生物考前重点 四 微生物的类群、营养与代谢（含生物固氮）.ppt

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1、小专题四小专题四微生物的类群、微生物的类群、营养与代谢营养与代谢(含生物固氮含生物固氮)考点整合一：细菌的结构和繁殖考点整合一：细菌的结构和繁殖1 1微生物微生物(1)(1)定定义义：人人们们把把形形体体微微小小、结结构构简简单单、通通常常要要用用光光学学显显微微镜和电子显微镜才能看清楚的生物，统称为微生物。镜和电子显微镜才能看清楚的生物，统称为微生物。(2)(2)种种类类：包包括括病病毒毒界界、原原核核生生物物界界、真真菌菌界界、原原生生生生物物界界的生物。的生物。2 2细菌的结构和繁殖细菌的结构和繁殖(1)(1)细菌的结构细菌的结构结构名结构名称称主要成分及作用主要成分及作用基基本本结结构

2、构细胞细胞壁壁主要成分是肽聚糖，保护细胞和维持细胞形状主要成分是肽聚糖，保护细胞和维持细胞形状细胞细胞膜膜蛋白质分子和磷脂分子蛋白质分子和磷脂分子细胞细胞质质胶状物，内有核糖体、质粒和一些贮藏性颗粒胶状物，内有核糖体、质粒和一些贮藏性颗粒拟核拟核 一个大型环状的双链一个大型环状的双链DNADNA分子，控制着细菌的主要遗传性状分子，控制着细菌的主要遗传性状特特殊殊结结构构荚膜荚膜有保护细菌的作用，一般是由水、多糖或多肽组成有保护细菌的作用，一般是由水、多糖或多肽组成芽孢芽孢某些细菌在体内形成的一个能抵抗外界不良环境条件的休眠某些细菌在体内形成的一个能抵抗外界不良环境条件的休眠体体鞭毛鞭毛运动功能

3、运动功能(2)细菌的繁殖：主要以二分裂的方式进行繁殖。细菌的繁殖：主要以二分裂的方式进行繁殖。(3)菌落菌落概念：当单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，形概念：当单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，形成的具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。成的具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。特征：不同种类的细菌所形成的菌落，在大小、形状、光特征：不同种类的细菌所形成的菌落，在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定的特征。泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定的特征。应用：可以作为菌种鉴定的依据。应用：可以作为菌种鉴定的依据。特别提醒：特别提醒：1 1真真菌菌中中的的蘑蘑菇菇、

4、银银耳耳、木木耳耳等等大大型型食食用用真真菌菌，虽虽然然个个体体较大，但仍属于微生物。较大，但仍属于微生物。2 2青霉素对细菌的作用青霉素对细菌的作用青青霉霉素素能能抑抑制制细细菌菌细细胞胞壁壁的的合合成成，导导致致细细菌菌细细胞胞破破裂裂死死亡亡，但但是是对对真真菌菌细细胞胞壁壁的的合合成成没没有有影影响响。因因此此，可可用用含含青青霉霉素素的的培养基分离出同细菌混杂在一起的真菌。培养基分离出同细菌混杂在一起的真菌。3细胞器与微生物生理的关系细胞器与微生物生理的关系(1)能合成蛋白质的细胞中一定含有核糖体，因此，细菌体能合成蛋白质的细胞中一定含有核糖体，因此，细菌体内含有核糖体内含有核糖体(

5、惟一的细胞器惟一的细胞器)；(2)能进行光合作用的生物细胞内不一定含有叶绿体能进行光合作用的生物细胞内不一定含有叶绿体(光合细光合细菌能进行光合作用，但不含叶绿体菌能进行光合作用，但不含叶绿体)；(3)能进行有氧呼吸的生物，细胞内不一定含有线粒体能进行有氧呼吸的生物，细胞内不一定含有线粒体(好氧好氧型细菌可进行有氧呼吸型细菌可进行有氧呼吸)。4 4细菌的质粒细菌的质粒细细菌菌的的质质粒粒是是一一个个小小型型的的环环状状DNADNA分分子子，上上面面有有几几个个到到几几百百个个基基因因，控控制制着着细细菌菌的的抗抗药药性性、固固氮氮、抗抗生生素素生生成成等等性性状状。基因工程中常用细菌的质粒作为

6、运载体。基因工程中常用细菌的质粒作为运载体。5 5微生物类群不同角度的分类比较微生物类群不同角度的分类比较分类依据分类依据种类种类举例举例按结构按结构复杂程度复杂程度非细胞结构的生物非细胞结构的生物病毒病毒原核生物原核生物细菌、放线菌、细菌、放线菌、蓝藻、支原体等蓝藻、支原体等真核生物真核生物真菌类和原生生真菌类和原生生物类等物类等按同化按同化作用类型作用类型自养型自养型硝化细菌、蓝藻、铁细菌等硝化细菌、蓝藻、铁细菌等异养型异养型腐生型腐生型大多数细菌、放线菌、真菌大多数细菌、放线菌、真菌等等寄生型寄生型病毒、胞内寄生菌等病毒、胞内寄生菌等在生态系在生态系统统中的成分中的成分生产者生产者硝化细

