课件40张PPT。专题整合提升专题1 传统发酵技术的应用知识系统构建热点考题集训规律方法整合内容索引知识系统构建酵母菌醋酸菌冲洗醋酸发酵毛霉毛霉卤汤密封腌制乳酸菌泡菜盐水1.果酒制作中应先通气再密闭，而果醋的制作应始终在有氧条件下进行。
2.当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变成乙醛，再将乙醛变成醋酸。
3.腐乳制作的主要菌种是毛霉，毛霉产生的蛋白酶能将蛋白质水解为小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
4.加盐既可析出豆腐中的水分，又能抑制微生物的生长。
卤汤是由酒和香辛料配制而成的，既能防腐杀菌，又能调味。5.测定亚硝酸盐的含量用比色法，即在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
6.在腌制泡菜过程中要保证乳酸菌所需的无氧环境。在发酵过程中，亚硝酸盐含量是先增加后减少。规律方法整合整合一 四种传统发酵技术的比较例1 在制作果酒、果醋、腐乳、泡菜时，关于发酵过程对氧气的需求，叙述正确的是
A.四个过程均需氧气参与，无氧时不能完成这四个过程
B.四个发酵过程中只有果酒制作是在完全无氧的条件下完成的
C.泡菜发酵和果酒制作是应用微生物的无氧发酵，而醋酸菌和毛霉则需
在有氧条件下才能正常繁殖
D.腐乳制作时密封发酵进行的是无氧发酵答案解析解析 果酒制作的原理是利用酵母菌的无氧发酵，但在最初阶段需提供一定氧气，促使酵母菌大量繁殖，获取一定数量菌体后再密封；泡菜制作是利用乳酸菌的无氧呼吸产生乳酸，有氧条件下发酵受抑制；而酿醋和腐乳的制毛坯都需在有氧条件下完成，毛坯腌制后装瓶发酵，是利用了毛霉菌丝中的蛋白酶、脂肪酶等的催化作用，充分使毛坯蛋白质和脂肪分别水解为小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。几种发酵技术对氧气的要求
(1)果酒制作过程：酵母菌的繁殖需大量能量，而发酵过程进行无氧呼吸，故果酒制作的前期应通入氧气，而后期应保证严格的厌氧环境。
(2)果醋制作过程：要求始终通氧，缺氧时醋酸菌的生长、增殖都会受到影响，醋酸的生成也会受到影响。
(3)泡菜制作过程：乳酸菌是严格的厌氧菌，在制作泡菜时，应将装置密封。若密封不严，则很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味。整合二 发酵食品制作过程中防止杂菌污染的措施
1.果酒和果醋制作
(1)材料的选取与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前应先将葡萄冲洗再去枝梗。
(2)防止发酵液被污染。
①榨汁机要清洗干净，并晾干。
②发酵瓶要清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒。
③装入葡萄汁后要封闭充气口。
④发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接。
(3)发酵液的无氧、酸性环境不利于杂菌生长。2.腐乳制作
(1)将腌制腐乳的玻璃瓶洗刷干净后，还要用沸水消毒。
(2)酒、盐、香辛料都有杀菌作用，接种、封瓶时都要进行无菌操作。
(3)装瓶时要迅速小心，装瓶后要用胶条密封，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染，进而影响腐乳风味。3.泡菜制作
(1)将泡菜坛洗净，并用热水洗坛内壁两次，起到消毒作用。
(2)用水封闭坛口可以将坛内与坛外空气隔绝，如不封闭则有许多好氧菌生长，蔬菜会腐烂。
(3)食盐、蒜、生姜、香辛料起到杀菌作用，食盐用量不足10%，容易造成细菌大量繁殖。
(4)泡菜坛内的无氧、酸性环境不利于杂菌生长。例2 某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是
A.酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高
B.先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵
C.与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好
D.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖答案解析解析 醋酸菌是嗜热菌，果醋发酵所需的最适温度较高，A错误；
进行果酒和果醋发酵实验时，要先隔绝空气进行果酒发酵，再通入氧气进行果醋发酵，B错误；
人工接种菌种单一，自然发酵菌种多样，获得的产品品质较差，C错误；
适当加大接种量，让菌体快速形成优势菌群，可以抑制杂菌生长，提高发酵速率，D正确。热点考题集训1.下列有关果酒制作过程的叙述，正确的是
A.酵母菌与醋酸菌在结构上的主要区别是前者无核膜，后者有核膜
B.酵母菌发酵时要保持有氧环境
C.果汁发酵后是否有酒精产生，可用碱性重铬酸钾溶液来检验
D.酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精√答案解析解析 酵母菌是真核生物，有核膜，醋酸菌为原核生物，无核膜，A项错误；
酵母菌在无氧条件下进行发酵，B项错误；
果汁发酵后是否有酒精产生，可用酸性重铬酸钾溶液来检验，C项错误；
酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精，D项正确。234157896102.将接种有醋酸菌的葡萄汁100 mL(4份)和接种有酵母菌的葡萄汁100 mL(4份)分别装在100 mL、200 mL、300 mL、400 mL的烧瓶中，将口密封时，置于适宜温度下培养，24小时后产生的醋酸和酒精最多的烧瓶分别是
A.100 mL 100 mL B.400 mL 400 mL
C.100 mL 400 mL D.400 mL 100 mL√答案解析解析 酵母菌只有在无氧条件下进行无氧呼吸时产生酒精；而醋酸菌只有在氧气充足条件下产生醋酸，所以醋酸菌和酵母菌分别在400 mL、100 mL的瓶内发酵效果好。234157896103.下图为腐乳制作过程的流程图，下列说法不正确的是答案解析A.毛霉为好氧型真菌，为避免其无氧呼吸，摆放豆腐时要留出一定缝隙
B.加盐腌制的目的是析出豆腐中的水分使之变硬，同时能抑制微生物的
生长
C.加卤汤、密封腌制中，毛霉不断增殖，并产生大量的酶，分解蛋白质
D.用胶条密封瓶口时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，以防止瓶口污染√23415789610解析 制作腐乳时，摆放豆腐要留出一定缝隙，这是为了避免好氧型的毛霉进行无氧呼吸，A正确；
摆放豆腐时要加盐，加盐的目的，一是析出豆腐中的水分使之变硬，二是抑制微生物的生长，B正确；
毛霉为好氧菌，密封腌制中，毛霉不能继续增殖，C错误；
加卤汤装瓶后，应将瓶口通过酒精灯的火焰，并用胶条密封瓶口，目的是防止瓶口污染，D正确。234157896104.在腐乳制作过程中，豆腐含水量、盐的用量、发酵温度和酒的用量等均会影响腐乳的风味和质量。下列相关叙述正确的是
A.豆腐含水量过高，腐乳不易成形
B.加盐量过多，腐乳硬度会减小
C.前期发酵温度过低，不影响腐乳“皮”的形成
D.酒的用量过多，后期成熟时间缩短√答案解析23415789610解析 豆腐含水量过高，腐乳不易成形，A项正确；
加盐量过多，会使腐乳失水，硬度会增加，同时影响腐乳的风味，B项错误；
前期发酵温度过低，会影响腐乳“皮”的形成，C项错误；
酒的用量过多，酒精含量过高，腐乳成熟的时间会延长，D项错误。234157896105.有关泡菜发酵过程的叙述，正确的是
A.发酵过程中要经常补充水槽中的水
B.发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用
C.发酵过程中乳酸菌可分解蛋白质和果胶
D.发酵时间越长，亚硝酸盐的含量越高√答案解析2341578961023415789610解析 水槽中的水可以起到密封发酵坛的作用，因此发酵过程中要经常补充水槽中的水，故A项正确；
发酵过程中有多种微生物参与，发酵初期主要是大肠杆菌和酵母菌等活动消耗发酵坛中的氧气，以形成无氧环境，故B项错误；
发酵过程中乳酸菌主要分解葡萄糖产生乳酸，故C项错误；
随着发酵时间的延长，发酵液中亚硝酸盐的含量先升高，后降低，故D项错误。6.用酵母菌酿制葡萄酒时，一般酒中所含的酒精成分在12%左右，其原因是
A.加水过多
B.原料中用于发酵的糖太少
C.一定浓度的酒精影响酵母菌的存活
D.发酵过程中产热多，高温使酵母菌死亡√答案解析解析 酒精浓度过高会对酵母菌产生毒害作用，因此用酵母菌酿制葡萄酒时，一般酒中所含的酒精成分在12%左右。234157896107.下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，不合理的是
A.在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长
B.条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸
C.果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小
D.将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量√答案解析2341578961023415789610解析 在果酒发酵的后期，酵母菌活动逐渐减弱，产生的CO2逐渐降低，故拧松瓶盖的间隔时间可延长，故A正确；
当O2、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，故B正确；
果酒发酵过程中葡萄糖逐渐被分解并释放CO2，发酵液密度会逐渐减小，故C正确；
腐乳制作过程中应随层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面要铺厚一些，故D错误。8.如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图。下列说法错误的是答案解析A.制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是它们的亚硝酸盐含量低
B.发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，原因是发酵不同时期亚硝酸
盐的含量会发生变化
C.发酵过程中应及时测定亚硝酸盐的含量，以把握食用泡菜的最佳时机
D.测定亚硝酸盐含量的方法是纸层析法√2341578961023415789610解析 泡菜制作成功的标准是咸淡适中、酸度适中、亚硝酸盐含量低，所以制作泡菜时要选用亚硝酸盐含量低的新鲜蔬菜。发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会因微生物活动强弱的变化而发生变化，所以应及时检测泡菜中亚硝酸盐的含量，而检测亚硝酸盐含量一般采用比色法。9.天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。答案23415789610请回答下列问题：
(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶____________
。
(2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。通气能提高 的数量，有利于密闭时获得更多的酒精产物。在最适温度条件下催化能力最强酵母菌(3)在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵30天。工艺如下：①发酵过程中，定期取样测定醋酸菌密度变化，趋势如图。
据图分析，与颠倒前相比，B层醋酸菌在颠倒后，
密度变化的特点是 。由此
推测，影响醋酸菌密度变化的主要环境因素是
。先快速增长后趋于稳定氧气、营养物质、pH23415789610答案②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中，发酵缸中
层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的变化，加剧了不同种类乳酸菌的 ，淘汰了部分乳酸菌种类。颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动，或下)种间竞争(或竞争)23415789610答案10.某校同学在实验室开展生物技术实践活动。请回答下列问题：
(1)A组同学制作泡菜。在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、
和食盐的用量；最后要向坛盖边沿的水槽中注满水，这一操作的目的是 。温度保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境解析 泡菜制作过程中，由于腌制的时间、温度、盐的用量等都会影响泡菜的品质，因此在制作过程中，要注意控制腌制的时间、温度、盐的用量等；向坛盖边沿的水槽中注满水的目的是保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。答案解析23415789610(2)B组同学制作腐乳。在制作腐乳过程中，在腐乳表面往往会有一层致密的“皮”，这层“皮”实际上是微生物的 ，对人体无害；加盐的作用是 ，避免豆腐块变质。匍匐菌丝析出豆腐中的水分使其变硬，同时抑制微生物生长解析 在腐乳的制作过程中，毛霉等的匍匐菌丝在豆腐块的表面形成一层皮，使腐乳成形；加盐的作用是析出豆腐中的水分使其变硬，防止腐乳酥烂，同时抑制微生物的生长，避免豆腐块变质。答案解析23415789610(3)C组同学制作蓝莓果酒与果醋。
①某同学对自己的发酵装置定时通过充气口充气，该同学是在制备蓝莓
(填“果酒”或“果醋”)。另一位同学在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母，之后先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，通入无菌空气的目的是 。果醋有氧条件下，酵母菌迅速繁殖，增加数量解析 由题意知，该同学对自己的发酵装置定时通过充气口充气，说明菌种进行有氧呼吸，因此是果醋的制作过程；利用酵母菌酿酒时，先通入一段时间的无菌空气使酵母菌迅速繁殖，数量增加。答案解析23415789610②在蓝莓果酒制作过程中，在变酸的酒表面观察到的菌膜是由 大量繁殖形成的，其可在缺少糖源时将乙醇变为 ，然后变为醋酸。醋酸菌乙醛解析 果酒制作过程中，如果果酒接触空气，醋酸菌会增殖，在果酒表面形成一层菌膜，在缺少糖源时醋酸菌可以将乙醇变为乙醛，然后将乙醛变为醋酸。答案解析23415789610课件47张PPT。第1课时 果酒和果醋的制作专题1 传统发酵技术的应用学习导航
1.通过回顾“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，掌握果酒制作的原理。
2.结合教材P3图1－3，理解并掌握果酒和果醋制作的过程。
3.结合教材P4图1－4b及操作提示，学会设计并安装简单的生产果酒及
果醋的装置。
重难点击
1.掌握发酵作用的基本原理和方法。
2.学习制作果酒、果醋的实际操作技能。
3.设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置。一、果酒、果醋制作的原理当堂检测二、果酒、果醋的制作流程内容索引一、果酒、果醋制作的原理基础梳理1.果酒制作的原理
(1)菌种：酵母菌。
①菌种来源：主要是附着在葡萄皮上的 。
②代谢类型： 。
③生长繁殖最适温度： 左右。
④分布场所：分布广泛，尤其种植水果类的 中。土壤野生型酵母菌异养兼性厌氧型20 ℃(2)发酵原理(3)发酵所需条件
①环境条件： 、pH呈 。
②温度：一般控制在 。C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2OC6H12O6→2C2H5OH＋2CO2缺氧酸性18～25 ℃2.果醋制作的原理
(1)菌种：醋酸菌。
①菌种来源：人工接种醋酸菌。
②代谢类型：异养需氧型，对 的含量特别敏感。
(2)发酵原理
①氧气、糖源充足：醋酸菌将葡萄汁中的 分解成 。
②氧气充足、缺少糖源：醋酸菌将 变为乙醛，再将乙醛变为 。反应简式如下： 。
(3)发酵所需条件
①环境条件： 充足。
②温度：最适生长温度为 。30～35 ℃氧气糖醋酸乙醇醋酸C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O氧气1.发酵菌种
观察下面酵母菌与醋酸菌结构模式图，比较回答：答案 酵母菌属于真核生物，醋酸菌属于原核生物，酵母菌中有以核膜为界限的细胞核而醋酸菌没有。问题探究(1)酵母菌和醋酸菌在细胞结构方面的主要区别是什么？答案答案 酵母菌主要进行有丝分裂，醋酸菌主要进行二分裂。(2)酵母菌和醋酸菌的主要细胞分裂方式分别是哪种？答案 酵母菌的有氧呼吸场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸场所是细胞质基质。醋酸菌是原核生物，只能进行有氧呼吸，全过程均在细胞质中进行。(3)酵母菌和醋酸菌发酵场所有何不同？答案答案 通气的目的是：使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；
密封的目的是：使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。2.发酵原理
(1)在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”，为什么？答案 酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，然后进行无氧呼吸才产生酒精。(2)酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？答案 醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸，所以果酒搁置时间过久，会因醋酸菌的代谢而产生醋酸。菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖形成的。(3)为什么果酒搁置时间过久会有酸味，而且表面常有一层菌膜？答案答案 醋酸菌是好氧菌，在生活过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。(4)醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要氧气这一重要条件，请说明原因。答案归纳总结 (1)发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程，包括有氧发酵(如醋酸发酵、谷氨酸发酵)和无氧发酵(如酒精发酵)，发酵不等于无氧呼吸。
(2)果酒的发酵过程分两个阶段——有氧呼吸阶段和无氧呼吸阶段，有氧呼吸阶段的目的是使酵母菌大量繁殖，无氧呼吸阶段是产生酒精的时期。制作过程中产生的酒精更不利于杂菌生长。(3)醋酸菌是异养需氧菌，对氧气的含量非常敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡。醋酸菌能氧化多种有机碳源，其氧化能力随菌种而异。
(4)在糖源供应不足的情况下，可以用果酒发酵后产生的乙醇来制造果醋。开瓶后的葡萄酒如果密封不严，很快变酸也是这一原因。拓展应用1.下列关于果酒和果醋制作原理的叙述中，正确的是
A.果酒和果醋制作分别需要醋酸菌和酵母菌
B.制作果酒或果醋，都需要不断充入氧气
C.果酒和果醋制作过程中都有气体产生
D.酵母菌和醋酸菌都可以利用糖源进行发酵答案解析解析 果酒制作需要的微生物是酵母菌，果醋制作需要的微生物是醋酸菌，A错误；
由于酵母菌要在无氧状态下才能产生酒精，所以在酒精发酵阶段不能通入氧气，B错误；
酵母菌在发酵过程中始终有气体产生，而醋酸菌在缺少糖源时的发酵过程中无气体产生，C错误；
酵母菌可以通过无氧呼吸将葡萄糖转化成酒精，醋酸菌可以在氧气和糖源都充足的条件下将葡萄糖转化为醋酸，D正确。2.下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，相关叙述正确的是答案解析A.过程①和②都只能发生在无氧条件下
B.过程①和③都发生在酵母菌的线粒体中
C.过程③和④都需要氧气的参与
D.过程①～④所需的最适温度基本相同解析 过程①为细胞呼吸的第一阶段，有氧、无氧条件均可以发生；过程②为无氧呼吸的第二阶段，只能发生在无氧条件下，故A错误。
过程①在细胞质基质中进行，过程③为有氧呼吸的第二、三阶段，在酵母菌线粒体内进行，需要氧气参与，故B错误。
过程④为醋酸发酵阶段，在醋酸菌细胞内进行，需要氧气参与，过程③也需要氧气参与，故C正确。
过程①②③为酵母菌的呼吸作用，最适宜温度范围为18～25 ℃；过程④为醋酸发酵阶段，最适宜温度为30～35 ℃，故D错误。果酒与果醋发酵中，酵母菌和醋酸菌代谢原理的辨析
(1)在果酒和果醋的发酵过程中，酵母菌进行有氧呼吸的目的是使酵母菌进行大量繁殖，醋酸菌是好氧菌，在代谢过程中需要吸收氧气。
(2)酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸时都会产生CO2，醋酸菌在缺少糖源时不产生CO2。二、果酒、果醋的制作流程基础梳理1.果酒、果醋的制作流程及装置分析
(1)实验流程
挑选葡萄→ →榨汁→ →醋酸发酵
↓ ↓
果酒 _____
(2)实验装置
① ；② ；③ 。出料口冲洗酒精发酵果醋充气口排气口2.果酒、果醋制作的操作要求及结果分析
(1)材料的选择与处理
选择 的葡萄，先 ，再 。
(2)防止发酵液被污染
①榨汁机要清洗干净，并 。
②发酵装置要清洗干净，并用体积分数为 消毒。
(3)发酵条件的控制
①装置：将葡萄汁装入发酵瓶，留大约 的空间。
②制葡萄酒： 充气口；温度控制在18～25 ℃，时间控制在 d左右。10～12新鲜冲洗除去枝梗晾干70%的酒精1/3关闭③制葡萄醋：温度控制在30～35 ℃，时间控制在 d左右；适时通过充气口 。
(4)果酒、果醋制作结果分析
①酒精发酵的结果检测。
a.检测试剂： 。
b.检测条件： 。
c.实验现象：呈现 。
②醋酸发酵的结果检测：可通过检测发酵前后的 作进一步的鉴定。pH7～8充气重铬酸钾酸性条件灰绿色1.发酵装置的组成及使用
(1)管口①②③分别有什么作用？答案 ①充气口：在酒精发酵时关闭，在醋
酸发酵时连接充气泵充入无菌空气。
②排气口：排出酒精发酵时产生的CO2。
③出料口：用来取样检测和放出发酵液。问题探究答案(2)排气口胶管长而弯曲，有何作用？答案 防止空气中杂菌污染。答案 应该先冲洗葡萄再去梗，防止先去梗时损伤葡萄，再冲洗时增加被杂菌污染的机会。2.材料的选择与处理
(1)冲洗时先去梗还是先冲洗葡萄？为什么？答案 以防将葡萄皮上的野生型酵母菌冲洗掉。(2)为什么冲洗葡萄的次数不能过多？答案答案 因为有氧呼吸阶段酵母菌需要氧气，保留1/3的体积(空气)可以为酵母菌提供氧气，还可以防止发酵液在发酵过程中溢出甚至引起爆炸。3.发酵条件的控制
(1)葡萄汁充入发酵瓶后，为什么不能超过发酵瓶总体积的2/3?答案 不相同。因为二者所用微生物不同，果酒制作利用的是酵母菌，温度应严格控制在18～25 ℃，果醋制作利用的是醋酸菌，温度应严格控制在30～35 ℃。(2)在果酒和果醋制作过程中，需要控制的温度相同吗？为什么？答案答案 需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。
例如，①先冲洗葡萄再去梗；
②清洗榨汁机和发酵瓶并用体积分数为70%的酒精消毒；
③果酒发酵过程中拧松瓶盖，而不是拧开瓶盖。(3)为防止杂菌污染，实验中采取了哪些措施？答案答案 酵母菌数量、酒精浓度先增加后稳定，发酵液的pH先下降后稳定。4.实验结果分析与评价
(1)试分析在果酒制作过程中酵母菌数量、酒精浓度及发酵液的pH分别有何变化。答案 酒精发酵为无氧发酵，可能是发酵瓶密封不严。(2)制作果酒时经检测发酵液中酵母菌数量适宜，但是没有产生酒精，试分析可能的原因是什么。答案答案 醋酸菌数量先增加后稳定，发酵液pH先下降后稳定。(3)试分析在制作果醋时发酵液中醋酸菌的数量、发酵液的pH有何变化。答案 最可能是氧气不足造成的。醋酸菌是严格的好氧细菌，短时间缺氧就会大量死亡。(4)制作果醋时，醋酸菌不能大量繁殖，试分析最可能的原因是什么。答案归纳总结 果酒和果醋制作流程和发酵条件的控制拓展应用3.下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。
下列相关叙述中，错误的是
A.根据图1可知，利用葡萄制作果醋时，
必须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵
B.冲洗葡萄时不能次数过多，否则果酒的制作会失败
C.图2中的装置中排气管长而弯曲的目的是防止被杂菌污染
D.制作果酒要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都
要打开答案解析解析 图1中的流程是酵母菌发酵产生果酒及醋酸菌利用果酒发酵产生果醋的过程，但醋酸菌也可以在糖源和氧气充足的条件下直接利用糖类进行果醋发酵，A错误。
个人用简易装置制作果酒时，所利用的酵母菌来自葡萄皮的表面，所以不能将葡萄冲洗次数过多，否则会冲洗掉葡萄皮上的野生酵母菌，B正确。
图2中的排气管长而弯曲的目的是防止发酵液被杂菌污染，C正确。
由于酵母菌在有氧呼吸阶段利用的氧气来自装置中的空气，且无氧呼吸阶段需要保持无氧状态，所以无需打开充气口，而发酵过程中都会有二氧化碳产生，所以要打开排气口；醋酸菌属于好氧菌，所以要始终将充气口和排气口打开，D正确。答案 一是温度，果酒发酵的适宜温度是18～25 ℃，而果醋发酵的适宜温度是30～35 ℃；二是气体的控制，果酒发酵过程中充气口关闭，但果醋发酵过程中要打开充气口。一题多变
(1)图1中的操作流程中，如果果酒发酵完毕，需要改变什么条件后才能继续进行果醋发酵？答案 出料口的作用是用来取样，检测有无酒精或醋酸的产生。检验酒精的方法是在酸性条件下在样液中加入重铬酸钾溶液，如果溶液变为灰绿色，则说明有酒精产生。(2)图2中出料口的作用是什么？如何检验有无酒精的产生？答案4.下列评价果酒和果醋制作是否成功的方法中，错误的是
A.通过观察相关微生物的存在或数量变化进行鉴定
B.通过向果酒发酵液中加入重铬酸钾试剂进行鉴定
C.通过检测果酒发酵前后发酵液的温度变化进行鉴定
D.通过检测果醋发酵前后发酵液的酸碱度变化进行鉴定答案解析解析 发酵成功，微生物的数量会增加，A正确。
酸性条件下重铬酸钾溶液与酒精反应呈现灰绿色，B正确。
果醋发酵过程中醋酸菌产生醋酸，发酵液pH会下降，D正确。酒精发酵进程的检测
酒精发酵的进程可以通过出料口取样检测，以便及时掌握发酵状况，并根据实际情况及时调控发酵条件。
(1)酵母菌数量的检测：在整个发酵过程中，酵母菌数量应呈“S”型增长。
(2)酒精含量的检测：正常发酵过程中，酒精含量应先增加，后稳定。酵母菌繁殖酒精发酵醋酸乙醛当堂检测1.下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述，不正确的是
A.两者的正常繁殖都离不开氧气
B.在无氧条件下，酵母菌可以生产酒精，醋酸菌则不能生产醋酸
C.两者都是异养生物，生存都离不开葡萄糖
D.醋酸菌可以以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸√23451答案解析解析 醋酸菌是好氧型生物，在氧气充足的环境中才能完成其正常的生命现象；酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧和无氧环境中都能生存，但其无氧呼吸产生的能量少，不能满足其繁殖对能量的需求，所以两者的正常繁殖都离不开氧气，A、B正确；
醋酸菌在缺乏糖源时，能以酒精为原料合成醋酸，而酵母菌在无氧环境中能产生酒精，C错误、D正确。234512.在酿制果醋的过程中，下列相关说法正确的是
A.果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是兼性厌氧型细菌，需先通一段时间
氧气后密封
B.在发酵过程中，温度控制在18～25 ℃，发酵效果最好
C.当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸而酿制成
果醋
D.醋酸菌对氧气特别敏感，但仅在深层发酵时缺氧影响代谢活动√答案23415解析23415解析 果醋制作利用醋酸菌发酵，它属于需氧型细菌，所以要始终通入氧气，A错误；
果醋制作的适宜温度是30～35 ℃，B错误；
糖源和O2充足时醋酸菌可将糖分解为醋酸，C正确；
醋酸菌对氧气特别敏感，所以在制作果醋过程中要始终通入氧气，D错误。234153.下列哪种条件下，醋酸菌可以将葡萄汁中的糖分分解成醋酸
A.氧气、糖源充足 B.氧气充足、缺少糖源
C.缺少氧气、糖源充足 D.氧气、糖源都缺√答案解析解析 醋酸菌是一种好氧细菌，当氧气、糖源都充足时，将葡萄汁中的糖分分解成醋酸，A项正确，B、C、D三项均错误。234154.下面是利用微生物制作果酒、果醋的流程示意图，请据图判断下列说法正确的是答案解析A.制作果酒时，先用清水冲洗掉葡萄皮表面的白色杂菌
B.榨汁前，榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为30%的盐酸消毒
