________________。(3)炭疽芽孢桿菌外毒素的產(chǎn)生是受____________基因控制的。人和動(dòng)物感染病菌后，可產(chǎn)生____________，獲得抵抗再感染的免疫力。(4)除了上述方法外，還能夠?yàn)樘烤也≡\斷提供重要依據(jù)的是_____________________。(5)目前治療炭疽病的主要方法是大劑量注射抗生素，如_____________________等。(6)炭疽桿菌在結(jié)構(gòu)上與酵母菌相比，最主要的區(qū)別在________________________。參考答案：單選1.DCDCC6.ABDDC11.CB多選1.AC2.BD.3.BCD4.ACD1、（1）病毒，原核生物、原生生物、真菌（2）細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核區(qū)（3）核酸、衣殼、核衣殼。囊膜、刺突、流感2．（1）異養(yǎng)型，分裂生殖，1h。（2）受抑制（3）質(zhì)粒上，抗體（4）菌落特征（5）青霉素（6）無核膜包圍的細(xì)胞核課時(shí)38微生物的營養(yǎng)、代謝及生長（一）重點(diǎn)難點(diǎn)提示：重點(diǎn)：1、微生物生長所需要的碳源、氮源和生長因子的來源和功能：2、培養(yǎng)基配置的原則；3、微生物代謝的調(diào)節(jié)；4、微生物群體生長的規(guī)律及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用；5、溫度、PH和氧等因素對(duì)微生物生長的影響；難點(diǎn)：1、培養(yǎng)基配置的原則；2、生產(chǎn)中如何人工控制微生物的代謝；3、微生物群體生長的規(guī)律及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用；高考考綱視點(diǎn)：微生物的營養(yǎng)微生物的代謝微生物的生長綜合知識(shí)梳理：一、微生物的營養(yǎng)：微生物所需營養(yǎng)物質(zhì)和功能：微生物所需營養(yǎng)物質(zhì)有，其功能分別為。最常用的碳源是：；最常用的氮源是：；如何證明某物質(zhì)是某種微生物的生長因子：。培養(yǎng)基依據(jù)物理性質(zhì)分為：;依據(jù)化學(xué)成分分為：。分離固氮微生物應(yīng)選用何種培養(yǎng)基：。二、微生物的代謝：1、微生物的代謝的概念：微生物細(xì)胞內(nèi)所發(fā)生的。特點(diǎn)：原因：、。2、代謝產(chǎn)物：分為和兩種，兩者的區(qū)別為。3、微生物代謝的調(diào)節(jié)：包括酶的調(diào)節(jié)和酶的調(diào)節(jié)。比較酶合成的調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)實(shí)例調(diào)節(jié)對(duì)象原理調(diào)節(jié)結(jié)果特點(diǎn)意義聯(lián)系4、微生物代謝的人工控制：目的：最大限度地。措施：，。5、發(fā)酵：概念：類型：按培養(yǎng)基的物理狀態(tài)分：；按產(chǎn)物分：按對(duì)氧的需求分：。三、微生物的生長：（一）測定：測定微生物的生長通常以為研究的單位。方法：。（二）微生物群體生長規(guī)律：如圖各階段名稱、菌體數(shù)量變化、特點(diǎn)及應(yīng)用：1、2、3、4、（三）研究微生物群體生長的實(shí)踐意義——（法）概念：：目的；應(yīng)用：；優(yōu)點(diǎn)：（四）影響環(huán)境微生物的生長的環(huán)境因素：要點(diǎn)梳理微生物的營養(yǎng)物質(zhì)碳源：是指含碳元素的碳素營養(yǎng)物質(zhì)。其中無機(jī)碳源主要指的是空氣中的CO2和土壤碳酸鹽，有機(jī)碳源主要是含有碳元素的有機(jī)物。如糖類、醇類、有機(jī)酸類、烴類、脂類、淀粉、果膠、纖維素。碳源在微生物細(xì)胞內(nèi)主要是構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)（如細(xì)胞壁、莢膜等）和合成某些次級(jí)代謝產(chǎn)物（如抗生素、色素等）的原料。在分解過程中，碳源可提供微生物生命活動(dòng)的能量氮源：是指含氮元素的氮素營養(yǎng)物質(zhì)。其中無機(jī)氮主要有銨鹽、硝酸鹽和大氣中的分子氮。有機(jī)氮源主要指蛋白質(zhì)、氨基酸和一些含氮有機(jī)物?？諝庵械牡挥泄痰⑸锊拍芾谩?shí)驗(yàn)室常用的氮源有銨鹽、硝酸鹽、尿素、蛋白質(zhì)水解物、豆餅粉、花生餅粉等。氮源的生理功能主要是作為合成細(xì)胞原生質(zhì)、生理活性物質(zhì)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和某些代謝產(chǎn)物的原料。無機(jī)鹽：是指無機(jī)化合物，即礦質(zhì)元素。生長因子：是指某些微生物在生命活動(dòng)過程中必須從外界環(huán)境攝取的某些微量有機(jī)化合物，如維生素、氨基酸和堿基。水分：是微生物細(xì)胞的重要組成成分。微生物營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型主要或唯一碳源能源代表菌光能自養(yǎng)型CO2光能藍(lán)細(xì)菌光能異養(yǎng)型有機(jī)物光能紅螺菌化能自養(yǎng)型CO2無機(jī)物硝化細(xì)菌化能異養(yǎng)型有機(jī)物有機(jī)物大腸桿菌初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物比較產(chǎn)生時(shí)間功能例子存在部位初級(jí)代謝產(chǎn)物不停的合成生長和繁殖必須物質(zhì)氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素細(xì)胞內(nèi)次級(jí)代謝產(chǎn)物一階段合成生長繁殖非必須物質(zhì)抗生素、毒素、激素、色素細(xì)胞內(nèi)或外組成酶和誘導(dǎo)酶的比較存在時(shí)間控制與合成組成酶一直存在只受遺傳物質(zhì)控制誘導(dǎo)酶誘導(dǎo)存在既受遺傳物質(zhì)控制，又需誘導(dǎo)物誘導(dǎo)酶合成的調(diào)節(jié)和酶活性的調(diào)節(jié)比較調(diào)節(jié)的對(duì)象調(diào)節(jié)的結(jié)果及特點(diǎn)調(diào)節(jié)機(jī)制意義酶合成的調(diào)節(jié)誘導(dǎo)酶合成與否是細(xì)胞內(nèi)酶的種類增多。特點(diǎn)是直接而迅速。本質(zhì)是基因表達(dá)的調(diào)控，它調(diào)節(jié)酶的合成既保證代謝的需求，又避免細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)，增強(qiáng)了適應(yīng)性酶活性的調(diào)節(jié)酶的催化能力酶的活性發(fā)生變化。特點(diǎn)是間接而緩慢。代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)酶的活性。避免代謝產(chǎn)物大量積累。微生物和動(dòng)物、植物營養(yǎng)要素的比較生物類型營養(yǎng)要素動(dòng)物（異養(yǎng)）微生物綠色植物異養(yǎng)自養(yǎng)碳源糖類脂肪糖、醇、有機(jī)酸等二氧化碳、碳酸鹽等二氧化碳、碳酸鹽氮源蛋白質(zhì)或其降解物蛋白質(zhì)或其降解物、有機(jī)氮化物、無機(jī)氮化物、氮無機(jī)氮化物、氮無機(jī)氮化物能源與碳源相同與碳源相同氧化有機(jī)物或利用光能利用光能生長因子維生素一部分需要生長因子不需要不需要無機(jī)元素?zé)o機(jī)鹽無機(jī)鹽無機(jī)鹽無機(jī)鹽水分水水水水微生物生長規(guī)律及其應(yīng)用生長期各期特點(diǎn)形成原因菌體特征生產(chǎn)應(yīng)用與控制調(diào)整期不立即繁殖對(duì)新環(huán)境適應(yīng)代謝活躍，體積增長快通過菌種、接種量、培養(yǎng)基等縮短調(diào)整期對(duì)數(shù)期繁殖速度快生存條件適宜個(gè)體形態(tài)和生理特性穩(wěn)定獲取菌種，科研材料穩(wěn)定期繁殖速度與死亡速度相等，活菌數(shù)量最多，代謝產(chǎn)物積累最多。生存條件惡化，如PH變化，代謝產(chǎn)物積累，營養(yǎng)消耗開始出現(xiàn)芽孢通過添加培養(yǎng)基，放出原培養(yǎng)基和控制其他條件延長穩(wěn)定期衰亡期死亡率大大增加生存條件極度惡化出現(xiàn)畸變8．