课件28张PPT。专题1
课题1课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 果酒和果醋的制作流程
理解 果酒和果醋制作的原理果酒、果醋制作原理和制作过程中的条件控制兼性厌氧异养型真核CO2和H2O酒精和CO2偏酸 2．果酒制作时需控制的条件
(1)传统发酵菌种的来源：附着在葡萄皮上的 酵母菌。
(2)温度：严格控制在 ℃。
(3)红葡萄酒的颜色来源：发酵过程中，红色葡萄皮的 进入发酵液中，使葡萄酒呈 。野生型18～25色素深红色醋酸菌异养需氧型30～35醋酸乙醇醋酸氧 三、果酒和果醋制作流程
1．实验流程 2．注意问题
(1)选择 的葡萄进行冲洗并除去枝梗。
(2)防止发酵液被污染。
①榨汁机要清洗干净，并 ；②发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70%的 消毒，或用 洗涤；③装入葡萄汁后，封闭 。新鲜晾干酒精洗洁精充气口 (3)控制好发酵的条件。
①空间控制：发酵瓶要留有大约 的空间。
②温度控制：制作果酒时，将温度控制在 ℃；制作果醋时，则需控制在 ℃。
③时间控制：制作果酒的时间为 d左右；而制作果醋的时间是 d左右，并注意适时通过充气口充气。
四、酒精的检测
(1)检测试剂： 。
(2)反应条件及现象：在酸性条件下，与酒精反应呈现出 。1/318～2530～3510～12 7～8重铬酸钾灰绿色 1．根据果酒、果醋的制作原理，试比较发酵菌种的不同。完成下表。 2．观察教材P3图1－3和P4图1－4b，根据果酒、果醋制作原理，分析并探究下列问题：
(1)选择新鲜葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，再去枝梗，分析冲洗的目的和按此操作的意义分别是什么？
提示：①冲洗的目的是除去灰尘等污物；②先冲洗，再去枝梗，可以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加杂菌污染的机会。 (2)根据果酒、果醋发酵装置，结合果酒、果醋制作原理，分析装置中的充气口、出气口、出料口及长而细的胶管各有什么作用？
提示：充气口：在果醋发酵时连接充气泵。
出气口：排出果酒和果醋发酵时产生的CO2。
出料口：取样。
长而细的胶管：防止空气中的其他杂菌污染，排出发酵产生的CO2。 (3)果酒制作的过程中，要始终严格控制无氧环境条件吗？
提示：不需要。果酒制作前期要提供一定的氧，以便酵母菌迅速繁殖，缩短发酵时间；在产生酒精的阶段才需要严格的无氧环境。
(4)在果酒、果醋发酵时，发酵瓶装入葡萄汁时，为什么要留出大约三分之一的空间？
提示：①先让酵母菌有氧呼吸快速繁殖，消耗尽氧气后再进行酒精发酵；②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。 (5)在生产果酒的基础上生产果醋，当果酒制成以后，需要进行哪些操作能够获得果醋？
提示：需要进行以下操作：①接种醋酸菌；②改变发酵的环境温度，即30～35℃；③充入氧气。
3．分析整个制作过程，你认为需要从哪些方面防止发酵液被污染？
提示：需要从发酵制作的整个过程考虑，使用到的各种器具要清洗干净，果酒发酵过程中每次排气只需拧松瓶盖，不要完全打开；果醋发酵时要通入无菌氧气。 4．果酒、果醋制作是否成功，可通过哪些方法和措施进行鉴定？
提示：果酒：发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定；用重铬酸钾检验酒精，观察是否变灰绿色。
果醋：通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定；再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH作进一步鉴定；还可以通过显微镜观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定。 (2011·浙江高考改编)杨梅是浙江省的特色水果之一，为对其进行深加工，某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制，基本工艺流程如下： 请回答：
(1)甲罐顶上弯管中加水的主要目的是________。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有________，说明发酵基本完毕。
(2)在制备杨梅醋过程中，乙罐内先填充经________处理的木材刨花，然后加入含________菌的培养液，使该菌附着在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵，杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的________来调节。 (3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋，则乙罐中CO2的产生量是________。
A．甲罐的两倍 B．与甲罐的相等
C．甲罐的一半 D．几乎为零 (4)在杨梅酒和杨梅醋发酵的整
个过程中，某物质浓度随时间变化
的示意图如右，该物质是________。 [解析] (1)酒精发酵罐顶上弯管中加水是为了防止空气进入；发酵一段时间后，发酵罐内液面不再有气泡产生，说明发酵基本完毕。
(2)在制备杨梅醋过程中，醋酸发酵罐中填充的木材刨花要经过灭菌，然后加入含有醋酸(杆)菌的培养液，使该菌附着在刨花上，通过调节杨梅酒进入乙罐的流速来调节杨梅醋的pH。 (4)结合杨梅酒和杨梅醋的发酵全过程，分析图示曲线(先上升，后下降)可知，该物质应为酒精。
[答案] (1)防止空气进入 气泡冒出
(2)灭菌 醋酸(杆) 流速
(3)D (4)酒精酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件23张PPT。专题1
课题2课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 腐乳制作所需微生物种类及条件
理解 腐乳制作的原理腐乳制作的原理、过程及注意事项 一、腐乳的制作原理
1．毛霉的生物学特性
(1)毛霉结构：毛霉是一种 ，属于 生物，其分布广泛，生长迅速，具有发达的 菌丝。
(2)代谢类型： 。
(3)主要生殖方式：孢子生殖。丝状真菌真核白色异养需氧型 2．发酵原理
(1)毛霉与其他微生物(如青霉、 、曲霉等)能产生 和 。
(2)蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的 和
， 可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。酵母蛋白酶脂肪酶肽氨基酸脂肪酶加盐腌制2．注意事项
(1)毛霉的培养：
①温度控制在 ；
②自然条件下毛霉的菌种来自空气中的 。15～18℃毛霉孢子 (2)加盐腌制：
①将长满毛霉的豆腐块 ，加盐量要随着层数的加高而 ，近瓶口的表层要 。
②加盐的目的是使豆腐块 ，利于成形，同时盐也能抑制 。
(3)卤汤配制：
①卤汤中酒的含量应控制在 ，它能 微生物生长，同时使腐乳具有独特的 。
②香辛料可以调制腐乳的 ，同时也有防腐 作用。分层加盐增加铺厚一些失水微生物的生长12%左右抑制香味风味杀菌 1．读教材P6[腐乳制作的原理]三个自然段，交流并回答下列问题。
(1)参与腐乳前期发酵的微生物有哪些？与细菌相比在结构上的主要区别是什么？
提示：①多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。
②具有由核膜包被的真正细胞核。 (2)试根据腐乳制作原理分析，王致和的臭豆腐“闻着臭，吃着香”原因。
提示：臭是由于腐乳的蛋白质中含有S和N等元素，在多种微生物作用下，产生具有浓烈臭气的硫化物、氨等。
香是由于经多种微生物的协同作用，蛋白酶将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸；酵母菌无氧呼吸产生酒精，酒精和脂肪酸生成具有芳香气味的酯。 2．仔细读教材P7腐乳制作的实验设计，分析并探究下列问题：
(1)使毛霉生长时，为什么将温度控制在15～18℃？
提示：15～18℃是毛霉生长最适宜的温度。
(2)根据腐乳制作过程及注意事项，交流并回答影响腐乳风味和质量的因素有哪些？
提示：①腐乳风味：盐的用量、卤汤配制时所选用的酒的种类和用量、发酵时间、香辛料等。
②腐乳质量：豆腐含水量、盐的用量、发酵温度和时间、香辛料等。 (3)在腐乳制作的整个过程中，有哪些操作能够抑制微生物生长和杂菌污染？
提示：腌制腐乳所用的容器用沸水消毒；加卤汤装瓶时要迅速且最好在酒精灯火焰旁密封；腌制时随豆腐块层数的增加而增加用盐量，近瓶口处铺厚一些；配制卤汤时，用12%的酒精，选择多种香辛料等措施都具有抑制微生物生长，防止杂菌污染的作用。 3．通过你自己亲身体会，交流并归纳从哪些方面对本次实验的结果进行评价和分析？
提示：(1)腐乳制作是否完成：能否合理选择实验材料和用具；前期发酵后豆腐表面长有菌丝情况；后期发酵制作基本没有杂菌污染。
(2)腐乳质量评价：从色泽、味道、咸淡、是否有异味、块形的整齐厚薄是否均匀等进行评价。
(3)总结在不同条件下对腐乳风味和质量的影响因素，如从盐、酒的用量、发酵温度和时间、香辛料等分析。 某实验小组自己动手制作腐乳，他们精心选择豆腐，切成豆腐块，放置在笼屉中，控制温度在15～18℃，并保持一定的湿度，几天后发现豆腐块表面已长满毛霉，然后就把长满毛霉的豆腐块分层摆放在瓶中，严格控制每层的盐用量保证均衡。3 d后取出，加入配制的卤汤，控制酒精含量为30%，经过一段时间后取出食用，发现与商店里卖的有很大的差别，腐乳咸味不均匀，表面还长了一层黄色的某种微生物，难以下咽。 (1)请你帮助他们改正制作过程中的四处错误。
①_______________________________________________；
②_______________________________________________；
③_______________________________________________；
④_______________________________________________。
(2)毛霉的代谢类型是______________，其生殖方式是____________。
(3)在毛霉的发酵过程中，现代腐乳的生产和家庭生产的腐乳有很大的不同，主要区别是什么_____________________。 [解析] 因为越靠近瓶口的地方越容易被杂菌污染，所以，加盐时，不应该每层盐含量均衡，应该随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚些。加盐腌制的时间应为8 d左右，而不是3 d，腌制时间过短达不到理想的腌制效果。卤汤中酒的含量应控制在12%左右，不能过高，也不能过低。30%的酒精含量过高，会延长腐乳的成熟时间。加盐可以抑制微生物的生长，避免豆腐腐败变质，腐乳表面长了黄色的某种微生物，很明显是由于加盐过少而被杂菌污染引起的。 [答案] (1)①加盐应该是随着层数的加高而增加盐量，瓶口表面盐要铺厚些 ②盐腌制的时间过短，应为8 d左右 ③腌制的过程中有黄色微生物出现说明盐量太少，没有很好地抑制微生物的生长 ④酒精浓度太高，应该为12%左右
(2)异养需氧型 孢子生殖
(3)现代腐乳生产是在严格无菌的条件下，将优良的毛霉菌种直接接种到豆腐上，避免其他菌种的污染影响腐乳品质的主要因素
(1)水的控制：含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。
(2)盐的控制：盐浓度过高，会影响腐乳的口味，浓度过低，腐乳易腐败变质。
(3)酒的控制：酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系，一般控制在12%左右。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长。酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。
(4)温度的控制：温度15～18℃，适合毛霉生长。点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件27张PPT。专题1
课题3课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 1.亚硝酸盐对人体的危害
2.测定泡菜中亚硝酸盐含量的方法
理解 泡菜制作的原理制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐的含量 一、乳酸菌
(1)代谢类型：为 ，在无氧情况下，将葡萄糖分解成 。
(2)常见种类：乳酸链球菌和 。
(3)分布：空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内等均有分布。
(4)应用：乳酸杆菌常用于生产 。异养厌氧型乳酸乳酸杆菌酸奶 二、亚硝酸盐
(1)物理性质： 色粉末、易 水。
(2)应用：在食品生产中常用作 。
(3)分布： 自然界中分布广泛。亚硝酸盐在蔬菜中的平均含量约为4 mg/kg，咸菜中平均含量在7 mg/kg以上，而豆粉中的平均含量可达10 mg/kg。
(4)对人体的影响：膳食中的亚硝酸盐一般不危害人体健康，当人体摄入总量达 时，会引起中毒；当摄入总量达3 g时，会引起死亡。白溶于食品添加剂0.3～0.5 g (5)我国卫生标准：亚硝酸盐残留量在肉制品中不得超过 mg/kg，酱腌菜中不超过 mg/kg，婴儿奶粉中不得超过 mg/kg。
(6)代谢：绝大多数亚硝酸盐随 排出，但在特定条件下，即适宜的pH、温度和一定的微生物作用，会转变成致癌物质—— 。3020亚硝胺尿2 三、泡菜腌制过程
1．泡菜坛的选择
(1)应选用火候好、无砂眼、无裂纹、坛沿深、盖子
的泡菜坛。
(2)检查时可将坛口 压入水中，看坛内有无 现象。吻合好向上渗水 2．腌制
(1)过程：将清水和盐以 的质量比例配制盐水。将盐水 后备用。将蔬菜装至 时加入香辛料，装至
时，加入盐水，要使盐水 ，盖好坛盖。将坛盖边沿的水槽中 ，以保证坛内的 环境。
(2)条件：控制腌制的时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量不足 、腌制时间 都容易造成细菌大量繁殖， 含量增加。4∶1煮沸冷却八成满半坛没过全部菜料注满水无氧10%过短亚硝酸盐 四、亚硝酸盐的测定
1．原理
(1)在 条件下，亚硝酸盐与 发生重氮化反应后，与 结合形成 染料。
(2)将显色反应后的样品与已知浓度的 进行目测比较，可以大致估算出泡菜中 的含量。
2．测定步骤
配制溶液→制备 →制备样品处理液→ 。 盐酸酸化对氨基苯磺酸N－1－萘基乙二胺盐酸盐玫瑰红色标准液亚硝酸盐标准显色液比色 (2)讨论并交流：亚硝酸盐能作为食品添加剂并限量使用的原因。
提示：①使用原因：肉类制品中允许作为发色剂和防腐剂限量使用，具有三方面的作用：一是使肉制品呈现一种漂亮的鲜红色；二是使肉类具有独特的风味；三是能够抑制肉毒杆菌的繁殖和分泌肉毒毒素。
②限量原因：亚硝酸盐在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下，能够转变成致癌物质—亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用，同时还具有致畸和致突变作用。 2．仔细观察教材P10图1－10泡菜制作实验设计流程图，读教材P10[资料一]和[资料二]相关内容，分析并探究下列问题：
