选修第五章第2讲.pptx

知识梳理第二讲微生物的代谢和生长教练点拨随堂点兵第1页/共34页表面积与体积的比 遗传特性 第2页/共34页恒定 定期取样 调整期、对数期、稳定期和衰亡期第5页/共34页例1(2009全国卷)下图是某种微生物体内某一物质代谢过程的示意图。下列有关酶活性调节的叙述，错误的是()A.丁物质既是酶催化生成的产物，又是酶的反馈抑制物B.戊物质通过与酶结合导致酶结构变化而使其活性下降C.当丁物质和戊物质中任意一种过量时，酶的活性都将受到抑制D.若此代谢途径的终产物不断排出菌体外，则可消除丙物质对酶的抑制作用C第6页/共34页 微生物代谢的调节主要有两种形式：酶合成的调节和酶活性的调节。酶活性的调节是微生物通过改变已有酶的催化活性来调节代谢速率。酶活性发生改变的主要原因是代谢过程中产生的物质与酶结合，致使酶的结构产生变化，但这种变化是可逆的，当代谢产物与酶脱离时，酶结构便会复原，又恢复原有的活性。因此A、B、D正确。当丁物质和戊物质中任意一种过量时，不一定会导致丙物质积累，以抑制酶的活性。故C错误。第7页/共34页变式1下图是黄色短杆菌合成赖氨酸途径的示意图，请回答下列问题：第8页/共34页(1)图中黄色短杆菌利用合成赖氨酸、苏氨酸和。(2)当和都积累过量时，就会抑制天冬氨酸激酶的活性，该过程属于调节。(3)赖氨酸是人和动物的氨基酸，利用黄色短杆菌大量生产赖氨酸就必须抑制形成。(4)科学家对黄色短杆菌进行处理，选育出不能合成的菌种，提高了赖氨酸的产量，该过程属于。(5)黄色短杆菌合成的赖氨酸是 代谢产物，它合成后的存在部位是 。第9页/共34页 (1)天冬氨酸甲硫氨酸 (2)苏氨酸赖氨酸酶活性的(3)必需苏氨酸 (4)诱变高丝氨酸脱氢酶微生物代谢的人工控制 (5)初级细胞内 从黄色短杆菌合成赖氨酸的途径看出，苏氨酸和赖氨酸都积累过量时，天冬氨酸激酶的活性受到抑制，使细胞内难以积累赖氨酸，而赖氨酸单独过量就不会出现此现象，因此阻止苏氨酸的生成就可以提高赖氨酸的产量。点拨 利用微生物的代谢特点，适当改变微生物的代谢过程，可以实现为人类生产实践服务，如本题中可采用诱变，致使黄色短杆菌不能产生高丝氨酸脱氢酶，从而达到大量积累赖氨酸的目的。第10页/共34页例2将大肠杆菌的质粒取出，接上人生长激素基因以后，重新置入大肠杆菌细胞内，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。如图反映工程菌的生长曲线，据图回答：第11页/共34页(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_，从而加强了大肠杆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。第12页/共34页 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；稳定期的曲线斜率为零，即出生率等于死亡率，其生长速率为零；衰亡期的曲线斜率匀速下降，出生率小于死亡率，生长速率为负值。第13页/共34页 (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)第14页/共34页变式2如图所示是某种细菌的生长曲线。请据图回答：(1)图中生长曲线形成的条件为 。(2)BC线段表示的是 期，该时期与种群增长的曲线相似，其形成的条件是 。(3)AD段 与 种 群 增 长 的 曲 线 相 似，其 形 成 条 件 是 。第15页/共34页(4)从生存斗争角度考虑，种内斗争最激烈的是 期，对应曲线的段，形成这一态势的主要生态因素是。(5)生产主要想扩大培养需选用段的菌体，如要获得较多的产物则应注意缩短段的时间。延长的方法是进行 培养，采取的主要措施是 。(6)衰亡期对应图中段，该期的特点主要是 。本题主要考查细菌生长曲线的规律及其应用。解题的关键是理解形成“J”型、“S”型、“几”字形三种曲线的条件。第16页/共34页 (1)少量的某种细菌接种到恒定容积的液体培养基中 (2)对数“J”型营养物质充足，培养条件理想 (3)“S”型营养物质和环境条件是有限的 (4)稳定CD生存空间有限、pH发生变化、温度升高、溶解氧减少等 (5)BCAB连续以一定速度添加新培养基，放出旧培养基，加入pH缓冲物质，搅拌散热，增加溶氧等 (6)DE死亡率超过繁殖率、细胞出现畸变、细胞解体等 第17页/共34页1.(2009四川)下列关于几种微生物的营养代谢和生长繁殖的描述，正确的是()A.根瘤菌通过生物固氮，制造了含氮养料和含碳有机物B.接种到培养基上的青霉菌，进入对数期能大量积累青霉素C.培养液中溶氧量的变化，会影响酵母菌的生长繁殖和代谢途径D.用32P标记的噬菌体感染细菌，在新形成的噬菌体中都能检测到32PC第18页/共34页 本题考察了几种微生物的营养代谢和生长繁殖的问题。A中根瘤菌通过生物固氮不能制造含碳有机物；B中接种到培养基上的青霉菌，进入稳定期能大量积累有毒素；C中酵母菌是兼性厌氧型生物，故溶氧量的变化会影响酵母菌的生长繁殖和代谢途径，C正确；D中用32P标记的噬菌体感染细菌，在新形成的噬菌体中只有两个噬菌体能检测到32P。第19页/共34页2.下列关于微生物新陈代谢的说法中，错误的是()A.与酶合成的调节相比，酶活性的调节是一种快速、精细的调节方式B.