發(fā)酵生產(chǎn)中微生物培養(yǎng)裝置（1）固體培養(yǎng)①好氧菌的曲法培養(yǎng)：其中通風(fēng)曲是機(jī)械化程度和生產(chǎn)效率較高的現(xiàn)代化制曲設(shè)備。我國的醬油廠一般都用此法制曲。②厭氧菌的堆積培養(yǎng)法：在白酒的生產(chǎn)中，用大型深層地窖進(jìn)行堆積式的固體發(fā)酵。（2）液體發(fā)酵①好氧菌的培養(yǎng)——發(fā)酵罐利用發(fā)酵罐作深層液體培養(yǎng)，這種培養(yǎng)方法是近代發(fā)酵工業(yè)中最典型的培養(yǎng)方法。它的發(fā)明在微生物培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展過程中具有革命性意義。發(fā)酵罐的主要應(yīng)用是要為微生物提供豐富而均勻的養(yǎng)料、良好的通氣和攪拌，適宜的溫度和酸堿度，并能確保防止雜菌的污染。為此，除了罐體有合理的結(jié)構(gòu)外，還要有一套必要的附屬裝置，例：培養(yǎng)基配制系統(tǒng)、蒸汽滅菌系統(tǒng)、空氣壓縮和過濾系統(tǒng)，以及發(fā)酵產(chǎn)物的后處理系統(tǒng)等。②厭氧菌大規(guī)模的液體培養(yǎng)裝置——發(fā)酵罐發(fā)酵罐用于厭氧菌發(fā)酵，可省略通氣、攪拌裝置，簡化工藝過程，還能大大節(jié)約能源的消耗。其體積可明顯大于有通氣、攪拌裝置的發(fā)酵罐，從而提高了生產(chǎn)效率。9．溫度控制與發(fā)酵生產(chǎn)的產(chǎn)量由于微生物的生命活動(dòng)是由一系列生物化學(xué)反應(yīng)組成的，而這些反應(yīng)受溫度的影響極為明顯。任何微生物的生長溫度總有最低生產(chǎn)溫度、最適生產(chǎn)溫度和最高生產(chǎn)溫度，也就是說，最適生長溫度并不等于生長量最高時(shí)的培養(yǎng)溫度，也不等于發(fā)酵速度最高時(shí)的培養(yǎng)溫度或累積代謝產(chǎn)物量最高時(shí)的培養(yǎng)溫度，更不等于累積某一代謝產(chǎn)物量最高時(shí)的培養(yǎng)溫度。對(duì)不同的生理過程、代謝過程各有其相應(yīng)最適溫度的研究，有著重要的實(shí)踐意義。例如：國外在產(chǎn)黃青霉165小時(shí)的青霉素發(fā)酵過程中，運(yùn)用了有關(guān)規(guī)律，即根據(jù)不同生理代謝過程的溫度特點(diǎn)分四段控制其培養(yǎng)溫度，即0小時(shí)5小時(shí)40小時(shí)125小時(shí)165小時(shí)。結(jié)果，青霉素的產(chǎn)量比自始至終進(jìn)行30℃恒溫培養(yǎng)的對(duì)照提高了14.7%。10．發(fā)酵過程中pH的變化及調(diào)整微生物在其生命活動(dòng)過程中，會(huì)改變外界環(huán)境的pH，即培養(yǎng)基的原始pH在培養(yǎng)微生物過程中時(shí)時(shí)發(fā)生改變培養(yǎng)基中成分與pH變化有關(guān)，C：N高的培養(yǎng)基，經(jīng)培養(yǎng)后pH常會(huì)下降，C：N低的培養(yǎng)基經(jīng)培養(yǎng)后，pH會(huì)明顯上升。培養(yǎng)基內(nèi)的pH在培養(yǎng)微生物的過程中會(huì)發(fā)生變化，對(duì)生產(chǎn)來說，往往不利，因此要及時(shí)調(diào)整培養(yǎng)基中pH。11．通過控制細(xì)胞膜的滲透性解除反饋調(diào)節(jié)微生物的細(xì)胞膜對(duì)于細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的運(yùn)輸具有高度選擇性。細(xì)胞內(nèi)的代謝產(chǎn)物常常以很高的濃度積累著，并自然地通過反饋限制了它們的進(jìn)一步合成。采取生理學(xué)或遺傳學(xué)方法，可以改變細(xì)胞膜透性使細(xì)胞內(nèi)的代謝產(chǎn)物迅速滲漏到細(xì)胞外。（1）通過生理學(xué)手段控制細(xì)胞膜的滲透性在谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)中，生物素的濃度對(duì)谷氨酸的積累有著明顯的影響。只有把生物素的濃度控制在亞適量的情況下，才能分泌大量的谷氨酸，控制生物素的含量就可以改變細(xì)胞膜的成分，進(jìn)而改變膜的透性和影響谷氨酸的分泌。當(dāng)培養(yǎng)液內(nèi)生物素含量很高時(shí)，只要添加適量的青霉素也有提高谷氨酸產(chǎn)量的效果。其原因是青霉素可抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的形成，造成細(xì)胞壁的缺損。這種細(xì)胞的細(xì)胞膜在細(xì)胞膨壓的作用下，有利于代謝產(chǎn)物的外滲，并因此降低了谷氨酸的反饋抑制和提高了產(chǎn)量。（2）通過細(xì)胞膜缺損突變而控制其滲透性通過誘變育種選育的不能合成油酸的谷氨酸產(chǎn)生菌的菌株，在限量添加油酸的培養(yǎng)基中，也能因?yàn)榧?xì)胞膜發(fā)生滲漏而提高谷氨酸的產(chǎn)量。這種菌株因其不能合成油酸而使細(xì)胞膜缺損。課時(shí)39微生物的營養(yǎng)、代謝和生長（二）【典型例題精講】［例1］（2001年廣東綜合卷）利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，投放的適宜原料和在產(chǎn)生酒精階段要控制的條件分別是A．玉米粉和有氧 B．大豆粉和有氧C．玉米粉和無氧 D．大豆粉和無氧【解析】大豆粉的主要成分是蛋白質(zhì)；而玉米粉的主要成分是糖類、淀粉；酵母菌屬兼性厭氧型微生物在無氧條件下分解糖類產(chǎn)生酒精。【答案】C［例2］用大腸桿菌生產(chǎn)胰島素應(yīng)用的生物工程的組合是①基因工程②細(xì)胞工程③發(fā)酵工程④酶工程A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③④【解析】一個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)中，通常是由幾個(gè)工程彼此合作來完成的。用大腸桿菌生產(chǎn)胰島素直接是發(fā)酵工程；而把人的胰島素基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌，是由基因工程完成的；而基因工程所用的工具酶，來自酶工程?！敬鸢浮緾［例3］黃色短桿菌合成賴氨酸的途徑見下圖，要增加賴氨酸的產(chǎn)量，本質(zhì)上必須（）A．增加天冬氨酸B．增加天冬氨酸激酶C．降低（消除）高絲氨酸脫氫酶D．減少蘇氨酸【解析】從黃色短桿菌合成賴氨酸的途徑可以看出：蘇氨酸和賴氨酸都積累時(shí)，就抑制天冬氨酸激酶的活性，使細(xì)胞內(nèi)難以積累賴氨酸；而賴氨酸單獨(dú)過量就不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。由此可見，要想利用黃色短桿菌生產(chǎn)賴氨酸，就必須抑制蘇氨酸的合成。而消除或降低高絲氨酸脫氫酶可以實(shí)現(xiàn)這一目的?！敬鸢浮緾［例4］谷氨酸除用于制造味精外還可用于治療神經(jīng)衰弱及配制營養(yǎng)注射液，應(yīng)用前景廣闊。光明制醋廠轉(zhuǎn)產(chǎn)用谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，結(jié)果代謝產(chǎn)物沒有谷氨酸而產(chǎn)生乳酸及琥珀酸，其原因是A．溫度控制不適 B．通氣量過多C．pH呈酸性 D．溶氧不足【解析】谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，受溫度、pH、溶氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件的限制。當(dāng)溶氧不足時(shí)，生成的代謝產(chǎn)物就會(huì)是乳酸或琥珀酸?！敬鸢浮緿［例5］下圖是O2濃度（或分壓）對(duì)不同微生物生長的影響。哪條曲線代表好氧菌A．① B．②C．③ D．都是【解析】好氧菌必須有O2的條件下才能生長，兼性厭氧菌在有氧或無氧條件下均能生長，但有氧條件下生長的更好。O2對(duì)厭氧菌有強(qiáng)烈抑制作用，即使短期接觸空氣，也會(huì)抑制其生長甚至致死?！敬鸢浮緾2005年高考試題分類及解析選修5第五章微生物與發(fā)酵工程

