高考生物一輪復(fù)習(xí) 知識網(wǎng)絡(luò)系列 第二單元 生物的新陳代謝 新人教版

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生物的新陳代謝 Ⅰ 植物代謝部分：酶與ATP、光合作用、水分代謝、礦質(zhì)營養(yǎng)、生物固氮 2.1酶的分類 蛋白質(zhì)類酶 ＲＮＡ類酶 單純酶 復(fù)合酶 僅含蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) 輔助因子 離子 有機物 輔酶 NADP(輔酶Ⅱ) B族維生素 生物素(羧化酶的輔酶) RNA 端粒酶含RNA 唾液淀粉酶含Cl 細(xì)胞色素氧化酶含Cu2+ 分解葡萄糖的酶含Mg2+ 如胃蛋白質(zhì)酶 酶 存在于低等生物中，將RNA自我催化。對生命起源的研究有重要意義。 (蛋白質(zhì)本質(zhì)) (核酸本質(zhì)) 2.2酶促反應(yīng)序列及其意義 酶促反應(yīng)序列 生物體內(nèi)的酶促反應(yīng)可以順序連接起來，即第一個反應(yīng)的產(chǎn)物是第二個反應(yīng)的底物，第二個反應(yīng)的產(chǎn)物是第三個反應(yīng)的底物，以此類推，所形成的反應(yīng)鏈叫酶促反應(yīng)序列。如 A B C D 酶1 酶2 酶3 終產(chǎn)物 …… 酶4 酶n 意義 各種反應(yīng)序列形成細(xì)胞的代謝網(wǎng)絡(luò)，使物質(zhì)代謝和能量代謝沿著特定路線有序進行，確定了代謝的方向。 2.3生物體內(nèi)ATP的來源 ATP來源 反應(yīng)式 光合作用的光反應(yīng) 酶 酶 ADP＋Pi＋能量——→ATP 化能合成作用 有氧呼吸 無氧呼吸 其它高能化合物轉(zhuǎn)化 （如磷酸肌酸轉(zhuǎn)化） C~P（磷酸肌酸）＋ADP——→C（肌酸）＋ATP 神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電 肌肉收縮 吸收和分泌 合成代謝 生物發(fā)光 光合作用的暗反應(yīng) 細(xì)胞分裂 礦質(zhì)元素吸收 新物質(zhì)合成 植株的生長 植物 動物 ATP ——→ADP＋Pi＋ 能量 酶 2.4生物體內(nèi)ATP的去向 色素 分布 分離 （橙黃色）胡蘿卜素 （黃色）葉黃素 （藍(lán)綠色）葉綠素a （黃綠色）葉綠素b 快 慢 作用 吸收傳遞光能 胡蘿卜素 葉黃素 大部分葉綠素a 葉綠素b 吸收轉(zhuǎn)化光能 特殊狀態(tài)的葉綠素a 組成 類胡蘿卜素 葉綠素 葉綠素a 葉綠素b 胡蘿卜素 葉黃素 葉綠體基粒的 類囊體薄膜上 2.5光合作用的色素 2.6光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較 比較項目 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 反應(yīng)場所 葉綠體基粒 葉綠體基質(zhì) 能量變化 光能——→電能 電能——→活躍化學(xué)能 活躍化學(xué)能——→穩(wěn)定化學(xué)能 物質(zhì)變化 H2O——→[H]＋O2 NADP+ ＋ H+ ＋ 2e ——→NADPH ATP＋Pi——→ATP CO2＋NADPH＋ATP———→ （CH2O）＋ADP＋Pi＋NADP+＋H2O 反應(yīng)物 H2O、ADP、Pi、NADP+ CO2、ATP、NADPH 反應(yīng)產(chǎn)物 O2、ATP、NADPH （CH2O）、ADP、Pi、NADP+ 、H2O 