(共16张PPT)
像科学家一样去观察！
像科学家一样去思考！
像科学家一样去实验！
像科学家一样去观察！
像科学家一样去思考！
像科学家一样去实验！
一株玉米从苗到结实的一生中
生长期中总吸水量 204.2公斤 100%
作为组成成分的水 1.9公斤 0.92%
维持生理过程的水 0.25公斤 0.12%
202公斤 98.9%
＝ ？
－
－
散失了
推理1，植物共有 、 、 、
、 、 六种器官，根是吸水
的器官，如果水分由根散发，那么我们
盆栽的植物就不必经常浇水了，所以水
分（可能，不可能）从根散发。
根
茎
叶
花
果实
种子
不可能
推理2，茎、叶、花、果实、种子是
地面部分，水分如果以液体状态从这
些器官散出，我们将看到茎、叶等器
官上有水滴出，事实上我们（很少，
经常）看到茎、叶等器官上有水滴出，
这说明水分（可能，不可能）以液体
状态散出；同理，水也不可能以固体
（冰）的形式从这些器官散出。
很少
不可能
不可能
推理3，水蒸气是我们看不到的，
水分（可能，不可能）以水蒸气的状
态从这些器官散出。
可能
推理4，种子一般都藏在果实内部，
所以水分（可能，不可能）从种子
散发。
不可能
结论：
水分可能以水蒸气的状态从茎、叶、花、
果实等器官散出
分组讨论：
如何实验看水分是从茎、叶、花、
果实的哪一个器官散发？
经实验表明：
水分以水蒸气的形式主要从叶中散发出去，这一现象我们称为
蒸腾作用
水从叶的哪一结构散发出去？
气孔
联想：
在炎热的太阳下，我们容易晒伤，而大树却不会。
出汗时，一阵风吹过，我们会觉得很凉爽
蒸腾作用（可能、不可能）对大树起降温作用
可能
蒸腾作用的意义：
1、降低叶面温度，防止叶肉细胞被阳光灼伤
2、促进水和无机盐的吸收和运输
日常生活中，我们常看到这样的现象：
1、喜欢阳光的植物放到室内往往生长不好
2、长期养在室内的植物如龟背竹等突然放到室外任阳光照射很容易被晒伤，但一直养在室外的龟背竹却不会被晒伤
根据所学知识，你认为这些现象和什么有关？
活动：
探究植物气孔的数目和分布
提出问题
作出假设
制定实验计划
实验实验计划
分析和结论(共32张PPT)
第二章 生命的基本单位——细胞
第一节：细胞的结构和功能
1、细胞的大小；
2、细胞的形态；
3、细胞的种类
真核细胞（细胞中有成形的细胞核）：绝大多数生物
原核细胞（细胞中没有核膜包围的细胞核）：
衣原体、支原体、细菌、蓝藻和放线菌等
4、细胞虽然都很小，但是都有非常精细的结构和复杂的自控功能，这些就是细胞之所以能够进行一切生命活动的基础。
5、植物细胞和动物细胞的亚显微结构和比较；
一 细胞膜的结构和功能
（一）细胞膜的位置和厚度
（二）细胞膜的化学组成： 磷脂和蛋白质分子
（三）细胞膜的结构
1．磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架；
2．蛋白质分子覆盖、嵌插、贯穿在整个磷脂双分子层中；
一、知识结构
3．细胞膜的表面有一层蛋白质和多糖形成的糖蛋白（糖被）；
糖被的功能：（1）保护和润滑的作用，如消化道或呼吸道的上皮细胞的表面；
（2）细胞表面的识别作用 ；
4．结构特点
构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是可以运动的，具有一定的流动性。
变形虫的捕食
白细胞吞噬病菌
细胞的融合等
（四）细胞膜的主要功能
1．在细胞物质运输中的作用
（1）活细胞不停地进行新陈代谢作用，它必须不断地与周围环境交换物质，物质通过细胞膜进出细胞。
进出细胞方式 具体物质
自由扩散 脂溶性物质和水溶性物质
主动运输 离子和一些有机小分子
内吞作用
外排作用 大分子物质
颗粒性物质
（2）自由扩散和主动运输的比较：
方式
项目 自由扩散 主动运输
方向 顺浓度梯度 逆浓度梯度
载体 不需要 需要
能量 不耗能 需要耗能
实例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等 K+、Na+、氨基酸等
图示
2．分隔界膜
3．细胞识别、分泌、排泄、免疫等
（五）细胞壁
1．化学本质
纤维素和果胶——用纤维素酶和果胶酶可以去掉植物细胞的细胞壁
用15%的盐酸处理，可使细胞分离（解离）
3．有支持和保护的作用
2．细胞壁是全透性 的
二、要点点拨
1、影响自由扩散和主动运输的因素
a．影响自由扩散的因素——膜两侧的浓度差
