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1、 2022年《高考生物專題復(fù)習(xí)》word教案 一、網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)學(xué) [本專題包括必修第三章生物的新陳代謝、選修第二章光合作用與生物固氮、選修第五章微生物與發(fā)酵工程。] 新陳代謝 自養(yǎng)型 異養(yǎng)型 兼性營(yíng)養(yǎng)型 需氧型 厭氧型 兼性厭氧型 同化作用 異化作用 酶 ATP 植物代謝 水分代謝 細(xì)胞呼吸 礦質(zhì)代謝 光合作用 動(dòng)物代謝 儲(chǔ)存 甘油+脂肪酸 糖元 葡萄糖 脂肪 氨基酸 肌糖元 肝糖元 糖、脂肪 組織蛋白、 酶、激素 新的氨基酸 不含氮部分 含氮部分 尿素 保證有序進(jìn)行 直接能源 微生物 類群 原核生物界 原

2、生生物界 真菌界 病毒界 生理 營(yíng)養(yǎng) 代謝 生長(zhǎng) 發(fā)酵工程 （流程） （五大營(yíng)養(yǎng)素.培養(yǎng)基） （產(chǎn)物.調(diào)節(jié)） （群體規(guī)律.影響因素） 應(yīng)用 【命題趨向】 二、直擊考點(diǎn) [知識(shí)點(diǎn)] 新陳代謝的概念和類型 新陳代謝的概念//酶和ATP//新陳代謝的基本類型。 植物的水分代謝 滲透作用的原理//植物細(xì)胞吸水和失水//體內(nèi)水分的運(yùn)輸和利用和散失//合理灌溉。 植物的礦質(zhì)代謝 植物必需的礦

3、質(zhì)元素//根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收//礦質(zhì)元素的運(yùn)輸和利用//合理施肥。 光合作用 光合作用的發(fā)現(xiàn)//葉綠體中的色素//光合作用的過(guò)程（包括光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換）//Ｃ３、Ｃ４植物的概念及葉片結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（C4途徑不做要求）//光合作用的重要意義、提高農(nóng)作物光能利用率。 生物固氮 共生固氮菌和自生固氮菌（共生固氮的途徑不作要求）、生物固氮的意義//生物固氮的作用。 人和動(dòng)物的 三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝 糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)代謝//三大物質(zhì)代謝的關(guān)系//物質(zhì)代謝與人體健康。 細(xì)胞呼吸 有氧呼吸和無(wú)氧呼吸//細(xì)胞呼吸的意義。 微生物的類群 細(xì)菌的結(jié)構(gòu)和繁殖//病毒的結(jié)構(gòu)和增殖（放線菌不作要求）

4、。 微生物的營(yíng)養(yǎng) 微生物需要的營(yíng)養(yǎng)及功能//培養(yǎng)基的配置原則//培養(yǎng)基的種類。 微生物的代謝 微生物的代謝產(chǎn)物//微生物代謝的調(diào)節(jié)//微生物代謝的人工控制。 微生物的生長(zhǎng) 微生物群體的生長(zhǎng)規(guī)律//影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素。 發(fā)酵工程的應(yīng)用 發(fā)酵工程的概念和內(nèi)容//發(fā)酵工程的應(yīng)用（酶工程簡(jiǎn)介不作要求）。 實(shí)驗(yàn) 比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+的催化效率//探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用//溫度對(duì)酶活性的影響//葉綠體中色素的提取和分離//觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原。 [高考熱點(diǎn)] 在這些考點(diǎn)中，“酶和ATP，光合作用的過(guò)程，提高農(nóng)作物的光合作用效率，三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝與

5、人體健康”又是高考命題的熱點(diǎn)，幾乎每年都考。 三、命題方向和應(yīng)試策略 Ⅰ.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析、解釋、推理、判斷獲得出結(jié)論能力的題目必定出現(xiàn)。 這類試題的給出情景可能與生活、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)有關(guān)。解決這類問(wèn)題的對(duì)策就是在解題時(shí)，要冷靜處理，分析清楚所給情景的一般要點(diǎn)（常識(shí)），然后再結(jié)合問(wèn)題，與高中階段所學(xué)習(xí)的生物學(xué)知識(shí)相聯(lián)系，這種聯(lián)系要全面。這就要求在進(jìn)行復(fù)習(xí)時(shí)，把握好相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系，構(gòu)建清晰有條理的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 Ⅱ.實(shí)驗(yàn)與探究能力考察仍然占較大分值，開(kāi)放性試題將更受關(guān)注。 值得注意的是，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的范圍給予限制，因此在做實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題時(shí)，要認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模诨卮鹣嚓P(guān)問(wèn)題時(shí)，即要結(jié)合實(shí)驗(yàn)

6、目的又要尊重事實(shí)。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和解釋、對(duì)失敗實(shí)驗(yàn)的分析也是命題的方向，在備考時(shí)應(yīng)當(dāng)充分聯(lián)系相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行發(fā)散思維，全面認(rèn)識(shí)、分析實(shí)驗(yàn)。 Ⅲ.以模式圖、裝置圖、示意圖、曲線圖、柱狀圖、數(shù)據(jù)表格做為試題背景將更為突出。 考生在學(xué)習(xí)中，既要能從圖表中選出有用的信息，也要重視文字中蘊(yùn)含的信息，再選取和運(yùn)用有用信息，認(rèn)識(shí)和解決相關(guān)的新陳代謝的問(wèn)題。 Ⅳ.關(guān)于熱點(diǎn)問(wèn)題的考查將會(huì)增多。 當(dāng)前生命科學(xué)發(fā)展迅速，并且對(duì)科學(xué)和社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生愈來(lái)愈深刻的影響，以熱點(diǎn)知識(shí)為試題背景的考察不容忽視。對(duì)待這一類問(wèn)題，考生要清楚，熱點(diǎn)問(wèn)題僅僅是素材，題目考察的還是對(duì)生物學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的理解和運(yùn)

7、用，但也不要忘記，背景材料中的部分知識(shí)，可能會(huì)作為高中課本中知識(shí)的必要補(bǔ)充和完善。 四、植物代謝 （一）、復(fù)習(xí)重點(diǎn) [同位素示蹤法在本專題中的應(yīng)用] 知識(shí)點(diǎn) 標(biāo)記 元素 標(biāo)記 化合物 標(biāo)記物轉(zhuǎn)移情況 結(jié)論 光合作用過(guò)程中原子的轉(zhuǎn)移 １８O H２１８O H２１８O→１８O 光合作用放出的O２完全來(lái)自H２O中的氧 礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移 ３２P 含３２P 的肥料 將在含３２P的肥料中長(zhǎng)期培養(yǎng)的植物放入不含P營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)，衰老組織中３２P明顯減少，向新生葉運(yùn)輸 P是可轉(zhuǎn)移元素，在植物體內(nèi)可被再度利用 呼吸過(guò)程中原子的轉(zhuǎn)移 １８O １８O １８O→H