反應(yīng)條件 需光 不需光 反應(yīng)性質(zhì) 光化學(xué)反應(yīng)（快） 酶促反應(yīng)（慢） 反應(yīng)時間 有光時（自然狀態(tài)下，無光反應(yīng)產(chǎn)物暗反應(yīng)也不能進行） 2.7 C3植物和C4植物光合作用的比較 C3植物 C4植物 光反應(yīng) 葉肉細(xì)胞的葉綠體基粒 葉肉細(xì)胞的葉綠體基粒 暗反應(yīng) 葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì) 維管束鞘細(xì)胞的葉綠體基質(zhì) CO2固定 僅有C3途徑 C4途徑—→C3途徑 2.8 C4植物與C3植物的鑒別方法 方法 原 理 條件和過程 現(xiàn)象和指標(biāo) 結(jié) 論 生理學(xué)方法 在強光照、干旱、高溫、低CO2時，C4植物能進行光合作用，C3植物不能。 密閉、強光照、干旱、高溫 生長狀況： 正常生長 或 枯萎死亡 正常生長：C4植物 枯萎死亡：C3植物 形態(tài)學(xué)方法 維管束鞘的結(jié)構(gòu)差異 過葉脈橫切，裝片 ①是否有兩圈花細(xì)胞圍成環(huán)狀結(jié)構(gòu) ②鞘細(xì)胞是否含葉綠體 是：C4植物 否：C3植物 化學(xué)方法 ①合成淀粉的場所不同 ②酒精溶解葉綠素 ③淀粉遇面碘變藍(lán) 葉片脫綠→加碘→過葉脈橫切→制片→觀察 出現(xiàn)藍(lán)色： ①藍(lán)色出現(xiàn)在維管束鞘細(xì)胞 ②藍(lán)色出現(xiàn)在葉肉細(xì)胞 出現(xiàn)①現(xiàn)象時： C4植物 出現(xiàn)②現(xiàn)象時： C3植物 2.9 C4植物中C4途徑與C3途徑的關(guān)系 草酰乙酸(C4) 蘋果酸C4 丙酮酸C3 磷酸烯醇式 丙酮酸（C3） ATP PEP羧化酶 AMP NADP+ NADPH CO2 蘋果酸C4 丙酮酸C3 NADP+ NADPH CO2 暗反應(yīng) （CH2O） 葉肉細(xì)胞 維管束鞘細(xì)胞 C5 注：磷酸烯醇式丙酮酸英文縮寫為PEP。 2.10 C4植物比C3植物光合作用強的原因 C3植物 C4植物 結(jié)構(gòu)原因： 維管束鞘細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 以育不良，無花環(huán)型結(jié)構(gòu)，無葉綠體。 光合作用在葉肉細(xì)胞進行，淀粉積累，影響光合效率。 發(fā)育良好，花環(huán)型，葉綠體大。 暗反應(yīng)在此進行。有利于產(chǎn)物運輸，光合效率高。 生理原因： PEP羧化酶 磷酸核酮糖羧化酶 只有磷酸核酮糖羧化酶。 磷酸核酮糖羧化酶與CO2親和力弱，不能利用低CO2。 兩種酶均有。 PEP羧化酶與CO2親和力大，利用低CO2能力強。 2.11光能利用率與光合作用效率的關(guān)系 關(guān)系 提高光能利用率 延長光合作用時間 增加光合作用面積 提高光合作用效率 控制光照強弱 二氧化碳供應(yīng) 必需礦質(zhì)元素供應(yīng) 光合作用效率 光合作用制造的有機物所含的能量 光合作用吸收的光能 ＝ 參與光合作用的能 量中被轉(zhuǎn)移的能量 光能利用率 照在該地面的總的光能 光合作用制造的有機物所含的能量 ＝ 照在地面上的總能 量中被轉(zhuǎn)移的能量 概念 熱能損失 光能損失→熒光、磷光 光能→電能→化學(xué)能（貯存） 去向 2.12影響光合作用的外界因素與提高光能利用率的關(guān)系 影響光合作用的外界因素 提高光能利用率 增加二氧化碳供應(yīng) 