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)定义：人们把形体微小、结构简单、通常要用光学显微定义：人们把形体微小、结构简单、通常要用光学显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)种类：包括病毒界、原核生物界、真菌界、原生生物界种类：包括病毒界、原核生物界、真菌界、原生生物界的生物。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
2、基基本本结结构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
3、毛鞭毛运动功能运动功能(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真菌中的蘑菇
4、、银耳、木耳等大型食用真菌，虽然个体真菌中的蘑菇、银耳、木耳等大型食用真菌，虽然个体较大，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霉素能抑制细菌细胞壁的合成，导致细菌细胞破裂死亡，青霉素能抑制细菌细胞壁的合成，导致细菌细胞破裂死亡，但是对真菌细胞壁的合成没有影响。因此，可用含青霉素的但是对真菌细胞壁的合成没有影响。因此，可用含青霉素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，细菌体内能合成蛋白质的细胞中一定含有核糖体，因此，细
5、菌体内含有核糖体含有核糖体(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菌的质粒是一个小型的环状细菌的质粒是一个小型的环状DNADNA分子，上面有几个到几百分子，上面有几个到几百个基因，控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素生成等性状。个基因，控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素生
6、成等性状。基因工程中常用细菌的质粒作为运载体。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
7、统统中的成分中的成分生产者生产者硝化细菌、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 解析解析 生物甲为细菌，乙为病毒。生物甲为细菌，乙为病毒。1 1为细胞壁，其主要成为细
8、胞壁，其主要成分为肽聚糖；分为肽聚糖；2 2为拟核、为拟核、3 3为质粒，二者的化学成分为为质粒，二者的化学成分为DNADNA；4 4为衣壳，成分为蛋白质；为衣壳，成分为蛋白质；5 5为核酸，成分为为核酸，成分为DNADNA或或RNARNA；6 6为囊为囊膜，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痢疾杆菌的抗药基因痢疾杆菌的抗药基因、圆褐固氮菌的固氮基因位于质圆褐固氮菌的固氮基因位于质粒上粒上 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
9、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 解析解析 细菌的抗药性、固氮、抗生素的生成等性状受质细菌的抗药性、固氮、抗生素的生成等性状受质粒上的基因控制。圆褐固氮菌属于自生固氮菌，但不是自养粒上的基因控制。圆褐固氮菌属于自生固氮菌，但不是自养生物，它依靠分解土壤中的有机物获取能量，从而进行固氮。生物，它依靠分解土壤中的有机物获取能量，从而进行固氮。硝化细菌体内虽然没有线粒体，但是具有有氧呼吸酶
10、系统，硝化细菌体内虽然没有线粒体，但是具有有氧呼吸酶系统，因此可以进行有氧呼吸。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元凡能提供所需碳元素的营养物质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、石油脂肪酸、花生粉饼、石油等等氮源氮源凡能提供所需氮元凡能提
11、供所需氮元素的营养物质素的营养物质合成蛋白质、核酸合成蛋白质、核酸及含氮产物及含氮产物铵盐、硝酸盐、分子态氮、铵盐、硝酸盐、分子态氮、氨、尿素、牛肉膏、蛋白氨、尿素、牛肉膏、蛋白胨等胨等生长生长因子因子生长不可缺少的微生长不可缺少的微量有机物量有机物组成酶、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、动植物酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等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
12、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，谷氨酸合成量时，谷氨酸合成量大增大增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
13、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
14、、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
15、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 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、硝化细菌、硫细菌、铁细菌铁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、全部绝大多数细菌、全部真核微生物真核微生物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)
16、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。光合细菌：用含无机碳源的培养基在无氧而有光照的环境光合细菌：用含无机碳源的培养基在无氧而有光照的环境中分离。中分离。厌氧型和兼性厌氧型微生物：用普通培养基在无氧条件下厌氧型和兼性厌氧型微生物：用普通培养基在无氧条件下分离。分离。乳酸
17、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。把需要研究的微生物培养在基本培养基上，然后在部分培养把需要研究的微生物培养在基本培养基上，然后在部分培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
18、察是否可以正常生长。【典例【典例2 2】(2011(2011广西调研广西调研)甲、乙、丙是三种微生物，甲、乙、丙是三种微生物，下表下表、是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在丙都能在中正常生长繁殖；甲能在中正常生长繁殖；甲能在中正常生长繁殖，而中正常生长繁殖，而乙和丙都不能；乙能在乙和丙都不能；乙能在中正常生长繁殖，甲、丙都不能。中正常生长繁殖，甲、丙都不能。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.