7、菌、蓝藻、衣藻等硝化细菌、蓝藻、衣藻等消费者消费者根瘤菌、寄生菌等根瘤菌、寄生菌等分解者分解者营腐生的细菌、放线菌、真营腐生的细菌、放线菌、真菌等菌等【典例典例1】下列有关生物甲和乙的说法正确的是下列有关生物甲和乙的说法正确的是()A1和和6的化学组成相同的化学组成相同B3和和5可以作为基因工程中基因的运载体可以作为基因工程中基因的运载体C2和和5的化学组成相同的化学组成相同D甲的遗传信息位于甲的遗传信息位于2和和3上，乙的遗传信息位于上，乙的遗传信息位于4和和5上上 解解析析 生生物物甲甲为为细细菌菌，乙乙为为病病毒毒。1 1为为细细胞胞壁壁，其其主主要要成成分分为为肽肽聚聚糖糖；2 2为为

8、拟拟核核、3 3为为质质粒粒，二二者者的的化化学学成成分分为为DNADNA；4 4为为衣衣壳壳，成成分分为为蛋蛋白白质质；5 5为为核核酸酸，成成分分为为DNADNA或或RNARNA；6 6为为囊囊膜，由蛋白质、多糖和脂类构成。膜，由蛋白质、多糖和脂类构成。答案答案 B B【互动探究互动探究1】下列有关微生物的叙述，不正确的是下列有关微生物的叙述，不正确的是()A痢痢疾疾杆杆菌菌的的抗抗药药基基因因、圆圆褐褐固固氮氮菌菌的的固固氮氮基基因因位位于于质质粒上粒上 B.根瘤菌和圆褐固氮菌都是异养需氧型生物根瘤菌和圆褐固氮菌都是异养需氧型生物C乳酸菌和硝化细菌细胞内都不含线粒体，因此只能进行乳酸菌和

9、硝化细菌细胞内都不含线粒体，因此只能进行无氧呼吸无氧呼吸D细菌与酵母菌相比，在细胞结构上的显著区别是没有由细菌与酵母菌相比，在细胞结构上的显著区别是没有由核膜包围的细胞核核膜包围的细胞核 解解析析 细细菌菌的的抗抗药药性性、固固氮氮、抗抗生生素素的的生生成成等等性性状状受受质质粒粒上上的的基基因因控控制制。圆圆褐褐固固氮氮菌菌属属于于自自生生固固氮氮菌菌，但但不不是是自自养养生生物物，它它依依靠靠分分解解土土壤壤中中的的有有机机物物获获取取能能量量，从从而而进进行行固固氮氮。硝硝化化细细菌菌体体内内虽虽然然没没有有线线粒粒体体，但但是是具具有有有有氧氧呼呼吸吸酶酶系系统统，因此可以进行有氧呼吸

10、。酵母菌为真核细胞，具有细胞核。因此可以进行有氧呼吸。酵母菌为真核细胞，具有细胞核。答案答案 C C考点整合二：微生物的营养考点整合二：微生物的营养1 1微生物需要的营养物质及功能微生物需要的营养物质及功能营养营养物质物质定义定义作用作用主要来源主要来源碳源碳源凡能提供所需碳凡能提供所需碳元素的营养物质元素的营养物质用于合成微生物的用于合成微生物的细胞物质和一些代细胞物质和一些代谢产物、能源谢产物、能源葡萄糖、葡萄糖、CO2、NaHCO3、脂肪酸、花生粉饼、脂肪酸、花生粉饼、石油等石油等氮源氮源凡能提供所需氮凡能提供所需氮元素的营养物质元素的营养物质合成蛋白质、核酸合成蛋白质、核酸及含氮产物及

11、含氮产物铵盐、硝酸盐、分子态铵盐、硝酸盐、分子态氮、氨、尿素、牛肉膏、氮、氨、尿素、牛肉膏、蛋白胨等蛋白胨等生长生长因子因子生长不可缺少的生长不可缺少的微量有机物微量有机物组成酶、核酸的成组成酶、核酸的成分分维生素、碱基、氨基酸、维生素、碱基、氨基酸、酵母膏、蛋白胨、动植酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等物组织提取液等水和水和无机无机盐盐(略略)(略略)(略略)2.2.培养基的配制原则培养基的配制原则原则原则基本内容基本内容举例举例目的要目的要明确明确根据所培养的微生物的种类、培养根据所培养的微生物的种类、培养目的等选择原料目的等选择原料自养型微生物的培养基可自养型微生物的培养基可由简单的无机

12、物组成由简单的无机物组成营养要营养要协调协调注意各种营养物质的浓度和比例注意各种营养物质的浓度和比例谷氨酸生产中，谷氨酸生产中，C CN N4 41 1时，菌体大量繁殖；时，菌体大量繁殖；C CN N3 31 1时，谷氨酸合时，谷氨酸合成量大增成量大增pHpH要适要适宜宜各种微生物适宜生长的各种微生物适宜生长的pHpH范围不同范围不同细菌的最适细菌的最适pHpH为为6.56.57.57.5放线菌的最适放线菌的最适pHpH为为7.57.58.58.5真菌的最适真菌的最适pHpH为为5.05.06.06.03.3.培养基的种类培养基的种类依据种类加入的特殊成分用途物理性质固体培养基加入凝固剂用于微