第五章

微生物與發(fā)酵工程

微生物類群——營養(yǎng)、代謝及生長——發(fā)酵工程

一、選擇題

23．（2005·江蘇生物·23）下列有關(guān)谷氨酸棒狀桿菌的生長和谷氨酸發(fā)酵的敘述．錯(cuò)誤的是（B）

A、組成酶是維持菌體基本生活的必要條件

B、菌體能合成各種生長因子，不需要從外界補(bǔ)充

C、發(fā)酵液pH呈酸性時(shí)，就會(huì)生成乙酰谷氨酰胺

D、細(xì)胞膜透性的改變，可解除代謝產(chǎn)物對(duì)有關(guān)酶活性的抑制

命題意圖：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是微生物的營養(yǎng)、代謝和生長中相關(guān)知識(shí)。

解析：菌體并不是能合成各種生長因子，如果缺乏合成生長因子所需的酶或合成能力有限，則需要補(bǔ)充生長因子。

24．（2005·廣東生物·24）在利用谷氨酸捧狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的過程中，下列敘述正確的是（B）

①各個(gè)生長時(shí)期的長短是固定的，無法人為縮短生長周期

②對(duì)數(shù)期是采樣留種的最佳時(shí)期

③在穩(wěn)定期補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)可以提高產(chǎn)量

④調(diào)整期是收獲代謝產(chǎn)物的最佳時(shí)期

A、①②

B、②③

C、③④

D、①④

命題意圖:本題考查的知識(shí)點(diǎn)是發(fā)酵工程的知識(shí)。

解析:利用谷氨酸捧狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的過程中，微生物生長過程中各生長時(shí)期的長短是不同的，在生產(chǎn)上可以連續(xù)培養(yǎng)法等縮短培養(yǎng)周期。各時(shí)期特點(diǎn)也不同，如對(duì)數(shù)期菌種形態(tài)、特性穩(wěn)定，常作為生產(chǎn)用的菌種，在穩(wěn)定期補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)，排出有害代謝產(chǎn)物，可保持微生物較長時(shí)間的高速生長，可以提高產(chǎn)量，也是獲得代謝產(chǎn)物的最佳時(shí)期。

22．（2005·江蘇生物·22）下列關(guān)于平菇培養(yǎng)的操作程序，正確的是（D）

A、配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，接種，高壓蒸氣滅菌，培養(yǎng)

B、配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，高壓蒸氣滅苗，接種，培養(yǎng)

C、配制棉予殼培養(yǎng)基，按種，高壓蒸氣滅菌，培養(yǎng)

D、配制棉子殼培養(yǎng)基，高壓蒸氣滅菌，接種，培養(yǎng)

命題意圖：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是平菇培養(yǎng)的基本技術(shù)的操作程序。

解析：培養(yǎng)平菇所用的培養(yǎng)基是棉子殼，具體的操作程序是：配制培養(yǎng)基、高壓蒸氣滅菌、接種、培養(yǎng)。

二、非選擇題

30．（2005·北京春季理綜·30）（19分）將酵母分為a、b、c、d四組，用不同的方式培養(yǎng)，其種群增長曲線如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。（1）a呈現(xiàn)___“J”___型增長，該種群的生長在20h之前處于___調(diào)整___期，20h－40h處于___對(duì)數(shù)___期。

（2）d呈現(xiàn)___“S”____型增長，在100h－200h，d的增長率趨于_____0____。若在現(xiàn)有條件下繼續(xù)培養(yǎng)，其種群數(shù)量趨于_____B_____。（A增多B減少）

（3）隨著更換培養(yǎng)液的時(shí)間間隔的延長，酵母種群的增長率趨于___降低（或減小）___，其可能的限制因素是____營養(yǎng)____不足和____有害代謝產(chǎn)物（或有害產(chǎn)物）__的積累。

答案：（1）J調(diào)整對(duì)數(shù)（2）S0（或零）B（或減?。?）降低（或減小）營養(yǎng)有害代謝產(chǎn)物（或有害產(chǎn)物）

