高中生物微生物的特徵（高考中的明星生物）
2023-06-08 06:24:11
話說酵母菌之所以是明星是因為它露面多啊。酵母菌是模式生物，很多研究都在它身上進行，就連今年的諾貝爾獎得主大隅良典研究細胞自噬的關鍵實驗也是在酵母菌身上進行的。它在科研界的地位可見一斑，當然這也註定它在高中課本中的地位也是無人能敵的。看（人教版）：
必修一：P6：練習，知道了酵母菌是活細胞。
必修一：P7：用高倍鏡觀察細胞，知道了酵母菌是單細胞真菌，是真核生物。
必修一：P14：練習.
必修一：P81：關於酶本質的探索
必修一：P91：探究酵母菌細胞呼吸的方式，酵母菌能進行有氧呼吸和無氧呼吸——兼性厭氧菌
必修一：P96：練習.
必修三：P68：種群數量變化——血細胞計數板計數酵母菌的數量
必修三：P85：練習
選修一：P2：釀酒——利用酵母菌製作果酒
選修一：P6：腐乳的製作
選修一：P49：酵母細胞的固定化
酵母菌是微生物中的「大家族」，在自然界中分布廣泛。在人教版高中生物教科書中，頻頻出現酵母菌，比如關於酶本質的探索、探究細胞呼吸的方式、探究酵培養液中母菌種群數量的變化、果酒的製作、酵母菌細胞的固定化等，可謂高中生物中的明星了。在高考中也常以「酵母菌」為素材來命題，考查的知識面廣，命題角度多樣。本文就酵母菌的相關考點以及近年來的高考題賞析來複習酵母菌。
考點1 酵母菌的細胞結構
例1：關於酵母菌的敘述，錯誤的是（ ）
A．酵母菌既含有核基因，又含有線粒體基因
B．酵母菌無氧呼吸的終產物經主動運輸到細胞外
C．培養液中酵母菌的種群數量在培養早期呈「J」型增長
D．碳源充足和不充足的培養液中酵母菌種群的K值不同
解析：酵母菌屬於單細胞的真菌，從細胞結構上屬於真核生物，即包括細胞壁、細胞膜、細胞質、各種細胞器、細胞核；酵母菌無氧呼吸的產物是二氧化碳和酒精，二者都以自由擴散的方式通過細胞膜。
考點2 酵母菌的增殖
例2：右圖為不同培養階段酵母菌種群數量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線，請回答下列問題：
（1）曲線AB段酵母菌呼吸發生的場所是___________；曲線BC段酵母菌呼吸的方式是__________________。
（2）酵母菌種群數量從C點開始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，還有___________、______________。
（3）在T1—T2時段，單位時間內酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有___________、____________。
(4)某同學在T3時取樣，統計的酵母菌種群數量明顯高於D點對應的數量，原因可能有_________、___________和用血球計算板計數時出現錯誤等。
解析：該題考查了細胞呼吸、種群數量變化的原因等內容。圖中AB段無乙醇產生，因此知只進行有氧呼吸；BC段，乙醇開始產生，酵母菌數量仍在繼續增加，因此這一區間內的細胞既進行無氧呼吸，也同時進行有氧呼吸；BC段，酵母菌數量繼續增加至最大值、乙醇開始產生並不斷增加，酵母菌數量增多、酵母菌進行產乙醇的無氧呼吸，產能少，需消耗更多葡萄糖。酵母菌數量在C點下降，除營養物的供應問題外，還應考慮其代謝產物（乙醇和二氧化碳）的積累對其繁殖的影響。使用血細胞計數板進行計數時應該染色，不然統計的菌數包括了死菌。