C.A过程是酒精发酵，A过程完成后，只需要提高一定的温度就能进行果
醋发酵
D.根据流程图可知导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等√23415解析 制作果酒，用清水冲洗时不能除去葡萄皮表面上的白色杂菌；
榨汁前要将榨汁机清洗晾干，发酵瓶需要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒；
A过程是酒精发酵，A过程完成后，需要打开充气口并适当提高温度才能进行果醋发酵。5.某果酒厂的果酒滞销，预计将生产的部分果酒“转变”为果醋。研究人员设置了如图所示的装置，其中乙瓶为发酵瓶。请回答下列问题：23415(1)大规模工业化生产果酒时，需要向果汁中接种纯净的
菌种，整个生产过程需要在 条件下进行。酵母菌无菌解析 大规模工业化生产果酒时，为了提高果酒的品质，需要向果汁中接种纯净的酵母菌菌种，整个生产过程需要在无菌条件下进行。答案解析(2)在乙瓶中，当缺少糖源时，醋酸菌先将酒精变为 ，最后变为醋酸。在果醋发酵过程中，需要不断向乙瓶中通入无菌空气，原因是_________
；温度应控制在 。23415乙醛醋酸菌为解析 醋酸菌为好氧细菌，当缺少糖源时，醋酸菌在有氧条件下将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。由于醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃，因此，应将发酵温度控制在此温度范围内。答案解析30～35 ℃好氧细菌(3)可以用 来检验丙瓶中是否含有酒精。在酸性条件下，该物质与酒精反应使溶液呈 色。23415重铬酸钾灰绿解析 在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应使溶液呈现灰绿色。答案解析课件44张PPT。第2课时 腐乳的制作专题1 传统发酵技术的应用学习导航
1.结合教材P6“腐乳制作的原理”，理解并掌握与腐乳形成有关的微生
物及腐乳的优点。
2.通过教材P7“实验设计”，掌握腐乳制作的过程。
3.结合教材P8“操作提示”，分析影响腐乳制作的条件。
重难点击
1.以制作腐乳为例了解传统发酵技术的应用。
2.说明腐乳制作过程的科学原理。
3.设计并完成腐乳的制作，分析影响腐乳品质的条件。一、腐乳制作的原理当堂检测二、实验设计和操作提示内容索引一、腐乳制作的原理基础梳理1.制作菌种(2)其他微生物：如 、 、酵母等。曲霉真菌白色菌丝孢子异养需氧型青霉2.发酵原理
(1)蛋白质 和 。
(2)脂肪 和 。
3.菌种来源
(1)传统腐乳生产中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的 。
(2)现代腐乳生产是在严格无菌的条件下，将优良的 直接接种在豆腐上，可避免其他菌种的污染。毛霉菌种小分子的肽氨基酸甘油脂肪酸毛霉孢子1.毛霉的特点
(1)从细胞结构上分析毛霉有什么特点？答案 毛霉具有以核膜为界限的细胞核，属于真核生物。问题探究(2)豆腐上长的白毛与毛霉有何关系？腐乳外部致密的“皮”又与毛霉有何关系？答案答案 豆腐上长的白毛是毛霉的白色菌丝，严格地说是直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝，它能使腐乳成形。答案 加盐可以析出豆腐中的水分，使豆腐变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂。同时盐能防止杂菌污染，避免豆腐腐败。2.腐乳发酵的原理
(1)王致和做腐乳时，为什么要撒许多盐将长毛的豆腐腌起来？答案 主要是毛霉产生的蛋白酶和脂肪酶参与腐乳的发酵过程。(2)在毛霉的代谢过程中主要有哪些物质参与使豆腐发酵变成腐乳的过程？答案 豆腐在微生物的作用下可形成具有芳香气味的物质，以及NH3和少量的H2S，前者使腐乳“吃着香”，后者是腐乳“闻着臭”的主要原因。(3)腐乳为什么“闻着臭，吃着香”？答案归纳总结 腐乳的制作原理拓展应用1.下列关于腐乳制作原理的叙述，错误的是
A.腐乳制作的实质就是利用发酵技术，将大分子有机物分解为小分子有
机物的过程
B.腐乳发酵中，起作用的微生物多为异养真菌
C.腐乳制作的过程中，不能有细菌参与，因此必须严格灭菌
D.家庭自制腐乳时，一般不需单独接种菌种答案解析解析 在腐乳制作过程中，起作用的微生物有毛霉、酵母、曲霉、青霉等，但是以毛霉为主；这些微生物多营腐生生活，为异养真菌，广泛分布在空气中，因此家庭制作腐乳，一般不需特别灭菌和单独接种菌种。腐乳的制作过程，就是在适宜条件下，微生物合成的蛋白酶等将不易吸收的大分子蛋白质、脂质等分解为易吸收的小分子有机物的过程。2.腐乳自然发酵中毛霉起主要作用的原因是
A.在毛霉、青霉、曲霉和酵母中只有毛霉为孢子生殖，孢子繁殖速度快
B.毛霉的孢子小，数量多，适于在豆腐上繁殖
C.毛霉分布广泛，且生长迅速
D.只有毛霉的蛋白酶活性高且数量比其他的多答案解析解析 在自然发酵中，毛霉起主要作用的原因是毛霉有发达的直立菌丝和匍匐菌丝，生长速度快，能在短时间内形成优势种群，迅速占据空间。答案 同化作用均为异养型；异化作用类型不同，毛霉、青霉、曲霉均为需氧型，酵母为兼性厌氧型。一题多变
(1)上题中腐乳制作过程中参与的微生物在代谢类型上有何异同？答案 毛霉、青霉、曲霉和酵母等共同在豆腐上生长，共同从豆腐中获取营养物质，因此它们之间形成竞争关系。(2)上题中毛霉、青霉、曲霉和酵母在豆腐上生长，形成怎样的种间关系？答案传统腐乳制作与现代腐乳生产的区别二、实验设计和操作提示基础梳理1.实验流程及材料作用
选材：所用豆腐含水量为 左右，一般切成3 cm×3 cm×1 cm小块
│
↓成形70%15～18 ℃菌丝菌丝防腐杀菌逐层增加盐量杂菌污染抑制微生物的生长2.操作提示
(1)控制好材料的用量。
①盐的用量
②酒的用量腐败口味抑制腐败变质延长抑制(2)防止杂菌污染的其他措施。
①玻璃瓶用 消毒。
②装瓶时，操作要 。
③装瓶后用胶条将瓶口密封。
④密封时，将瓶口通过 ，防止瓶口被污染。酒精灯火焰沸水迅速且小心1.温度的控制
从温度的角度考虑，盛夏制作腐乳会有什么不利影响？答案 毛霉适宜生长的温度是15～18 ℃，若盛夏制作腐乳，此时气温较高，容易导致豆腐腐败变质。问题探究答案答案 因为越靠近瓶口微生物越多，故随着层数加高应增加盐量。在接近瓶口表面的杂菌最多，盐要铺厚一些，以防止杂菌污染。2.盐的用量及作用
(1)加盐的时候为什么随着层数的加高而增加盐的用量，且接近瓶口表面的盐要铺厚些？答案 ①抑菌作用；
②调味；
③降低豆腐含水量，使豆腐块变硬。(2)试分析在腐乳制作中盐具有哪些方面的作用。答案答案 ①具有杀菌、抑菌的作用。
②影响腐乳的风味。
③影响酶的活性，进而影响腐乳成熟的时间。3.酒的用量和作用
(1)酒在腐乳制作中有哪些作用？答案 酒的含量一般控制在12%左右。酒精可抑制蛋白酶的活性，酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用越大，从而使腐乳成熟时间延长。(2)卤汤中酒的含量一般控制在多少为宜？酒精含量过高时，腐乳成熟的时间为何会延长？答案答案 (1)加入的盐、酒或香辛料过少，它们都对微生物的生长具有抑制作用；
(2)在加入豆腐的过程中动作不迅速或没有在酒精灯火焰附近进行；
(3)发酵瓶密封不严。4.在腐乳制作时腐败变质的可能原因有哪些？答案归纳总结 影响腐乳品质的主要因素
(1)菌种和杂菌：菌种是生产发酵的关键，如果菌种退化会影响品质。如有杂菌污染则直接影响产品的色、香、味。
(2)温度：温度影响菌丝的生长和代谢。温度过低会延长发酵时间，温度过高易使杂菌生长。
(3)豆腐中的含水量：以70%为宜，含水量过高的豆腐不易成形，含水量过少会影响毛霉的生长。(4)盐的用量：随豆腐块层数的增加而加大用盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚些。盐浓度过低，腐乳易腐败变质，盐浓度过高，会影响腐乳的口味。
(5)卤汤中的酒量：一般控制在12%左右，过少不足以抑制杂菌，过多会抑制酶的活性而影响后期发酵。
(6)香辛料：加入的香辛料的种类和数量会影响腐乳的风味和质量。拓展应用3.回答下列关于腐乳制作的问题：
(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为 和 ；其产生的 能将豆腐中的脂肪水解为 和 。解析 发酵过程中起作用的微生物有多种，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，产生的脂肪酶能够将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。小分子的肽氨基酸脂肪酶甘油脂肪酸答案解析(2)发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制 生长。解析 发酵过程中加盐腌制，不仅可以调制风味，而且能够抑制微生物的生长。(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配制而成的卤汤。卤汤除具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的 。解析 腐乳制作后期加入卤汤，卤汤不仅可以防腐，还可以使腐乳具有独特的风味(或香味)。微生物风味(其他合理答案也可)答案解析答案 腐乳制作过程中后期装瓶时，为丰富腐乳的色、香、味，需加入卤汤，它是由酒及各种香辛料配制而成的。一题多变
(1)题中卤汤的成分主要有哪些？答案 腐乳发酵过程中以毛霉为主，它属于真菌。(2)题中腐乳发酵过程中以哪种微生物为主？它属于哪类微生物？答案4.腐乳制作过程中，影响腐乳风味和质量的是
①盐的用量 ②酒的种类和用量 ③发酵温度 ④发酵时间 ⑤豆腐含水量 ⑥盛豆腐的容器的大小
A.①④⑥ B.①③⑤⑥ C.①②③④⑤ D.①②③④答案解析解析 卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤由酒和各种香辛料组成，酒的种类和用量均可影响腐乳的品质。盐的用量也关系到腐乳的风味和质量，盐浓度过低，不足以抑制微生物的生长；盐浓度过高，则影响腐乳口味。豆腐含水量超过70%时，腐乳不易成形，而且影响毛霉的呼吸。发酵温度的高低直接影响微生物的生长和发酵时间。答案 如果容器有裂缝，相当于密封不严，会被杂菌污染，导致豆腐腐败变质。一题多变
(1)发酵瓶的大小不影响腐乳的质量，但如果选择的容器有裂缝，会对腐乳的制作造成怎样的影响？答案 腐乳制作的原理是利用微生物(主要是毛霉)产生的蛋白酶和脂肪酶等的作用，而酶的活性受温度的影响，所以温度会影响腐乳的制作。(2)温度为什么会影响腐乳的制作？答案影响腐乳口味的因素分析
影响腐乳口味的因素是多方面的，可以从以下几个方面进行分析：
(1)豆腐的含水量是否合适。
(2)盐的用量是否合适。
(3)酒的用量是否合适。
(4)香辛料的种类和用量。
(5)辅料的种类。毛霉甘油和脂肪酸盐卤汤密封杂菌的污染当堂检测1.下列微生物参与豆腐发酵的是
①青霉 ②酵母菌 ③毛霉 ④曲霉 ⑤小球菌
A.①②④⑤ B.①②③④ C.①③④⑤ D.②③④⑤23451解析 现代科学研究表明，多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母菌、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。√答案解析234152.在多种微生物的协同作用下，普通的豆腐转变成营养佳品腐乳，其中起主要作用的酶是
A.淀粉酶、蛋白酶 B.淀粉酶、脂肪酶
C.蛋白酶、果胶酶 D.蛋白酶、脂肪酶√答案解析解析 腐乳制作过程中，利用了多种微生物产生的多种酶的作用将豆腐中的营养物质转化成小分子有机物，使腐乳具有一定的风味。由于豆腐中的营养物质主要是蛋白质和脂肪，因此起主要作用的酶是蛋白酶和脂肪酶。234153.下列关于腐乳制作的叙述，错误的是
A.毛霉可利用其体内的酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸
B.卤汤中酒的含量越高，杂菌繁殖越快，豆腐越易腐败
C.用盐腌制腐乳的过程中，要控制盐的用量，过低则难以抑制杂菌的生长，
导致豆腐腐败
D.其制作过程可以表示为：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶
→密封腌制√答案解析23415解析 选项A，豆类中含量最多的有机物是蛋白质，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸；
选项B，卤汤中酒的含量过高，会使腐乳成熟的时间延长；
选项C，若盐的含量过低，则难以抑制杂菌的生长，使杂菌繁殖加快，进而导致豆腐腐败；
选项D，腐乳的制作过程为：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。234154.下列关于腐乳制作过程中的操作，不正确的是
A.先将豆腐切成块放在消毒的笼屉中，保持温度在15～18 ℃，并保持一
定的湿度
B.将长满毛霉的豆腐放在瓶中，并逐层加盐，接近瓶口表面的盐要铺厚一些
C.卤汤中酒的含量一般控制在12%左右
D.卤汤中香辛料的作用仅仅是调制风味，且越多越好解析 香辛料可以调制腐乳的风味，也具有防腐杀菌的作用。含量多少可根据自己的口味来配制，但并不是越多越好。√答案解析5.腐乳是我国古代劳动人民创造的一种经过微生物发酵的大豆食品。腐乳味道鲜美，易于消化吸收，所以一直受到人们的喜爱。请结合腐乳制作的原理及流程示意图回答下列问题：(1)图中a、b分别表示的是 ，它们的来源是 ，作用是_________________________________________________________
。蛋白酶和脂肪酶毛霉等微生物 蛋白酶将蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸23415答案解析23415解析 腐乳制作过程主要利用的微生物是毛霉，在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下，蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪被分解成甘油和脂肪酸。(2)过程一中，为保证产品的质量，应采取的措施是____________________
。23415在严格无菌的条件下，将优良毛霉菌种接种在豆腐上解析 在接种过程中为保证产品的质量，应在严格无菌条件下，将优良毛霉菌种接种在豆腐上。答案解析(3)过程二具体的操作应该是______________________________________
，这样既不使豆腐块过早酥烂，又能避免豆腐块腐败变质。23415将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中，并逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些解析 在加盐腌制的过程中要将豆腐块分层整齐地摆放在瓶中，并逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些，以防杂菌从瓶口进入。答案解析(4)过程三中卤汤配制所需要的材料有 。2341512%左右的酒和香辛料解析 卤汤主要有酒和香辛料。加酒可以抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味，香辛料可以调制腐乳的风味，也具有防腐杀菌的作用。答案解析(5)过程四应如何操作才能取得最佳效果______________________________
。23415密封时，将瓶口通过酒精灯的火焰，再用胶条密封瓶口解析 密封时，为防止杂菌污染，应将瓶口通过酒精灯的火焰，再用胶条密封瓶口。答案解析课件40张PPT。第3课时 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量专题1 传统发酵技术的应用学习导航
1.通过阅读教材P9“基础知识”，掌握乳酸菌及亚硝酸盐的相关知识。
2.通过教材P10～11“实验设计”及“操作提示”，掌握泡菜制作过程，
并分析影响泡菜腌制的条件。
3.掌握亚硝酸盐含量测定的原理和操作。
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1.尝试制作泡菜。
2.尝试用比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量。
3.讨论与此相关的食品安全问题。一、泡菜的制作当堂检测二、亚硝酸盐含量的测定内容索引一、泡菜的制作基础梳理1.菌种——乳酸菌
(1)分布广泛：空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有分布。
(2)代谢类型： 。
(3)常见种类：乳酸链球菌和 。其中 常用于生产酸奶。
2.制作原理
在 条件下，乳酸菌将 分解为 。异养厌氧型乳酸杆菌乳酸杆菌无氧葡萄糖乳酸3.制作的流程
原料加工?新鲜蔬菜修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状
↓
盐水配制?清水∶盐＝4∶1，_________
↓
装坛?蔬菜入坛，添加调味料，注入 ，盖好坛盖，坛盖边沿的水槽
中_______
↓
封坛发酵
↓
成品?测定 含量亚硝酸盐煮沸冷却盐水注满水阅读下列材料，探究问题：
泡菜发酵过程中，乳酸菌、杂菌及乳酸含量的变化规律
材料1 发酵初期：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃，发酵产物为乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。此时泡菜液的含酸量约为0.3%～0.4%，是泡菜初熟阶段，其菜质咸而不酸、有生味。
材料2 发酵中期：由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，无氧状态形成，乳酸菌开始活跃，这时乳酸的积累量可以达到0.6%～0.8%，pH为3.5～3.8。大肠杆菌、腐生菌、酵母菌、霉菌的活动受到抑制。这一期间为泡菜完全成熟阶段，泡菜有酸味且清香。问题探究材料3 发酵后期：乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。当乳酸含量达到1.2%以上时，乳酸菌的活性受到抑制，发酵速度逐渐变缓甚至停止。此阶段泡菜酸度过高，风味不协调。
1.泡菜发酵原理
(1)试写出泡菜发酵过程反应式。答案 C6H12O6 2C3H6O3＋能量。答案答案 酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵。(2)乳酸菌常用于制作酸奶，为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶？答案 气泡的产生是由于酵母菌等微生物进行细胞呼吸产生的CO2。形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。(3)发酵初期发酵坛的水槽内会间歇性有气泡冒出，试分析气泡产生的原因。为什么泡菜坛内有时会长一层白膜？答案答案 如图所示(4)在坐标系中画出乳酸菌、乳酸含量的“变化”曲线。答案答案 制作泡菜所用的菌种是乳酸菌，乳酸菌是一种厌氧菌，只有在无氧环境中才会进行乳酸发酵。2.发酵条件的控制
(1)为什么在泡菜制作过程中要保持无氧环境？答案 ①选择的泡菜坛要有很好的气密性；
②加入蔬菜后要注入盐水并没过全部菜料；
③盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。(2)如何制造泡菜制作中的“无氧环境”？答案 白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长，它也是一种调味剂，可增加醇香感。(3)制作泡菜往往要加入一些白酒，加入白酒有什么作用？答案归纳总结 泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸含量的变化拓展应用1.下列关于乳酸菌的叙述，不正确的是
A.乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌
B.乳酸菌在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物的肠
道内均有分布
C.乳酸菌是兼性厌氧型微生物
D.乳酸菌可将葡萄糖分解成丙酮酸，再在酶的作用下还原成乳酸答案解析解析 乳酸菌在自然界中分布很广泛，种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌，它属于严格厌氧型的原核生物。2.在泡菜的制作过程中，下列叙述不正确的是
A.按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水
B.按照清水与盐的质量比为5∶1的比例配制盐水
C.盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染
D.在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境答案发酵过程中杂菌的控制方法
(1)泡菜坛的密闭性及灭菌。
(2)蔬菜的清洗可以防止杂菌繁殖。
(3)食盐的用量合适可以控制杂菌的繁殖。
(4)调味料也具有抑菌的作用。
(5)泡菜盐水的浸泡提供的无氧环境为乳酸菌的繁殖提供条件，同时又能抑制好氧菌繁殖。二、亚硝酸盐含量的测定基础梳理1.亚硝酸盐
(1)物理性质： 粉末，易溶于 。
(2)应用：在食品生产中用作 。
(3)直接危害：当人体摄入总量达0.3～0.5 g时，会引起中毒；当摄入总量达 时，会引起死亡。
(4)间接危害：膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内随尿排出，但在特定条件下，会转变成致癌物—— 。
(5)我国卫生标准规定亚硝胺≤20≤2白色水食品添加剂3 g2.亚硝酸盐含量的测定
(1)实验原理
亚硝酸盐＋ 生成物；
生成物＋ ―→ 色染料。
将显色反应后的样品与已知浓度的 进行 比较，可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
(2)方法： 法。
(3)实验步骤：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色。盐酸
重氮化对氨基苯磺酸比色N－1－萘基乙二胺盐酸盐玫瑰红标准显色液目测(4)具体流程比色过滤1.亚硝酸盐含量的变化
某同学在泡菜腌制过程中每3～4天测一次亚硝酸盐的含量，其结果如下表：
泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化(mg/kg)问题探究答案 (1)在下图中绘出1号坛泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化图。答案答案 泡菜在开始腌制时，坛内环境有利于杂菌的繁殖(包括一些硝酸盐还原菌)，这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。但随着腌制时间的延长，乳酸菌大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用，使其生长繁殖受到影响，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。(2)结合曲线和表中数据分析亚硝酸盐含量变化的原因。答案 存放时间长、变质的蔬菜中含有大量的亚硝酸盐，亚硝酸盐在特定的条件下会转变成亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用，同时对动物具有致畸和致突变作用。(3)日常生活中不能吃存放时间长、变质蔬菜的原因是什么？答案答案 氢氧化铝能够吸附样品液中的杂质，使过滤液透明澄清，防止干扰显色反应。2.亚硝酸盐含量的测定
(1)制备样品处理液时，最后向试管中加入氢氧化铝乳液，过滤后变得透明澄清，试分析氢氧化铝的作用。答案 如果不吻合，应在已知浓度范围内，改变浓度梯度，进一步配制标准显色液。(2)如果样品液显色后，目测比色时发现与标准显色液的浓度不吻合怎么办？答案归纳总结 (1)实验中所用各种试剂、药品及作用
①对氨基苯磺酸：与亚硝酸盐发生重氮化反应。
②盐酸：营造酸性环境。
③N－1－萘基乙二胺盐酸盐：与重氮化反应的产物结合生成玫瑰红色染料，作为测定亚硝酸盐含量的指示剂。
④硅胶：干燥剂，用于干燥亚硝酸盐。
⑤干燥后的亚硝酸钠：制备相应浓度的标准显色液。⑥氯化镉、氯化钡：溶于蒸馏水后作为亚硝酸盐的提取剂。
⑦氢氧化钠：中和过多的盐酸，营造碱性环境。
⑧氢氧化铝：作为吸附剂，使泡菜滤液脱色，变澄清。
⑨蒸馏水：作为溶剂。
(2)亚硝酸盐含量计算公式拓展应用3.下列关于测定亚硝酸盐含量原理的叙述，不正确的是
A.亚硝酸盐经一定方式显色反应后呈玫瑰红色
B.显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生改变
C.不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同
D.样品液显色后，通过与已知浓度的标准显色液比色，可大致估算出样
品液中亚硝酸盐的含量答案解析解析 显色反应是指在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，所以理化性质发生了改变，故A项正确，B项错误。
不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同，因此可以通过与标准显色液比较，大致估算待测液中亚硝酸盐的含量，故C、D项正确。4.下列关于测定亚硝酸盐含量的操作中，错误的是
A.质量浓度为4 mg/mL的对氨基苯磺酸溶液呈酸性
B.对氨基苯磺酸溶液和N－1－萘基乙二胺盐酸盐溶液应避光保存
C.质量浓度为5 μg/mL的亚硝酸钠溶液应保持弱碱性环境
D.制备样品处理液时加入氢氧化铝乳液的目的是中和氢氧化钠答案解析解析 制备样品处理液时加入氢氧化铝乳液的目的是吸附样品滤液中的色素等杂质，使滤液变得澄清透明，以便使后续的显色反应更明显。 检测过程中应注意的问题
(1)标准显色液、样品处理液的制备中计量要精确。
(2)测定亚硝酸盐含量的操作中，注意每次取样要用洗净的筷子、小匙，专人专用，专人清洗。取样后迅速封坛，防止泡菜被污染。
(3)在实验过程中，应比较不同时期亚硝酸盐含量的变化及其对泡菜质量的影响。
(4)比色后，如果发现样品液与标准液浓度不吻合，还应在已知浓度范围内，改变浓度梯度，进一步配制标准显色液，重新比色。无氧乳酸发酵N-1-萘基乙二胺盐酸盐玫瑰红比色当堂检测1.泡菜制作过程中，乳酸菌进行无氧呼吸是为了
A.获取乳酸 B.获取能量
C.氧化分解有机物 D.获取热能23451√答案234152.某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当泡菜腐烂。下列原因中不正确的是(多选)
A.罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖
B.罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖
C.罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长繁殖
D.罐口封闭不严，促进了好氧腐生菌的生长繁殖√答案解析解析 乳酸菌是厌氧菌，当发酵过程中，由于密闭不严使氧气进入，会使乳酸菌的生长繁殖受到抑制。同时，由于氧气的进入，使其他好氧菌大量繁殖，导致泡菜腐烂。√3.如图为泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化曲线，其中正确的是答案解析23415√23415解析 自然界中，亚硝酸盐分布广泛，没有腌制的蔬菜中也含有一定量的亚硝酸盐，在腌制几天后，泡菜中的亚硝酸盐的含量达到最高峰，但随着腌制时间延长，乳酸菌大量繁殖产生乳酸抑制硝酸盐还原菌的繁殖，致使泡菜中亚硝酸盐含量下降。234154.下列测定泡菜中亚硝酸盐的含量的操作中，用不到的试剂是
A.对氨基苯磺酸溶液 B.N－1－萘基乙二胺盐酸盐溶液
C.氯化镉和氯化钡溶液 D.班氏试剂解析 酸性条件下： ＋对氨基苯磺酸→反应物，反应物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料，可测定泡菜中亚硝酸盐的含量，氯化镉和氯化钡溶液可用来提取泡菜中的亚硝酸盐。班氏试剂是用于可溶性还原糖鉴定的试剂。√答案解析5.泡菜是人们日常生活中比较喜欢食用的一种食品，但是泡菜中却含有亚硝酸盐。某研究性学习小组的同学为了探究泡菜在发酵过程中不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响，设计了相关实验进行研究。请回答下面的问题：
(1)制作泡菜的原理是 ，制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是 。解析 泡菜制作原理是在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸；与储存时间较久的蔬菜相比，新鲜蔬菜亚硝酸盐含量较低，故制作泡菜宜选择新鲜蔬菜。无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸亚硝酸盐的含量低23415答案解析(2)测定亚硝酸盐含量的实验原理是：在 条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生 反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成 色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以估测出泡菜中亚硝酸盐的含量。23415盐酸酸化重氮化解析 亚硝酸盐含量的测定原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，将显色反应后的样品与标准样品比色，可估测泡菜中亚硝酸盐含量。答案解析玫瑰红(3)如图是该活动小组记录的三种食盐浓度的
泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。
根据此实验结果，你认为制作泡菜比较适合
的食盐浓度为 ；原因是______________
______________________________________
。234155%食盐质量分数为解析 图中曲线显示食盐质量分数为5%的泡菜中乳酸菌代谢活动最强，且亚硝酸盐含量下降最快。答案解析5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快，说明
乳酸菌代谢最旺盛，且在发酵11 d后亚硝酸盐含量降到最低值(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_____________________________________________________
_______________________________。23415 泡菜坛子密封不严，或取食工具不卫生，或盐的比例过小，都会引起杂菌滋生，导致泡菜变质解析 乳酸菌为厌氧型微生物，若泡菜坛密封不严或杂菌污染均会导致泡菜腐烂变质。答案解析课件44张PPT。专题整合提升专题2 微生物的培养与应用知识系统构建热点考题集训规律方法整合内容索引知识系统构建无菌技术培养基平板划线法菌株菌落土壤稀释纤维素分解菌土壤取样刚果红1.实验室常用煮沸消毒法、巴氏消毒法和使用紫外线或化学药剂进行消毒，常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌等。
2.微生物接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法。长期保存菌种可以采用甘油管藏法。
3.稀释涂布平板法常用来统计活菌的数目，但统计结果往往比实际活菌数目低。
4.只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，因此可用尿素作唯一氮源的选择培养基分离该细菌。5.鉴定分解尿素的细菌的方法是在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，据是否变红进行判断。7.刚果红与纤维素形成红色复合物。当纤维素被分解后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。规律方法整合整合一 常见的消毒灭菌方法比较例1 下列有关微生物培养与应用的说法，正确的是
A.天然培养基是指直接取自自然界不需加工的培养基
B.接种前需对培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手等进行严格
的灭菌处理
C.大肠杆菌的纯化培养过程包括培养基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段
D.分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源和碳源答案解析解析 天然培养基是成分不明确的培养基，并不是不需加工配制的培养基；实验操作者的双手需进行消毒处理；分离分解尿素的细菌时，尿素是唯一氮源但不是唯一的碳源。例2 微生物培养过程中，要十分重视无菌操作，现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作，以防止杂菌污染，请分析下列操作，错误的是
①煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢 ②接种操作要在酒精灯火焰附近进行 ③家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌 ④培养基要进行高压蒸汽灭菌 ⑤加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌
A.① B.②③ C.③④ D.③⑤答案解析解析 无菌操作包括消毒和灭菌。需进行消毒处理的有操作人员的双手等，需进行灭菌的有器皿、培养基、添加剂(指示剂或染色剂)等。煮沸可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，属于消毒；为防止空气中的杂菌污染，接种时要在酒精灯火焰附近进行；家庭制作葡萄酒时所利用的微生物是葡萄表面的酵母菌，故不能灭菌；培养基常进行高压蒸汽灭菌。故③⑤操作错误。整合二 微生物的纯化培养技术
1.技术流程2.流程解读
(1)无菌技术：主要指消毒和灭菌，实验中对操作者和操作空间进行消毒，对实验用具和培养基进行灭菌。实验过程中严格遵循无菌技术。
(2)倒平板：待培养基冷却到50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。
(3)平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面，培养后获得由单个菌体繁殖形成的菌落，从而实现菌种的纯化培养。
(4)稀释涂布平板法：先将菌液进行系列梯度稀释后涂布平板，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而在培养基表面形成单个菌落，实现菌种的纯化培养。易错易混(1)自然界中多种微生物混杂在一起，研究菌种时需要将它们分离开来，微生物的纯化培养技术实现了菌种的分离。
(2)平板划线法操作简单，常用于微生物的分离；稀释涂布平板法操作复杂，稀释度足够高时，培养基上生长的菌落大都是由单个细菌形成的，除用于微生物的分离外，还可进行细菌的计数。例3 1943年，曾获诺贝尔生理学或医学奖的美国科学家鲁里亚和德尔布吕克设计实验，研究大肠杆菌的抗噬菌体突变是发生在接触噬菌体之前还是之后。请阅读以下资料回答下列问题：
培养皿中培养基的基本配方：(1)在培养基中加噬菌体的作用是 ；加伊红与美蓝的目的是 。解析 噬菌体与大肠杆菌的关系为寄生，有些大肠杆菌对噬菌体具有抗性，利用加噬菌体的培养基将其筛选出来。伊红美蓝培养基用于特异性鉴别大肠杆菌，其在此培养基上的菌落呈深紫色。大肠杆菌的同化作用类型为异养型，所以培养基中加了乳糖等含碳有机物。由于生物的变异具有不定向性，且通过图示可以看出，将A试管中10 mL菌液先均分到50支试管中再培养24 h以后涂布到50个含噬菌体的平板上，菌落数有了明显差异，说明抗性发生了差异；B试管中10 mL菌液先一起培养24 h后再均分为50份分别涂布，结果各培养基菌落数相当，则说明假设一成立。若假设二成立，则A、B两组所有培养基中菌落数应无显著差异。通过培养基上菌落差异，可以推断出大肠杆菌抗噬菌体变异时间的早晚。A5菌落数为103，A4为7，说明A5变异时间早，经过大量的繁殖，具有抗性的个体远远多于A4。选择具有抗噬菌体突变的大肠杆菌便于识别大肠杆菌菌落答案解析(2)由于大肠杆菌的同化作用类型是 ，因此，在培养基中还加入了一些相应的物质，其中 是大肠杆菌生长的主要碳源， 是氮源。
(3)从生态学的角度看，噬菌体与大肠杆菌这两种生物之间的关系是 。
(4)该实验有两个假设：
假设一：大肠杆菌的抗噬菌体突变发生在大肠杆菌与噬菌体接触之前。
假设二：大肠杆菌的抗噬菌体突变发生在大肠杆菌与噬菌体接触之后。
你认为图中的实验结果支持上述哪个假设： ，如果另一个假设成立的话，实验结果应该是： 。
(5)在这个实验设计中，研究者根据培养皿中菌落数的差异推断，从而证明假设的成立。请你分析出现A4和A5实验结果的原因：__________________________
。异养型乳糖蛋白胨寄生假设一A、B两组所有培养基中菌落数没有显著差异 抗噬菌体变异发生的时间A5比A4早，具有抗噬菌体突变的大肠杆菌数较多，培养皿中出现的菌落数就多答案整合三 有关分解尿素的细菌和纤维素分解菌的比较
1.对比分析尿素分解菌和纤维素分解菌的分离和鉴定2.分解尿素的细菌和纤维素分解菌的分离流程比较例4 下列关于尿素分解菌和纤维素分解菌的分离的叙述中，错误的是
A.前者需要以尿素为唯一的氮源，后者需要以纤维素为唯一的碳源
B.尿素分解菌能产生脲酶，纤维素分解菌能产生纤维素酶
C.两个过程中都需要梯度稀释
D.刚果红染色法也可以用于鉴定尿素分解菌答案解析解析 两种细菌的分离都用到选择培养基，分离尿素分解菌的培养基以尿素为唯一氮源，分离纤维素分解菌的培养基以纤维素为唯一碳源，A正确；
两种细菌分别产生脲酶和纤维素酶，B正确；
由于在样品中细菌的浓度较大，所以都要进行梯度稀释，C正确；
刚果红染色法仅能用于纤维素分解菌的鉴定，D错误。热点考题集训1.在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌；在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长；在培养基中加入10%NaCl溶液。利用上述选择培养基依次能从混杂的微生物群体中分离出
A.金黄色葡萄球菌、硝化细菌、放线菌
B.固氮细菌、大肠杆菌、放线菌
C.霉菌、固氮细菌、金黄色葡萄球菌
D.固氮细菌、金黄色葡萄球菌、放线菌√解析 青霉素可以抑制细菌和放线菌，在添加青霉素的选择培养基上可以筛选分离真菌；在缺乏氮源的培养基上可以筛选分离固氮微生物；加入10%NaCl溶液的培养基可以筛选分离金黄色葡萄球菌，C项正确。23415789610答案解析2.3个培养皿中分别加入10 mL不同成分的培养基，然后接种相同的大肠杆菌样液。培养36小时后，计数菌落数，结果如下表。下列选项不正确的是答案解析A.该实验采用的是固体平板培养基
B.该实验采用稀释涂布平板法接种
C.Ⅰ和Ⅱ对照，说明大肠杆菌的生长不需要生长因子
D.Ⅱ和Ⅲ对照，说明大肠杆菌的生长需要糖类√2341578961023415789610解析 培养基中添加了琼脂且能观察到菌落，因此本实验采用的是固体平板培养基，A项正确。
对大肠杆菌进行菌落计数用的是稀释涂布平板法，B项正确。
Ⅰ和Ⅱ对照，Ⅰ中菌落数比较少，说明生长因子能促进大肠杆菌的生长，C项不正确。
Ⅱ和Ⅲ对照，缺少葡萄糖的培养基中大肠杆菌不能生长，说明大肠杆菌的生长需要糖类，D项正确。3.平板划线法和稀释涂布平板法是纯化微生物的两种常用方法，下列描述正确的是
A.都要将菌液进行一系列的梯度稀释
B.平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环在固体培养基表面连续
划线的操作
C.稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基进行培养
D.都会在培养基表面形成单个菌落答案解析解析 平板划线法不需要进行梯度稀释，稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液涂布到固体培养基的表面。平板划线法和稀释涂布平板法都能在培养基表面形成单个菌落。√234157896104.下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是
A.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、尿素、琼脂、蒸馏水
B.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、琼脂、蒸馏水
C.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、尿素、琼脂、蒸馏水
D.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、蒸馏水√答案23415789610解析解析 要想分离尿素分解菌，应把尿素作为培养基中的唯一氮源。而B项中无氮源，C项中无碳源，D项中牛肉膏、蛋白胨都可以作为氮源。5.淀粉酶可通过微生物发酵生产获得，生产菌株在含有淀粉的固体培养基上可释放淀粉酶分解淀粉，在菌落周围形成透明圈。为了提高酶的产量，研究人员欲利用诱变育种的方法获得能产生较多淀粉酶的菌株。下列实验步骤中不正确的是
A.将生产菌株分为两组，实验组用一定剂量的诱变剂处理，对照组不处理
B.制备含水、淀粉、氮源和无机盐等成分的固体培养基，并进行灭菌处理
C.把实验组的菌株接种于多个配制好的培养基上，同时接种对照组，相
同条件下培养
D.观察两组菌株的菌落周围是否出现透明圈，选出有透明圈的菌株即为
所需菌株√答案解析2341578961023415789610解析 利用诱变育种的方法获得能产生较多淀粉酶的菌株，需要设置对照实验，实验组用诱变剂处理，对照组不处理，从而选出淀粉酶产量高的菌株，A项正确；
筛选菌株需要将菌种接种到固体培养基上，培养基需在接种前进行灭菌处理，B项正确；
为保证实验结果可靠、可信，要进行重复实验，即将菌种接种在多个培养基上，C项正确；
产淀粉酶的菌株在菌落周围都形成透明圈，而产量高的菌株形成的透明圈大，因此应选择透明圈大的菌株进行培养。6.现有两种固体培养基，已知其配制时所加的成分和含量如下表，用这两种培养基分别去分离土壤中的两种微生物，你认为它们适于分离答案解析23415789610A.甲培养基适于分离自养型自生固氮菌；乙培养基适于分离异养型自生固氮菌
B.甲培养基适于分离异养型自生固氮菌；乙培养基适于分离自养型自生固氮菌
C.甲培养基适于分离酵母菌；乙培养基适于分离真菌
D.甲培养基适于分离自养型共生固氮菌；乙培养基适于分离异养型共生固氮菌√23415789610解析 固氮菌中能独立生存的是自生固氮菌。甲培养基中含有有机碳源(葡萄糖和淀粉)，无氮源，由此推出该培养基适于分离异养型的自生固氮菌；乙培养基中不含碳源，也不含氮源，所以可用来分离自养型的自生固氮菌。7.下图表示从土壤中分离能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。下列与该实验相关的叙述中不正确的是
A.实验中所用的培养基①②③④均属于选择培养基
B.图中Ⅰ、Ⅱ过程实现了对目标微生物的稀释
C.统计⑤处培养基中的菌落数并不一定代表接种到④上的活菌数
D.在⑤处培养基上形成菌落的微生物同化作用类型为异养型√23415789610答案解析23415789610解析 该实验的目的是从土壤中分离能分解对羟基苯甲酸的微生物，所以使用的培养基为选择培养基，A项正确。
图中Ⅰ、Ⅱ过程为选择培养，目的是增大所分离的微生物的浓度，B项错误。
⑤处的菌落数往往比活菌的实际数目低，原因是一个或多个活菌繁殖后形成一个菌落，C项正确。
所分离的微生物利用现成的有机物生长繁殖，所以该微生物的同化作用类型为异养型，D项正确。8.焦化厂活性污泥中富含难降解的有机物苯甲酰肼，是当前焦化行业环保治理的难题。某同学通过查阅资料发现可通过细菌生物降解方法处理焦化厂污染物。下列有关分析错误的是
A.配制以苯甲酰肼作为唯一碳源的选择培养基进行筛选
B.利用平板划线法可以对初步筛选出的目的菌进行纯化
C.逐步提高培养基中苯甲酰肼的浓度可以得到高效降解污染物的优质菌株
D.应该从农田土壤中筛选目的菌答案√234157896109.有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。23415789610(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、 四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其目的是_______
。23415789610氮源和无机盐使能利解析 微生物生长繁殖需要的主要营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐四类。根据题意可知，土壤中某些微生物有降解苯磺隆的能力，该实验的目的是探索其降解机制，因此，需要从土壤中分离出有降解苯磺隆能力的微生物，故选择培养时为了排除其他碳源的干扰，培养基中唯一碳源只能是苯磺隆。答案解析用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖(2)纯化菌株时，通常使用的划线工具是 。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有 。23415789610接种环①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域末端开始解析 纯化菌株时，通常使用的划线工具是无菌接种环。划线的平板培养后，发现第一划线区域的划线上不间断地长满了菌落，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，而其他划线上有菌落。造成此现象的原因可能有两个：一是接种环灼烧后未冷却，菌种接触到高温的接种环而死亡；二是划第二划线区域第一条线时未从第一区域末端开始。答案解析(3)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是_______________________
，该实验设计是否合理？为什么？ 。23415789610目的菌株能分泌降解苯磺隆不合理，缺少空白对照解析 根据图乙所示实验中的上清液加入蛋白酶溶液推测，实验目的是探究目的菌株是否能分泌降解苯磺隆的蛋白质，实验设计不合理之处是缺少不加蛋白酶溶液、其他条件相同的空白对照。答案解析的蛋白质10.2015年与我国女科学家屠呦呦平分诺贝尔生理学或医学奖的是爱尔兰科学家威廉·坎贝尔和日本药物科学博士大村智，他们二人的贡献是发现了一种新的药物，名为阿维菌素，其衍生产品降低了河盲症和淋巴丝虫病的发病率，同时还能有效对抗其他寄生虫病，治疗效果显著。大村智从土壤样品中分离链霉菌的新菌株，在实验室内通过成千上万链霉菌培养物筛选出一些较有发展前途的菌株，这就是阿维菌素的来源。请回答下列问题：23415789610(1)制备链霉菌培养基时，在各成分都溶化后和分装前，要进行的是_______
和灭菌，对培养基进行灭菌的常用方法是 。倒平板时要待平板冷凝后，将平板倒置，其主要原因是_________________________
。
(2)图①的接种方法是将聚集的菌种进行 后，分散到培养基的表面。在培养基上接种时接种环需通过灼烧灭菌，完成图中划线操作，共需要灼烧接种环 次。图②表示的是用 法接种培养后得到的结果。调节pH高压蒸汽灭菌法23415789610防止培养皿盖上的冷凝水珠落入培养基造成污染，并防止培养基水分过快地挥发逐步稀释4稀释涂布平板答案(3)在纯化过程中，在固体培养基上划线分离后，经培养，在划线的末端出现 ，表明目的菌已分离纯化。
(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是：振荡培养能提高培养液的 的含量，同时可以使菌体与培养液充分接触，提高 的利用率。不连续单个菌落溶解氧23415789610营养物质答案课件36张PPT。第4课时 微生物的实验室培养(一)专题2 微生物的培养与应用学习导航
1.阅读教材P14“(一)培养基”，掌握培养基的作用、分类及营养成分。
2.阅读教材P15“(二)无菌技术”，区分消毒和灭菌，掌握不同物品的
灭菌方法。
重难点击
1.了解培养基的基本知识。
2.学会无菌操作的基本知识。一、培养基当堂检测二、无菌技术内容索引一、培养基基础梳理1.概念：人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其_________
的营养基质。
2.种类
3.成分
(1)主要成分：水、 、氮源、 。
(2)其他成分：还需要满足微生物生长对 、特殊营养物质以及 的要求。氧气营养物质生长繁殖液体凝固剂固体碳源无机盐pH(3)填表完成牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成碳源、氮源、磷酸盐和维生素
碳源、氮源和维生素
无机盐(4)某些微生物生长还需要特殊的条件，填表完成培养下列微生物时所需要的特殊条件维生素酸性中性或微碱性无氧1.培养基的成分与作用
(1)试根据微生物的同化作用类型将微生物进行分类。问题探究答案 分为自养型微生物和异养型微生物。答案(2)试从碳源和氮源的角度分析不同类型的微生物所需的培养基成分的特点。尿素、蛋白质等有机物糖类等有机物NH3、硝酸盐等无机物答案 牛肉膏和蛋白胨都可以为微生物提供碳源和氮源。2.牛肉膏蛋白胨培养基
(1)牛肉膏蛋白胨培养基中提供碳源和氮源的物质各是什么？答案 主要提供碳源的是牛肉膏，主要提供氮源的是蛋白胨。(2)牛肉膏蛋白胨培养基中主要提供碳源和主要提供氮源的物质各是什么？答案归纳总结 培养基的成分及功能拓展应用1.下列关于培养基的说法正确的是
A.培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质
B.培养基只有两类：液体培养基和固体培养基
C.除水以外的无机物只能提供无机盐
D.无机氮源不可能提供能量解析 根据培养基的物理性质，可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基，在液体培养基中加入不同量的凝固剂如琼脂可形成半固体或固体培养基；除水以外的无机物如NH4HCO3，既可以是碳源，也可以是氮源，不仅仅提供无机盐；无机氮源有时也能提供能量，如NH3可以为硝化细菌提供能量。答案解析培养基的种类2.下列培养基配方中能作为选择培养基、鉴别培养基的依次是
A.①③ B.②①
C.②④ D.③①答案解析解析 在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别是否存在大肠杆菌，有伊红和美蓝的培养基为鉴别培养基。高浓度的食盐可以抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可以将金黄色葡萄球菌分离出来，有高浓度食盐的培养基为选择培养基。答案 主要为微生物提供碳源、氮源和维生素。一题多变
(1)表格中的蛋白胨主要为微生物提供何种营养成分？答案 可以为微生物提供碳源和能源。(2)乳糖和蔗糖在培养基中的作用是什么？答案答案 乳糖和蔗糖。(3)如果用培养基培养某种自养微生物，则该配方中的哪种物质可以去除？有关培养基营养物质的四点提醒
(1)培养不同的微生物所需要的营养物质可能不同。
①自养型微生物的培养基主要以无机营养为主。
②异养型微生物的培养基主要以有机营养为主。
(2)对异养微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源、能源。
(3)微生物需要补充生长因子，是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。
(4)微生物需要量最大的是碳源。能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。二、无菌技术基础梳理1.目的：获得 培养物。
2.关键：防止 的入侵。
3.两种无菌技术的比较所有纯净外来杂菌温和强烈部分高压蒸汽煮沸巴氏化学药剂紫外线灼烧灭菌干热1.“无菌操作”与人们的生活休戚相关，无时无处不在。在日常生活、生产实践、自身健康防护中，有哪些“无菌操作”的例子？问题探究答案 日常生活、生产实践、自身健康防护中“无菌操作”的例子分别有：
(1)被褥、鞋袜要常晒；肉制品储存时用盐腌等。
(2)家畜阉割后，要在其伤口处涂抹一些酒精或白酒；初冬杨树树干涂刷生石灰水等。
(3)打针时，注射部位要用酒精棉球擦洗，一般要在其伤口处涂抹一些碘酒。答案2.消毒和灭菌的原理是什么？消毒和灭菌都能杀死所有的微生物吗？是否适用于所有的生物和物品？答案 (1)都是使微生物的蛋白质变性，借此杀死微生物。
(2)灭菌可杀死处理材料中的全部微生物(包括芽孢和孢子)，而消毒仅能杀死物体表面或内部的部分微生物(一般不包括芽孢和孢子)。
(3)不是，无菌技术既要考虑效果，又要考虑操作对象的承受能力。例如，活体生物材料、操作者的双手等只能消毒，而不能灭菌。答案答案 还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。3.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？答案 在酒精灯火焰附近进行接种或倒平板，目的是造成一个无菌环境，避免操作过程中受到杂菌的污染。4.无论是接种微生物还是制备培养基中的倒平板，都要在酒精灯火焰附近进行，请简述理由。答案拓展应用3.高温灭菌的原理是
A.每种微生物生长的最适温度是一定的
B.微生物对于高温环境不适应
C.高温破坏了微生物细胞内的蛋白质、核酸，影响其生命活动
D.高温降低了环境中氧的浓度答案解析解析 高温的致死作用主要是使微生物的蛋白质和核酸等重要生物大分子物质发生不可逆转的变性。4.培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶所采用的灭菌或消毒方法依次是
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；对空气可用紫外线消毒；为了不破坏牛奶的营养成分，可采用巴氏消毒法对其进行消毒。答案解析答案 因为刚刚灼烧后的接种环温度较高，马上接触菌液会将菌种杀死。一题多变
(1)接种环灼烧灭菌后为什么不能立即接触菌液？答案 还要依据无菌操作的对象。(2)选择无菌操作方法的依据除了无菌操作的目的外还有什么？答案(1)酒精消毒液中酒精浓度对效果的影响：70%的酒精杀菌效果最好。原因是浓度过高，菌体表面蛋白质变性过快而凝固成一层保护膜，酒精不能渗入其中；浓度过低，杀菌能力减弱。
(2)无菌技术措施的选择原则
①考虑效果：灭菌的效果比消毒要好。
②考虑操作对象的承受能力：活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒的方法，而不能采用灭菌的方法。固体液体碳源、氮源、水、无机盐当堂检测234511.不同的微生物对营养物质的需求各不相同。下列对一种以CO2为唯一碳源的自养型微生物营养的描述中，不正确的是
A.氮源物质为该微生物提供必要的氮元素
B.碳源物质也是该微生物的能源物质
C.无机盐是该微生物不可缺少的营养物质
D.水是该微生物的营养要素之一√答案解析解析 该微生物以CO2为唯一碳源，但CO2不能为微生物提供能量，不属于能源物质。234152.自养微生物与异养微生物的培养基的主要差别是
A.碳源 B.氮源
C.无机盐 D.生长因子√答案解析解析 自养微生物能够利用二氧化碳和水合成有机物，不利用现成的含碳有机物；而异养微生物只能利用现成的含碳有机物，所以它们的主要区别是碳源不同。3.下列关于灭菌和消毒的理解，不正确的是
A.灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子
B.消毒和灭菌实质是相同的
C.接种环用灼烧法灭菌
D.常用的灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法解析 灭菌与消毒是两个概念。灭菌的原理是使蛋白质凝固变性，含水分较多者，其凝固所需温度较低。灭菌时要根据不同的材料选用不同的灭菌方法，如接种环用火焰灼烧法，培养基用高压蒸汽灭菌法，还有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法等。消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。√23415答案解析234154.不同的微生物对营养物质的需求各不相同，但一般都需要水、碳源、氮源和无机盐。下列有关微生物所需营养物质的描述，正确的是
A.氮源物质只能为该微生物提供必要的氮元素
B.有些碳源也可以给微生物的生长提供能源
C.无机盐是微生物不可缺少的营养物质，所以无机盐越多越好
D.固体培养基中不含水分√答案解析23415解析 含氮的有机物既可给微生物提供氮元素，也可给微生物提供能源。含碳的有机物既可给微生物提供碳元素，也可给微生物提供能源。微生物生长需要无机盐，但不是越多越好，过多会导致培养基渗透压过高，使微生物因失水过多而不能生存。固体培养基中也含有水分，因为含有凝固剂琼脂，所以呈固态。5.下列实验材料和用具的无菌操作中，适合使用消毒方法的是 ，适合使用灭菌方法的是 。
①培养基 ②外植体 ③操作者双手 ④锥形瓶 ⑤接种环 ⑥牛奶 ⑦工作台 ⑧培养皿②③⑥⑦①④⑤⑧23415答案课件48张PPT。第5课时 微生物的实验室培养(二)专题2 微生物的培养与应用学习导航
1.通过阅读教材P16～17“(一)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基”，掌握配
制培养基的步骤和倒平板操作的过程。
2.结合教材P18～19“(二)纯化大肠杆菌”，理解并掌握利用平板划线法
和稀释涂布平板法来纯化微生物的方法。
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1.掌握制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的方法。
2.学会用平板划线法和稀释涂布平板法纯化微生物。一、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基当堂检测二、微生物的分离与纯化技术内容索引一、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基基础梳理牛肉膏蛋白胨固体培养基是细菌培养中常用的一种培养基，大肠杆菌的纯化就是用的该培养基。
