《微生物和发酵工程》一轮复习学法建议(精)

1、1微生物和发酵工程一轮复习学法建议本专题是选修第五章内容，包括微生物类群；微生物的营养、代谢和生长；发酵工程简介；酶工程简介、微生物培养技术实验五个部分内容。在本专题复习中主要运用归纳法、比 较法、模型法、知识梳理法等，在解题过程中需要先发散思维再集中思维。一、总体内容复习与其他专题相同的是首先运用归纳法和知识梳理法将本专题内容形成知识网络，同学们可尝试自己先整理，然后参考下图：放线苗从以上知识网络图中可以看出本专题有两大块知识，一块是理论上的有关微生物的知 识，另一块是实际应用的关于发酵工程和酶工程，其中以发酵工程为主。 学习微生物知识是为发酵工程工程打基础的。、具体内容复习微生物包括微生物

2、类群、微生物营养、代谢、生长四块知识。复习这部分知识注意运用比 较 法 ， 将 微 生 物 与 动 植 物 的 细 胞 结 构 、 代 谢 等 知 识 相 比 较 ， 抓 住 微 生 物 的 特 殊 性 。1 1微生物类群和微生物的营养将细菌与动植物细胞（真核细胞）比较：真核生物细胞细菌细胞细菌的优点细胞核有核膜、核仁，具有多对染 色体拟核、有一个大型环状DNADNA，不形成染色体诱变育种更容易细胞质有多种细胞器只有核糖体容易培养基因结构编码区是间隔的、不连续的编码区是连续的，不间隔的可人工合成基因细胞质基因在线粒体和叶绿体中在质粒中作运载体， 改造 菌种，进行发酵细苗结构特点繁殖：菌蒋结构

3、生殖结构特点增殖特点理论研究实际应用培养基人工控制阖対摘毒不他 窮开有主姻也 丽生夺，两讥不縫睾用普專 培养林培养+ 也不逵用发時工程加鈿腕工 程中作为工具丿如工加生产八一軽严品水质糕测JL固定丿、 生將工程 化陆”、搖伦领城酣旳生产別剂酶制丽生产蓄制剂祜应用用程种胞2细胞培养分化形成生物体形成菌洛进行菌种鉴定3微生物类群和微生物营养之间的关系是：不同微生物的营养需求不同，只有了解其营养需求，才能配制好培养基。而病毒的特殊性不能用普通培养基培养，只能用活细胞培养， 通常用活鸡胚培养，所以在发酵工程中不采用病毒。在微生物类群和微生物营养复习中可具 体归纳如下图：复习中注意与其他章节知识的联系：在

4、复习细菌的结构时，应结合高中生物必修教材中原核生物细胞的结构特点。拟核中大型环状 DANDAN 及质粒 DNADNA 相当于真核细胞中的核 DNADNA 和质 DNADNA。作为拟核的大型环状 DNADNA，它控制着细菌的主要遗传性状；而质粒 DNADNA 则控制细菌产物尤其是次级代谢产物的合成。结合选修第三章遗传与基因工程中运用质粒作基因运载体的知识，加强知识的横 向联系和综合应用。在复习病毒的结构和功能特点时，可回忆必修第六章中“噬菌体侵染细菌实验”，知道病毒中有只含 DNADNA 的病毒（如噬菌体、乙肝病毒等）和只含 RNARNA 的病毒（如烟草花叶病 毒、车前草病毒、HIVHIV、SA

5、RSSARS、禽流感病毒等），结合选修第一章人体生命活动的调节和 免疫中细胞免疫，对于侵入人体细胞中的病毒，可以通过效应T T 细胞激活宿主细胞中的溶酶体中酶，使宿主细胞裂解，病毒无藏身之所，被相应的抗体结合而被消灭。理解病毒的抗原决定簇知识。结合选修第三章遗传与基因工程中运用噬菌体或动植物病毒作基因运 载体的知识，知道运载体都是核酸，且进入宿主细胞的是核酸，而不是蛋白质外壳。结合选修第四章细胞与细胞工程中动物细胞融合和制备单克隆抗体时运用灭活的病毒作诱导剂 的知识，禾 U U 用了病毒能够在宿主细胞膜上钻孔的能力。复习微生物营养应结合必修教材第一章化学元素和化合物的知识，结合新陈代谢的类 型

6、，分析微生物的实际类型，尤其是代谢特点，明确微生物对碳源、氮源需求的特导性，从 而确定不同微生物所需的营养物质的来源与功能。通过分析明确自养型与异养型微生物的区别主要是碳源，前者是无机碳源；后者必需要提供有机碳源。固氮微生物与非固氮微生物的原核生物I真南界原生结构i基本结构特殊结枸/二分裂茵落结构气生苜埜内苗埜 挺子笆抗生素及功能or微生物的营养1f I 垂1 IK厂二、选择培养基砂鳖别培养基国体培养x怒培粉 半固休塔养基 液体培养基病壽细苗病毒4氮源区别是只有固氮微生物能直接利用氮气，在实际培养时，只能以此培养自生固氮微生物，因为共生固氮微生物只有在与其共生的生物体内才能固氮。理解培养基配制

