2019-2020年高中生物微生物的代谢教案二旧人教选修

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1、2019-2020年高中生物微生物的代谢教案二旧人教选修●教学过程［导课］我们上一节课学习了微生物的代谢产物与微生物对自身代谢的调节的知识，知道微生物通过对自身代谢调节，使得微生物体内一般不会积累大量的代谢产物，既保证了代谢的需要，又避免了物质和能量的浪费；但在利用微生物进行工业生产的过程中，人们总希望最大限度地积累对人类有用的代谢产物。那么，假如你是一名科技工作者，你该怎么办呢？学生活动：根据各自的理解，小组成员相互讨论，最后进行班内交流。教师活动：鼓励学生提出不同观点，最后，通过引导、总结的方法，提出微生物代谢的人工控制的方法是解决以上问题的主要途径。三、微生物代谢的人工控制教师讲述：

2、微生物代谢人工控制的目的是最大限度地积累对人类有用的代谢产物。人工控制微生物代谢的主要措施有以下两种，即改变微生物的遗传特性和控制生产过程中的各种条件（即发酵条件）。1.改变微生物的遗传特性问题情景：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？教师再次打开多媒体，媒体呈示以下信息：首先，利用图片、文字等信息介绍赖氨酸是高等动物所必需的氨基酸，在食品、医药和畜牧业上需求量很大，具有较强的生产价值；生产实践上，通常以黄色短杆菌为生产菌，利用天冬氨酸为原料合成赖氨酸，在此过程中，代谢产物除了赖氨酸外，还有苏氨酸和甲硫氨酸。然后，利用多媒体动画模拟黄色

3、短杆菌利用天冬氨酸合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸的代谢过程。最后，利用文字闪烁结合动画模拟的方法，反映代谢过程中苏氨酸、赖氨酸都过量时，会反馈抑制天冬氨酸激酶的活性，使细胞内不能大量积累赖氨酸。教师讲述：经过研究发现，当赖氨酸单独过量时，则不会抑制天冬氨酸激酶的活性。教师提问：那么，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？如何才能获得这样的菌株呢？如何知道所培育的菌株是目的菌株呢？学生活动：独立思考，提出各自方案，而后班级讨论。总结学生发言并整理：（1）方案关键是抑制苏氨酸的合成。根据黄色短杆菌合成的赖氨酸代谢途径分析可以知道，假如能够使得黄色短杆菌不能正常合成高丝氨酸脱

4、氢酶，便可以达到设计目的了。（2）培育菌株的方法。可以通过基因工程人工诱变等方法来培育，目前，在生产中所采用的是诱变育种的方法，选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的菌株，并加以扩大培养。（3）至于选育目的菌株，可以有多种方法，例如把处理后的菌株置于缺少甲硫氨酸、苏氨酸的培养基上，看其能否正常生存；也可以采用测定其代谢产物中是否不再出现苏氨酸和甲硫氨酸，而大量积累赖氨酸的方法。学生活动：阅读教材P90~P91相关内容。教师分析：（1）在谷氨酸生产过程中，采取一定的手段，改变谷氨酸棒状杆菌细胞膜的通透性，使谷氨酸能迅速排放到细胞外界环境中去，解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的活性的抑制。（2）在生产实践中，

5、通过改变微生物的遗传特性而使微生物最大限度地积累对人类有用的代谢产物，例子有很多，有兴趣的同学可以通过网络、报刊、杂志等多种渠道收集相关信息，希望你能与大家一起分享你的研究成果。（3）除了通过改变微生物的遗传特性外，我们通常还采用控制发酵条件来使微生物最大限度地积累对人类有用的代谢产物，具体的内容，我们将在以后两节学习，下面我们先来了解发酵的一般含义。2.发酵教师讲述：［教学目标巩固］1.初级代谢产物和次级代谢产物的比较中正确的是A.初级代谢产物与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.初级代谢产物与次级代谢产物不能同时合

6、成分析：初级代谢产物一般在群体生长的调整期大量合成，而次级代谢产物通常在稳定期大量合成并积累；次级代谢产物具有种的特异性；初级代谢产物对于微生物具有重要的意义，微生物缺乏则不能正常代谢、生长或繁殖，而次级代谢产物通常对微生物无明显的生理意义或并非是微生物正常生长所必需的；由于微生物在整个生命活动过程中，均需要合成初级代谢产物，因而与次级代谢产物能同时合成。答案：A2.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

7、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分析：此题考查了学生对本节知识的综合运用能力，知识的综合性较强。答案：D3.列表分析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诱变处理，选择符合生产要求的菌种控制发酵条件溶氧量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氧量；②厌氧型微生物控制氧pH过程加入酸、碱性物质，或在培养基调整适宜pH后加入缓冲对温度注意控制T，尤其注