b．影响主动运输的因素
种类：决定可以运输哪些物质
数目：决定在单位时间内运输某种物质的快慢
载体
能量：在一定范围内，随着能量的增加运输的速率加快
2、功能特性
选择透过性
水分子可以自由通过
细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过
其他的离子、小分子和大分子不能通过
链接：植物根细胞吸收矿质元素具有选择性。
3、理解研究细胞膜流动性的方法。
二 细胞质的结构和功能
一、知识结构
（一）细胞质
1．在细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质叫做细胞质；
2．在光学显微镜下观察，细胞质是均匀透明的胶状物质；
3．活细胞中的细胞质处于不断流动的状态；
4．细胞质包括细胞质基质和细胞器；
（二）细胞质基质
1．化学成分：水、无机盐离子、脂类、糖类、蛋白质（多种酶）、氨基酸、核苷酸等；
2．功能：（1）新陈代谢的主要场所；
（2）为新陈代谢的进行提供一定的物质和环境条件；
（三）细胞器
1．线粒体（相对封闭的双层膜结构）
（1）分布
（2）形态
（3）结构
（4）功能
2．叶绿体（相对封闭的双层膜结构）
（1）分布
（2）形态
（3）结构
（4）功能
线粒体和叶绿体的比较？
3．内质网（单层膜）
种类 滑面内质网
（表面无核糖体附着） 粗面内质网
（表面有核糖体附着）
结构 由膜结构连接而成的网状结构
功能
4．核糖体（无膜结构）
种类 具体功能
附着的核糖体
游离的核糖体
延伸：在分裂活动旺盛的细胞中，游离的核糖体的数目较多，并且分布均匀，这一点已被用来作为辨认肿瘤细胞的标志之一。
参与某些脂类、糖类和激素的合成
蛋白质运输的通道
增大了细胞内的膜面积，膜上附着多种酶，为细胞内各种化学反应的进行提供了条件有机物合成的“车间”
主要合成某些专供输送到细胞外面的分泌物质，如抗体、酶原或蛋白质类的激素。
主要合成分布在细胞质中或供细胞本身生长所需要的蛋白质分子，此外还合成某些特殊的蛋白质，如血红蛋白。
5．高尔基体（单层膜结构）
动物细胞中
植物细胞中
说明：高尔基体是一种在动植物细胞中都有，但功能却是不相同的一种细胞器！
与细胞分泌物的形成有关，对分泌蛋白进行加工和运输 蛋白质的“加工厂”
与细胞壁的形成有关，有丝分裂末期高尔基体集中到细胞板附近，参与合成纤维素
6．中心体（无膜结构）
（1）分布：动物细胞和低等植物细胞中，通常位于细胞核附近
（2）结构：由两个互相垂直的中心粒和周围物质组成
（3）功能：与动物细胞和低等植物细胞的有丝分裂有关
参与形成纺锤体、决定细胞分裂的方向
7．液泡（单层膜结构）
（1）分布：成熟的植物细胞中 90%
（2）结构
液泡膜
细胞液：含有糖类、无机盐、
色素和蛋白质等物质
（3）功能
①调节细胞的内环境
②使细胞保持一定的渗透压，保持膨胀的状态。
二、要点点拨
1、细胞结构和功能相适应：
①不同功能的细胞所含的细胞器不同，如心肌细胞中的线粒体明显多于平滑肌细胞；
②同一细胞在不同生理状态下，细胞器也不同，如冬眠动物肝脏细胞中线粒体数量明显多于正常状态下；
③同一细胞中不同部位由于功能不同，细胞器分布也不同，如精子细胞中线粒体主要集中于颈部。
④细胞的某一生理功能是由多种细胞器协同完成的。
如分泌蛋白（胰岛素、消化酶和抗体等）的形成和核糖体、内质网、高尔基体和线粒体有关。
2、注意细胞器结构和第三章新陈代谢的联系。
例如：在叶绿体的基粒和基质上进行的反应；
在线粒体基质中的进行的反应。
3、学会判断某物质在细胞器之间交换时需要穿过膜的层数
4、熟悉植物细胞和动物细胞的结构特点，解决好相关的填图题。
三、典型例题
例1：（2003年江苏高考第1题）叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（ ）
A．叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上
B．叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
D．光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
例2：研究人员对分别取自3种不同的生物的部分细胞(甲、乙、丙、)进行观察和分析，获得实验结果如下表。（表中“√”表示有，“×”表示无）