7、的三个原则时， 要与微生物具体代谢所需原料及条件相联系，其种类和比例是按代谢过程的需要配制，pHpH是根据代谢中的酶的活性的要求确定的，可结合发酵工程中的实例来加强理解。2 2.微生物的代谢与生长微生物的代谢：微生物的代谢与动植物代谢既有相同之处，也有不同之处。相同的是都能通过同化作用合成体内所需物质，通过异化作用分解部分体内物质，释放能量供给生命活动需要。不同之处是微生物的代谢迅速，物质更新快，原因是其体表面积与体积之比特别大。由于学习这部分知识是为了应用于发酵工程，所以需要了解微生物的两类代谢产物一一初级代谢产物和次级代谢产物。可采取列表区别。记忆时可将“XX素”去除维生素，其他 均为次级

8、代谢产物。重点放在对代谢调节的理解上，可采取建立模型的方法进行复习：在此模型中对酶合成的调节关键在底物，如果是正常情况下， 合成的组成酶，催化底物反应形成产物，产物过多，出现反馈调节；如果环境变化，只有某种底物时，则合成诱导酶， 无论合成组成酶，还是合成诱导酶都需要遗传物质控制，但合成诱导酶还受环境的控制。 模型 1 1 和模型 2 2 中两种类型的反馈调节启示我们要采用不同的人工控制，解除其反馈调节，满足人类对其产物的需求。微生物的生长：主要有测定方法和生长规律两部分知识。测定细菌数量和重量，都涉 及到取样，要联系细菌呼吸，样品中pHpH 变化通常是随取样时间逐渐降低。测定数量要用红细胞与之

9、均匀混合；测定重量包括测定湿重和干重，需要离心分离后， 反复洗涤，去掉培养 基后再称重或烘干后称重。而微生物群体生长规律是重点知识， 只有掌握其生长规律，才能 在发酵工程中进行人工控制。可将本部分知识归纳成下表，帮助理解和记忆。时期细菌生长特点形成原因菌体特征应用与控制调整期不立即繁殖，数目 几乎不变对新环境的 适应代谢活跃，体 积增长较快通过控制菌种、接种量、培 养条件等，缩短调整期对数期繁殖速率快，以等 比数列的形式增加生存条件适 宜代谢旺盛，个 体形态和生 理特征稳定获取生产用菌种，作科研材 料稳定期繁殖速率与死亡速 率相等，活菌数量 最大生存条件恶 化，种内斗争 激烈代谢产物积 累最多

10、，开始 出现芽孢通过添加新培养基、放出老 培养基和控制其他生产条 件，来延长稳定期衰亡期死亡速率大大增 加，活菌数目急剧 下降生存条件极 恶化 出现多种形态畸变菌体裂解，释放代谢产物， 便于分离提纯产品3 3 发酵工程简介:有了关于微生物的类群、微生物营养、代谢和生长的知识，这部分内容相对比较简单， 只要将有关微生物模环变物，种物慮境化】另慮环变酶厂咸+组- )导t诱5类群、营养、代谢和生长的知识应用到发酵工程就可以了。首先是确定所6培养的微生物是哪种代谢类型，然后运用微生物营养知识和配制培养基的有关知识，配制培养基。从自然界选取的菌种，要根据人类的需要，以及该微生物代谢和生长特性，联系基因工

11、程、细胞工程和诱变育种知识，改造微生物，自然界的菌种产量不高，需要经过三种方法 改造后再成为生产用菌种，扩大培养直到对数期再接种，可缩短调整期，同时将配制好的培养基调节到适宜的 pHpH 后，连同发酵罐一起灭菌，冷却后接种。注意根据不同微生物类型控 制发酵条件，配合添加新鲜培养基， 可延长稳定期；根据不同的产品采取不同的分离提纯方 法。注意结合教科书的插图或下图理解发酵过程，能够对其中一些方面结合习题，思考其变化，采用发散思维展开复习和记忆。4 4.酶工程简介:这部分知识不是重点知识，在20052005 年考试大纲中也未列出，但其中固定化酶、氨苄青霉素、血糖快速测定仪等知识， 在有些题目中涉及

12、，所以需要了解。酶工程与其他生物工程成下图:生物工程5 5.学习培养微生物的基本技术实验本实验包括两部分，一是细菌的培养，二是真菌的培养。复习中主要抓住三方面，理 解实验原理；熟记实验过程；注意实验细节。细菌和真菌培养主要不同点见下表:培养基主要原料pHpH火菌细菌的培养牛肉膏、蛋白胨等7.47.4 7.67.698kPa98kPa、20min20min真菌的培养木屑或棉籽壳等6.56.5147147 kPakPa、1 1 2h2h培养细菌的实验过程可归纳如下:称量T融化T调节 pHpHT分装T包扎T火菌T搁置斜面T接种T培养T观察培养真菌的实验过程可归纳如下:称量T拌料T调节 pHpHT分装T包扎T火菌TT接种T培养T收获细节方面注意：琼脂是凝固剂，在配制固体培养基时必须要加，且在牛肉膏和蛋 白胨融化后再加。调节pHpH 要在融化后分装前进行。注意几个比例1/51/5、2/32/3、1/21/2，灌装培养基高度不能超过试管的1/51/5，棉塞要塞入 2/32/3,搁置斜面不能超过试管的1/21/2。接种前手用酒精棉球消毒后，要等酒精挥发后才能点燃酒精灯接种一定要在酒精灯火焰上方进 行，菌种试管在下，从自分离屋的窗种基因H 程 鈿胞,#* 1H1扩:咅叔养驾莒/发酵罐原料*培养基配制之间的关系也要知道， 所以复习中采取简单归纳,重点了解有关知识即可。 可将酶