33．（2005·江蘇生物·33）(6分)抗生素作為治療細(xì)菌感染的藥物，其高效性和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值使抗生素工業(yè)經(jīng)久不衰。其中青霉素的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用具有劃時(shí)代的意義?！?/p>

(1)肯霉菌發(fā)酵產(chǎn)生青霉素?？厦咕男玛惔x類型是

，青霉素是青霉菌的

代謝產(chǎn)物。(2)在生產(chǎn)和科研中，常選用處于

期的青霉菌作為菌種或研究材料．因?yàn)榇藭r(shí)的青霉菌代謝旺盛，

和

比較穩(wěn)定。(3)對(duì)青霉菌菌體生長情況的測定，取一定體積的發(fā)酵液，經(jīng)離心分離、反復(fù)洗滌后，

，再計(jì)算發(fā)酵罐中菌體的總重量。答：(1)異養(yǎng)需氧型次級(jí)(2)對(duì)數(shù)個(gè)體的形態(tài)

生理特性(3)稱菌體的濕重(稱烘干后的重量)。

命題意圖：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是微生物營養(yǎng)、代謝與生長的知識(shí)。

解析：微生物的生長情況是以群體為單位研究，測定不是根據(jù)細(xì)胞個(gè)體大小，而是根據(jù)群體的增加量，方法有：一是測細(xì)菌的細(xì)胞數(shù)目；二是測重量，稱菌體的濕重或干重。由此計(jì)算出其中細(xì)胞的總重量。細(xì)菌生長有生長曲線，處于對(duì)數(shù)期的細(xì)菌，代謝旺盛，個(gè)體的形態(tài)和生理特性比較穩(wěn)定，常作為生產(chǎn)用的菌種和科研的材料。不同種類的細(xì)菌的代謝類型不同。青霉菌的新陳代謝類型是異養(yǎng)需氧型，青霉素是青霉菌的次級(jí)代謝產(chǎn)物。

31．（2005·北京·31）（20分）某化工廠的污水池中，含有一種有害的、難于降解的有機(jī)化合物A。研究人員用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基，成功地篩選到能高效降解化合物A的細(xì)菌（目的菌）。實(shí)驗(yàn)的主要步驟如圖所示。請(qǐng)分析回答問題：

（1）培養(yǎng)基中加入化合物A的目的是篩選

，這種培養(yǎng)基屬于

培養(yǎng)基。

（2）“目的菌”生長所需的氮源和碳源是來自培養(yǎng)基中的

，實(shí)驗(yàn)需要振蕩培養(yǎng)，由此推測“目的菌”的代謝類型是

。

（3）培養(yǎng)若干天后，應(yīng)選擇培養(yǎng)瓶中化合物A含量

的培養(yǎng)液，接入新的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)，使“目的菌”的數(shù)量

。

（4）轉(zhuǎn)為固體培養(yǎng)時(shí)，常采用

的方法接種，獲得單菌落后繼續(xù)篩選。

（5）若研究“目的菌”的生長規(guī)律，將單個(gè)菌落進(jìn)行液體培養(yǎng)，可采用

的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以

為縱坐標(biāo)，繪制生長曲線。

（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，使用過的培養(yǎng)基應(yīng)該進(jìn)行

