(三) 微生物的代谢 1.微生物的营养 营养物质 来源 最常利用 功能 碳源 无机化合物:CO2.NaHCO3.有机化合物:糖类.脂肪酸.花生粉饼.石油等 糖类 提供碳素营养.能源物质.形成代谢产物.构成细胞成分 氮源 无机化合物:N2.NH3.铵盐.硝酸盐 有机化合物,尿素.牛肉膏.蛋白胨等 铵盐.硝酸盐等 提供氮素营养.合成蛋白质.核酸.含氮代谢产物 生长因子 维生素.氨基酸.碱基等 酵母膏.蛋白胨.动植物组织提取液 酶和核酸的组成成分.微生物不可缺少的微量有机物 2.培养基的种类 分类依据 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 半固体培养基 加少量凝固剂 观察微生物的运动.鉴定菌种 液体培养基 不加凝固剂 用于工业生产 化学成分 天然培养基 成分不明确的天然物质 用于工业生产 合成培养基 成分已知的化学物质 用于微生物的分类和鉴定 用途 一般培养基 依微生物生长需要配制 生产.培养等.如生产谷氨酸用的培养基 选择培养基 加某种化学物质 分离所需微生物.如:在培养基中加入高浓度食盐选择金黄色葡萄球菌,加入青霉素分离酵母菌和霉菌等真菌 鉴别培养基 加一定的指示剂或化学药品 鉴别某种微生物.如:培养基中加入“伊红-美蓝 .鉴别是否有大肠杆菌 3.微生物的代谢产物 产物 种类 产生时期 生理作用 分布 有无种的特异性 举例 初级代谢产物 生长全过程 生长.繁殖必需的 细胞内 无 氨基酸.核苷酸.多糖.脂肪.维生素等 次级代谢产物 生长到一定阶段以后 对自身无明显生理作用 细胞内或细胞外 有 抗生素.毒素.激素.色素等 4.微生物代谢的调节 (1) 组成酶和诱导酶的比较 种类 合成 存在 举例 组成酶 只受遗传物质控制.与营养物质无关 细胞内一直存在 分解葡萄糖的酶 诱导酶 既受遗传物质控制.又受诱导物制约 环境中只存在诱导物时才能合成 分解乳糖的酶 (2) 两种调节方式的比较 酶合成的调节 酶活性的调节 区别 调节对象 诱导酶的合成 已有酶的活性 调节机制 基因水平调节.调节酶的合成 代谢水平调节.代谢产物与酶可逆性结合.使酶的结构发生可逆性改变 调节结果 细胞内酶的数量.种类增多 细胞内酶的活性发生变化 调节特点 间接而缓慢 快速.精细 调节意义 既保证代谢需要.又避免物质 避免代谢产物积累过多 联系 两种调节方式同时存在.密切配合.高效.准确地控制代谢的正常进行 5.微生物群体生长规律 时期 菌体数目变化 菌体代谢特点 形成原因 生产应用与控制 调整期 增长不明显 ①代谢活跃.体积增大, ②大量合成初级代谢产物 短暂调整.以适应新环境 通过选择菌种.增加接种量.改善培养条件等可以缩短调整期 对数期 快速增长 ①细胞分裂速率最快,②繁殖速率大于死亡速率,③个体形态和生理特性较稳定 ①适应了环境,②生存条件适宜 可作生产用的菌种和科研材料 稳定期 活菌数目达到最高峰 ①繁殖速率和死亡速率达到动态平衡,②积累大量次级代谢产物,③某些种类细菌可形成芽孢 生存条件恶化:①营养物质消耗,②有害代谢产物积累:③pH变化 ①获取代谢产物.特别是次级代谢产物,②连续培养法可延长│稳定期.增加代谢产物产量 衰亡期 活菌数目急剧下降 ①繁殖速率小于死亡速率,②菌体出现多种形态,③细胞解体.释放代谢产物 生存条件极度恶化 特别提醒:微生物的生长曲线与生长速率的关系 6.发酵工程(以谷氨酸的发酵生产为例) (1) 发酵工程生产实例:谷氨酸发酵 ①选育菌种,对数期的谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌. ②配制培养墓:豆饼水解液.玉米浆.尿素.KH2PO4.K2O.MgSO4.生物素等. ③灭菌:在发酵罐中通入98kPa的蒸汽进行灭菌. ④无菌接种,冷却后加入菌种. ⑤发酵:通气.搅拌.温度和pH调节,谷氨酸大量生成. ⑥味精生成和提取:加Na2CO3.过滤.离心分离. (2) 发酵工程的内容:六个方面 ①菌种的选育,②培养基的配制,③灭菌,④扩大培养和接种,⑤发酵过程,⑥分离提纯. (3) 发酵过程的人工控制 控制对象 控制方式 微生物的遗传特性 诱变处理.选育符合生产要求的菌种 溶氧 对需氧微生物保证氧的供应.厌氧型控制氧的供应.以通气量和搅拌速度控制氧 pH 加酸.加碱或缓冲液 温度 使温度控制在所培养微生物的最适宜温度 特别提醒: ① 单细胞蛋白:微生物含有丰富的蛋白质.如细菌的蛋白质含量占细胞干重的60%-80%.酵母菌的占45%-65%.而且它们的生长繁殖速度很快.因此.许多国家就利用淀粉或纤维素的水解液.制糖工业的废液.石化产品等为原料.通过发酵获得大量的微生物菌体.这种微生物菌体就叫做单细胞蛋白. ② 举例说明发酵条件控制不好会出现的问题:在谷氨酸发酵过程中.当pH呈酸性时.谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺,当溶氧不足时.生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸. ③ 产品不同.分离提纯的方法一般也不同.如果产品是菌体.可采用过滤.沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来,如果产品是代谢产物.可采用蒸馏.萃取.离子交换等方法进行提取.(在味精生产过程中.提取出来的谷氨酸要用适量的Na2CO3溶液中和后.再经过过滤.浓缩.离心分离等步骤.才能能制成味精). 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