19、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 解析解析 碳源、氮源、水、无机盐是任何一种微生物正常碳源、氮源、水、无机盐是任何一种微生物正常生长所必需的营养物质，培养基生长所必需的营养物质，培养基中不含氮源，说明只有固中不含氮源，说明只有固氮微生物在该培养基上生长；培养基氮微生物在该培养基上生长；培养基中不含有机碳源
20、，说中不含有机碳源，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【互动探究【互动探究2 2】(2011(2011福建质检福建质检)下表是为培养某类微生下表是为培养某类微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
21、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、生长源、生长因子、水、无机盐都有，只能培养自养型微生物。培养基中因子、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元未加琼脂，应为液体培养基。此配方中植物所必需的矿质元素不齐全。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
22、谢的概念和特点(1)(1)概念：微生物的代谢是指微生物细胞内所发生的全部化概念：微生物的代谢是指微生物细胞内所发生的全部化学反应。学反应。(2)(2)特点：由于微生物表面积与体积的比很大，因此微生物特点：由于微生物表面积与体积的比很大，因此微生物的代谢异常旺盛，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
23、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、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
24、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过改变已有酶分子结构来改变酶催化活性，从而调节代通过改变已有酶分子结构来改变酶催化活性，从而调节代谢速率，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。调节酶活性的物质是酶所催化的化学反应的产物，可以是调节酶活性的物质是酶所催化的化学反应的产物，可以是酶的直接催化反应产物，如谷氨酸对谷氨酸脱氢酶活性的调酶的
25、直接催化反应产物，如谷氨酸对谷氨酸脱氢酶活性的调节；也可以是间接产物，如苏氨酸和赖氨酸对天冬氨酸激酶节；也可以是间接产物，如苏氨酸和赖氨酸对天冬氨酸激酶活性的调节。活性的调节。对一种酶活性调节可以是一种产物起作用，也可以是两种对一种酶活性调节可以是一种产物起作用，也可以是两种产物共同起作用。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)措施措施改变微生物的遗传特性改变微生物的遗传特性(诱变、重组、改变膜的透性等，诱变、重组、改变膜的透性等，属于内因控制属于内因控制)；控制
26、生产过程中的各种条件控制生产过程中的各种条件(如温度、如温度、pHpH、O2O2等，属于外等，属于外因控制因控制)。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件，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)概念：通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过概念：通过微生物的培养，大量生产各种代谢
27、产物的过程。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。根据所生成的产物，分为抗生素发酵、维生素发酵、氨基根据所生成的产物，分为抗生素发酵、维生素发酵、氨基酸发酵等。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
28、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成酶与诱导酶是两个相对的概念，一种酶在某种微生物体组成酶与诱导酶是两个相对的概念，一种酶在某种微生物体内是组成酶，在另一种微生物体内可能是诱导酶。组成酶和内是组成酶，在另一种微生物体内可能是诱导酶。组成酶和诱导酶都是胞内酶，同种微生物在不同环境中产生的组成
