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2019-2020年高中生物選修微生物基礎(chǔ) 一、考點(diǎn)內(nèi)容全解 （一）本講考點(diǎn)是什么？ 1．微生物的類群 （1）微生物的概念及類群 微生物是指形體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通常要用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡才能看清楚的生物，統(tǒng)稱為微生物。它包括有非細(xì)胞生物，如病毒、類病毒、朊病毒；細(xì)胞生物，又可分為原核生物，如細(xì)菌、放線菌、支原體、衣原體、立克次氏體、藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）；真核生物，又可分為真菌，如酵母菌、霉菌、大型真菌(蘑菇、靈芝等)，顯微藻類，原生動(dòng)物(變形蟲(chóng)、草履蟲(chóng))。 （2）細(xì)菌、放線菌、病毒結(jié)構(gòu)和增殖 ①細(xì)菌 ②放線菌 ③病毒 [特別提示] ①細(xì)菌細(xì)胞壁主要成分是肽聚糖； ②質(zhì)?；?，控制細(xì)菌的抗藥性、固氮和抗生素的形成； ③光合作用、有氧呼吸作用、生物固氮作用的酶分布在細(xì)菌細(xì)胞膜上，這些生理活動(dòng)都是在細(xì)胞膜上進(jìn)行； ④病毒可分為真病毒（DNA或RNA＋衣殼）、類病毒（僅RNA）、朊病毒（Prions，蛋白致病因子） ⑤菌落是由同種單個(gè)或少數(shù)細(xì)菌繁殖而成的肉眼可見(jiàn)的子細(xì)胞群體（細(xì)胞克?。?； ⑥細(xì)菌、放線菌、病毒繁殖方式分別是二分裂繁殖方式、孢子生殖和增殖（吸附→注入→合成和復(fù)制→組裝→釋放） 2．微生物的營(yíng)養(yǎng)、代謝和生長(zhǎng) （1）微生物的營(yíng)養(yǎng) ①培養(yǎng)基五大營(yíng)養(yǎng)素 功能 舉例 碳源 為微生物提供碳素營(yíng)養(yǎng)、能源物質(zhì)，形成代謝產(chǎn)物，構(gòu)成細(xì)胞成分 無(wú)機(jī)化合物：CO2、NaHC O3；有機(jī)化合物：糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等 氮源 為微生物提供氮素營(yíng)養(yǎng)、合成蛋白質(zhì)、核酸、含氮代謝產(chǎn)物 無(wú)機(jī)化合物：氮、氨、銨鹽、硝酸鹽；有機(jī)化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等 生長(zhǎng)因子 酶和核酸組成成分，微生物生長(zhǎng)不可缺少微量有機(jī)物 維生素、氨基酸、堿基等 ②培養(yǎng)基的配置原則及其種類 a．配置原則 按微生物種類、培養(yǎng)目的選擇原料； 注意各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例；pH要適宜 b．種類 種類 特點(diǎn)及用途 物理性質(zhì) 液體培養(yǎng)基 工業(yè)生產(chǎn) 半固體培養(yǎng)基 保藏菌種，觀察微生物運(yùn)動(dòng) 固體培養(yǎng)基 微生物的分離、鑒定 化學(xué)成分 天然培養(yǎng)基 營(yíng)養(yǎng)豐富、來(lái)源廣，用于工業(yè)生產(chǎn) 合成培養(yǎng)基 成分明確穩(wěn)定，用于分離、鑒定 用途 選擇培養(yǎng)基 加入某種化學(xué)物質(zhì)以抑制不需要的微生物的生長(zhǎng)，促進(jìn)所需要微生物的生長(zhǎng)，用于分離或培養(yǎng)目標(biāo)細(xì)菌 鑒別培養(yǎng)基 根據(jù)微生物的代謝特點(diǎn)，加入某種指示劑化學(xué)物質(zhì)，用于微生物的鑒別 （2）微生物的代謝 種類 特點(diǎn) 意義 代謝產(chǎn)物 初級(jí)代謝 生長(zhǎng)全過(guò)程產(chǎn)生如氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素等 生長(zhǎng)、繁殖必需 次級(jí)代謝 生長(zhǎng)一定階段以后產(chǎn)生如抗生素、毒素、激素、色素等 對(duì)自身無(wú)明顯生理作用 代謝調(diào)節(jié) 酶合成的調(diào)節(jié) 組成酶的合成不受誘導(dǎo)物影響，而誘導(dǎo)酶只有在誘導(dǎo)物的存在時(shí)才合成如乳糖操縱子模型中有關(guān)酶的合成 保證代謝需要、避免物質(zhì)和能量的浪費(fèi)、增強(qiáng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng) 酶活性的調(diào)節(jié) 產(chǎn)物與酶結(jié)合使酶的結(jié)構(gòu)變化使活性改變；調(diào)節(jié)快速、精細(xì)（靈敏）、變化可逆 人工控制 改變菌種遺傳特性 利用酶合成的調(diào)節(jié)、酶活性的調(diào)節(jié)原理用誘變、基因工程、細(xì)胞工程技術(shù)改變酶的特性、刪除某種酶或改變細(xì)胞膜對(duì)某種代謝產(chǎn)物的通透性 