高中生物中有關微生物的種類總結
微生物指的是形體微小,結構簡單,通常要用光學顯微鏡和電子顯微鏡才能看清楚的生物。微生物與人的關系極為密切,雖然有些微生物能使人和動植物患病,但大多數微生物對人類是有益的。目前微生物在許多領域得到廣泛的應用,如在基因工程中可用動植物病毒作為運載體,在動物細胞融合過程中可用滅活的仙台病毒做誘導劑,在發酵工程中可以生産人類所需要的多種産物,為人類創造了巨大的财富。縱觀近幾年的高考試題,都涉及到微生物的相關知識,且比例年年有所增加。高中生物所涉及到的微生物有哪些?其代謝類型怎樣?在生态系統中的成分是什麼?現歸類總結如下。
一、病毒類
病毒指的是一類不具有細胞結構的生物,它們的變異基本上是基因突變,都不遵循孟德爾的遺傳規律。主要有核酸和衣殼兩部分構成,核酸位于衣殼内部,一種病毒隻有一種核酸,大多數病毒的核酸是脫氧核糖核酸,少數病毒的核酸是核糖核酸,如煙草花葉病毒、HIV病毒、季節性流感病毒等。病毒的衣殼具有保護核酸,決定抗原特異性的功能,具有抗原特異性。病毒專寄寄生,必需用活細胞培養,在細胞外生存的時間不長。病毒的繁殖包括吸附→注入核酸→合成核酸和蛋白質→裝配→釋放五個過程。病毒在生物工程中有重要用途,如基因工程中可用動植物病毒作為運載體,在動物細胞融合過程中可用滅活的仙台病毒做誘導劑。
二、原核生物類
原核生物指的是無真正細胞核的一類具有細胞結構的生物,它包括細菌(杆狀、球狀、螺旋狀)、放線菌、支原體、衣原體、立克次氏體、螺旋體。(主要介紹細菌和放線菌)
1、細菌::
細菌的結構有細胞壁(主要由肽聚糖組成)、細胞膜、細胞質和拟核區,有的還有鞭毛、芽孢等。它們沒有葉綠體、線粒體等複雜的細胞器,但有簡單的細胞器,如核糖體。它們無染色體,在拟核區有一個DNA分子,它決定細菌的主要性狀。其分裂方式主要以二分裂為主,變異均為基因突變。遺傳物質位于拟核區和質粒兩處,質粒常用作基因工程中的運載體。這些細菌又可以分為:(高中三冊書中所涉及的所有細菌的種類)
(1)根據同化作用可分為兩類:
①自養細菌
自養細菌指的是能利用光能(或化學能),把無機碳源合成有機物,并儲存能量的細菌。它們在生态系統中屬于生産者。能利用光能的叫光能自養細菌,如藍藻;光合細菌、藍細菌(水作為氫供體)紫硫細菌、綠硫細菌;利用化學能的叫化能自養細菌,如硝化細菌、硫細菌、鐵細菌、氫細菌、硝化細菌、産甲烷菌。
②異養細菌
異養細菌利用現存的有機物來獲得能量和營養,這類細菌屬于異養型細菌。它們在生态系統中有的屬于消費者,如根瘤菌、肺炎雙球菌S型、R型、結核杆菌、蘇雲金芽孢杆菌、假單孢杆菌、麻風杆菌、大腸杆菌等;有的屬于分解者,如反硝化細菌、圓褐固氮菌等。
(2)根據異化作用可分為兩類
①需氧型細菌
需氧型細菌種類較多,這類細菌雖無線粒體,但細胞内有有氧呼吸的酶,它們必須在有氧的條件下才能生成。像硝化細菌、谷氨酸棒狀杆菌、黃色短杆菌、藍藻、根瘤菌、圓褐固氮菌等就屬于需氧型的,它們在生态系統中有的屬于生産者,如藍藻、硝化細菌等;有的屬于消費者,如根瘤菌,有的屬于分解者,如圓褐固氮菌等。
②厭氧型細菌
厭氧型細菌在有氧的條件下無法生存,或生長不好,它們必須在無氧的條件下才能生長或生長良好,比如:乳酸菌、大腸杆菌、破傷風杆菌、反硝化細菌等就屬于厭氧型。它們在生态系統中有的屬于消費者,比如:破傷風杆菌、大腸杆菌。大多數屬于分解者,如反硝化細菌等。
高考中常見的幾種細菌其代謝類型,在生态系統中的成分為:
細菌名稱 | 代謝類型 | 生态系統中的成分 |
藍藻 | 自養需氧 | 生産者 |
硝化細菌 | 自養需氧 | 生産者 |
根瘤菌 | 異養需氧 | 消費者 |
大腸杆菌 | 異養需氧 | 消費者 |
圓褐固氮菌 | 異養需氧 | 分解者 |
乳酸菌 | 異養厭氧 | 消費者 |
反硝化細菌 | 異養厭氧 | 分解者 |
紅螺菌 | 兼性營養型 | 既是生産者又是分解者 |