13、生物的分离、计数等半固体培养基加少量凝固剂观察微生物的运动、鉴定菌种等液体培养基不加凝固剂用于工业生产化学性质天然培养基根据需要加用于工业生产合成培养基根据需要加用于微生物的分类、鉴定等用途选择培养基加某种化学物质分离所需微生物鉴别培养基加一定的指示剂或化学药品鉴别不同微生物总结提升总结提升1 1微生物、动物、植物所需营养物质的比较微生物、动物、植物所需营养物质的比较项项目目动物动物(异养异养)微生物微生物绿色植物绿色植物(自养自养)异养异养自养自养碳碳源源糖类、脂糖类、脂肪肪糖、醇、有机酸糖、醇、有机酸等等二氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等碳酸盐等二氧化碳、二氧化碳、碳酸盐碳酸盐氮氮源源蛋白质或蛋

14、白质或其降解产其降解产物物蛋白质或其降解蛋白质或其降解产物、有机氮化产物、有机氮化物、无机氮化物、物、无机氮化物、氮氮无机氮化物无机氮化物无机氮化无机氮化物物能源能源与碳源同与碳源同与碳源同与碳源同氧化无机氧化无机物或利用物或利用光能光能利用光能利用光能生长生长因子因子维生素维生素一部分需一部分需要维生素要维生素等生长因等生长因子子不需要不需要不需要不需要无机无机盐盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐水分水分水水水水水水水水2.2.微生物的营养类型微生物的营养类型营养营养类型类型能源能源基本碳源基本碳源实例实例光能养光能养型自型自吸收光能，产生吸收光能，产生ATPATPCOCO2

15、 2或碳酸盐或碳酸盐蓝藻、紫硫细菌蓝藻、紫硫细菌光能异光能异养型养型吸收光能，产生吸收光能，产生ATPATPCOCO2 2及简单有机及简单有机物物红螺菌红螺菌化能自化能自养型养型氧化氧化H H2 2S S、NHNH3 3、FeFe2 2等等获得能量获得能量COCO2 2硝化细菌、硫细菌、铁硝化细菌、硫细菌、铁细菌细菌化能异化能异养型养型分解有机物获得能量分解有机物获得能量有机物有机物绝大多数细菌、全部真绝大多数细菌、全部真核微生物核微生物3.3.常见微生物分离及应用的实验设计常见微生物分离及应用的实验设计(1)(1)利用选择培养基设计实验分离纯化微生物。利用选择培养基设计实验分离纯化微生物。真

16、菌：用含青霉素的培养基分离。真菌：用含青霉素的培养基分离。金黄色葡萄球菌：用含高浓度食盐水的培养基分离。金黄色葡萄球菌：用含高浓度食盐水的培养基分离。固氮微生物：用无氮培养基分离。固氮微生物：用无氮培养基分离。自养型微生物：用含无机碳源的培养基分离。自养型微生物：用含无机碳源的培养基分离。光光合合细细菌菌：用用含含无无机机碳碳源源的的培培养养基基在在无无氧氧而而有有光光照照的的环环境境中分离。中分离。厌厌氧氧型型和和兼兼性性厌厌氧氧型型微微生生物物：用用普普通通培培养养基基在在无无氧氧条条件件下下分离。分离。乳酸菌：用乳酸含量较高，乳酸菌：用乳酸含量较高，pHpH较低的普通培养基分离。较低的普

17、通培养基分离。大肠杆菌：用伊红和美蓝培养基分离。大肠杆菌：用伊红和美蓝培养基分离。假单胞杆菌：用石油作为惟一碳源的培养基分离。假单胞杆菌：用石油作为惟一碳源的培养基分离。(2)(2)利用鉴别培养基检验自来水中的大肠杆菌是否超标。利用鉴别培养基检验自来水中的大肠杆菌是否超标。(3)(3)探究微生物生长所必需的生长因子种类。探究微生物生长所必需的生长因子种类。把把需需要要研研究究的的微微生生物物培培养养在在基基本本培培养养基基上上，然然后后在在部部分分培培养养基中添加某物质后观察是否可以正常生长。基中添加某物质后观察是否可以正常生长。【典典例例2 2】(2011(2011广广西西调调研研)甲甲、乙

18、乙、丙丙是是三三种种微微生生物物，下下表表、是是用用来来培培养养微微生生物物的的三三种种培培养养基基。甲甲、乙乙、丙丙都都能能在在中中正正常常生生长长繁繁殖殖；甲甲能能在在中中正正常常生生长长繁繁殖殖，而而乙乙和和丙丙都都不不能能；乙乙能能在在中中正正常常生生长长繁繁殖殖，甲甲、丙丙都都不不能能。下列说法正确的是下列说法正确的是()粉状硫10 gK2HPO44 gFeSO40.5 g蔗糖10 g(NH4)2SO40.4 gH2O100 mLMgSO49.25 gCaCl20.5 gA.A.甲、乙、丙都是异养微生物甲、乙、丙都是异养微生物B B甲、乙都是自养微生物，丙是异养微生物甲、乙都是自养微

