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1、微生物的类群（细菌、放线菌、病毒）细菌放线菌病毒形态杆状、球状、螺旋状丝状且分枝， 菌丝分为 基内菌丝（吸收养料）和 气生菌丝（可产孢子）螺旋状、多面体、复合结构结构细胞壁：保持、维持形状细胞膜：控制物质交换结构与细菌相似，因此，放线菌又称具分枝细胞的细菌核衣壳核酸：位于病毒内部，储存遗传信息，控制生物性状衣壳：位于四周，由衣壳粒组成，保护核酸，决定抗原特异性细胞质核糖体：合成蛋白质质粒：小型环状DNA ，含控制抗药性、固氮、抗生素形成的基因储存颗粒：含淀粉、硫等有些病毒外面有囊膜 （由蛋白质、 多糖、脂类构成，囊膜有刺突）拟核：含有一个大环状DNA ，控制细菌的主要性状繁殖二分裂方式，即细胞
2、分裂，发生DNA 分子复制孢子生殖： 气生菌丝分化成孢子丝，产生孢子，由孢子发育成新个体在宿主细胞中进行增殖。过程（以噬菌体为例）： 吸附 注入 合成 装配释放其他特征有特殊结构如荚膜、鞭毛、芽孢，在固体培养基上可以形成多种菌落，是鉴定菌种的依据一种病毒只有一种核酸分类形态结构生活方式代表生物病毒无细胞结构主要有核酸和蛋白质衣壳组成寄生植物病毒、动物病毒、噬菌体原核生物界单细胞原核细胞结构寄生、腐生、自养细菌、蓝藻、放线菌真菌界单细胞或多细胞真核细胞结构腐生、寄生酵母菌、霉菌等原生生物界单细胞真核细胞结构寄生、异养、自养衣藻、变形虫、疟原虫等微生物的营养（无机盐和水）营养物质概念来源功能碳源凡
3、能为微生物提供所需碳元素的物质主 要 是 葡 萄 糖 ， 其 次 为 CO2、NaHCO3、脂肪酸、花生饼、石油构成细胞质和一些代谢产物；有些碳源是异养微生物的主要能源物质精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页氮源凡能为微生物提供所需氮元素的物质常用：铵盐、硝酸盐、其他如氮气、氨、尿素、牛肉膏、蛋白胨等合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物生长因子某些微生物生长不可缺少并且不能用简单的碳源和氮源合成的微量有机物，如维生素、氨基酸、碱基等酵母膏、蛋白胨、 麦芽汁、玉米浆、动植物组织提取液等酶和核酸的组成成分根据物理性质的不同种类
4、是否含凝固剂用途固体培养基是主要用于微生物的分离、鉴定等半固体培养基是（较少）主要用于观察微生物的运动、保藏菌种等液体培养基否主要用于工业生产根据培养基的化学成分的不同种类化学成分是否明确用途天然培养基否主要用于工业生产合成培养基是主要用于微生物的分类、鉴定比较选择培养基与鉴别培养基的主要区别根据培养基的用途种类制备方法原理用途例选择培养基培 养 基 中 加 入某种化学物质依据某些微生物对某些物质的抗性而设计从 众 多 微 生 物中分 离 所 需 的 微生物加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌鉴别培养基培 养 基 中 加 入某 种 试 剂 或 化学药品依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中特定试剂或
5、化学药品反应，产生明显的特征变化而设计鉴 别 不 同 种 类的微生物依红美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌微生物的代谢产物的区分产物种类初级代谢产物次级代谢产物不同点产生时期生长全过程生长一定阶段以后作用生长繁殖必需对自身无明显作用有无种的特异性无有分布细胞内细胞内或细胞外示例氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素类等抗生素、毒素、激素、色素相同点都是在微生物细胞的调节下，有步骤地产生微生物生长的四个主要时期的主要区别生长时期特点细胞数目变化成因特征应用与其他调整期不立即繁殖基本不增加适应新环境代谢活跃、 体积增大与 菌 种 各 培 养条件有关精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
6、 - - - - - - -第 2 页，共 7 页对数期繁殖速度最快以几何级数增加条件适宜， 细菌 通 过 二 分裂方式增殖个 体 形 态 和生 理 特 性 稳定生产用菌种， 科研材料稳定期活菌数量最大，代谢产物大量积累增加的细菌数等于死亡的细菌数生 存 条 件 恶化有 些 种 类 出现芽孢改 善 和 控 制 条件，延长稳定期衰亡期死亡活菌数急剧下降生 存 条 件 极度恶化出现畸形， 自溶裂解，释放产物基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程的区分项目主要技术基本原理应用基因工程基因重组技术分子水平定向改变遗传特性转基因生物细胞工程细胞培养、细胞融合、细胞重组、单抗制备细胞或细胞器水平改变遗传结构