8、２１８O 有氧呼吸消耗的O２完全與還原態(tài)氫結(jié)合生成水 C４植物的光合作用途徑 １４C １４CO２ CO２→C４→C３→（CH２O） C４植物光合作用途徑中，CO２　形成的第一固定產(chǎn)物是C４，后轉(zhuǎn)移到C３，最終被還原為（CH２O） [本專題中實(shí)驗(yàn)變量的分析] 實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)變量 反應(yīng)變量 無(wú)關(guān)變量 比較過(guò)氧化氫 酶和Fe３＋的 催化效率 催化劑的種類 催化效率的高低（以點(diǎn)燃但無(wú)火焰的衛(wèi)生香的燃燒程度表示或氣泡產(chǎn)生速度表示） 試管等用具的潔凈度、環(huán)境溫度、材料的相同量、各種試劑的量、反應(yīng)時(shí)間等。 探索淀粉酶對(duì) 淀粉和蔗糖水 解的作用 底物的種類 淀粉酶將淀粉

9、水解，但不能水解蔗糖 淀粉與蔗糖溶液的量、水浴的溫度與處理時(shí)間、斐林試劑的使用量與加熱時(shí)間、操作程序等 溫度對(duì)酶活性 的影響 溫度（60℃熱水、沸水、冰塊） 加碘后　溶液顏色的變化 試管的潔凈度、淀粉溶液的量、不同溫度的處理時(shí)間、操作的程序、碘液的加入量等。 觀察植物的 質(zhì)壁分離和復(fù)原 外界溶液的濃度 質(zhì)壁分離；質(zhì)壁分離復(fù)員 溶液的種類及濃度、分離與復(fù)原現(xiàn)象的觀察時(shí)間、裝片的潔凈度及臨時(shí)裝片的制作、材料的選擇等 （二）熱點(diǎn)剖析探究 1、 理解新陳代謝與酶和ATP的關(guān)系 新陳代謝是細(xì)胞內(nèi)一系列有序的化學(xué)反應(yīng)的總稱，是生物體自我更新的過(guò)程。酶和ATP是新陳代謝過(guò)程

10、中必不可少的兩種物質(zhì)。新陳代謝的一系列化學(xué)反應(yīng)都是在酶的催化作用和ATP的供能條件下才能正常進(jìn)行。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。近幾年的高考命題主要圍繞著酶的催化活性、耐受溫度、酸堿度以及生成物和反應(yīng)物的濃度等因素的影響展開(kāi)命題，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)注意這方面的問(wèn)題。 ① 酶的催化作用需要適宜的溫度和pH，在最適溫度和最適pH下，酶活性最高。過(guò)酸、過(guò)堿和高溫都破壞酶的分子結(jié)構(gòu)而使酶失活。 ② 在底物足夠，其他條件固定的情況下，反應(yīng)中沒(méi)有抑制酶活性的物質(zhì)和不利于酶發(fā)揮作用的因素時(shí)，酶促反應(yīng)速度與酶濃度成正比。 ③ 在底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速度隨底物濃度增加而加快，幾乎成正比；底物濃度較高時(shí)，隨底

11、物濃度增加，反應(yīng)速度加快，但不顯著；底物濃度很大，達(dá)到一定限度時(shí)，反應(yīng)速度達(dá)到最大值且不再隨底物濃度增加而增加。 2 、植物的光合作用和呼吸作用的過(guò)程 光合作用是生物界中最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝，這是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，復(fù)習(xí)時(shí)要切實(shí)理解其實(shí)質(zhì)——完成物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化。光合作用的光反應(yīng)階段完成兩大變化：水分解產(chǎn)生氧氣和[H]，合成ATP。暗反應(yīng)階段完成CO2的固定和還原。呼吸作用是分解有機(jī)物，釋放能量的過(guò)程。光合作用必須在光下才能發(fā)生，而呼吸作用是每時(shí)每刻都在進(jìn)行，一般來(lái)說(shuō)，植物在白天和晚上的呼吸作用強(qiáng)度基本一致，呼吸作用的強(qiáng)弱主要受溫度的影響。復(fù)習(xí)時(shí)抓住物質(zhì)和能量的變化規(guī)律。注意聯(lián)

12、系實(shí)際，特別是分析植物的光合作用和呼吸作用的關(guān)系，分析生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題。明確影響光合作用和呼吸作用的因素，充分利用光合作用，呼吸作用的反應(yīng)式，從原料、產(chǎn)物和條件(如：光照、溫度、CO2、O2等)等方面進(jìn)行分析。 分清光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換過(guò)程，包括三個(gè)步驟，光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能（需要色素，主要是葉綠素a）；電能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能（合成ATP、NADPH的過(guò)程），活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能（合成有機(jī)物的過(guò)程）。前兩步發(fā)生在光反應(yīng)的過(guò)程，第三步發(fā)生在暗反應(yīng)過(guò)程。 葉綠體中的色素包括葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）、胡蘿卜素（橙黃色）和葉黃素（黃色），它們?cè)诠夂献饔弥兄饕袃蓚€(gè)方面的作用

13、：①吸收、傳遞光能（大多數(shù)葉綠素a，以及全部的葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素）；②吸收光能，并轉(zhuǎn)換成電能（少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a）。 【自學(xué)提問(wèn)】1.光照與CO2對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)C3 C5〔H〕ATP ADP的影響是怎樣的？ 2.光合作用與呼吸作用中ATP的去路是怎樣的？ 3. 光合作用與呼吸作用中〔H〕的作用是什么？ 3.提高光合作用效率的措施 陽(yáng)光、溫度、水分、礦質(zhì)元素和CO2等都可以影響綠葉單位面積的光合作用效率。C4植物利用CO2效率較高，光合作用效率也高。分析見(jiàn)下表。 因素 對(duì)光合作用的影響 在生產(chǎn)上的應(yīng)用 光照 光照時(shí)間的長(zhǎng)短、光質(zhì)、光照強(qiáng)度的高低都可以影響光合作用

14、速率。①光照時(shí)是：光照時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物越多；②光質(zhì)：色素吸收可見(jiàn)太陽(yáng)光中的紅光和藍(lán)紫光最多，吸收綠光最少；③光照強(qiáng)度：在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，增加光照強(qiáng)度可提高光合作用速率 ①適當(dāng)提高光照強(qiáng)度；②延長(zhǎng)光合作用時(shí)間—輪作；③增加光合作用面積—合理密植；④溫室用無(wú)色透明的玻璃頂棚 溫度 溫度是通過(guò)影響光合作用中酶的效率來(lái)影響光合作用速率的。一般植物以10℃~35℃為最適溫度，35℃以上時(shí)光合作用速率開(kāi)始下降，40℃~50℃即停止。高溫：一方面破壞葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并使葉綠體酶鈍化；另一方面，在高溫時(shí)，呼吸速率大于光合速率；同時(shí)溫度過(guò)高影響植物葉片氣孔開(kāi)放，影響二氧化碳的供應(yīng)，進(jìn)而影

15、響暗反應(yīng)，從而影響光合速率低溫時(shí)，酶促反應(yīng)下降，限制了光合作用的進(jìn)行。 ①適時(shí)播種；②溫室栽培植物時(shí)，白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降低溫度 3．植物“午休”現(xiàn)象的原因之一 CO2濃度 二氧化碳是光合作用的原料之一，環(huán)境中二氧化碳濃度的高低明顯影響光合速率。在一定范圍內(nèi)，植物的光合速率是隨二氧化碳濃度增加而增加，但達(dá)到一定程度時(shí)再增加二氧化碳濃度，光合速率不再增加 ①施用有機(jī)肥；②溫室栽培植物時(shí)，可以適當(dāng)提高室內(nèi)CO2濃度 水分 水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)；另外，水分還能影響氣孔的開(kāi)閉，間接影響CO2進(jìn)入植物體，所以，水對(duì)光合作用的影響很大 ①預(yù)防干旱；②及時(shí)