(1)配制的盐水为什么要煮沸再冷却后才能使用？
提示：煮沸是为了杀死水中的各种微生物；冷却后使用是为了保证入坛蔬菜表面带入的微生物能够成活。
(2)根据所学知识，分析并交流在泡菜发酵过程中只有乳酸菌在活动吗？
提示：有多种微生物活动，如酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌等。 (3)分析泡菜制作过程中，亚硝酸盐的含量是如何变化的？尝试利用坐标曲线表示变化规律。
提示：发酵初期，乳酸菌和乳酸的量较少，由于硝酸还原菌的活动，亚硝酸盐含量有所增加；发酵中期，由于乳酸大量积累，硝酸还原菌受到抑制，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降；发酵后期，硝酸还原菌被完全抑制，亚硝酸盐含量下降至最低并保持稳定。变化规律如下图： (4)在泡菜腌制过程中，需要控制哪些条件？为什么？
提示：注意控制腌制时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量不足10%、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。 3．读教材P11[测定亚硝酸盐含量的操作]内容，交流并回答下列问题：
(1)亚硝酸盐含量测定的原理是什么？
提示：亚硝酸盐遇到对氨基苯磺酸溶液和N－1－萘基乙二胺盐酸盐溶液时会呈现玫瑰红色。亚硝酸盐溶液的浓度不同，呈现的颜色深浅不一，溶液浓度高，颜色深些，浓度低，颜色浅些。 下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图回答： (1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是_____
_____________________________________________________。
(2)制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约________，盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是_____________________
_____________________________________________________；
试说明盐在泡菜制作中的作用：_________________________。 (3)泡菜风味形成的关键在于___________________的加入。
(4)泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，试分析可能的原因：________________________________
______________________________________________________。
(5)发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，原因是______
______________________________________________________。
(6)测定亚硝酸盐含量的方法是________________________。
装有亚硝酸钠标准显色液的几支试管和一支空比色管在实验中起________作用。 [解析] 本题考查了泡菜腌制过程中的具体操作及注意的问题。好泡菜的标准是咸淡适中、酸度适中、亚硝酸盐含量低，所以制作泡菜时要利用亚硝酸含量低的新鲜蔬菜。制作泡菜时的盐水中的盐主要有抑制微生物生长、渗出蔬菜中过多的水和调味的作用，所以要控制盐水的比例为1∶4，含盐过多会影响口味，过少则滋生杂菌。坛子密封不严、取菜工具不清洁、盐的比例不足都会造成泡菜感染杂菌。发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会因微生物活动强弱而发生变化，所以及时检测亚硝酸盐的含量，把握取食时机是非常必要的，而检测亚硝酸盐含量一般采取比色法。 [答案] (1)亚硝酸盐的含量低
(2)4∶1 加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响 盐有灭菌、渗出蔬菜中过多的水以及调味等作用
(3)调味料
(4)泡菜坛子密封不严或取食工具不卫生，或盐的比例过低，都会引起杂菌滋生、泡菜变质
(5)发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化，及时检测是为把握取食泡菜的最佳时机
(6)比色法 对照 测定亚硝酸含量的对照实验
测定亚硝酸含量是用目测比色法，实质是遵循生物学实验中的对照实验原则，所以实验中设置了空白对照和条件对照。点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件32张PPT。专题2
课题1课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 培养基的种类、营养要素、配制原则
理解 微生物培养过程中的无菌操作、接种
操作要求无菌技术的操作 1．概念
人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其生长繁殖的 。
2．种类(按照培养基的物理性质划分)
(1)液体培养基：配制成的 状态的基质。
(2)固体培养基：配制成的 状态的基质，是实验室中最常用的培养基之一，微生物在其上面生长，可形成肉眼可见的 。营养物质营养基质液体固体菌落 3．营养要素
各种培养基的具体配方不同，但一般都含有 、 、
、 ，此外培养基还需要满足微生物生长对pH、
以及 的需求。水碳源氮源无机盐特殊营养物质氧气 二、无菌技术
1．避免杂菌污染的措施
(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行 和 。
(2)将用于微生物培养的 、 和 等器具进行灭菌。
(3)为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在
附近进行。
(4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与
相接触。 清洁消毒器皿接种用具培养基酒精灯火焰周围的物品 2．消毒和灭菌
(1)消毒：
①概念：使用 的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体 (不包括芽孢和孢子)。
②常用方法： 消毒法、 消毒法、 消毒法。
(2)灭菌：
①概念：使用 的理化因素杀死 的微生物(包括芽孢和孢子)。
②常用方法： 灭菌、 灭菌、 灭菌。较为温和有害的微生物煮沸巴氏化学药品强烈物体内外所有灼烧干热高压蒸汽 三、分离纯化大肠杆菌的实验操作
1．制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的一般步骤
计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。
2．纯化大肠杆菌
微生物接种的最常用方法是 和
。
(1)平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基表面
的操作，将聚集的菌种逐步 到培养基的表面。
(2)稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的 ，然后将不同稀释度的菌液分别 到琼脂固体培养基的表面，进行培养。平板划线法稀释涂布平板法连续划线稀释分散梯度稀释涂布 3．结果分析
(1)如果接种了大肠杆菌的培养基上生长的菌落颜色、形状、大小基本一致，说明 操作符合要求。
(2)若培养基上出现了其他菌落，则说明接种过程中被
。
(3)未接种大肠杆菌的空白对照的培养基在培养过程中若 ，则说明灭菌不彻底，实验失败。接种杂菌污染长出菌落 四、菌种保存
1．临时保藏法
适用于 使用的菌种。
(1)过程：
①将菌种接种到试管的 培养基上，合适温度下培养。
②保藏：菌落长成后，放于 冰箱中。
③转移：每隔3～6个月，将菌种从旧的培养基上转移到
的培养基上。
(2)缺点：菌种容易被 或产生 。
2．菌种的长期保存
对于需要长期保存的菌种，可采用 的方法。固体斜面频繁4℃新鲜污染变异甘油管藏 1．读教材P14[基础知识]培养基，归纳并回答下列问题。
(1)微生物营养要素有哪些？碳源的主要来源有哪些？
提示：①各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子。
②主要来源：无机化合物有CO2、Na2CO3等；有机化合物有糖类、脂肪酸、花生饼、石油等。 (2)结合微生物物质组成分析碳源、氮源、生长因子在微生物体内有哪些作用？(完成下表)2．读教材P15[无菌技术]的相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)实验室常用的消毒、灭菌方法有哪些？
提示： (2)试从消毒、灭菌的条件和结果方面进行比较分析二者的区别并填写下表。 3．读教材P16[实验操作]制备牛肉膏蛋白胨固体培养基相关内容，思考并讨论下列问题：
(1)分析配制培养基之前，对所需要的各种营养物质要计算称量的原因。
提示：保证培养基中的各种营养物质比例协调，有利于微生物的生长。
(2)在配制培养基时，各组分溶化后是否立即进行灭菌？为什么？
提示：配制的培养基除满足微生物的营养物质需求外，还需满足微生物对pH、氧气等的要求，所以培养基各组分溶化后需调pH后再进行灭菌。 (3)倒平板时，应注意哪些问题？
提示：①培养基灭菌后，需冷却至50℃左右时才能倒平板；②整个操作在酒精灯火焰旁进行；③倒平板时，培养基若溅到培养皿盖和皿底之间的部位，该平板应丢弃；④平板冷凝后要倒置。 (4)平板划线操作时，需要对接种环灼烧灭菌，填表比较下列灼烧灭菌的目的。 4．读教材P20[结果分析与评价]内容，根据你自己的实验操作，分析交流下列问题：
(1)如何判断培养基的制作是否合格？
提示：将未接种的培养基在恒温箱中保温1～2 d，无菌落生长，说明培养基制备成功。
(2)如何判断接种操作是否符合无菌要求？
提示：根据培养基上生长出的菌落的颜色、形状、大小等特征判断，若菌落特征符合大肠杆菌的特点，则说明接种操作符合要求，若培养基上出现了其他菌落，则说明接种过程中，无菌操作未达到要求。 某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验，实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。
(1)培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了________和________。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是________和________。
(2)对培养基进行灭菌，应该采用的方法是___________
________________________。 (3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于________中培养，培养的温度设定在37℃。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种________作为对照实验。
(4)培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有____________种细菌。一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越________。
(5)如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐
______________细菌，这种培养基被称为________________。 [解析] (1)蛋白胨可提供碳源、氮源、维生素，而淀粉可提供碳源，除此之外，微生物的生长还需无机盐和水。
(2)对培养基的灭菌，在实验室内常用高压蒸汽灭菌法。
(3)在实验的过程中，除实验变量以外其他各变量均应适宜且相同，以利于更好的实现实验目的。
(4)不同的菌落具有各自的菌落特征(如硬度、颜色、透明度、光滑度等)。
(5)培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长，称为选择培养基，可以培养、分离出特定微生物。 [答案] (1)氮源(碳源不作要求) 碳源 无机盐 水 (2)高压蒸汽灭菌 (3)恒温培养箱 无菌水
(4)多 高 (5)盐(或NaCl) 选择培养基微生物的培养和应用相关题目的解题策略
对于有关微生物的培养和应用的题目，在解答时应注意从以下几个方面把握：
(1)培养基的营养构成，包括碳源、氮源、无机盐和水以及生长因子，其中各种成分由哪种有机物提供应根据其化学元素组成来推断。
(2)无菌操作技术，区别消毒和灭菌，以及各自常用的方法和优点。
(3)在实验过程中，必须设置对照实验，明确设置对照的方法。 培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶所采用的灭菌、消毒方法依次是( )
①化学消毒 ②灼烧灭菌 ③干热灭菌 ④紫外线消毒 ⑤高压蒸汽灭菌 ⑥巴氏消毒法
A．⑤③②①④⑥ B．①②③④⑤⑥
C．⑥②③④①⑤ D．③④②①⑥⑤ [解析] 培养基用高压蒸汽灭菌；培养皿能耐高温，需用干热灭菌；接种环可用灼烧灭菌达到迅速彻底的灭菌效果；实验操作者的双手可用化学药剂进行消毒，如用酒精擦拭双手；空气可用紫外线消毒；牛奶为不破坏其营养成分可采用巴氏消毒法。答案为A。
[答案] A点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件29张PPT。专题2
课题2课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 实验设计中对照实验的设置方法
理解 筛选微生物的原理、选择培养基的
配制及其对微生物的选择作用1.对土样的选取和选择培养基的配制
2.对分解尿素的细菌的计数 一、菌株筛选
1．自然界中目的菌株的筛选
(1)依据：根据它对 的要求，到相应环境中去寻找。
(2)实例：PCR技术中用到的耐高温的Taq细菌就是从 中筛选出来的。生存环境热泉 2．实验室中目的菌株的筛选
人为提供有利于 生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时 其他微生物的生长。
3．选择培养基
在微生物学中，将允许 生长，同时
其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。目的菌株抑制或阻止特定种类微生物抑制或阻止 二、实验设计及操作
1．实验设计
(1)土壤取样：
①取样条件：富含 的土壤表层，酸碱度接近 且潮湿。
②取样部位：距地表约 cm的土壤层。
(2)样品稀释：
样品的稀释程度直接影响平板上生长的 ，选用一定稀释范围的样品液进行培养，保证菌落数在 之间，便于计数。有机质中性3～8菌落数目30～300 (3)微生物的培养与观察(以细菌为例)：