19、生物，丙是异养微生物C C甲是固氮微生物，乙是自养微生物，丙是异养微生物甲是固氮微生物，乙是自养微生物，丙是异养微生物D D甲是异养微生物，乙是固氮微生物，丙是自养微生物甲是异养微生物，乙是固氮微生物，丙是自养微生物 解解析析 碳碳源源、氮氮源源、水水、无无机机盐盐是是任任何何一一种种微微生生物物正正常常生生长长所所必必需需的的营营养养物物质质，培培养养基基中中不不含含氮氮源源，说说明明只只有有固固氮氮微微生生物物在在该该培培养养基基上上生生长长；培培养养基基中中不不含含有有机机碳碳源源，说说明只有自养微生物能在该培养基上生长。明只有自养微生物能在该培养基上生长。答案答案 C C【互互动动探探

20、究究2 2】(2011(2011福福建建质质检检)下下表表是是为为培培养养某某类类微微生生物而配制的培养基的成分组成，有关叙述正确的是物而配制的培养基的成分组成，有关叙述正确的是()编号编号成分成分含量含量NH4HCO30.4 gKH2PO44.0 gFeSO40.5 gCaCl20.5 gH2O100 mL维生素维生素少量少量A.该培养基从物理性质来看，属于固体培养基该培养基从物理性质来看，属于固体培养基B运用上述培养基可以培养自养型微生物运用上述培养基可以培养自养型微生物C运用此培养基可以成功地进行植物无土栽培运用此培养基可以成功地进行植物无土栽培D该培养基中该培养基中NH4HCO3只提供

21、氮源只提供氮源解析解析该培养基上没有现成的有机物，但该培养基上没有现成的有机物，但C源、源、N源、生源、生长因子、水、无机盐都有，只能培养自养型微生物。培养基长因子、水、无机盐都有，只能培养自养型微生物。培养基中未加琼脂，应为液体培养基。此配方中植物所必需的矿质中未加琼脂，应为液体培养基。此配方中植物所必需的矿质元素不齐全。元素不齐全。NH4HCO3也可以做碳源。也可以做碳源。答案答案B考点整合三：微生物的代谢考点整合三：微生物的代谢1 1微生物代谢的概念和特点微生物代谢的概念和特点(1)(1)概概念念：微微生生物物的的代代谢谢是是指指微微生生物物细细胞胞内内所所发发生生的的全全部部化化学反应

22、。学反应。(2)(2)特特点点：由由于于微微生生物物表表面面积积与与体体积积的的比比很很大大，因因此此微微生生物物的代谢异常旺盛，能够迅速与外界环境进行物质交换。的代谢异常旺盛，能够迅速与外界环境进行物质交换。2 2微生物的代谢产物微生物的代谢产物产物名称产物名称初级代谢产物初级代谢产物次级代谢产物次级代谢产物不不同同点点作用作用生长繁殖所必需生长繁殖所必需对自身无明显生对自身无明显生理作用理作用产生阶段产生阶段一直产生一直产生生长到一定阶段生长到一定阶段产生产生化学结构化学结构较简单较简单十分复杂十分复杂特异性特异性无无有有分布分布细胞内细胞内细胞内或外环境细胞内或外环境中中举例举例氨基酸、

23、核苷酸、多糖、脂类、氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等维生素等激素、色素、毒激素、色素、毒素、抗生素等素、抗生素等相同点相同点均在微生物细胞的调节下，有步骤产生均在微生物细胞的调节下，有步骤产生3.3.微生物代谢的调节微生物代谢的调节(1)(1)酶合成的调节酶合成的调节项目项目存在存在合成合成举例举例(大肠大肠杆菌杆菌)酶酶组成酶组成酶一直存在一直存在只受遗传物质只受遗传物质控制控制分解葡萄分解葡萄糖的酶糖的酶诱导酶诱导酶诱导产生诱导产生既受遗传物质既受遗传物质控制，又需诱控制，又需诱导物诱导导物诱导分解乳糖分解乳糖的酶的酶意义意义既保证了代谢的需要，又避免了物质和能量既保证了代谢的需要，又

24、避免了物质和能量的浪费，增强了微生物对环境的适应能力的浪费，增强了微生物对环境的适应能力(2)(2)酶活性的调节酶活性的调节通通过过改改变变已已有有酶酶分分子子结结构构来来改改变变酶酶催催化化活活性性，从从而而调调节节代代谢速率，属于变构调节，反馈调节，具有可逆性。谢速率，属于变构调节，反馈调节，具有可逆性。调调节节酶酶活活性性的的物物质质是是酶酶所所催催化化的的化化学学反反应应的的产产物物，可可以以是是酶酶的的直直接接催催化化反反应应产产物物，如如谷谷氨氨酸酸对对谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶活活性性的的调调节节；也也可可以以是是间间接接产产物物，如如苏苏氨氨酸酸和和赖赖氨氨酸酸对对天天冬冬氨氨酸