16、灌溉 礦質(zhì)元素 礦質(zhì)元素是光合作用的產(chǎn)物——葡萄糖進(jìn)一步合成許多有機(jī)物時(shí)所必需的物質(zhì)，如K與光合作用的產(chǎn)物合成與運(yùn)輸有關(guān)；缺少N，就會(huì)影響蛋白質(zhì)的生物合成；缺少P就會(huì)影響ATP的合成；缺少M(fèi)g就會(huì)影響葉綠素的合成，而這些物質(zhì)又進(jìn)一步影響光合作用 合理施肥 4、影響光合作用的因素：光合作用是在植物有機(jī)體的內(nèi)部和外部的綜合條件的適當(dāng)配合下進(jìn)行的。因此內(nèi)外條件的改變也就一定會(huì)影響到光合作用的進(jìn)程或光合作用強(qiáng)度的改變。影響光合作用強(qiáng)度的因素主要有光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)。 ①光照強(qiáng)度：植物的光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)是隨著光照強(qiáng)度的增加，同化CO2的速度也相應(yīng)增加，但當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到

17、一定時(shí)，光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行呼吸作用，當(dāng)植物在某一光照強(qiáng)度條件下，進(jìn)行光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下植物進(jìn)行呼吸作用所釋放的CO2量達(dá)到平衡時(shí)，這一光照強(qiáng)度就稱為光補(bǔ)償點(diǎn)，這時(shí)光合作用強(qiáng)度主要是受光反應(yīng)產(chǎn)物的限制。當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定強(qiáng)度后，植物的光合作用強(qiáng)度不再增加或增加很少時(shí)，這一光照強(qiáng)度就稱為植物光合作用的光飽和點(diǎn)，此時(shí)的光合作用強(qiáng)度是受暗反應(yīng)系統(tǒng)中酶的活性和CO2濃度的限制在圖5-1。 圖5-1 光補(bǔ)償點(diǎn)在不同的植物是不一樣的，主要與該植物的呼吸作用強(qiáng)度有關(guān)，與溫度也有關(guān)系。一般陽(yáng)生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)比陰生植物高

18、。光飽和點(diǎn)也是陽(yáng)生植物高于陰生植物。所以在栽培農(nóng)作物時(shí)，陽(yáng)生植物必須種植在陽(yáng)光充足的條件下才能提高光合作用效率，增加產(chǎn)量；而陰生植物應(yīng)當(dāng)種植在陰濕的條件下，才有利于生長(zhǎng)發(fā)育，光照強(qiáng)度大，蒸騰作用旺盛，植物體內(nèi)因失水而不利于其生長(zhǎng)發(fā)育，如人參、三七、胡椒等的栽培，就必須栽培于陰濕的條件下，才能獲得較高的產(chǎn)量。 植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行著呼吸作用，總光合作用是指植物在光照下制造的有機(jī)物的總量（吸收的CO2總量）。凈光合作用是指在光照下制造的有機(jī)物總量（或吸收的CO2總量）中扣除掉在這一段時(shí)間中植物進(jìn)行呼吸作用所消耗的有機(jī)物（或釋放的CO2）后，凈增的有機(jī)物的量。 ②溫度：植物所

19、有的生活過(guò)程都受溫度的影響，因?yàn)樵谝欢ǖ臏囟确秶鷥?nèi)，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應(yīng)速度。光合作用也不例外，在一定的溫度范圍內(nèi)，在正常的光照強(qiáng)度下，提高溫度會(huì)促進(jìn)光合作用的進(jìn)行。但提高溫度也會(huì)促進(jìn)呼吸作用。如圖5-2所示。所以植物凈光合作用的最適溫度不一定就是植物體內(nèi)酶的最適溫度。 圖5-2 ③CO2濃度：CO2是植物進(jìn)行光合作用的原料，只有當(dāng)環(huán)境中的CO2達(dá)到一定濃度時(shí)，植物才能進(jìn)行光合作用。植物能夠進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2補(bǔ)償點(diǎn)，即在此CO2濃度條件下，植物通過(guò)光合作用吸收的CO2與植物呼吸作用釋放的CO2相等。環(huán)境中的CO2低于這一濃度，植物的光合作用就會(huì)低于呼吸

20、作用，消耗大于積累，長(zhǎng)期如此植物就會(huì)死亡。一般來(lái)說(shuō)，在一定的范圍內(nèi)，植物光合作用的強(qiáng)度隨CO2濃度的增加而增加，但達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度就不再增加或增加很少，這時(shí)的CO2濃度稱為CO2的飽和點(diǎn)。如圖5-3所示。 圖5-3 ④必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)：綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，需要多種必需的礦質(zhì)元素。如氮是催化光合作用過(guò)程各種酶以及NADP+和ATP的重要組成成分，磷也是NADP+和ATP的重要組成成分?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，用磷脂酶將離休葉綠體膜結(jié)構(gòu)上的磷脂水解掉后，在原料和條件都具備的情況下，這些葉綠體的光合作用過(guò)程明顯受到阻礙，可見(jiàn)磷在維持葉綠體膜的結(jié)構(gòu)和功能上起著重要的作用。又如綠色

21、植物通過(guò)光合作用合成糖類，以及將糖類運(yùn)輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官中，都需要鉀。再如鎂是葉綠體的重要組成成分，沒(méi)有鎂就不能合成葉綠素。等等。 ⑤多種因素的共同作用（分析P點(diǎn)Q點(diǎn)限制光合作用的因素） 【自學(xué)提問(wèn)】1.光合作用中怎樣提高光合效率？ 2.在光合作用怎樣提高光能利用率？ 5．C3植物和C4植物 C3植物：是指在光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程中，一個(gè)CO2被一個(gè)五碳化合物(1，5-二磷酸核酮糖，簡(jiǎn)稱RuBP)固定后形成兩個(gè)三碳化合物(3-碳酸甘油酸)，即 CO2被固定后最先形成的化合物中含有三個(gè)碳原子，所以稱為C3植物。C3植物葉片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

22、是：葉綠體只存在于葉肉細(xì)胞中，維管束鞘細(xì)胞中沒(méi)有葉綠體，整個(gè)光合作用過(guò)程都是在葉肉細(xì)胞里進(jìn)行，光合產(chǎn)物變只積累在葉肉細(xì)胞中。 C4植物：是指在光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程中，一個(gè)C2被—個(gè)含有三個(gè)碳原子的化合物(磷酸烯醇式丙酮酸)固定后首先形成含四個(gè)碳原子的有機(jī)酸（草酰乙酸），所以稱為C4植物。C4植物葉片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：圍繞著維管束的是呈“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞，里面一圈是維管束鞘細(xì)胞，細(xì)胞較大，里面的葉綠體不含基粒。外圈的葉肉細(xì)胞相對(duì)小一些，細(xì)胞中含有具有基粒的葉綠體。通過(guò)C4途徑固定CO2的過(guò)程是在葉肉細(xì)胞中進(jìn)行的。C4中的C轉(zhuǎn)移到C3途徑是在維管束鞘細(xì)胞中進(jìn)行的，光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程也是在