将培养基平板置于 温室中培养1～2 d，每隔24 h统计一次 数目，最后选取数目 时的记录作为结果。
(4)细菌的计数：
当菌落数目稳定时，取同一 下的3个平板进行计数，求出 ，并根据所对应的 计算出样品中细菌的数目。30～37℃稳定菌落稀释度平均值稀释倍数 2．操作提示
(1)无菌操作：
①取土样的用具在使用前都需要 。
②应在 旁称取土壤。并在火焰附近将土样倒入烧瓶中，塞好棉塞。
③在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在 旁操作。
(2)培养过程中应设置重复组：同一稀释度下应涂布 平板，才能增强实验的说服力与准确性。灭菌火焰火焰3个 (3)实验中应设置对照：主要目的是排除任何其他可能原因对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。如空白对照组，观察培养物中是否有 污染；设置牛肉膏蛋白胨培养基，观察选择培养基是否具 作用等。杂菌筛选 三、课题延伸
对于分离出的分解尿素的细菌还需借助生物化学方法作进一步鉴定。 1．原理
细菌合成的 将尿素分解成NH3，使培养基 增强，pH ，因此，可通过检测 来判断该化学反应是否发生。脲酶碱性pH的变化升高 2．方法
在以 为唯一氮源的培养基中加入 指示剂，培养某种细菌，若指示剂变红，则pH升高，说明该种菌能 。尿素酚红分解尿素 1．读教材P21相关内容，归纳并回答下列问题。
(1)从自然界中，筛选某种微生物时，确定取样环境依据是什么？
提示：依据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中取样。
(2)分析教材P22左上方侧栏的本课题使用的培养基配方，该培养基对微生物具有选择作用吗？若有，是如何进行选择的？
提示：有选择作用。该培养基配方中，尿素是唯一的氮源，只有能够合成脲酶的微生物才能利用尿素，才能在该培养基上生长，其他微生物由于不能利用尿素而无法生长繁殖。 2．读教材P22的相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)菌落计数的方法有哪些？
提示：活菌计数法、显微镜直接计数法。
(2)分析通过计数平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有的活菌数目的原因。
提示：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，因此通过计数平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有的活菌数目。 (3)利用活菌计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，分析其原因。
提示：当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的是一个菌落。
(4)利用活菌计数法进行实验操作时，常常将同一浓度稀释液需要接种三个平板，分析这样做的道理。
提示：该做法是设置重复实验，目的是为了增强实验的说服力和准确性。将同一稀释度下的三个平板，经涂布、培养，计算出菌落平均数，使结果更接近真实值。 3．读教材P22～23“(三)设置对照”的相关内容，分析教材实例讨论并完成下列问题：
(1)A同学与其他同学的实验结果相差很大的可能原因有哪些？
提示：所取土样不同；培养基被污染或操作失误造成。(2)如何设置对照实验，说明你的上述分析的原因。提示： 4．读教材P23～25[实验设计]内容，根据你自己的实验操作，分析交流下列问题：
(1)观察教材P23图2－7，思考在样品稀释时每一次用吸管吸取土壤悬液前，都要吹吸三次后再吸取，这样做有什么道理？
提示：每次吹吸三次，使土壤悬液中的菌种分布均匀，保证所吸取样液中的菌种均衡性，减少实验误差。 (2)如何判断选择培养基是否筛选出菌落？
提示：牛肉膏培养基的菌落数目大于选择培养基上的菌落数目，说明选择培养基已筛选出一些菌落。
(3)怎样根据结果判断样品稀释操作是否成功？
提示：若得到了2个或2个以上菌落数目在30～300的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数。 分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是 ( )
①加尿素 ②不加尿素 ③加琼脂糖 ④不加琼脂糖
⑤加葡萄糖 ⑥不加葡萄糖 ⑦加硝酸盐 ⑧不加硝酸盐
A．①③⑤⑦ B．②④⑥⑧
C．①③⑤⑧ D．①④⑥⑦ [解析] 尿素和硝酸盐都能作为氮源，而培养尿素分解菌的培养基应含有尿素为唯一的氮源的固体平板培养基。因此培养基中应不加硝酸盐，加入尿素和琼脂。葡萄糖作为碳源加入。
[答案] C 两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数。在对应稀释倍数为10的培养基中，得到以下两种统计结果：A同学涂布了一个平板，统计的菌落数为230；B同学涂布了三个平板，统计的菌落数分别为21、212和256，该同学以这三个平板上菌落数的平均值163作为统计结果。试回答： (1)当__________________时，培养基表面生长的一个菌落来源于样品稀释液中的________，此时统计平板上的菌落数，就能利用____________公式推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数为____________的平板进行计数。
(2)A同学确信自己的实验结果与别人不同是因为土壤样品不同，却不能证明自己的培养基是否被污染，你能帮助A同学排除上述两个可能影响实验结果的因素吗？
(3)B同学的结果正确吗？为什么？ [解析] A同学只涂布了一个平板，没有设置重复组，因此结果不具有说服力。可以由其他同学用与A同学一样的土样进行实验，如果结果与A同学一致，则证明A同学结果无误，如果结果与A同学不同，则证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题；另一种方案是将A同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否被污染。B同学的三个平板应无明显差异才能符合计数要求。 [答案] (1)样品的稀释度足够高 一个活菌 每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M 30～300
(2)可以。由其他同学用与A同学一样的土样进行实验，如果结果与A同学一致，则证明A同学结果无误；如果结果不同，则证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题；另一种方案是将A同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否被污染。
(3)不正确。其中一个平板与另两个平板差异太大，应分析原因。点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件24张PPT。专题2
课题3课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 纤维素酶的种类和作用
理解 纤维素分解菌的筛选原理、实验流
程和注意事项分离分解纤维素的微生物的实验流程 一、纤维素及纤维素酶
1．纤维素
(1)化学组成：由 三种元素组成，是地球上含量最丰富的 类物质。
(2)分布及作用：棉花是自然界中 含量最高的天然产物，此外木材、作物秸秆等也富含纤维素；纤维素是构成植物 的主要组成成分之一。C、H、O多糖纤维素细胞壁 2．纤维素酶
(1)组成：纤维素酶是一种 ，至少包括三种组分，即
(2)作用：C1酶和CX酶使纤维素分解成 ，
将纤维二糖分解为葡萄糖。复合酶C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶。纤维二糖葡萄糖苷酶 二、纤维素分解菌的筛选
1．原理
(1)刚果红是一种染料，可以与像纤维素这样的多糖物质形成 ，但并不和水解后的 和 发生这种反应。
(2)当含纤维素的培养基中加入刚果红时，就会出现红色复合物，当纤维素被 分解后，
就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的 。
2．方法
常用的刚果红染色法有两种，一种是先培养 ，再加入 进行颜色反应，另一种是在倒平板时就加入 。红色复合物纤维二糖葡萄糖纤维素酶刚果红－纤维素复合物透明圈微生物刚果红刚果红 三、实验设计
1．实验流程
土壤取样→ →梯度稀释→将样品涂布到鉴别
的培养基上→挑选产生 的菌落。
2．选择培养的目的
增加纤维素分解菌的 ，确保能够从样品中分离到所需要的微生物。
3．涉及的主要生物技术
的制作、 操作技术、稀释涂布平板法、选择培养、土壤取样等。选择培养纤维素分解菌透明圈浓度培养基无菌 4．纤维素分解菌的进一步鉴定
(1)为确定得到的透明圈中的菌落是否具有纤维素分解菌，需要进行 的实验。其方法有 和
两种。
(2)纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸
等纤维素后所产生的 进行定量测定。发酵产纤维素酶液体发酵固体发酵葡萄糖 1．读教材P27相关内容，归纳并回答下列问题。
(1)纤维素酶是一种酶吗？它包括哪几种？
提示：不是。纤维素酶是一种复合酶，至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种。 2．读教材P28的相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)利用什么方法来筛选纤维素分解菌？
提示：刚果红染色法。
(2)刚果红染色法筛选的原理是什么？
提示：①纤维素＋刚果红―→红色复合物。
②刚果红不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生反应。
③纤维素分解菌产生纤维素酶，分解纤维素，刚果红－纤维素红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。 3．读教材P28－29[实验设计]的相关内容，思考讨论下列问题：
(1)为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？
提示：因为生物与环境相互依存，富含纤维素的环境是纤维素分解菌的适宜环境；由于纤维素分解菌为异养型生物，也可生活于其他富含有机质的环境中，只是数量相对较少。 (2)在分离分解纤维素的微生物的实验流程中，为什么要进行选择培养？该环节一定需要设置吗？
提示：①选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度；在选择培养条件下，可以使能够适应人工设置的营养条件下的微生物得到迅速地繁殖，而不适应的微生物的繁殖得到抑制。
②不一定。根据样品中目的微生物的数量的多少来确定。 4．为什么对分离的纤维素分解菌作进一步的鉴定？
提示：产生透明圈的菌落可能是能产生淀粉酶的微生物，也可能是能降解刚果红的菌种，所以需要进一步鉴定。 生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源。我国利用农作物废弃物(秸秆)生产乙醇，其技术流程为：纤维素酶解→酵母发酵→蒸馏→成品。获取纤维素酶的成本能否下降，是能否实现生物乙醇工业化生产的关键因素。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌的培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养。
(1)最好选择怎样的环境采集土样？
________________________________________________。 (2)以下是一种培养基配方：纤维素粉5 g、NaNO3 1 g、Na2HPO4·7H2O1.2 g、KH2PO40.9 g、MgSO4·7H2O 0.5 g、KCl 0.5 g、酵母膏0.5 g、水解酪素0.5 g(蒸馏水定容到1 000 mL)。该培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度，其原理是___________________________________________________。
(3)为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种，可以在鉴别培养基上加入________染液，将筛选获得的菌液稀释后用________法接种到鉴别培养基上，然后挑选产生________的菌落作为菌种进行扩大培养。 (4)纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢？请设计实验进行检测。 ____________________________________
__________________________________________________。 [解析] 富含纤维素的土壤中，含有以纤维素为碳源的纤维素分解菌，且数量多。题目中纤维素为含纤维素酶的微生物提供碳源和能源，不能分解纤维素的微生物由于缺乏碳源而不能正常生长繁殖，因此该培养基具有选择作用。纤维素量一定时，纤维素酶产量与分解产生的葡萄糖数量成正比。 [答案] (1)选择纤维素丰富的土壤环境
(2)培养基中纤维素是主要碳源，有利于纤维素分解菌生长，同时抑制其他微生物生长 (3)刚果红 涂布平板 透明圈 (4)向定量纤维素分解菌培养液中加入定量纤维素，定时测量葡萄糖产量的变化点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件32张PPT。专题3
课题1课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 1.植物组织培养中各阶段的变化
2.影响植物组织培养的因素
理解 植物组织培养的基本原理和基本技术植物组织培养的无菌操作及基本过程 一、植物组织培养的基本过程
1．原理
(1)细胞全能性：具有某种生物全套 的任何一个活细胞，都具有发育成 的能力，即每个生物细胞都具有 。
(2)细胞分化：在植物的个体发育过程中，细胞在
和 上出现 差异，这是在
条件下，细胞通过基因的 ，最终形成不同组织和器官的过程。遗传信息完整个体全能性形态、结构生理功能稳定性特定的时间和空间选择性表达2．植物组织培养的过程脱分化再分化外植体 二、影响植物组织培养的因素
1．材料
植物的 、材料的 和保存时间的 等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择未开花植株的 上部新萌生的 作材料。种类年龄长短茎侧枝 2．营养
(1)无机物：
大量元素是 ；
微量元素是 。
(2)有机物：如 、维生素、烟酸、肌醇、 等。
3．激素
在培养基中需要添加 和 等植物激素，其 、使用的先后顺序、用量的 等都影响实验结果。N、P、K、Ca、Mg、SMn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co甘氨酸蔗糖生长素细胞分裂素浓度比例 4．环境因素
环境因素是指pH、温度、光照等环境条件。一般而言，菊花的组织培养所需pH为 左右，温度为 ，光照条件为每日用日光灯照射 h。5.818～22℃12 三、实验操作