25、酸激激酶酶活性的调节。活性的调节。对对一一种种酶酶活活性性调调节节可可以以是是一一种种产产物物起起作作用用，也也可可以以是是两两种种产物共同起作用。产物共同起作用。4 4微生物代谢的人工控制微生物代谢的人工控制(1)(1)目的：最大限度地积累对人类有用的代谢产物。目的：最大限度地积累对人类有用的代谢产物。(2)(2)措施措施改改变变微微生生物物的的遗遗传传特特性性(诱诱变变、重重组组、改改变变膜膜的的透透性性等等，属于内因控制属于内因控制)；控控制制生生产产过过程程中中的的各各种种条条件件(如如温温度度、pHpH、O2O2等等，属属于于外外因控制因控制)。控制控制对象对象控制方式控制方式溶氧溶

26、氧对需氧型生物要保证氧的供应，厌氧型生物要限制氧气条件，对需氧型生物要保证氧的供应，厌氧型生物要限制氧气条件，以通气量和搅拌速度来控制溶氧以通气量和搅拌速度来控制溶氧pH加酸、加碱或加缓冲液加酸、加碱或加缓冲液温度温度注意降温，使温度控制在所培养微生物的最适生长注意降温，使温度控制在所培养微生物的最适生长(或生产或生产)温度温度5.5.发酵发酵(1)(1)概概念念：通通过过微微生生物物的的培培养养，大大量量生生产产各各种种代代谢谢产产物物的的过过程。程。(2)(2)种类种类根据培养基的物理状态，分为固体发酵和液体发酵。根据培养基的物理状态，分为固体发酵和液体发酵。根根据据所所生生成成的的产产物

27、物，分分为为抗抗生生素素发发酵酵、维维生生素素发发酵酵、氨氨基基酸发酵等。酸发酵等。根据发酵过程对氧的需求情况，分为厌氧发酵和需氧发酵。根据发酵过程对氧的需求情况，分为厌氧发酵和需氧发酵。归纳总结：归纳总结：1 1(诱导诱导)酶合成的调节和酶活性的调节的比较酶合成的调节和酶活性的调节的比较项目(诱导)酶合成的调节酶活性的调节区别调节的对象诱导酶组成酶和诱导酶的催化作用调节的机制本质是基因在诱导物的作用下控制酶的合成代谢产物与酶可逆性结合，使酶的结构发生可逆性改变调节的结果细胞内酶的种类增多细胞内酶的活性发生变化调节的特点间接而缓慢直接、精细而迅速调节水平基因水平的调节代谢水平的反馈调节意义既保

28、证代谢需要，又避免物质和能量的浪费，增强适应性避免代谢产物大量积累联系细胞内两种调节方式同时存在，密切配合，共同控制代谢的正常进行2.2.组成酶与诱导酶的关系组成酶与诱导酶的关系组组成成酶酶与与诱诱导导酶酶是是两两个个相相对对的的概概念念，一一种种酶酶在在某某种种微微生生物物体体内内是是组组成成酶酶，在在另另一一种种微微生生物物体体内内可可能能是是诱诱导导酶酶。组组成成酶酶和和诱诱导导酶酶都都是是胞胞内内酶酶，同同种种微微生生物物在在不不同同环环境境中中产产生生的的组组成成酶酶相同，诱导酶不同。相同，诱导酶不同。【典典例例3 3】(2010(2010安安徽徽理理综综)大大肠肠杆杆菌菌可可以以直

29、直接接利利用用葡葡萄萄糖糖，也也可可以以通通过过合合成成半半乳乳糖糖苷苷酶酶将将乳乳糖糖分分解解为为葡葡萄萄糖糖和和半半乳乳糖糖加加以以利利用用。将将大大肠肠杆杆菌菌培培养养在在含含葡葡萄萄糖糖和和乳乳糖糖的的培培养养基基中中，测测定定其其细细胞胞总总数数及及细细胞胞内内半半乳乳糖糖苷苷酶酶的的活活性性变变化化(如图如图)。据图分析，下列叙述合理的是。据图分析，下列叙述合理的是()A050 min，细胞内无，细胞内无半乳糖苷酶基因半乳糖苷酶基因B50100 min，细胞内无分解葡萄糖的酶，细胞内无分解葡萄糖的酶C培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时，培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时，半乳糖苷酶基因半乳

30、糖苷酶基因开始表达开始表达D培养基中葡萄糖缺乏时，培养基中葡萄糖缺乏时，半乳糖苷酶基因开始表达半乳糖苷酶基因开始表达 解析解析图中曲线变化表明：图中曲线变化表明：050 min期间，细胞数目一期间，细胞数目一直在增加，直在增加，50 min后一段时间后，细胞数目不变，之后，后一段时间后，细胞数目不变，之后，半乳糖苷酶才表现出生物活性，将乳糖分解为半乳糖和葡半乳糖苷酶才表现出生物活性，将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖，细胞数目继续增加。因而可确定分解葡萄糖的酶一直萄糖，细胞数目继续增加。因而可确定分解葡萄糖的酶一直存在，分解乳糖的酶存在，分解乳糖的酶(半乳糖苷酶半乳糖苷酶)在葡萄糖缺乏时才开在葡萄糖缺