23、維管束鞘細(xì)胞中進(jìn)行。光合作用的產(chǎn)生也主要積累在維管束鞘細(xì)胞中。C4植物具有兩條固定CO2的途徑，即C3途徑和C4途徑。 C4植物通常分布在熱帶地區(qū)，光合作用效率較C3植物高，對(duì)CO2的利用率也較C3植物高，所以具有C4途徑的農(nóng)作物的產(chǎn)量比具有C3途徑的農(nóng)作物產(chǎn)量要高，如玉米就屬于C4植物。 【自學(xué)提問(wèn)】1.怎樣區(qū)別C3 C4植物？ 2.常見(jiàn)C3 C4植物有哪些？ 6、 原生質(zhì)、原生質(zhì)層、原生質(zhì)體 細(xì)胞都是由原生質(zhì)構(gòu)成舶，原生質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)的生命物質(zhì)。它的主要成分是蛋白質(zhì)、脂類和核酸。在代謝過(guò)程中，原生質(zhì)不斷地自我更新。構(gòu)成細(xì)胞的原生質(zhì)又分化為細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核等部分。動(dòng)植物

24、細(xì)胞都有原生質(zhì)，但細(xì)胞壁不是由原生質(zhì)構(gòu)成的， 原生質(zhì)層是由細(xì)胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成的，它是植物細(xì)胞特有的一種結(jié)構(gòu)，具有選擇透過(guò)性。細(xì)胞核及液泡里面的細(xì)胞液都是原生質(zhì)的組成部分，但不是原生質(zhì)層的組成部分。細(xì)胞死亡后，原生質(zhì)和原生質(zhì)層都不復(fù)存在。 原生質(zhì)體是指去除了植物細(xì)胞壁以后所剩下的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 植物吸水原理的應(yīng)用：①按是否具有半透膜的性質(zhì)和濃度差，確定滲透作用能否發(fā)生并判斷水分子的運(yùn)動(dòng)方向；②利用滲透作用的原理腌制食品，使微生物不能生長(zhǎng)，食品得以較長(zhǎng)時(shí)間保存，形成糖漬、鹽漬食品；③水分在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力有蒸騰作用和根壓，吐水和傷流說(shuō)明了這點(diǎn)。植物的需水規(guī)律是合

25、理灌溉的生理基礎(chǔ)。 蒸騰作用是植物散失水分的主要方式。蒸騰作用是指植物葉肉細(xì)胞中的水分以水蒸氣的形式通過(guò)葉的氣孔散失到大氣中的過(guò)程。氣孔不僅是水蒸氣擴(kuò)散出去的門戶，也是葉片內(nèi)部與外界進(jìn)行氣體交換的門戶。氣孔關(guān)閉不僅降低了植物的蒸騰作用，同時(shí)也阻礙了大氣中的CO2進(jìn)入植物細(xì)胞，從而影響到植物的光合作用。 蒸騰作用的生理意義主要有3個(gè)方面：一是植物吸收水分和運(yùn)輸水分的主要?jiǎng)恿Γ欢龠M(jìn)植物運(yùn)輸溶解在水中的礦質(zhì)元素，這里強(qiáng)調(diào)的是溶解在水中并隨水分在導(dǎo)管中的運(yùn)輸，如果是礦質(zhì)元素從一種細(xì)胞運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)細(xì)胞的運(yùn)輸，則是由呼吸作用提供能量的；三能夠降低葉片的溫度。 移栽的植物必須

26、去掉一部分枝葉才容易成活，其原因是：移栽時(shí)，植物的根系受到損傷，吸收水分的能力大大降低。這時(shí)如果不降低蒸騰作用，植物因失水過(guò)多而死亡。所以必須去掉一部分枝葉，以降低蒸騰作用，減少植物體內(nèi)水分的散失。 7、 礦質(zhì)元素的吸收、運(yùn)輸和利用 ①根據(jù)植物吸收礦質(zhì)元素的過(guò)程與呼吸作用的關(guān)系，推斷溫度、O2、載體種類及數(shù)量對(duì)礦質(zhì)元素吸收的影響。 ② 根據(jù)載體的種類和數(shù)量，分析植物吸收礦質(zhì)元素的選擇性和對(duì)土壤、培養(yǎng)液pH的影響。 ③利用溶液培養(yǎng)法確定必需的礦質(zhì)元素，根據(jù)礦質(zhì)元素吸收形式和運(yùn)輸，確定植物吸水和吸收礦質(zhì)元素關(guān)系。 ④ 根據(jù)礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的存在狀態(tài)判斷缺素癥狀首先表現(xiàn)部位。根據(jù)作物

27、的需肥規(guī)律進(jìn)行合理施肥。 礦質(zhì)元素離子是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞，礦質(zhì)元素的吸收與根細(xì)胞的呼吸作用、細(xì)胞膜上的載體有關(guān)。載體的不同決定了植物對(duì)礦質(zhì)元素的選擇吸收。根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收和對(duì)水分的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。礦質(zhì)元素進(jìn)入植物體后隨水分運(yùn)輸?shù)街参矬w各個(gè)組織、器官后，在植物體內(nèi)有兩種利用情況：重復(fù)利用（如N、P、K、Mg等離子）和不重復(fù)利用（如Ca、Fe等離子）。如果某植物體內(nèi)缺乏了前者，衰老部位的礦質(zhì)元素可以轉(zhuǎn)移到幼嫩部位；而使衰老部位的組織細(xì)胞中缺乏這種礦質(zhì)元素而首先受到傷害，如果植物體內(nèi)（或土壤中）缺乏不能被再度利用的礦質(zhì)元素，植物原有組織中的這些元素不能轉(zhuǎn)移，所以首先受傷害的是幼

28、嫩部位。 植物對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收具有選擇性是與根細(xì)胞膜上載體的數(shù)量多少有關(guān)，與土壤溶液中離子的濃度不成比例。植物細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子的速度與溶液中離子的濃度和呼吸作用強(qiáng)度之間的關(guān)系用圖所示的曲線表示，對(duì)此的解釋都是載體飽和了。 五、 動(dòng)物代謝 （一）、 三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝 食物中三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 淀粉、脂肪、蛋白質(zhì) 消化、吸收、運(yùn)輸 細(xì)胞 氨基酸 合成 各種組織蛋白、酶、激素等 氨基轉(zhuǎn)換 形成新的氨基酸 含氮部分：—NH2 尿素 轉(zhuǎn)變 含氮部分 氧化分解 CO2+H2O+能量 合成 糖類、脂肪 脂肪 儲(chǔ)存在皮下結(jié)締組織、腸系膜等處 分解

29、 甘油、脂肪酸 氧化分解 CO2+H2O+能量 轉(zhuǎn)變 糖元等 C6H12O6 氧化分解 CO2+H2O+能量 合成 分解 肝糖元 合成 肌糖元 轉(zhuǎn)變 必需氨基酸、脂肪 1、 三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝過(guò)程 2.糖代謝 （1）食物中的淀粉被消化成葡萄糖必須要在兩種酶的催化下才能完成，淀粉酶將淀粉分解成麥芽糖，淀粉酶有三種，唾液淀粉酶、胰淀粉酶和腸淀粉酶，淀粉消化的場(chǎng)所在口腔和小腸，但主要在小腸內(nèi)被徹底消化；麥芽糖被消化成葡萄糖需麥芽糖酶催化，麥芽糖酶有兩種，胰麥芽糖酶和腸麥芽糖酶，消化麥芽糖的場(chǎng)所是小腸。 (2)與血糖有關(guān)的激素：胰島素、胰高血糖素、腎上腺素。胰

