高三生物 微生物代谢课堂教学的一点疑惑

对微生物代谢课堂教学疑点的思考 “微生物的代谢”是人教版高中生物选修全一册第五章微生物与发酵工程第二节微生物的营养、代谢和生长中的第二个教学内容。在这一节里主要介绍了微生物的代谢产物、微生物代谢的调节及微生物代谢的人工控制三个内容。明确了微生物代谢有酶合成调节和酶活性调节，两种调节方式是同时存在，密切配合、协调作用的。通过代谢的调节，微生物细胞内一般不会积累大量的代谢产物。但在工业生产中，需要微生物能够最大限度的积累对人类有用的代谢产物（初级代谢产物或次级代谢产物），从而顺理成章的引入微生物代谢的人工控制。微生物代谢的人工控制，有两个控制措施：一是改变遗传特性。二是控制发酵条件。改变微生物的遗传特性可以用基因工程的手段，也可以采用人工诱变的方法。例如，黄色短杆菌能够利用天冬氨酸合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸。在黄色短杆菌代谢过程中，当赖氨酸和苏氨酸都积累过量时，就会抑制天冬氨酸激酶的活性，使细胞内难以积累赖氨酸；而赖氨酸单独过量就不会出现这种现象。由此可见，要想利用黄色短杆菌生产赖氨酸，就必须抑制苏氨酸的合成。高丝氨酸脱氢酶是合成苏氨酸不可缺少的一种酶，而合成赖氨酸则不需要此酶。科学家通过对黄色短杆菌进行诱变处理，选育出了不能合成高丝氨酸脱氢酶的菌种（营养缺陷型菌株），因为这种营养缺陷型菌株生物合成途径中发生酶缺陷，合成反应不能完成。可以通过外加限量的所需营养物苏氨酸克服生长障碍，从而达到了让黄色短杆菌大量积累赖氨酸的目的。课堂教学设计常提出这样的问题①你认为怎样才能使黄色短杆菌大量积累赖氨酸呢？②如何才能获得这样的菌株呢？③怎样培育目的菌株呢？如此三问苏氨酸 赖氨酸高丝氨酸甲硫氨酸中间产物Ⅱ中间产物Ⅰ天冬氨酸激酶天冬氨酸抑制高丝氨酸脱氢酶是个不错的设计，可是对前两问我们都能够做出正确的结论。但关于这种黄色短杆菌的突变菌种是如何选育出来的问题，课堂教学中往往随意的说看突变型菌种在缺乏甲硫氨酸和苏氨酸的培养基（选择培养基）上能否生长。到此问题好像得到了解决。突变型菌株究竟能否在此选择培养基上生长繁殖形成菌落呢？甲硫氨酸、苏氨酸、赖氨酸是人和动物的必需氨基酸，是微生物的初级代谢产物，也是微生物生长和繁殖所必需的氨基酸。因此，野生型菌株可以在这样的培养基上生长繁殖形成菌落，突变型菌株是不能在这样的选择培养基上正常生长繁殖形成菌落的。既然突变型不能长，那提出看其能否生长不...