答案：
(1)細胞質基質和線粒體有氧呼吸和無氧呼吸(2)乙醇含量過高培養液的pH下降(3)酵母菌進行無氧呼吸，產生的能量少酵母菌種群數量增多(4)取樣時培養液未搖勻，從底部取樣未染色，統計的菌體數包含了死亡的菌體
例3：有關探究培養液中酵母菌數量動態變化的實驗，正確的敘述是( )
A．改變培養液的pH值不影響K值(環境容納量)大小
B．用樣方法調查玻璃容器中酵母菌數量的變化
C．取適量培養液滴於普通載玻片後對酵母菌準確計數
D．營養條件並非影響酵母菌種群數量變化的唯一因素
解析：此題直接考查該實驗操作方法和有關種群的知識，酵母菌培養液除需要營養物質以外，還必須要維持適宜的pH值，pH值會直接影響K值(環境容納量)大小，所以A選項錯；D項正確。使用血細胞計數板抽樣檢測法調查酵母菌的種群數量變化，通過取多次調查的平均值進行估算，而不能準確計數。血細胞計數板抽樣檢測法用到像調查植物種群數量變化的樣方法，但不等同於樣方法。所以B選項錯；C項也錯誤。
例4：下圖為酵母菌細胞結構示意圈。請回答下列問題：
(1)酵母菌細胞結構與菠菜葉肉細胞相比．最主要的區別是酵母菌___ ____；與藍藻細胞相比，最主要的區別是酵母菌。
(2)圖中含有RNA的結構有(填序號)。
(3)圖中不能直接分解葡萄糖但能釋放CO2的結構是(填序號)。
(4)為製備酵母菌原生質體，需用酶解法除去結構①，但應在溶液中進行。
(5)為探究培養液中酵母菌種群數量的動態變化，某同學進行了如下操作。其中操作正確的有(填下列操作的序號)。
①將適量乾酵母放人裝有一定濃度葡萄糖溶液的錐形瓶中，在適宜條件下培養
②靜置一段時間後，用吸管從錐形瓶中吸取培養液
③在血球計數板中央滴一滴培養液，蓋上蓋玻片
④用濾紙吸除血球計數板邊緣多餘培養液
⑤將計數板放在載物臺中央，待酵母菌沉降到計數室底部，在顯微鏡下觀察、計數
解析：本題以酵母菌亞顯微結構圖為載體，考查細胞結構與功能、以及探究種群數量變化的相關實驗操作步驟。（1）酵母菌為真菌，與菠菜葉肉相比，無葉綠體；成熟的酵母菌有以個明顯的液泡，即⑦結構。（2）RNA存在於細胞核、核糖體、線粒體、細胞質中，對應的是②④⑥⑧（3）線粒體是有氧呼吸的主要場所，進行有氧呼吸第二、三階段，分解的底物都是丙酮酸。（4）酵母菌具有細胞壁，可以保護酵母菌不會因吸水而漲破，因此去除細胞壁時，為防止酵母菌吸水漲破，需要在等滲或高滲溶液中進行。（5）探究酵母菌種群數量變化時，進行酵母菌記數時，從試管中吸出培養液之前，應將試管震幾次，以便使酵母菌均勻分布，提高計數準確性。滴液前應先將蓋玻片放在計數室上，用吸管吸取培養液，滴於蓋玻片邊緣，讓培養液自行滲入。
答案：
（1）沒有葉綠體；具有核膜包被的細胞核（成形的細胞核）（2）②④⑥⑧（3）⑥（4）等滲（或高滲）（5）①④⑤
說明：酵母菌的繁殖方式分有性繁殖和無性繁殖兩種，以無性繁殖為主。芽殖是酵母菌最常見的無性繁殖方式，即成熟的酵母菌細胞先長出一個小芽體，芽體細胞長到一定程度脫離母細胞繼續生長，而後形成一個新個體。少數酵母菌以細胞分裂方式進行繁殖，叫裂殖。
