2022年高考二轮复习重点热点之微生物与发酵工程 .pdf
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1、高考二轮复习重点热点之微生物与发酵工程典例分析考点一、微生物的类群【调研 1】2008 年 5 月 20 日新华网报道:截至2008 年 6 月 18 日 18 时,四川确认在汶川地震灾区已发现58 例气性坏疽患者,其中有30 名患者须截肢。中国科学院武汉病毒所研究员杨荣阁说,这不是很可怕的疾病,气性坏疽是芽胞杆菌引起的疾病,这种病一般都是两种或者几种以上的细菌感染后造成的,引起这种疾病的细菌一般存在泥土、粪便等中,由于地震造成的外伤很多,它们很容易进入到伤口当中,特别是像肌肉等厚实的深部组织,一旦菌进入到这些组织中就会迅速繁殖,产生气体,导致疾病。如果伤口是开放的话就会缓解一些症状。请分析下
2、列有关“气性坏疽”病原体说法,不正确的是()A一定不是生产者 B一定是分解者C不具有核膜结构 D不发生染色体变异解析:本题以新情景为载体,考查芽胞杆菌的特征。引起气性坏疽的芽胞杆菌不能自行合成有机物,说明它一定不是生产者;主要是寄生在人体内,且繁殖速度很快,说明它是消费者;引起气性坏疽的芽胞杆菌是一种原核生物,属于细菌,细胞内没有核膜和染色体,不可能发生染色体变异。答案: B 【发散类比】类群比较病毒原核生物真菌原生生物结构特点不具细胞结构,由核酸和衣壳构成 ( 核酸决定病毒遗传特性, 衣壳决定抗原特异性) 一般有细胞壁,主要成分为肽聚糖, 对青霉素敏感; 无核膜、核仁及染色体; 无 各 种
3、复 杂 的 细胞器 , 只有核糖体 单细 胞或多细胞的真核生物, 对青霉素 不 敏 感 ; 有 核膜 . 核仁及染色体和复杂的生物膜系统单细胞的真核生物 , 细胞壁成分为纤维素、果胶; 有核膜、核仁及染色体和复杂的生物膜系统遗传物质DNA或 RNA DNA DNA DNA 可遗传变异来源基因突变基因突变基因突变, 染色体变异,基因重组基因突变, 染色体变异,基因重组繁殖方式复制繁殖, 培养病毒需用活的组织细胞培养基二分裂方式繁殖无性繁殖或有性繁殖无性繁殖或有性繁殖考点二、微生物的代谢【调研 2】下列关于初级代谢产物和次级代谢产物的比较,其中正确的是()A初级代谢产物只在微生物生长初期产生,次级
4、代谢产物在生长到一定阶段产生B两者都是自始至终产生C初级代谢产物始终产生,次级代谢产物在生长到一定阶段产生D两者都是微生物生长和繁殖所必需的解析:考查微生物的代谢。微生物的代谢产物分为初级代谢产物和次级代谢产物,初级代谢产物是指微生物通过代谢活动产生的、自身生长繁殖所必需的物质,不同微生物的初级代谢产物种类基本相同,合成在不停的进行;次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的、化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能,或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。答案: C 【发散类比】微生物初级代谢产物与次级代谢产物比较表内容初级代谢产物次级代谢产物不同点生长繁殖是必需的并非必需的产生阶段一直产
5、生生长到一定阶段才产生种的特异性基本相同不相同分布细胞内细胞内或细胞外示例氨基酸、 核苷酸、 维生素、多糖、脂类等抗生素、毒素、激素、色素等精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页合成量最多时期调整期稳定期相同点均在微生物细胞的调节下,有步骤的产生考点三、酵母菌呼吸方式探究【调研 3】酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式;右图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌利用葡萄糖作为能源物质) ;下列有关实验装置和结果的分析,不正
6、确的是:A通过装置1 液滴移动情况仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸B用水代替NaOH 溶液设置装置2,通过装置 2 液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行无氧呼吸C用水代替NaOH 溶液设置装置2,如果装置1 中液滴左移, 装置 2 中液滴右移;说明酵母菌即进行有氧呼吸又进行无氧呼吸D用水代替NaOH溶液设置装置2,装置 2 中液滴可能向左移解析:本题以酵母菌的异化类型为基础,考查学生的实验设计和分析能力。装置1 装有 NaOH溶液用来吸收呼吸放出的 CO2 ,因此装置1 中有色液向左移动说明有氧气的消耗,即进行了有氧呼吸;而对装置2 来说,用等量蒸馏水来代替 NaOH溶液,此时装置2 中有