通風(fēng)透光，增施農(nóng)家肥；人工增CO2（溫室） 必需礦質(zhì)元素供應(yīng) N： P： K：糖類的合成和運輸 Mg：葉綠素的成分 ATP、NADP+的成分 控制光照強弱 因地制宜：陽生植物種陽地 陰生植物種陰地 光質(zhì)影響：藍(lán)紫光照，蛋白質(zhì)和脂類多 紅光照，糖類增多 延長光合作用時間 提高復(fù)種指數(shù)：改一年一季為一年多季 增加光合作用面積 合理密植 套種（不同時播種）、間作（同時播種） 光 CO2 礦物質(zhì) 水 溫度 2.13光合作用實驗的常用方法 半葉法（遮蓋法） 割主葉脈法 同位素標(biāo)記法 驗證（探索）光合作用需 CO2并放O2、光強的影響 光合作用產(chǎn)生淀粉 驗證（探索）光合 作用中物質(zhì)的轉(zhuǎn)變 打孔法（抽氣法） 密封法 光質(zhì)對光合作用的影響 分光法 可同時使用 2.14植物對水分的吸收和利用 2.14.1植物對水分的吸收 滲透吸水 滲透系統(tǒng) 隔著半透膜的兩種溶液構(gòu)成的體系 吸脹吸水 液泡尚未形成或消失 通過親水物質(zhì)的親水性吸水 植物細(xì)胞構(gòu) 成滲透系統(tǒng) 原生質(zhì)層 由細(xì)胞膜、液泡膜、兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成 看作一層半透膜（本質(zhì)是選擇透過性） 兩個系統(tǒng) ①植物細(xì)胞與土壤溶液之間構(gòu)成 ②每兩個植物細(xì)胞之間構(gòu)成 水分的吸收 吸水原理 主要由成熟細(xì)胞的中央液泡構(gòu)成滲透系統(tǒng) 通過滲透作用吸水 發(fā)生條件 ①具有半透膜 ②膜兩側(cè)溶液具有濃度差 溶液與純水達(dá)平衡時，溶液一方所承受的外壓差。 滲透壓 2.14.2擴散作用與滲透作用的聯(lián)系與區(qū)別 擴散作用 滲透作用 物質(zhì)由相對多（密度高）的地方向相對少（密度低）的地方運動的過程，叫擴散 溶劑分子的擴散叫滲透，具備一定條件才能發(fā)生 聯(lián)系 區(qū)別 物質(zhì)由高到低的移動方式，利用物質(zhì)本身的屬性，不需要能量 特指溶劑分子（如水、酒精等）的擴散，需特定的條件 2.14.3半透膜與選擇透過性膜的區(qū)別與聯(lián)系 半透膜 選擇透過性膜 概念 小分子、離子能透過，大分子不能透過 水自由通過，被選擇的離子和其它小分子可以通過，大分子和顆粒不能通過 性質(zhì) 半透性（存在微孔，取決于孔的大?。? 選擇透過性（生物分子組成，取決于脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和ATP） 狀態(tài) 活或死 活 材料 合成材料或生物材料 生物膜（磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成的膜） 物質(zhì)運 動方向 不由膜決定，取決于物質(zhì)密度 水和親脂小分子：不由膜決定，取決于物質(zhì)密度 離子和其它小分子：膜上載體（蛋白質(zhì)）決定 功能 滲透作用 滲透作用和其它更多的生命活動功能 共同點 水自由通過，大分子和顆粒都不能通過 2.14.4植物體內(nèi)水分的運輸 導(dǎo)管運輸 水分的運輸 方向 向上：根—→莖—→葉 動力 蒸騰作用 產(chǎn)生蒸騰拉力 根壓 導(dǎo)致吐水現(xiàn)象 2.14.5植物體內(nèi)水分的利用和散失 利用 1-5%參與光合作用、呼吸作用等生命活動 水分 散失 絕大部分水分通過蒸騰作用散失 生理意義 蒸騰作用 ①根持續(xù)吸水的動力 ②物質(zhì)運輸?shù)妮d體 ③降低葉片溫度 2.15植物體內(nèi)的化學(xué)元素(1) 植物體 水分(10-95%) 干物質(zhì)(5-90%) 有機物 90% 無機鹽 10% 揮發(fā)部分 灰分元素 小部分N 大部分S 全部P 全部金屬元素 C、H、O、N、S形成氣體： CO2、CO、N2、NH3、H2O和氮氧化物等。 