酵母菌的有性繁殖，一般產生子囊孢子，其形成過程是兩種不同性別的細胞接近，各伸出一小突起相連，相連處的細胞壁溶解，兩個細胞的細胞質融合叫質配。接著兩個單倍體的核融合叫核配，並形成雙倍體的核，原來的細胞形成接合子。結合後的核進行減數分裂，形成4或8個核，以核為中心的原生質濃縮變大形成孢子，原來的結合子叫做子囊，其內的孢子，叫做子囊孢子。很多酵母菌的二倍體細胞可以進行多代的營養生長繁殖，因而，在酵母菌生活周期中，存在著單倍體細胞和二倍體細胞兩種類型，都可以獨立生活。二倍體酵母菌細胞個大，生活力強，故發酵工業常利用二倍體酵母菌進行生產。
考點3 酵母菌的新陳代謝類型
例5：（2010·北京2）下列對生物細胞代謝活動的描述，不正確的是（ ）
Ａ．大腸桿菌在擬核區轉錄信使ＲＮＡ Ｂ．乳酸桿菌在細胞質基質中產乳酸
Ｃ．衣藻進行光合作用的場所是葉綠體 Ｄ．酵母菌的高爾基體負責合成蛋白質
解析：大腸桿菌屬於原核生物，沒有真正的細胞核，在擬核區進行DNA轉錄，合成信使RNA。乳酸桿菌進行無氧呼吸，在細胞質基質中產生乳酸。衣藻屬於藻類植物，進行光合作用的場所是葉綠體。核糖體是「生產蛋白質的機器」。
說明：在同化作用方面，酵母菌屬於異養型微生物；在異化作用方面，屬於兼性厭氧型微生物，即在有氧的條件下進行有氧呼吸，將糖類物質分解成CO2和H2O，釋放大量能量，供本身活動所需，並大量繁殖；在無氧的條件下，進行無氧呼吸（酒精發酵），釋放少量能量。
考點4 酵母菌的應用
例6：（2010·北京，1）在家庭中用鮮葡萄製作果酒時，正確的操作是（ ）
Ａ．讓發酵裝置接受光照 Ｂ．給發酵裝置適時排氣
Ｃ．向發酵裝置通入空氣 Ｄ．酵母菌裝置放在45℃處
解析：在無氧條件下，酵母菌能進行酒精發酵，發酵裝置不需要接受光照，發酵時也不能通入空氣，一般將發酵溫度控制在18～25℃。
例7：（2011·江蘇，3）下列與果酒、果醋和腐乳製作相關的敘述，正確的是（ ）
A．腐乳製作所需要的適宜溫度最高
B．果醋發酵包括無氧發酵和有氧發酵
C．使用的菌種分別是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌
D．使用的菌種都具有細胞壁、核糖體、DNA和RNA
解析：這道題以選修一「發酵技術的應用」為背景，較為基礎。三者所使用的菌種分別是酵母菌（單細胞真菌）、醋酸桿菌（屬於需氧型細菌）和毛黴（多細胞真菌），它們均有細胞結構；果酒、果醋和腐乳製作所需溫度分別為18～25℃、30～35℃和15～18℃；醋酸桿菌為需氧型細菌，因此進行的是有氧發酵。
例8：（2010·江蘇，7）右圖表示果酒和果醋製作過程中的物質變化過程，下列敘述正確的是（ ）
A．過程①和②都只能發生在缺氧條件下
B．過程①和都③只發生在酵母細胞的線粒體中
C．過程③和④都需要氧氣的參與
D．過程①～④所需的最適溫度基本相同
解析：本題考查細胞呼吸的過程、果酒、果醋製作過程的反應條件等。①是呼吸作用第一階段有氧無氧均可以發生，②過程只能發生在無氧條件下，A項錯誤。①在酵母菌細胞質基質中進行，③在酵母菌線粒體內進行，B項錯誤。③為有氧呼吸第二、三階段，其中第三階段需要氧氣參與，④需要氧氣參與，C項正確。過程①、②、③為酵母菌的呼吸作用，最適宜溫度約為20 ℃左右；④的最適宜溫度為30—35 ℃。
說明：酵母菌主要應用在釀酒工業中，在釀酒時要通過控制通氣情況來實現酒的最大產量，即先通氣使酵母菌進行有氧呼吸，在有氧條件下進行出芽生殖，短時間內可繁殖出大量的個體；然後隔絕空氣，在無氧條件下進行酒精發酵。
選擇題答案都刪去了，自己選。。。。
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