處理后，才能倒掉。答案：（1）目的菌選擇（2）化合物A異養(yǎng)需氧型（3）減少增加（4）劃線（5）定期取樣細(xì)菌數(shù)目的對(duì)數(shù)（6）滅菌課時(shí)40微生物的營養(yǎng)、代謝和生長（三）【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】一、選擇題1．賴氨酸是一種人和動(dòng)物必需的氨基酸，在利用黃色短桿菌生產(chǎn)賴氨酸的過程中，科學(xué)家培育出一種能大量積累賴氨酸的菌種，這種新菌種的選育方法是通過A．基因工程 B．細(xì)胞工程C．誘變育種 D．雜交育種【答案】C2．微生物連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)是①培養(yǎng)基利用更充分②微生物可長期高速生長③縮短了培養(yǎng)周期④提高了設(shè)備利用率⑤便于自動(dòng)化管理A．①②③ B．②③④C．③④⑤ D．②③⑤【答案】C3．以下不屬于發(fā)酵的是A．利用需氧型青霉菌生產(chǎn)青霉素B．缺氧時(shí)人的組織細(xì)胞產(chǎn)生乳酸C．利用酵母菌的無氧呼吸獲得酒精D．利用乳酸菌制作泡菜【答案】B4．用發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品，如果是菌體，則進(jìn)行分離提純時(shí)可采用的方法是A．蒸餾、過濾 B．過濾、沉淀C．萃取、離子交換 D．沉淀、萃取【解析】發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品有兩類：一類是代謝產(chǎn)物，另一類是菌體本身。產(chǎn)品不同，分離提純的方法一般不同。如果產(chǎn)品是菌體，可采用過濾，沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來；如果產(chǎn)品是代謝產(chǎn)物，可用萃取、蒸餾、離子交換等方法進(jìn)行提取?！敬鸢浮緽5．科學(xué)家用青霉素酰化酶研究出了氨芐青霉素，利用固定化青霉素?；阜磻?yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)，除嚴(yán)格控制溫度和pH外，還必須嚴(yán)格要求的條件是A．高壓 B．無菌C．?dāng)嚢?D．光照【答案】B6．以下發(fā)酵產(chǎn)品中不屬于微生物代謝產(chǎn)物的是A．味精 B．啤酒C．“人造肉” D．人生長激素【答案】C7．若不進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，直接接種將導(dǎo)致A．對(duì)數(shù)期提前出現(xiàn) B．調(diào)整期延長C．代謝產(chǎn)物減少 D．穩(wěn)定期縮短【答案】B8．生物學(xué)家將大腸桿菌的質(zhì)粒取出，連接上人生長激素基因以后，重新置入大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)，然后用這種帶有生長激素基因的大腸桿菌進(jìn)行發(fā)酵。該處理過程在發(fā)酵中屬A．菌種選育 B．?dāng)U大培養(yǎng)C．接種 D．誘變育種【答案】A9．能為發(fā)酵工程提供菌種的是A．植物體細(xì)胞雜交B．動(dòng)物細(xì)胞雜交C．目的基因轉(zhuǎn)移D．聚乙二醇處理大腸桿菌【答案】C10．培養(yǎng)基在計(jì)量、溶化后，首先要做的是A．調(diào)整pH B．分裝C．滅菌 D．?dāng)R置斜面【答案】A11．下列敘述正確的是A．環(huán)境條件中只有溫度、pH的變化影響微生物的代謝途徑B．發(fā)酵罐中代謝產(chǎn)物的形成與攪拌速度有關(guān)C．單細(xì)胞蛋白是從微生物細(xì)胞中提取出來的D．菌種擴(kuò)大培養(yǎng)的目的是使菌種優(yōu)化【答案】B12．谷氨酸發(fā)酵產(chǎn)生了乳酸，此時(shí)應(yīng)該A．加酸 B．加堿C．通風(fēng) D．隔絕空氣【答案】C13．利用酵母菌發(fā)酵，生產(chǎn)啤酒，培養(yǎng)基的最適pH應(yīng)調(diào)至利用大腸桿菌在發(fā)酵罐中生產(chǎn)胰島素，培養(yǎng)基的最適pH應(yīng)調(diào)至A．6.5～7.5 B．5.0～6.0C．6.0～7.0 D．7.5～8.5【答案】BA14．谷氨酸棒狀桿菌擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)基應(yīng)該A．C∶N為4∶1B．C∶N為3∶1C．隔絕空氣D．加大氮源、碳源的比例【答案】A15．谷氨酸棒狀桿菌的代謝類型屬于A．異養(yǎng)需氧型 B．異養(yǎng)厭氧型C．自養(yǎng)需氧型 D．自養(yǎng)厭氧型【答案】A16．下面對(duì)發(fā)酵工程中滅菌的理解中，不正確的是A．防止雜菌污染B．滅菌就是殺死培養(yǎng)基中一切細(xì)菌C．培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須消毒D．滅菌必須在接種前【答案】B17．生產(chǎn)單克隆抗體要用到的生物工程是①基因工程②細(xì)胞工程③發(fā)酵工程④酶工程A．①②③④ B．②③④C．①②④ D．①③④【答案】B18．固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是A．有利于增加酶的活性B．有利于產(chǎn)物的純化C．有利于提高反應(yīng)速度D．有利于酶的發(fā)揮作用【答案】B19．研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)處理污染是很有前途的。如將從大腸桿菌中得到的磷酸三脂酶固定到尼龍膜上制成制劑，可用于降解殘留在土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥。與用微生物降解相比，其作用不需要適宜的A．溫度B．pHC．水分D．營養(yǎng)【答案】D20．與血糖快速測試儀原理相同的酶的應(yīng)用是A．多酚氧化酶傳感器 B．尿激酶C．氨芐青霉素的生產(chǎn) D．尿糖試紙【答案】A二、非選擇題21．生物工程包括細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、基因工程。（1）將雞的DNA分子的某個(gè)片段整合小鼠的DNA分子中，屬于_________________。（2）將抗藥菌的某個(gè)基因引入細(xì)胞內(nèi)，屬于_________________。（3）將鼠的骨髓瘤細(xì)胞與經(jīng)過免疫的脾細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞，屬于______________。【答案】（1）基因工程（2）基因工程（3）細(xì)胞工程22．以下是發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的流程圖。據(jù)圖回答：（1）能生產(chǎn)人生長激素的工程菌是通過①培養(yǎng)的，①是_________；高產(chǎn)青霉素菌是通過②培育的，②是_________，③是_________。（2）④表示_________，⑤表示_________。（3）整個(gè)過程的中心階段是發(fā)酵，在此階段需要隨時(shí)取樣、檢測_________等，以了解發(fā)酵進(jìn)程，還要及時(shí)添加_________，同時(shí)嚴(yán)格控制_________。（4）若⑥是單細(xì)胞蛋白的話，⑦是_________。氨基酸、維生素屬⑦中的_________產(chǎn)物?！敬鸢浮浚?）基因工程誘變育種細(xì)胞工程（2）接種滅菌（3）細(xì)菌數(shù)目和產(chǎn)物濃度培養(yǎng)基發(fā)酵條件（溶氧、溫度、pH、通氣量、轉(zhuǎn)速）（4）微生物菌體初級(jí)代謝23．人造蛋白食品是現(xiàn)代微生物工程的杰作之一，食用真菌蛋白是人造蛋白的一種。真菌蛋白的制造過程如下圖所示。請(qǐng)根據(jù)圖解回答下列問題：（1）往發(fā)酵罐注入少量氨水的目的是______________________________________。