少量硫形成H2S、SO2等。 燃燒 N、P、S、K、 Ca、Mg（6種） 大量元素 微量元素 必需礦質(zhì)元素 Fe、Mn、B、Zn、 Cu、Mo、Cl、Ni 礦質(zhì)元素 Al、Si、Na、I等 非必需礦質(zhì)元素 概念 除C、H、O外 由根系吸收的元素 （N放在礦質(zhì)元素中討論） 非必需元素 必需元素 微量元素 大量元素 植物體 C、H、O 非礦質(zhì)元素 能被再利用的元素 N、P、K、Mg 老葉先受損 不被再利用的元素 Ca、S、B、 缺乏癥 幼葉先受損 吸收 方式 選擇性吸收 載體的種類與數(shù)量 主動運輸 1.16植物體內(nèi)的化學(xué)元素(2) 2.17生物固氮 生物固氮 將大氣氮(N2)還原成NH3的過程 概念 意義 ②對自然界氮循環(huán)有重要作用 ①為綠色植物提供氮素營養(yǎng) 固氮微生物的種類 種 類 固氮原因及條件 代謝類型 常見類型 在生態(tài)系統(tǒng) 中的作用 同 化 異 化 共生固氮類 與豆科植物共生時 異養(yǎng) 需氧 根瘤菌（6種） （大豆、菜豆、豌豆、苜蓿、羽扇豆、三葉草） 消費者 (取食于活的生物體) 自生固氮類 獨立生活 自養(yǎng) 固氮藍(lán)藻 (念珠藻) 生產(chǎn)者 異養(yǎng) 圓褐固氮菌 黃色分支桿菌 分解者 (腐生生活) 注意：不同的根瘤菌具有共生專一性。如蠶豆根瘤菌與蠶豆、 豌豆、豇豆共生；大豆根瘤菌只能與大豆共生。 固氮過程 N2＋e＋H+＋ATP————→NH3＋ADP＋Pi 固氮酶 （選學(xué)） 固氮基因（固氮酶） 大氣氮庫（N2） 大氣固氮 工業(yè)固氮 NO3- 氮素化肥 氮鹽 尿素 硝化細(xì)菌 分解者 生物固氮 NH3- NO2-、NO3- 反硝化細(xì)菌 N2 遺體 生產(chǎn)者 消費者 脲酶 尿素 脲酶 2.18氮循環(huán) 固氮微生物 N2————→NH3 固氮酶 硝化細(xì)菌 NH3——→NO2-、NO3- 酶 反硝化細(xì)菌 NO2-、NO3- ——→N2 酶 （N2循環(huán)） 2.19三類微生物在自然界氮循環(huán)中的作用 Ⅱ 動物與微生物代謝部分：三大類營養(yǎng)代謝、細(xì)胞呼吸、代謝基本類型、微生物類群、 微生物的營養(yǎng)代謝與生長、發(fā)酵工程簡介 淀粉 葡萄糖 脂肪、某些氨基酸 CO2＋H2O＋能量 肝糖元 肌糖元 氧化 合成 分解 轉(zhuǎn)變 合成 皮下結(jié)締組織、腸系膜 脂肪 儲存 甘油、脂肪酸 CO2＋H2O＋能量 氧化 糖元 轉(zhuǎn)變 分解 蛋白質(zhì) 合成 轉(zhuǎn)變 各種組織蛋白、酶及激素等 新的氨基酸 含氮部分 NH3 尿素 轉(zhuǎn)變 不含氮部分 CO2＋H2O＋能量 糖類、脂肪 分解 轉(zhuǎn)氨基 脫氨基 氨基酸 2.20人和動物體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝 必需氨基酸 在人和動物體細(xì)胞內(nèi)能夠合成的氨基酸 非必需氨基酸 不能在人和動物體細(xì)胞內(nèi)合成，只能從 食物中獲得的氨基酸稱為必需氨基酸 種類(8種) 種類 苯丙賴色亮，纈亮蘇甲硫 （本秉賴色亮，謝亮輸賈劉） 12種 概念 概念 苯丙氨酸 賴氨酸 色氨酸 亮氨酸 