细胞 核仁 叶绿素等光合色素 叶绿体 线粒体 中心体 核糖体 纤维素酶处理
甲 × √ × × × √ 无变化
乙 √ × × × √ √ 无变化
丙 √ √ √ √ × √ 外层结构被破坏
则：甲、乙、丙三种细胞分别最可能取自下列哪类生物？
光合细菌 蛔虫 水稻
A
（蛔虫 光合细菌 水稻 ）
例3：菠菜、海绵组织细胞和人的骨骼肌细胞内有，而蓝藻细胞没有的结构是 （ ）
A．线粒体和核糖体
B．染色体和质体
C．RNA和叶绿体
D．高尔基体和线粒体
D
三 细胞核的结构和功能
（一）细胞核的结构
一、知识结构
（二）染色体和染色质
（四）原核细胞与真核细胞的区别
细胞
比较项目 原核细胞 真核细胞
大小 1~10um 20~100um
细胞壁
核结构
细胞器
生物种类
（三）细胞核的功能
1．细胞核是遗传物质储存和复制的场所；
2．是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心；
主要成分为肽聚糖
主要成分为纤维素、果胶
①无核膜、核仁，有核区
②DNA单独存在，没有蛋白质
①有核膜、核仁，典型的细胞核
②DNA和蛋白质结合形成染色体
只有游离的核糖体
各种细胞器基本都有
支原体、细菌、蓝藻、放线菌
绝大多数生物
二、要点点拨
1、细胞是一个统一的整体：
（1）从结构上看：①细胞核与细胞质通过核孔互相沟通；②核膜与内质网膜、细胞膜、高尔基体膜等互相连接，构成细胞完整的“生物膜系统”。
（2）从功能上看：细胞各部分的结构、功能虽不同，但它们是相互联系、分工合作、协调一致的共同完成各项生命活动。
（3）从调控上看：细胞核内携带遗传信息的DNA是决定细胞结构和功能的主要因素，因此细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的，使细胞形成一个整体的调控系统。
（4）从与外界的关系看：细胞的整体性还表现在每一个细胞都要与相邻细胞进行物质交换和能量转换，而与外界环境直接接触的细胞都可与外界进行物质交换和能量转换，因此，细胞与外界之间形成一个统一整体。
3、细胞核和细胞质之间的关系
（1）人的红细胞和精子的寿命都较短
（2）变形虫的实验
例2：用一根玻璃针将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存。如果在去核后三天，再植回一个细胞核，这个变形虫生活正常。
细胞的分化、癌变和衰老
一、知识结构
1．细胞分化：
（1）特点：
（2）实质：
（3）结果：
（4）意义：
2、细胞的癌变
（1）癌细胞：一类不能正常地完成细胞分化，不受有机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
（2）特征
无限增殖（正常细胞能够分裂50-60次，而癌细胞却不受限制）
改变形态结构
易转移、扩散（细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此之间的黏着性减少）
持久性（发生在整个生命过程中）；稳定性（一般不可逆转）。
细胞中基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
形成了各种不同的细胞、组织
细胞的分裂和分化是生物正常生长发育的基础。
（3）癌变的原理
3、细胞的衰老
（1）正常生命现象：发生→分化→衰老→死亡
（2）主要特征：
①水分减少，体积变小，代谢减缓
②酶活性降低，导致白发等
③色素积累，如老年斑
④呼吸减慢，核增大，染色质固缩
⑤膜通透性改变
二、要点点拨
1、理解细胞分裂和细胞分化的过程、差别和意义。
2、细胞分化的实质是细胞中的基因在一定时间和空间内选择表达的结果，并不是遗传物质的改变。
3、理解细胞分化的特征，尤其是细胞分化一般是不可逆转的，但有特例组织培养中的“脱分化”。
4、学会判断癌细胞的特征和细胞衰老的特征。
5、理解细胞全能性的概念。
三、典型例题
例1：（2001年上海高考）人胰岛细胞产生胰岛素，肝脏细胞能合成大量谷丙转氨酶，胰岛细胞中 （ ）
A．只有胰岛素基因 B．比人受精卵的基因要少
C．既有胰岛素基因，也有谷丙转氨酶基因和其他基因
D．有胰岛素基因和其他基因，但没有谷丙转氨酶基因
例2：细胞分化过程中，不会出现的是 （ ）