30、島素是由內(nèi)分泌腺胰島B細(xì)胞分泌的，其生理功能是促進(jìn)血糖分解，促進(jìn)血糖合成糖元，總體效應(yīng)是降低血糖濃度，與胰島素功能相持抗的是胰高血糖素，是由胰島A細(xì)胞分泌的，其作用與胰島素相反，是升高血糖濃度。在人的血液中，血糖濃度穩(wěn)定在80——120mg/dL之間，是依靠胰島素和胰高血糖素的共同調(diào)節(jié)下實(shí)現(xiàn)的。單就胰島素與血糖濃度的關(guān)系而言，血糖濃度升高，胰島素含量也升高，血糖濃度下降，胰島素濃度也下降。人在饑餓的狀態(tài)下，由于吸收不到葡萄糖，血糖濃度由于消耗而開(kāi)始下降，此時(shí)胰島素的濃度也相應(yīng)下降。 (3)一次性糖吃得太多，就會(huì)出現(xiàn)糖的過(guò)剩，糖就開(kāi)始轉(zhuǎn)化成脂肪，糖轉(zhuǎn)化成脂肪的過(guò)程主要是在肝臟內(nèi)完成的。肝臟是人

31、體的代謝中心。 (4)消化道中的葡萄糖轉(zhuǎn)變成血糖是一個(gè)吸收過(guò)程，小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，此過(guò)程要消耗呼吸作用產(chǎn)生的ATP。紅細(xì)胞吸收葡萄糖是一個(gè)協(xié)助擴(kuò)散的過(guò)程，不需要消耗ATP。 (5)血糖到達(dá)各個(gè)組織細(xì)胞是通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)輸作用，各組織細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物也要通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)輸作用才能到達(dá)相應(yīng)的排泄器官將其排出體外。 (6)尿液含葡萄糖的直接原因是由于血糖濃度過(guò)高，血液流經(jīng)腎小球時(shí)，經(jīng)腎小球的濾過(guò)作用形成的原尿中也有較高濃度的葡萄糖，原尿的葡萄糖濃度與血糖濃度是基本相等的，當(dāng)原尿中的葡萄糖濃度超過(guò)了腎小管的重吸收作用的最大極限后，在尿液中就會(huì)出現(xiàn)葡萄糖，因尿液中有葡

32、萄糖，這種病就稱為糖尿病。但發(fā)病的部位不在腎臟，而是在胰島，是胰島不分泌胰島素或分泌得很少，導(dǎo)致血糖濃度升高所致。 【自學(xué)提問(wèn)】1.血糖的來(lái)源與去路有那些？ 2.糖尿病的形成原因以及“三多一少”出現(xiàn)的具體原因是什么？ 3、三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝關(guān)系 蛋白質(zhì) 氨基酸 脂肪 糖類 ① 注：實(shí)線表示可以直接轉(zhuǎn)化 ①表示轉(zhuǎn)氨基作用，②表示脫氨基作用 虛線①表示只能轉(zhuǎn)化成非必需氨基酸 ② ② ①可以轉(zhuǎn)化： 特別提醒：糖類不能轉(zhuǎn)化成必需氨基酸，只能通過(guò)氨基轉(zhuǎn)換作用形成非必需氨基酸。人體為什么要每天都攝入一定量的蛋白質(zhì)？ ②糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化是有條件的 糖類供應(yīng)

33、充足時(shí)，糖類才有可能大量轉(zhuǎn)化成脂質(zhì)。不僅如此，各種代謝物之間的轉(zhuǎn)化程度也是有明顯差異的：糖類可以大量轉(zhuǎn)化成脂肪，而脂肪卻不能大量轉(zhuǎn)化成糖類。 ③相互制約 人和動(dòng)物體所需要的能量主要是由糖類氧化分解供給，只有當(dāng)糖類代謝發(fā)生障礙，引起供能不足時(shí)，才由脂肪和蛋白質(zhì)氧化分解供給能量。當(dāng)糖類和脂肪的攝入量都不足時(shí)，體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解會(huì)增加。當(dāng)大量攝人糖類和脂肪時(shí)，體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解就會(huì)減少。 4、三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比較 ① 相同點(diǎn) 主要來(lái)源相同。動(dòng)物體內(nèi)的三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均主要來(lái)自食物的消化與吸收； 主要代謝途徑相同。三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)均可合成、分解與轉(zhuǎn)變； 都能作為能源物質(zhì)氧化分解，釋放

34、能量，最終產(chǎn)物均有C02和H20。 ②不同點(diǎn) 糖類和脂肪可在體內(nèi)儲(chǔ)存，而蛋白質(zhì)則不能在體內(nèi)儲(chǔ)存； 糖類、脂肪的代謝終產(chǎn)物只有C02和H20，而蛋白質(zhì)的代謝終產(chǎn)物除CO2和H2O外，還有尿素等含氮廢物； 糖類是主要能源物質(zhì)，脂肪是體內(nèi)儲(chǔ)備能源物質(zhì)，蛋白質(zhì)只在糖、脂肪嚴(yán)重供能不足時(shí)，作為一種能源物質(zhì)供能。 5、三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝與人體健康 在正常生理情況下，三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝是相對(duì)穩(wěn)定的，這是機(jī)體生命活動(dòng)調(diào)節(jié)的結(jié)果。但有時(shí)因種種原因，生命活動(dòng)調(diào)節(jié)失調(diào)，會(huì)導(dǎo)致代謝失調(diào)癥的發(fā)生。代謝失調(diào)癥主要有三種形式：脂肪肝、糖尿病、肥胖。 （二）．有氧呼吸 1.有氧呼吸過(guò)程三階段的比較

35、 階段 比較項(xiàng)目 第一階段 第二階段 第三階段 場(chǎng)所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體 線粒體 反應(yīng)物 C6H12O6(葡萄糖) C3H6O3 (丙酮酸)+ H2O [H]+ O2 生成物 C3H6O3+[H] CO2+ [H] H2O 形成ATP數(shù)量 少量(2個(gè)) 少量(2個(gè)) 大量(34個(gè)) 與氧的關(guān)系 無(wú)關(guān) 無(wú)關(guān) 必需氧 從物質(zhì)變化的角度看，有氧呼吸是有機(jī)物脫下的氫與氧結(jié)合生成水，同時(shí)又脫羧分解產(chǎn)生CO2等無(wú)機(jī)物的過(guò)程；從能量變化的角度看，有氧呼吸是在有機(jī)物的逐步分解中，使儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量逐步釋放，且一部分轉(zhuǎn)移到ATP中，大部分以熱能形式散失

36、。而有機(jī)物在體外燃燒，能量是一下子釋放出來(lái)，全部以熱能形式散失。 2. 影響呼吸作用的因素： ①溫度：溫度能影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶的活性。一般而言，在一定的溫度范圍內(nèi)，呼吸強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng)。如圖5-6曲線所示。 圖5-6 根據(jù)溫度對(duì)呼吸強(qiáng)度的影響原理，在生產(chǎn)實(shí)踐上貯藏蔬菜和水果時(shí)應(yīng)該降低溫度，以減少呼吸消耗。溫度降低的幅度以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn)，否則細(xì)胞受損，對(duì)病原微生物的抵抗力大減，也易腐爛損壞。 ②氧氣：氧氣是植物正常呼吸的重要因子，氧氣不足直接影響呼吸速度，也影響到呼吸的性質(zhì)。綠色植物在完全缺氧條件下就進(jìn)行無(wú)氧呼吸，大多數(shù)陸生植物根尖細(xì)胞的無(wú)氧呼吸產(chǎn)