培养基是人工配制的适合不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。下图表示先用普通培养基培养混合菌种,然后分别在A、B、C三种特殊培养基上培育,其中A培养基以蛋白质作为唯一碳源;B培养基中缺氮源;C培养基成分如下如:

10g粉状硫;·

请分析回答:

(1)菌落③同化作用类型最可能是

[  ]

A.厌氧型
B.化能自养型
C.异养型
D.需氧型

(2)如果要获得具有固氮能力的菌株,应选用菌落________;如果要培育获得大量蛋白酶的菌株,应选用菌落________。

(3)从图中分析可见,生物进化的内在因素是________,对生物生存起决定作用的因素是________。

(4)对细菌种群进化有重要作用的变异主要来自于

[  ]

A.环境条件
B.基因重组
C.基因突变
D.染色体变异

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培养基是人工配制的适合不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。下图表示先用完全培养基培养混合菌种,然后分别放在A、B、C三种特殊培养基上培育。其中A培养基以蛋白质作为唯一碳源;B培养基中缺氮源;C培养基成分如下:粉状硫10 g,Mg·70.5 g,0.4 g,Fe0.01 g,4 g,0.25 g, 1000 mL。

(1)菌落③同化作用类型最可能是

[  ]

A.光能自养型
B.化能自养型
C.异养型
D.A或B

(2)如果要获得具有固氮能力的菌株,应选用菌落________;如果要培育获得大量蛋白酶的菌株,应选用菌落________。

(3)从图中分析可见,生物进化的内在因素是________,对生物生存起决定作用的因素是________。

(4)对细菌种群进化有重要作用的变异主要来自于

[  ]

A.环境条件
B.基因重组
C.基因突变
D.染色体变异

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(10分)I.图A为某生态系统的食物网图,据图回答:

(1)既属于三级消费者又占有两个营养级的生物有_________________,该食物网没有列出的生态系统的成分有______________________________________________。
(2)由于某种原因戊全部死亡,而壬的数量却保持稳定,则丙的数量将会_____(增多、不变、减少),理由是:_____________________________________________________。
II. 图B为我国北方某农场居民食物结构图,农作物的籽粒是人和家禽、家畜的食物来源,生产的家禽家畜供人食用,大部分农作物秸秆用作燃料,部分秸秆以及人、家禽、家畜的粪便用于肥田。某同学对农场当前的生产生活方式提出了改进方案,请协助解决有关问题:
方案一:调整居民的食物结构以养活更多的人。若期望可养活的人口数量增加一倍,应将植物性食物与动物性食物的比例由现在的1︰1调整为_______︰1(能量传递效率按10﹪计算,保留整数)。
方案二:充分利用农作物固定的太阳能,建立新的物质生产体系。设计如下图:

(1)该方案可使农场供养的人数增多,原因是________________________________________
(2)沼气池中的主要微生物,其基本结构和新陈代谢的基本代谢类型与下列 _____相同(用字母代号表示)。

A.HIVB.蓝藻C.破伤风杆菌D.酵母菌 E.衣藻
(3)从物质生产的角度分析,该方案的优点是_____________________________________。

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试比较下列四类细胞的结构,并回答相关问题:

(1)

细胞结构比较并填写下表(以“+”代表相应结构的存在,以“-”代表相应结构不存在)

(2)

从上表比较结果可以得出的结论是________

(3)

上述四种生物中,哪种生物与其他三种有着明显的区别?________

(4)

在显微镜下观察发现人口腔上皮细胞的形态一般呈球形,而蚕豆叶肉细胞呈长方形,从细胞结构上分析产生这一差异的主要原因是人口腔上皮细胞________

(5)

生物在不停地进行着新陈代谢,其中有一类生物只能依靠摄取外界环境中现成的有机物来维持自身的生命活动,这种营养方式称为异养。下表是一种微生物培养基配方,下列微生物中不能利用这种培养基的是

A.

大肠杆菌

B.

蓝藻

C.

衣藻

D.

破伤风杆菌

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(5分)试比较下列四类细胞的结构,并回答相关问题:

(1)细胞结构比较并填写下表(以“+”代表相应结构的存在,以“—”代表相应结构不存在)

 

酵母菌

蚕豆叶肉细胞

人口腔上皮细胞

大肠杆菌

细胞壁

 

 

 

 

细胞膜

 

 

 

 

细胞核

 

 

 

 

叶绿体

 

 

 

 

(2)从上表比较结果可以得出的结论是                              

(3)上述四种生物中,哪种生物与其他三种有着明显的区别?          

(4)生物在不停地进行着新陈代谢,其中有一类生物只能依靠摄取外界环境中现成的有机物来维持自身的生命活动,这种营养方式称为异养。下表是一种微生物培养基配方,下列微生物中不能利用这种培养基的是(   )

成分

KH2PO4

MgSO4·7H2O

NaCl

CaSO4·2H2O

CaCO3

含量

0.02%

0.02%

0.02%

0.01%

0.5%

A.大肠杆菌   B.蓝藻   C.衣藻    D.破伤风杆菌

 

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