A．细胞表面结构改变 B．细胞器的种类和数量改变
C．蛋白质种类和数量的改变 D．细胞核遗传物质的改变
例3：与生物体正常生长发育密切相关的生理过程是（ ）
A．细胞分裂 B．细胞分化
C．细胞生长 D．A、B、C均是
C
D
D(共14张PPT)
植物的激素调节
植物的向性运动
植物受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动
举例：植物幼苗的向光性生长
根的向重力性生长
根的向水性生长
根的向肥性生长
玉米幼苗在单侧光下
玉米幼苗在黑暗中
设计实验：
作出预期：
玉米幼苗在单侧光下
设计实验：
作出预期：
去掉胚芽鞘尖端的玉米幼苗在单侧光下
作出预期：
作出预期：
设计实验：
作出预期：
生长素的生理作用
生长素的运输：
感光部位：
生长素的生理作用
10-10
10-4
10-8
10-6
10-2
0
促进生长
抑制生长
c/mol·L-1
根
芽
茎
生长素对植物生长的作用，往往具有两重性。
与生长素的浓度和植物器官种类有关
顶端优势——植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象
A
B
C
D
这些芽发育成枝的顺序是 。
如果剪去顶芽，则A芽将 ，原因是 。此时 芽的生长素浓度最高， 芽处的生长素浓度最低。
D、C、B、A
发育成枝
破坏了顶端优势
B
A
生长素在农业生产上的应用
第二，促进果实发育。
第三，防止落花落果。
第一，促进扦插的枝条生根。
其他植物激素
A
B
C
D
哪些枝条能生根成活？
胚珠
种子
子房
发育
生长素
果实
合成
促进
发育
如何获得无子果实？(共1张PPT)
自己
父亲
母亲
祖父
祖母
外祖父
外祖母
叔父
姑妈
舅舅
姨妈
表兄妹
堂兄妹
兄弟
姐妹
表兄妹
表兄妹
子 女
孙子女
外孙子女
直系血亲和三代以内的旁系血亲(共23张PPT)
第二节 微生物的营养、代谢和生长
1、营养物质和营养的概念
2、人体所需的营养物质有哪些 这些营养物质的主要功能有哪些
科学家一般把能够维持机体正常生命活动、保证机体生长发育和生殖的外源物质，称为营养物质。
把机体摄取和利用营养物质的过程称为营养。
提供能量、提供构建和修复机体组织的物质、提供调节机体生理功能的物质。
元素 细菌 酵母菌 霉菌
C 50 49.8 47.9
H 8 6.7 6.7
O 20 31.1 40.2
N 15 12.4 5.2
P 3 <0.1 <0.1
S 1 —— ——
几种微生物细胞的化学组成
2、差异性：不同的微生物化学组成不同。
结论
1、统一性：微生物细胞的化学组成与其他生物的大体相同,也是由C、H、O、N、P、S以及其他元素组成，其中C、H、O、N占细胞干重的90%以上，这些元素最终来自外界环境中的各种化合物。
阅读思考
1、什么是微生物的碳源 微生物需要的碳源主要有哪些 主要有什么作用
2、什么是微生物的氮源 氮源对微生物生长、代谢、繁殖有何意义 通常微生物需要的氮源的种类有哪些
一、碳源
概念：
凡能为微生物提供所需碳元素的营养物质
无机碳源：CO2、NaHCO3等
有机碳源：糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等
1、主要用于构成微生物的细胞物质和一些代谢产物
2、异养微生物的主要能源物质
不同种类的微生物，对碳源需要差别大（例）
来源
作用
说明：
研究课题一：关于自养微生物和异养微生物碳源的利用和能量的来源。
2、异养微生物生命活动所需的能源主要依靠物质氧化分解放能，碳源是异养微生物的主要能源物质；某些异养微生物也可以光能作为能源，例如红螺菌，它不能以CO2作为主要或唯一碳源，而需要有机物参与，才能利用光能将CO2还原成细胞物质，这种营养类型称为光能异养型。
1、自养微生物以CO2或碳酸盐为唯一碳源进行代谢生长；异养微生物必须以有机物为碳源进行代谢生长。
不同的微生物所需要的碳源不同
营养类型 能源 基本碳源 代表生物
光能自养
光能异养
化能自养
化能异养
光
CO2
蓝细菌、藻类等
光
CO2与简单的有机物
红螺菌科
无机物
CO2
硝化细菌、硫细菌、铁细菌
有机物
有机物
绝大多数细菌与全部真核微生物
研究课题二：利用某些微生物碳源的特殊性解决环境污染、粮食危机等问题。
1、利用某些细菌、放线菌、酵母菌以石油作为碳源的原理，消除石油污染。