组成酶的合成只受遗传物质的控制C.只要一种代谢产物积累过量，酶的活性就下降D.酶合成的调节和酶活性的调节是同时存在的 组成酶是微生物细胞内一直存在的酶，它的合成只受遗传物质的控制；在细胞中酶合成的调节和酶活性的调节是同时存在的，只是酶活性的调节比酶合成的调节要快速精细的多。在黄色短杆菌合成赖氨酸的途径中，只有当苏氨酸和赖氨酸同时过量时，酶的活性才下降。C第20页/共34页3.下图为某种微生物体内合成氨基酸的途径。在发酵工程中利用这种微生物来生产大量氨基酸甲可以采取的措施是()D第21页/共34页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 该生产过程为反馈抑制，若要不影响氨基酸甲的生产，只要不让微生物合成氨基酸乙即可，这可以通过人工诱变方法，选育出不能合成酶的菌种。第22页/共34页4.有4种代谢产物u、p、q、s和影响其代谢的相应的突变基因。第一个突变型的缺陷是可以在加有u、s或q的基本培养基上生长，而不能在加p的培养基中生长；第二突变型的缺陷是只有在加q的培养基上才能生长；而第三个突变型在加u或q时均可生长。这些代谢产物的形成顺序为()A.spuqB.pqsuC.quspD.psuqD第23页/共34页 物质代谢具有一定的顺序性，任何一个环节受阻，都会导致受阻环节后面的反应无法进行。第一个突变型不能合成p向下转化的酶，所以只能在加有u、s或q的基本培养基上生长；同理，第二个突变型不能合成产生q的酶，只有在加q的培养基上才能生长；第三个突变型不能合成su的酶，故在加u或q时才能生长。第24页/共34页5.(1)已知甲、乙两种培养基成分不同，但均适合某种细菌生长。现从甲中取少量处于对数期的细菌，接种在乙中，则在接种后的最初一段时间内，细菌在乙中的状况相比，不会改变的是()A.组成酶的种类B.诱导酶的种类C.mRNA的种类D.细胞的大小 根据微生物代谢的调节，组成酶是微生物细胞内一直存在的酶，它的合成只受到遗传物质的控制，而诱导酶则是在环境中存在某种物质的情况下才能够合成的酶。从题中条件可知，接种一段时间后，诱导酶的种类，mRNA的种类及细胞的大小均可改变，但组成酶的种类不会改变。A第25页/共34页(2)关于诱导酶的说法，正确的是()A.当环境中存在乳糖时，微生物就会合成诱导酶B.诱导酶的合成受遗传物质和诱导物的共同控制C.诱导酶的合成取决于细胞内的基因D.诱导酶合成后，其活性将保持不变 诱导酶是在环境中存在某种物质的情况下才能合成的酶，它的合成也受到基因的控制。B第26页/共34页6.在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争最显著最激烈的时期是()A.调整期B.对数期C.稳定期D.衰亡期 种内斗争是一种生态因素。种内斗争反映了种内生物对生存空间和生活资源的争夺。在生活空间充裕，营养充足的时候，种内斗争的程度是比较弱的。随着微生物个体数目的增加，每个个体的生存空间越来越少，营养物质也越来越少，每个个体对生存空间和资源的争夺也越来越激烈，种内斗争就越来越激烈。由此可知，在稳定期的种内斗争最激烈。在衰亡期，微生物的数目已经开始减少，pH已经极度不适于微生物的生存，次级代谢产物积累到很高的程度，这时微生物的生存斗争主要是与无机环境的斗争。C第27页/共34页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D.稳定期和对数期C第28页/共34页 将少量的某种细菌接种到恒定容积的液体培养基中培养，其生长曲线可以分为调整期、对数期、稳定期和衰亡期。在这4个时期中，由于调整期的细菌对新环境要有一个短暂的适应，稳定期增加的细菌数目和死亡的细菌数目达到动态平衡，所以这两个时期细菌数量变化不大，而对数期和衰亡期则由于大量增加和大量死亡而使整个细菌数目发生较大变化。第29页/共34页 8.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所示，请分析回答问题：第30页/共34页(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。(3)培养若干天后，应选择培养瓶中化合物A含量的培养液中的细菌，接入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。第31页/共34页(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。在微生物的发酵生产中，筛选“目的菌”的培养基属于选择培养基；由于该选择培养基是由有机化合物 A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制而成的，则该培养基中的氮源和碳源只能来自有机化合物 A；实验需要振荡培养，说明需要溶解氧；实第32页/共34页验若干天后，培养瓶中化合物A含量越低，说明该瓶中的“目的菌”分解能力就越强；若要研究“目的菌”生长规律，可根据教材中“细菌的生长曲线”，确定纵坐标为细菌数目的对数；实验结束后，使用过的培养基必须经过灭菌处理后，才能倒掉，以防止污染环境。(1)目的菌选择(2)化合物A异养需氧型 (3)减少增加(4)画线 (5)定期取样细菌数目的对数(6)灭菌 第33页/共34页感谢您的观看！第34页/共34页