1．制备MS固体培养基
(1)母液的配制： 元素母液可配成10倍液； 元素母液可配成100倍液； 类、维生素类以及用量较小的
，一般可按1 mg/mL的质量浓度单独配制成母液。
(2)配制培养基：应加入的物质有琼脂、 、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液，并用 定容到 mL，调节pH并分装。在菊花组织培养中，可以不添加 ，原因是菊花茎段组织培养比较容易。
(3)灭菌：分装好的培养基连同其他器械一起进行
灭菌。大量微量有机物蔗糖蒸馏水1 000植物激素高压蒸汽激素2.外植体消毒 3．接种
(1)前期准备：用体积分数为 %的酒精消毒工作台，点燃酒精灯。注意所有接种操作都必须在 旁进行，器械使用前后都要用 灭菌。
(2)接种操作：接种过程中插入外植体时形态学上端朝 ，每个锥形瓶接种 块外植体。70酒精灯火焰灼烧上6～8 4．培养
培养过程应该放在 中进行，并定期进行 ，保持适宜的 和 。
5．移栽
移栽前应先打开培养瓶的 ，让其在培养间生长几日。然后用流水清洗根部的培养基。最后将幼苗移植到消过毒的 或珍珠岩等环境中生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到 中。
6．栽培
将幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的 情况，适时浇水、施肥，直至 。无菌箱消毒温度光照封口膜蛭石土壤生长开花 1．读教材P32的相关内容，归纳并回答下列问题。
(1)回顾细胞分化的知识，想一想：细胞分化的实质、结果分别是什么？
提示：细胞分化的实质：基因的选择性表达。
细胞分化的结果：形成不同的细胞和组织。
(2)植物组织培养的理论基础是什么？
提示：植物细胞的全能性。 (3)植物细胞全能性表达的条件有哪些？
提示：①离体；②一定的营养物质、激素等；③适宜的外界条件。(5)讨论并回答脱分化的实质是什么？
提示：已分化的细胞回到未分化状态。 2．读教材P33相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)影响植物组织培养的因素有哪些？
提示：①内部因素：植物材料的选择，包括种类、年龄、保存时间的长短等。
②外部因素：营养成分、植物激素、环境条件(如温度、光照、pH)等。
③无菌技术：培养材料、操作空间、实验用具、操作者的消毒和灭菌等。
(2)影响植物组织培养的最关键激素有哪些？
提示：生长素和细胞分裂素。 3．读教材P34－35[实验操作]的相关内容，分析讨论下列问题：
(1)植物是自养生物，为什么用于植物组织培养的MS培养基中需要加入有机物？
提示：通常植物体本身进行光合作用产生糖类，不需要外部供给糖，但植物组织培养是利用的离体组织或细胞，在其脱分化过程中不能进行光合作用合成糖类，因此必须在培养基中添加糖类，作为碳源和能源物质，同时维持培养基的渗透压。 (2)植物组织培养过程中为什么要严格进行无菌操作？
提示：由于植物组织培养的培养基中加入了一些有机物，使一些异养型的细菌很容易在培养基上生存，它们的生长繁殖与所培养的植物细胞争夺营养，同时细胞代谢产生一些有毒物质，导致培养物腐烂。
(3)分析植物组织培养过程中每日用日光灯照射12 h的原因。
提示：再分化过程中，细胞中叶绿素的形成需要光。 回答下列有关植物组织培养的问题。
(1)用于植物组织培养的植物材料称为_________________。
(2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为________________。 (3)在再分化阶段所用培养基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示。据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系： ①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，
______________________________________________________
②_______________________________________________
____________________________________________________；
③_______________________________________________
____________________________________________________。 (4)若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主要作用是__________________________________________________；
则植物激素X的名称是__________________________________。
(5)生产上常用试管苗保存植物的优良性状，其原因是
______________________________________________________
____________________________________________________。 [解析] 本题考查植物组织培养的基本过程、激素在各个阶段发挥的作用。
(1)用于植物组织培养的材料叫外植体。
(2)植物组织培养的核心过程是脱分化与再分化，脱分化指由分化状态变为未分化状态，再分化指由未分化状态变为分化状态。
(3)仔细分析所给示意图，可知植物激素X与植物激素Y浓度比为1时，愈伤组织形成；大于1时细胞群分化出芽，小于1时细胞群分化出根。 (4)生长素在植物组织培养中主要作用是促进细胞生长、分裂和分化。植物组织培养过程中除需要生长素外还必需细胞分裂素，二者共同起作用。
(5)植物组织培养是一种无性繁殖技术，能保持亲本的优良性状。 [答案] (1)外植体 (2)去分化(脱分化)
(3)①未分化细胞群经分裂形成愈伤组织 ②当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，未分化细胞群分化形成芽 ③当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，未分化细胞群分化形成根
(4)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化 细胞分裂素
(5)植物组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离 激素对植物组织培养的影响(主要是生长素和细胞分裂素)
(1)使用顺序不同，结果不同。(2)两者用量的比例不同，结果不同。点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件29张PPT。专题3
课题2课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 被子植物花粉发育过程及花药培
养产生花粉植株的两种途径
理解 花药离体培养的基本原理及影响
花药培养的因素选择适宜的培养材料和培养基 一、基础知识
1．被子植物的花粉发育
(1)花粉：经过 形成的，是 倍体的生殖细胞，花粉粒形成精子是 过程。
(2)花粉的发育要经历 、 、
等三个阶段。其中单核期又分 、 两个时期，双核期包括花粉管细胞核和 两个核。减数分裂单有丝分裂小孢子四分体时期单核期双核期单核居中期单核靠边期生殖细胞核2．产生花粉植株的两条途径 这两条途径并没有绝对的界限，主要取决于 。培养基中激素的种类及其浓度配比 3．影响花药培养的因素
(1)主要因素：
①材料的选择：
a．不同植物的诱导成功率 。
b．就同一种植物来说，花期早期时的花药比 的更容易产生花粉植株。
c．一般来说，在单核期，细胞核 的时期，花药培养成功率最高。
②培养基的组成：培养基的 对花药培养也有影响。
(2)其他因素：亲本植株的 、材料的 、接种密度等 很不相同后期由中央移向细胞一侧成分及比例生长条件低温预处理二、实际操作镜检醋酸洋红焙花青—铬矾酒精氯化汞花丝25℃左右分化培养基(6)鉴定、筛选：鉴定染色体的 ，并进行筛选倍性变化 1．读教材P37(一)被子植物的花粉发育的相关内容，观察图3－6，归纳并回答下列问题。
(1)运用文字和箭头表示出被子植物花粉发育过程。 (2)花粉发育过程中的四分体时期与减数分裂过程中的四分体是同一个概念吗？有什么不同？
提示：不是。减数分裂过程中的四分体是指配对的一对同源染色体含有四条染色单体；花粉发育过程中的四分体时期是指小孢子母细胞经减数分裂后形成的连在一起的4个小孢子。 2．读教材P38(二)产生花粉植株的两种途径的相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)产生花粉植株的两条途径都需要经过哪些过程？
提示：经过脱分化、再分化过程。
(2)产生花粉植株的两途径是否完全不同？其原因是什么？
提示：两条途径之间并没有严格的界限，主要取决于培养基中激素种类和浓度配比。 3．读教材P38－39影响花药培养的因素和实验操作的相关内容，分析讨论下列问题：
(1)材料选择是影响花药培养的主要因素之一，操作时，利用哪些方法选择出合适的实验材料？
提示：①外观上：初花期完全为开放的花蕾；②发育时期：运用醋酸洋红法或焙花青－铬矾法，通过镜检确定花粉的适宜的发育时期。 (2)由花粉培养成的花粉植株是否可育？若不育，应怎样处理？
提示：一般是不可育的。可利用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗，诱导染色体加倍，恢复可育性。4．填表比较花粉植株的产生与植物茎组织培养的异同点。 图表示菊花的嫩枝和月季的花药的离体培养过程，请回答： (1)对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养，其原因是____________________________________________；
对月季来说，适宜花粉培养的时期是________期。为确定花粉是否处于该时期，最常用的镜检方法是________。
(2)月季的花药离体培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从植物产生的途径来说，花粉植株产生的途径除了图中所示外，还可以通过________阶段发育而来。 (3)两种植物组织培养都需要接种，下列关于接种时应注意问题描述正确的是：①接种室要消毒；②操作时戴口罩，便可说话；③外植体可预先用体积分数为50%的酒精浸泡，再用0.1%的氯化汞溶液消毒即可；④接种操作要在酒精灯火焰旁进行；⑤接种完毕盖好瓶盖
A．①②③④⑤ B．①②③④
C．③④⑤ D．①④⑤ (4)微生物的实验室培养与以上植物组织培养过程不同，但也需要非常严格的操作。使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子)称为________，常用的消毒方法是__________________________________________________
________________________________________________________________________(至少两种)。 [解析] (1)如果培养的是一般组织，一般宜采用生长旺盛的嫩枝较好，因为这样的组织细胞分裂能力强，容易诱导脱分化和再分化。如果培养的是花药，一般采用单核期的花药，常用醋酸洋红法进行检测。
(2)花药离体培养可以有两条产生花粉植株的途径，除了题中的途径外，还可以经过产生胚状体进一步分化产生植株。 (3)接种前要对植物材料进行消毒处理，接种时要在酒精灯火焰旁进行。
(4)将包括芽孢和孢子在内的生命体杀灭的无菌操作方法是灭菌，消毒是将物体表面或内部的部分有害微生物杀死的无菌操作方法，常见的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法、化学试剂消毒法等。
[答案] (1)生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化 单核 醋酸洋红法
(2)胚状体 (3)D
(4)灭菌 煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法、化学试剂消毒法 菊花茎段组织培养与月季花药培养比较点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件34张PPT。专题4
课题1课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 1.果胶酶的组成和作用
2.果胶酶制备的一般步骤
理解 酶活性与影响酶活性的因素1.温度和pH对果胶酶活性的影响
2.果胶酶最适用量的探究 一、果胶与果胶酶
1．果胶
是植物细胞壁及 的主要成分之一，它是由
聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。
胞间层半乳糖醛酸 2．果胶酶
(1)作用：能够把果胶分解成可溶性的 。
(2)组成：果胶酶并不特指 ，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、 、 酶等。
(3)来源：植物、 、酵母菌和 均能产生果胶酶。由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，被广泛地应用于果汁加工业。半乳糖醛酸某一种酶果胶分解酶果胶酯霉菌细菌 二、酶的活性与影响酶活性的因素
1．酶的活性
指 的能力，酶活性的高低可用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的 来表示。
2．酶的反应速度
用单位时间内、单位体积中 或产物的
来表示。
3．影响酶活性的因素
、 、酶的 等。酶催化一定化学反应反应速度反应物的减少量增加量温度pH抑制剂 三、探究pH和温度对酶活性的影响
1．设计思路
在一恒定温度下，通过设置 来确定酶催化反应的最适pH；在一恒定的pH下；通过设置 来确定酶催化反应的最适温度。
2．检测方法
(1)在研究温度和pH对唾液淀粉酶活性的影响时，通过用
检测反应后的溶液是否变 来判断酶是否具有活性。
(2)定量测定果胶酶的活性，判断标准：一是果汁的 ，二是果汁的 。pH梯度温度梯度碘液蓝出汁率澄清度 四、探究果胶酶的用量
(1)意义：生产果汁时，为了使果胶酶得到充分利用，节约成本，需控制好酶的 。
(2)自变量： 。
(3)其他影响因素： pH、温度、酶催化反应的 、苹果泥的 等。用量酶的用量时间用量 1．阅读教材P42～43[基础知识]的相关内容，归纳能够破坏植物细胞壁的酶有哪些？所起作用相同吗？ 提示： 2．下图是温度、pH对酶活性影响曲线，分析曲线回答下列问题？ (1)根据图一曲线信息，回答下列问题：
①描述温度对酶活性具有怎样的影响？
提示：在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；超过一定温度之后，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低；当达到一定温度后，酶的活性全部丧失。
②图一中温度为t2、t4时，酶活性一样，其原因是否相同？