2、运用某些细菌可以分解、利用氰化物、酚等有毒物质的原理处理有害物质。
3、研究开发以纤维素、石油、CO2、H2等作为碳源和能源的工业微生物，解决工业发酵用粮与人们日常用粮的矛盾。
二、氮源
说明：
作用：
来源
概念：
凡能为微生物提供所需氮元素的营养物质
无机氮源：N2、氨、铵盐、硝酸盐等
有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等
主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物
异养微生物：含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源
课题三：关于氮源物质的来源和作用
1、对许多微生物来说，既可利用无机含氮化合物作为氮源，也可利用有机含氮化合物作为氮源；
2、固氮微生物可以利用氮气作为氮源进行生长；
3、铵盐、硝酸盐等既可作为微生物最常用的氮源，也可作为某些化能自养微生物的能源物质；
4、自养微生物与异养微生物类型的划分主要是依靠能否以CO2作为生长的主要或唯一碳源，而不决定于氮源。
有些微生物，如乳酸杆菌，在得到充足的碳源、氮源、水、无机盐供应时，并不能正常生长，假如要使乳酸杆菌正常生长，则需要在培养基中补充部分维生素、氨基酸等，但补充的量往往很少，那么，为何乳酸杆菌缺乏这些物质时不能正常生长 这些物质的作用机理是什么 这些物质属于微生物所需的哪一类营养物质
三、生长因子
微生物 生长因子 需要量(微克)
肠膜状乳杆菌 胱氨酸 5
白喉棒杆菌 丙氨酸 1.5
破伤风梭状芽孢杆菌 尿嘧啶 4
阿拉伯聚糖乳杆菌 泛酸 0.02
粪链球菌 叶酸 200
干酪乳杆菌 生物素 0.001
某些微生物生长所需的生长因子及需要量
讨论：如何证明某种物质是某种
微生物的生长因子？
思路：在含碳源、氮源、水、无机盐但缺乏某种物质的培养基中培养微生物，微生物不能生长或生长极差，向培养基加入该种物质，微生物正常生长。
1、是否任何种类的微生物正常生长都需要生长因子
2、是否在培养任何种类的微生物时都需要在培养基中补充生长因子呢
3、通常微生物的生长因子有哪些 生长因子的量对微生物的代谢有何影响
反馈练习
1、同一种物质不可能既作碳源又作氮源。
2、凡是碳源都能提供能量。
3、除水以外的无机物仅提供无机盐。
4、无机氮源也能提供能量。
培养基的配制原则
第一个原则是目的要明确:目的包含两层含义，一指培养的微生物种类、二指培养的目的，是用于生产还是科学研究，因为二者对培养基的化学成分、物理状态等方面要求不同，例如用于生产的培养基应具有原料易得、价格低廉、配制方便等特点，而用于科学研究的培养基应具有成分含量准确，可多次重复实验的特点。
第二个原则是营养要协调:它表现在两个方面，一是营养物质的浓度要适宜，二是营养物质间的浓度比例要适宜。
第三个原则是pH要适宜：由于微生物在生长代谢过程中营养物质利用和代谢产物的形成往往会改变环境中的pH，为了维持培养基中出的相对恒定，可在培养基中加入缓冲剂，最常用的缓冲剂是磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。
培养基的种类
自学教材第87页的内容。
①按照物理性质划分培养基
②按照化学成分划分培养基
③按照培养基的用途
按培养基物理性质划分:
名称 特征 功能
固体培养基 外观显固体状态的培养基 主要用于微生物的分离、鉴定
半固体培养基 在凝固性固体培养基中的凝固剂含量低于正常量，培养基呈现出在容器倒放时不致流下，但振荡则能破散的状态 用于细菌动力观察、微生物的趋化性研究、各种厌氧菌的培养、菌种保藏
液体培养基 呈液体状态的培养基 主要用于工业生产
按培养基的化学成分划分
种类 特征 用途
天然培养基 用化学成分不明确的天然物质配成 主要用于工业生产
合成培养基 用化学成分已知的化学物质配成 主要用于微生物的分类、鉴定
按培养基的功能分
种类 制备方法 原理 用途 例
选择培养基 培养基中加如某种化学成分 根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基 使混合菌样中的劣势菌变成优势菌，从而提高该菌的筛选率 加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌
