第七单第44讲微生物的类群营养

1第七单元微生物与发酵工程高考预览微生物的营养、代谢和生长及具体应用——发酵工程。本章有关细菌、病毒的结构和繁殖的内容与基因工程密切联系，因为基因工程所需的供体、受体、运载体及工具酶等大都需要微生物来承担或产生。在发酵工程中菌种的选育要用到细胞工程、基因工程，因此生物工程是相互交叉、密切相关的。高考命题趋向对2010年高考，微生物与发酵工程仍是命题重点，考查范围应是较广泛的，题型可能在选择题、简答题中都会出现。对于发酵工程一节的题目，若出现的话应该与其它内容相联系，单纯考发酵工程的简答题不可能出现。发酵工程是对微生物的一个总体的实行应用，与其它部分的联系也是必然的。备考方略学习本单元内容，应多注意以下几个方面：微生物作为自然界的生物类群，其生命活动应与必修教材所涉及的动物代谢的营养基本相似，但由于微生物自身结构的特殊性，因而其代谢状况与动物有较大的差异。另外，微生物的生长与必修教材种群的增长相一致。因此，有关本考点的命题主要趋向于学科内综合。在复习时要注意多比较、多记忆，充分理解课本给出的实例，通过分析实例理解原理、过程。微生物类群和代谢的知识点较零散，但在复习时应联系必修本的生物体结构和生物新陈代谢的相关知识。对微生物类群可进行相关知识的列表归类。发酵工程是建立在微生物类群和微生物代谢相关知识上的。复习过程中应将理论知识应用在分析发酵工程的应用这部分内容上。第44讲微生物的类群、营养走进高考第一关：教材关合作梳理知识体系细细菌的结构细胞壁：主要成分是①（单细胞细胞质核糖体：合成②微菌原核生物）质粒：控制着细菌的③、④、⑤等性状。拟核：由一个大型的环状⑥反复折叠缠绕而成，控制细菌的（7）生物细菌的繁殖：⑧方式的菌落：单个或少数细菌在⑨培养基上大量繁殖时，所形成的肉眼可见的，具有一定形态结构的⑩。群病核酸：（11）或（12）。病毒的结构核衣壳衣壳：（13）构成囊膜：多糖和脂质构成（部分病毒具有）毒病毒的增殖：（14）→（15）→（16）→（17）→（18）。2微生物生碳源：（19）是最常用的碳源长的五大氮源：（20）、（21）等是最常用的氮源营养要素生长因子：微生物生长不可缺少的微量有机物，主要包括（22）、（23）和（24）无机盐水1.根据（25）选择不同的原料配制培养基培养基的配制原则2.配制培养基时要注意各种营养物质的（26）和（27）3.培养基的（28）要适宜。按物理性质分：（29）、（30）和（31）培养基培养基的种类：按化学成分分：（32）培养基和（33）培养基按用途分：（34）培养基和（35）培养基自我校对：①肽聚糖②蛋白质③抗药性④固氮⑤抗生素生成⑥DNA分子⑦主要遗传性状⑧二分裂⑨固体⑩子细胞群体（11）DNA（12）RNA（13）蛋白质（14）吸附（15）注入核酸（16）合成核酸和蛋白质（17）装配（18）释放（19）糖类（20）铵盐（21）硝酸盐（22）维生素（23）氨基酸（）24碱基（25）微生物的种类、培养目的（26）浓度（27）比例（28）pH（29）液体（30）半固体（31）固体（32）合成（33）天然（34）选择（35）鉴别解读高考第二关：考点关考点1微生物的概念微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。它们是一些个体微小（0.1mm）、构造简单的低等生物。微生物的类群十分庞杂，在目前已经知道的大约10万种微生物，既包括没有细胞结构的病毒等，又包括原核生物界、真菌界以及原生生物界的生物。现分类如下：1.根据其结构微生物可分为：无细胞结构类——病毒（植物病毒、动物病毒、细菌病毒），类病毒，朊病毒。原核微生物：如细菌、蓝藻、放线菌、支原体、衣原体等有细胞结构类真核微生物真菌类：如酵母菌、霉菌、食用菌（蘑菇）等原生生物：如草履虫、变形虫、绿眼虫等2.微生物根据同化作用类型划分为：自养型：如硝化细菌、硫细菌、铁细菌、蓝藻等异养型：如乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌、根瘤菌、圆褐固氮菌等兼性营养型：当环境中有现成有机物时，营异养生活，当生活的环境中没有有机物时营自养生活。