提示：不相同。t2温度低于最适温度，酶活性未达到最大是因为温度还较低；而t4温度超过该酶的最适温度，部分酶分子结构被破坏，酶活性降低。 (2)根据图二曲线信息，回答下列问题：
①根据曲线分析pH对酶活性的影响结果是怎样的？
提示：过酸、过碱都会使酶发生不可逆失活。
②当酶在过酸或过碱的环境中一段时间后，将其环境再恢复到该酶的最适pH，酶的活性会怎样变化？分析原因。
提示：酶的活性不会改变。过酸或过碱都会使酶分子结构被破坏，再调整到最适pH时，酶活性也无法恢复。 3．读教材P43[实验设计]的相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)探究不同温度(或pH)对酶活性的影响实验中，实验的自变量是什么？无关变量有哪些？
提示：自变量：温度(或pH)；无关变量：pH(温度)、苹果泥的用量、果胶酶的用量和浓度、反应时间等。
(2)观察教材P43图4－3实验流程图，分析并讨论实验中将每一组盛有果胶酶和苹果泥两支试管放在所设定同一温度(或pH)下一段时间后再混合的原因。
提示：保证苹果泥和果胶酶混合后的温度(或pH)相同，避免了二者因温度(pH)不同，混合后的混合液没有到达预设的温度(pH)，从而影响酶活性。 (3)在预实验的基础上，若要进一步探究的果胶酶的最适温度(或pH)更接近该酶的实际最适温度(或pH)，应怎样操作？
提示：在原来预实验基础上，进一步缩小温度(或pH)梯度，进行重复实验。
(4)探究果胶酶用量实验中，自变量、因变量和无关变量是什么？
提示：自变量：果胶酶的用量；因变量：过滤出的果汁体积；无关变量：pH、温度、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等。 (5)根据你的实验结果并结合所学知识，尝试构建榨出的果汁体积与果胶酶用量之间关系的曲线模型。
提示：如下图所示： 下图中曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，此曲线不能说明的是 ( )
A．在b点之前，果胶酶的活性和温度接近成正比；之后，接近成反比
B．当温度达到b′点时，果胶酶的活
性最高，催化能力最强
C．a点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升
D．c点时，果胶酶的活性很低，当温度降低时，酶的活性可以上升 [解析] 从图中可以看出：在温度较低时，随着温度的不断升高，果胶酶的活性不断上升，到b点时，酶的活性达到最高；之后，随着温度的继续上升，酶的活性不断下降。a点和c点相比，虽然酶的活性都很低，但是a点是低温条件，对酶的分子结构无影响，所以，随着温度的上升，其活性也会不断上升，而c点是高温条件，已破坏酶的分子结构，使酶的活性发生不可逆的变化，即使再降低温度，酶的活性也不会上升。
[答案] D 不同条件下酶活性降低的本质不同
酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，其成分是生物大分子，易受温度、pH和某些化合物影响而变性失活。
低温抑制酶活性，但不破坏酶的空间结构；高温破坏酶的空间结构，使酶永久失活；过酸、过碱均可破坏酶的空间结构，使酶永久失活，不可再恢复。 果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁和胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。
实验用具和材料：磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布等；苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。 [课题一] 验证果胶酶在果汁生产中的作用。
实验方法及步骤：
(1)将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。
(2)取两个100 mL的洁净烧杯，编号1、2，按相应程序进行操作，请把表中a、b两处未填写的内容填上。 (3)取两个烧杯，同时进行过滤。观察(或比较)__________，并记录结果。
(4)实验结果的预测及结论：如果是___________________，则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用。 [课题二] 探究果胶酶催化果胶水解的最适pH。
本课题实验步骤中，在完成[课题一]中的①、②步骤、编号、编组之后，有下面两种操作：
方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、6…、10。
方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至4、5、6、…10，再把pH相同的果胶酶溶液和苹果泥相混合。 (1)请问上述哪一种操作更科学？_______________________。
理由是：___________________________________________。
(2)该实验步骤中也有用玻璃棒搅拌的操作，其目的是__________________________，以减少实验误差。
(3)如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，以横坐标表示pH，纵坐标表示________(果汁体积或试管体积)，实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，请在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图________。 [解析] [课题一]中，实验目的很明确为“验证果胶酶可以提高出汁率和澄清度”，不难找出对照实验的单一变量是是否加入果胶酶溶液。由于是验证性实验，结果应与前面的实验目的相对应，即相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大，澄清度高。 [课题二]中方法二是将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的pH分别调至4、5、6、…10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合，这样操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH，否则，由于酶有高效性，在升高或降低pH过程中分解果胶，造成实验结果误差较大。实验中玻璃棒搅拌的目的是使酶和果胶充分地接触，以减少实验误差。实验结果以坐标图的形式表示，以横坐标表示pH，纵坐标表示果汁体积较恰当。根据在一定范围内，随着pH的增加，酶的活性增强，果汁体积增大，当超过最适pH，随着pH的增加，酶的活性减弱，果汁体积减小，可判断最可能的结果为曲线图甲。 [答案] [课题一]
(2) a．注入果胶酶溶液 b．2 mL
(3)相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度
(4)相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大，澄清度高 [课题二]
(1)方法二 方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH
(2)使酶和反应物充分接触 (3)果汁体积 甲 1．解答实验题的关键
(1)要明确实验目的和实验原理；
(2)学会生物实验探究的基本方法——单因子变量控制及对照原则；
(3)验证性实验结果要与实验目的相对应；
(4)归纳整理的语言描述要简洁、明确。
2．酶在应用中的规律
(1)欲得到较多的产物，则应保持酶的活性最高，提高酶反应速度。
(2)欲储存的时间较长，则应在低温条件下，尽量减少有机物的消耗。 点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件26张PPT。专题4
课题2课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 影响洗涤效果的因素
理解 加酶洗衣粉的洗涤原理1.区别不同种类的加酶洗衣粉对同一污物
和不同污物的洗涤效果
2.实验过程中各种变量的控制 一、加酶洗衣粉
(1)概念：指含有 的洗衣粉。
(2)种类： 酶、 酶、淀粉酶和 酶。其中应用最广泛、效果最明显的是 和 。
(3)洗涤原理：
① 可将血渍、奶渍等含有的大分子 最终分解为氨基酸或小分子肽；
②脂肪酶可将脂肪最终分解为 ；
③淀粉酶可将淀粉最终分解为 ；
④纤维素酶可将纤维素分解为 。 酶制剂蛋白脂肪纤维素碱性蛋白酶碱性脂肪酶蛋白酶甘油、脂肪酸麦芽糖葡萄糖蛋白质 (4)优点：加酶洗衣粉可以降低 和 的用量，使洗涤剂朝 的方向发展，减少对环境的污染。
(5)影响因素及酶制剂发展：
①影响酶活性的因素有 和表面活性剂等。
②科学家通过基因工程生产出了能够耐酸、耐碱、忍受
和忍受 的酶，并制成酶制剂。
(6)使用时注意事项：衣物的洗涤，不仅要考虑 效果，还要考虑衣物的 ，洗涤成本等因素。表面活性剂三聚磷酸钠低磷无磷温度、酸碱度表面活性剂较高温度承受能力洗涤 二、实验设计：
1．对照实验设计遵循的原则
原则和 原则。
2．实验变量确定
(1)探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果的区别时，控制 为单一变量，其他条件一致，从而形成 。
(2)在探究加酶洗衣粉的最适温度时， 是自变量，不同的实验组之间形成 对照。
(3)在探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果时，自变量是 的种类，污渍应是 的。单一变量等量性洗衣粉的种类对照温度相互加酶洗衣粉完全相同 1．读教材P46[基础知识]的相关内容，归纳并回答下列问题。
(1)试从酶活性角度分析，影响加酶洗衣粉的因素有哪些？
提示：影响酶活性的因素：温度、pH、表面活性剂等。
(2)加酶洗衣粉是否是在普通洗衣粉中加入一定量的酶制剂？
提示：否。与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉减少了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝着低磷、无磷的方向发展，有利于减少环境污染。 (3)根据加酶洗衣粉的成分分析并讨论，使用加酶洗衣粉时应注意哪些问题？
提示：①碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此蛋白质类纤维织物不能用加酶洗衣粉来洗涤；②使用加酶洗衣粉时，必须注意控制洗涤用水的温度，碱性蛋白酶在35～50℃时活性最强，在低温下或70℃以上就会失效；③加酶洗衣粉不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力损失；④加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，也不能与强酸强碱同用，否则酶活力将会丧失；⑤酶制剂有极强的选择性，应根据不同的污物选用不同的加酶洗衣粉；⑦添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白，使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此应避免与这类洗衣粉长时间接触。 2．读教材P46～47[实验设计]相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)分析下列有关探究实验的自变量分别是什么？
①探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果；
②探究加酶洗衣粉洗涤的最佳温度；
③探究不同种类加酶洗衣粉洗涤效果。
提示：①洗衣粉的种类；②水温；③加酶洗衣粉种类。
(2)影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？
提示：酶制剂的种类；污物的类型；水温、水量、水质；衣物的质料、大小、浸泡、洗涤时间；洗衣粉的用量等。 市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物的汗渍、血迹及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能被水解而除去。下列衣料中不能用该加酶洗衣粉洗涤的是 ( )
①棉织品；②毛织品；③腈纶织品；④蚕丝织品；⑤涤纶织品；⑥锦纶织品
A．②④ B．①②③
C．③④⑤ D．③⑤⑥ [解析] 酶具有专一性，洗衣粉中加入的碱性蛋白酶能够分解蛋白质。毛制品和蚕丝制品主要成分是蛋白质，可以被蛋白酶分解而被破坏。
[答案] A不同加酶洗衣粉洗涤衣物的选择
(1)选择依据：洗衣粉中酶制剂种类。
(2)选择原理：酶的专一性。
(3)判断方法：
①加入碱性蛋白酶制剂的洗衣粉，不能洗涤主要成分是蛋白质的衣物。
②加入纤维素酶制剂的洗衣粉，不能洗涤棉麻类衣物。 洗衣粉是人们日常生活所必需的，有同学对加酶洗衣粉的作用很感兴趣，为此做了以下实验探究。
实验过程：
①用天平称取加酶洗衣粉若干份，每份5 g。
②制作被牛奶(主要含蛋白质和脂肪)和蓝墨水[主要成分：阿拉伯树胶(植物纤维)、鞣酸与硫酸亚铁]处理过的同一布料若干份(污渍大小以滴管滴数为准)。
③取2只500 mL烧杯，依次编号为A、B，分别加入200 mL水和一份已称好的洗衣粉，放入10℃水浴锅中并搅拌。 ④取2块被牛奶和蓝墨水处理过的布料各一份，分别同时放入烧杯中，用玻璃棒搅拌，并用秒表记录除去污渍所需时间。然后，分别以水浴锅温度依次为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，重复步骤③④实验，记录除去污渍所需时间，结果如下表。
不同温度除去不同污渍所需时间(min) (1)请以温度为横坐标，酶反应速度为纵坐标画出除去奶渍实验的大致情况图。
(2)解释在同一水温下除去两种污渍时间不同的可能原因是：__________________________________________________
____________________________________________________。 (3)请你为上述探究实验命题________________________。
(4)上述探究过程(①至④)隐含________和________两个步骤。
(5)上述实验涉及两项对照关系，一项是针对________________的成分对照，另一项是针对__________________的条件对照。这里的条件对照与一般实验空白对照的区别是：_________________________________。 [解析] (1)用描点连线法就可以绘出曲线。
(2)根据图表数据，在相同温度下，同一种酶除去两种污渍所用的时间不同，说明同一种酶对不同污渍的处理效果不同，体现了酶的专一性。
(3)本实验探究的是不同温度下加酶洗衣粉对不同污渍去污率的影响。 (4)科学探究的一般过程包括观察现象、发现问题、提出假说、设计实验验证假说和对结果进行交流和评价，本题探究过程(①至④)为设计实验过程，设计思路中隐含了要探究的问题(即提出的假说)。