（2）制造真菌蛋白時(shí)，要向發(fā)酵罐內(nèi)注入空氣，由此可以推知發(fā)酵罐中真菌的異化作用類型是_________型。（3）往發(fā)酵罐內(nèi)添加一些物品都要經(jīng)過消毒，從生態(tài)學(xué)的角度分析，其原因是________。（4）添加的糖被真菌利用，轉(zhuǎn)化成真菌蛋白，必須經(jīng)過的生理過程是________________。（5）從自然界分離出的真菌菌種，用于制造真菌蛋白時(shí)，真菌蛋白的產(chǎn)量較低。要獲得較多的真菌蛋白，培育優(yōu)質(zhì)的真菌菌種可采用_________________方法。（6）利用微生物工程方法制造出的真菌蛋白，常作為家畜（如豬）的飼料添加劑。豬食用這些添加劑后，可加速育肥的原因是_____________________________，這些添加劑在豬體內(nèi)的代謝產(chǎn)物有_________________?！敬鸢浮浚?）滿足真菌所需氮源（2）需氧或兼性厭氧（3）防止雜菌與真菌之間的競爭（4）氨基轉(zhuǎn)換作用、脫水縮合等（5）誘變育種（或基因工程育種均可）（6）真菌蛋白被分解成的氨基酸，經(jīng)脫氨基作用形成的不含氮部分可轉(zhuǎn)變成脂肪CO2、H2O、尿素課時(shí)41學(xué)習(xí)微生物培養(yǎng)的基本技術(shù)一．書本知識(shí)梳理實(shí)驗(yàn)原理目的要求材料用具方法步驟二．思維拓展培養(yǎng)基配制步驟：稱量，溶化，調(diào)PH，培養(yǎng)基分裝，加棉塞，包扎。滅菌與消毒：前者常見有高壓蒸氣滅菌法，火焰灼燒滅菌法等，其理化性質(zhì)變化劇烈，是指殺死一定環(huán)境中所有微生物的細(xì)胞芽孢和孢子。后者理化性質(zhì)變化溫和，指殺死表層有害物，主要是有害病原體和微生物營養(yǎng)體。高壓蒸氣滅菌法殺菌效力強(qiáng)的原因：濕熱穿透力強(qiáng)，空氣中有潛熱存在，蛋白質(zhì)容易凝固。關(guān)鍵操作原由：培養(yǎng)基分裝與調(diào)酸堿度要在滅菌前否則會(huì)造成培養(yǎng)基污染培養(yǎng)基分裝要趁熱否則培養(yǎng)基變成固體不好分裝培養(yǎng)基高度不能超過試管的五分之一否則擱置斜面時(shí)會(huì)占到棉塞，影響透氣性污染培養(yǎng)基培養(yǎng)基分裝后要用普通棉塞比脫脂棉好，因?yàn)槿菀淄笟鉁缇鷷r(shí)要用牛皮紙包住試管，可防止冷凝水潤濕棉塞影響透氣性污染培養(yǎng)基接種操作要在火焰旁因?yàn)槟抢镄纬梢粋€(gè)無菌區(qū)對(duì)木屑培養(yǎng)基滅菌要進(jìn)行第二及第三次加熱是為了殺死芽孢徹底滅菌分裝平菇培養(yǎng)基時(shí)要用木棒鉆洞，因?yàn)樗切柩跣臀⑸铮@洞能增加底部氧氣含量，促進(jìn)基內(nèi)菌絲生長接種劃線要注意(1)劃線方向應(yīng)該從里向外（2）線條要細(xì)而密（3）不要重復(fù)劃線D常用滅菌方法有加熱法、過慮法、紫外線法、化學(xué)藥品法12（多選）通過選擇培養(yǎng)基可以從混雜微生物群體分離出所需微生物，在缺乏氮源的培養(yǎng)基上大部分微生物無法生長；在培養(yǎng)基中加入青霉素可以抑制細(xì)菌和放線菌；在培養(yǎng)基中加入10％酚可以抑制細(xì)菌和霉菌。利用上述方法能從混雜的微生物群體分離出A大腸桿菌B霉菌C放線菌D固氮細(xì)菌13、生產(chǎn)谷氨酸等食品添加劑離不開發(fā)酵。請(qǐng)就谷氨酸發(fā)酵回答下列問題（1）谷氨酸棒狀桿菌的代謝類型是（2）若從自然界分離得到的樣品中含有谷氨酸棒狀桿菌、固褐固氮菌、金黃色葡萄球菌、酵母菌等，現(xiàn)欲篩選出酵母菌，則簡便的方案是（3）一定容積的培養(yǎng)液中進(jìn)行谷氨酸發(fā)酵，C/N之值為3/1時(shí)，活菌數(shù)可保持最大；pH呈酸性時(shí)，發(fā)酵產(chǎn)物是乙酰谷氨酰胺，這些事實(shí)說明（4）為測定谷氨酸棒狀桿菌的生長，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下步驟：配置適宜培養(yǎng)基，分裝到5個(gè)錐形瓶中，用緩沖液分別調(diào)pH為4.0，4.5,5.0,5.56.0,分別標(biāo)號(hào)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ；將每瓶培養(yǎng)基等量分裝到3支試管中，加棉塞包扎，每捆試管外掛上相應(yīng)的標(biāo)簽；在酒精燈上加熱煮沸10MIN后冷卻；無菌條件下接種等量菌種；37度恒溫箱中培養(yǎng)24小時(shí)；測定每管中谷氨酸的產(chǎn)量；計(jì)量、統(tǒng)計(jì)并分析結(jié)果。上述步驟中有三個(gè)明顯錯(cuò)誤，請(qǐng)指出并改正。abc14下面是最早發(fā)現(xiàn)抗生素－青霉素的佛來明的探索過程：觀察及對(duì)問題的認(rèn)識(shí)：培養(yǎng)細(xì)菌過程中，在青霉菌周圍沒有其它細(xì)菌生長。為什么出現(xiàn)這種情況？假設(shè)：______________________________________________________________。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：把青霉菌放在培養(yǎng)液中培養(yǎng)后，觀察這些培養(yǎng)液對(duì)細(xì)菌生長的影響。結(jié)果：培養(yǎng)液阻止了細(xì)菌的生長和繁殖。結(jié)論：_____________________________________________________________（1）作為該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)最恰當(dāng)?shù)氖牵ǎ〢青霉菌能產(chǎn)生有利于人類的物質(zhì)B青霉菌污染了細(xì)菌生長的培養(yǎng)基C青霉菌可能產(chǎn)生了有利于細(xì)菌繁殖的物質(zhì)D青霉菌可能產(chǎn)生了不利于細(xì)菌繁殖的物質(zhì)（2）結(jié)論是_____________________________________________________________（3）青霉菌和細(xì)菌的關(guān)系是_____________________________________。（4）為了證明青霉菌確實(shí)是由青霉菌產(chǎn)生的，而不是培養(yǎng)液和培養(yǎng)基中其它微生物產(chǎn)生的，應(yīng)進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)方法是____________________________________。若實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：，則能證明青霉菌確實(shí)能產(chǎn)生可阻止細(xì)菌繁殖的青霉素。（5）最初使用較少青霉素殺菌效果較好，而現(xiàn)在藥效不明顯了，這是因?yàn)椋?。其根本原因是。答案：選擇題：DCCDBCABC;ABC;ACD;BCD.13.(1)異氧需氧型（2）在培養(yǎng)基中加入青霉素或無氧條件下培養(yǎng)(3)環(huán)境條件的變化不僅影響菌種的生長繁殖，而且會(huì)影響菌種代謝產(chǎn)物的形成（4）PH為4.0,4.5,5.0,5.5,6.0;在酒精燈上加熱煮沸10min;改正：6.5,7.0,7.5,8.0,8.5;在98kpa下高壓蒸汽滅菌20min；測定菌體的細(xì)胞數(shù)目或測重量后再計(jì)算出細(xì)胞的總重量。課時(shí)42發(fā)酵工程簡介一、書本知識(shí)梳理發(fā)酵的概念谷氨酸發(fā)酵實(shí)例發(fā)酵工程的概念和內(nèi)容發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的優(yōu)點(diǎn)發(fā)酵工程生產(chǎn)流程圖發(fā)酵罐的裝置及作用二、思維拓展液體培養(yǎng)基━━按物理性質(zhì)分1．發(fā)酵工程常用培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基━━按化學(xué)成分分目的要明確2．