2、放線菌:是單細胞的原核生物,它的主要用途是生産抗生素産生。它們産生鍊黴素、慶大黴素、紅黴素、四環素、環絲氨酸、多氧黴素、環已酰胺、氯黴素和磷黴素等種類繁多的抗生素(85%)。生殖方式是孢子生殖,在生态系統中屬于分解者。
三、真菌類
這類微生物屬于真核生物類,它們有真正的細胞核。常見的有單細胞的酵母菌,酵母菌屬于異養兼性厭氧型微生物,在環境條件好是為出芽生殖,條件惡劣為有性生殖,在釀酒方面有重要的用途。還有能産生抗生素類的黴菌和大型的真菌,它們在生态系統中大多屬于分解者,如黴菌、蘑菇等。
四、原生生物類
原生生物的變形蟲是單細胞的真核微生物生物,它依靠身體的變形而運動,而得其名,是研究細胞核和細胞質之間的關系的一種重要的材料。一個變形蟲可以看成一團原核質體,它的運動可以證明細胞膜具有一定的流動性,它在新陳代謝中屬于異養需氧型,在生态系統中屬于消費者
高中生物微生物與發酵工程知識點總結
微生物類群 |
細菌、放線菌、病毒 細菌分裂方式:二分裂。 多數抗生素由放線菌産生。 |
病毒的衣殼決定病毒抗原特異性。 一種病毒隻含有一種核酸。 | ||
微生物營養 |
營養: 各種成分:碳源、氮源、生長因子、無機鹽和水。 碳源——構成細胞物質和一些代謝産物。 氮源——合成蛋白質、核酸和含氮産物。 生長因子——合成酶和核酸。 |
糖類(葡萄糖)是最常用的碳源。 不同種類微生物對碳源種類、數量有不同要求。 铵鹽、硝酸鹽是最常用的氮源。 生長因子:維生素、氨基酸、堿基等 天然物質(酵母膏、蛋白胨、動植物組織提取液)可作為生長因子。 | ||
培養基配置原則: 目的明确、營養協調、PH要适宜 谷氨酸生産: C:N= 4:1菌體大量繁殖 C:N= 3:1谷氨酸大量合成 |
PH: 細菌——6.5~7.5 放線菌——7.5~8.5 真菌——5~6 谷氨酸棒狀杆菌——7~8 | |||
培養基種類:記憶實例 | ||||
分類 | ||||
物理 |
固體:分離、鑒定 |
半固體:觀察運動、留種 |
液體:工業生産 | |
化學 |
合成培養基:分類、鑒定 |
天然培養基:工業生産 | ||
用途 |
選擇培養基:抑制劑、促進劑 |
鑒别培養基:指示劑、化學藥品 | ||
微生物代謝 |
代謝産物:初級代謝産物、次級代謝産物 代謝調節:酶合成調節、酶活性調節。 酶分類:組成酶、誘導酶。 代謝人工控制途徑: 誘變處理;改變細胞膜透性。(記憶實例) |
微生物代謝異常旺盛的原因: 表面積與體積比很大,能夠迅速與外界進行物質交換。 酶合成調節……保證代謝需要,避免胞内物質能量浪費,增強微生物适應能力。 酶活性調節……(改變構象)快速、精細調節方式。 | ||
微生物生長 (記憶書本細節) |
四個時期:調整期、對數期、穩定期、衰亡期。 連續培養:縮短了培養周期,消除不利于微生物生長的某些環境因素,提高設備利用率,便于自動化管理。(穩定期進行) 影響因素:溫度、PH、氧。 |
測定培養生長情況:将少量某細菌接種到定容的液體培養基中觀察。測定方法:細胞數;測重。 生長曲線反映細菌菌體生長狀況。 | ||
調整期——代謝活躍,體積增長快,大量合成酶、ATP等。時間取決于:菌種、培養條件。 對數期——代謝旺盛,形态、特征穩定。留種,科研材料。時間取決于:接種量、培養基。 穩定期——動态平衡,活菌數最大,大量積累次級代謝産物。種内鬥争最激烈,出現芽孢。 衰亡期——死亡率>繁殖率,有多種形态和畸形。死細胞解體,釋放代謝産物。 | ||||
發酵工程 |
發酵工程概念和内容: 發酵工程的應用: 醫藥工程:代謝産物中的抗生素、激素、疫苗、幹擾素、抗體等。 食品工程:傳統發酵産品,食品添加劑,單細胞蛋白。 |
谷氨酸棒狀杆菌生産實例。 菌種的選育:誘變育種、基因工程、細胞工程。 培養基的配制:根據配制三原則。 滅菌、擴大培養和接種。 發酵過程:控制影響微生物生長的環境因素。 分離提純:菌體(過濾、沉澱),代謝産物(蒸餾、萃取、離子交換)。 |
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