37、物是酒精和CO2。酒精對(duì)細(xì)胞有毒害作用，所以大多數(shù)陸生植物不能長(zhǎng)期忍受無(wú)氧呼吸。在低氧條件下通常無(wú)氧呼吸與有氧呼吸都能發(fā)生，氧氣的存在對(duì)無(wú)氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸強(qiáng)度隨氧濃度的增加而增強(qiáng)。關(guān)于無(wú)氧呼吸和有氧呼吸與氧濃度之間的關(guān)系用圖5-7的曲線來(lái)表示。微生物的無(wú)氧呼吸稱為發(fā)酵，氧氣對(duì)發(fā)酵有抑制作用。圖5-7的曲線也適用于對(duì)微生物的無(wú)氧呼吸和有氧呼吸的描述。根據(jù)氧對(duì)呼吸作用影響的原理，在貯存蔬菜、水果時(shí)就降低氧的濃度，一般降到無(wú)氧呼吸的消失點(diǎn)，如降得太低，植物組織就進(jìn)行無(wú)氧呼吸，無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物(如酒精)往往對(duì)細(xì)胞有一定的毒害作用，而影響蔬菜、水果的貯藏保鮮。 圖5-7 ③CO2：增加

38、CO2的濃度對(duì)呼吸作用有明顯的抑制效應(yīng)。這可以從化學(xué)平衡的角度得到解釋。據(jù)此原理，在蔬菜和水果的保鮮中，增加CO2的濃度也具有良好的保鮮效果。在生產(chǎn)實(shí)踐中根據(jù)需要常采取一定措施促進(jìn)或抑制細(xì)胞呼吸。例如： ①作物栽培中，采取中耕松土、防止土壤板結(jié)等措施，是為了保證根的正常細(xì)胞呼吸，促進(jìn)根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收。 ②糧油種子的貯藏，必須降低含水量，使種子呈風(fēng)干狀態(tài)，使細(xì)胞呼吸速率降至最低，以減少有機(jī)物消耗。如果種含水量過(guò)高，呼吸較強(qiáng)，使貯藏的種子堆中溫度上升，反過(guò)來(lái)又進(jìn)一步促進(jìn)種子的呼吸，使種子品質(zhì)變壞。 ③在果實(shí)和蔬菜的保鮮中，常通過(guò)控制細(xì)胞呼吸以降低它們的代謝強(qiáng)度，達(dá)到保鮮的目的。例如，某些果

39、實(shí)和蔬可放在低溫下或降低空氣中的氧含量及增加二氧化碳的濃度，減弱細(xì)胞呼吸，使整個(gè)器官代謝水平降低，延緩老化。 ④在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了使有機(jī)物向著人們需要的器官積累，常把下部變黃的、已無(wú)光合能力、仍然消耗養(yǎng)分的枝葉去掉，使光合作用的產(chǎn)物更多地轉(zhuǎn)運(yùn)到有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的器官中去。 ⑤人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)因無(wú)氧呼吸積累過(guò)多的乳酸而感到肌肉酸痛；從平原地區(qū)初汝高原生活的人也因缺氧而影響正常的細(xì)胞呼吸而感到諸多不適。 長(zhǎng)期的無(wú)氧呼吸對(duì)陸生植物有影響： ①無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精，使細(xì)胞的蛋白質(zhì)變性，而對(duì)細(xì)胞有毒害作用。 ②無(wú)氧呼吸過(guò)程釋放的能量少，不能滿足植物生命活動(dòng)的需要。 六、 微生物代謝 （一）、教材

40、中涉及的微生物相關(guān)內(nèi)容一覽表 類別 微生物名稱 可直接聯(lián)系得相關(guān)知識(shí) 細(xì)菌 (原核生物) 根瘤菌 共生固氮菌、根瘤菌、固氮、根瘤、異養(yǎng)需氧 圓褐固氮菌 自生固氮菌、固氮，分泌生長(zhǎng)素，異養(yǎng)需氧 金黃色葡萄球菌 選擇培養(yǎng)基、高濃度食鹽環(huán)境下仍然可以生長(zhǎng) 大腸桿菌 鑒別培養(yǎng)基，在培養(yǎng)基中加入伊紅和美藍(lán)，若有大腸桿菌，其代謝產(chǎn)物（有機(jī)酸）就與伊紅和美藍(lán)結(jié)合，菌落呈深紫色，并帶有金屬光澤；異養(yǎng)厭氧；其質(zhì)?？勺龌蚬こ踢\(yùn)載體；酶合成調(diào)節(jié)（在沒(méi)有葡萄糖而有乳糖的條件下，產(chǎn)生分解乳糖的酶，稱誘導(dǎo)酶） 谷氨酸棒狀桿菌 酶活性的調(diào)節(jié)（細(xì)胞內(nèi)谷氨酸增加，能可逆性地抑制谷氨酸脫氫酶的活

41、性）；發(fā)酵工程中谷氨酸的生產(chǎn)；異養(yǎng)需氧。 黃色短桿菌 代謝的人工調(diào)節(jié)（細(xì)胞內(nèi)蘇氨酸與賴氨酸共同增多會(huì)抑制天冬氨酸激酶的活性、阻斷法）；發(fā)酵工程中谷氨酸的生產(chǎn)；異養(yǎng)需氧。 釀農(nóng)鏈球菌 自身免疫?。L(fēng)濕性心臟?。?，菌體表面一種抗原決定簇與心臟瓣膜的一種物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)相似；異養(yǎng)厭氧 硝化細(xì)菌 氮循環(huán)、硝化作用；自養(yǎng) 需氧 反硝化細(xì)菌 氮循環(huán)，在土壤氧氣不足的情況下，將硝酸或硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽、進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)镹2；異養(yǎng)厭氧 乳酸菌 將葡萄糖氧化為乳酸；異養(yǎng)厭氧 肺炎雙球菌 證明轉(zhuǎn)化因子的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)；異養(yǎng)厭氧 結(jié)核桿菌、麻風(fēng)桿菌 胞內(nèi)寄生菌；需要通過(guò)細(xì)胞免疫才能消滅 真菌 （真

42、核生物） 酵母菌 生殖方式：孢子生殖或出芽生殖；呼吸方式：有氧呼吸和無(wú)氧呼吸；其質(zhì)粒可做基因工程運(yùn)載體；選擇培養(yǎng)基（培養(yǎng)酵母菌的培養(yǎng)基中加青霉素可抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)） 病毒類 噬菌體 侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)；病毒的增殖； 無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，遺傳物質(zhì)(核酸) 只有DNA或RNA，專性寄生。 流感病毒 衣殼粒外有囊膜和刺突 天花病毒 特異性免疫 人類免疫缺陷病毒 艾滋病的病原體 （二）微生物的營(yíng)養(yǎng)物 微生物的營(yíng)養(yǎng)物可為它們正常生命活動(dòng)提供結(jié)構(gòu)物質(zhì)、能量、代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)和良好的生理環(huán)境。包括碳源、氮源、能源、生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)元素、水分，還常包括光能這種非物質(zhì)形式的能源在內(nèi)。

