高考生物:微生物知识大全,考生不能错过!

2023-05-10 14:56:27

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高中生物中有关微生物的种类总结

微生物指的是形体微小,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。微生物与人的关系极为密切,虽然有些微生物能使人和动植物患病,但大多数微生物对人类是有益的。目前微生物在许多领域得到广泛的应用,如在基因工程中可用动植物病毒作为运载体,在动物细胞融合过程中可用灭活的仙台病毒做诱导剂,在发酵工程中可以生产人类所需要的多种产物,为人类创造了巨大的财富。纵观近几年的高考试题,都涉及到微生物的相关知识,且比例年年有所增加。高中生物所涉及到的微生物有哪些?其代谢类型怎样?在生态系统中的成分是什么?现归类总结如下。

一、病毒类

病毒指的是一类不具有细胞结构的生物,它们的变异基本上是基因突变,都不遵循孟德尔的遗传规律。主要有核酸和衣壳两部分构成,核酸位于衣壳内部,一种病毒只有一种核酸,大多数病毒的核酸是脱氧核糖核酸,少数病毒的核酸是核糖核酸,如烟草花叶病毒、HIV病毒、季节性流感病毒等。病毒的衣壳具有保护核酸,决定抗原特异性的功能,具有抗原特异性。病毒专寄寄生,必需用活细胞培养,在细胞外生存的时间不长。病毒的繁殖包括吸附→注入核酸→合成核酸和蛋白质→装配→释放五个过程。病毒在生物工程中有重要用途,如基因工程中可用动植物病毒作为运载体,在动物细胞融合过程中可用灭活的仙台病毒做诱导剂。

二、原核生物类

原核生物指的是无真正细胞核的一类具有细胞结构的生物,它包括细菌(杆状、球状、螺旋状)、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体。(主要介绍细菌和放线菌)

1、细菌::

细菌的结构有细胞壁(主要由肽聚糖组成)、细胞膜、细胞质和拟核区,有的还有鞭毛、芽孢等。它们没有叶绿体、线粒体等复杂的细胞器,但有简单的细胞器,如核糖体。它们无染色体,在拟核区有一个DNA分子,它决定细菌的主要性状。其分裂方式主要以二分裂为主,变异均为基因突变。遗传物质位于拟核区和质粒两处,质粒常用作基因工程中的运载体。这些细菌又可以分为:(高中三册书中所涉及的所有细菌的种类)

(1)根据同化作用可分为两类:

①自养细菌

自养细菌指的是能利用光能(或化学能),把无机碳源合成有机物,并储存能量的细菌。它们在生态系统中属于生产者。能利用光能的叫光能自养细菌,如蓝藻;光合细菌、蓝细菌(水作为氢供体)紫硫细菌、绿硫细菌;利用化学能的叫化能自养细菌,如硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌、硝化细菌、产甲烷菌。

②异养细菌

异养细菌利用现存的有机物来获得能量和营养,这类细菌属于异养型细菌。它们在生态系统中有的属于消费者,如根瘤菌、肺炎双球菌S型、R型、结核杆菌、苏云金芽孢杆菌、假单孢杆菌、麻风杆菌、大肠杆菌等;有的属于分解者,如反硝化细菌、圆褐固氮菌等。

(2)根据异化作用可分为两类

①需氧型细菌

需氧型细菌种类较多,这类细菌虽无线粒体,但细胞内有有氧呼吸的酶,它们必须在有氧的条件下才能生成。像硝化细菌、谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌、蓝藻、根瘤菌、圆褐固氮菌等就属于需氧型的,它们在生态系统中有的属于生产者,如蓝藻、硝化细菌等;有的属于消费者,如根瘤菌,有的属于分解者,如圆褐固氮菌等。

②厌氧型细菌

厌氧型细菌在有氧的条件下无法生存,或生长不好,它们必须在无氧的条件下才能生长或生长良好,比如:乳酸菌、大肠杆菌、破伤风杆菌、反硝化细菌等就属于厌氧型。它们在生态系统中有的属于消费者,比如:破伤风杆菌、大肠杆菌。大多数属于分解者,如反硝化细菌等。

高考中常见的几种细菌其代谢类型,在生态系统中的成分为:

细菌名称代谢类型生态系统中的成分
蓝藻自养需氧生产者
硝化细菌自养需氧生产者
根瘤菌异养需氧消费者
大肠杆菌异养需氧消费者
圆褐固氮菌异养需氧分解者
乳酸菌异养厌氧消费者
反硝化细菌异养厌氧分解者
红螺菌兼性营养型既是生产者又是分解者