纈氨酸 異亮氨酸 蘇氨酸 甲硫氨酸 不同種動物有不同的必需氨基酸 助記詞 2.21 人體的必需氨基酸 2C3H6O3 2C2H5OH 2CO2 4[H] 能量 2CH3COCOOH ＋ C6H12O6 ② ① (葡萄糖) (酒精) (乳酸) (丙酮酸) ATP(少) 熱 總反應(yīng)式 C6H12O6 ＋ 能量 2C3H6O3 酶 C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 ＋ 酶 能量 ＋ 總反應(yīng)式 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體 6CO2 20[H] C6H12O6 4[H] 能量 6H2O ATP(少) 熱 C6H12O6 2CH3COCOOH 12H2O ATP(多) 6O2 能量 熱 呼吸鏈 ATP(少) 熱 能量 2CH3COCOOH ② ① ③ (葡萄糖) (丙酮酸) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體 細(xì)胞膜 ② 2.22細(xì)胞的有氧呼吸 2.23細(xì)胞內(nèi)的無氧呼吸 2.24有氧呼吸與無氧呼吸的比較 比較項目 有氧呼吸 無氧呼吸 反應(yīng)場所 真核細(xì)胞：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，主要在線粒體 原核細(xì)胞：細(xì)胞基質(zhì)（含有氧呼吸酶系） 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 反應(yīng)條件 需氧 不需氧 反應(yīng)產(chǎn)物 終產(chǎn)物（CO2、H2O）、能量 中間產(chǎn)物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量 產(chǎn)能多少 多，生成大量ATP 少，生成少量ATP 共同點 氧化分解有機物，釋放能量 2.25呼吸作用產(chǎn)生的能量的利用情況 呼吸類型 被分解的有機物 儲存的能量 釋放的能量 可利用的能量 能量利用率 有氧呼吸 1mol葡萄糖 2870kJ 2870kJ 1165 kJ 40.59% 無氧呼吸 2870 kJ 196.65 kJ 61.08 kJ 2.13% 注：無氧呼吸釋放的能量值為分解為乳酸時的值。不同的無氧呼吸類型釋放的能量可能稍有不同。 綠色植物 光合細(xì)菌 基本類型 新陳代謝類型 兼性厭氧型 異化類型 需氧型 厭氧型 同化類型 自養(yǎng)型 異養(yǎng)型 光能自養(yǎng)型 化能自養(yǎng)型 兼性營養(yǎng)型 酵母菌 有光時：自養(yǎng)生活（進行光合作用，但供氫體不是水，而是有機物） 無光時：異養(yǎng)生活 紅螺細(xì)菌 有氧時：有氧呼吸 無氧時：無氧呼吸 硝化細(xì)菌 化能合成作用 光合作用 絕大多數(shù)動物，腐生的真菌，大多數(shù)細(xì)菌 多數(shù)動植物 一些細(xì)菌(如光合細(xì)菌，供氫體不是水，不放O2) 蛔蟲等 特殊類型 2.26新陳代謝的類型 你知道嗎 科學(xué)發(fā)現(xiàn)： 人們對消化過程的研究發(fā)現(xiàn)了酶 人們對向光性的研究發(fā)現(xiàn)了生長素 人們對溶菌現(xiàn)象的研究發(fā)現(xiàn)了青霉素 原核細(xì)胞微生物（單細(xì)胞） 細(xì)菌 形態(tài) 桿形、球形、螺旋形（弧形） 結(jié)構(gòu) 特殊結(jié)構(gòu) 質(zhì)粒、莢膜、鞭毛、芽孢、 基本結(jié)構(gòu) 