31、乏时才开始合成。酶的合成受基因控制，始合成。酶的合成受基因控制，半乳糖苷酶基因一直存半乳糖苷酶基因一直存在。在。答案答案D 点点拨拨 此此题题考考查查学学生生获获取取信信息息的的能能力力，中中等等难难度度，属属于于考考纲纲获获取取信信息息能能力力层层次次。解解决决本本题题的的关关键键是是考考生生能能从从图图中中准准确确提取信息，进而作出正确判断。提取信息，进而作出正确判断。【互互动动探探究究3 3】某某种种细细菌菌合合成成某某种种氨氨基基酸酸的的代代谢谢调调节节示示意意图图如如下下，甲甲、乙乙、丙丙、丁丁表表示示合合成成氨氨基基酸酸的的前前体体物物质质，代代表表代代谢谢的的调调节节方方式式，代

32、代表表生生理理过过程程。下下列列说说法法正正确确的的是是()A A调节方式调节方式属于酶合成的调节，酶属于酶合成的调节，酶是组成酶是组成酶B B调调节节方方式式属属于于酶酶活活性性的的调调节节，氨氨基基酸酸M M能能使使酶酶的的结结构构发生改变发生改变C C过程过程分别发生在该生物的细胞核、细胞质中分别发生在该生物的细胞核、细胞质中D D调节方式调节方式比比快速而精细快速而精细 解解析析 本本题题综综合合考考查查了了组组成成酶酶、诱诱导导酶酶的的区区分分，以以及及代代谢谢调调节节方方式式的的判判断断。属属于于酶酶合合成成的的调调节节(底底物物诱诱发发基基因因表表达达，产产生生酶酶)，酶酶属属于

33、于诱诱导导酶酶；属属于于酶酶活活性性的的调调节节(产产物物作作用用于于酶酶，与与酶酶结结合合使使其其结结构构发发生生改改变变，必必致致其其活活性性改改变变)，该该调调节节是是一一种种快快速速、精精细细的的调调节节方方式式。题题目目中中明明确确指指出出该该图图为为细细菌菌代代谢谢调调节节示示意意图图，而而细细菌菌的的转转录录发发生生于于拟拟核核而不是细胞核。而不是细胞核。答案答案 B B考点整合四：生物固氮考点整合四：生物固氮1 1生物固氮的概念生物固氮的概念固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。2 2固氮微生物的类型固氮微生物的类型种类种类举例举例与豆

34、科植与豆科植物的关系物的关系代谢代谢类型类型固氮固氮产物产物对植物对植物的作用的作用共生固共生固氮氮微生物微生物根瘤菌根瘤菌共生共生，具具有专一性有专一性异养需异养需氧型氧型氨氨提供氮素提供氮素自生固自生固氮氮微生物微生物圆褐固圆褐固氮菌氮菌无无异养需异养需氧型氧型氨氨提供氮素提供氮素和生长素和生长素方法突破：方法突破：1 1对固氮微生物的认识和理解对固氮微生物的认识和理解(1)(1)从从细细胞胞类类型型看看：均均为为原原核核生生物物，包包括括固固氮氮细细菌菌、固固氮氮蓝蓝藻及固氮放线菌等。藻及固氮放线菌等。(2)(2)从从代代谢谢的的同同化化类类型型看看：有有些些固固氮氮微微生生物物为为自自

35、养养型型如如蓝蓝藻藻，有些则为异养型如根瘤菌、圆褐固氮菌等。有些则为异养型如根瘤菌、圆褐固氮菌等。(3)(3)从从代代谢谢的的异异化化类类型型看看：大大多多数数固固氮氮微微生生物物为为需需氧氧型型，如如根瘤菌、圆褐固氮菌等，而有些则为厌氧型。根瘤菌、圆褐固氮菌等，而有些则为厌氧型。(4)(4)从从生生态态学学角角度度看看：有有些些固固氮氮微微生生物物必必须须与与其其他他生生物物共共生生时时才才能能固固氮氮，而而且且其其共共生生生生物物有有时时具具专专一一性性，如如根根瘤瘤菌菌只只能能与与豆豆科科植植物物共共生生，而而有有些些固固氮氮微微生生物物则则可可自自行行独独立立固固氮氮，与与其他生物无依

36、存关系，如圆褐固氮菌。其他生物无依存关系，如圆褐固氮菌。(5)(5)从从生生态态系系统统成成分分看看：根根瘤瘤菌菌是是消消费费者者，圆圆褐褐固固氮氮菌菌是是分分解者。解者。2 2根瘤和根瘤菌根瘤和根瘤菌根根瘤瘤是是根根内内部部的的一一些些薄薄壁壁细细胞胞受受到到根根瘤瘤菌菌分分泌泌物物的的刺刺激激，不不断断进进行行细细胞胞分分裂裂，从从而而使使该该处处的的组组织织逐逐渐渐膨膨大大，形形成成的的瘤瘤状状结结构构。根根瘤瘤菌菌是是形形成成根根瘤瘤的的微微生生物物，只只有有在在根根瘤瘤内内根根瘤瘤菌菌才才能固氮，分布在土壤中的根瘤菌不能固氮。能固氮，分布在土壤中的根瘤菌不能固氮。3 3自生不等于自养