鉴别培养基 加如某种试剂或化学药品 依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中特定试剂或化学药品反应，产生明显的特征变化而设计 鉴别和区分菌落相似的微生物 伊红和美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌
①分离固氮微生物，需用何种类型的培养基？
②如何检查自来水中大肠秆菌是否超标？
思考:(共33张PPT)
微生物的代谢
教学目标
1.微生物细胞内产生的代谢产物的种类和主要功能；
理解：
应用：
1.微生物代谢的调节方式
2.微生物代谢的人工控制；
工业生产广泛应用微生物，你知道最重要的原因是什么吗？
（一）微生物代谢的特点：
微生物的表面积／体积的比值很大，约是同等重量的成人的30万倍，它对微生物有何意义呢？
（一）微生物代谢的特点：
代谢旺盛
微生物的表面积与体积比大，利于外界物质交换；对与物质的转化利用快。
思考：
1. 我们一般把怎样的一些物质称为微生物的初级代谢产物呢？
2. 这些物质对微生物的生长、繁殖有何意义呢？
3. 不同的微生物的初级代谢产物是否相同？
4 . 微生物的次级代谢产物呢？
内容 初级代谢产物 次级代谢产物
不
同
点 生长繁殖是否必需
产生阶段
种的特异性
分布
举例
相同点
（二）、微生物的代谢产物
是
否
一直产生
生长到一定阶段产生
否
是
细胞内
细胞内或外
氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等
抗生素、毒素、激素、色素
均在微生物细胞的调节下，有步骤产生
微生物的生命活动受什么调节
实例1：大肠杆菌合成异亮氨酸的调节。
苏氨酸
苏氨酸脱氢酶
a—酮丁酸
异亮氨酸
当异亮氨酸积累过量，会抑制苏氨酸脱氢酶的活性，异亮氨酸合成停止。
实例2：亮白曲霉原来不能合成蔗糖酶，所以不能利用蔗糖，但如果在培养基内加入蔗糖，一段时间后，可以合成蔗糖酶，并利用蔗糖。
实例1，通过调节酶的 ，控制代谢过程；
实例2.，通过调节酶的 ，控制代谢过程
分析讨论：
活性
合成
（三）、微生物代谢的调节：
微生物代谢调节
的主要方式
酶合成的调节
酶活性的调节
１.酶合成的调节：
酶合成调节
调节对象
调节结果
调节本质
调节特点
调节意义
组成酶与诱导酶的区别
１.酶合成的调节：
组成酶与诱导酶的区别
组成酶是微生物细胞内一直存在的酶，它们的合成 只受遗传物质的控制
诱导酶则是在环境中存在某种物质的情况下能够合 成的酶它们的合成受遗传物质和诱导物的双 重调控
１.酶合成的调节：
酶合成调节
调节对象
调节结果
调节本质
调节特点
调节意义
诱导酶
细胞内酶的种类增多
基因水平调节,控制酶的合成
间接、缓慢
既保证代谢需要，又避免细胞内物质和能量浪费
环境中存在葡萄糖时
环境中无葡萄糖而有乳糖时
葡萄糖
酶Ⅰ
大肠杆菌
乳糖
酶Ⅱ
大肠杆菌
乳糖
酶Ⅱ
大肠杆菌
大肠杆菌利用碳源的途径
２.酶活性的调节：
酶活性调节
调节对象
调节结果
调节本质
调节特点
调节 意义
所有酶（组成酶和诱导酶）
酶活性的可逆性改变
代谢水平调节，调节酶的活性
快速、精确
避免代谢产物积累过多
葡萄糖
中间产物
a—酮戊二酸
谷氨酸
谷氨酸脱氢酶
NH+4
抑制
谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
两种调节方式的区别与联系：
联系
调节意义
调节特点
调节本质
调节结果
调节对象
酶活性调节
酶合成调节
诱导酶
所有酶（组成酶和诱导酶）
细胞内酶的种类增多
酶活性的可逆性改变
基因水平调节, 控制酶的合成
代谢水平调节，调节酶的活性
间接、缓慢
快速、精细
既保证代谢需要，又避免细胞内物质和能量浪费
避免代谢产物积累过多
细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、准确控制代谢的正常进行。
（四）、微生物代谢的人工控制：
人工控制微生物代谢的有何目的？
（最大限度积累对人类有用的代谢产物）
讨论：
实例1：黄色短杆菌合成赖氨酸的途径
实例2：谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
（四）、微生物代谢的人工控制：
人工控制微生物代谢的有何目的？
（最大限度积累对人类有用的代谢产物）
讨论：