控制代謝產(chǎn)物，加快反應(yīng)速度，提高產(chǎn)率 控制發(fā)酵條件 主要通過(guò)溫度、pH值、氧影響酶的活性 （3）微生物的生長(zhǎng)（生長(zhǎng)曲線略） 時(shí)期 成 因 特 點(diǎn) 應(yīng)用與其他 調(diào)整期 適應(yīng)新環(huán)境 不立即繁殖，菌體增長(zhǎng)，代謝活躍，為細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備 時(shí)間長(zhǎng)短與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān) 對(duì)數(shù)期 條件適宜，快速繁殖 個(gè)體形態(tài)和生理特性穩(wěn)定 生產(chǎn)用菌種，科研材料 穩(wěn)定期 生存條件惡化 活菌數(shù)量最大，代謝產(chǎn)物大量積累，出現(xiàn)芽孢 改善和控制條件改善和控制條件穩(wěn)定期 衰亡期 生存條件極度惡化 死亡超過(guò)繁殖出現(xiàn)畸變 裂解，釋放產(chǎn)物 （二）考點(diǎn)例析 [例1] 乳酸菌與酵母菌相比較，前者最顯著的特點(diǎn)是 （ ） A．無(wú)各種細(xì)胞器 B．無(wú)成形的細(xì)胞核 C．無(wú)DNA D．不能進(jìn)行無(wú)氧呼吸 [解析] 本題考查原核微生物、真核微生物的主要類群及其本質(zhì)區(qū)別。解答此類題目需從以下幾步入手分析：第一步，明確題目中的乳酸茵為細(xì)菌，屬原核生物；酵母菌為真菌，屬真核生物。第二步，明確原核生的與真核生物在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別：原核生物有核物質(zhì)、有核區(qū)、無(wú)核膜，真核生物有核膜包被的細(xì)胞核。第三步，明確乳酸菌和酵母菌在代謝上的異同。乳酸菌為嚴(yán)格厭氧型，酵母茵為兼性厭氧型。第四步，綜合上述分析明確乳酸菌與酵母菌的顯著區(qū)別是有無(wú)成形的細(xì)胞核。 [答案]B [例2] 根據(jù)下表某培養(yǎng)基的配方回答問(wèn)題： 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 伊紅 美藍(lán) 蒸餾水 pH 10g 5g 5g 2g 0.4g 0.065g 1000 7.2 （1）該培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有 類；碳源是 ，氮源是 ，生長(zhǎng)因子是 。 （2）按物理性質(zhì)分，該培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基，按用途則屬于 培養(yǎng)基。 （3）若此培養(yǎng)基用于培養(yǎng)大腸桿菌，則會(huì)呈現(xiàn) 色反應(yīng)。 （4）該培養(yǎng)基可培養(yǎng)的微生物同化作用類型屬于 。 [解析] 解答該題需從如下幾步人手分析：第一步，微生物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)共有碳源、氮源、生長(zhǎng)因子、水和無(wú)機(jī)鹽五大類。碳源是提供碳元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有有機(jī)的、無(wú)機(jī)的，氮源是提供氮元素的，也有無(wú)機(jī)和有機(jī)兩類；生長(zhǎng)因子則是微生物生長(zhǎng)不可缺少的微量有機(jī)物。第二步，培養(yǎng)基按物理性質(zhì)可分為液體、半固體、固體等，按用途可分選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基等，此培養(yǎng)基中的伊紅美藍(lán)用于鑒別大腸桿菌。第三步，此培養(yǎng)基中含有多種有機(jī)物，可供培養(yǎng)異養(yǎng)型微生物，其中天然物質(zhì)蛋白胨含豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，可為細(xì)菌的提供生長(zhǎng)因子。綜合上述分析得出答案。 [答案] （1）五 蛋白胨、乳糖、蔗糖；蛋白胨；蛋白胨 （2）液體 （3）鑒別 （4）異養(yǎng)型 [例3] 右圖是某種細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線。請(qǐng)據(jù)圖回答： （1）圖中生長(zhǎng)曲線形成的條件為 （2）BC段表示的是 期，該時(shí)期與種群增長(zhǎng)的 曲線相似，其形成的條件是 （3）AD段與種群增長(zhǎng)的 曲線相似，其形成的條件 是 （4）從生存斗爭(zhēng)角度考慮，種內(nèi)斗爭(zhēng)最激烈的是 期， 對(duì)應(yīng)曲線的 段，形成這一態(tài)勢(shì)的主要生態(tài)因素 （5）生產(chǎn)上要想擴(kuò)大培養(yǎng)需選用 段的菌體，如要獲得較多的產(chǎn)物則應(yīng)注意縮短 段的時(shí)間，延長(zhǎng) 段的時(shí)間，延長(zhǎng)的方法是進(jìn)行 培養(yǎng)，采取的主要措施是 （6）衰亡期對(duì)應(yīng)圖中 段，該期的特點(diǎn)主要是 [解析] 本題主要考查細(xì)菌生長(zhǎng)曲線規(guī)律及其應(yīng)用。 [答案] （1）少數(shù)某種細(xì)菌接種到恒定容積的液體培養(yǎng)基中 （2）對(duì)數(shù)J型 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足，培養(yǎng)條件理想 （3）S型 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、環(huán)境條件是有限的 （4）穩(wěn)定 D生存空間有限、pH發(fā)生變化、溫度升高、溶氧減少等 （5）BC；AB；CD；連續(xù)；以一定速度添加新培養(yǎng)基、放出舊培養(yǎng)基，加人pH緩沖物質(zhì)，攪拌散熱、增加溶氧等 （6）DE；死亡率超過(guò)繁殖率、出現(xiàn)畸變、細(xì)胞解體等。 [特別提示] 一定要理解形成“J”、“S”、“幾”字形三種曲線的條件。 二、方法技巧規(guī)律 近幾年高考命題集中在微生物的概念和類群、微生物的營(yíng)養(yǎng)、代謝和生長(zhǎng)。由于本講內(nèi)容與人們?nèi)粘Ｉ盥?lián)系緊密，預(yù)計(jì)未來(lái)高考題目將是高中生物學(xué)知識(shí)綜合的載體，突出微生物和發(fā)酵工程在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。因此在復(fù)習(xí)過(guò)程中應(yīng)該做到綜合運(yùn)用高中生物學(xué)知識(shí)，正確理解微生物的概念、微生物所包括的生物類群、各種微生物的結(jié)構(gòu)、代謝和繁殖等主干知識(shí)。 章節(jié) 知識(shí)滲透點(diǎn) 生命的物質(zhì)基礎(chǔ) 微生物的營(yíng)養(yǎng)（五大營(yíng)養(yǎng)素） 細(xì)胞 原核、真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 新陳代謝 酶特性、呼吸作用、新陳代謝類型 生殖 裂殖、孢子生殖、出芽生殖 遺傳變異進(jìn)化 DNA復(fù)制、基因突變 生態(tài)學(xué) 生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者；細(xì)菌種群增長(zhǎng)曲線 免疫 抗原決定簇、體液免疫和細(xì)胞免疫 生物固氮 固氮微生物 基因工程 基因工程運(yùn)載體和受體、運(yùn)用基因工程構(gòu)建工程菌 細(xì)胞工程和發(fā)酵工程 運(yùn)用細(xì)胞工程構(gòu)建工程菌、發(fā)酵條件的控制 [例4] （2003全國(guó)高考理綜題）生物體內(nèi)葡萄糖分解代謝過(guò)程的圖解如下： 據(jù)上面的圖解回答： （1）反應(yīng)①②③④中，可在人體細(xì)胞中進(jìn)行的是 。 （2）糧食貯藏過(guò)程中，有時(shí)會(huì)發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象，這是因?yàn)? 。 （3）在微生物體內(nèi)丙酮酸可以轉(zhuǎn)化為α－酮戊二酸，該酸在酶的催化下可以轉(zhuǎn)化為谷氨酸，當(dāng)谷氨酸增多并與酶結(jié)合時(shí)，可導(dǎo)致谷氨酸合成減少，其原因是 。 [解析] 該題屬于知識(shí)整合型類，考查有氧呼吸、厭氧呼吸的過(guò)程及其相互聯(lián)系，以及微生物酶活性的調(diào)節(jié)。有氧呼吸是高等動(dòng)植物的主要呼吸方式。葡萄糖是呼吸作用的主要原料。有氧呼吸、厭氧呼吸的第一階段（糖酵解）完全相同，即一分子葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分解為2分子丙酮酸，脫去4[H]，生成2分子ATP。此后的反應(yīng)視不同的生物（具不同的厭氧呼吸酶）、不同的反應(yīng)條件（有氧或無(wú)氧）而定：人體細(xì)胞主要發(fā)生氧呼吸，即將丙酮酸轉(zhuǎn)入線粒體，最終徹底分解為CO2、H2O，并釋放大量能量；若在缺氧條件下如劇烈運(yùn)動(dòng)的肌細(xì)胞可生成乳酸，乳酸又可通過(guò)“乳酸循環(huán)”在肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)變?yōu)楸幔罱K可生成葡萄糖。代謝過(guò)程中產(chǎn)生的物質(zhì)如谷氨酸與酶結(jié)合，使酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，抑制酶的活性，所以導(dǎo)致谷氨酸合成減少。 [答案] （1）①、②、④ （2）呼吸作用產(chǎn)生水 （3）酶的活性受到抑制 [特別提示] 平時(shí)學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)時(shí)，應(yīng)當(dāng)隨知識(shí)、方法、能力的增加，注意總結(jié)、歸納、整合，形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)、方法和能力體系。