1.牛肉膏蛋白胨培养基的成分及各成分提供的营养2.制备步骤
(1)培养基的配制
计算：根据牛肉膏蛋白胨培养基 的比例，计算配制100 mL培养基时
各成分的用量
↓
称量
↓琼脂配方称量纸蛋白胨迅速称取溶化
│
↓
：1 moL的NaOH、pH试纸，将pH调为7.4 ～7.6
↓调节pH琼脂100 ：趁热分装到洁净锥形瓶中
↓
加棉塞：用棉花不用脱脂棉，脱脂棉吸水
↓
包扎：外包 纸，且挂标签牛皮分装(2)灭菌
(3)倒平板
①将 的培养皿放在 的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出棉塞。
②右手拿锥形瓶，使瓶口 。
③用左手将培养皿打开一条 的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖。
④等待平板冷却凝固后，将平板 。倒过来放置高压蒸汽干热灭过菌火焰旁迅速通过火焰稍大于瓶口1.填表比较溶化时两次使用玻棒搅拌的目的问题探究防止琼脂糊底而导致烧杯破裂促使蛋白胨和氯化钠溶解答案 琼脂是一种多糖，在98 ℃以上熔化，在44 ℃以下凝固，倒平板时高于50 ℃则会烫手，低于50 ℃时若不及时操作，琼脂会凝固。可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。2.倒平板时的注意事项
(1)培养基灭菌后，需要冷却至50 ℃左右时，才能倒平板的原因是什么？你用什么办法来估计培养基的温度？答案答案 通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。(2)分析右图，回答①、②问题：
①为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？答案 平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。②从防止杂菌污染的角度思考，平板冷凝后将平板倒置的原因是什么？答案答案 未接种的培养基在恒温箱中保温一段时间后，如果无菌落生长，说明培养基制备成功、合格，未受到污染。(3)怎样判断制备的培养基是否合格、成功，是否受到污染？答案拓展应用1.某学校开展大肠杆菌培养活动，首先对实验室进行清扫和消毒处理，然后准备各种原料和用具。请回答下列问题：
(1)对买回来的菌种进行扩大培养，首先制备试管培养基，写出制备牛肉膏蛋白胨固体培养基所需的原料： 。
(2)微生物在生长过程中对各种成分需求量不同，配制培养基时各成分要有合适的 。在烧杯中加入琼脂后要不停 ，防止 。
(3)将配制好的培养基分装到试管中，加棉塞后若干支试管一捆，包上牛皮纸并用皮筋勒紧放入 中灭菌。灭菌完毕后拔掉电源，待压力表的压力自然降到0时，将试管取出。如果棉塞上沾有培养基，此试管应 。牛肉膏、蛋白胨、蒸馏水、NaCl、琼脂比例搅拌琼脂糊底引起烧杯破裂高压蒸汽灭菌锅废弃答案2.制备各种牛肉膏蛋白胨固体培养基，关于倒平板的具体描述正确的是
①待培养基冷却至40 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板 ②将灭过菌的培养皿放在桌面上，左手拔出棉塞 ③右手拿锥形瓶，使瓶口迅速通过火焰 ④用左手的拇指和食指完全打开皿盖 ⑤右手将锥形瓶中培养基倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖 ⑥等待平板冷却5～10 s，将平板倒过来放置，使皿盖在下，皿底在上
A.①③④⑤ B.④⑤⑥ C.③⑤ D.①②④⑥答案解析问题导析问题导析 (1)培养基灭菌后，需冷却至 左右时才能倒平板，原因是琼脂在44 ℃以下凝固。
(2)倒平板的过程要在 附近进行。答案返回上页酒精灯火焰50 ℃返回上页解析 琼脂是一种多糖，在98 ℃以上可溶解于水，在44 ℃以下凝固，倒平板时高于50 ℃则会烫手，低于50 ℃时若不能及时操作，琼脂会凝固。无菌操作应贯穿于操作的全过程，皿盖全打开则空气中的微生物会进入培养基。等待平板冷却凝固(大约需5～10 min)后，将平板倒过来放置，使皿盖在下，皿底在上。答案 要对培养基进行高压蒸汽灭菌，对培养皿进行干热灭菌，酒精灯火焰旁属于灼烧灭菌。一题多变
倒平板的过程需要进行无菌操作，在培养基的制备过程中，还有哪些环节需要进行无菌操作？答案二、微生物的分离与纯化技术基础梳理1.纯化大肠杆菌
(1)平板划线法
①原理：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步骤
接种环灭菌：将接种环放在酒精灯火焰上灼烧直至烧红
↓连续划线稀释分散取菌种
│
↓火焰旁棉塞火焰冷却通过火焰平板
划线
│
↓
培养：将平板 ，放入培养箱中培养三至五不要划破培养基划线的末端第一区倒置(2)稀释涂布平板法
①原理：将菌液进行一系列的 ，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。梯度稀释②步骤
Ⅰ.系列稀释操作
a.编号为101～106试管中分
别盛有 水。
b.用移液管吸取 培养
的菌液，注入101倍稀释的试管中，得到稀释菌液。
c.从101倍稀释的试管中吸取1 mL稀释液，注入102倍稀释的试管中。依次类推，完成菌液的稀释。
注意 移液管要经过灭菌，并且操作应在酒精灯火焰附近完成。9 mL1 mLⅡ.涂布平板操作
涂布器消毒：将涂布器浸在盛有 的烧杯中
↓
取菌液：取少量菌液滴加到 表面
↓
涂布器灭菌：将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精
燃尽后， 8～10 s
↓
涂布平板：用涂布器将 均匀涂布在培养基表面，涂布时
可转动培养皿，使菌液分布均匀酒精培养基冷却菌液2.菌种保藏频繁使用长期保存固体斜面液体4 ℃灭菌1.平板划线操作注意事项
(1)平板划线法接种菌种时，哪些操作可防止杂菌污染？问题探究答案 ①接种前将接种环放在酒精灯火焰上灼烧。
②划完一个区域后，将接种环灼烧，冷却后再划下一区域。
③接种环沾取菌液时，要将试管口、棉塞等通过火焰。
④划线时将培养皿打开一条缝隙，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内。答案(2)在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？答案 避免接种环温度太高，杀死菌种。答案 操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物。每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落。(3)为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？答案 需要。划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。(4)在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？答案答案 划线后末端含有的细菌数目较少，每次从上一次的末端开始划线能够使细菌的数目随划线次数的增加而逐渐减少，最终分散成单个的细菌。(5)在做第二次划线以及其后的操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？答案 最后一次划线已经将细菌稀释成单个的细胞，如果与第一次划线相连则增加了细菌的数目，得不到纯化的效果。(6)为何最后一次划线不能与第一次划线相连？答案答案 应从操作的各个细节保证“无菌”。例如，酒精灯与培养皿的距离要合适，吸管头不要接触任何其他物体，吸管要在酒精灯火焰附近等。2.稀释涂布平板操作注意事项
(1)涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想将菌液滴加到培养基上时应如何进行无菌操作？答案 培养未接种培养基的作用是对照。未接种的培养基在恒温箱中保温1～2 d后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的；若有菌落生长，说明培养基灭菌不彻底，或培养基被污染，需要重新制备。(2)操作结束后，为什么要将一个未接种的培养基和一个接种的培养基放在一起培养？未接种的培养基表面是否有菌落生长很关键。如果有菌落生长，说明了什么？答案归纳总结 两种接种方法比较拓展应用3.稀释涂布平板法是微生物培养中常用的一种接种方法。下列相关叙述错误的是
A.操作中需要将菌液进行一系列的梯度稀释
B.需将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面
C.不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个菌落
D.操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格灭菌处理答案解析解析 稀释涂布平板法要先将菌液进行一系列的梯度稀释，A项正确；
只有在稀释度足够高的菌液中，聚集在一起的微生物才被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落，故而要将不同稀释度的菌液分别涂布平板，B项正确、C项错误；
在稀释涂布过程中，为防止杂菌污染，要对培养基和涂布器等进行严格灭菌处理，D项正确。答案 为保证结果准确，每个稀释度的菌液一般涂布3个平板，并对结果取平均值。一题多变
(1)B项中不同稀释度的菌液一般涂布几个平板为宜？答案 将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入适宜温度的恒温箱中，培养12 h和24 h后，观察培养基上的菌落情况，若未接种的培养基上无菌落生长，则证明操作是成功的；否则不成功。(2)如何证明该接种过程是成功的？答案答案 可能是稀释度不够，聚集在一起的微生物没能被分散成单个细胞。(3)题中如果不同稀释度的菌液接种后都不能得到单细胞菌落，原因可能是什么？答案 菌落种类和数目增多。(4)如果不进行D项操作，培养基上的菌落可能有哪些变化？答案4.图甲是稀释涂布平板法中的部分操作，图乙是平板划线法操作结果。
下列叙述中，错误的是
A.甲中涂布前要将涂布器灼烧，
冷却后才能取菌液
B.对于浓度较高的菌液，如果甲
中的稀释倍数仅为102，则所
得的菌落不是由单一的细胞或孢子繁殖而成
C.乙中培养皿中所得的菌落都符合要求
D.乙中的连续划线的起点是上一次划线的末端答案解析问题导析问题导析 (1)对菌液进行稀释时，菌液中菌体的浓度越高，则稀释的倍数也要 ，菌体的浓度低时，则稀释的倍数不必 。
(2)高温会杀死菌体，所以一些经过高温或灼烧灭菌的器材需要 后才能接触菌种。
(3)平板划线法的多次划线中，菌体 ，即不同划线处的________
不同，所以形成的菌落并非全部是由单个菌体繁殖而成的。越高太高冷却越来越少菌体数目答案返回上页返回上页解析 灼烧后的接种环如果没有冷却就接触菌种，会将菌体杀死，A正确；
稀释倍数过低，会导致多个菌体聚集在一起繁殖成菌落，B正确；
平板划线法中一般最后一次划线的末端处形成的菌落才是由单一的细胞或孢子繁殖而成，这种菌落才符合要求，C错误；
连续划线中，除了第一次划线外，每一次划线的起点是上一次划线的末端，目的是使得菌体密度越来越小，保证最后划线末端处的菌落是由单一的细胞或孢子繁殖而成。答案 决定稀释倍数及划线次数的因素是菌液的浓度，如果菌液的浓度较高则需要高倍数的稀释，所划线次数也要较多，否则就可以低倍稀释或减少划线次数。一题多变
稀释倍数和划线次数是两种接种方法的关键，决定稀释倍数和划线次数的因素是什么？答案两种接种方法中，只有稀释涂布平板法才适合对细菌进行计数的原因
只要稀释倍数足够高，则稀释涂布平板法中形成的每个菌落都是由单一菌体繁殖而成的，即一个肉眼看不见的细菌对应着一个可以看见的菌落，可以通过统计菌落的数目推测出细菌的数目。而平板划线法中除了最后一次划线末端处的菌落是由单一的细菌繁殖而成的，其他每个菌落往往是由多个细菌一起繁殖而成，即一个菌落并非对应着一个细菌，所以不适合用于细菌的计数。称量倒平板平板划线法稀释涂布平板法当堂检测234511.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是
A.计算、称量、倒平板、溶化、灭菌
B.计算、称量、溶化、倒平板、灭菌
C.计算、称量、溶化、灭菌、倒平板
D.计算、称量、灭菌、溶化、倒平板√答案解析解析 制备牛肉膏蛋白胨固体培养基，应先根据需要计算各成分用量，然后称量、溶化、灭菌、倒平板。234152.平板冷凝后，要将平板倒置，其原因是
A.接种时再拿起来方便
B.在皿底上标记日期等方便
C.正着放置容易破碎
D.防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染√答案解析解析 平板倒置主要是防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。3.如图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为1→2→3→4→5。下列操作方法正确的是
A.操作前不用进行任何处理
B.划线操作必须在火焰上进行
C.在5区域中才可以得到所需菌落
D.在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌解析 划线之前应对接种环灭菌；划线操作在酒精灯火焰旁进行；从1区域至5区域菌落密度越来越小，可能会在3、4、5区域得到所需菌落。√23415答案解析4.分离纯化大肠杆菌最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法。下列有关这两种方法的叙述错误的是
A.均将大肠杆菌接种在固体培养基的表面
B.获得的每个菌落均是由一个细菌繁殖而来的子细胞群
C.都应在火焰附近进行操作，以防止杂菌污染
D.稀释分散菌种的原理不同，均能达到分离纯化大肠杆菌的目的√解析 用稀释涂布平板法时，如果稀释得当，在平板表面或琼脂培养基中就可出现分散的单个菌落，这个菌落可能是由一个细菌细胞繁殖形成的。平板划线中最后一次划线的末端处形成的菌落才是由单一的细胞或孢子繁殖而成，这种菌落才符合要求。23415答案解析5.下表是从土壤中分离纯化土壤细菌的培养基配方。请回答下面的问题。解析 培养微生物的培养基中一般含有水、无机盐、碳源、氮源和生长因子。牛肉膏、蛋白胨既是碳源又是氮源；培养基在接种前必须灭菌处理。(1)培养基的类型很多，但培养基中一般都含有水、碳源、 和无机盐。上述培养基配方中能充当碳源的成分是 。培养基配制完成以后，一般还要调节pH并对培养基进行 处理。氮源牛肉膏和蛋白胨灭菌23415答案解析(2)分离纯化微生物最常使用的接种方法是 和 。平板划线法稀释涂布平板法23415答案解析解析 微生物的接种方法包括平板划线法和稀释涂布平板法两种。(3)假设培养结束后，发现培养基上菌落连成一片，可能的原因是什么？(列举两项)_____________________________________________________
。 稀释倍数不够，菌液的浓度太高；划线时，划完第一次没有灭菌又接着划第二次；培养过程灭菌不严格，受到微生物的污染解析 多种因素都会导致接种的菌种密度较大，没有形成单一的菌落。课件50张PPT。第6课时 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数专题2 微生物的培养与应用学习导航
1.通过分析具体培养基的配方，归纳选择培养基的选择作用，理解筛
选微生物的原理。
2.结合实验设计，分析微生物数量测定实验中产生偏差的原因及解决
措施，学会微生物的计数方法，并对培养结果进行分析和评价。
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1.研究培养基对微生物的选择作用，进行微生物数量的测定。
2.能利用选择培养基分离细菌，运用相关技术解决生产生活中有关微
生物的计数问题。一、研究培养基对微生物的选择作用当堂检测二、进行微生物数量的测定内容索引一、研究培养基对微生物的选择作用基础梳理1.筛选菌株
(1)自然界中目的菌株的筛选
①原理：根据目的菌株对 的要求，到相应的环境中去寻找。
②实例：能产生耐高温的Taq DNA聚合酶的 就是从热泉中筛选出来的。
(2)实验室中目的菌株的筛选
①原理：人为提供有利于 生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时 其他微生物生长。
②实例：从土壤中筛选能分解尿素的细菌。
③方法：利用 培养基进行微生物的筛选。选择生存环境Taq细菌目的菌株抑制或阻止2.选择培养基
(1)概念：允许 种类的微生物生长，同时 其他种类微生物生长的培养基。
(2)举例：筛选土壤中分解尿素的细菌的选择培养基是以 为唯一氮源，按物理性质归类为固体培养基。尿素特定抑制或阻止1.筛选分解尿素的细菌的选择培养基
下面是本课题使用的培养基的配方，请分析：问题探究答案 碳源是葡萄糖，氮源是尿素。(1)在培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质？答案答案 该选择培养基的配方中，尿素是培养基中的唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。(2)分离分解尿素的细菌的选择培养基是如何进行选择的？答案 分解尿素的微生物能合成脲酶，而脲酶可将尿素分解成氨，从而为微生物提供氮源。(3)为什么只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长？答案 增设牛肉膏蛋白胨基础培养基并进行涂布平板操作，如果牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数，则说明选择培养基的确起到了筛选能分解尿素的细菌的作用。2.设计对照实验
(1)如何设计对照实验验证该选择培养基的确筛选到了能分解尿素的细菌？答案 设置一个未涂布平板的能筛选分解尿素的细菌的选择培养基。(2)如何设计对照实验验证所用的选择培养基没有受到污染？答案归纳总结 选择培养基的分类
(1)利用营养缺陷型选择培养基进行的选择培养：通过控制培养基的营养成分，使营养缺陷型微生物不能正常生长。
(2)利用化学物质进行的选择培养：在完全培养基中加入某些化学物质，利用加入的化学物质抑制某些微生物的生长，同时选择所需的微生物。
(3)利用培养条件进行的选择培养：改变微生物的培养条件(如高温、特殊pH等)，筛选特定微生物。拓展应用1.下列有关微生物筛选的叙述中，不正确的是
A.用全营养牛肉膏蛋白胨培养基筛选大肠杆菌
B.用高NaCl的培养基筛选抗盐突变菌株
C.含酚红的尿素培养基筛选鉴别出分解尿素的菌株
D.利用高温条件筛选耐热的Taq细菌答案解析解析 全营养牛肉膏蛋白胨培养基常用于大肠杆菌的培养，该培养基对微生物无选择作用，A项错误。
抗盐突变菌株具有耐高盐的能力，因此可以利用高NaCl的选择培养基进行选择培养，B项正确。
分解尿素的菌株会分解尿素形成氨，使培养基pH升高，因此可以利用含酚红的尿素培养基筛选鉴别出分解尿素的菌株，C项正确。
利用高温条件可以筛选耐热的Taq细菌，D项正确。2.下表是微生物培养基的成分。下列有关说法错误的是答案解析A.此培养基可用来培养自养型微生物
B.此表中的营养成分共有三类，即水、无机盐、氮源
C.若除去①，此培养基可培养圆褐固氮菌
D.培养基中若加入氨基酸，则它可充当碳源、氮源和生长因子解析 由题知，该培养基成分中含有水、无机盐、氮源，但不含含碳有机物，可用来培养自养型微生物，选项A、B均对；
圆褐固氮菌同化类型为异养型，培养基中必须存在含碳有机物，所以该培养基不能用来培养圆褐固氮菌，C错。 选择培养基的常见类型
(1)分离微生物所用的选择培养基一定是固体培养基，因为菌落只能在固体培养基上形成。
(2)常见的选择培养基
①加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。
②加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。
③无氮源培养基可以分离固氮微生物。
④以石油为唯一碳源的培养基，可以分离能消除石油污染的微生物。
⑤将培养基放在高温环境中培养，可以分离耐高温的微生物。二、进行微生物数量的测定基础梳理1.统计菌落数目
(1)方法： 。
(2)统计依据：当样品的 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 。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
(3)操作
①设置重复组，增强实验的说服力与准确性。
②为保证结果准确，一般选择菌落数在 的平板进行计数。
③统计的菌落数往往比活菌实际数目 。活菌计数法、显微镜直接计数法稀释度活菌30～300低(4)计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的 ，V代表涂布平板时所用的 ，M代表 。
2.设置对照
(1)对照实验：是指除了 以外，其他条件都相同的实验。
(2)主要目的：排除实验组中 对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。例如，为了确认培养基是否被杂菌污染，需以不进行接种的培养基培养作为空白对照。平均菌落数稀释液的体积(mL)稀释倍数被测试条件非测试因素3.实验操作流程
(1)土壤取样
①取样原因：土壤有“微生物的 ”之称，同其他生物环境相比，土壤中的微生物数量 ，种类 。
②土壤要求：富含 ，pH接近 且潮湿。
③取样部位：距地表约 的土壤层。
(2)样品稀释
①稀释原因：样品的 直接影响平板上生长的 。
②稀释标准：选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在 之间，便于计数。天然培养基最大最多有机质中性3～8 cm稀释程度菌落数目30～300(3)微生物的培养与观察
①培养：根据不同微生物的需要，控制适宜的培养 和培养时间。
②观察
a.观察方法：每隔24 h统计一次菌落数目，最后选取菌落数目稳定时的记录作为结果。
b.菌落的特征：包括菌落的 、 、隆起程度和 等。
(4)菌种鉴定
①原理：细菌合成的 将尿素分解成氨，使培养基的 增强。
②方法：以尿素为唯一氮源的培养基中加入 指示剂，培养某种细菌后，若指示剂变 ，可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。温度形状大小颜色脲酶碱性酚红红4.操作提示
(1)无菌操作
①取土样的用具在使用前都需要 。
②实验操作均应在 进行。
(2)做好标记：本实验使用的平板和试管比较多，为避免混淆，使用前应标明培养基的 、 以及平板上培养样品的 等。
(3)制定计划：对于耗时较长的生物实验，要事先制定计划，以便提高_________。灭菌火焰旁种类培养日期稀释度工作效率右面是土壤中尿素分解菌的分离与计数的实验流程示意图，请结合教材提供的资料分析回答下列问题。
1.试写出分离土壤中分解尿素的细菌的实验流程问题探究答案 土壤取样→样品稀释→取样涂布→微生物培养→观察并记录结果→细菌计数。答案答案 不真实。为增加实验的说服力与准确性，应设置重复实验，在同一稀释度下涂布3个平板，统计结果后计算平均值。2.统计菌落数目
甲、乙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106的培养基中，得到以下两种统计结果。
(1)甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230，该同学的统计结果是否真实可靠？为什么？答案答案 不合理。微生物计数时，如果实验中出现重复实验的结果不一致的情况，应分析实验过程中可能的影响因素，找出差异的原因，而不能简单地舍弃后进行计数。(2)乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学将21舍去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理是否合理？为什么？答案答案 105的稀释度下取0.1 mL涂布的三个平板上的菌落数在30～300之间，计算其平均值为(212＋234＋287)/3≈244。进一步可以换算出1 g样品中活菌数为(244÷0.1)×105＝2.44×108。(3)某同学在三种稀释度下吸取0.1 mL的菌液涂布平板，统计菌落数，得到以下的数据，试计算1 g样品的活菌数。答案答案 当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。(4)为什么统计的菌落数比活菌的实际数目低？答案答案 可能是他选择的土壤样品不同于其他同学；也可能是培养基受到了污染或操作失误。3.对照实验设计的分析
分析教材P22“设置对照”中的实例，探讨下列问题：
(1)在A同学确定自己操作无误的情况下，A同学得出的菌落数多于其他同学的原因可能有哪两种？答案答案 ①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同学操作无误；如果结果不同，证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题；
②将A同学配制的培养基在不加土样的情况下培养作为空白对照，以判断培养基是否受到污染。(2)如何设计对照实验帮助A同学排除上述两个可能影响实验结果的因素？答案答案 土壤中各种微生物的数量是不同的，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离。4.微生物数量测定的实验设计
(1)为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度？答案 每隔24 h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。(2)本实验中应如何统计培养基上生长的菌落数？答案 ①培养基、锥形瓶、试管、铲子、信封等，需要进行灭菌。
②称取土壤要在火焰旁进行。
③稀释土壤溶液的每一步操作都要在火焰旁进行。(3)实验中的无菌操作主要有哪些？答案归纳总结 分离尿素分解菌操作中的注意事项(1)在实验操作中，每个步骤都要注意无菌操作，以防培养基被污染，影响实验效果。
(2)样品稀释液的最佳浓度为获得每个平板上有30～300个菌落，这个稀释度细菌一般为104、105、106倍稀释液，放线菌一般为103、104、105倍稀释液，真菌一般为102、103、104倍稀释液。
(3)为排除非测试因素(培养基)的干扰，实验需设置牛肉膏蛋白胨培养基进行空白对照。
(4)每一稀释倍数的菌液都至少要涂布3个平板，作为重复实验，求其平均值，若其中有菌落数与其他平板悬殊过大的，需要对该平板重新制作。拓展应用3.如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析下列叙述正确的是
A.4号试管中稀释液进行平板培养得
到的菌落平均数一定恰为5号的10倍
B.5号试管的结果表明每克该土壤中
的菌株数目为1.7×108个
C.在用移液管吸取菌液进行梯度稀释时，可用手指轻压移液管上的橡皮头，
吹吸三次，使菌液与无菌水充分混匀
D.某一稀释度下至少涂3个平板，该实验方法统计得到的结果常会比实
际活菌数目高答案4.自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯，然后进行数量的测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验，请回答有关问题。
(1)实验步骤
①制备稀释倍数为102、103、104、105、106的系列稀释液。
②为了得到更加准确的结果，应选用 法接种样品。
③适宜温度下培养。稀释涂布平板答案(2)结果分析
①测定大肠杆菌数目时，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，与事实更加接近的是 。
A.一个平板，统计的菌落数是230
B.两个平板，统计的菌落数是220和260，取平均值240
C.三个平板，统计的菌落数分别是400、212和256，取平均值289
D.四个平板，统计的菌落数分别是210、260、240和250，取平均值240答案②一同学在稀释倍数为106的培养基上测得平板上菌落数的平均值为212，那么每毫升样品中的菌落数约是(涂布平板时所用的稀释液体积为0.2 mL)
。
③用这种方法测定菌体密度时，实际活菌数量要比测得的数量 (填“多”或“少”)，因为________________________________________________
。答案解析问题导析1.06×109个多当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落问题导析 (1)因为题中操作的目的是对大肠杆菌进行数量的测定，所以接种的方法是 。
(2)测定活菌数量时，选择的平板越多误差 ，且选择的平板要能形成
个菌落。
(3)所做的多个平板中，如果其中一个平板中菌落的数目明显___________
其他几个平板，则说明该平板不符合要求，应 或舍弃。答案返回上页稀释涂布平板法越小30～300多于或少于重做返回上页解析 (1)若对大肠杆菌进行计数，则需要用稀释涂布平板法接种样品。
(2)①应选取多个菌落数相差不大的平板进行计数，取其平均值。
②212÷0.2×106＝1.06×109(个)。