(5)图表每一列的数据反映的是同一种酶对不同污渍的作用效果，实验变量为污渍的种类(即底物的种类)；每一行的数据反映的是不同温度下同一种酶对同一污渍的作用效果，实验变量为温度的高低。[答案] (1)如下图所示： (2)加酶洗衣粉含蛋白酶和脂肪酶，而酶有专一性，且不同的酶其活性受温度的影响不同
(3)不同温度条件下加酶洗衣粉对不同污渍去污率的影响
(4)提出假设 设计实验
(5)不同底物 不同温度 条件对照组互为对照(或互为实验组)表格数据分析方法
对表格实验数据分析，应进行纵向(即每一行的数据)和横向(即每一列的数据)进行分析；分别得出相关的实验假设和实验结论。点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件29张PPT。专题4
课题3课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 固定化酶和固定化细胞的作用及
常用方法
理解 固定化酶和固定化细胞的原理制备固定化酵母细胞 一、固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产
(1)生产原理： 果糖
(2)葡萄糖异构酶的固定：将葡萄糖异构酶固定在颗粒状的
上，再将这些酶颗粒装入反应柱中。
(3)生产操作：生产过程中， 从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化 接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。
(4)优点：反应柱可以连续使用半年，大大降低 ，提高果糖的 和 。 葡萄糖载体将葡萄糖溶液葡萄糖异构酶生产成本产量质量葡萄糖异构酶 二、固定化细胞技术
(1)概念：利用 或 方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
(2)方法：包括 法、 法和 法。
①细胞多采用 法固定化；
②酶多采用 法和 法固定化。物理化学包埋化学结合物理吸附包埋化学结合物理吸附三、实验设计——固定化酵母细胞的制备
1．制备固定化酵母细胞凝胶珠葡萄糖气泡酒精味 1．阅读教材P49[课题背景]的相关内容，归纳并回答下列问题。
(1)从酶到固定化细胞经历了怎样的发展过程？利用文字和箭头表示。
提示：酶→固定化酶→固定化细胞。
(2)生产上直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化反应，各有哪些优点和不足？(完成下表) 2．阅读教材P49～50[基础知识]的相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)酶或细胞的固定化方法有哪些？
提示：包埋法、化学结合法、物理吸附法。
(2)讨论并交流：酶的固定化和细胞固定化的最适方法是什么？说明其原因。
提示：酶适合采用化学结合和物理吸附法固定； 细胞固定化多采用包埋法。因为细胞个大，难以被吸附或结合，酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。 (3)分析交流：固定化酶和固定化细胞中，哪一种对酶的活性影响最小？固定化细胞使用的是活细胞，怎样保证其正常的活性？
提示：①固定化细胞。因为固定化细胞保证了细胞的完整性，酶环境改变小，对其活性影响小。
②固定化细胞使用的是活细胞，为了保证活细胞生活的需要，应为其提供一定的营养物质。 3．读教材P50～51[实验操作]的相关内容，分析讨论下列问题：
(1)配制海藻酸钠溶液为什么是固定化酵母细胞的关键？
提示：因为如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠，如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，也会影响实验效果。
(2)在固定化酵母细胞过程中，CaCl2溶液起到什么作用？
提示：使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。 (3)如何检验制作的凝胶珠是否符合实验要求？
提示：①用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠制作成功。
②在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。 下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是
( )
A．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显
B．固定化酶的应用中， 要控制好pH、温度和溶解氧
C．利用固定化酶技术能降解水中所有的污染物
D．利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物 [解析] 固定化细胞与固定化酶有许多相似之处，但也有较大的区别(酶与活细胞有区别)，固定化细胞主要应用在一些需要活体细胞进行持续性处理的生产过程中，所以A正确；固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高，耐受性比较好，和溶解氧没什么关系，所以B错；酶具有专一性，只能降解部分有机污染物，所以C错；利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类作为反应底物，同时也作为碳源来提供能量和物质，所以D错。
[答案] A 根据下列实验内容回答问题：
实验原理：麦芽汁可以渗入到海藻酸钠和啤酒酵母支撑凝胶珠中。啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将发酵性的糖转化成乙醇。
实验过程：①取斜面培养基上的新鲜啤酒酵母，接种于10 mL麦芽汁液体培养基中，25℃下培养24～30 h。 ②取1.6 g海藻酸钠溶于无菌小烧杯中，加无菌水少许调成糊状，再加入无菌水至40 mL，在98 kPa条件下灭菌15 min。冷却至45℃左右后，与预热至35℃左右的10 mL酵母培养液混合搅拌均匀，立即倒入带喷嘴的无菌小塑料瓶中(或装有5号针头的注射器外套中)，以恒定的速度滴入盛有葡萄糖、氯化钙混合液的容器中，浸泡30 min制成凝胶珠。
③倒去葡萄糖、氯化钙混合液，用无菌水洗涤凝胶珠三次后，将凝胶珠放入500 mL三角瓶中，加入300 mL无菌麦芽汁液体培养基，置于25℃下封口发酵5 d左右，倒出发酵后的麦芽汁即为生啤酒，品尝其口味。 (1)凝胶珠是由________________________________组成的。它的作用是_______________________________________。
(2)如果进行多批次的生产，本实验中的啤酒酵母与普通发酵中的酵母菌在使用上的区别是_______________________。
(3)固定化酶和固定化细胞技术是利用________或________方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括____________、____________和______________。其中细胞多采用__________固定化，而酶多采用__________和__________固定化。
(4)制作成功的凝胶珠应用__________冲洗，其颜色为____________。将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后发现有__________产生，同时有________味散发出来。 [解析] 本题考查固定化细胞的应用，同时考查分析实验的能力，应用固定化酵母细胞可以催化一系列化学反应，并且能够连续使用。
(1)凝胶珠是由海藻酸钠和啤酒酵母细胞组成的，在此实验中，凝胶珠中的啤酒酵母细胞产生的酶可将渗入凝胶珠的麦芽汁中的糖转化为乙醇，同时海藻酸钠将啤酒酵母细胞固定。
(2)该实验中使用的固定化酵母细胞，可以多次连续使用，普通发酵中的酵母细胞与发酵液难以分离，不能连续使用。 (3)固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法，其中细胞的固定多采用包埋法，而酶的固定化多采用物理吸附法和化学结合法固定。
(4)制作成功的凝胶珠应用蒸馏水冲洗，颜色为浅黄色，将其加入到发酵的葡萄糖溶液中后，啤酒酵母细胞产生的酶将糖转化成乙醇和CO2，会有气泡冒出，同时有酒味散发出来。 [答案] (1)啤酒酵母和海藻酸钠 啤酒酵母产生的酶可将渗入凝胶珠的麦芽汁中的糖转化成乙醇(酒精)，海藻酸钠能够使啤酒酵母细胞固定
(2)能反复连续使用
(3)物理 化学 包理法 化学结合法 物理吸附法 包埋法 化学结合法 物理吸附法
(4)蒸馏水 浅黄色 气泡 酒 固定化细胞的活性
(1)固定化细胞使用的都是活细胞，因而为了保证其生活的需要，应该为其提供一定的营养物质。
(2)固定化细胞由于保证了细胞的完整性，因而酶的环境改变小，所以对酶的活性影响变小，酶的活性也就更稳定。点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件27张PPT。专题5
课题1课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 DNA的理化性质
理解 DNA粗提取的原理及鉴定的原理和方法DNA的粗提取和鉴定方法 一、提取DNA的方法
1．提取生物大分子的基本思路
(1)选用一定的 方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。
(2)DNA粗提取方法：利用DNA与 等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。物理或化学RNA、蛋白质和脂质 2．DNA粗提取与鉴定的原理
(1)分离原理：
DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的 溶液中
不同，利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分 ，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。NaCl溶解度溶解 (2)提纯原理：
①DNA不溶于 溶液，但细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。
②蛋白酶能水解蛋白质，但是对 没有影响。
③大多数蛋白质不能忍受 ℃的高温，而DNA在80℃以上才会 。
④洗涤剂能够瓦解 ，但对DNA没有影响。
(3)鉴定原理：
在沸水浴的条件下，DNA遇 会被染成蓝色。 酒精DNA60～80变性细胞膜二苯胺 二、实验设计
1．实验材料的选取
选用 含量相对较高的生物组织。
2．破碎细胞
(1)动物细胞的破碎——以鸡血为例：
在鸡血细胞中加入一定的 ，同时用 后，收集滤液即可。
(2)植物细胞的破碎——以洋葱为例：
先将洋葱切碎，然后加入一定的 和 进行充分搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。DNA蒸馏水玻璃棒搅拌过滤洗涤剂食盐 3．去除滤液中杂质
(1)方案一：通过控制 溶液的浓度去除杂质。
(2)方案二：直接向滤液中加入 ，反应10～15 min，嫩肉粉中的 酶能够分解蛋白质。
(3)方案三：将滤液放在 的恒温水浴箱中保温10～15 min，注意严格控制温度范围，使 沉淀而 分子还未变性，可以将DNA与蛋白质分离。NaCl嫩肉粉木瓜蛋白60～75℃蛋白质DNA 4．DNA的进一步提纯
利用DNA不溶于 这一原理，可从体积分数为
中析出较纯净的DNA，此时DNA的状态为
。
5．DNA的鉴定
将丝状DNA溶解于5 mL的物质的量浓度为 溶液中，再加入4 mL的 试剂，进行沸水加热5 min，待试管冷却后，观察试管中颜色变化，二苯胺要 。冷却的酒精95%的冷却酒精白色丝状物2 mol/L NaCl二苯胺现配现用 三、操作提示
(1)以血液为实验材料时，每100 mL血液中需要加入3 g
，防止 。
(2)加入洗涤剂后，动作要 ，否则容易产生大量的 ，不利于后续步骤的操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免 ，导致DNA分子不能形成 。
(3) 试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。柠檬酸钠血液凝固轻缓、柔和泡沫加剧DNA分子的断裂絮状沉淀二苯胺 1．仔细阅读教材P54[基础知识]的相关内容，分析图5－1曲线，归纳并回答下列问题。
(1)讨论并交流DNA在NaCl溶液中的溶解度具有怎样的变化规律？
提示：DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小；当NaCl溶液浓度低于此值时，随NaCl浓度的升高，DNA溶解度减小；当NaCl浓度高于此值时，随NaCl浓度的升高，DNA溶解度增大。 (2)根据(1)讨论得到的结果，尝试在下列坐标内构建DNA在NaCl溶液中溶解度曲线模型。
提示：如下图所示 (3)想一想：鉴定DNA除了用二苯胺试剂外，还有什么方法？
提示：利用甲基绿染色，呈现绿色。 2．读教材P55[实验设计]相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)本实验选取鸡血细胞作实验材料的原因是什么？
提示：鸡血细胞核DNA含量丰富，取材容易；鸡血细胞极易吸水涨破。
(2)选用植物细胞做实验材料，能否通过吸水涨破的方法使其释放出核物质？
提示：不能。因为植物细胞含有细胞壁，对细胞膜有支撑作用，不容易吸水涨破。 (3)利用鸡血细胞提取DNA实验过程中，两次用到蒸馏水，其目的相同吗？
提示：不相同。第一次用蒸馏水涨破细胞，提取核物质，第二次用蒸馏水稀释NaCl溶液析出DNA。
(4)利用鸡血细胞提取DNA实验过程中，需进行三次过滤，其目的分别是什么？
提示：第一次滤掉核外物质；第二次滤掉核蛋白；第三次滤取DNA。
(5)试分析在提取DNA的实验中，用玻璃棒搅拌时需要沿同一个方向缓慢搅拌的原因。
提示：防止DNA断裂。 3．根据你的实验体会，分析讨论下列问题：
(1)若实验中提取到的丝状物不是白色，且利用二苯胺试剂鉴定后不出现蓝色，分析其原因。
提示：DNA中杂质太多；DNA的含量极低。 (2)若出现实验结果不明显现象，可能的原因有哪些？
提示：①材料中核物质没有充分释放出，如研磨不充分或蒸馏水的量不够。
②加入酒精后摇动或搅拌时过猛，DNA被破坏。
③二苯胺配制时间过长，最好现配现用，否则二苯胺变成浅蓝色，影响鉴定效果。
④析出含DNA的黏稠物时，蒸馏水要沿烧杯内壁慢慢地加入，不能一次性快速加入，否则会影响实验结果。
⑤实验中有多次搅拌，但是其目的及操作方法是不同的，要注意区分，否则会影响结果。 下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是 ( )
A．洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度
B．将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
C．常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取