7、人工种子、单抗、克隆动物、试管动物发酵工程菌种选育、大规模培养、生物活性保持产物收获定向利用工程菌大规模发酵生产生产药品、生产传统发酵产物、单细胞蛋白酶工程酶固定化技术、细胞固定化技术、酶制剂的应用酶在生物体外适应环境条件下完成催化功能在医药、制药、食品、化工、能源、环保等方面都能应用专题十生物技术实践1. 知识方法梳理考纲解读：本讲内容属于新课改后变动较大的一个专题，但是因为在高考中属于选做内容，因此出题的难度不会太大。而且在2008 年考纲中对于本讲内容都归为实验类内容，提出的要求为理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。在复习过
8、程中要注意把握各种生物技术的实验流程，并能够加以灵活运用。另外在考纲中把专题5DNA和蛋白质技术归到了现代生物技术内容中，专题6 植物有效成分的提取并没有提及，因此在复习中可以略作调整。要点梳理：1） 传统发酵技术的应用几种传统发酵技术的比较菌种生活方式原理发酵条件操作提示果酒酵母菌兼性厌氧型C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2温度： 1825，最适温度为 20。PH；5.06.0 呈酸性。氧气：先期通 O2，目的是使酵母菌大量繁殖，然后密闭发酵生产酒精。选 材 和 材 料 处理；防杂菌污染；控制发酵条件；正确使用发酵装置。果醋醋酸菌好氧型C2H5OH+ O22CH3COOH+H2O 温
9、度： 30 35。前期和中期，不需通入氧气，目的是进行酒精发酵，接种后需保持氧气充足。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页腐乳毛霉需氧型蛋白酶蛋白质多肽、氨基酸、脂肪酶脂肪甘油、脂肪酸温度为 1518 ，此温度不适于细菌、 酵母菌和曲霉的生长。防杂菌污染；控制盐、酒、辛香料用量；控制前、后期发酵条件。泡菜乳酸菌厌氧性在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料防杂菌污染，密封严密。选择气密性好的泡菜坛；控制腌制条件。2） 微生物的培养与应用（1） 关于培养基培
10、养基的种类按照物理性质可分为液体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂后，制成琼脂固体培养基。按功能来分可分为选择培养基和鉴别培养基。按照人们对培养基中成分的了解程度可分为天然培养基和合成培养。培养基的营养各种培养基一般都含有水、碳源、 氮源和无机盐四种营养物质。满足微生物生长还需要适宜的 pH、氧气的要求 (根据微生物的需求提供有氧或无氧环境)、特殊营养物质等。例如：培养乳酸杆菌需要将培养基的pH 调至酸性，培养细菌时需将pH 调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。（2） 无菌技术消毒是指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物 (
11、不包括芽孢和孢子)。消毒方法常用煮沸消毒法，还有化学药剂(如酒精、氯气、石炭酸等 )消毒、紫外线消毒等。灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。（3） 微生物的纯化平板划线法：操作简单，但是单菌落不易分离稀释涂布平板法：操作复杂，但是单菌落易分离（4） 统计菌落数目的方法测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。稀释涂布平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。4） 酶的研究与应用（1） 酶的活性酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶活性
12、的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。在科学研究与工业生产中，酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。温度、pH 和酶的抑制剂等条件会影响酶的活性。（2） 固定化技术固定化技术的方法：包埋法、化学结合法(将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上 )和物理吸附法。固定化酶和固定化细胞的联系与区别联系：都是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。在生产中都容易与产物分离，固定在载体上的酶或细胞可以反复利用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页区别：适宜
13、的固定方法不同；固定化细胞技术更适宜于生产实际。常用的载体材料：明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。二、考点透析1微生物类群的比较分类形态结构生活方式代表生物病毒无细胞结构主要有核酸和蛋白质衣壳组成寄生植物病毒、动物病毒、噬菌体原核生物界单细胞原核细胞结构寄生、腐生、自养细菌、蓝藻、放线菌真菌界单细胞或多细胞真核细胞结构腐生、寄生酵母菌、霉菌等原生生物界单细胞真核细胞结构寄生、异养、自养衣藻、变形虫、疟原虫等2细菌的结构与功能（1）基本结构与功能的关系。细菌作为原核生物，其基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核，与真核细胞的结构和功能有明显的区别。例如：细菌的细胞器中只有核糖体