③因为一个菌落可能由两个或多个细菌连在一起生长而成，所以实际活菌数量要比测得的数量多。答案 低。因为稀释倍数太低，则大部分菌落是由多个细菌繁殖而成，所以测定的菌落的数值要偏低。一题多变
(1)如果某同学的稀释倍数仅为104，则测定的数值要比题中测定的数值高还是低？为什么？答案 ①培养基被污染，一些菌落是由杂菌繁殖而成的；
②接种过程中由于操作不当感染了杂菌；
③取菌液时没有摇晃，导致所取菌液中细菌个体浓度偏大等。(2)第(2)问第①小题C项中菌落数为400的平板不符合要求，试分析该平板中菌落数目多于其他平板的可能的原因。答案用稀释涂布平板法计数微生物的方法
(1)稀释涂布平板操作要求：按照平行重复的原则，每一稀释度的菌液涂布3个或3个以上的平板。
(2)计数的时机：当各平板上菌落数目稳定时进行计数。
(3)选择可用于计数的平板：选择菌落数在30～300之间的平板(相同稀释度的平板均符合该特点)进行计数，然后取平均值。目的菌株稀释涂布平板法显微镜直接计数法当堂检测234511.选择培养基是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基。利用这种培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。为选择酵母菌和硝化细菌，应选用的培养基分别为
A.伊红美蓝培养基、含青霉素的培养基
B.含青霉素的培养基、含氨的无机培养基
C.含氨的无机培养基、含青霉素的培养基
D.含青霉素的培养基、伊红美蓝培养基√答案解析23451解析 酵母菌是真菌，通常可以用含青霉素的培养基进行选择培养，因为青霉素能够抑制细菌生长，但不能够抑制真菌生长。硝化细菌为自养型生物，能够利用氨转变为亚硝酸和硝酸所释放的能量把无机物转变为有机物以维持自身生命活动，利用含氨的无机培养基可进行选择培养。234152.下列操作步骤顺序正确的是
①土壤取样 ②称取10 g土样，加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中 ③吸取0.1 mL土壤溶液进行平板涂布 ④依次稀释至101、102、103、104、105、106、107稀释度
A.①→②→③→④ B.①→③→②→④
C.①→②→④→③ D.①→④→②→③√答案3.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂的目的是
A.筛选出能分解尿素的细菌
B.对分离的菌种作进一步鉴定
C.作细菌的营养成分
D.如指示剂变蓝就能准确地认定该菌能分解尿素解析 筛选出能分解尿素的细菌用选择培养基即可，不需要加指示剂。加入指示剂的培养基，目的是对要分离的菌种作进一步的鉴定。√23415答案解析4.从土壤中分离以尿素为氮源的细菌，下列实验操作不正确的是
A.将土壤用无菌水稀释，制备103～106倍的土壤稀释液
B.将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同平板上
C.用加入刚果红指示剂的选择培养基筛选分解尿素的细菌
D.从周围出现红色环带的菌落中挑取能够分泌脲酶的菌株√解析 用加入酚红指示剂的鉴别培养基可以鉴别分解尿素的细菌。23415答案解析5.尿素是一种重要的农业肥料，但若不经细菌的分解，就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多，同学们试图探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能高效降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如下表所示，实验步骤如图所示。请分析回答下列问题：23415将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL。解析 植物组织培养的培养基中需要含有氮、磷、钾及锌、铜、钼、铁等元素，需要蔗糖为植物细胞提供能量，还需要细胞分裂素和生长素等植物激素。(1)此培养基 (填“能”或“不能”)用于植物组织培养，理由是
。不能缺少植物激素(或缺少植物需要的一些营养成分)23415答案解析(2)培养基中加入尿素的目的是 ，这种培养基属于 培养基。筛选目的菌选择23415答案解析解析 该培养基中尿素是唯一的氮源，只有能利用尿素的微生物才能生长，属于选择培养基。(3)“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的 和 ，实验需要振荡培养，原因是 。解析 “目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的尿素和葡萄糖，分解尿素的微生物是需氧型微生物，所以在培养过程中需振荡。尿素葡萄糖为目的菌提供氧气(4)图中将细菌转到固体培养基上时，可采用
或 在含尿素的
培养基上接种，获得单菌落后继续筛选。初步
筛选出来的菌种还需要用生化的方法作进一
步的鉴定：在以尿素为唯一氮源的培养基中
加入 指示剂，接种并培养初步筛选的菌种，若指示剂变成 色，则可准确说明该菌种能够分解尿素。平板划线法稀释涂布平板法23415答案解析解析 在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养利用尿素的细菌后，如果pH升高，指示剂将变红，由此可准确地鉴定该种细菌能够分解尿素。酚红红(5)在实验中，下列材料或用具需要灭菌的是
，需要消毒的是 。(填序号)
①培养细菌用的培养基与培养皿 ②玻棒、
试管、锥形瓶和吸管 ③实验操作者的双手①②③23415答案解析解析 微生物培养时，一切环境、物质、用具、
器材都要消毒或灭菌。(6)实验结束后，使用过的培养基应该进行 处理后，才能倒掉。灭菌解析 为避免实验后培养基中的微生物污染环境，使用过的培养基必须经过灭菌处理后才能丢弃。课件40张PPT。第7课时 分解纤维素的微生物的分离专题2 微生物的培养与应用学习导航
1.结合教材P27“基础知识”，掌握纤维素酶的种类和作用及纤维素分
解菌的筛选方法。
2.阅读教材P28“实验设计”，理解并掌握纤维素分解菌的筛选过程及
刚果红染色法的原理。
3.阅读教材P30“课题延伸”，掌握纤维素酶的测定方法。
重难点击
1.简述纤维素酶的种类及作用。
2.掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。
3.分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，弄懂实验操作的原理。一、纤维素分解菌的筛选当堂检测二、尝试从土壤中分离出分解纤维素的微生物内容索引一、纤维素分解菌的筛选基础梳理1.纤维素与纤维素酶
(1)纤维素：下图所示为纤维素的结构式。①基本组成单位： 。
②分布：主要分布在植物 等器官的细胞壁。葡萄糖根、茎、叶(2)纤维素酶
①组成：是一种复合酶，至少包括三种酶，即C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶。葡萄糖苷酶C1酶和CX酶2.纤维素分解菌的筛选
(1)方法： 。
①方法一：先培养 ，再加入 进行颜色反应。
②方法二：在 时就加入刚果红。倒平板刚果红染色法微生物刚果红(2)原理
纤维素＋刚果红→红色复合物
↓纤维素酶
纤维二糖和葡萄糖，不能和刚果红形成红色复合物
↓
以 为中心的透明圈 纤维素分解菌问题探究答案 纤维素酶中的C1酶、CX酶使纤维素分解为纤维二糖，葡萄糖苷酶将纤维二糖分解成葡萄糖。1.纤维素酶
(1)纤维素酶是如何将纤维素分解的？答案 设计对照实验。取两支试管，分别加入等量的滤纸条和缓冲液，在一支试管中加入纤维素酶，另一支试管中加入等量蒸馏水，振荡反应一段时间后，可观察到加入纤维素酶的试管中滤纸条被水解，而加入蒸馏水的试管中滤纸条没有变化。(2)如何设计实验证明纤维素酶能分解纤维素？答案答案 筛选目的菌株应该到有利于目的菌株生长的环境中寻找。2.纤维素分解菌的获得
(1)为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？答案 将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。(2)为什么将滤纸埋在土壤中可以提取到目的菌？答案答案 液体培养基，因为配方中无凝固剂。液体培养基与微生物的接触更密切，微生物更容易从培养基中获得营养物质，因此可以快速增加微生物的浓度。3.分析教材P29“纤维素分解菌的选择培养基配方”，回答下列问题：
(1)此配方是液体培养基还是固体培养基？为什么选择此类培养基？答案 有选择作用。本配方中富含纤维素，更适合能够分解纤维素的微生物大量繁殖。对照实验可以用牛肉膏蛋白胨培养基培养微生物。若选择培养基上微生物数量明显少于牛肉膏蛋白胨培养基上微生物的数量，则说明培养基起到了选择作用。(2)这个选择培养基对微生物是否具有选择作用？怎样设计对照实验证明你的观点？答案归纳总结 (1)培养基特点：纤维素分解菌的选择培养用的是富含纤维素的培养基，而不是以纤维素为唯一碳源的培养基。
(2)培养结果：由于培养基中加入了酵母膏和水解酪素等，因此培养基上除得到大量的纤维素分解菌外，也有其他微生物的存在。
(3)进一步筛选：需根据微生物的菌落特点继续进行鉴别培养以筛选到纤维素分解菌。
(4)选择培养的实质：纤维素分解菌的选择培养实质是富集培养，以便得到大量的目的微生物。纤维素分解菌的富集培养拓展应用1.下列关于纤维素酶的叙述中，错误的是
A.纤维素酶只有一种，只能将纤维素分解为葡萄糖
B.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组分
C.纤维素可被纤维素酶水解成葡萄糖，为微生物提供营养物质
D.分解纤维素的细菌、真菌和放线菌，都是通过产生纤维素酶来分解纤
维素的答案解析解析 纤维素酶是一种复合酶，一般认为至少包括三种组分——C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，其中C1酶和CX酶将纤维素分解为纤维二糖，葡萄糖苷酶将纤维二糖分解为葡萄糖。答案 能。纤维素分解菌分解纤维素只是为了利用纤维素作为碳源，其他有机物若可提供碳源，也可以生存。一题多变
(1)上题中分解纤维素的细菌能否在不含纤维素但富含其他有机物的环境中生存？为什么？答案 不在细胞中分解纤维素。多数细胞不能直接吸收纤维素，一般来说，纤维素酶都是分泌到细胞外分解纤维素的。(2)题中纤维素酶也在微生物细胞内分解纤维素吗？为什么？答案2.分析右表培养基的配方，请回答下面的问题。
纤维素分解菌的选择培养基：
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL。
(1)此培养基配方中为微生物提供碳源的主要是
、氮源是 。
(2)此配方为 培养基(根据物理状态)配方。
(3)此培养基选择出的微生物主要是__________
。答案解析问题导析纤维素粉NaNO3、酵母膏、水解酪素液体纤维素分解菌问题导析 (1)该培养基中 是主要的碳源，所以可以用于筛选_____
。
(2)由于该培养基中没有加入 ，所以为液体培养基。液体培养基中微生物与营养成分的接触更充分，可以提高微生物的代谢效率。答案返回上页琼脂纤维素纤维素分解菌返回上页解析 该培养基的主要碳源是纤维素粉，氮源有NaNO3、酵母膏、水解酪素。因没有凝固剂成分，因此，该培养基从物理状态上看属于液体培养基。因该培养基仅以纤维素粉为主要碳源，因此，可用于选择培养纤维素分解菌。答案 当土壤中纤维素分解菌的浓度很高时，可以省略选择培养这一步骤。一题多变
(1)从土壤中分离纤维素分解菌时，哪种情况下可以省略选择培养？答案 可以提供碳源、氮源和生长因子。(2)本题中的培养基配方中的酵母膏可以为微生物提供什么成分？答案 不是，纤维素是主要的碳源，另外，酵母膏和水解酪素也可以提供少量的碳源。(3)该培养基中纤维素是否为唯一的碳源？答案二、尝试从土壤中分离出分解纤维素的微生物基础梳理1.实验流程
土壤取样：选择富含 的环境
↓
选择培养：用富含 的选择培养基扩大培养
↓
：依次稀释101～106倍
↓
涂布平板：将样品涂布到 纤维素分解菌的培养基上
↓
挑选产生 的菌落纤维素纤维素梯度稀释鉴别透明圈2.实验操作注意事项
(1)土壤取样时要选择富含 的环境。
(2)选择培养的方法：用富含 的选择培养基。
目的：增加 的浓度。
(3)梯度稀释的目的：能获得单个菌落。
(4)涂布平板时要选择 纤维素分解菌的培养基。
(5)挑选产生 的菌落。纤维素纤维素纤维素分解菌鉴别透明圈3.菌种的进一步鉴定
(1)鉴定原理：为确定透明圈内的菌落是纤维素分解菌，需要进行发酵产_________的实验。
(2)发酵方法：有 发酵和 发酵两种。
(3)纤维素酶的测定方法：一般是对纤维素酶分解 等纤维素后所产生的 进行定量的测定。纤维素酶液体固体滤纸葡萄糖问题探究答案 刚果红染色剂。1.鉴别纤维素分解菌的培养基
(1)鉴别纤维素分解菌时需在培养基中添加什么物质？答案答案 ①鉴别培养基是在培养基中加入某些特定的作用底物和指示剂，观察微生物生长过程中分解底物所释放的不同产物，通过指示剂的反应不同来鉴别微生物；选择培养基是在培养基中加入某些物质，以促进目的菌的生长繁殖，同时抑制其他杂菌的生长繁殖。
②选择培养的培养基中没有加入琼脂，所以属于液体培养基，而鉴别培养基一般为固体培养基。(2)鉴别培养基和选择培养基在目的和物理性质方面的区别是什么？答案答案 方法一更容易区分纤维素分解菌和其他杂菌。即先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，所显示的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。方法二中有些微生物具有降解色素的能力，它们在生长过程中会降解刚果红，也会使培养基上形成透明圈，与纤维素分解菌不易区分。2.鉴别方法——刚果红染色法
从显色结果上看，两种刚果红染色法中哪种染色法更容易区分纤维素分解菌和其他杂菌？答案答案 产生透明圈的菌落可能是能产生纤维素酶的微生物，也可能是能降解刚果红的菌种，所以需要进一步鉴定。3.透明圈的形成
(1)对分离的纤维素分解菌作进一步的鉴定的原因是什么？答案 纤维素分解菌分解纤维素产生的纤维二糖和葡萄糖，不能与刚果红形成红色复合物，而出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。(2)简要概述筛选纤维素分解菌时透明圈是如何形成的。答案 分解尿素的细菌能够将尿素分解成氨，加入酚红指示剂后会变红，也会形成以尿素分解菌为中心的红色的圈。(3)向含有分解尿素的细菌的培养基中加入酚红指示剂，会出现类似的圈吗？答案归纳总结 两种刚果红染色法的比较拓展应用3.下列有关刚果红染色法的叙述，不正确的是
A.刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入
B.刚果红可以在菌落形成后加入
C.刚果红在菌落形成前倒平板时加入，加入的刚果红不需要灭菌
D.在菌落形成后加入刚果红时，刚果红不需要灭菌解析 刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入，也可以在菌落形成后加入，若在细菌菌落形成前倒平板时加入刚果红，则所加刚果红要进行灭菌，以防杂菌的侵入，影响纤维素分解菌菌落的形成；若在菌落形成后加入刚果红，则不需要灭菌。答案解析4.研究人员成功地从土壤中筛选到能产生纤维素酶的微生物，请就如何从土壤中获得纤维素分解菌回答以下问题：
(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和 酶。葡萄糖苷答案解析解析 纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。(2)若获得纯净的菌株，常采用平板划线法进行接种，此过程所用的接种工具是 ，操作时采用 灭菌的方法。接种环解析 常用的接种工具是接种环，操作时采用灼烧的方法灭菌。灼烧(3)刚果红可以与纤维素等多糖形成红色复合物，但并不与 和
发生这种反应。常用的刚果红染色法有两种：第一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应；第二种是在 时就加入刚果红。纤维二糖答案解析解析 刚果红不与纤维二糖和葡萄糖发生反应。葡萄糖倒平板(4)如果观察到产生 的菌落，说明可能获得了纤维素分解菌。为了确定是纤维素分解菌，还需要进行 的实验。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 进行定量的测定。透明圈解析 刚果红与纤维素反应呈红色，纤维素分解菌产生的纤维素酶会将纤维素分解而不能与刚果红染液反应呈红色，在菌落周围会出现透明圈。为了确定是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验。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葡萄糖进行定量的测定。发酵产纤维素酶葡萄糖答案解析关于纤维素分解菌筛选的三个易错警示
(1)纤维素分解菌的选择培养基中的碳源并不只有纤维素，其中酵母膏和水解酪素也可起碳源的作用。
(2)在纤维素分解菌的选择培养基中生长的不只有纤维素分解菌。因此，选择培养后要进行鉴别培养，才能获得纤维素分解菌。
(3)出现透明圈的菌落也不一定是纤维素分解菌。多糖葡萄糖苷酶刚果红染色法梯度稀释透明圈当堂检测234511.加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮(橘络)，会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物，不能产生所用酶的是
A.生长在麦麸上的黑曲霉
B.生长在酸奶中的乳酸菌
C.生长在棉籽壳上的平菇
D.生长在木屑上的木霉√答案234152.当纤维素被纤维素酶分解后，会在培养基中出现一些透明圈，这些透明圈是
A.刚果红与纤维素形成的复合物
B.纤维素分解后的葡萄糖
C.由纤维素酶聚集在一起形成的
D.以纤维素分解菌为中心形成的√解析 刚果红与纤维素反应形成红色复合物，当有纤维素分解菌生长时，菌落周围的纤维素被分解，形成透明圈。答案解析3.在分解纤维素的微生物的分离实验中，为了判断选择培养基是否起到了对纤维素分解菌的选择作用，需要设置的对照是
A.未接种的只有纤维素为唯一碳源的培养基
B.未接种的牛肉膏蛋白胨培养基
C.接种了的牛肉膏蛋白胨培养基
D.接种了的只有纤维素为唯一碳源的培养基√23415答案4.通过分离分解纤维素的微生物实验，对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，这只是分离提纯的第一步，还需要进行
A.发酵产纤维素酶的实验
B.提取纤维二糖的实验
C.浓缩纤维素分解菌的实验
D.提取葡萄糖的实验√解析 为确定得到的是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维素酶的实验，纤维素酶的测定方法一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后产生的葡萄糖进行定量测定。23415答案解析5.下图为分离并统计分解纤维素的微生物的实验流程，据此回答下面有关问题：23415(1)要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌，从高温热泉中寻找耐热菌，这说明 。解析 选择菌种是分离、纯化、扩大培养细菌的前提和基础，其基本原理就是根据菌株对生存环境的要求，到相应环境中去寻找。根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找答案解析解析 纤维素分解菌的培养，必须在以纤维素为
主要碳源的培养基上进行。要想说明选择培养基的作用，需设立对照实验：将纤维素粉换成葡萄糖，进行菌落数比较，可见后者菌落数较多，说明以葡萄糖为碳源的培养基与以纤维素为碳源的培养基在微生物培养中的作用不同。(2)某同学根据需要，配制了纤维素分解菌的选择培养基，成分如下，整个实验过程严格执行无菌操作。
如果将其中的纤维素粉换成 ，菌落数
，即可说明选择培养基的作用。葡萄糖明显多于选择培养基上的菌落数23415答案解析(3)本实验宜采用 法而不使用平板划线法，原因是该法可以根据稀释体积计算每克样品中的细菌数。稀释涂布平板23415答案解析解析 由题意知，本实验不仅要分离出土壤中的纤维素分解菌，同时还要统计每克土壤样品中的纤维素分解菌的细菌数，因此不能用平板划线法接种，而要用稀释涂布平板法接种。因为前者无法统计出每克样品中细菌数。课件38张PPT。专题整合提升专题3 植物的组织培养技术知识系统构建热点考题集训规律方法整合内容索引知识系统构建细胞的全能性材料激素外植体消毒培养栽培花粉花粉植株花药材料接种1.植物组织培养的一般过程为：2.生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。
3.影响植物组织培养的因素有：植物材料、营养物质、植物激素及pH、温度、光照等。
4.花药培养产生花粉植株有两种途径：一是胚状体途径，二是愈伤组织途径，这两种途径主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。5.影响花药培养的主要因素是材料的选择与培养基的组成。
6.选择单核靠边期的花药培养成功率最高。
7.确定花粉发育时期的方法有醋酸洋红法(最常用)和焙花青－铬矾法(花粉细胞核不易着色时)。
8.对培养出来的植株作进一步鉴定和筛选的原因是在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体倍性的变化。规律方法整合整合一 细胞的全能性
1.概念
细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。
2.原因
构成生物体的所有体细胞都是由受精卵通过有丝分裂发育而来的，含有相同的遗传物质，都含有本物种的所有遗传信息，因此每个体细胞都有发育成完整个体的潜能。生物的生殖细胞在一定条件下也具有全能性，是因为生殖细胞中含有本物种生长发育的全部遗传信息，尽管其遗传物质是体细胞的一半。3.表达的条件
由于基因的选择性表达，细胞的全能性在植株上受到限制不能表达，只有在离体条件下，在营养、激素和其他条件适宜的情况下，细胞才能表达其全能性。动物细胞难以表达其全能性，但是通过核移植后，细胞核仍可表达其全能性。
4.表达的难易程度
植物细胞全能性易表达，而动物细胞的全能性不易表达，但动物细胞核的全能性可以表达。在所有细胞中，受精卵可直接发育为个体，有的生殖细胞也可在一定条件下表达其全能性。
5.意义
细胞全能性是植物组织培养和体细胞杂交的理论基础，也是现代动物体细胞克隆技术的理论基础。例1 下列实例中能体现细胞全能性的是
①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株 ②植物用种子繁殖后代 ③用烟草组织培养的单个细胞形成了可育的完整植株
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③答案解析解析 细胞的全能性是指已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。其中①和③都属于由已经分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的全能性。用植物种子繁殖后代，实际上是个体发育的过程，不能体现出细胞的全能性。整合二 菊花的组织培养和月季花药离体培养的比较例2 植物组织培养和花药离体培养都是实验室条件下快速得到大量幼苗的两种方法。下列关于两者的比较中，错误的是
A.植物组织培养和花药离体培养的理论基础是细胞具有全能性
B.花药能诱导为单倍体植株的原因是花药细胞中含有本物种生长发育的
全部遗传信息，尽管遗传物质是体细胞的一半，但仍具有全能性。
C.植物组织培养获得的试管苗必须经过移栽、炼苗后才能在大田栽培，
而花药培养不需要
D.植物组织培养中若发生突变，则其后代不一定表现其突变性状，但是
花药培养中的突变一定表现相应突变性状答案解析解析 花药培养和植物组织培养的理论依据都是细胞的全能性。尽管花药细胞中的遗传物质是体细胞的一半，但仍含有本物种生长发育所需的全部基因(或遗传信息)，因此仍具有全能性。在组织培养过程中，若发生隐性的基因突变，由于基因成对存在，所以不一定表现其突变性状，仍能保持亲代的性状；而花药中基因单个存在，若有突变，则性状就发生变化。两种方法所得到的试管苗，都必须通过移栽、炼苗后方可进行大田栽培。整合三 微生物的培养技术、植物组织培养技术、无土栽培技术在设计
思路和具体操作上的异同
1.无土栽培是利用溶液培养法的原理，把植物生长发育过程中所需的各种矿质元素，按照一定比例配成营养液，并利用这种营养液栽培植物的技术。在培养过程中，需用基质垫底并固定幼苗，先放在阴凉处，再根据植物习性，放置在光照和温度适宜的地方发育成完整的植株。培养液只含植物生长发育所需要的必需矿质元素，无有机质。2.植物组织培养，是在无菌条件下，把植物体的器官或组织切下来，接种在适当的培养基上进行离体培养，这些器官或组织的细胞就会经脱分化和再分化过程，逐步产生出植物的各种组织和器官进而发育成完整的植株，其过程包括培养基的配制、灭菌、接种(外植体)、培养。培养基中包括矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物，需灭菌。消毒包括接种室、接种箱、操作箱、外植体等的消毒。培养过程中更换培养基，调节细胞分裂素和生长素的比例，先诱导生芽，再诱导生根，最后移栽发育成植株。
3.微生物培养也需要配制培养基，培养基含碳源、氮源、生长因子、无机盐和水，不含植物激素，培养基需灭菌、搁置斜面、接种、培养。在整个培养过程中无需更换培养基，接种过程中需分离纯化。例3 用于植物组织培养的培养基和无土栽培时所用的培养液相比，最大的差别是
A.必须含植物必需的矿质元素
B.必须含有机物
C.浓度必须小于细胞液浓度
D.不一定含有植物激素解析 在植物组织培养初期，需经过一段时间的异养阶段，所以必须在培养基中加入有机营养；而无土栽培所用的培养液中主要成分为植物生长发育所必需的各种矿质元素，不需加入有机营养。答案解析热点考题集训1.以下不能说明植物细胞全能性的实验是
A.胡萝卜韧皮部细胞培养出植株
B.紫色糯性玉米种子培育出植株
C.转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株
D.小麦花药离体培育出植株√解析 种子发育成植株是个体发育的过程，因为种子不是一个细胞而是具有胚芽、胚根等器官的幼体。23415789610答案解析2.下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是
A.培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B.培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
C.离体的组织或细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织
D.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织核基因数
目相同答案解析√2341578961023415789610解析 培养基中加入蔗糖的目的一方面可以提供营养，另一方面可以调节渗透压；在整个组织培养过程中影响再分化的关键因素是生长素和细胞分裂素的使用比例和使用顺序；组织培养过程中的关键环节是脱分化，从而形成愈伤组织；组织培养的对象既可以是体细胞也可以是生殖细胞，因此获得的愈伤组织的基因数目不一定相同。3.植物组织培养是依据细胞的全能性，在体外将植物组织细胞培养成一个完整植株的过程，如下图所示。下列相关叙述错误的是
A.甲和丙分别是脱分化和再分化
B.乙是愈伤组织，是通过离体的植物组织或细胞经过细胞增殖与分化形
成的
C.离体的植物细胞之所以能培养成完整植株，因为植物细胞具有全能性
D.丙过程的实质是基因的选择性表达√23415789610答案解析23415789610解析 植物组织培养的基本过程包括脱分化和再分化，分别是图中的甲和丙，A正确；
愈伤组织的形成过程是脱分化，脱分化过程只进行细胞增殖不进行细胞分化，B错误；
植物组织培养的理论基础是细胞的全能性，C正确；
细胞分化的实质是基因的选择性表达，D正确。4.在菊花的组织培养操作完成了3～4天后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶中外植体正常生长，有的瓶中外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是
A.接种时培养基灭菌不彻底
B.接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体
C.培养时每日用日光灯照12 h
D.培养过程中保持温度、pH的适宜，但没有及时调整各种营养物质、激素
的比例√解析 菊花的组织培养过程中需每日用日光灯照12 h，这不会造成外植体死亡。23415789610答案解析5.菊花的组织培养需要严格的无菌操作，下列说法不正确的是
A.对培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌
B.幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间
C.用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，一旦感染
杂菌则前功尽弃
D.将菊花茎段插入时应注意方向，不应倒插，是为了防止杂菌污染√答案23415789610解析 将菊花茎段插入时，要注意形态学上端朝上，而不应倒插，是因为生长素的运输为极性运输，倒插的菊花茎段不能形成愈伤组织，而不是为了防止杂菌污染。解析6.选择花药时，一般要通过镜检来确定花粉的发育时期，以下说法正确的是
