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4.6代谢的多样性
学习指要
一、知识要点
1．生物摄取营养物质的方式有自养和异养两种类型。自养是指植物体通过光合作用自己制造有机物并贮存能量的营养方式，异养则是指人或动物通过摄取现成食物来获得营养的营养方式。
2．微生物的异养有寄生和腐生两种类型。寄生是指微生物生活在活的生物体内或体表并从其体内获得营养的方式；腐生是指微生物从已死、腐烂的生物体中获得营养的方式。
3．生物通过呼吸作用来获取能量，可以根据生物的生活是否需要氧气，把生物分成需氧型和厌氧型两种类型。需氧型生物通过有氧呼吸获得能量，厌氧型生物通过无氧呼吸获得能量。微生物的无氧呼吸也叫发酵。
二、重要提示
1．自养和异养生物都有相应的特征适应各自的生活。
2．在生命起源和发展的早期，异养型和厌氧型生物是先出现的。
3．微生物中存在着既能有氧呼吸又能无氧呼吸的兼性微生物，如酵母菌有氧条件下进行有氧呼吸，无氧环境下进行无氧呼吸。
4．每种生物从营养方式和是否需要氧气两方面考虑，都具有两种代谢类型。
科学广场
利用细菌制造血管
德国耶纳大学的科学家研究出一种利用细菌制造血管的方法，并已经用这种血管在动物试验中取得了良好的效果。
据德国《南德意志报》最近报道，耶纳大学的科学家发现了一种特殊的醋酸杆菌，它具有制造纤维素物质的本领。科学家将这种细菌放入双层玻璃管的夹层中，并注入营养液。几天后管壁上便生成了一种富有弹性的乳白色纤维物质。
经动物试验证明，这种由细菌制造出的纤维管可以用作外科手术中修复血管的材料。这种纤维血管被植入动物体内后，血液能够顺利流通，而且尚未发现有排异反应产生。此外肌体细胞还可以在植入的纤维素血管上进行附着生长。一般经过4星期，肌体细胞便会长满植入的血管，产生出新的血管壁。纤维素血管此时起到类似钢筋的作用，加固新生成的血管。
试验表明，这种细菌最大能制造出直径1毫米的纤维管，并且只需要葡萄糖液便可良好生长。现在科学家还需进一步观察这种纤维素血管植入体内后不引起排异反应的时间能持续多久。
解题指导
【例题】 培养单细胞绿藻和单细胞酵母菌的培养液，在所含成分上最大的区别是 ( )
A．前者必须含有机成分
B．后者必须含有机成分
C．前者可以不含无机盐
D．后者可以不含无机盐
【解析】有机物由生物光合作用产生，如果生物不能进行光合作用，则需在培养液中另加有机物。
单细胞绿藻属自养生物，细胞内含有叶绿体，能通过光合作用合成有机物，供自身生命活动需要，因此在培养绿藻时培养液中无需添加有机成分，只要将培养容器经常放在阳光下即可。但酵母菌属异养型生物，细胞内不含叶绿体，自身不能合成有机物，必须依赖现成的有机物，因此在培养液中必须添加有机成分。不论是自养还是异养生物，均不能自己合成无机盐，所以两者培养液中必须都有无机盐。
【答案】B
同步训练 A组
1．当人体深而窄的伤口内部感染了破伤风杆菌后，伤口坏死组织增多，破伤风杆菌大量繁殖。这种细菌的代谢方式应属于 ( )
A．异养需氧型 B．异养厌氧型C．自养需氧型 D．自养厌氧型
2．如图所示为氧气浓度对培养液中的乳酸菌、酵母菌、草履虫(属于原生动物)呼吸作用的影响。则曲线①②③分别表示 ( )
A．乳酸菌、酵母菌、草履虫
B．乳酸菌、草履虫、酵母菌
C．草履虫、酵母菌、乳酸菌
D．酵母菌、草履虫、乳酸菌
3．蘑菇适宜生长在通风良好且含腐殖质的培养基上，由此分析， 蘑菇的营养方式和呼吸方式分别是 ( )
A．异养，有氧呼吸
B．自养，有氧呼吸
C．异氧，无氧呼吸
D．自养，无氧呼吸
4．下列能正确反映酵母菌发酵时，产酒量随温度变化的曲线是 ( )
5．在适宜的温度条件下，在A、B、c、D四只相同的玻璃瓶中都放人干酵母(内有活酵母菌)，分别加入下列物质(如图所示)以后，将A、B、C三只瓶子塞紧瓶塞，D瓶敞开，其中适于产生酒精的装置是 ( )
6．尽管在蓝藻出现之前，地球的大气中并没有氧，但现有证据表明：那时海洋中有较丰富的有机物，而且有原始生命。直到距今30亿～20亿年以前，蓝藻在地球上出现之后，地球的大气中才逐渐有了氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以生存和发展。大气中的一部分氧还转化为臭氧(O3)……经过长期的生物进化过程，最后才出现了广泛分布在自然界的各种动植物。根据材料，结合所学知识回答以下问题：
(1)蓝藻的营养方式可能为 。
(2)地球上最初出现的原始生命的营养方式可能为 ，通过 呼吸获得能量。
同步训练 B组
7．如图简单地表示了葡萄酒的酿制过程，请据图分析回答下列问题：
(1)葡萄酒的酿制原理是：先通气让酵母菌进行有氧呼吸，以增加酵母菌数量，然后通过无氧呼吸获得葡萄酒。由此可见，酵母菌异化作用的特点是 。
(2)经测定，酵母菌消耗的糖中的98.5％形成了酒精和其他物质，其余的l.5％则用于
。
(3)请写出酵母菌发酵的文字表达式： 。
(4)有关酿制过程，下列说法不正确的是 ( )
A．在甲中进行搅拌是为了增加溶氧量
B．在甲中酵母菌的能量将全部被消耗
C．甲和乙放出的气体主要是二氧化碳
D．打开丙容器的盖子，可能会有二氧化碳
8．用葡萄糖培养液培养某种单细胞真菌M，测得不同氧含量下CO3释放量与酒精生成量，如图所示。
(1)本实验说明，M菌在氧含量低时，主要进行 ；随着氧浓度的增大， 增强，
受到抑制。
(2)M菌的代谢类型为 。
(3)当M菌密度较小时，怎样才能获得较多的酒精?
9．被称为“微生物学之父”的法国科学家巴斯德设计了著名的“鹅颈瓶实验”，如图所示。
(1)打断“鹅颈”后，瓶内的肉汤腐败的原因是 。
(2)根据“鹅颈瓶实验”，如果家里没有冰箱或冰柜，夏天可用 的方法将剩饭剩菜短时间保存而不会腐败变质。
参考答案
4.6 代谢的多样性
1．B 2．D 3．A 4．C 5．A 6．(1)自养型 (2)异养型无氧 7．(1)既可进行有氧呼吸，也可进行无氧呼吸 (2)自身生命活动所需酸 (3)葡萄糖 酒精+二氧化碳 (4)B 8．(1)无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸 (2)异养需氧型、异养厌氧型 (3)先通入空气，使M菌大量繁殖，再密封起来使之进行无氧呼吸[解析：由图中曲线可知，M菌在含氧量低时，CO2释放量较小，而酒精量较多，说明此时主要是进行无氧呼吸。随着氧浓度增加，CO2释放量增加，而酒精生成量减小，说明有氧呼吸增强，无氧呼吸受抑制。因此M菌的代谢类型是异养需氧型和异养厌氧型兼顾。] 9．(1)空气中的细菌进入肉汤中并大量繁殖 (2)高温加热

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