培養(yǎng)基配制原則營養(yǎng)要協(xié)調(diào)PH值要適宜溫度PH值容氧影響因素：通氣和攪拌3．影響發(fā)酵的因素安裝消泡沫控板泡沫：消除方法使用消泡沫劑營養(yǎng)物質(zhì)的濃度4．?dāng)U大培養(yǎng)與發(fā)酵生產(chǎn)過程的培養(yǎng)擴(kuò)大培養(yǎng)是將培養(yǎng)到對(duì)數(shù)期的菌種分開，在分別培養(yǎng)，以促進(jìn)菌體數(shù)量快速增加，在短時(shí)間內(nèi)獲得大量菌種；發(fā)酵生產(chǎn)過程的培養(yǎng)是為了獲得代謝產(chǎn)物；它們培養(yǎng)目的不同，條件也就可能不同：如酒精發(fā)酵過程中，在有氧條件下快速增殖，就是說酵母菌擴(kuò)大培養(yǎng)必須有充足的氧氣；酵母菌在無氧的條件下才能產(chǎn)生酒精，所以酒精發(fā)酵的條件必須缺氧。5．味精的生產(chǎn)與使用： 目前我國采用發(fā)酵法生產(chǎn)味精，首先要將各種糧食制成淀粉，然后將淀粉糖化，加入菌種進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，再經(jīng)過冷卻隔離，中和除鐵脫色結(jié)晶，分離干燥等工序制成純度很高的谷氨酸鈉，即味精。味精易溶于水，一般在起鍋之前加入效果好，味道會(huì)更加鮮美。味精平時(shí)貯存在密閉防潮通風(fēng)干燥處，可經(jīng)久不變質(zhì)。6．發(fā)酵工程的人工控制控制對(duì)象控制方式微生物遺傳特性誘變育種和生物工程（細(xì)胞工程，基因工程）容氧對(duì)需氧微生物保證氧供應(yīng)，對(duì)厭氧微生物控制氧供應(yīng)，以通氣量和攪拌速度控制PH通過加料裝置，加酸加堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以在培養(yǎng)基中添加PH緩沖液溫度注意降溫，控制最適溫度范圍營養(yǎng)物質(zhì)的比例和濃度發(fā)酵過程（發(fā)酵中心階段）及時(shí)通過對(duì)放料口的檢測，了解發(fā)酵進(jìn)程，調(diào)整濃度與比例說明：條件控制至關(guān)重要，不僅會(huì)影響菌種的生長繁殖，而且會(huì)影響代謝產(chǎn)物的形成，例子見課本。7單細(xì)胞蛋白本質(zhì):微生物菌體分離提純法：過濾、沉淀 石油蛋白按生產(chǎn)原料分甲醇蛋白 甲烷蛋白分類：細(xì)菌蛋白 按產(chǎn)生菌種類分真菌蛋白 作用:作為飼料，制造“人造肉”，用作食品添加劑。生產(chǎn)效率高優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)原料來源廣 生產(chǎn)工業(yè)化 缺點(diǎn)：安全性問題如食用過多，由于核酸含量多，可導(dǎo)致痛風(fēng)等疾病課時(shí)42跟蹤訓(xùn)練1．下列不屬于單細(xì)胞蛋白作用的是（）A使家禽家畜快速增重B做飼料C增加產(chǎn)奶產(chǎn)蛋量D做食品添加劑2.在谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)中，必須不斷地調(diào)整PH，原因是()①谷氨酸發(fā)酵的最適PH是7.0~8.0②在發(fā)酵過程中，溶液的PH會(huì)發(fā)生變化③當(dāng)PH呈酸性時(shí)，谷氨酸的產(chǎn)量會(huì)下降④不調(diào)整PH，培養(yǎng)液中生產(chǎn)的谷氨酸會(huì)轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì)A.①②③B.①②③④C.①②D.①④3.下列何種條件的變化使谷氨酸發(fā)酵得不到產(chǎn)物PH升高②PH值降低③溫度升高④溫度降低⑤溶氧增多⑥溶氧降低A.①③④B.②③⑥C.①⑤D.②⑥4.若不進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),直接接種將導(dǎo)致()A.對(duì)數(shù)期提前出現(xiàn)B.調(diào)整期延長C.代謝產(chǎn)物減少D.穩(wěn)定期縮短5.酵母菌擴(kuò)大培養(yǎng),培養(yǎng)條件應(yīng)該是()A.C:N為4:1B.C:N為3:1C.提供無菌空氣D.隔絕空氣6.以下不屬于發(fā)酵工程范疇的是()A.利用高產(chǎn)型青霉菌生產(chǎn)青霉素B.缺氧時(shí)人的某些組織細(xì)胞產(chǎn)生乳酸C.利用酵母菌的無氧呼吸獲得酒精D.利用乳酸菌制作泡菜7.利用酵母菌釀酒時(shí),從開始便向發(fā)酵罐內(nèi)通入氧氣,其結(jié)果是()A.酵母菌大量死亡,酒精減少B酵母菌數(shù)量不變,酒精產(chǎn)量不變C酵母菌數(shù)量增多,酒精增產(chǎn)D酵母菌數(shù)量增多,不產(chǎn)酒精8掌握微生物群體的生長規(guī)律有利于研究它們.下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A生產(chǎn)上常用對(duì)數(shù)期菌種B在穩(wěn)定期適當(dāng)補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)有利于提高產(chǎn)量C連續(xù)培養(yǎng)延長了培養(yǎng)期D調(diào)整期細(xì)菌的代謝活躍,體積增長快9下列那些不是發(fā)酵工程的特點(diǎn)（）A生產(chǎn)條件溫和，原料來源豐富且價(jià)格低廉B產(chǎn)物專一C廢物對(duì)環(huán)境污染小，易處理D微生物的發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)人類都有利的（多選）10．谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)中，控制好發(fā)酵的條件是十分重要的。下列關(guān)于谷氨酸發(fā)酵過程中的處理的敘述中，正確的是（）A。從控制磷脂合成或使細(xì)胞膜受損入手，提高谷氨酸棒狀桿菌細(xì)胞膜的通透性，有利于提高谷氨酸的合成速率。B．谷氨酸棒狀桿菌屬于好氧型細(xì)菌，發(fā)酵過程中應(yīng)進(jìn)行通氣和攪拌，以提高培養(yǎng)液的溶氧量。C．控制C/N的值為3:1，既有利于谷氨酸棒狀桿菌的大量繁殖又有利于谷氨酸的大量合成。D．在發(fā)酵過程中應(yīng)保持ＰＨ呈酸性，有利于谷氨酸高效持久地大量合成。11（多選）發(fā)酵工程使發(fā)酵的中心階段，這一階段要嚴(yán)格控制的條件有（）A溫度BPHC溶氧D通氣量與轉(zhuǎn)速（多選）12。下列有關(guān)谷氨酸發(fā)酵的敘述中，不正確的是（）A。發(fā)酵中要不斷通入空氣。B．培養(yǎng)條件不當(dāng)將不能得到產(chǎn)品。 C．?dāng)嚢璧奈ㄒ荒康氖鞘箍諝獬蔀樾∨荨?D．冷卻水可使酶活性下降。13（多選）菌種選育常用方法有（）A人工誘變育種B基因工程C原生質(zhì)體融合D克隆14(多選)在發(fā)酵過程中除嚴(yán)格控制發(fā)酵條件還應(yīng)進(jìn)行（）A隨時(shí)檢測培養(yǎng)液中細(xì)菌的數(shù)量B隨時(shí)檢測產(chǎn)物的濃度C大量補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)D及時(shí)添加必需的培養(yǎng)基成分15．如圖所示為發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的流程圖，據(jù)圖回答問題：①②③原料生產(chǎn)用菌種培養(yǎng)基配置①②③原料生產(chǎn)用菌種培養(yǎng)基配置擴(kuò)大培養(yǎng)⑤④分離提純⑥⑦從自然界中分離的菌種 過②培育的，②是▁▁▁▁▁▁③是▁▁▁▁▁▁▁。 （2）配置好的培養(yǎng)基必須經(jīng)過滅菌，其目的是▁▁▁▁▁▁▁，常用的方法是▁▁▁▁▁。 （3）選擇好的菌種經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后，接種到發(fā)酵罐內(nèi)的培養(yǎng)液中，接種的最佳時(shí)期是▁▁▁▁▁，因?yàn)楱x▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁。發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵 （4）接種完畢后，在37℃、PH＝7.0的條件下，發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵發(fā)酵若干天，仍然無產(chǎn)物合成，試分析最可能的原因是▁▁▁▁▁▁▁▁▁。 （5）整個(gè)過程的中心階段是發(fā)酵，要隨時(shí)取樣檢測培養(yǎng)基的細(xì)菌數(shù)目、產(chǎn)物濃度等。同時(shí)，要嚴(yán)格控制▁▁▁▁▁通氣量、轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件。 （6）若⑥是單細(xì)胞蛋白的話，⑥實(shí)際上是▁▁▁▁▁▁，氨基酸、維生素屬⑦中的▁▁▁▁▁▁產(chǎn)物。16.回答谷氨酸發(fā)酵過程中問題：（1）在生產(chǎn)中配制合適的培養(yǎng)基，在發(fā)酵的初級(jí)階段即和期，為以后的谷氨酸發(fā)酵做準(zhǔn)備，培養(yǎng)基中C/N為。（2）當(dāng)要大量生產(chǎn)谷氨酸時(shí)，C/N應(yīng)為，配制好的培養(yǎng)基必須嚴(yán)格，這是因?yàn)閷?dǎo)致產(chǎn)量下降。17．請(qǐng)認(rèn)真思考后回答問題:(1)人們不會(huì)在熱泉中發(fā)現(xiàn)活著的嗜冷海藻,而經(jīng)?？梢栽诶渌h(huán)境中分離出嗜熱微生物,據(jù)酶的特性分析原因.(2)淀粉酶可以通過微生物發(fā)酵生產(chǎn).為提高酶的產(chǎn)量,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn),利用誘變育種方法,獲得產(chǎn)生淀粉酶較多的菌株.（要求：寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟；根據(jù)誘發(fā)突變率低和不定向性預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。）答案：選擇題：CBDBCBDCD;AB;ABCD;ACD;ABC;ABD.15.(1)基因工程誘變育種細(xì)胞工程（2）殺死一定環(huán)境中所有的細(xì)胞芽孢和孢子高壓蒸汽滅菌（3）群體生長的對(duì)數(shù)期對(duì)數(shù)期的菌種代謝旺盛，個(gè)體形態(tài)和生理特征比較穩(wěn)定（4）PH不適當(dāng)（5）溶氧量溫度PH（6）微生物菌體初級(jí)代謝16．(1)調(diào)整對(duì)數(shù)4/1(2)3/1滅菌雜菌污染17．（1）嗜冷海藻體內(nèi)的酶遇高溫后，酶的分子結(jié)構(gòu)被破壞而失去活性，海藻很快死亡；而嗜熱微生物體內(nèi)的酶遇低溫環(huán)境，酶活性降低，但酶的分子結(jié)構(gòu)沒有被破壞，遇到合適的溫度又可以恢復(fù)活性。（2）第一步：將培養(yǎng)好的生產(chǎn)菌株分為兩組，一組用一定量的誘變劑處理，另一組不做處理做對(duì)照。第二步：制備含淀粉的培養(yǎng)基。第三步：把誘變組大量菌株接種于多個(gè)含淀粉的固體培養(yǎng)基上，同時(shí)接種對(duì)照組，相同條件下培養(yǎng)。第四步：比較兩組菌株菌落周圍透明圈的大小，選出透明圈變大的菌株。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：由于誘發(fā)突變率低，誘變組中絕大部分菌落周圍的透明圈大小與對(duì)照組相同。由于誘發(fā)突變的不定向性，誘變組中極少數(shù)菌落周圍的透明圈與對(duì)照組相比變大或變小。課時(shí)43生物固氮書本基礎(chǔ)知識(shí)整理生物固氮的概念固氮微生物的種類共生固氮微生物概念代表生物代謝類型共生關(guān)系根瘤的成因自生固氮微生物概念代表生物代謝類型作用應(yīng)用生物固氮過程與氮素循環(huán)固氮作用反應(yīng)式氮循環(huán)途徑a.固氮作用b.氨化作用c.硝化作用d.反硝化作用e.生物體內(nèi)有機(jī)氮的合成生物固氮的意義在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用思維拓展1．固氮微生物的種類生活方式代謝類型對(duì)植物的作用固氮量常見類型共生固氮微生物與植物共生，有專一性異養(yǎng)需氧型自養(yǎng)需氧型提供氮素大根瘤菌共生藍(lán)藻自生固氮微生物獨(dú)立生活自養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型提供氮素提供生長素小自生固氮藍(lán)藻圓褐固氮菌2．自然界中的氮循環(huán)主要環(huán)節(jié)：生物體內(nèi)有機(jī)氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。生物體內(nèi)有機(jī)氮的合成：植物吸收氨鹽和硝酸鹽，進(jìn)而將無機(jī)氮同化成植物蛋白等有機(jī)物，動(dòng)物再將植物體內(nèi)的有機(jī)氮同化成動(dòng)物體內(nèi)的有機(jī)氮的過程。氨化作用：動(dòng)植物體內(nèi)的有機(jī)氮被微生物分解后形成氨的過程。硝化作用：在有氧的條件下，土壤中的氨或氨鹽在硝化細(xì)菌的作用下最終氧化成硝酸鹽的過程。反硝化作用：在氧氣不足的條件下，土壤中的硝酸鹽被反硝化細(xì)菌等多種微生物還原成亞硝酸鹽，并進(jìn)一步還原成分子態(tài)氮，分子態(tài)氮返回到大氣中的過程。固氮作用：大氣中的分子態(tài)氮被還原成氨的過程，包括生物固氮、工業(yè)固氮和高能固氮。3．生物固氮過程的必需條件ATP的供應(yīng)固氮酶還原底物N2Mg2＋適宜的溫度和pH4．氮循環(huán)與碳循環(huán)的比較進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的方式進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的作用生物返回大氣途徑參與循環(huán)的生物碳循環(huán)光合作用綠色植物及其它自養(yǎng)生物生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的細(xì)胞呼吸所有生物氮循環(huán)生物固氮作用、閃電、工業(yè)固氮固氮微生物反硝化細(xì)菌的反硝化作用分解者、固氮微生物、硝化、反硝化細(xì)菌5．氮循環(huán)中幾種微生物的作用及其在生態(tài)系統(tǒng)中的地位在氮循環(huán)中的作用代謝類型在生態(tài)系統(tǒng)中的地位根瘤菌將N2合成氨異養(yǎng)需氧型消費(fèi)者圓褐固氮菌將N2合成氨異養(yǎng)需氧型分解者細(xì)菌、真菌將生物遺體中含氮化合物轉(zhuǎn)化為氨異養(yǎng)需氧型分解者硝化細(xì)菌將土壤中氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽自養(yǎng)需氧型生產(chǎn)者反硝化細(xì)菌硝酸鹽—亞硝酸鹽—N2異養(yǎng)厭氧型分解者6．易混淆的幾組概念自生固氮微生物根瘤氨化作用自養(yǎng)型根瘤菌硝化作用課時(shí)43跟蹤訓(xùn)練一、單選題1、圓褐固氮菌固氮后形成的產(chǎn)物()A、可以直接被植物吸收利用B、經(jīng)過分解者作用后才能被植物吸收C、經(jīng)過動(dòng)物代謝后才能被植物吸收利用D、經(jīng)某種生產(chǎn)者的作用后才能被植物吸收利用2、下面對(duì)氮循環(huán)的敘述中，正確的一項(xiàng)是()A、生物的固氮過程就是N2吸收到植物體內(nèi)被利用了B、氮素一旦進(jìn)入生物體內(nèi)就不會(huì)形成N2C、生物體內(nèi)的氮主要來源于閃電固氮D、動(dòng)物產(chǎn)生的尿素轉(zhuǎn)化成的銨鹽可被植物吸收利用3、關(guān)于氮循環(huán)的有關(guān)敘述，正確的是()