7、色液向左移动的数值表示了消耗氧和释放二氧化碳的体积之差。若差值为零,说明消耗氧气量等于产生的CO2量,酵母菌只进行有氧呼吸;若差值为正值时, 说明消耗氧气量大于产生的CO2量,这种情况不会出现;若差值为负值(即有色液向右移动)时,说明消耗氧气量小于产生的CO2量;若酵母菌即进行有氧呼吸又进行无氧呼吸时,消耗氧气量小于产生的CO2量;装置2 有色液滴右移。总结如表:现象结论装置 1 中液滴装置 2 中液滴左移不移动只进行有氧呼吸不移动右移只进行无氧呼吸左移右移既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸答案: D 【误区分析】没有掌握有氧呼吸与无氧呼吸方程式、两者之间的联系与异同点,没有理清酵母菌的呼吸方式的
8、改变对实验装置中气体体积造成的影响;注意设计过程中实验基本原则的遵循。考点四、酶合成调节与酶活性调节【调研 4】精氨酸酶与酪蛋白代谢密切相关。当鼠的饲料中不含酪蛋白时,鼠肝中几乎测不出精氨酸酶;当鼠的饲料中酪蛋白从8% 增至 70% 时,可使鼠肝中精氨酸酶的含量明显增加。通过这种代谢的调节,生物可最经济地利用营养物质,并做到“既不缺乏也不剩余”。以下有关说法的正确组合是精氨酸酶是组成酶,它的合成只受遗传物质控制;精氨酸酶是诱导酶,它的合成不受遗传物质控制;精氨酸酶是组成酶,它的合成不受遗传物质控制;精氨酸酶是诱导酶,它的合成也受遗传物质控制;所谓“既不缺乏也不剩余”指的是酶合成的调节,并不包括
9、酶活性的调节;通过改变细胞膜的通透性而调节物质出入细胞,这是人工对酶活性的调节A B C D 解析:本题考查微生物代谢的调节。微生物体内有两种酶,组成酶和诱导酶,组成酶是一直存在的酶,其合成只受遗传物质的控制;诱导酶是在诱导物的诱导下才能合成的酶,其合成既受诱导物的控制,又受遗传物质的控制。由题意可知,精氨酸酶是在酪蛋白的诱导下合成的,因此是诱导酶。当生物的某种代谢产物过多时,这种产物和与这种产物形成过程中的某种酶结合,来降低酶的活性,进而减少营养物质向该产物的转变,同时也不会使这种产物在细胞中过剩;所以所谓“既不缺乏也不剩余”指的既包括酶合成的调节,也包括酶活性的调节。答案: A 【知识链接
10、】微生物代谢的调节 1.酶合成的调节(1) 组成酶在细胞内一直存在,它的合成只受基因调控;诱导酶只有环境中存在诱导物时才能合成、存在,它的合成受基因与诱导物共同控制。(2) 酶合成调节的对象是诱导酶,调节的结果是使细胞内酶的种类增多。(3) 酶合成调节的机制(本质)原核生物基因表达的调控,如大肠杆菌乳糖操纵子学说。(4) 酶合成调节的意义:既保证代谢需要,又避免细胞内物质和能量浪费,增强适应性。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页2. 酶活性的调节(1) 酶活性调节的对象是酶(组成酶和诱导酶)的催化能力, 调节的结果是
11、酶量发生变化。(2) 酶活性调节的机制通过酶与代谢过程产生物质的可逆性结合进行调节。(3) 酶活性调节的特点:快速、精确。(4) 酶活性调节的意义:避免代谢产物积累过多。3. 两种调节方式的区别与联系区别: (1) 从调节对象看:酶合成的调节是通过酶量的变化控制代谢速率,而酶活性的调节是对已存在的酶活性进行控制,它不涉及酶量变化。(2) 从调节效果看:酶活性调节直接而迅速,酶合成调节间接而缓慢。(3) 从调节机制看:酶合成调节是基因水平调节,它调节控制酶合成;酶活性调节是代谢调节,它调节酶活性。联系:细胞内两种方式同时存在,密切配合,高效、准确地控制代谢的正常进行。考点五、微生物生长曲线分析【
12、调研 5】下图中曲线A 为谷氨酸棒状杆菌的生长曲线,那么曲线B 纵坐标可能表示()A.谷氨酸的产量 B.谷氨酸的产生速率 C. 培养基的消耗量 D.培养基的消耗速率解析:本题考查微生物生长过程中营养物质和代谢产物的变化情况。谷氨酸是谷氨酸棒状杆菌生长必需的营养物质,在开始时产生速率不能为0;当谷氨酸棒状杆菌达到稳定期后,合成的谷氨酸可以从菌体内排出,谷氨酸的产量开始增加。培养基是从细菌生长开始就被消耗并逐渐增大的;消耗速率在微生物代谢旺盛和数目较多时达到最大值。答案: A 【发散类比】动物和微生物群体数量增长曲线对比“J”型曲线是在理想条件下的种群数量增长曲线,无K值,种群增长率始终不变;而“
13、S”型曲线和微生物生长曲线都是在有限环境中的数量变化曲线,有K值,种群增长率在各阶段是不相同的,当环境条件变化时,K值也会随之变化。“J”型曲线“S”型曲线和生长曲线种群数量增长曲线微生物群体生长曲线区别研究范围只研究种群数量增长阶段的变化规律研究微生物从生长到死亡整个生命周期的数量变化规律纵轴含义种群的实际数量微生物数目的对数,不代表实际数量联系“J”曲线也有调整期和对数期,即微生物群体生长曲线的调整期和对数期符合“ J”型曲线“S”型曲线也可以分为三个阶段:对环境的适应期、快速增长期、数目稳定期,曲线总体趋势和微生物群体生长曲线的调整期、对数期和稳定期相一致考点六、发酵工程【调研 6】人造
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