实例1：黄色短杆菌合成赖氨酸的途径
实例2：谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
讨论：
综合以上信息，你认为怎样才能使得黄色短杆菌大量积累赖氨酸呢？
在生产实际中，究竟是如何通过改变微生物的遗传特性来达到最大限度的积累微生物的代谢产物的呢？
（改变微生物的遗传特性）
（可利用诱变育种和基因工程的方法）
如何使细胞内的谷氨酸不会抑制谷氨酸脱氢酶的活性？
（细胞内谷氨酸浓度下降）
如何使细胞内的谷氨酸浓度下降？
（将细胞内谷氨酸透出细胞）
如何细胞内谷氨酸通过细胞膜到达细胞外？
（改变细胞膜的透性）
四微生物代谢的人工控制
目的：
最大限度积累对人类有用的代谢产物
措施：
1.改变微生物的遗传特性
2.控制代谢条件（发酵条件）
（1）诱变育种
（2）基因工程育种
实例：
黄色短杆菌合成赖氨酸的途径
谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
控制对象 控制方式
改变微生物遗传特性
控制发酵条件 溶解氧
PH值
温度
代谢产物、营养
①对需氧型微生物提供适宜的氧，以通气量和搅拌速度控制溶解氧量；②厌氧微生物控制氧。
诱变处理，选择符合生产要求的菌种
过程加入酸、碱性物质，或在培养基调整适宜PH值后加入缓冲对；
注意控制温度，尤其注意降温（如冷却水），使温度控制在适宜的范围；
注意排除代谢产物，补充营养物质，一般采用连续培养技术；
二、微生物的代谢
（一.）微生物代谢的特点：
（二.）微生物的代谢产物：
1.初级代谢产物：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等
2.次级代谢产物：抗生素、毒素、激素、色素
（三.）微生物代谢的调节：
1.酶合成调节：主要为酶合成的诱导
2.酶活性调节：主要为酶活性的抑制
（四.）微生物代谢的人工控制：
1.目的
2.措施
3.实例
巩固练习：
1.测定3类细菌对氧的需要，让它们在3个不同的试管中生长，下图显示了细菌的生长层。据此判断：只能在有氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是-----------------------------------------（ ）
棉花
棉花
棉花
B. Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
D.Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、、
C.Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ
D
酶Ⅲ
酶Ⅱ
2.右图是黄色短杆菌合成赖氨酸的途径，请判断该途径的调节方式是--------（ ）
A. 酶合成的调节
B. 酶活性的调节
C. 既有酶合成的调节， 又有酶活性的调节
D . 既有组成酶的合成调节，又有诱导酶的合成调节
酶Ⅰ
天冬氨酸
中间产物Ⅰ
中间产物Ⅱ
高丝氨酸
脱氨酸
高半高丝氨酸
甲硫氨酸
苏氨酸、赖氨酸
天冬氨酸激酶
抑制活性
抑制合成
C
3.微生物的次级代谢产物是---------------------------------------（ ）
A.氨基酸、多糖、抗生素、脂类； B.核苷酸、多糖、脂类 、激素； C.抗生素、脂类、色素、毒素； D.抗生素、毒素、激素、色素
D
4.下列说法不正确的是----------------------------------------（ ）
A.初级代谢产物是微生物必需的物质
B.次级代谢产物并非是微生物必需的物质
C.次级代谢产物可在细胞的调节下产生
D. .初级代谢产物的合成无需代谢调节
D
6.下表列出了两种微生物生长所必需的生长因子和它们合成并释放的次级代谢产物。如果这两种微生物共同养在一个培养基中，它们之间最可能的关系是----------------------------（ ）
微生物名称 生长因子 次级代谢产物
红酵母 嘧啶 噻唑
毛霉 噻唑 嘧啶
A.竞争 B.寄生 C.共生 D.腐生
C
布置作业：
1.初级代谢产物和次级代谢产物的比较中正确的是----（ ）
A.初级代谢产物和次级代谢产物合成的起始时间不同
B.初级代谢产物具有菌种特异性