37、、共生不等于异养自生不等于自养、共生不等于异养自自生生固固氮氮微微生生物物大大多多为为异异养养型型，如如巴巴氏氏梭梭菌菌、圆圆褐褐固固氮氮菌菌。共共生生固固氮氮微微生生物物也也有有自自养养的的，如如与与满满江江红红共共生生的的某某种种蓝蓝藻藻(鱼腥藻鱼腥藻)即为自养型。即为自养型。【典例典例4 4】圆褐固氮菌和根瘤菌的共同特点是圆褐固氮菌和根瘤菌的共同特点是()都都是是异异养养生生物物都都能能分分泌泌生生长长素素都都能能将将氮氮还还原原为为氨氨都能够与大豆共生都能够与大豆共生都是原核生物都是原核生物A A B BC C D D 解解析析 本本题题主主要要考考查查了了两两种种固固氮氮微微生生物物

38、的的代代谢谢等等相相关关知知识识。圆圆褐褐固固氮氮菌菌和和根根瘤瘤菌菌都都是是异异养养生生物物；圆圆褐褐固固氮氮菌菌能能分分泌泌生生长长素素而而根根瘤瘤菌菌不不能能分分泌泌生生长长素素；圆圆褐褐固固氮氮菌菌和和根根瘤瘤菌菌都都为为固固氮氮菌菌，都都能能将将氮氮还还原原为为氨氨；根根瘤瘤菌菌能能够够与与大大豆豆共共生生而而圆圆褐褐固固氮氮菌菌为为自自生生固固氮氮微微生生物物；圆圆褐褐固固氮氮菌菌和和根根瘤瘤菌菌都都为为细细菌菌，属于原核生物。属于原核生物。答案答案 A A 规规律律总总结结 对对于于组组合合选选择择题题，可可采采用用排排除除法法进进行行解解答答。如如上上题题中中，能能肯肯定定“都

39、都能能够够与与大大豆豆共共生生”是是错错误误的的，那那么么，就就可可以以排排除除包包含含了了“”“”的的C C、D D两两项项，如如果果能能肯肯定定“都都是是异异养养生生物物”正正确确，那那么么，正正确确答答案案一一定定包包含含了了“”“”的的选选项项中。中。【互互动动探探究究4 4】下下列列有有关关生生物物固固氮氮的的叙叙述述，正正确确的的是是()A A生物固氮是大气中的氮进入生物群落中的惟一途径生物固氮是大气中的氮进入生物群落中的惟一途径B B根瘤菌可从根瘤中直接获得，难以用无氮培养基筛选到根瘤菌可从根瘤中直接获得，难以用无氮培养基筛选到C C若若能能将将大大豆豆的的固固氮氮基基因因转转移

40、移到到小小麦麦，将将大大大大减减少少小小麦麦的的栽培成本栽培成本D D根根瘤瘤菌菌的的有有机机物物全全部部来来自自豆豆科科植植物物，豆豆科科植植物物的的氮氮营营养养全部来自根瘤菌全部来自根瘤菌 解解析析 大大气气中中的的氮氮进进入入生生物物群群落落有有三三种种方方式式，即即生生物物固固氮氮、高高能能固固氮氮和和工工业业固固氮氮，生生物物固固氮氮不不是是惟惟一一途途径径；根根瘤瘤菌菌是是共共生生固固氮氮菌菌，在在无无氮氮培培养养基基中中不不能能生生长长；大大豆豆无无固固氮氮基基因因，其其氮氮源源主主要要是是来来自自与与其其共共生生的的根根瘤瘤菌菌所所固固定定的的氮氮素素；豆豆科科植植物的氮营养不

41、是全部来自根瘤菌，应该是大多数来自根瘤菌。物的氮营养不是全部来自根瘤菌，应该是大多数来自根瘤菌。答案答案 B B高考链接高考链接 1.(20101.(2010北北京京理理综综)下下列列对对生生物物细细胞胞代代谢谢活活动动的的描描述述，不不正正确的是确的是()A A大肠杆菌在拟核区转录信使大肠杆菌在拟核区转录信使RNARNAB B乳酸杆菌在细胞质基质中产生乳酸乳酸杆菌在细胞质基质中产生乳酸C C衣藻进行光合作用的场所是叶绿体衣藻进行光合作用的场所是叶绿体D D酵母菌的高尔基体负责合成蛋白质酵母菌的高尔基体负责合成蛋白质解解析析：本本题题主主要要考考查查生生物物细细胞胞代代谢谢活活动动的的相相关关

42、知知识识。A A项项，大大肠肠杆杆菌菌属属于于原原核核生生物物，由由原原核核细细胞胞构构成成，原原核核细细胞胞没没有有成成形形的的细细胞胞核核，转转录录发发生生在在拟拟核核区区；B B项项，乳乳酸酸属属于于无无氧氧呼呼吸吸的的产产物物，无无氧氧呼呼吸吸的的场场所所是是细细胞胞质质基基质质；C C项项，衣衣藻藻属属于于单单细细胞胞低低等等植植物物(真真核核生生物物)，因因而而光光合合作作用用的的场场所所是是叶叶绿绿体体；D D项项，酵酵母母菌菌属属于于真真核核生生物物中中的的真真菌菌类类，其其蛋蛋白白质质合合成成的的场场所是核糖体，不是高尔基体。所是核糖体，不是高尔基体。答案：答案：D D2 2

