2025年高二（下）生物微生物分合題一、微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與分類（分述）（一）原核微生物的結(jié)構(gòu)特征原核微生物包括細菌、放線菌、藍細菌等，其細胞結(jié)構(gòu)缺乏核膜包被的細胞核，遺傳物質(zhì)直接存在于擬核區(qū)。以大腸桿菌為例，其細胞壁主要成分為肽聚糖，通過革蘭氏染色可分為陽性（如鏈球菌，細胞壁肽聚糖層厚）和陰性（如大腸桿菌，肽聚糖層薄且含脂多糖）。部分細菌具有特殊結(jié)構(gòu)：莢膜（如肺炎雙球菌的莢膜可增強致病性）、芽孢（如枯草桿菌的芽孢能抵御極端環(huán)境）、鞭毛（如霍亂弧菌的鞭毛有助于運動）。藍細菌（如念珠藻）雖無葉綠體，卻含葉綠素和藻藍素，能進行光合作用，是自然界重要的初級生產(chǎn)者。支原體作為最小的原核生物，無細胞壁，形態(tài)易變，可引起人類呼吸道感染。（二）真核微生物的多樣性酵母菌（如釀酒酵母）為單細胞真核生物，具有細胞壁（主要成分為幾丁質(zhì)）、細胞核和線粒體，通過出芽生殖或有性生殖繁殖。霉菌（如青霉菌）由菌絲構(gòu)成，可產(chǎn)生無性孢子（如分生孢子）和有性孢子（如子囊孢子），其菌絲分為營養(yǎng)菌絲（吸收營養(yǎng)）和氣生菌絲（產(chǎn)生孢子）。真菌與人類關(guān)系密切：青霉素來自青霉菌，而黃曲霉產(chǎn)生的黃曲霉毒素則具有強致癌性。（三）非細胞型微生物——病毒病毒無細胞結(jié)構(gòu)，僅由核酸（DNA或RNA）和蛋白質(zhì)外殼組成，需寄生在宿主細胞內(nèi)繁殖。按形態(tài)可分為球狀（如流感病毒）、桿狀（如煙草花葉病毒）和蝌蚪狀（如噬菌體）。以T?噬菌體為例，其復(fù)制周期包括吸附（識別大腸桿菌表面受體）、侵入（注入DNA）、生物合成（利用宿主原料合成病毒成分）、裝配和釋放（宿主細胞裂解）五個階段。二、微生物的生理代謝與生長（分述）（一）營養(yǎng)類型與能量代謝微生物的營養(yǎng)類型根據(jù)碳源和能源分為四類：光能自養(yǎng)型：如藍細菌，通過光合作用利用CO?合成有機物；化能自養(yǎng)型：如硝化細菌，通過氧化氨獲得能量，將CO?轉(zhuǎn)化為有機物；光能異養(yǎng)型：如紅螺菌，利用光能分解有機物；化能異養(yǎng)型：如大腸桿菌，依賴現(xiàn)成有機物生存，是自然界中最廣泛的類群。代謝途徑中，發(fā)酵和呼吸是產(chǎn)能的主要方式。乳酸菌在無氧條件下進行乳酸發(fā)酵，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸（如酸奶制作）；酵母菌在有氧時進行有氧呼吸（產(chǎn)生CO?和水），無氧時進行酒精發(fā)酵（產(chǎn)生乙醇和CO?，如釀酒過程）。（二）生長規(guī)律與環(huán)境調(diào)控微生物生長曲線分為四個階段：調(diào)整期：細菌適應(yīng)環(huán)境，代謝活躍但數(shù)量不增加；對數(shù)期：細菌以指數(shù)方式增殖（如大腸桿菌每20分鐘分裂一次），常用于科研實驗；穩(wěn)定期：營養(yǎng)消耗、代謝產(chǎn)物積累，出生率等于死亡率，此時可收獲代謝產(chǎn)物（如抗生素）；衰亡期：環(huán)境惡化，細胞死亡速率超過繁殖速率。環(huán)境因素對生長影響顯著：多數(shù)微生物最適pH為6-8（如細菌），而酵母菌偏酸性（pH4.5-5.5）；溫度分為最適（如人體病原菌37℃）、最低和最高生長溫度，極端環(huán)境微生物（如嗜熱菌可在90℃生存）則具有特殊的酶穩(wěn)定性。三、微生物的生態(tài)作用與應(yīng)用技術(shù)（合述）（一）生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵角色分解者：微生物通過分解作用將動植物遺體和排泄物中的有機物轉(zhuǎn)化為無機物（如CO?、NH?），供生產(chǎn)者利用。例如，腐生細菌和真菌參與碳循環(huán)和氮循環(huán)：硝化細菌將氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，反硝化細菌則將硝酸鹽還原為N?返回大氣。生產(chǎn)者：藍細菌和光合細菌通過光合作用固定CO?，是水體生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)；共生關(guān)系：根瘤菌與豆科植物共生固氮，地衣（真菌與藻類共生）能在巖石表面生長，促進土壤形成。