29、酶诱导酶都是胞内酶，同种微生物在不同环境中产生的组成酶相同，诱导酶不同。相同，诱导酶不同。【典例【典例3 3】(2010(2010安徽理综安徽理综)大肠杆菌可以直接利用葡萄大肠杆菌可以直接利用葡萄糖，也可以通过合成糖，也可以通过合成半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用。将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养半乳糖加以利用。将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基中，测定其细胞总数及细胞内基中，测定其细胞总数及细胞内半乳糖苷酶的活性变化半乳糖苷酶的活性变化(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
30、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
31、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始在葡萄糖缺乏时才开始合成。酶的合成受基因控制，合成。酶的合成受基因控制，半乳糖苷酶基因一直存在。半乳糖苷酶基因一直存在。答案答案D 点拨点拨 此题考查学生获取信息的能力，中等难度，属于考此题考查学生获取信息的能力，中等难度，属于考纲获取信息能力层次。解决本题的关键是考生能从图中准确纲获取信息能力层次。解决本题的关键是考生能从图中准确提取信息，进而作出正确判断。提取信息，进而作出正确判断。【互动探究【互动探究3 3】某种细菌合
32、成某种氨基酸的代谢调节示意】某种细菌合成某种氨基酸的代谢调节示意图如下，甲、乙、丙、丁表示合成氨基酸的前体物质，图如下，甲、乙、丙、丁表示合成氨基酸的前体物质，代表代谢的调节方式，代表代谢的调节方式，代表生理过程。下列说法正确的代表生理过程。下列说法正确的是是()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调节方式调节方式属于酶活性的调节，氨基酸属于酶活性的调节，氨基酸M M能使酶能使酶的结构的结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 解析解析 本
33、题综合考查了组成酶、诱导酶的区分，以及代本题综合考查了组成酶、诱导酶的区分，以及代谢调节方式的判断。谢调节方式的判断。属于酶合成的调节属于酶合成的调节(底物诱发基因表底物诱发基因表达，产生酶达，产生酶)，酶，酶属于诱导酶；属于诱导酶；属于酶活性的调节属于酶活性的调节(产产物作用于酶物作用于酶，与酶，与酶结合使其结构发生改变，必致其活性结合使其结构发生改变，必致其活性改变改变)，该调节是一种快速、精细的调节方式。题目中明确，该调节是一种快速、精细的调节方式。题目中明确指出该图为细菌代谢调节示意图，而细菌的转录发生于拟核指出该图为细菌代谢调节示意图，而细菌的转录发生于拟核而不是细胞核。而不是细胞核
34、。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
35、和理解(1)(1)从细胞类型看：均为原核生物，包括固氮细菌、固氮蓝从细胞类型看：均为原核生物，包括固氮细菌、固氮蓝藻及固氮放线菌等。藻及固氮放线菌等。(2)(2)从代谢的同化类型看：有些固氮微生物为自养型如蓝藻，从代谢的同化类型看：有些固氮微生物为自养型如蓝藻，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)从代谢的异化类型看：大多数固氮微生物为需氧型，如从代谢的异化类型看：大多数固氮微生物为需氧型，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)从生态学角度看：有些固氮微生物必须与其他生物共生从生态学角度看
36、：有些固氮微生物必须与其他生物共生时才能固氮，而且其共生生物有时具专一性，如根瘤菌只能时才能固氮，而且其共生生物有时具专一性，如根瘤菌只能与豆科植物共生，而有些固氮微生物则可自行独立固氮，与与豆科植物共生，而有些固氮微生物则可自行独立固氮，与其他生物无依存关系，如圆褐固氮菌。其他生物无依存关系，如圆褐固氮菌。(5)(5)从生态系统成分看：根瘤菌是消费者，圆褐固氮菌是分从生态系统成分看：根瘤菌是消费者，圆褐固氮菌是分解者。解者。2 2根瘤和根瘤菌根瘤和根瘤菌根瘤是根内部的一些薄壁细胞受到根瘤菌分泌物的刺激，不根瘤是根内部的一些薄壁细胞受到根瘤菌分泌物的刺激，不断进行细胞分裂，从而使该处的组织逐渐