如红螺菌3.按异化作用类型划分为：需氧型：如硝化细菌、根瘤菌、圆褐固氮菌兼性厌氧型：如酵母菌、大肠杆菌等厌氧型：如反硝化细菌、乳酸菌等4.微生物根据最适温度可分为：低温型：如两极地区、海水及冷藏食品中的微生物中温型：绝大多数微生物都属这一类（一般为25～37℃）高温型：如温泉、堆肥、热水器中的微生物特别提醒：微生物与人类的关系极为密切，虽然有些微生物能使人和动物致病，但多数微生微生物的营养3物对人类是有益的，目前微生物已经在许多领域得到了广泛应用，形成了大规模的发酵工程，为人类创造出了巨大的财富。例析1下列有关①②③④四个框图内所包括生物的共同特征的叙述，正确的是（）A.框图①内都是原核生物，且都能发生突变B.框图②内的生物都不含叶绿素，且都是分解者C.框图③内的生物都具细胞结构，且都有细胞壁D.框图④内都是异养生物，且都能分裂生殖解析：框图①中包含两种生物：烟草花叶病毒和酵母菌，其中烟草花叶病毒是没有细胞结构的，酵母菌是一种真菌，属真核生物；框图②中包含三种生物：烟草花叶病毒、酵母菌和硝化细菌，其中酵母菌是分解者，硝化细菌是生产者，而病毒是消费者；框图③中四种生物都是有细胞结构的，且都有细胞壁，但是细胞壁的成分不同，其中衣藻和金鱼藻属于植物，其细胞壁的成分为果胶和纤维素，硝化细菌的细胞壁成分是肽聚糖，酵母菌的细胞壁成分更为复杂，已知的啤酒酵母细胞壁的成分为葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、氨基葡萄糖、磷酸和类脂。框图④中的酵母菌属于异养生物，硝化细菌属于化能自养生物。答案：C互动探究1（2009·山东理综，6）3月24日是世界结核病防治日，下列关于结核杆菌的描述正确的是（）A.高倍镜下可观察到该菌的遗传物质分布于细胞核内B.该菌是好氧菌，其生命活动所需能量主要由线粒体提供C.该菌感染机体后能快速繁殖，表明其可抵抗溶酶体的消化降解D.该菌的蛋白质在核糖体合成、内质网加工后由高尔基体分类运输到相应部位解析：结核杆菌属于原核生物，无成形的细胞核，也无线粒体、内质网、高尔基体等细胞器，故A、B、D说法错误，选C。答案：C点评：本题主要考查原核生物的细胞结构。4考点2细菌和病毒的比较细菌病毒形态杆状、球状、螺旋状、弧状螺旋状、多面体、复合结构结构细胞壁：保护、维持形状细胞膜：控制物质交换细核糖体：合成蛋白质胞质粒：DNA分子，含因，质基控制抗药性、固氮、抗生素的形成贮藏颗粒：淀粉、硫等组成：由许多结构相同的衣壳粒排列而成核衣功能：保护病毒核衣壳酸，决定病毒抗原特异性等壳核酸：是DNA或RNA有些病毒外面有囊膜（由蛋白质、多糖、脂质构成，囊膜有刺）繁殖二分裂方式，即细胞分裂，发生DNA分子复制只能在宿主的活细胞中进行增殖（以噬菌体为例）：吸附注入核酸合成蛋白质、复制核酸释放其他特征特殊结构：荚膜、鞭毛、芽孢，可形成多种菌落，是鉴定菌种的依据一种病毒只有一种核酸例析2-1关于炭疽杆菌的叙述，错误的是（）A.具有细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核等结构B.通过二分裂方式进行繁殖C.核衣壳外还有多糖、蛋白质和脂质构成的囊膜D.同化类型是化能异养型解析：核衣壳、囊膜等结构是病毒的结构，炭疽杆菌是一种细菌，有细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核等结构，但无核衣壳和囊膜。答案：C点评：考查了细菌和病毒的结构。细菌包括很多种，据形态分为球菌、杆菌、螺旋菌三种，它与病毒同属微生物，但二者结构相差很大，要注意正确区别，不要混淆。例析2-2下列关于病毒的叙述，不正确的是（）A.利用病毒侵染细胞，可将重组DNA导入受体细胞B.禽流感病毒具有囊膜和刺突，由衣壳控制其性状C.