高三生物060.doc

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期数： 0601 SWG3 060
学科：生物 年级：高三 编稿老师：郭彩凤
审稿老师：高毅

预　习 篇
[同步教学信息]

微生物的类群和生长

【教材阅读提示】（重要内容提示）
1．细菌的结构和繁殖（B识记）
2．放线菌、病毒的结构和繁殖（B识记）
3．微生物的群体的生长规律及其在生产实践中的应用（C理解）
4．影响微生物生长的环境因素（C理解）
【高考命题趋向】
1．微生物类群：细菌的质粒是基因工程中常用的运载体，病毒的繁殖与必修教材的遗传和变异有一定的联系，因此，有关本节的命题主要趋向于学科内综合，一般不会单独命题。
2．微生物的生长：微生物的生长与必修教材中种群的增长曲线相一致。因此，有关本部分的命题主要趋向于学科内综合。
【基础知识构建】
一、微生物的类群：包括病毒、原核生物、真菌、原生生物。
特点：不具细胞结构，由核酸和衣壳构成，均营寄生生活
1、 病毒
代表生物举例：噬菌体、烟草花叶病毒、流感病毒、HIV、乙肝病毒等

特点：单细胞，无核膜和多种细胞器（只有核糖体），
代谢类型多样
2、原核生物界 代表生物：蓝藻、细菌、放线菌、支原体、衣原体等

特点：真核生物，多细胞、单细胞都有，腐生（如酵母菌、蘑菇、木耳、霉菌）、寄生（引起人患皮炎的某些真菌）
3、真菌界 代表生物举例：各种霉菌（根霉、毛霉、青霉、曲霉等）、酵母菌、蘑菇、木耳、灵芝等