D．用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少 [解析] 提取植物细胞中DNA时加入洗涤剂可瓦解植物细胞膜，利于DNA的释放，但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度；含DNA的丝状物应先溶解在物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂在沸水浴条件下检测；菜花匀浆中含有DNA水解酶，常温下其活性较高，可催化DNA水解，从而影响DNA的提取；用玻棒缓慢搅拌滤液不会使DNA分子断裂，则不会导致DNA的获得量减少。
[答案] C DNA的粗提取与鉴定实验中有三次过滤：(1)过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液；(2)过滤含黏稠物的0.14 mol/L的NaCl溶液；(3)过滤溶解有DNA的2 mol/L的NaCl溶液。以上三次过滤分别为了获得 ( )
A．含核物质的滤液、纱布上的黏稠物、含DNA的滤液
B．含核物质的滤液、滤液中DNA黏稠物、含DNA的滤液
C．含核物质的滤液、滤液中DNA黏稠物、纱布上的DNA
D．含较纯的DNA滤液、纱布上的黏稠物、含DNA的滤液 [解析] 用蒸馏水稀释鸡血细胞液，使血细胞的细胞膜、核膜破裂，释放出核物质，此时过滤可得到含核物质的滤液。第二次过滤是因DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小，DNA析出成丝状黏稠物，经过滤留在纱布上。第三次过滤，是将第二次获得的黏稠物溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，过滤除去杂质获得含DNA的滤液。
[答案] A实验中2次加蒸馏水，3次加NaCl溶液
(1)2次加蒸馏水：第一次的目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA；第二次的目的是稀释氯化钠溶液。
(2)3次加NaCl溶液：第一次加NaCl后，必须充分晃动烧杯，使二者混合均匀，加速染色质中DNA与蛋白质的分离，使DNA充分溶解在NaCl溶液中。第二次加NaCl溶液也是为了DNA的再溶解，这时溶液中的蛋白质含量已很少。第三次加NaCl溶液还是为了溶解DNA。点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件26张PPT。专题5
课题2课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 PCR技术的基本操作、反应条件
理解 PCR技术的基本原理PCR技术的原理和基本操作 一、细胞内DNA复制所需要的基本条件
(1)原料： 。
(2)模板：DNA分子 。
(3)酶：打开DNA双链的 、催化合成DNA子链的 。
(4)引物：由于DNA聚合酶合成子链时不能从头开始，而只能从 延伸，因此DNA复制需要引物。4种脱氧核苷酸两条母链解旋酶DNA聚合酶3′端 二、PCR技术的条件及原理
1．条件
(1)模板： 。
(2)引物：能分别与 结合的两种引物。
(3)原料： 。
(4)酶： DNA聚合酶。
(5)其他条件：需稳定的 和能自动调控温度的温控设备。DNA两条模板链四种脱氧核苷酸耐热的缓冲溶液 2．方向
子链的延伸方向为从 。
3．原理
(1)DNA变性：在 的温度范围内，DNA的
结构解体，双链分开，这个过程称为 。
(2)DNA复性：当温度缓慢 后，两条彼此分离的DNA链又会重新结合成 。
(3)DNA合成：DNA聚合酶从引物 端开始延伸DNA链，DNA的合成方向总是从子链的 端向 端延伸。5′端到3′端80～100℃双螺旋变性降低双链3′5′3′ 三、PCR反应过程和结果
1．过程
PCR一般要经历三十多次循环。
(1)每次循环可以分为 、 和 三步，所需要的温度分别约为 以上、 左右、 左右。
(2)从第二轮循环开始，上一次循环的产物作为 参与反应，并且由 上延伸而成的DNA单链会与 结合，进行DNA的延伸。变性复性延伸90℃50℃72℃模板引物Ⅰ引物Ⅱ 2．结果
DNA聚合酶只能特异地复制处于 之间的DNA序列，使这段 的序列呈指数扩增。
四、DNA含量的测定
1．原理
DNA在 波段有一强烈吸收峰，可利用DNA的这一特点测定DNA含量。
2．计算公式
DNA含量(μg/mL)＝50× ×稀释倍数两引物固定长度260 nm紫外线260 nm的读数 1．仔细阅读教材P58～62[基础知识]的相关内容，归纳并回答下列问题。
(1)PCR的原理是什么？运用文字与箭头表示出来。
提示：DNA的热变性。
(2)联想DNA复制的知识，讨论并交流：生物体内的DNA复制与PCR技术有哪些异同？填写下表。 (3)观察教材P60～61图5－9，思考PCR反应过程是DNA的两条模板链全长复制吗？若一个DNA分子在PCR中循环n次，可获得的子代DNA分子数是多少？若开始有N0个DNA，则循环n次后获得的子代DNA分子数目是多少？
提示：①PCR反应过程中的DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，使该段固定长度的DNA序列呈指数扩增；②2n；③N0·2n。 2．读教材P62[实验操作]和[操作提示]的相关内容，结合你自己的实验体会，思考在PCR操作中，应注意哪些问题？
提示：①PCR所用的缓冲液实验前应分装成小份，并在
－20℃储存；
②PCR所用的缓冲液配制一定要严格，或者直接购买专用扩增缓冲液；
③为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、吸液枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌；
④在微量离心管中添加反应成分时每吸一种试剂后，移液器上的枪头必须更换。 PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是 ( )
①PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA ②PCR过程不需要DNA聚合酶 ③PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的 ④PCR过程中，DNA不需要解旋，直接以双链DNA为模板进行复制
A．③④ B．①②
C．①③ D．②④ [解析] PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比较，主要有两点不同：①PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA，长度通常为20～30个核苷酸。②PCR过程中，DNA解旋不依赖解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的。
[答案] C 现在PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室里的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如下图所示)，在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。 (1)加热使DNA双链打开，这一步是打开________键，称为____________。
(2)当温度降低时，引物与模板________端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成两个DNA分子，此过程中原料是 ________________________，遵循的原则是________________________。
(3)PCR技术的必要条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件，即：液体环境、适宜的________和________，前者由PCR仪自动调控，后者则靠________来维持。 解析 (1)PCR技术利用热变性原理使DNA双链间的氢键断裂，称为变性。
(2)PCR技术扩增DNA与细胞内DNA复制所需原料一样，为四种脱氧核苷酸，遵循的原则是碱基互补配对原则。引物与模板的3′端结合后，DNA聚合酶才发挥作用。
(3)PCR技术与体内DNA复制不完全相同，除了需要模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要液体环境、适宜的温度和酸碱度，适宜的温度靠PCR仪自动调控，而酸碱度靠缓冲液来维持。答案 (1)氢 变性
(2)3′ 四种脱氧核苷酸 碱基互补配对原则
(3)温度 酸碱度 缓冲液 (1)DNA母链的3′端对应着子链的5′端，即DNA的两条链是反向平行的。
(2)解旋酶的作用是使DNA两条链的氢键断开，而DNA聚合酶与DNA连接酶都是催化形成磷酸二酯键。
(3)DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已有的单链片段的3′端上，需要模板，而DNA连接酶连接的是两条DNA片段的缺口，不需要模板。点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件32张PPT。专题5
课题3课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 从复杂体系中提取生物大分子的
基本过程和方法
理解 凝胶色谱法的原理和方法1.凝胶色谱法的原理和方法
2.样品的预处理、色谱柱填料的处理和色谱柱的装填 一、凝胶色谱法
1．概念
也称作 法，是根据 的大小分离蛋白质的有效方法，凝胶实际上是一些微小的 球体。分配色谱相对分子质量多孔多孔球体多糖类化合物贯穿的通道 (2)分离原理：相对分子质量较小的蛋白质容易进入
的通道，路程 ，移动速度较慢；
的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程 ，移动速度较快。 凝胶内部较长相对分子质量较大较短 二、缓冲溶液
1．作用
在一定范围内，缓冲溶液能抵制 对溶液pH的影响，维持 基本不变。
2．配制
通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成，调节缓冲剂的 就可以制得在 范围内的缓冲液。外界酸和碱pH使用比例不同pH 三、电泳
1．概念
带电粒子在 的作用下发生 的过程。
2．原理
(1)许多重要的生物大分子，如 、 等都具有
的基团，在一定的pH下，这些基团会带上 或 。
(2)在电场的作用下，这些带电分子会向着
移动。
(3)电泳利用了待分离样品中各种分子 以及分子本身的 、 的不同，使带电分子产生不同的 ，从而实现样品中各种分子的分离。电场迁移多肽核酸可解离正电负电与其所带电荷相反的电极带电性质的差异大小形状迁移速度 四、血红蛋白提取和分离
1．样品处理及粗分离
(1)红细胞的洗涤：目的是去除 。
(2)红细胞的释放：在 和 作用下，借助磁力搅拌器的 作用，红细胞破裂释放出血红蛋白。
(3)分离血红蛋白溶液：离心(以2 000 r/min速度，离心10 min)→观察到试管中的溶液分4层，从上往下依次为：杂蛋白蒸馏水甲苯搅拌第1层： 的甲苯层。
第2层： 的沉淀层—— 薄层固体。
第3层： 的水溶液—— 透明液体。
第4层：其他杂质的 色沉淀物。
将液体用 过滤，除去 ，于 中静置片刻后，分出下层的 液体。无色透明脂溶性物质白色血红蛋白红色暗红滤纸脂溶性沉淀层分液漏斗红色透明 (4)透析——粗分离。
①过程：取1 mL的 溶液装入 中，将其放入盛有300 mL的物质的量浓度为20 mmol·L－1的 中(pH＝ )，透析12 h。
②原理：透析袋能使 自由进出，而将 保留在袋内。
③目的：去除 。血红蛋白透析袋7.0磷酸缓冲液小分子大分子相对分子质量较小的杂质 2．凝胶色谱操作——纯化
(1) 的制作。
(2)凝胶色谱柱的装填：
①装柱前要将色谱柱 在支架上。
②装柱前需根据色谱柱的 计算所需要的 。
③注意色谱柱内不能有 存在，否则重装。
(3)样品的 和 ：
在蛋白质分离过程中，仔细观察红色区带在洗脱过程中的移动情况，如果血红蛋白的红色区带 地移 动，说明色谱柱制作成功。凝胶色谱柱垂直固定内体积凝胶量气泡加入洗脱均匀一致 3．纯度鉴定——SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳
判断 的蛋白质是否达到要求，需要进行蛋白质纯度的鉴定。鉴定方法中使用最多的是SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳。纯化 1．读教材P64～66[基础知识]的相关内容，归纳并回答下列问题。
(1)观察教材P65图5－13，试从物质大小、运动方式、路程、速度等方面填写下表，以分析总结凝胶色谱法的原理。 (2)交流并分析为什么使用缓冲液？
提示：生物体内进行的各种化学反应都是在一定的pH下进行的，缓冲液能够抵制外界酸、碱对溶液pH的影响。使用缓冲液是为了能够在实验室条件下准确模拟生物体内环境相对稳定的pH。
(3)为什么电泳能够将不同蛋白质得以分离？
提示：不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力方向、大小、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。 (4)试分析在琼脂糖凝胶电泳法和聚丙烯酰胺凝胶电泳中，决定各种分子在电场中的迁移速度的因素分别是什么？
提示：琼脂糖凝胶电泳：各种分子的带电性质差异、分子大小、形状；聚丙烯酰胺凝胶电泳：蛋白质分子大小。 2．读教材P66－69[实验操作]相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)从实验现象观察的角度分析选用哺乳动物的红细胞作为实验材料的原因？
提示：哺乳动物的红细胞没有细胞核和细胞器，含有的血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可通过观察颜色非常直观地来判断收集流出液的时期。 (2)运用文字和箭头表示出血红蛋白提取和分离的实验流程。
提示：样品处理及粗分离―→凝胶色谱操作(纯化)―→SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳(鉴定)。 (3)血红蛋白的提取和分离中，将分离出的血红蛋白液进行透析的目的什么？
提示：除去样品中分子量较小的杂质或更换样品中的缓冲液。
(4)根据哪些指标来判断凝胶色谱柱装填成功？
提示：无气泡；加入大分子有色物质后，色带均匀、狭窄、平整。 对蛋白质的研究和应用，首先需要获得高纯度的蛋白质。请回答下列问题：
(1)蛋白质的提取和分离一般分为四步：______________、________________、________________和纯度鉴定。
(2)如果要从红细胞中分离出血红蛋白，实验前取新鲜血液要在采血容器中预先加入柠檬酸钠的目的是________________。 (3)血红蛋白的提取又可以细分为：红细胞的洗涤、________________、分离血红蛋白溶液和________________。其中分离血红蛋白溶液时需要用到________________(仪器)分出下层红色透明液体。
(4)装填凝胶色谱柱时，要注意色谱柱内不能有气泡存在，一旦发现有气泡必须重新装。这是因为______________
____________________。
(5)收集的血红蛋白溶液在透析袋中可以经过透析，这就是样品的粗分离。