43、1營(yíng)養(yǎng)物的營(yíng)養(yǎng)要素 表6—2 營(yíng)養(yǎng)要素 來(lái) 源 最適來(lái)源 功 能 碳 源 自養(yǎng)型微生物 無(wú)機(jī)碳源(CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳無(wú)機(jī)物) 異養(yǎng)型微生物 有機(jī)碳源：即含碳有機(jī)物糖、脂、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸等和天然含碳物質(zhì)(石油) 糖類(尤其是單糖)，其次是醇類、有機(jī)酸、脂類 (1)用于構(gòu)成微生物的細(xì)胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物(2)既是碳源能源又是一種雙功能的營(yíng)養(yǎng)物 氮 源 氨基酸自養(yǎng)型(將非氨基酸類的簡(jiǎn)單氮源合成所需的一切氨基酸，如所有的綠色植物和很多的微生物) 無(wú)機(jī)氮：NH3、銨鹽、硝酸鹽、N2 銨鹽、硝酸鹽 將無(wú)機(jī)氮合成菌體蛋白或含氮的代謝產(chǎn)物(

44、如氨基酸等) 氨基酸異養(yǎng)型(從外界吸收現(xiàn)成的氨基酸，包括所有的動(dòng)物和大量異養(yǎng)型微生物) 有機(jī)氮：復(fù)雜蛋白質(zhì)(如牛肉膏、蛋白陳)、核酸、尿素、一般氨基酸 復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸 合成微生物的蛋白質(zhì)、核酸及含氮的代謝產(chǎn)物(如氨基酸等) 生長(zhǎng)因子 生長(zhǎng)因子自養(yǎng)型(不需要外界提供生長(zhǎng)因子) 自行合成所需的生長(zhǎng)因子 生長(zhǎng)因子異養(yǎng)型(需要外界提供某種生長(zhǎng)因子) 維生素、氨基酸、堿基 ①酶和核酸的組成成分 ②參與代謝過(guò)程中的酶促反應(yīng) 生長(zhǎng)因子過(guò)量合成微生物 能夠合成大量維生素 作為維生素的生產(chǎn)菌(如阿舒假囊酵母生產(chǎn)維生素B12) 2能源：為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來(lái)

45、源的營(yíng)養(yǎng)物或輻射能。代謝類型不同的微生物能源來(lái)源不同。 3無(wú)機(jī)鹽：為微生物提供除碳、氮源以外的各種重要元素。 （三）．培養(yǎng)基配制原則 (1)目的要明確；(2)營(yíng)養(yǎng)要協(xié)調(diào)：注意各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例。如：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度過(guò)高，微生物細(xì)胞內(nèi)的水分通過(guò)細(xì)胞膜不斷向外滲透，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，影響微生物的正常生命活動(dòng)，抑制微生物的生長(zhǎng)；(3)pH要適宜；(4）經(jīng)濟(jì)節(jié)約。 （四）、微生物的代謝及其調(diào)節(jié) 微生物代謝是指微生物細(xì)胞內(nèi)所發(fā)生的全部化學(xué)反應(yīng)。 1．微生物的代謝產(chǎn)物 微生物的代謝產(chǎn)物分為初級(jí)產(chǎn)物和次級(jí)產(chǎn)物兩大類。不同種類的微生物，初級(jí)代謝產(chǎn)物的種類基本相同，主要

46、是指氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素等。不同種類的微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物有很大的不同，如抗生素、毒素、激素、色素等。 2．微生物代謝的調(diào)節(jié) 微生物代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制主要有兩種：酶合成調(diào)節(jié)機(jī)制和酶活性調(diào)節(jié)。酶合成調(diào)節(jié)機(jī)制是在基因水平上調(diào)節(jié)酶合成(即產(chǎn)酶量)而實(shí)現(xiàn)代謝調(diào)節(jié)的方式，屬一類較間接而緩慢的調(diào)節(jié)方式。優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)阻止酶的過(guò)量合成來(lái)調(diào)節(jié)代謝，有利于節(jié)約生物合成的原料和能量。酶活性調(diào)節(jié)包括酶活性的激活和抑制兩個(gè)方面。酶活性的抑制主要是反饋抑制，它主要表現(xiàn)在某代謝途徑的末端產(chǎn)物(即終產(chǎn)物）過(guò)量時(shí)，這個(gè)產(chǎn)物可反過(guò)來(lái)會(huì)直接抑制該途徑中第一個(gè)酶的活性，促使整個(gè)反應(yīng)過(guò)程減慢或停止，從而避免了末端產(chǎn)物

47、的過(guò)多累積。反饋抑制具有作用直接、高效快速以及當(dāng)末端產(chǎn)物濃度降低時(shí)又可重新解除等優(yōu)點(diǎn)。如谷氨酸棒狀桿菌合成谷氨酸過(guò)程中的調(diào)節(jié)機(jī)制。 3．微生物代謝的人工控制 人工控制微生物代謝的措施包括改變微生物遺傳特性、控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種條件(即發(fā)酵條件)等。其中應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株以解除正常的反饋調(diào)節(jié)和通過(guò)控制細(xì)胞膜的滲透性來(lái)解除反饋抑制在發(fā)酵工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。前者如黃色短桿菌冬氨酸合成賴氨酸、蘇氨酸和甲硫氨酸。在黃色短桿菌的代謝過(guò)程中，當(dāng)賴氨酸和蘇氨酸都積累過(guò)量時(shí)，就會(huì)抑制天冬氨酸激酶的活性，使細(xì)胞內(nèi)難以積累賴氨酸，而賴氨酸單獨(dú)過(guò)量時(shí)不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。通過(guò)誘變育種方法培育出了不能合成高絲氨酸

48、脫氫酶的營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株，從而達(dá)到了讓黃色短菌大量積累賴氨酸的目的?？刂萍?xì)胞膜的滲透性也能達(dá)到控制微生物代謝的目的。如在谷氨酸的生產(chǎn)過(guò)程中，可以采取一定的手段改變細(xì)胞膜的透性，使谷氨酸能迅速排放到細(xì)胞外面，從而解除谷氨酸對(duì)谷氨酸脫氫酶的控制作用，提高谷氨酸產(chǎn)量。 4、微生物的營(yíng)養(yǎng)、代謝和生長(zhǎng)的理解 ① 微生物與發(fā)酵工程考查的內(nèi)容也較多，且比較零碎，難以全面地形成系統(tǒng)知識(shí)，復(fù)習(xí)時(shí)可以從微生物的結(jié)構(gòu)、繁殖、微生物的營(yíng)養(yǎng)、培養(yǎng)基配制的原則到微生物的群體生長(zhǎng)規(guī)律以及影響微生物生長(zhǎng)的條件等次序來(lái)理解，這些是發(fā)酵工程、酶工程技術(shù)知識(shí)的基礎(chǔ)，其中有些可以通過(guò)鞏固舊知識(shí)并運(yùn)用舊知識(shí)，理解新問(wèn)題。如先