特点：真核生物，单细胞，代谢类型多样
4、原生生物界
代表生物举例：草履虫、变形虫、衣藻
★[注意]
从以上可以看出带“菌”字的不一定都是原核生物（例酵母菌、霉菌等）；带“藻”字的也不一定都是真核生物（例蓝藻）。在学习过程中，同学应注意区分。
(一)细菌
1．形态上看：细菌可以分为三类：球菌、杆菌、螺旋菌，它们都属于原核生物。
2．构造上看：一般构造包括细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核等
(1)细胞壁：
化学成分：蛋白质和糖类（肽聚糖）
特点与功能：坚韧而富有弹性，起保护作用和维持细胞形状等功能，可用溶菌酶处理，破坏细胞壁，用青霉素、头孢菌素干扰短肽链间连接造成细胞壁缺陷，细菌在低渗溶液中极易破裂死亡。
(2)细胞膜：
化学成分和结构：与真核细胞膜基本相同（主要是蛋白质分子和磷脂分子）
功能：控制细胞内外物质交换；是产能的重要基地
特点：有氧呼吸、某些细菌的光合作用、固氮作用所需酶分布在细胞膜上
(3)细胞质：
特点：只有无膜细胞器——核糖体。(链霉素等抗生素通常作用于细菌的核糖体而抑制其蛋白质的合成，但它们对人的核糖体不起作用，因此，可用链霉素治疗由细菌引起的疾病)。
质粒：小型环状的DNA，上含几个至几百个基因，不是细菌必要的遗传物质，但对细菌生存有利，常带有抗生素生成和抗药性、固氮、降解不寻常物质的基因，是基因工程的重要运载工具之一。
(4)拟核：没有核膜、核仁，含有一个大型环状的双链DNA分子，反复折叠缠绕而成，其功能负载细菌遗传信息的物质基础，控制着细菌的主要遗传性状。
(5)特殊构造：不是一切细菌都具有的，只是某些细菌在一定条件下或生长发育某一阶段形成的构造，包括荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢等。
3．细菌的繁殖与菌落
繁殖：二分裂的方式(不同于真核生物的三种细胞分裂方式：无丝分裂、有丝分裂、减数分裂)。分裂时，细胞增大，DNA分子从起点沿着两个方向进行复制，接着，细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，形成隔膜，将细胞质分成两半，形成两个子细胞。
★菌落：单个或少数细菌繁殖而成的肉眼可见的群体（相当于种群）。
(1)特点：不同种类的细菌所形成的菌落在大小、形状、颜色、光泽度、硬度、透明度等方面有一定特征，可作为菌种鉴定的重要依据。
(2)实例：
①无鞭毛细菌，不能运动的细菌，随着菌落中个体数目剧增，只能依靠“硬挤”方式来扩大菌落的体积和面积，其菌落较小、较厚，边缘极其圆整；
②有鞭毛细菌，菌落大而扁平，形状不规则，边缘多缺损；
③运动能力强的细菌，菌落出现树根状，甚至能移动。
(二)放线菌
单细胞原核生物，无核膜，细胞壁的主要成分是肽聚糖，细胞质内只有核糖体一种细胞器。与细菌的区别是能产生分支的菌体，因菌落呈放射状而得名。
1．形态构造：放线菌的细胞一般呈分枝丝状，分为：
(1)基内菌丝：伸入到培养基内部色淡、较细，具有吸收营养和排泄废物的功能。
(2)气生菌丝：在基内菌丝上不断向空间分化，伸展在空气中的较粗、颜色较深的菌丝。
孢子丝：气生菌丝逐步成熟后，大部分气生菌丝分化为生有成串孢子的孢子丝。孢子丝形态多样，有杆形、波浪形、螺旋形等，且性状较稳定，是分类鉴定的重要指标。
2．生殖：孢子生殖
3．应用：
(1)常用的抗生素中多数都是放线菌的产物（除青霉素和头孢霉素外）
(2)产生酶类和维生素。
(3)分解复杂有机物，可提高土壤肥力，净化环境。
(三)病毒
1．病毒是非细胞生物，其基本构造如下：
核心：由DNA或RNA构成
核衣壳(基本构造)
病毒 衣壳：由许多衣壳粒构成
囊膜(非基本构造)：由蛋白质、多糖和脂类构成；
刺突(钉状物)：囊膜上细微突出物
2．病毒的化学组成
病毒的化学组成主要是核酸和蛋白质，结构复杂的病毒还有脂类、糖类等成分。
(1)核酸：一种病毒只含一种核酸，含DNA的病毒称为DNA病毒，含RNA的病毒称为RNA病毒。核酸中贮存着病毒的全部遗传信息，控制着病毒的一切性状。
(2)蛋白质：构成病毒粒子的衣壳，衣壳保护核酸，决定病毒感染细胞的特异性，并且有刺激机体产生相应抗体的抗原性。
3．病毒的增殖：
吸附 注入核酸 合成核酸和蛋白质 装配 释放
★[注意]病毒的特性应包括：没有细胞结构，只一种核酸，病毒繁殖是核酸复制，不是生长或二分裂，不含能量代谢的酶，专性活细胞内寄生，离开细胞不能表现生命现象。
若培养病毒需采用活细胞作培养基。

二、微生物的生长
调整期、对数期、稳定期和衰亡期
微生物群体生长的规律
在实践中的应用
微生物的生长
温度
影响微生物生长的因素 pH
氧
1． 常以微生物群体为单位来研究微生物的生长
原因：微生物的个体生长不明显，而且生长与繁殖交替进行
2． 微生物群体生长规律曲线的研究条件（以细菌为例）
（1） 人工培养条件下；
（2） 将少量的某种细菌接种到恒定容积的液体培养基中，并置于适宜的条件下培养，然后定期取样测定培养基里细菌群体的生长情况。
注意：
（1）接种的是少量同种细菌；
（2）整个测定期间不对培养液作任何处理。
3．测定方法
（1）测细菌细胞数目
（2）测重量：湿重、干重
4．细菌群体生长四个主要时期比较

细菌数目的对数

1、 调整期
2、 对数期
3、 稳定期
4、 衰亡期
3
2

1 4

0 时间
5．细菌的群体生长规律的分析
生长时期
细菌数目变化
形成原因
特征
应用及其他
调整期
基本不增加
对新环境的适应
代谢活跃，体积增长较快，大量合成细胞分裂所需的酶类、ATP以及其他细胞成分
时间长短与菌种和培养条件有关（尽量提供适应力强的菌种和差别极小的培养条件）
对数期
以等比数列形式增加，相当于“J”型增长曲线
生存条件适宜
代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定
常作为生产用的菌种(也叫种子)和科研的材料
稳定期
增加的细菌数等于死亡的细菌数
（整个生长曲线相当于“S”型增长）
生存条件恶化（pH改变、营养物质的消耗、有害代谢产物的积累）
种内斗争最激烈
活菌数目达到最高峰，细胞内大量积累代谢产物，特别是次级代谢产物，某些细菌的芽孢也是在这个时期形成的
改善和控制条件，延长稳定期，可获得更多地代谢产物（如抗生素）和芽孢体
衰亡期
活菌数急剧下降（死亡大于增加）
生存条件极度恶化，细菌与环境斗争最剧烈
细胞会出现多种形态，甚至畸形，有些细胞开始自溶，释放出代谢产物等