C.次级代谢产物对微生物的生命活动有重要作用
D. .初级代谢产物和次级代谢产物不能同时合成
2.关于微生物代谢的调节，正确的一项是--------------------（ ）
A.环境中存在某种物质时，微生物才能合成分解此物质的酶， 该酶一定是组成酶；
B.某种代谢产物在细胞内的积累，将直接导致形成此物质的酶活性下降；
C.只有改变微生物的遗传特性，才能实现对微生物代谢的人工控制；
D.一般情况下，增大细胞膜的通透性，可解除代谢产物对酶活性的抑制；
A
D
4.关于组成酶的叙述正确的是---------------------------------（ ）
A.既有胞内酶，又有胞外酶；
B.同时受遗传物质和营养物质的控制；
C.是微生物细胞内经常存在的酶；
D.大肠杆菌的半乳糖苷酶是一种组成酶；
5.下列关于微生物代谢的叙述正确的是-----------------------（ ）
A.次级代谢产物是微生物生长和繁殖所必需的；
B.将大肠杆菌从只用乳糖作碳源的培养基上转移到只用葡萄糖作碳源的培养基上，其细胞内半乳糖苷酶的合成就会停止；
C.诱导酶一旦产生，其活性就一直保持下去；
D.与酶合成调节相比，酶活性的调节是一种快速的调节方式；
C
BD
6.列表比较微生物代谢人工控制的方法：
控制对象 控制方式
改变微生物遗传特性
控制发酵条件 溶解氧
PH值
温度
代谢产物、营养
①对需氧型微生物提供适宜的氧，以通气量和搅拌速度控制溶解氧量；②厌氧微生物控制氧。
诱变处理，选择符合生产要求的菌种
过程加入酸、碱性物质，或在培养基调整适宜PH值后加入缓冲对；
注意控制温度，尤其注意降温（如冷却水），使温度控制在适宜的范围；
注意排除代谢产物，补充营养物质，一般采用连续培养技术；
7.右图是黄色短杆菌合成赖氨酸途径示意图，请据图回答：
（1）图中黄色短杆菌利用—————
合成赖氨酸、苏氨酸和——————。
（2）当—————和——————都积累过量时，就会抑制天冬氨酸激酶的活性，该过程属于—————调节。
（3）赖氨酸是人和动物的————氨基酸，利用黄色短杆菌大量生产赖氨酸就必须抑制——————形成。
（4）科学家对黄色短杆菌进行————处理，选育出不能合成———————的菌种，提高了赖氨酸的产量。该过程属于—————————————。
（5）黄色短杆菌合成的赖氨酸是——代谢产物，它合成后存在的部位是在———————。
天冬氨酸
甲硫氨酸
苏氨酸
赖氨酸
酶活性
必需
苏氨酸
诱变
高丝氨酸脱氢酶
微生物代谢的人工控制
初级
细胞内
谷氨酸脱氢酶
酶活性
8.根据右图回答问题：
（1）当终产物合成过量时，会导致合成途径中断，原因是谷氨酸抑制了————————的活性，这属于—————的调节。
（2）假设B酶只有在细胞内出现某种中间产物后才合成，则B酶是————。
（3）假设人们想利用葡萄糖、谷氨酸棒状杆菌生产a—酮戊二酸，请你利用现有的知识，设计一个大量积累a—酮戊二酸的方案：——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————。
诱导酶
方案一：对谷氨酸棒状杆菌进行诱变处理，利用选择培养基，从中选育出不能合成谷氨酸脱氢酶的菌种；
方案二：利用基因工程手段，对控制合成谷氨酸脱氢酶的基因进行改造，使其不能合成谷氨酸脱氢酶；
讨论：
①.微生物是否在所有场合、所有时间内都合成它们所能合成的全部酶类？这有何意义？
②.组成酶、诱导酶合成的条件是什么？
③.大肠杆菌乳糖代谢有何特点？大肠杆菌乳糖代谢基因的表达调控过程有何特点？
④.根据原核生物基因表达调控过程，酶合成的调节属于哪种水平的调节方式？若诱导酶在没有诱导物的情况下也能合成，有哪些方法？
⑤.诱导酶是否接受酶活性调节？
⑥.通过书中酶活性调节实例分析，它于高等动物激素调节的哪种方式有相似之处？
⑦.为什么酶活性调节比酶合成调节快速、精确？
葡萄糖
中间产物
a—酮戊二酸
谷氨酸
谷氨酸脱氢酶
NH+4
抑制
谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
天冬氨酸
中间产物Ⅰ
中间产物Ⅱ
高丝氨酸
甲硫氨酸
苏氨酸 赖氨酸
天冬氨酸激酶
黄色短杆菌合成赖氨酸的途径
天冬氨酸
中间产物Ⅰ
中间产物Ⅱ
高丝氨酸
甲硫氨酸
苏氨酸 赖氨酸
天冬氨酸激酶
抑制
苏氨酸 赖氨酸
黄色短杆菌合成赖氨酸的途径
高丝氨酸
脱氢酶