①透析的目的是__________________________________。
②透析的原理是__________________________________。 (6)通过凝胶色谱法将样品进一步纯化后，最后经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
①样品纯化的目的是_____________________________。
②血红蛋白的特点是_____________________________。
这一特点对进行蛋白质的分离的意义：_____________
___________________________________________________。 [解析] (1)蛋白质的提取和分离一般分为样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定四个步骤。
(2)柠檬酸钠是一种抗凝剂，能够防止血液凝固。
(3)血红蛋白的提取可分为：红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液和透析。其中分离血红蛋白溶液时需要用到分液漏斗分出下层红色透明液体。 (4)凝胶色谱柱内产生的气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。
(5)收集的血红蛋白溶液在透析袋中进行透析，目的是去除分子量较小的杂质；因为透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内。
(6)利用凝胶色谱法进行纯化，目的是将相对分子量较大的杂质蛋白质去除，血红蛋白是有色蛋白，利用凝胶色谱法分离时，可直接通过观察颜色来判断收集洗脱液的时期。 [答案] (1)样品处理 粗分离 纯化
(2)防止血液凝固
(3)血红蛋白的释放 透析 分液漏斗
(4)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果
(5)①去除分子量较小的杂质 ②透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内
(6)①将相对分子质量大的杂质蛋白除去
②血红蛋白呈现红色 在用凝胶色谱法分离时可以通过观察颜色来判断收集洗脱液的时期，这使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作蛋白质提取和分离过程中杂质蛋白的去除措施
(1)透析：去除相对分子质量较小的蛋白质；
(2)凝胶色谱法：去除相对分子质量较大的杂质蛋白质。点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件25张PPT。专题6
课题1课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 植物芳香油的来源和成分
理解 提取植物芳香油的基本原理和方法植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采取适宜的方法 一、植物芳香油的来源和提取方法
1．天然香料的来源
(1)动物香料：主要来源于麝、 、海狸和 等。
(2)植物芳香油：来源于 ，如花、茎、叶、树干、树皮、根、地下茎、果实、种子。
2．植物芳香油的特点
具有很强的 ，组成比较复杂，主要包括 化合物及其衍生物。灵猫抹香鲸植物器官挥发性萜类 3．提取方法
主要有 、 、 ，具体采取哪种方法要根据
的特点来决定。
(1)水蒸气蒸馏法：
①原理：利用水蒸气将 较强的植物芳香油携带出来，形成 ，冷却后，混合物又会重新分出 和 。
②分类：根据蒸馏过程中 的位置，可以将其分为 、水上蒸馏和 。
③缺点：对于有些原料 ，如柑橘和柠檬，因为水中蒸馏会导致 和 等问题。蒸馏压榨萃取植物原料挥发性油水混合物油层水层原料放置水中蒸馏水气蒸馏原料焦糊有效成分水解不适用 (2)萃取法：
①原理：植物芳香油不仅 ，而且易溶于
。②步骤：此法是将粉碎、干燥的植物原料用 浸泡，使 溶解于有机溶剂中。
③注意事项：用于萃取的有机溶剂必需 ，除去杂质，否则会影响 。挥发性强有机溶剂有机溶剂芳香油事先精制芳香油的质量高级香水稳定水有机溶剂水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏油水混合物油层 三、橘皮精油的提取
1．特征
(1)性质： 具有诱人的橘香味。
(2)成分：主要成分为 。
(3)用途：是 、 和 的优质原料。
2．提取
(1)方法：一般采用 法。
(2)流程： 浸泡→漂洗→ →过滤→静置→再次
→橘皮油。无色透明柠檬烯食品化妆品香水配料压榨石灰水压榨过滤 四、操作提示
(1)玫瑰精油的提取：蒸馏时需控制好 和 。
(2)橘皮精油的提取：
橘皮在石灰水中浸泡时间为10 h以上，橘皮要浸透，这样压榨时不会 ，出油率 ，并且 时不会堵塞筛眼。温度时间滑脱高过滤 1．读教材P72～73[基础知识]的相关内容，归纳并回答下列问题。
(1)交流并填写下表比较芳香油的三种提取方法。 (2)讨论植物芳香油的提取方法的选择依据是什么？
提示：植物原料的特点。 2.读教材P73～75[实验设计]相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)观察教材P74图6－2，结合所学化学知识，讨论并分析怎样安装蒸馏装置？
提示：按照自下向上，从左到右的顺序依次安装，先安装加热装置，再安装冷凝装置，最后安装接收装置。 (2)在橘皮精油的提取实验中，将橘皮用石灰水浸泡，可以提高出油率，试分析其原因。
? 提示：Ca(OH)2溶液的俗名是石灰水，pH为12，强碱性，能够破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。
(3)为保证精油质量，在提取植物芳香油的实验操作中，需要注意哪些问题？
提示：①选择合适的季节的生物材料；
②控制蒸馏的时间和温度；
③尽可能去除杂质。 有人设计了一套实验室蒸馏芳香油的方案：①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上，在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞；②连接好冷凝管，把冷凝管固定在铁架台上，将冷凝管进水口的橡皮管的另一端与水龙头相连，将和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中；③把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈的高度，放好石棉网；④向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片，再用漏斗向烧瓶中加入原料，塞好带温度计的橡皮塞，并调节温度计高度，把接收器连接在冷凝管的末端，并伸入接收装置(如锥形瓶)中；⑤检查气密性。 (1)玫瑰精油高温________分解，________溶于水，________溶于有机溶剂，所以可用________提取，再经________过程即可得到玫瑰精油。
(2)上述实验方案的正确操作顺序是 ________→________→
________→________→________。
(3)冷凝管里水流的方向与水蒸气流向________。
(4)温度计的水银球应放在________位置，以测量__________
______________。 (5)在蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片，目的是__________
__________________________________________________。
(6)通过蒸馏，得到的是________，若想得到纯净的玫瑰精油需________，首先____________，目的是__________
__________________________________________________。
(7)提取玫瑰精油的原理是_________________________
__________________________________________________。 [解析] 玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏出来。实验操作考查提取玫瑰精油的蒸馏装置的连接。水流的作用是冷却气流，所以与水蒸气方向相反。温度计测量的是气体的温度，因此要放在支管下沿。加入碎瓷片的目的是防止暴沸。 [答案] (1)不易 难 易 水蒸气蒸馏法 分液 (2)③ ① ② ⑤ ④ (3)相反 (4)蒸馏烧瓶支管下沿蒸馏出蒸气的温度 (5)防止暴沸 (6)油水混合物 进行分液 向乳浊液中加入NaCl 增加水层密度，使乳浊液出现明显分层 (7)利用水蒸气将挥发性较强的玫瑰精油携带出来，蒸出的精油与水的混合物经过分离后得到玫瑰精油点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”课件21张PPT。专题6
课题2课前预习·巧设计名师课堂·一点通重点突破创新演练·大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解 胡萝卜素的理化性质、有机溶剂在
萃取中的作用
理解 提取胡萝卜素的基本原理和提取方法胡萝卜素的提取和纸层析的操作 一、胡萝卜素简介
1．种类
根据 的数目可将胡萝卜素划分为 三类，其中最主要的成分是 。
2．作用
(1)治疗因缺乏 而引起的各种疾病，如夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症等。
(2)是常用的 ，广泛地用作食品、饮料、饲料的添加剂。
(3)天然胡萝卜素还具有使 细胞恢复成正常细胞的作用。双键α、β、γβ-胡萝卜素维生素A食品色素癌变 3．性质
胡萝卜素是 黄色的结晶，化学性质比较 ，不溶于 ，微溶于 ，易溶于 等有机溶剂。
4．鉴定
可通过 进行鉴定。橘稳定水乙醇石油醚纸层析 二、提取过程
1．提取方法
(1)从 中提取。
(2)从大面积养殖的 中获得。
(3)利用 生产。
2．萃取剂的选择
(1)种类：有机溶剂分为两种： 和水不溶性。
(2)原则：萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有较高的 ，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与 混溶。植物岩藻微生物的发酵水溶性沸点水 3．影响萃取的因素
萃取的效率主要取决于萃取剂的 和使用量，同时还受到 、紧密程度、含水量、萃取的 和时间等条件的影响。
4．萃取过程的注意事项
(1)萃取过程应避免明火加热，采用 。
(2)为防止加热时有机溶剂挥发， 要在加热瓶口安装
。
(3)萃取液的浓缩可直接使用 。
(4)浓缩前要进行 。 性质原料颗粒大小温度水浴加热回流冷凝装置蒸馏装置过滤 1．读教材P77～78[实验设计]相关内容，归纳并回答下列问题。
(1)分析并交流：提取胡萝卜素时，怎样选择萃取剂？
提示：①不与水混溶的有机溶剂。
②具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素。
③最佳萃取剂为石油醚。
另外还应考虑到萃取效率，对人的毒性、是否易燃、有机溶剂是否能从产品中完全去除、会不会影响产品质量等问题。 (2)观察教材P78图6－7，分析在萃取过程中采用水浴加热的原因。
提示：因为有机溶剂多是易燃物，直接使用明火加热，容易引起燃烧、爆炸。
2．读教材P79[结果分析与评价]的相关内容，归纳并回答下列问题：
(1)胡萝卜素的鉴定实验中，为什么利用标准样液和提取液分别点样？
提示：作对照，判断所提取的样液的纯净程度。
(2)分析点样时，每次点样干燥后重复点样，为什么这样做？
提示：为了在点样点附着更多的色素，有利于层析后色素点的观察。 (3)点好样的滤纸卷成筒状时为什么要使滤纸两边不能相互接触？
提示：避免由于毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。
(4)根据你自己的实验结果，分析并交流产生下列现象的原因。
①层析后滤纸上出现了多个不同高度的色素点样。
提示：提取得到的胡萝卜素含有杂质。
②层析后滤纸上出现了与标准样液一样的色素样点。
提示：提取得到的胡萝卜素较纯净，含杂质少，实验成功。
③层析后滤纸上的色素样点颜色较浅。
提示：提取液中含有杂质。 下图为胡萝卜素粗品鉴定的实验装置示意图，请据图回答下列问题。
(1)胡萝卜素的萃取实验流程为：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。萃取过程中采用水浴加热的原因是______________________________________________。
(2)萃取的效率主要取决于__________________________。
(3)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这五种有机溶剂中，最适宜用于萃取胡萝卜素的是________，这是因为______________________。
(4)胡萝卜素粗品鉴定的方法名称是________。 (5)图甲中b的名称是________，a的作用是______________
___________，e为________，对于e实验时应注意__________________________，f为________，常用________，如果层析液没及e会导致______________________________。
(6)在图乙的A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是________，属于提取样品的样点是________。点样的要求是______________________________。基线一般距底边________cm。在图乙中，①代表的物质是________，②代表的物质是________。 [解析] (1)萃取过程应采用水浴加热，这是因为有机溶剂易燃，直接使用明火加热，容易引起燃烧、爆炸。(2)萃取的效率与萃取剂和原料二者有密切的关系，但其主要取决于萃取剂的性质和使用量，其次还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。(3)萃取剂的选择要注意以下特点：较高的沸点、能够充分溶解萃取物等。(4)对胡萝卜素粗品鉴定采用的是纸层析法，其原理是利用色素在滤纸上的运动速度不同，从而使各成分分开。(5)因层析液易挥发，故应在色谱容器上方用玻璃盖盖严。在进行点样时，应注意点样要快速细致，并保持滤纸干燥。层析液深度不得超过滤纸基线，否则点样处的有机成分会溶于层析液中。 [答案] (1)有机溶剂遇明火易爆炸 (2)萃取剂的性质和使用量 (3)石油醚 石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发 (4)纸层析法 (5)色谱容器 防止层析液挥发 样品原点 点样应该快速细致并保持滤纸干燥 溶剂 石油醚 胡萝卜素溶解在层析液中，鉴定失败 (6)A和D B和C 点样应该快速细致，圆点细小，并保持滤纸干燥 2 β-胡萝卜素 其他色素和杂质 点击下图进入“课堂强化”点击下图进入“每课一练”