（二）微生物技術(shù)的多領(lǐng)域應(yīng)用1.工業(yè)發(fā)酵工程谷氨酸棒狀桿菌在有氧、碳氮比3:1的條件下可大量合成谷氨酸（味精主要成分），發(fā)酵過程中需通入無菌空氣并攪拌以維持溶氧；利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇時，需控制溫度（28-30℃）和pH（4-5），通過密封發(fā)酵罐營造無氧環(huán)境。2.環(huán)境治理污水處理：活性污泥中的好氧微生物分解有機物，厭氧微生物將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為N?（脫氮）、硫酸鹽轉(zhuǎn)化為H?S（脫硫）；生物修復(fù)：假單胞菌可降解石油烴，用于治理海洋石油污染；固廢處理：甲烷桿菌在厭氧條件下分解有機物產(chǎn)生沼氣（主要成分為CH?），實現(xiàn)能源回收。3.醫(yī)藥與農(nóng)業(yè)抗生素生產(chǎn)：青霉素抑制細菌細胞壁合成，鏈霉素干擾細菌蛋白質(zhì)合成；疫苗研發(fā)：減毒活疫苗（如脊髓灰質(zhì)炎疫苗）和滅活疫苗（如流感疫苗）利用微生物抗原激發(fā)免疫反應(yīng)；生物農(nóng)藥：蘇云金桿菌產(chǎn)生的Bt毒蛋白可特異性殺死鱗翅目害蟲，減少化學(xué)農(nóng)藥使用。四、分合題型綜合應(yīng)用（合述）（一）案例分析：從土壤中分離尿素分解菌背景：尿素分解菌能分泌脲酶，將尿素分解為氨（使培養(yǎng)基pH升高，酚紅指示劑變紅）。步驟：選擇培養(yǎng)：用尿素為唯一氮源的液體培養(yǎng)基（選擇培養(yǎng)基）富集目標(biāo)菌；純化分離：采用稀釋涂布平板法，將菌液涂布于含酚紅的固體培養(yǎng)基上，37℃培養(yǎng)24-48小時；鑒定：挑選周圍變紅的菌落，進行顯微鏡觀察和脲酶活性檢測。問題：若培養(yǎng)基中混入葡萄糖，是否會影響尿素分解菌的篩選？（否，葡萄糖可作為碳源，不影響氮源選擇作用）統(tǒng)計菌落數(shù)時，為何選擇菌落數(shù)30-300的平板？（避免因稀釋倍數(shù)不當(dāng)導(dǎo)致計數(shù)誤差）（二）實驗設(shè)計：比較兩種產(chǎn)油真菌的油脂合成能力材料：土壤樣品、含抗生素的PDA培養(yǎng)基（抑制細菌生長）、尼羅紅染液（與脂質(zhì)結(jié)合發(fā)熒光）。思路：分離純化：通過平板劃線法獲得單菌落，利用顯微鏡觀察菌絲形態(tài)（區(qū)分真菌種類）；染色鑒定：將菌懸液與尼羅紅染液混合，熒光顯微鏡下觀察熒光強度（熒光越強，油脂含量越高）；定量分析：通過索氏提取法測定細胞干重中油脂的百分比，比較Z-1和D-1菌株的產(chǎn)油能力。五、微生物與人類健康（分合結(jié)合）（一）病原微生物的致病機制細菌感染：霍亂弧菌產(chǎn)生霍亂腸毒素，激活腺苷酸環(huán)化酶，導(dǎo)致小腸上皮細胞大量分泌水分和電解質(zhì)，引起劇烈腹瀉；病毒感染：流感病毒通過血凝素（HA）結(jié)合宿主細胞受體，神經(jīng)氨酸酶（NA）促進病毒釋放，其抗原漂移（基因突變）和抗原轉(zhuǎn)換（基因重組）導(dǎo)致每年流行株不同；真菌感染：白色念珠菌在免疫力低下時大量繁殖，引發(fā)鵝口瘡（口腔）或陰道炎。（二）微生物的防御與利用非特異性免疫：皮膚黏膜屏障（如汗液中的溶菌酶）、吞噬細胞（如巨噬細胞吞噬細菌）；特異性免疫：疫苗接種后，機體產(chǎn)生記憶細胞和抗體（如乙肝疫苗誘導(dǎo)抗HBs抗體）；益生菌應(yīng)用：乳酸菌（如雙歧桿菌）調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，抑制致病菌（如大腸桿菌）生長。六、分合題解題策略（一）“分”：知識點的細化與辨析概念對比：|特征|原核生物（細菌）|真核生物（酵母菌）|病毒||--------------|------------------|--------------------|---------------||細胞壁成分|肽聚糖|幾丁質(zhì)|無||遺傳物質(zhì)|DNA|DNA|DNA或RNA||繁殖方式|二分裂|出芽、有性生殖|寄生復(fù)制|實驗操作細節(jié)：滅菌（如高壓蒸汽滅菌121℃、30分鐘）vs消毒（如75%酒精消毒雙手）；平板劃線法（分離單菌落）vs稀釋涂布平板法（計數(shù)活菌）。（二）“合”：知識網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與應(yīng)用以“碳循環(huán)