49、復(fù)習(xí)原核細(xì)胞的特點(diǎn)，再認(rèn)識(shí)細(xì)菌的結(jié)構(gòu)；對(duì)于核區(qū)中大型環(huán)狀DNA及質(zhì)粒DNA則相當(dāng)于真核細(xì)胞中的核DNA及質(zhì)DNA，作為核區(qū)的大型環(huán)狀DNA，它控制著細(xì)菌的主要遺傳性狀。質(zhì)粒DNA則控制著細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)物，尤其是次級(jí)產(chǎn)物的合成。對(duì)于微生物的增長(zhǎng)曲線，結(jié)合已學(xué)過(guò)的種群增長(zhǎng)曲線中“J”型增長(zhǎng)和“S”型增長(zhǎng)曲線，對(duì)照已學(xué)過(guò)的種群增長(zhǎng)接近“K”值的原因，分析影響微生物生長(zhǎng)的因素，在生產(chǎn)中如何控制發(fā)酵條件并利用連續(xù)培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，以提高產(chǎn)品。 ② 酵母菌是兼性厭氧微生物，在缺氧時(shí)，進(jìn)行無(wú)氧呼吸，隨氧氣含量的增加，無(wú)氧呼吸減弱以至受抑制，只進(jìn)行有氧呼吸，根據(jù)這一特點(diǎn)可應(yīng)用于釀酒發(fā)酵過(guò)程。

50、 ③ 乳酸菌是專性厭氧微生物，其無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，可抑制其他微生物的生長(zhǎng)，在應(yīng)用中要保持密封以提供無(wú)氧的環(huán)境。 5、發(fā)酵工程的分析理解與應(yīng)用 理解發(fā)酵工程并能應(yīng)用解決實(shí)際問(wèn)題。發(fā)酵工程就是通過(guò)研究改造發(fā)酵所用的菌種以及應(yīng)用技術(shù)手段控制發(fā)酵過(guò)程來(lái)工業(yè)化地生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品，因?yàn)樗耘囵B(yǎng)微生物使其進(jìn)行發(fā)酵為主，又叫微生物發(fā)酵工程。用發(fā)酵工程菌來(lái)生產(chǎn)蛋白質(zhì)，繁殖速度快。生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白質(zhì)的原料十分豐富，如農(nóng)作物的秸稈、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)的大量廢水、廢渣等均可，單細(xì)胞蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)豐富，含大量的氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等養(yǎng)分，既可作飼料又可作食品。目前氨基酸、維生素、工業(yè)用酶、味精、醫(yī)用抗生素、農(nóng)用抗生素

51、等大多是發(fā)酵工程的產(chǎn)品。 七、[易混概念辨析] 1．原生質(zhì)和原生質(zhì)層：原生質(zhì)包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核，而原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜 和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性，是發(fā)生滲透吸水和滲透失水的條件之一。 2．芽體與芽孢：芽體是出芽生殖中，由母體生出的小突起，芽體與母體形態(tài)結(jié)構(gòu)相似，但相對(duì)較小。芽孢不是繁殖形成的個(gè)體，而是芽孢細(xì)菌度過(guò)不良環(huán)境的休眠體。 3．生長(zhǎng)激素與生長(zhǎng)因子：生長(zhǎng)激素與生長(zhǎng)因子都與生物的生長(zhǎng)有關(guān)，是某些生物生長(zhǎng)不可缺少的微量有機(jī)物。生長(zhǎng)激素是動(dòng)物的腦垂體分泌的一種植物激素，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。生長(zhǎng)因子是一些微生物在其生長(zhǎng)過(guò)程中必需的、而自身又不能合成的、需

52、要從外界補(bǔ)充的化合物，包括維生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等。 4．消化與氧化分解：消化實(shí)在消化道內(nèi)完成的，將人體不能直接吸收的大分子物質(zhì)在每得催化下水解成為可以吸收的小分子物質(zhì)的過(guò)程；氧化分解時(shí)在細(xì)胞內(nèi)將有機(jī)物脫氫氧化或者加氧分解產(chǎn)生能量的過(guò)程。 5．莢膜與囊膜：莢膜是許多細(xì)菌細(xì)胞壁外圍繞著的一層較厚的粘性、凍膠樣的物質(zhì)，由多糖構(gòu)成，其作用是保護(hù)細(xì)菌不被感染的動(dòng)物的正常抵抗機(jī)制所殺死，因而與細(xì)菌的對(duì)宿主的毒力有關(guān)。莢膜不是細(xì)菌生存所必需的結(jié)構(gòu)。囊膜是某些病毒（如流感病毒、ＳＡＲＳ病毒、人類免疫缺陷病毒等在核衣殼　外包繞著的一層汗脂蛋白的外膜。囊膜中韓雙層脂質(zhì)、多糖和蛋白質(zhì)，其中蛋白質(zhì)具有病

53、毒特異性。有些囊膜病毒對(duì)脂溶劑和其他有機(jī)溶劑敏感，去囊膜后便喪失了感染性。 6．光合作用強(qiáng)度、光能利用率和光合作用效率：光合作用強(qiáng)度是單位時(shí)間內(nèi)單位面積上制造的有機(jī)物的量。光能利用率是單位面積土地上葉片制造的有機(jī)物與照射到該地面上的光能總量比。光在一定條件下，提高光合作用強(qiáng)度可以提高光合作用效率，提高光合作用效率可以提高光能利用率，反之則不一定。 7．自生固氮微生物和自養(yǎng)微生物：自生固氮微生物是對(duì)固氮作用而言的，指土壤中能夠獨(dú)立固氮的微生物。自養(yǎng)微生物是就同化作用的方式而言的，指能從外界環(huán)境攝取無(wú)機(jī)物，轉(zhuǎn)化成復(fù)雜的有機(jī)物，并儲(chǔ)存能量的過(guò)程。圓褐固氮菌是自生固氮菌、是異養(yǎng)微生物。 8.單細(xì)

54、胞蛋白和單克隆抗體：?jiǎn)渭?xì)胞蛋白又叫微生物蛋白、菌體蛋白，實(shí)質(zhì)是微生物菌體，屬于發(fā)酵工程產(chǎn)品，可作飼料。單克隆抗體是指用單個(gè)Ｂ淋巴細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性生殖形成的細(xì)胞群所產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體，目前人們正立志于研究將抗癌藥物連接在單克隆抗體上制成“生物導(dǎo)彈”治療癌癥。 八、[易產(chǎn)生誤解的知識(shí)] 本專題中，有些內(nèi)容容易產(chǎn)生誤解 誤解1：植物在新陳代謝類型上都是自養(yǎng)型 由于一般的植物都能進(jìn)行光合作用，因此同化作用為自養(yǎng)型。在自然界中，有一些特殊的植物如菟絲子，是一種寄生性的雜草，為異養(yǎng)型。所以，并非所有的植物都是自養(yǎng)型。 誤解2：能發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞只有具有大型液泡的植物細(xì)胞 只要是活的植物細(xì)胞都可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，某些微生物，如細(xì)菌、真菌等，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)也有細(xì)胞壁，甚至液泡（如酵母菌），它們處于高滲溶液中時(shí)　也會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)的時(shí)候，為了更容易觀察的質(zhì)壁分離和復(fù)原的現(xiàn)象，常選用具有大液泡，細(xì)胞也有顏色的材料。 誤解3：糖尿病人體內(nèi)都缺乏胰島素 高中生物介紹的糖尿病是糖尿病中的一個(gè)類型。還有其它類型的糖尿病，這類病人的胰島素水平一般不低，但是病人組織細(xì)胞膜上的胰島素受體數(shù)目減少、或由于遺傳因素，胰島素受體有缺陷，受體與胰島素結(jié)合力減弱，使胰島素不能充分發(fā)揮作用。