病毒不具有核糖体和独立的代谢系统D.SARS患者必须依赖细胞免疫才能彻底消灭冠状病毒解析：病毒是细胞内寄生，不能在细胞外进行独立的生命活动，所以不具有核糖体和独立的代谢系统；控制禽流感病毒性状的是其遗传物质RNA而不是衣壳；在基因工程中利用病毒侵染细胞的特点，可以利用病毒作运载体将重组DNA导入受体细胞；在免疫中，由于病毒会侵入细胞内部，所以必须依赖细胞免疫才能彻底消灭人体内的冠状病毒。答案：B互动探究2-1病毒与肺炎双球菌共有的特点（）A.抗原决定簇相同B.流感病毒的囊膜与S型肺炎双球菌的荚膜都含有多糖C.病毒与肺炎双球菌的遗传物质都是DNA5D.都属于寄生生物，有拟核而无核膜和核仁解析：不同的抗原的抗原决定簇的数目不同；病毒的遗传物质是DNA或RNA，细菌的遗传物质都是DNA；病毒没有细胞结构，当然也无拟核，故A、C、D均错。流感病毒的核衣壳外面，有一层由蛋白质、多糖和脂类构成的囊膜，S型的肺炎双球菌有多糖类的荚膜。答案：B互动探究2-2下列关于病毒的叙述，正确的是（）A.烟草花叶病毒可以不依赖宿主细胞而增殖B.流感病毒的核酸位于衣壳外面的囊膜上C.肠道病毒可在经高温灭菌的培养基上生长增殖D.人类免疫缺陷病毒感染可导致获得性免疫缺陷综合症解析：病毒主要由核酸和衣壳两部分构成，合称核衣壳，有些病毒的核衣壳外还有囊膜。核酸位于核衣壳内部；病毒的增殖过程在普通培养基上不能进行，只有在活细胞中才能进行；获得性免疫缺陷综合症如艾滋病，是由HIV病毒的感染所致。答案：D点评：本题考查的是病毒的结构及增殖特点。考点3微生物所需要的营养物质及功能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。营养要素来源最适来源功能碳碳源自养型微生物无机碳源（CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳无机物）异养型微生物有机碳源：即含碳有机物糖、脂、蛋白质、有机酸等和天然含碳物质（石油、花生粉饼等）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谢产物（2）既是碳源又是能源是一种双功能的营养物氮氮源氨基酸自养型（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①酶和核酸的组成成分，②参与代谢过程中的酶促反应生长因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（如用阿舒假囊酵母生产维生素B12）6例析3下表是关于4种生物的能源、C源、N源和代谢类型的描述，其中描述正确的一组是（）硝化细菌乳酸菌根瘤菌衣藻能源氧化NH3分解乳酸固定N2利用光能C源CO2糖类糖类CO2N源NH3N2N23NO代谢类型自养需氧型异养需氧型异养需氧型自养需氧型A.硝化细菌、乳酸菌B.乳酸菌、根瘤菌C.根瘤菌、衣藻D.硝化细菌、衣藻解析：硝化细菌的能源为氧化氨放出的能量，碳源为CO2，氮源为NH3，为自养需氧型；乳酸菌的能源为分解葡萄糖放出的能量等，碳源为糖类，氮源为含氮有机物，为异养厌氧型；根瘤菌的能源来源于豆科植物产生的有机物，碳源为含碳有机物，氮源为N2，为异养需氧型；衣藻可利用光能，碳源为CO2，氮源为无机氮，为自养需氧型。答案：D互动探究3-1不同的微生物对营养物质的需求各不相同。下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养微生物营养的描述中，不正确的是（）A.氮源物质为该微生物提供必要的氮素B.碳源物质也是该微生物的能源物质C.无机盐是该生物不可缺少的营养物质D.水是该微生物的营养要素之一解析：CO2是无机碳源，不能作为该微生物的能源物质。答案：B点评：本题考查微生物的营养。互动探究3-2下列关于细菌的叙述，错误的是（）A.硝化细菌能以NH3作为氮源和能源物质B.某些细菌可以利用光能固定CO2合成有机物C.生长因子是某些细菌生长过程中需要额外补充的营养物质D.含伊