細(xì)胞壁 細(xì)胞膜 細(xì)胞質(zhì)（僅有核糖體） 核區(qū)（環(huán)狀DNA） 繁殖 二分裂（有DNA的復(fù)制和平分） 菌落 概念 特征 細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上繁殖 形成的細(xì)菌子細(xì)胞群體 大小、形狀、顏色、 光澤度、透明度、硬度等 結(jié)構(gòu) 基內(nèi)絲菌 氣生絲菌 吸收養(yǎng)料—營養(yǎng) 產(chǎn)生孢子—繁殖 分枝狀菌絲 放線菌 對人類的貢獻 產(chǎn)抗生素（次級代謝產(chǎn)物） 分布 土壤、空氣、水中 其它類群 支原體、衣原體（無壁）、（藍(lán)藻） 真核細(xì)胞微生物 單細(xì)胞 多細(xì)胞 霉菌 酵母菌 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 非細(xì)胞結(jié)構(gòu) 增殖 病毒 DNA或RNA 結(jié)構(gòu) 囊膜（帶刺突） 蛋白質(zhì)、多糖、脂類組成 衣殼 核酸 核衣殼 （可有） 基本單位：衣殼粒 功能：保護、抗原性 吸附→注入→復(fù)制（核酸）→合成（蛋白質(zhì)）→裝配→釋放 分類 DNA病毒 RNA病毒 蛋白質(zhì)和DNA組成 蛋白質(zhì)和RNA組成 微生物的類群 2.27微生物的類群 2.28微生物的營養(yǎng) 種類 特點 功能 物理 性質(zhì) 固體培養(yǎng)基 加凝固劑 分離、鑒定 半固體培養(yǎng)基 觀察、保藏 液體培養(yǎng)基 不加凝固劑 工業(yè)生產(chǎn) 化學(xué)成分 合成培養(yǎng)基 成分明確 分類、鑒定 天然培養(yǎng)基 天然成分 工業(yè)生產(chǎn) 用途 選擇培養(yǎng)基 加抑制劑(如青霉素) 加特殊C源或N源 不加某物質(zhì)（如N源） 選擇、分離 鑒別培養(yǎng)基 加指示劑或藥品 鑒別 培養(yǎng)基 種類 營養(yǎng)素 提供碳素營養(yǎng) 水 無機鹽 碳源 無機碳源 有機碳源 CO2、NaHCO3等 糖、脂、石油等 氮源 提供氮素營養(yǎng) 無機氮源 有機氮源 N2、硝酸鹽、銨鹽等 尿素、牛肉膏、蛋白胨等 生長因子 微生物生長不可缺少的微量有機物 （包括維生素、氨基酸、堿基等） 配制原則 （三要原則） 目的要明確 根據(jù)培養(yǎng)種類、培養(yǎng)目的選擇原材料 注意營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例 營養(yǎng)要協(xié)調(diào) C/N=4：有利于繁殖； C/N=3：有利于產(chǎn)谷氨酸 碳氮比最重要 pH要適宜 細(xì) 菌：pH=6.5—7.5 放線菌：pH=7.5—8.5 真 菌：pH=5.0—6.0 微生物的營養(yǎng) 你知道嗎 加入高濃度食鹽可分離金黃色葡萄球菌 加入青霉素可分離酵母菌和霉菌 不加N源可分離固氮微生物 加入伊紅-美藍(lán)可鑒別大腸桿菌 不斷 產(chǎn)生 代謝產(chǎn)物 微生物的代謝 初級代謝產(chǎn)物 次級代謝產(chǎn)物 微生物自身生長繁殖必需的物質(zhì) 氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素 產(chǎn)物 概念 對自身生長繁殖非必需的物質(zhì) 抗生素、毒素、激素、色素 產(chǎn)物 概念 代謝調(diào)節(jié) 或積累 或排除 特點 酶合成調(diào)節(jié) 大腸桿菌 一直存在，只受遺傳控制的酶 組成酶 誘導(dǎo)酶 