A.确定花粉发育时期最常用的方法是焙花青－铬矾法
B.对某些植物的花粉细胞核不易着色时采用醋酸洋红法
C.焙花青－铬矾法能将细胞核染成蓝黑色
D.醋酸洋红法和焙花青－铬矾法染色过程完全一样答案解析23415789610√23415789610解析 在选择花药时，镜检确定花粉的发育时期，最常用的方法是醋酸洋红法；对于某些植物的花粉细胞，因细胞核不易着色，可采用焙花青－铬矾法；焙花青－铬矾法可将花粉细胞核染成蓝黑色，醋酸洋红法与焙花青－铬矾法过程不同，前者需用镊柄将花粉捣碎，后者在染色前需用卡诺氏固定液固定。7.下列关于花药培养过程中的注意事项的叙述，正确的是
A.花药培养成功与否与材料选择无关
B.花药培养成幼苗后，一定不能分瓶培养
C.花药培养成幼苗的过程中，除了维持适宜的温度、pH等，还要注意给
予光照
D.一般来说，选用单核期的花药培养成功率较高√23415789610答案解析 一般来说，单核期的花药离体培养的成功率最高。花药培养初期要在黑暗中培养，幼小植株形成后再进行适当的光照培养。解析8.菊花的组织培养和月季的花药培养都是利用组织培养技术，下列关于两者的叙述中，正确的是答案23415789610A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①②③④√解析23415789610解析 菊花的组织培养用茎段来培养，比较容易，不必添加植物激素；在菊花组织培养中不会发生染色体倍性的变化；需要每天日光灯照射12 h；形成愈伤组织或胚状体后不必更换培养基。月季花药的离体培养需要添加细胞分裂素和生长素等植物激素；在花药培养中，通过愈伤组织形成的植株会出现染色体倍性的变化，所以需要染色体倍性的鉴定；最初不需要光照，幼小植株形成后需要光照；形成愈伤组织或胚状体后需要转移到分化培养基上进一步分化培养。9.辣椒素作为一种生物碱广泛应用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图，据图回答下列问题：
(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的_________________和_______过程。23415789610脱分化(或去分化)再分化答案解析23415789610解析 由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫作去分化。对脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，其又可重新分化成根或芽等器官，这个过程叫作再分化。(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是______。培养基中的生长素用量和细胞分裂素用量的比值____(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是_____________。琼脂低解析 培养基中常用的凝固剂是琼脂。使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比值影响植物细胞的发育方向。生长素用量和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化；比值高时，有利于根的分化；比值适中时，促进愈伤组织的形成。培养基应用高压蒸汽灭菌法灭菌。高压蒸汽灭菌23415789610答案解析(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是_____。70%解析 外植体消毒所用酒精的体积分数是70%。23415789610答案解析10.将基因型为AaBb的月季(14条染色体)的花粉细胞通过无菌操作接入对应的培养基中，在一定条件下诱导形成幼苗。其过程如下：
月季的花粉细胞①―→愈伤组织②―→丛芽③―→植株④
(1)①―→②过程需要的条件有_____(多选)。
A.营养 B.激素 C.光照 D.pH23415789610√答案解析 图中①―→②过程为脱分化过程，该过程不需要光照，但是需要一定的营养物质、激素和适宜的pH。解析√√(2)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得___、_______和小分子有机物等营养物质。水无机盐23415789610答案解析 在愈伤组织形成过程中，植物细胞需要从外界吸收水、无机盐(或矿质元素)和小分子有机物等。解析(3)形成花粉细胞的分裂方式是_________，花粉发育成植物体细胞的分裂方式是_________。减数分裂有丝分裂解析 花粉是单倍体细胞，所以形成过程为减数分裂；花粉植株的形成过程为有丝分裂。(4)植株④叫做_______幼苗。若要得到可育植株，需要用_________对___(填序号)进行处理，所得的植株基因型为_________________________，细胞核中含___条脱氧核苷酸链。单倍体秋水仙素23415789610答案解析 植株④称为单倍体或花粉植株，为高度不育植株，若要得到可育植株，需要用秋水仙素处理幼苗，即处理丛芽③，所获得的植株基因型为AABB或aabb或AAbb或aaBB；细胞核中含有14条染色体，14个DNA分子，28条脱氧核苷酸链。解析③AABB或aabb或AAbb或aaBB28(5)AaBb的月季的花药产生的植株的基因型有哪些？
______________________________________________________________________________________________。
(6)①―→②过程为什么不需要光照？
___________________________________________________________。23415789610答案AaBb的月季能够产生AB、ab、Ab、aB四种花粉，经组织培养能够长成AB、ab、Ab、aB四种单倍体植株因为该过程还没有分裂分化形成叶绿体，不需要光照进行光合作用课件45张PPT。第8课时 菊花的组织培养专题3 植物的组织培养技术学习导航
1.阅读教材P32“基础知识”，掌握植物组织培养的基本过程及影响因素。
2.阅读教材P34～35“实验操作”，掌握植物组织培养的过程及注意事项。
3.结合教材P36“课题延伸”及左侧培养基配方，理解植物激素对实验
结果的影响。
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1.熟悉植物组织培养的基本过程。
2.理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化。
3.归纳MS培养基的配制方法，并设计表格比较微生物培养基与MS培
养基的配方的异同。一、植物组织培养的基本过程和影响因素当堂检测二、进行菊花的组织培养内容索引一、植物组织培养的基本过程和影响因素基础梳理1.原理
理论基础：细胞的全能性。
(1)概念：已经 的细胞，仍然具有发育成 的潜能。
(2)原因：具有该种生物全套 。
2.植物组织培养的过程
(1)过程
(2)相关概念
①外植体：用于 的植物器官或 。分化完整个体遗传信息离体培养组织片段②脱分化：又叫去分化，是由 的植物组织或细胞产生_________的过程。
③再分化： 继续培养，重新分化成 等器官的过程。
④愈伤组织的特点：细胞排列 而无规则，是一种高度 的呈无定形状态的薄壁细胞。
3.影响植物组织培养的因素
(1)内因
①不同的植物组织：培养的难易程度差别很大。
②同一种植物材料：材料的 、保存时间的 等也会影响实验结果。
③菊花的组织培养：一般选择 植株的茎上部新萌生的 。高度分化愈伤组织愈伤组织根或芽疏松液泡化年龄长短未开花侧枝(2)外因MSN、P、K、Ca、Mg、S等维生素蔗糖生长素细胞分裂素5.818～22 ℃12问题探究答案 因为高度分化的植物细胞中含有该物种的全套遗传物质。1.植物组织培养的理论基础。
(1)为什么高度分化的植物细胞还具有全能性？答案 ①离体条件；
②充足的营养条件；
③恰当的激素种类及浓度配比；
④适宜的环境条件；
⑤无菌条件。(2)高度分化的植物细胞发育成完整的植株需要哪些条件？答案答案 植物组织培养的核心环节为脱分化和再分化。2.植物组织培养的一般过程分析。
(1)你认为植物组织培养的核心环节是什么？答案 应先诱导生芽，再诱导生根。(2)你认为菊花的组织培养的再分化应先诱导生芽还是先诱导生根？答案答案 主要有6个步骤：
①制备MS固体培养基；
②外植体消毒；
③接种；
④培养；
⑤移栽；
⑥栽培。(3)植物组织培养的实验操作主要有哪几个步骤？答案 在分瓶前调节pH。(4)在配制培养基的过程中，pH的调节是在分瓶前还是分瓶后？答案答案 应尽量选择幼嫩的植物组织或器官作为外植体。因为外植体的年龄越小，分化程度越低，组织培养的成功率就越高。3.外植体的选择
(1)植物组织培养中应尽量选择什么样的材料作为外植体？为什么？答案 植物茎尖分生组织，细胞分裂速度快，其病毒极少，甚至无病毒。(2)为什么选择茎尖分生组织可培育出脱毒苗？答案归纳总结 植物组织培养的过程分析拓展应用1.关于植物组织培养技术的叙述正确的是
A.用于培养的材料不一定需要离体
B.植物可通过光合作用合成有机物，培养基中不需要加入含碳有机物
C.愈伤组织可制造成人工种子
D.脱分化和再分化都需要培养基中生长素和细胞分裂素刺激、诱导答案解析解析 用于培养的材料一定需要离体，否则基因选择性表达形成组织和器官，A项错误；
植物组织培养基中需加入含碳有机物，提供碳源和能源，而完整植株才能进行光合作用，B项错误；
胚状体可制成人工种子，C项错误；
不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同，可诱导培养物进行分裂和分化，D项正确。2.如图是基因型为AaBb的菊花茎尖离体培养示意图，据图回答下列问题：(1)图中A和B分别表示_______和_______。菊花茎尖培养成植物体的根本原因是___________________。解析 离体的植物组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织。脱分化产生的愈伤组织继续培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。菊花茎尖能培养成植物体的根本原因是植物细胞具有全能性。脱分化再分化植物细胞具有全能性答案解析(2)菊花的组织培养形成试管苗的过程中，其中应大量供给的元素是______________________。试管苗形成过程中要给予一定光照，其原因是_________________________________________。解析 离体的植物组织和细胞，常用MS培养基培养，其主要成分包括：大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S；微量元素，如Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Co、I；有机物以及蔗糖等。在试管苗形成过程中要每日给予日照12 h，其原因是试管苗形成过程中要进行光合作用合成有机物。N、S、P、K、Ca、Mg试管苗形成过程中要进行光合作用合成有机物答案解析(3)脱分化是指__________________________________________________
_______。脱分化和再分化这两个过程的进行，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还要保证_____，否则植物组织培养就不能成功。解析 脱分化和再分化这两个过程的进行除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还要保证无菌，原因是杂菌产生的毒素等物质会影响或阻碍植物组织脱分化形成愈伤组织或再分化为根和芽，且杂菌的繁殖能力很强，会与植物组织争夺培养基中的营养物质，使植物得不到营养，同时杂菌还会侵染植株，使之受到伤害。高度分化的植物组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织无菌答案解析的过程(4)这样培养成的试管苗的基因型为______。解析 由于植物组织培养过程中细胞进行有丝分裂，所以培养成的试管苗的基因型为AaBb。AaBb答案解析植物组织培养的两点误区警示
(1)细胞全能性表达的理解
①细胞全能性的表达是由单个细胞发育成完整个体，发育的终点是完整个体，若发育为某个器官或组织不属于细胞全能性的表达。
②细胞全能性的大小是自然条件下的，在适宜外界条件下，植物的体细胞培养比生殖细胞的培养更容易。
(2)对愈伤组织特点的理解：愈伤组织的细胞是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞，具有旺盛的分裂能力，无中央大液泡。二、进行菊花的组织培养基础梳理1.制备MS固体培养基
(1)配制各种母液。
浓缩倍数
(2)配制培养基：向称好的琼脂中加入蒸馏水―→加热使琼脂熔化―→加入 和配制好的各种母液―→加蒸馏水定容―→调节 ―→分装。
(3)灭菌： 法。10100蔗糖pH高压蒸汽灭菌2.外植体消毒
(1)方法：用流水冲净―→吸干表面水分―→体积分数为 的酒精消毒―→无菌水清洗→吸干表面水分―→质量分数为0.1%的 消毒―→无菌水清洗。
(2)原则：既要考虑药剂的消毒效果，又要考虑植物的耐受能力。
3.接种
(1)前期准备：用体积分数为70%的酒精对工作台消毒，点燃酒精灯。
(2)接种操作：外植体 上端朝上插入培养基中，每瓶接种6～8块外植体。
(3)注意事项：接种操作必须在 旁进行，器械使用后_______
灭菌。70%氯化汞溶液形态学酒精灯火焰用火焰灼烧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 ，让试管苗在培养间生长几日，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蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间，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 情况，适时浇水、施肥，直到
。无菌箱消毒温度光照封口膜土壤生长开花问题探究1.营养物质对组织培养的作用
(1)探讨MS培养基中各种营养物质的作用
①大量元素和微量元素： 。
②蔗糖： 。
③甘氨酸、维生素等有机物：____________________________________
。 主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求提供植物细胞生活所必需的无机盐提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压答案 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，但植物组织培养利用的是离体组织或细胞，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作为碳源？答案 微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同，MS培养基则需提供大量无机营养、无机盐混合物包括植物生长必需的大量元素和微量元素两大类。(3)同微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？答案2.植物激素在植物组织培养中的作用
(1)试说出植物激素在植物组织培养中的作用促进细胞的伸长，促进愈伤组织和根的形成促进细胞的分裂，促进芽的分化和形成(2)生长素和细胞分裂素使用顺序及比例对植物组织培养的影响
①按照不同的顺序使用这两类激素，实验结果不同细胞既分裂也分化分化频率提高②当同时使用这两类激素时，两者用量的比值不同，植物细胞的发育方向不同有利于芽的分化，抑制根的形成有利于愈伤组织的形成3.植物组织培养中的无菌技术
在植物组织培养过程中是如何实现无菌操作的？
(1)对于培养基： 。
(2)对于外植体：________________________________________________
。 用酒精和氯化汞溶液消毒，放到无菌箱中培养，移栽到消过毒的环境中生活一段时间用高压蒸汽灭菌法灭菌拓展应用3.生物工程的研究成果已经广泛应用于各个领域，目前科学家利用植物的茎尖和叶片、茎段等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使之发育成完整的植株。下图是运用该技术培养兰花植株的示意图。下列关于这种生物工程技术的叙述，错误的是A.这种技术叫做植物组织培养，
可以克隆生物体
B.④过程的单细胞细胞质丰富，液泡小而细胞核大
C.用此方法克隆植物要尽量选择优良、细胞全能性表达不充分的材料
D.这种技术可与基因工程、航天工程结合培育高产、优质的作物品种答案解析问题导析问题导析 (1)植物组织培养过程中，细胞中的遗传物质一般 (填“会”或“不会”)发生改变，所以该项技术属于一种克隆技术。
(2)通过基因工程将目的基因导入植物细胞后，必须采用 技术将植物细胞培养成植株。答案返回上页植物组织培养不会返回上页解析 ④过程的单细胞细胞质丰富，液泡小而细胞核大，这是胚性细胞(类似胚胎细胞)的特征，在适宜的培养基中，这种单细胞可发育成胚状体。要获得植物克隆的成功，要尽量选择优良、细胞全能性表达充分的材料。随着科技的发展，植物组织培养可与基因工程、航天工程结合培育高产、优质的作物品种。4.植物组织培养的培养基中加有植物激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果(其中6－BA是细胞分裂素，IAA是生长素)。请分析完成下列问题：(1)促进愈伤组织产生的条件是__________________，愈伤组织生长的条件是___________________________。必须有细胞分裂素解析 由表中实验1和实验3的数据显示，促进愈伤组织产生的条件是必须有细胞分裂素，愈伤组织生长的条件是细胞分裂素与生长素含量相等。细胞分裂素与生长素含量相等答案解析(2)芽的分化条件是_________________________________，根的分化条件是_________________________________。细胞分裂素的含量大于生长素的含量生长素的含量大于细胞分裂素的含量解析 由实验2和4可知，细胞分裂素的含量大于生长素的含量，促进芽的分化，生长素的含量大于细胞分裂素的含量促进根的分化。(3)在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验___和实验___中的激素浓度关系，再分化时可用的激素组合是实验___和实验___中的激素浓度关系。整个实验表明，植物的生根、发芽等生命活动是____________
_______的结果。1解析 表中1、3组激素的使用利于愈伤组织的形成与生长，即为脱分化。2、4组激素的使用利于根或芽的分化，即为再分化。3答案解析24多种激素共同作用(4)植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有__________，它的成分至少应该含有_________、_______等。营养物质解析 植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有营养物质，它的成分至少应该含有矿质元素、有机物等。矿质元素答案解析(5)判断愈伤组织是否产生的依据是看是否产生了______________________
_____________________的细胞。排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态解析 愈伤组织是一种分化程度较低的细胞，是排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。有机物全能性脱分化再分化植物激素MS固体消毒接种当堂检测234511.影响植物组织培养的因素包括
①培养基的配制 ②外植体的选取 ③激素的使用 ④消毒 ⑤温度、pH、光照
A.①②③④⑤ B.①②③ C.①②③④ D.①②③⑤√答案解析 植物组织培养过程受多种外界因素的影响，其中包括温度、光照、pH等，而培养基的成分、外植体的选取和消毒是否严格等也影响组织培养。解析2.下面为植物组织培养过程图解，以下相关叙述错误的是解析 在植物脱分化的b过程中，利用植物生长素、细胞分裂素等植物激素可以诱导植物细胞脱分化，因此在此过程中植物激素发挥重要作用。A.b过程发生了脱分化，在此过程中植物激素不发挥作用
B.c过程发生了再分化，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程
C.d过程是在胚状结构外包裹人工胚乳和人工种皮制成人工种子
D.人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题23415答案解析√3.下列哪组符合菊花组织培养的基本步骤
A.制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培
B.制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→栽培→移栽
C.制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→栽培→培养→移栽
D.制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→移栽→培养→栽培√23415答案解析 移栽是指将培养基上培养的幼苗长壮后移栽到土壤中，栽培是对移栽后的幼苗进行精细管理培养的过程，应先移栽后栽培。解析4.1958年，美国科学家斯图尔德应用植物组织培养技术，将二倍体胡萝卜韧皮部的一些细胞进行离体培养，最终发育成完整的新植株。下列关于这一科学事实的叙述中，错误的是
①该实验证明了植物细胞具有全能性 ②此种生殖产生的后代有广泛的变异 ③韧皮部细胞通过减数分裂增加细胞数目 ④此种生殖产生的后代能保持亲本的性状
A.①② B.②③ C.②④ D.③④√解析 体细胞组织培养属于无性繁殖，其后代能保持亲本的性状，变异性小；体细胞不能进行减数分裂。23415答案解析5.下图表示菊花的茎尖细胞通过无菌操作接种到试管培养基上后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：23415(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有
营养物质和激素。营养物质包括_______
和小分子有机物，激素包括细胞分裂素
和_______两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是_____________。A和B阶段主要进行的分裂方式是_________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞_____等。
(3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是_______________________________________________。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因___________的结果。无机物生长素细胞的全能性有丝分裂分化培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件选择性表达23415答案解析23415解析 植物组织培养是用离体的植物组织、器官或细胞接种到经消毒灭菌的培养基中，培养基含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还有调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育成试管苗，脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分化阶段愈伤组织细胞经有丝分裂和细胞分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。课件42张PPT。第9课时 月季的花药培养专题3 植物的组织培养技术学习导航
1.阅读教材P37“(一)被子植物的花粉发育”，理解被子植物花粉发育的过程。
2.阅读教材P38“(二)产生花粉植株的两种途径和(三)影响花药培养的因素”，
掌握产生花粉植株的两种途径及影响因素。
3.通过阅读教材P39“实验操作”，掌握花药培养的选材方法、材料的消
毒及接种和培养。
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1.说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径。
2.说出影响花药培养的因素，学习花药培养的基本技术。
3.尝试用月季或其他植物的花药进行培养。一、影响花药培养的因素当堂检测二、尝试用月季的花药进行培养内容索引一、影响花药培养的因素基础梳理1.被子植物的花粉发育
(1)花粉的概念：由 细胞经过 分裂形成的单倍体的生殖细胞。
(2)花粉发育的基本过程
花粉母细胞(小孢子母细胞)
↓ 分裂
小孢子 时期：4个 细胞连在一起
↓单倍体花粉母减数减数四分体单核期
↓ 分裂
期花粉管细胞居中原生质中央靠边有丝双核生殖细胞有丝精子2.产生花粉植株的两种途径及影响因素
(1)产生花粉植株的两种途径
(2)影响两种途径的因素
①培养基中激素的 。
②培养基中激素的 。脱分化胚状体愈伤组织种类浓度配比3.影响花药培养的因素
(1)内因：材料的选择。
①从花期来看，应当选择 的植株。
②从花药来看，应当选择 的花药。
③从花蕾来看，应当选择 的花蕾。
(2)外因
① 的组成。
②亲本植株的 、材料的低温预处理以及接种密度等。初花期单核期完全未开放培养基生长条件问题探究1.被子植物的花粉发育
观察被子植物的花粉发育过程图，并阅读教材P37(一)相关内容，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的过程。答案答案 小孢子母细胞 小孢子四分体时期―→单核居中期―→单核靠边期―→双核期(花粉管细胞核、生殖细胞核)。答案 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)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？答案 小孢子是由小孢子母细胞经过减数分裂而形成的，所以小孢子细胞内的染色体数是小孢子母细胞内的染色体数目的一半。(3)每个小孢子细胞内的染色体数与小孢子母细胞内的染色体数有何差异？答案答案 细胞含有浓厚的原生质，核位于细胞的中央；随着细胞不断长大，细胞核由中央移向细胞一侧，并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核，进而形成两个细胞——营养细胞和生殖细胞。(4)花粉发育时期的单核期细胞具有什么特征？答案(5)结合上图，分析一个小孢子母细胞产生的花粉粒、花粉管细胞核、生殖细胞核和精子的数目分别是___________。
(6)营养细胞在花粉萌发过程中的作用是 。4、4、4、8控制花粉的萌发并提供营养答案 两种途径之间并没有严格的界限，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。2.花粉植株形成的过程
阅读教材P38(二)产生花粉植株的两种途径的相关内容，回答下列问题：
(1)产生花粉植株的两种途径都需要经过的过程是 。
(2)产生花粉植株的两种途径是否完全不同？其原因是什么？答案脱分化(3)进行花粉植株培养时要配制3种培养基，说出每种培养基中激素的比例和目的。
①诱导愈伤组织培养基：________________________________________
。
②生芽培养基：________________________________________________
。
③生根培养基：________________________________________________
。生长素与细胞分裂素比例适中，促进愈伤组织的形成生长素与细胞分裂素比值较低，促进芽的分化，抑制根的形成生长素与细胞分裂素比值较高，促进根的分化，抑制芽的形成答案 愈伤组织的细胞是未分化的细胞，需经再分化生根发芽，胚状体的细胞已经经过了再分化，具有了生根发芽的能力，可以直接通过分化形成根、芽结构。(4)愈伤组织与胚状体有何差异？答案答案 ①植物种类；
②亲本植株的生理状况；
③合适的花粉发育时期；
④亲本植株的生长条件、材料的低温预处理、接种密度等。3.培养材料的选择
(1)影响花粉植株诱导成功率的主要因素有哪些？答案 初花期的、发育到单核期的花药中的花粉。(2)为提高花粉植株的诱导成功率，应选择哪个时期的花粉最适宜？答案拓展应用1.如图是花药培养产生花粉植株的两种途径。下列相关判断错误的是答案解析A.图中的A和B分别是胚状体和愈伤组织
B.C和D过程的实质相同
C.选择的花药在花粉发育过程中越早越好
D.整个培养过程中的细胞增殖方式只有有丝分裂问题导析问题导析 (1)两种途径中，脱分化的结果不同，一个是形成 ，一个是形成 。
(2)细胞分化的实质是 。