14、，拟核没有核膜，细胞内蛋白质合成时， 转录和翻译是同时进行的，细胞呼吸的完成也没有专门的细胞器线粒体等，所有这些功能特点都是由其结构所决定的。特别提醒： 原核生物没有线粒体和叶绿体，但不等于原核生物不能进行有氧呼吸和光合作用，这一点很多同学容易弄混。如：硝化细菌、根瘤菌和圆褐固氮菌等属于需氧型生物，蓝藻属于自养需氧型生物。（2）特殊结构与功能的关系。细菌的芽孢能抵抗外界不良环境，部分细菌能以芽孢（细菌的休眠体）的形式来度过恶劣环境。 有的细菌依靠鞭毛进行运动。还有的细菌具有夹膜，如S 型肺炎双球菌具夹膜，有毒性，能使小鼠患败血症死亡。细菌的细胞体内除拟核中控制主要遗传的大型环状DNA 外，在细
15、胞质中还具有小型环状DNA 质粒， 上面含有抗药性、固氮、抗生素等性状的基因，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页它们中有的可作为标记基因，在基因工程中用作运载体。3微生物的营养微生物在生长过程中需要碳源、氮源、生长因子、水和无机盐等五大营养要素物质。（1）碳源：碳源主要用于合成微生物的细胞物质和一些代谢产物，有些碳源还是异养型微生物的主要能源，微生物对碳源的需求量最大。不同种类的微生物需要的碳源不同。自养型微生物利用无机碳源，如CO2、NaHCO3等，因此，在利用固体培养基培养硝化细菌等时，培养基中就不需要加入有机碳
16、源葡萄糖等。异养型微生物需要有机碳源，其中糖类是最常用的碳源，但甲烷氧化菌只能利用甲烷和甲醇作为碳源。（2）氮源：氮源主要用于合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物。铵盐、硝酸盐是最主要的氮源。圆褐固氮菌等具有固氮能力，能将大气中的氮还原成氨，因此培养时，培养基中无须加入其他氮源。对于异养微生物来说，有机氮源既是氮源又是能源。特别提醒：硝化细菌没有固氮能力。（3）生长因子：微生物生长不可缺少的微量有机物，主要包括维生素、氨基酸和碱基等。微生物之所以需要补充生长因子，往往是因为缺乏合成这些物质所需的酶或合成能力有限。类似的：人体和动物的必需氨基酸由于糖类分解时不能产生与必需氨基酸相对应的中间产物，因此
17、不能在人体和动物体的细胞内合成，只能从食物中获取。4初级代谢产物和次级代谢产物的比较产物产生时间作用分布物种特异性示例初级代谢产物生长全程生长繁殖所必需细胞内无氨基酸、核苷酸、多糖、维生素等次级代谢产物生长后期对自身无明显生理作用或非生长繁殖所必需细胞内或外有激素、色素、毒素、抗生素等5微生物代谢的调节（1）方式： 酶合成的调节和酶活性的调节。（2）酶合成的调节：1调节对象：诱导酶的合成2调节方式：在环境中存在某些物质时合成诱导酶3举例：大肠杆菌在环境中只有乳糖作碳源时，才能合成半乳糖苷酶4意义：保证代谢需要，避免物质和能源的浪费经济（3）酶活性的调节：1调节对象：酶的活性（诱导酶和组成酶）2
18、调节方式：通过改变已有酶的催化活性来调节代谢的速率3举例：谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸时4意义：快速、精细的调节代谢高效（4）微生物代谢的人工控制：1措施：改变微生物的遗传特性、控制生产过程中的各种条件2举例：对黄色短杆菌进行诱变处理，选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的菌种，提高了赖氨酸的产量。 在谷氨酸的生产过程中，可通过采取一定的手段改变细胞膜的透性，使谷氨酸能迅速排放到细胞外，解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用，提高谷氨酸产量。6微生物的生长特点及应用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页调整期对数期稳定期衰亡期群体生长测
19、量生长量及测定一 般 不 立 即 繁殖，处于对新环境的适应时期。快速繁殖时期，繁殖死亡，对数式增长。繁殖死亡， 活菌数最多，接近K 值。繁殖死亡，活菌数，急剧下降。a计数器计数b称干重或湿重代谢特点大 量 合 成 酶 、ATP 及其他细胞成分。代谢旺盛、个体形态、 生理特征稳定。代谢产物积累，生产次级代谢产物。畸形，自溶，释放代谢产物微生 物 的 生 长受温度、 pH、氧的影响生产应用及控制采用适宜的菌种和培养条件，缩短调整期。获取菌种和科研材料。连续培养，缩短培养周期，提高产量。认识 和 掌 握 生长曲线，具有重要的实践意义。7固氮微生物的比较比较项目与豆科植物的关系代谢类型固氮产物常见类型对植物的作用固氮量共生固氮微生物共生，有专一性异养需氧型氨根瘤菌提供氮素大自生固氮微生物无自养需氧型异养需氧型氨圆褐固氮菌提供氮素、生长素小精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页