2、放线菌:是单细胞的原核生物,它的主要用途是生产抗生素产生。它们产生链霉素、庆大霉素、红霉素、四环素、环丝氨酸、多氧霉素、环已酰胺、氯霉素和磷霉素等种类繁多的抗生素(85%)。生殖方式是孢子生殖,在生态系统中属于分解者。

三、真菌类

这类微生物属于真核生物类,它们有真正的细胞核。常见的有单细胞的酵母菌,酵母菌属于异养兼性厌氧型微生物,在环境条件好是为出芽生殖,条件恶劣为有性生殖,在酿酒方面有重要的用途。还有能产生抗生素类的霉菌和大型的真菌,它们在生态系统中大多属于分解者,如霉菌、蘑菇等。

四、原生生物类

原生生物的变形虫是单细胞的真核微生物生物,它依靠身体的变形而运动,而得其名,是研究细胞核和细胞质之间的关系的一种重要的材料。一个变形虫可以看成一团原核质体,它的运动可以证明细胞膜具有一定的流动性,它在新陈代谢中属于异养需氧型,在生态系统中属于消费者

高中生物微生物与发酵工程知识点总结

微生物类群

细菌、放线菌、病毒

细菌分裂方式:二分裂。

多数抗生素由放线菌产生。

病毒的衣壳决定病毒抗原特异性。

一种病毒只含有一种核酸。

微生物营养

营养:

各种成分:碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。

碳源——构成细胞物质和一些代谢产物。

氮源——合成蛋白质、核酸和含氮产物。

生长因子——合成酶和核酸。

糖类(葡萄糖)是最常用的碳源。

不同种类微生物对碳源种类、数量有不同要求。

铵盐、硝酸盐是最常用的氮源。

生长因子:维生素、氨基酸、碱基等

天然物质(酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液)可作为生长因子。

培养基配置原则:

目的明确、营养协调、PH要适宜

谷氨酸生产:

C:N= 4:1菌体大量繁殖

C:N= 3:1谷氨酸大量合成

PH:

细菌——6.5~7.5

放线菌——7.5~8.5

真菌——5~6

谷氨酸棒状杆菌——7~8

培养基种类:记忆实例

分类




物理

固体:分离、鉴定

半固体:观察运动、留种

液体:工业生产

化学

合成培养基:分类、鉴定

天然培养基:工业生产


用途

选择培养基:抑制剂、促进剂

鉴别培养基:指示剂、化学药品


微生物代谢

代谢产物:初级代谢产物、次级代谢产物

代谢调节:酶合成调节、酶活性调节。

酶分类:组成酶、诱导酶。

代谢人工控制途径:

诱变处理;改变细胞膜透性。(记忆实例)

微生物代谢异常旺盛的原因:

表面积与体积比很大,能够迅速与外界进行物质交换。

酶合成调节……保证代谢需要,避免胞内物质能量浪费,增强微生物适应能力。

酶活性调节……(改变构象)快速、精细调节方式。

微生物生长

(记忆书本细节)

四个时期:调整期、对数期、稳定期、衰亡期。

连续培养:缩短了培养周期,消除不利于微生物生长的某些环境因素,提高设备利用率,便于自动化管理。(稳定期进行)

影响因素:温度、PH、氧。

测定培养生长情况:将少量某细菌接种到定容的液体培养基中观察。测定方法:细胞数;测重。

生长曲线反映细菌菌体生长状况。

调整期——代谢活跃,体积增长快,大量合成酶、ATP等。时间取决于:菌种、培养条件。

对数期——代谢旺盛,形态、特征稳定。留种,科研材料。时间取决于:接种量、培养基。

稳定期——动态平衡,活菌数最大,大量积累次级代谢产物。种内斗争最激烈,出现芽孢。

衰亡期——死亡率>繁殖率,有多种形态和畸形。死细胞解体,释放代谢产物。

发酵工程

发酵工程概念和内容:

发酵工程的应用:

医药工程:代谢产物中的抗生素、激素、疫苗、干扰素、抗体等。

食品工程:传统发酵产品,食品添加剂,单细胞蛋白。

谷氨酸棒状杆菌生产实例。

菌种的选育:诱变育种、基因工程、细胞工程。

培养基的配制:根据配制三原则。

灭菌、扩大培养和接种。

发酵过程:控制影响微生物生长的环境因素。

分离提纯:菌体(过滤、沉淀),代谢产物(蒸馏、萃取、离子交换)。


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