37、膨大，形成的瘤状断进行细胞分裂，从而使该处的组织逐渐膨大，形成的瘤状结构。根瘤菌是形成根瘤的微生物，只有在根瘤内根瘤菌才结构。根瘤菌是形成根瘤的微生物，只有在根瘤内根瘤菌才能固氮，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、共生不等于异养自生不等于自养、共生不等于异养自生固氮微生物大多为异养型，如巴氏梭菌、圆褐固氮菌。自生固氮微生物大多为异养型，如巴氏梭菌、圆褐固氮菌。共生固氮微生物也有自养的，如与满江红共生的某种蓝藻共生固氮微生物也有自养的，如与满江红共生的某种蓝藻(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
38、同特点是】圆褐固氮菌和根瘤菌的共同特点是()都是异养生物都是异养生物都能分泌生长素都能分泌生长素都能将氮还原为氨都能将氮还原为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 解析解析 本题主要考查了两种固氮微生物的代谢等相关知本题主要考查了两种固氮微生物的代谢等相关知识。圆褐固氮菌和根瘤菌都是异养生物；圆褐固氮菌能分泌识。圆褐固氮菌和根瘤菌都是异养生物；圆褐固氮菌能分泌生长素而根瘤菌不能分泌生长素；圆褐固氮菌和根瘤菌都为生长素而根瘤菌不能分泌生长素；圆褐固氮菌和根瘤菌都为固氮菌，都能将氮还原为氨；根瘤菌能够与大豆共生而圆褐固氮菌，都能将氮还原为氨；根瘤菌
39、能够与大豆共生而圆褐固氮菌为自生固氮微生物；圆褐固氮菌和根瘤菌都为细菌，固氮菌为自生固氮微生物；圆褐固氮菌和根瘤菌都为细菌，属于原核生物。属于原核生物。答案答案 A A 规律总结规律总结 对于组合选择题，可采用排除法进行解答。如对于组合选择题，可采用排除法进行解答。如上题中，能肯定上题中，能肯定“都能够与大豆共生都能够与大豆共生”是错误的，那么，是错误的，那么，就可以排除包含了就可以排除包含了“”的的C C、D D两项，如果能肯定两项，如果能肯定“都是都是异养生物异养生物”正确，那么，正确答案一定包含了正确，那么，正确答案一定包含了“”的选项的选项中。中。【互动探究【互动探究4 4】下列有关生
40、物固氮的叙述，正确的是】下列有关生物固氮的叙述，正确的是()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若能将大豆的固氮基因转移到小麦，将大大减少小麦的若能将大豆的固氮基因转移到小麦，将大大减少小麦的栽培成本栽培成本D D根瘤菌的有机物全部来自豆科植物，豆科植物的氮营养根瘤菌的有机物全部来自豆科植物，豆科植物的氮营养全部来自根瘤菌全部来自根瘤菌 解析解析 大气中的氮进入生物群落有三种方式，即生物固大气中的氮进入生物群落有三种方式，即生物固
41、氮、高能固氮和工业固氮，生物固氮不是惟一途径；根瘤菌氮、高能固氮和工业固氮，生物固氮不是惟一途径；根瘤菌是共生固氮菌，在无氮培养基中不能生长；大豆无固氮基因，是共生固氮菌，在无氮培养基中不能生长；大豆无固氮基因，其氮源主要是来自与其共生的根瘤菌所固定的氮素；豆科植其氮源主要是来自与其共生的根瘤菌所固定的氮素；豆科植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。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北京理综北京理综)下列对生物细胞代谢活动的描述，不正下列对生物细胞代谢活动的描述，不正确的是确的是()A A大肠杆
42、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析：本题主要考查生物细胞代谢活动的相关知识。解析：本题主要考查生物细胞代谢活动的相关知识。A A项，项，大肠杆菌属于原核生物，由原核细胞构成，原核细胞没有成大肠杆菌属于原核生物，由原核细胞构成，原核细胞没有成形的细胞核，转录发生在拟核区；形的细胞核，转录发生在拟核区；B B项，乳酸属于无氧呼吸项，乳酸属于无氧呼吸的产物，无氧呼吸的场所是细胞质基
43、质；的产物，无氧呼吸的场所是细胞质基质；C C项，衣藻属于单项，衣藻属于单细胞低等植物细胞低等植物(真核生物真核生物)，因而光合作用的场所是叶绿体；，因而光合作用的场所是叶绿体；D D项，酵母菌属于真核生物中的真菌类，其蛋白质合成的场项，酵母菌属于真核生物中的真菌类，其蛋白质合成的场所是核糖体，不是高尔基体。所是核糖体，不是高尔基体。答案：答案：D D2 2(2010(2010全国全国)某种细菌体内某氨基酸某种细菌体内某氨基酸(X)(X)的生物合成途的生物合成途径如图：径如图：12Xabc 酶酶酶底物中间产物中间产物这种细菌的野生型能在基本培养基这种细菌的野生型能在基本培养基(满足野生型细菌生