受環(huán)境中某物質(zhì)的誘導(dǎo)產(chǎn)生 “好酶知時節(jié)，當(dāng)需乃發(fā)生” 分解葡萄 糖的酶 分解乳 糖的酶 酶活性調(diào)節(jié) 通過改變酶的催化活性，來調(diào)節(jié)代謝速率 概念 負(fù)反饋：酶催化的產(chǎn)物增多抑制酶的活性 原理 谷氨酸脫氫 酶受谷氨酸 產(chǎn)量的調(diào)節(jié) 同時存在 密切配合 協(xié)調(diào)作用 代謝的人工控制 改變遺傳特性 基因誘變 高產(chǎn)賴氨酸的黃色短桿菌 轉(zhuǎn)基因 基因工程人胰島素 控制發(fā)酵條件 改變細(xì)胞膜的通透性，即時輸出代謝產(chǎn)物，解除對酶的抑制 2.29微生物的代謝 2.30微生物的生長 微生物群體 生長的規(guī)律 時期 特點 作用 調(diào)整期 菌體不增殖，代謝活躍，體積增大 對數(shù)期 以2n形式增長，代謝旺盛 作菌種和科研材料 穩(wěn)定期 生死平衡，活菌數(shù)最多，芽孢形成 收獲菌體和代謝產(chǎn)物 衰亡期 死亡加速，形態(tài)多樣，細(xì)胞裂解 影響微生物生 長的環(huán)境因素 溫度 pH 氧 最適生長溫度：25—37℃ （最適pH見前） 超過：蛋白質(zhì)和核酸不可逆破壞 超過：影響酶活性和細(xì)胞膜穩(wěn)定性 需氧或不需氧 微生物的生長 2.31微生物的生長曲線與生長速率的關(guān)系 時間 菌體數(shù)目(lg) 0 時間 生長速率 0 k k 2 d c a b d c a b 生長速率＝繁殖率—死亡率 注意 a：調(diào)整期 b：對數(shù)期 c：穩(wěn)定期 d：衰亡期 說明 2.32發(fā)酵工程簡介 概念 內(nèi)容 采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用產(chǎn)品； 或者直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)。 菌種選育 培養(yǎng)基配制 滅菌 擴大培養(yǎng)與接種 基因誘變——傳統(tǒng)，常用。 基因工程———————— 細(xì)胞工程——細(xì)胞融合 （三要原則） 一般步驟：配制調(diào)→pH→分裝→滅菌 嚴(yán)格殺滅培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備中的各種微生物，保證菌種是單一純種 選育的良種要經(jīng)多次擴大培養(yǎng)，才能滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要 分離提純產(chǎn)品 代謝產(chǎn)物 菌體本身 過濾、沉淀等方法分離 蒸餾、萃取、離子交換等方法提取 發(fā)酵過程 ①檢測菌體數(shù)目和產(chǎn)物濃度。 ②添加培養(yǎng)基組成。 ③嚴(yán)格控制發(fā)酵條件（溫度、pH、溶氧、通氣量、轉(zhuǎn)速） 應(yīng)用 食品工業(yè)上的應(yīng)用 生產(chǎn)抗生素、維生素、動物激素、氨基酸、核苷酸等 醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用 生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品 啤酒、果酒、食醋等 生產(chǎn)食品添加劑 酸味劑、鮮味劑、甜味劑、色素 開發(fā)人類新食源 單細(xì)胞蛋白、真菌蛋白等新食品 發(fā)酵工程 改變原來基因 轉(zhuǎn)基因 工程菌（工程細(xì)胞）