資源簡介

4.6代謝的多樣性
學習指要
一、知識要點
1．生物攝取營養物質的方式有自養和異養兩種類型。自養是指植物體通過光合作用自己制造有機物并貯存能量的營養方式，異養則是指人或動物通過攝取現成食物來獲得營養的營養方式。
2．微生物的異養有寄生和腐生兩種類型。寄生是指微生物生活在活的生物體內或體表并從其體內獲得營養的方式；腐生是指微生物從已死、腐爛的生物體中獲得營養的方式。
3．生物通過呼吸作用來獲取能量，可以根據生物的生活是否需要氧氣，把生物分成需氧型和厭氧型兩種類型。需氧型生物通過有氧呼吸獲得能量，厭氧型生物通過無氧呼吸獲得能量。微生物的無氧呼吸也叫發酵。
二、重要提示
1．自養和異養生物都有相應的特征適應各自的生活。
2．在生命起源和發展的早期，異養型和厭氧型生物是先出現的。
3．微生物中存在著既能有氧呼吸又能無氧呼吸的兼性微生物，如酵母菌有氧條件下進行有氧呼吸，無氧環境下進行無氧呼吸。
4．每種生物從營養方式和是否需要氧氣兩方面考慮，都具有兩種代謝類型。
科學廣場
利用細菌制造血管
德國耶納大學的科學家研究出一種利用細菌制造血管的方法，并已經用這種血管在動物試驗中取得了良好的效果。
據德國《南德意志報》最近報道，耶納大學的科學家發現了一種特殊的醋酸桿菌，它具有制造纖維素物質的本領。科學家將這種細菌放入雙層玻璃管的夾層中，并注入營養液。幾天后管壁上便生成了一種富有彈性的乳白色纖維物質。
經動物試驗證明，這種由細菌制造出的纖維管可以用作外科手術中修復血管的材料。這種纖維血管被植入動物體內后，血液能夠順利流通，而且尚未發現有排異反應產生。此外肌體細胞還可以在植入的纖維素血管上進行附著生長。一般經過4星期，肌體細胞便會長滿植入的血管，產生出新的血管壁。纖維素血管此時起到類似鋼筋的作用，加固新生成的血管。
試驗表明，這種細菌最大能制造出直徑1毫米的纖維管，并且只需要葡萄糖液便可良好生長。現在科學家還需進一步觀察這種纖維素血管植入體內后不引起排異反應的時間能持續多久。
解題指導
【例題】 培養單細胞綠藻和單細胞酵母菌的培養液，在所含成分上最大的區別是 ( )
A．前者必須含有機成分
B．后者必須含有機成分
C．前者可以不含無機鹽
D．后者可以不含無機鹽
【解析】有機物由生物光合作用產生，如果生物不能進行光合作用，則需在培養液中另加有機物。
單細胞綠藻屬自養生物，細胞內含有葉綠體，能通過光合作用合成有機物，供自身生命活動需要，因此在培養綠藻時培養液中無需添加有機成分，只要將培養容器經常放在陽光下即可。但酵母菌屬異養型生物，細胞內不含葉綠體，自身不能合成有機物，必須依賴現成的有機物，因此在培養液中必須添加有機成分。不論是自養還是異養生物，均不能自己合成無機鹽，所以兩者培養液中必須都有無機鹽。
【答案】B
同步訓練 A組
1．當人體深而窄的傷口內部感染了破傷風桿菌后，傷口壞死組織增多，破傷風桿菌大量繁殖。這種細菌的代謝方式應屬于 ( )
A．異養需氧型 B．異養厭氧型C．自養需氧型 D．自養厭氧型
2．如圖所示為氧氣濃度對培養液中的乳酸菌、酵母菌、草履蟲(屬于原生動物)呼吸作用的影響。則曲線①②③分別表示 ( )
A．乳酸菌、酵母菌、草履蟲
B．乳酸菌、草履蟲、酵母菌
C．草履蟲、酵母菌、乳酸菌
D．酵母菌、草履蟲、乳酸菌