注意：
延长稳定期的方法——连续培养
优点：缩短了培养周期；提高了设备利用率；便于自动化管理。
6．影响微生物生长的环境因素
环境因素
影响的原因
最适条件
不适宜因素的结果
温度
影响蛋白质和核酸的结构
25—37℃
低：反应速率降低；
高：蛋白质和核酸发生不可逆的破坏
pH
影响酶的活性；
膜的稳定性。
细菌：6.5—7.5
真菌：5.0—6.0
放线菌：7.5—8.5
酶或膜稳定性破坏，新陈代谢受阻
氧气
影响呼吸或生命

严格厌氧：短时间有氧也会造成生长停滞或死亡；
兼性厌氧：无氧时，无氧呼吸
有氧时，有氧呼吸
一般厌氧：对氧要求不严格。
【应用举例】
1．外科手术器械和罐头食品消毒，都要以能够杀死什么为标准
A 球菌 B 杆菌 C 螺旋菌 D 芽孢
解析：球菌、杆菌、螺旋菌是细菌的三种形态，手术器械和食品消毒要杀死各类活菌，而且重要的是杀死芽孢，因为芽孢的抗逆性极强，不易被杀死，当环境适宜时还会恢复活性，成为活菌。
答案：D
2．控制大肠杆菌性状的基因存在于
A 质粒 B 核糖体 C 细胞核 D 拟核
解析：大肠杆菌是细菌，原核生物，具拟核——大型环状DNA分子，另外细胞质中存在质粒——小型环状DNA分子，DNA上有遗传效应的片断就是基因，控制大肠杆菌的主要性状和非主要性状。
答案：AD
3．对细菌群体生长规律的测定的正确叙述是
A 在液体培养基上进行 B 至少接种一种细菌
C 接种一个细菌 D 及时补充消耗的营养物质
解析：细菌群体的生长规律的测定是人们在一定条件下进行的。这些条件是：一种细菌，恒定容积的液体培养基，定时测定，细菌总数，这样的条件下才能测定出细菌的生长规律。测定时只能用同种细菌的子细胞群体的变化规律表达微生物的生长。
答案：A
4．在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争最显著最激烈的时期是
A 调整期 B 对数期 C 稳定期 D 衰亡期
解析：种内斗争是一种生态因素。种内斗争反应了种内生物对生存空间和生活资源的争夺。在生活空间充裕，营养充足的时候，种内斗争的程度是较低的。随着微生物个体数目的增加，生存空间和营养物质越来越少，个体间的争夺也越来越激烈，在衰亡期，微生物的数目已经开始减少，环境极不适于微生物生存，此时微生物的生存斗争主要是与无机环境的斗争
答案：C
【强化训练】
1．（05年高考）在利用谷氨酸捧状杆菌生产谷氨酸的过程中，下列叙述正确的是
①各个生长时期的长短是固定的，无法人为缩短生长周期
②对数期是采样留种的最佳时期 ③在稳定期补充营养物质可以提高产量
④调整期是收获代谢产物的最佳时期
A．①② B．②③ c．③④ D．①④
2．（05年高考）抗生素作为治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。·
(1)青霉菌发酵产生青霉素。肯霉菌的新陈代谢类型是 ，青霉素是青霉菌的 代谢产物。
(2)在生产和科研中，常选用处于 期的青霉菌作为菌种或研究材料．因为此时的青霉菌代谢旺盛， 和 比较稳定。
(3)对青霉菌菌体生长情况的测定，取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后， ，再计算发酵罐中菌体的总重量。
参考答案
1．B 2． (1)异养需氧型 次级 (2)对数 个体的形态 生理特性 (3)称菌体的湿重(称烘干后的重量)。
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