44、长的满足野生型细菌生长的简单培养基简单培养基)上生长，而由该种细菌野生型得到的两种突变上生长，而由该种细菌野生型得到的两种突变型型(甲、乙甲、乙)都不能在基本培养基上生长；在基本培养基上若都不能在基本培养基上生长；在基本培养基上若添加中间产物添加中间产物2 2，则甲、乙都能生长；若添加中间产物，则甲、乙都能生长；若添加中间产物1 1，则，则乙能生长而甲不能生长。在基本培养基上添加少量的乙能生长而甲不能生长。在基本培养基上添加少量的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)根据上述资料可推论：甲中酶根据上述资料可推论：甲中酶_的功能丧失
45、；乙的功能丧失；乙中酶中酶_的功能丧失，甲和乙中酶的功能丧失，甲和乙中酶_的功能都正的功能都正常。由野生型产生甲、乙这两种突变型的原因是野生型的常。由野生型产生甲、乙这两种突变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_发生了突变，发生了突变，从而导致不同酶的功能丧失。如果想在基本培养基上添加少从而导致不同酶的功能丧失。如果想在基本培养基上添加少量的量的X来生产中间产物来生产中间产物1，则应选用，则应选用_(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
46、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。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)通透性通透性解析：
47、解析：(1)(1)在基本培养基上添加中间产物在基本培养基上添加中间产物2 2，甲、乙突变型均，甲、乙突变型均能正常生长，说明甲、乙突变型中酶能正常生长，说明甲、乙突变型中酶c c的功能均正常。若添的功能均正常。若添加中间产物加中间产物1 1，乙能生长而甲不能生长，说明甲中酶，乙能生长而甲不能生长，说明甲中酶b b功能丧功能丧失，而在基本培养上添加少量的失，而在基本培养上添加少量的X X，甲能积累中间产物，而，甲能积累中间产物，而乙不能积累，说明乙中酶乙不能积累，说明乙中酶a a功能丧失。这是不同菌体中不同功能丧失。这是不同菌体中不同的基因发生突变的结果。因甲中酶的基因发生突变的结果。因甲中酶a
48、 a功能正常而酶功能正常而酶b b功能丧失，功能丧失，故基本培养基中添加少量故基本培养基中添加少量X X，甲能正常生长，并且能将底物，甲能正常生长，并且能将底物催化形成中间产物催化形成中间产物1 1。(2)(2)乙可以利用甲代谢产生的中间产物乙可以利用甲代谢产生的中间产物1 1正常生长，而甲可利正常生长，而甲可利用乙产生的中间产物用乙产生的中间产物2 2或或X X，而乙产生的中间产物，而乙产生的中间产物2 2和和X X需在满需在满足乙自身代谢需要后才能排出到细胞外被甲利用，故混合培足乙自身代谢需要后才能排出到细胞外被甲利用，故混合培养时乙首先形成菌落。养时乙首先形成菌落。(3)(3)菌体中菌体
49、中X X含量过高时，含量过高时，X X可以通过抑制相关酶的活性而使可以通过抑制相关酶的活性而使其合成速率下降，此时可采取相应措施增大膜通透性，使其合成速率下降，此时可采取相应措施增大膜通透性，使X X快速排出细胞，而解除酶活性抑制现象，从而保持其合成速快速排出细胞，而解除酶活性抑制现象，从而保持其合成速率。率。随着年岁的叠加，我们会渐渐发现：越是有智慧的人，越是谦虚，因为昂头的只是稗子，低头的才是稻子；越是富有的人，越是高贵，因为真正的富裕是灵魂上的高贵以及精神世界的富足；越是优秀的人，越是努力，因为优秀从来不是与生俱来，从来不是一蹴而就。随着沧桑的累积，我们也会慢慢懂得：成功的路，其实并不拥
50、挤，因为能够坚持到底的人实在太少；所有优秀的人，其实就是活得很努力的人，所谓的胜利，其实最后就是自身价值观的胜利。人到中年，突然间醒悟许多，总算明白：人生，只有将世间的路一一走遍，才能到尽头；生活，只有将尘世况味种种尝遍，才能熬出头。这世间，从来没有最好，只有更好。每天，总想要努力醒得比太阳还早，因为总觉得世间万物，太阳是最能赐人力量和能量的。每当面对喷薄的日出，心中的太阳随之冉冉腾起，生命之火熊熊燃烧，生活的热情就会光芒四射。我真的难以想象，那些从来不早起的人，一生到底能够看到几回日升？那些从来没有良好习惯的人，活到最后到底该是多么的遗憾与愧疚？曾国藩说：早晨不起，误一天的事；幼时不学，误一