(3)选择的培养材料处于单核期最好，尤其是处于单核靠边期的花药最好。答案返回上页胚状体愈伤组织基因的选择性表达返回上页解析 图中A和B分别是胚状体和愈伤组织，C和D表示分化和再分化。无论是再分化还是分化，它们的实质都是基因的选择性表达。
选择的花药太早或太晚都不利于培养，处于单核期的最好，尤其是单核靠边期，故C错误。
整个培养过程中无减数分裂，所以细胞增殖方式只有有丝分裂。答案 选择单核期以前的花药质地幼嫩，极易破碎；选择单核期以后的花药花瓣有些松动，给消毒带来困难。一题多变
(1)图中用于培养的“花药中的花粉”选择单核期以前或单核期以后，均不利于培养，为什么？答案 培养基中植物激素的种类及其浓度配比。(2)两种形成花粉植株的途径基本相同，主要区别在于脱分化的结果不同，决定两种途径的决定性因素是什么？答案2.选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素之一，下列说法正确的是
A.任何时期的花粉都可经过培养产生愈伤组织或胚状体
B.对所有植物来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花
药培养成功率最高
C.对一般植物而言，单核期花药培养成功率最高
D.为挑选到单核期的花药，通常选择部分开放的花朵解析 花粉的发育时期对花药培养的成功率有重要的影响，一般在单核期，细胞核由中央移向一侧的时期，花药的培养成功率最高，但并不是所有的植物都是这样的，A、B项错误，C项正确；
为挑选到单核期的花药，通常选用完全未开放的花蕾，D项错误。答案解析二、尝试用月季的花药进行培养基础梳理1.材料的选取
(1)花粉发育时期的确定：一般通过 来确定花粉是否处于适宜的发育期。
(2)花粉染色法
① 法：最常用的方法，能将花粉细胞核染成 。
②焙花青－铬矾法：当花粉细胞不易着色时采用此法，能将花粉细胞核染成 。蓝黑色镜检醋酸洋红红色2.材料的消毒
选取花蕾
↓
初步消毒：通常先将花蕾用体积分数为 的酒精浸泡约30 s
↓
冲洗：在 水中清洗，并用无菌吸水纸吸干 的水分
↓
彻底消毒：放入质量分数为0.1%的 溶液中2～4 min(也可用质量分
数为1%的 溶液或饱和漂白粉溶液)
↓
再冲洗：再用无菌水冲洗3～5次70%无菌花蕾表面氯化汞次氯酸钙3.接种
(1)剥离花药
(2)接种花药：立即将花药接种到培养基上。愈伤组织愈伤组织或胚状体4.培养
(1)培养条件：温度为25 ℃，前期不需要光照，幼小植株形成后需要光照。
(2)培养过程：先进行脱分化培养，当花药开裂长出 后及时转移到分化培养基上；若花药开裂释放出 则要尽快将幼小植株分开。
5.鉴定和筛选
通过愈伤组织形成的花粉植株， 常常会发生变化。愈伤组织胚状体染色体组的数目问题探究1.培养材料的选择方法
(1)醋酸洋红法和焙花青－铬矾法染色的目的是______________________
。
(2)月季花蕾的消毒与菊花外植体的消毒相比较，二者有何不同？答案 在酒精消毒前，花药不需要预先用流水冲洗、洗衣粉洗涤和软刷刷洗。答案使细胞核着色，以便观察细胞核的位置，以确定花粉发育的适宜时期(3)用于培养的花药，只要将整个花蕾或幼穗消毒即可，原因是_________
_______________________________________________________________________________________。
(4)在菊花的组织培养和月季的花药培养过程中，对光照的要求是否相同？答案 不相同。在菊花的组织培养过程中每日用日光灯光照12 h，但是月季的花药培养过程中，初期不需要光照，幼小植株形成后才需要光照。答案完全未开放的花蕾中，花药实际上多数未成熟，由于它的外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态答案 主要是由花粉管细胞核和生殖细胞核融合造成的，有些是由花粉壁细胞发育形成的二倍体花粉壁植株。2.花药离体培养在育种上的应用
(1)在花药离体培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，为什么常常会出现染色体加倍的变化？答案 花粉粒发育为单倍体植株，再经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。这样得到的植株能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交的后代不会发生性状分离。单倍体育种不仅缩短了育种周期，也为新品种的培育开辟了新途径。(2)植物花药离体培养得到的单倍体植株是不可育的，如何能使其具有正常的繁殖能力呢？此育种方法有哪些优点？答案拓展应用3.育种工作者常采用花药培养的方法，使花粉粒发育为单倍体植株。下面过程是采用水稻的花药进行培养的步骤。
请据此回答下面的问题：
选取水稻花药―→对花药消毒―→接种和培养―→植物体
(1)诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素的影响，其中___________、_____________是主要的影响因素；选择合适的_______
_______也是提高诱导成功率的重要因素。答案解析材料的选择培养基的组成花粉发育时期解析 诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素的影响，其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素；选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。花粉在发育过程中要经历小孢子四分体时期、单核期、双核期等阶段，选取的水稻花药应为单核靠边期的花药；在剥离花药时要尽量不损伤花药，否则接种后容易从受伤的部位产生愈伤组织；同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成；通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是通过胚状体阶段发育为植株；一种是先形成愈伤组织再将其诱导分化成植株。(2)花粉在发育过程中要经历_________________、_______、_______等阶段，选取的水稻花药应为_________期的花药，此时细胞核由中央移向细胞一侧，花药培养成功率最高。
(3)在剥离花药时，要尽量不损伤花药，原因是______________________
_______________________________；同时还要彻底去除花丝，原因是_____________________________________________。
(4)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是花粉通过________阶段发育为植株；另一种是在诱导培养基上先形成__________，再将其诱导分化成植株。小孢子四分体时期单核期双核期单核靠边如果花药受损，接种后容易从受损伤的部位产生愈伤组织与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成胚状体愈伤组织答案(5)试管苗形成过程中，必须从培养基中获得无机盐或矿质元素和小分子有机物等营养物质。要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有_______
_____和________两类激素。答案细胞分生长素裂素答案 醋酸洋红法和焙花青－铬矾法。一题多变
(1)选择材料时，需要使用显微镜对花药进行观察，对花药进行染色的方法有哪些？答案 不是，在幼小植株形成以后才需要光照。(2)是否整个培养过程都需要光照？答案答案 使用的顺序和用量的比例。(3)使用细胞分裂素和生长素时，哪些方面会影响培养的结果？四分体单核双核愈伤组织材料培养基单核消毒当堂检测23411.花药培养与植物组织培养的主要不同之处在于
A.培养基配制方法 B.无菌技术
C.接种操作 D.选材答案解析 花药培养技术选取的材料为植物体细胞减数分裂形成的花药；而植物组织培养技术利用的材料为植物的体细胞。解析√23412.月季的花药培养过程中的难点之一是材料的选择，下列有关材料选择的叙述，正确的是
A.从花药来看，应当选择盛花期的花药
B.从花粉来看，应当选择小孢子四分体时期的花粉
C.从花蕾来看，应当选择略微开放的花蕾
D.从检测花粉的实验方法看，应该用显微镜观察已染色的花粉样品临时装片答案解析 从花药来看，应当选择初花期的花药；从花粉来看，应当选择单核期的花粉；从花蕾来看，应当选择完全未开放的花蕾；用已染色的花粉样品作临时装片，才能观察到细胞核的位置，以确定花粉发育的时期。解析√3.接种和培养花药时应注意的事项全对的一组是
①不损伤花药 ②彻底去除花丝 ③幼小植株形成后需要光照 ④花药开裂释放出的幼小植株会分别发育成单倍体，无需分开
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④√2341答案解析 本题中若花药受损，易从受损部位产生愈伤组织；与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成，因此要彻底去除花丝；幼小植株形成后需要光照，由异养转化为自养；花药开裂释放出的胚状体要尽快分开，分别移植到新培养基上，否则这些植株将难以分开。解析4.植物的花药培养在育种上有特殊的意义。植物组织培养可用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。请回答相关问题：
(1)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。一般来说，选择_____期的花药进行培养的成功率最高。为了选择该期的花药，通常选择___________的花蕾。确定花粉发育时期最常用的方法有___________，但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用_____________法，该法能将花粉细胞核染成_____色。解析 花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。该时期的花药通常存在于完全未开放的花蕾中。单核完全未开放醋酸洋红法焙花青－铬矾蓝黑2341答案解析(2)进行组织培养需配制MS培养基，在该培养基中常需要添加_________、___________等激素。欲利于根的分化，植物激素的用量比例应为________
_______________。解析 生长素与细胞分裂素等植物激素可调节脱分化和再分化。当生长素含量多于细胞分裂素时，利于先形成根。生长素细胞分裂素生长素(3)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，下列各项中属于使用化学药剂进行消毒的是_____，属于采用灼烧方法进行灭菌的是___。(填序号)
①培养皿 ②培养基 ③实验操作者的双手 ④三角锥形瓶 ⑤接种环 ⑥花蕾③⑥⑤解析 对实验器具进行灭菌处理，对实验过程中的具有生物活性的材料或用具进行消毒处理。多于细胞分裂素2341答案解析课件39张PPT。第10课时 果胶酶在果汁生产中的作用专题4 酶的研究与应用学习导航
1.阅读教材P42“基础知识”，掌握影响酶活性的因素和果胶酶的作用及用量。
2.阅读教材P43“[资料一]探究温度和pH对酶活性的影响”，理解并掌握
对照实验的设计原则和实验流程。
3.阅读教材P44“[资料二]探究果胶酶的用量”和“操作提示”，掌握影
响果汁产量的因素及果汁生产中需注意的问题。
重难点击
1.简述果胶酶的作用。
2.检测果胶酶的活性。
3.探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。
4.搜集有关果胶酶应用的资料。一、果胶和果胶酶以及影响酶活性的因素当堂检测二、探究温度和pH对果胶酶的影响和果胶酶的用量内容索引一、果胶和果胶酶以及影响酶活性的因素基础梳理1.果胶
(1)成分：由 聚合而成的一种高分子化合物。
(2)特点：不溶于 。
(3)作用：是植物 以及胞间层的主要组成成分之一。
2.果胶酶
(1)种类： 、果胶分解酶、 等。
(2)作用
①瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易。
②把果胶分解为可溶性的 ，使浑浊的果汁变得澄清。半乳糖醛酸水细胞壁多聚半乳糖醛酸酶果胶酯酶半乳糖醛酸3.酶的活性与影响酶活性的因素
(1)酶的活性
①概念：酶催化一定 的能力。
②表示方法：用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的 来表示。
③酶反应速度的表示方法：单位时间内、单位体积中 或
。
(2)影响酶活性的因素： 、pH和 等。
4.酶的用量
酶用量过多，会导致酶的浪费；酶用量过少，会限制酶促反应的速度。因此要得到适宜的酶用量，需通过设计实验进行探究。化学反应反应速度反应物的减少量产物的增加量温度酶的抑制剂问题探究答案 ①果胶会影响出汁率；
②果胶还会使果汁浑浊。1.果胶和果胶酶
(1)从果胶是植物细胞壁以及胞间层的成分方面思考，果胶对果汁生产有哪些不利影响？答案 ①否，果胶酶是分解果胶的一类酶的总称；
②果胶酶的化学本质是蛋白质。(2)果胶酶是否特指分解果胶的一种酶？该酶的化学本质是什么？答案答案 果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使得浑浊的果汁变得澄清，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。(3)分析下图，回答果胶酶的作用原理。答案答案 ①影响酶促反应速度的外界因素有温度、pH、酶抑制剂、酶的用量、底物浓度等。
②不一定。例如，温度、pH和酶抑制剂能通过改变酶的结构而影响酶的活性，但酶的用量和底物浓度只影响反应速度，并不影响酶的活性。2.影响酶活性的因素
(1)影响酶促反应速度的外界因素有哪些？它们是否都影响酶的活性？请举例说明。答案(2)甲、乙两图是温度、pH对酶活性的影响的数学模型。答案 甲、乙两图B点所对应的温度和pH分别是酶的最适温度和最适pH。①甲、乙两图中B代表的含义分别是什么？答案 不相同。甲图A点对应的酶活性较低，乙图A点对应的酶已失活。②甲乙两图中A点对应的值对酶活性的影响相同吗？答案 相同。两图C点所对应酶均已失活。③甲、乙两图中C点对应的值对酶活性的影响相同吗？答案归纳总结 (1)果胶与果胶酶的比较(2)影响酶促反应速度的因素及其作用实质拓展应用1.下列关于果胶酶的说法，正确的是
A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分——纤维素
B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物
C.果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称
D.果胶酶的化学本质是RNA解析 植物细胞壁的主要成分有纤维素和果胶，它们分别被纤维素酶和果胶酶水解，A错误；
半乳糖醛酸是构成果胶的基本单位，B错误；
果胶酶是一类酶的总称，其化学本质是蛋白质，C正确、D错误。答案解析答案 在果汁量和果汁澄清度两个方面均有区别，甲同学由于使用了果胶酶，所以果汁量较多且澄清度也较高。一题多变
(1)两位同学用足量的果肉制作果汁，甲同学使用了果胶酶而乙同学没有使用，过了相同的时间后，二位同学制作的果汁有何区别？答案 体现了酶具有专一性。(2)果胶酶可以催化果胶的水解，而纤维素酶不能催化果胶的水解，这体现了酶的何种特性？答案2.下列关于酶活性的说法中，错误的是
A.酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力
B.酶促反应速度越大，说明酶的活性越大
C.酶的活性受温度、pH等因素影响
D.酶活性的高低与反应物的浓度无关解析 酶的活性是由酶的结构决定的，温度和pH都能影响酶的结构，因此酶的活性受温度和pH的影响。在一定条件下，反应物浓度(或酶的用量)越大，酶促反应速度越大，但并不能说明酶的活性越大，因为反应物浓度(或酶的用量)并不影响酶的活性。答案解析二、探究温度和pH对果胶酶的影响和果胶酶的用量基础梳理1.探究温度和pH对果胶酶活性的影响
(1)实验原理
①果胶酶的活性受温度(或pH)影响，处于 时，酶的活性最高。
②果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成 。最适温度(或pH)正比(2)实验流程
①处理原料：搅拌器搅拌制_______
↓
②分组处理：将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在 的恒温水浴
中保温(或调节至不同的pH)
↓
③反应阶段：加入果胶酶反应一段时间
↓
④测量记录：过滤果汁，用量筒测量 并记录苹果泥不同温度果汁体积2.探究果胶酶的用量
(1)自变量： 。
(2)无关变量：温度、pH、酶催化反应的时间、 等。
(3)判断的思路
①如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁体积也增加，说明酶的用量不足。
②如果酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁体积不再改变，说明 。果胶酶的用量苹果泥的用量酶的用量已经足够问题探究1.实验方案
(1)当探究温度(或pH)对果胶酶活性的影响时，自变量是什么？无关变量有哪些？答案 温度(或pH)是自变量。果泥量、果胶酶的用量、水浴时间和pH(或温度)等属于无关变量。答案 不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间可以作为对照，这种对照称为相互对照。(2)在探究温度或pH对酶活性的影响时，如何设置对照实验？答案答案 使酶与反应物混合前就分别达到预设的温度，避免混合时改变温度进而导致实验误差。2.实验操作
在苹果泥和果胶酶混合之前，为什么要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中用同一恒温处理？答案答案 果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此可以根据滤出的苹果汁的体积判断果胶酶的活性。3.结果分析
(1)为什么可以根据滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？答案 果汁的澄清度。果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。(2)除果汁的体积外，根据哪个因变量也能判断果胶酶活性的高低？该因变量与果胶酶活性有何对应关系？答案归纳总结 酶相关实验的变量控制
(1)探究温度对酶活性的影响：可以选用10 ℃作为梯度差，设置的具体温度为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等，也可以尝试以5 ℃作为梯度差。
(2)探究pH对酶活性的影响：只需将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液的pH可以用体积分数为0.1%的氢氧化钠溶液或盐酸溶液进行调节。
(3)探究酶的用量：该实验是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的，此时，研究的变量是酶的用量，其他因素都应保持不变。拓展应用3.下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明答案解析A.温度影响果胶酶的活性
B.40 ℃与60 ℃时酶的活性相等
C.50 ℃是该酶的最适温度
D.若温度从10 ℃升高到40 ℃，酶的活性将逐渐增强解析 温度影响酶的活性，上表不能说明50 ℃就是最适温度，只能说明果胶酶的最适温度在40～60 ℃之间。在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活性增强；高于最适温度时，随温度的升高，酶的活性降低。温度对酶活性的影响曲线图是钟罩形的，故40 ℃与60 ℃时酶的催化效率相同。答案 在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐升高；当达到最适温度时，酶的活性最高；超过最适温度后，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低。一题多变
(1)请根据本题中表格的实验结果及必修1中的相关知识，描述温度对酶活性的影响。答案 可以在40～60 ℃再设置多组实验，将相邻两组的温差缩小，然后通过比较果汁量确定比较适合的温度，再以同样的思路进一步探究，可以探究出酶的最适温度。(2)本题中的实验及其结果无法确定果胶酶的最适温度，如何通过实验进一步探究？答案4.下列操作错误的是
A.用橙子做本课题的实验，应去掉橙皮
B.用体积分数为0.1%的NaOH溶液或盐酸调节pH
C.为了使果胶酶能够充分地进行催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应
混合物
D.制作苹果泥时，可先将苹果切成小块放入榨汁机中解析 在用橙子制作果汁时，不必去除橙皮，因为橙皮可以增加果汁的口味和颜色；调节pH用体积分数为0.1%的NaOH或HCl溶液；玻璃棒搅拌可使混合物均匀；制作苹果泥时，为方便榨汁，可先将苹果切成小块，再放入榨汁机中。答案解析多聚半乳糖醛酸果胶酯出汁率当堂检测234511.下列不属于果胶酶成分的是
A.纤维素酶 B.果胶分解酶
C.多聚半乳糖醛酸酶 D.果胶酯酶√答案解析 果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它包括果胶分解酶、多聚半乳糖醛酸酶和果胶酯酶等，但不包括纤维素酶。在生产上，果胶酶往往与纤维素酶、半纤维素酶配合使用，可降解细胞壁中的果胶和纤维素。解析2.如图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成正相关；之后，成负相关
B.当温度到达B点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最高
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，果胶酶的活性也很低，当温度降低时，酶的活性可以恢复上升√23415答案解析23415解析 从图中可以看出，随着温度的不断升高，果胶酶的活性在上升，等达到B点时，酶的活性达到最高；随后随着温度的继续上升，酶的活性迅速下降。但是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，会破坏酶的分子结构，使酶的活性发生不可逆的变化。3.在“探究温度对酶活性的影响”实验中，下列说法不正确的是
A.可准备一组烧杯，分别盛有不同温度的水
B.将苹果泥和果胶酶直接混合后放在不同温度的烧杯中恒温水浴处理
C.不同温度梯度之间可相互对照
D.温度过高时，果胶酶会变性失活√23415答案解析 探究温度对果胶酶活性影响的实验中，应先将装有苹果泥和果胶酶的试管在不同梯度的恒温水浴中分别保温，达到恒温后再混合。解析4.在“探究pH对酶活性的影响”实验中，不正确的是
A.自变量是不同的pH梯度
B.无关变量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等
C.可通过测定滤出的果汁体积判断果胶酶的最适pH
D.pH过低时，果胶酶活性变小，但不失活解析 过酸、过碱或温度过高，都会使酶变性，并可造成永久性失活。23415答案解析√5.下列是有关酶的应用问题，请分析回答下面的问题：
工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某学生设计了如下实验。
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管中，在10 ℃水浴中恒温处理10 min (如图A)。
②将步骤①处理后的果胶酶和
苹果泥混合，再次在10 ℃水浴
中恒温处理10 min(如图B)。
③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图C)。23415④在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：23415根据上述实验，请分析回答下面的问题：
(1)果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解，产物是___________。半乳糖醛酸答案(2)实验结果表明，当温度在______附近时，果汁量最多，此时果胶酶的活性_____。23415解析 从实验数据分析可知，在40 ℃附近时，果汁量最多，说明此时的果胶酶催化活性最高。40 ℃最高(3)为什么该实验能够通过测定过滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？
__________________________________________________________________________________________________________。果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶的能力答案解析(4)果胶酶作用于一定量的某种物质(底物)，保持温度、pH在最适值，生成物量与反应时间的关系如图。在35 min后曲线变成水平是因为_______
_______。若增加果胶酶浓度，其他条件不变，请在图中画出生成物量变化的示意曲线。答案 如图(虚线所示)底物消耗完毕23415答案解析23415解析 因为底物的量是一定的，所以底物消耗完时，生成物的量达到最大值，其后不再发生变化；增加酶的浓度可以使反应更快地达到平衡点，会更早结束反应，但生成物的总量不会发生变化。课件44张PPT。第11课时 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果专题4 酶的研究与应用学习导航
1.通过阅读教材P46“基础知识”，掌握常用加酶洗衣粉的种类及洗涤原理。
2.结合教材P46“实验设计”，通过设计有关加酶洗衣粉的实验，掌握不
同种类加酶洗衣粉的洗涤效果及影响因素。
3.结合教材P48“相关链接”，理解加酶洗衣粉的实际应用。
重难点击
1.说出加酶洗衣粉的洗涤原理。
2.探讨温度对加酶洗衣粉洗涤的影响。
3.探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别。一、加酶洗衣粉当堂检测二、实验设计内容索引一、加酶洗衣粉基础梳理1.加酶洗衣粉
(1)概念：指含有 的洗衣粉。
(2)种类
①酶制剂的种类：常用的酶制剂有四类： 、 、 、
。应用最广泛、效果最明显的是 和 。
②根据加入洗衣粉中酶制剂的不同，将其分为两种类型： 加酶洗衣粉和 加酶洗衣粉。前者是只加入一种酶制剂的洗衣粉，又分为蛋白酶洗衣粉、脂肪酶洗衣粉、淀粉酶洗衣粉等。后者是加入了多种酶制剂的洗衣粉。酶制剂蛋白酶脂肪酶淀粉酶纤维素酶碱性蛋白酶碱性脂肪酶单一型复合型(3)去污机理小分子的肽脂肪酸麦芽糖(4)影响洗涤效果的因素：温度、 和 。
2.生产方法
利用基因工程的方法生产出能够耐酸、耐碱、忍受 和较高
的酶。
3.优点
加酶洗衣粉降低了表面活性剂和三聚磷酸钠用量，使洗涤剂朝___________
的方向发展，减少了对环境的污染。酸碱度表面活性剂表面活性剂温度低磷、无磷问题探究1.洗衣粉的去污原理
人们饮食中的蛋白质等大分子物质需要经消化酶消化为小分子物质才能被吸收。衣物的奶渍、油渍等是如何被加酶洗衣粉去除的？答案 添加的酶制剂可以将难以清洗的大分子物质水解成小分子物质，小分子物质易溶于水，通过水洗较易去除。答案2.加酶洗衣粉的使用
判断下列污渍适宜用含哪种酶制剂的加酶洗衣粉洗涤，并说明原因。
(1)血渍
(2)油渍
(3)粥渍粥渍的主要成分是淀粉，能被淀粉酶水解蛋白酶血渍的主要成分是蛋白质，能被蛋白酶水解脂肪酶油渍的主要成分是脂肪，能被脂肪酶水解淀粉酶答案 不能。因为羊毛、蚕丝类衣物的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分解蛋白质而损坏衣物。3.加酶洗衣粉的优缺点
(1)从酶的特性角度分析含蛋白酶的洗衣粉能否洗涤羊毛、蚕丝类衣物。答案 不一定。酶活性受温度、pH等影响，在低温等不利于酶活性发挥的条件下，加酶洗衣粉的洗涤效果不一定好于普通洗衣粉。(2)从影响酶活性因素的角度，分析不同条件下的加酶洗衣粉的洗涤效果是否一定大于普通洗衣粉。答案答案 不能；因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性；将基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其他成分隔离开来。4.酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？科学家是如何解决这一难题的？答案归纳总结 使用加酶洗衣粉时的注意事项
(1)碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维(羊毛、蚕丝等)织物就不能用加蛋白酶的洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏。
(2)使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。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)加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活性损失。