3．蘑菇適宜生長在通風良好且含腐殖質的培養基上，由此分析， 蘑菇的營養方式和呼吸方式分別是 ( )
A．異養，有氧呼吸
B．自養，有氧呼吸
C．異氧，無氧呼吸
D．自養，無氧呼吸
4．下列能正確反映酵母菌發酵時，產酒量隨溫度變化的曲線是 ( )
5．在適宜的溫度條件下，在A、B、c、D四只相同的玻璃瓶中都放人干酵母(內有活酵母菌)，分別加入下列物質(如圖所示)以后，將A、B、C三只瓶子塞緊瓶塞，D瓶敞開，其中適于產生酒精的裝置是 ( )
6．盡管在藍藻出現之前，地球的大氣中并沒有氧，但現有證據表明：那時海洋中有較豐富的有機物，而且有原始生命。直到距今30億～20億年以前，藍藻在地球上出現之后，地球的大氣中才逐漸有了氧，從而使地球上其他進行有氧呼吸的生物得以生存和發展。大氣中的一部分氧還轉化為臭氧(O3)……經過長期的生物進化過程，最后才出現了廣泛分布在自然界的各種動植物。根據材料，結合所學知識回答以下問題：
(1)藍藻的營養方式可能為 。
(2)地球上最初出現的原始生命的營養方式可能為 ，通過 呼吸獲得能量。
同步訓練 B組
7．如圖簡單地表示了葡萄酒的釀制過程，請據圖分析回答下列問題：
(1)葡萄酒的釀制原理是：先通氣讓酵母菌進行有氧呼吸，以增加酵母菌數量，然后通過無氧呼吸獲得葡萄酒。由此可見，酵母菌異化作用的特點是 。
(2)經測定，酵母菌消耗的糖中的98.5％形成了酒精和其他物質，其余的l.5％則用于
。
(3)請寫出酵母菌發酵的文字表達式： 。
(4)有關釀制過程，下列說法不正確的是 ( )
A．在甲中進行攪拌是為了增加溶氧量
B．在甲中酵母菌的能量將全部被消耗
C．甲和乙放出的氣體主要是二氧化碳
D．打開丙容器的蓋子，可能會有二氧化碳
8．用葡萄糖培養液培養某種單細胞真菌M，測得不同氧含量下CO3釋放量與酒精生成量，如圖所示。
(1)本實驗說明，M菌在氧含量低時，主要進行 ；隨著氧濃度的增大， 增強，
受到抑制。
(2)M菌的代謝類型為 。
(3)當M菌密度較小時，怎樣才能獲得較多的酒精?
9．被稱為“微生物學之父”的法國科學家巴斯德設計了著名的“鵝頸瓶實驗”，如圖所示。
(1)打斷“鵝頸”后，瓶內的肉湯腐敗的原因是 。
(2)根據“鵝頸瓶實驗”，如果家里沒有冰箱或冰柜，夏天可用 的方法將剩飯剩菜短時間保存而不會腐敗變質。
參考答案
4.6 代謝的多樣性
1．B 2．D 3．A 4．C 5．A 6．(1)自養型 (2)異養型無氧 7．(1)既可進行有氧呼吸，也可進行無氧呼吸 (2)自身生命活動所需酸 (3)葡萄糖 酒精+二氧化碳 (4)B 8．(1)無氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸 (2)異養需氧型、異養厭氧型 (3)先通入空氣，使M菌大量繁殖，再密封起來使之進行無氧呼吸[解析：由圖中曲線可知，M菌在含氧量低時，CO2釋放量較小，而酒精量較多，說明此時主要是進行無氧呼吸。隨著氧濃度增加，CO2釋放量增加，而酒精生成量減小，說明有氧呼吸增強，無氧呼吸受抑制。因此M菌的代謝類型是異養需氧型和異養厭氧型兼顧。] 9．(1)空氣中的細菌進入肉湯中并大量繁殖 (2)高溫加熱

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