43、(2010(2010全全国国)某某种种细细菌菌体体内内某某氨氨基基酸酸(X)(X)的的生生物物合合成成途途径如图：径如图：这这种种细细菌菌的的野野生生型型能能在在基基本本培培养养基基(满满足足野野生生型型细细菌菌生生长长的的简简单单培培养养基基)上上生生长长，而而由由该该种种细细菌菌野野生生型型得得到到的的两两种种突突变变型型(甲甲、乙乙)都都不不能能在在基基本本培培养养基基上上生生长长；在在基基本本培培养养基基上上若若添添加加中中间间产产物物2 2，则则甲甲、乙乙都都能能生生长长；若若添添加加中中间间产产物物1 1，则则乙乙能能生生长长而而甲甲不不能能生生长长。在在基基本本培培养养基基上上添

44、添加加少少量量的的X X，甲甲能积累中间产物能积累中间产物1 1，而乙不能积累。请回答：，而乙不能积累。请回答：(1)根据上述根据上述资资料可推料可推论论：甲中：甲中酶酶_的功能的功能丧丧失；乙失；乙中中酶酶_的功能的功能丧丧失，甲和乙中失，甲和乙中酶酶_的功能都正的功能都正常。由野生型常。由野生型产产生甲、乙生甲、乙这这两种突两种突变变型的原因是野生型的型的原因是野生型的_(同一、不同同一、不同)菌体中的不同菌体中的不同_发发生了突生了突变变，从而从而导导致不同致不同酶酶的功能的功能丧丧失。如果想在基本培养基上添加少失。如果想在基本培养基上添加少量的量的X来生来生产产中中间产间产物物1，则应

45、选则应选用用_(野生型、甲、野生型、甲、乙乙)。bac不同不同基因基因甲甲(2)将甲、乙混合接种于基本培养基上能长出少量菌落，再将甲、乙混合接种于基本培养基上能长出少量菌落，再将这些菌落单个挑出分别接种在基本培养基上都不能生长。将这些菌落单个挑出分别接种在基本培养基上都不能生长。上述混合培养时乙首先形成菌落，其原因是上述混合培养时乙首先形成菌落，其原因是_。(3)在发酵过程中，菌体中在发酵过程中，菌体中X含量过高时，其合成速率下降。含量过高时，其合成速率下降。若要保持其合成速率，可采取的措施是改变菌体细胞膜的若要保持其合成速率，可采取的措施是改变菌体细胞膜的_，使，使X排出菌体外。排出菌体外。

46、甲产生的中间产物甲产生的中间产物1供给乙，使乙能够合成供给乙，使乙能够合成X，保证自身生长，保证自身生长产生菌落产生菌落(其他合理答案也给分其他合理答案也给分)通透性通透性解解析析：(1)(1)在在基基本本培培养养基基上上添添加加中中间间产产物物2 2，甲甲、乙乙突突变变型型均均能能正正常常生生长长，说说明明甲甲、乙乙突突变变型型中中酶酶c c的的功功能能均均正正常常。若若添添加加中中间间产产物物1 1，乙乙能能生生长长而而甲甲不不能能生生长长，说说明明甲甲中中酶酶b b功功能能丧丧失失，而而在在基基本本培培养养上上添添加加少少量量的的X X，甲甲能能积积累累中中间间产产物物，而而乙乙不不能能

47、积积累累，说说明明乙乙中中酶酶a a功功能能丧丧失失。这这是是不不同同菌菌体体中中不不同同的的基基因因发发生生突突变变的的结结果果。因因甲甲中中酶酶a a功功能能正正常常而而酶酶b b功功能能丧丧失失，故故基基本本培培养养基基中中添添加加少少量量X X，甲甲能能正正常常生生长长，并并且且能能将将底底物物催化形成中间产物催化形成中间产物1 1。(2)(2)乙乙可可以以利利用用甲甲代代谢谢产产生生的的中中间间产产物物1 1正正常常生生长长，而而甲甲可可利利用用乙乙产产生生的的中中间间产产物物2 2或或X X，而而乙乙产产生生的的中中间间产产物物2 2和和X X需需在在满满足足乙乙自自身身代代谢谢需需要要后后才才能能排排出出到到细细胞胞外外被被甲甲利利用用，故故混混合合培培养时乙首先形成菌落。养时乙首先形成菌落。(3)(3)菌菌体体中中X X含含量量过过高高时时，X X可可以以通通过过抑抑制制相相关关酶酶的的活活性性而而使使其其合合成成速速率率下下降降，此此时时可可采采取取相相应应措措施施增增大大膜膜通通透透性性，使使X X快快速速排排出出细细胞胞，而而解解除除酶酶活活性性抑抑制制现现象象，从从而而保保持持其其合合成成速速率。率。