(4)加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失。
(5)添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间接触。拓展应用1.关于酶和加酶洗衣粉的描述正确的是
A.洗衣粉中的蛋白酶对皮肤有损伤，因为皮肤中含有蛋白质
B.加酶洗衣粉中的酶变性失活后，其洗涤效果也比普通洗衣粉好
C.加酶洗衣粉中的酶是从植物、霉菌、酵母菌、细菌等生物体内提取出
来的
D.加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境答案解析解析 根据酶的专一性，蛋白酶能水解蛋白质，因此对皮肤有损失，A项正确；
加酶洗衣粉中由于降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，因此若酶变性失活后，其洗涤效果比普通洗衣粉差，B项错误；
加酶洗衣粉中的酶是科学家通过基因工程生产的，C项错误；
加酶洗衣粉中降低了磷含量，因此与普通洗衣粉相比，不易污染环境，D项错误。2.下列关于加酶洗衣粉的说法，不正确的是
A.加酶洗衣粉的洗涤效果总比普通洗衣粉的洗涤效果好
B.加酶洗衣粉洗涤效果的好坏受很多因素的影响
C.加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶
D.加酶洗衣粉相比普通洗衣粉更有利于环保解析 加酶洗衣粉中含有的酶制剂，可以将污物中的大分子、不易溶于水的物质(如蛋白质、脂肪、淀粉和纤维素等)水解成小分子的易溶于水的物质，所以加酶洗衣粉的洗涤效果一般要优于普通洗衣粉。但是，由于酶具有专一性，只有洗衣粉中的酶与污渍相对应时，其优势才能发挥出来；如果不对应，加酶洗衣粉的洗涤效果可能不如普通洗衣粉。答案解析答案 不会，因为水温过高会使加酶洗衣粉中的酶制剂失活。一题多变
(1)如果用加酶洗衣粉和普通洗衣粉分别洗涤被污染的布料，水温都过高，则加酶洗衣粉的洗涤效果会不会好于普通洗衣粉？答案 因为血渍中主要是蛋白质，花生油中主要是脂肪，所以最好选择单一型加酶洗衣粉进行洗涤。若选择复合型加酶洗衣粉进行洗涤，其中的一些酶制剂不发挥作用，会引起浪费。(2)被血渍或花生油污染的衣服，最好选择复合型加酶洗衣粉进行洗涤还是单一型加酶洗衣粉进行洗涤？答案根据洗衣粉的成分判断洗涤效果
(1)普通洗衣粉的洗涤效果：取决于表面活性剂和水软化剂。
(2)加酶洗衣粉的洗涤效果：取决于酶、表面活性剂和水软化剂等。
(3)加酶洗衣粉中的酶失活后洗涤效果还不如普通洗衣粉，因为加酶洗衣粉中的表面活性剂和水软化剂比普通洗衣粉少。二、实验设计基础梳理1.普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果的区别
(1)对照实验：同种污渍＋
(2)自变量： 。
(3)无关变量：水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的材质和大小、
和时间等。
(4)生活经验 (填“能”或“不能”)代替科学实验。普通洗衣粉
___________不能加酶洗衣粉洗衣粉的种类洗涤方式2.探究使用加酶洗衣粉的最适温度
(1)对照实验： 的实验组之间形成相互对照。
(2)自变量： 。
(3)设置温度梯度时要考虑实际生活中的具体情况。不同温度温度3.添加不同种类的酶的洗衣粉的洗涤效果的区别
(1)对照实验
①同种污渍＋不同种类的洗衣粉
②同种洗衣粉＋不同污渍
(2)自变量： 的种类和 的种类。
4.洗涤效果的判断
比较污染物的残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。蛋白酶复合酶普通油渍汗渍洗衣粉污渍问题探究1.实验变量控制
(1)探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉洗涤效果的不同时，如何控制变量？答案 实验设计必须以洗衣粉种类为唯一自变量，其余无关变量相同且适宜。(2)探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响的实验中应如何设置温度梯度？答案 ①设置温度要围绕常温进行；
②根据当地一年中的实际气温变化来确定常温，如冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水温，不同季节对应不同水温设置梯度。答案(3)若测出在40 ℃时洗涤效果比其他条件下好，应如何设置温度梯度探究最适温度？答案 可设置温度梯度差更小的实验变量，如35 ℃、36 ℃、37 ℃、38 ℃、39 ℃、40 ℃、41 ℃、42 ℃、43 ℃、44 ℃、45 ℃，进行重复实验，直至测出具体的最适温度。答案答案 布料更好。因为布料容易控制其大小、颜色以及污渍的量，使其相同。2.实验过程分析
(1)布料和衣物哪个更适合作为洗涤材料？为什么？答案 水的用量和洗衣粉用量与布料的大小成正比。(2)水的用量和洗衣粉用量与布料的大小有什么关系？答案3.实验结果的分析
评判实验结果必须有一个客观标准，使用什么方法和标准判断洗涤效果？答案 相同时间内比较污渍的洗涤状况，如污渍颜色变浅的程度、面积缩小的范围等；相同污渍时也可比较彻底清除所需要的时间的长短。答案归纳总结 (1)变量的分析和控制
①影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量和种类，衣物的材料、大小及浸泡时间和洗涤时间等。
②在探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件实验中，水温是要研究的对象，实验自变量是水温；在探究加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的实验中，实验自变量为洗衣粉的种类；在探究不同种类的加酶洗衣粉洗涤效果的实验中，实验自变量为加酶洗衣粉的种类。在设计实验时，应遵循单一变量原则和对照原则等。(2)洗涤材料的选择：洗涤材料的选择也有一些讲究。选用布料作为实验材料比较可行。在设置对照实验时，可以控制布料的大小、颜色及污物的量，使其相同；同时，也便于洗涤效果的比较。拓展应用3.某同学进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较”课题研究，实验设计如下：
①设置2组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉
②2组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部相同，洗涤温度都为35 ℃
③根据污渍去除程度得出结论
这个实验设计中，错误的是
A.① B.①② C.② D.②③答案解析解析 步骤①的目的主要是分组和操纵自变量，步骤②的目的主要是为了控制无关变量，步骤③是观察实验的结果。由于本实验的目的是研究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，所以操纵自变量时要一组加入加酶洗衣粉，另一组加入普通洗衣粉。答案 修改后的实验自变量是洗涤所用的水质，因变量是污渍的去除程度。步骤①调整成“准备等量的两种不同水质的水”。一题多变
(1)如果将本题的实验目的改为“探究水质对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”，则实验的自变量和因变量又分别是什么？步骤①要做怎样的调整？答案 90 ℃下酶会失活，使得加酶洗衣粉中的酶制剂失去作用，则达不到实验目的。本实验的结果可以用“相同时间内达到的清洁程度”或“达到相同清洁程度所用的时间”来进行描述。(2)将本题中的洗涤温度改为90 ℃，则对实验结果会产生怎样的影响？本实验中的实验结果可以用哪两种描述方法？答案4.某同学用不同种类的洗衣粉进行了如下实验。请分析回答相关问题：
Ⅰ.实验一：(1)该实验的目的是探究_____________________________________。不同洗衣粉在不同温度下的去污力的变化解析 实验一中有两个变量：温度和洗衣粉的种类。可以探究同一温度下不同种类洗衣粉的洗涤效果，也可探究不同温度对同一种洗衣粉洗涤效果的影响。答案解析(2)上述实验结果可以得出的结论是________________________________
___________、_____________________________________________。相同温度下加酶洗衣粉的去污力比普解析 根据单一变量原则，可以得出结论：相同温度下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高；使用加酶洗衣粉的适宜温度为45 ℃左右。答案解析通洗衣粉高使用加酶洗衣粉的适宜温度为45 ℃左右(合理即可)Ⅱ.实验二：探究复合酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果是否存在差异。实验设计如下：(3)该实验设计中有一处明显的错误，请指出：______________________
_________________________________。对照组设计错误，应设计复合酶洗衣粉和普通洗衣粉作为对照答案解析解析 探究复合酶洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果，实验变量应为复合酶洗衣粉和普通洗衣粉。(4)修改后的实验最可能的实验结果是______________________________
_____________________。使用复合酶洗衣粉的去污程度大于解析 复合酶洗衣粉中的酶具有高效性，洗涤效果好于普通洗衣粉。答案解析普通洗衣粉的去污程度(5)若要洗涤特别脏的衣服，请根据上述两个实验的研究结果，提出两项提高洗涤效果的措施：
①___________________。②_____________。解析 根据实验可知，加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉，但其活性的发挥需要适宜的温度。用相应的加酶洗衣粉用适宜的温度(6)推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于保护生态环境，这是因为_____________________________。酶可被分解，避免水体富营养化解析 酶具有高效性且易分解，避免水体富营养化。答案解析答案 不能，因为加酶洗衣粉中的酶在不同温度时会分解部分污渍。一题多变
(1)“实验一”中探究不同温度下加酶洗衣粉去污力时，可否先加酶后调整温度？并说明理由。答案 避免因水量、水质、洗衣粉的量、衣物的质料、大小、污渍量及浸泡时间和洗涤时间不同给实验结果带来误差。(2)“实验二”中控制“洗衣粉用量、洗涤时间、洗涤方式”等相同，为什么这样做？答案脂肪纤维素温度酶制剂当堂检测23411.下列关于加酶洗衣粉的说法，错误的是
A.洗衣粉中的蛋白酶对人体皮肤有损伤
B.洗衣粉中的蛋白酶对皮肤和所有衣物无刺激作用
C.使用加酶洗衣粉时要特别注意水温
D.加酶洗衣粉有保质期答案解析 皮肤上有蛋白质成分，有些衣物和丝绸等也有蛋白质成分，可被加酶洗衣粉中的蛋白酶水解。解析√23412.用加酶洗衣粉洗涤衣物时，下列说法正确的是
A.可用加酶洗衣粉洗涤毛料衣服
B.一般先用热水泡开，然后调至适宜温度
C.水温太低，洗衣粉中的酶丧失活性后不能再恢复
D.使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手答案解析 毛料衣服的主要成分为蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶会损坏衣服；高温会使酶失活，而低温抑制酶的活性，但不会使酶变性；皮肤中的蛋白质也会被加酶洗衣粉中的蛋白酶水解从而损伤皮肤。解析√3.在探讨不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果影响的实验中，下列说法不正确的是
A.应根据当地一年中实际气温变化来确定水温
B.可选择洗涤不同污渍的白布作对照
C.选择水温应考虑衣物的承受能力
D.选择水温应考虑洗涤成本√2341答案解析 在探讨不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响实验中，温度是唯一变量，其他各条件应适宜且保持不变。所以实验中白布的污渍应完全相同。解析4.某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测量”实验，下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间对照表，请依据表中数据作答：解析 由题表数据可知，加酶洗衣粉在50～60 ℃条件下洗涤效果最好。(1)要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适温度范围是_________。50～60 ℃2341答案解析(2)在适宜温度范围内，加酶洗衣粉对衣物上的______的洗涤效果最佳，对_______的洗涤效果最差，其原因是______________________________
__________________________________________________________________________________________________。
(3)羊毛、蚕丝等织物_______(填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤，因为___________________________________________________________
_________________________________。解析 加酶洗衣粉对奶渍有较强的去污力，说明加酶洗衣粉中有蛋白酶，而羊毛和蚕丝的主要成分是蛋白质，如果使用加酶洗衣粉洗涤，会对衣物造成破坏。奶渍蓝墨水奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶和碱性脂肪酶，能使蛋白质和脂肪等有机物水解，但很难使蓝墨水中的成分水解不能 羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质水解，从而使织物受到破坏答案解析2341课件44张PPT。第12课时 酵母细胞的固定化专题4 酶的研究与应用学习导航
1.阅读教材P49“课题背景”，认识在应用酶的过程中，存在的实际问题
及解决办法。
2.通过阅读教材P49“(一)”，了解高果糖浆及生产高果糖浆的固定化酶技术。
3.结合教材P50“(二)”，掌握固定化技术的方法及适合不同固定方法的材料。
4.阅读教材P50“实验操作”，掌握固定化酵母细胞的实验操作过程，达到
能够进行实际操作的目的。
重难点击
1.说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。
2.尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。一、固定化酶和固定化细胞技术当堂检测二、实验操作内容索引一、固定化酶和固定化细胞技术基础梳理1.固定化酶的应用实例——生产高果糖浆
(1)反应原理：葡萄糖 。
(2)生产过程
将 固定在颗粒状载体上
↓
放入底端装有分布着许多小孔的筛板的 内(酶颗粒不能通过，反应液能通过)
↓果糖葡萄糖异构酶反应柱葡萄糖溶液从反应柱的上端注入
↓
流过反应柱
↓
与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖
↓
果糖从反应柱的 流出下端2.固定化酶和固定化细胞技术
(1)概念：利用 方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
(2)方法及适用范围
(3)优点
①固定化酶：酶既能与 接触，又能与 分离，可以反复利用。
②固定化细胞：与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本更低，操作更容易。物理或化学细胞物理吸附法反应物产物问题探究答案 将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。1.固定化酶和固定化细胞的原理
(1)根据教材“高果糖浆的生产”分析固定化酶依据的原理与其优点分别是什么？答案 包埋法。包埋法的原理是：将微生物细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。与固定化酶技术相比较，该方法成本更低，操作更容易。(2)固定化细胞多采用哪种方法？该方法的原理与优点是什么？答案答案 可采用固定化细胞技术。因为固定化细胞固定的是活细胞，而细胞中有多种酶，因此可以催化一系列反应。2.固定化酶和固定化细胞的特点分析
(1)一种酶只能催化一种或一类化学反应，而在实际生产中很多产物的形成都需要通过一系列的酶促反应才能进行，怎样解决这一问题？答案 固定化细胞中含有多种酶，能催化一系列生化反应，而固定化酶中只含有一种酶，只能催化一种生化反应。(2)固定化细胞与固定化酶所固定的酶种类有何区别？答案答案 不能。因为大分子难以通过细胞膜进入细胞，不能与细胞内的酶接触而发生反应，因此不能用固定化细胞技术，应该用固定化酶技术。(3)如果反应物是大分子，能否采用固定化细胞技术？为什么？答案 都需要适宜的温度和pH等影响酶活性的条件，但固定化细胞还需要提供溶解氧和营养物质。(4)固定化酶和固定化细胞活性的维持需要的条件有何异同？答案归纳总结 固定化酶和固定化细胞的两个区别
(1)固定方法的区别
①在实际应用中，酶更适用化学结合法和物理吸附法固定，原因是酶分子小，容易被多孔性物质吸附，更适合与化学物质结合，但容易从包埋材料中漏出。
②细胞体积大难以吸附或结合，因而多采用包埋法固定。(2)催化作用的区别
固定化细胞操作更容易，对酶活性的影响更小，可以催化一系列反应，但是，由于大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。所以，催化的反应物为大分子物质时，最好选用固定化酶技术。拓展应用1.下列关于固定化酶和固定化细胞的说法，不正确的是
A.固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸
附法
B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法
C.由于细胞体积大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法固定化
D.反应物是大分子物质应采用固定化酶解析 由于细胞体积大，酶分子很小，体积大的细胞难以被吸附或结合，而较小的酶容易从包埋材料中漏出。因此，细胞多采用包埋法固定化，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化。答案解析答案 酶分子较小，不适合采用包埋法固定化，可采用化学结合法和物理吸附法固定化。一题多变
果汁的生产需要果胶酶，用酶固定法可以提高果胶酶的利用率(如右图)。图中果胶酶的固定化适合采用哪种方法？答案2.如今，固定化酶与固定化细胞技术已经大规模地应用于各个生产领域。
(1)在实际生产中，固定化酶技术能节约成本的原因是_________________
。与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是__________________
。解析 将酶固定化后，能使酶在催化反应之后与产物分离，可反复使用；将细胞固定化后，即可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定。固定化酶能被反复利用答案解析多酶系统(或一系列酶或多种酶)(2)填写下列三种固定化酶的方法：①是 ，②是 ，③是 。解析 图示①将酶相互连接起来，是化学结合法；
②将酶吸附在载体表面上，是物理吸附法；
③将酶包埋在细微网格里，是包埋法。化学结合法物理吸附法答案解析包埋法(3)制备固定化酵母细胞时，常用的包埋材料是 ，该载体的特点是 。解析 海藻酸钠不溶于水，容易与发酵液分离，在高温时容易熔化，温度降低时又可以形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料。海藻酸钠不溶于水、多孔答案解析答案 不适合。因为细胞体积大，难以被吸附或结合。一题多变
(1)题中图①和②方法是否适于固定化酵母细胞？为什么？答案 酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。(2)题中图③方法用于固定化酶时有何缺点？答案选择固定化酶与固定化细胞的方法
(1)根据固定方法选择
①固定化酶技术：由于酶分子较小，可以采用物理吸附法和化学结合法进行固定，它催化的是单一的化学反应。
②固定化细胞技术：细胞一般体积较大，适合应用包埋法固定，而且细胞能够产生多种酶，因此固定化细胞可以催化一系列化学反应。(2)根据反应液中加入物质选择
①在固定化酶应用过程中，反应溶液中只需要加入酶的底物。
②固定化细胞在应用过程中，要保持细胞的正常生命活动，反应溶液中除需要加入反应的底物外，还应加入满足细胞生命活动所需要的营养物质等。
(3)根据反应的特点选择
①固定化酶可以催化的反应物是小分子或大分子。
②固定化细胞则只能催化小分子反应物。二、实验操作基础梳理1.制备固定化酵母细胞
(1)固定方法： 。
(2)常用载体：一些不溶于水的 载体，如 、琼脂糖、 、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。包埋法多孔性明胶海藻酸钠(3)实验操作
酵母细胞的_____
↓
配制 的CaCl2溶液
↓
配制海藻酸钠溶液
↓
海藻酸钠溶液与 混合
↓
固定化酵母细胞活化物质的量浓度为0.05 mol/L酵母细胞2.用固定化酵母细胞发酵
将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用 冲洗2～3次
↓
将150 mL质量分数为10%的 溶液转移到锥形瓶中
↓
加入固定好的酵母细胞(凝胶珠)
↓
置于25 ℃下发酵24 h
↓
观察是否有 产生，闻闻是否有酒味蒸馏水葡萄糖气泡问题探究1.实验过程分析
(1)用于固定酵母细胞的载体是什么？载体的浓度越高固定效果越好吗？答案 海藻酸钠。海藻酸钠浓度过高不易形成凝胶珠；浓度过低形成的凝胶珠内包埋的细胞过少。答案 海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要通过加热促进其溶解，用小火或间断加热并不断搅拌的目的是防止加热过程中海藻酸钠焦糊。(2)配制海藻酸钠时小火或间断加热并不断搅拌的目的是什么？答案 固定的酵母细胞必须保持活性才能发挥作用，冷却后加入酵母细胞的原因是防止高温杀死酵母细胞。(3)为什么要等海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？答案2.实验结果分析
(1)若凝胶珠颜色过浅、呈白色，你知道是什么原因造成的吗？答案 海藻酸钠浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少。答案 海藻酸钠浓度偏高。(2)若凝胶珠不呈圆形或椭圆形，你知道是什么原因造成的吗？答案 如果看到产生很多气泡，同时闻到酒味，则证明实验获得成功。(3)利用固定的酵母细胞发酵产生酒精时，当观察到哪些现象时，则可以说明实验获得成功？答案归纳总结 固定化酵母细胞的三个注意事项
(1)溶化海藻酸钠，应采用小火或间断加热，直到海藻酸钠完全溶化，以防加热过快，导致海藻酸钠焦糊。
(2)制备固定化酵母细胞时，加入酵母细胞的海藻酸钠溶液不能直接“注入”而应缓慢“滴入”CaCl2溶液中，使刚形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。
(3)要控制好海藻酸钠的浓度。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目少，影响实验效果。拓展应用3.关于固定化酵母细胞制备过程的叙述，正确的是
A.为使酵母菌活化，应让干酵母与自来水混合并搅拌
B.用小火或间断加热可防止海藻酸钠溶液焦糊
C.向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混
合均匀
D.将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液倒入CaCl2溶液中，会观察到CaCl2
溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成答案解析解析 酵母细胞活化时，应让干酵母与蒸馏水混合并搅拌，A项错误；
配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热的方法，否则海藻酸钠会发生焦糊，B项正确；
刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母细胞混合，否则温度过高会导致酵母细胞死亡，C项错误；
将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液匀速滴入CaCl2溶液中，D项错误。4.下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答下列问题：
酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
(1)在 状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复 状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时 。解析 酵母细胞在缺水的状态下休眠。活化是加入水使酵母细胞恢复到生活状态。酵母细胞活化后体积会增大。缺水正常的生活答案解析体积增大(2)固定化细胞技术一般采用包埋法，而固定化酶常用 和_____
。解析 固定化酶常用化学结合法和物理吸附法固定化。化学结合法物理答案解析(3)影响实验成败的关键步骤是 。解析 实验的关键是配制海藻酸钠溶液，得到凝胶珠。配制海藻酸钠溶液吸附法(4)海藻酸钠溶化过程中的注意事项是______________________________
。要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊解析 海藻酸钠溶化过程要小火加热(小火间断加热)并不断搅拌，使海藻酸钠完全溶化，又不会焦糊。(5)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目 。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明 。解析 海藻酸钠浓度过低，包埋的酵母细胞就过少；海藻酸钠浓度过高，不易与酵母细胞混合均匀。过少海藻酸钠浓度偏高，制作失败答案解析(6)该实验中CaCl2溶液的作用是 。解析 氯化钙溶液能使海藻酸钠聚沉。用于海藻酸钠聚沉答案 酵母细胞的活化、配制CaCl2溶液以及配制海藻酸钠溶液定容时需要使用蒸馏水。一题多变
(1)固定酵母细胞的过程中三次使用到蒸馏水，请说出是哪三个环节？答案 明胶、琼脂糖、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。(2)本题中固定酵母细胞使用了海藻酸钠，固定化细胞还可以使用哪些固定化材料？答案答案 如果酵母细胞没有活化，则仍处于休眠状态；如果溶化好的海藻酸钠溶液没有冷却就加入了酵母细胞，则酵母细胞会被高温杀死。以上两种情况都会导致酒精发酵失败，而最终无酒精产生。(3)制备好的固定化酵母细胞可以用于酒精发酵，如果酵母细胞没有活化或溶化好的海藻酸钠溶液没有冷却就加入了酵母细胞，则对酒精发酵会产生怎样的影响？答案化学结合物理吸附活化CaCl2海藻酸钠固定化发酵当堂检测234511.下列属于固定化酶应用特点的是
①可以被反复利用 ②有利于酶与产物分离 ③能自由出入载体 ④一种固定化酶只催化一种酶促反应 ⑤酶多用包埋法固定化
A.①②③ B.③⑤ C.①②④ D.①②⑤√答案解析 酶被固定后可与产物分离，故可反复使用，但不能自由出入依附的载体。通常情况下固定化酶种类单一，所以不能催化一系列酶促反应，只催化一种或一类酶促反应。酶分子较小，不适合采用包埋法进行固定化。解析2.下列关于使用固定化酶技术生产高果糖浆的说法，正确的是
A.高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶
B.在反应柱内的顶端装上分布着许多小孔的筛板，防止异物进入
C.将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，果糖从反应柱下端流出
D.固定化酶技术复杂，成本较高√23415答案解析23415解析 生产高果糖浆时所用的酶应为葡萄糖异构酶，将这种酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本。3.下图所示的几种固定方式中属于包埋法的一组是23415答案解析 ①为吸附法，
②为化学结合法，
③④为包埋法，③包埋于网格中，④包埋于微胶囊中。解析A.①② B.①③④ C.①④ D.③④√4.在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2溶液的作用是
A.用于调节溶液pH B.用于进行离子交换
C.用于胶体聚沉 D.用于为酵母菌提供Ca2＋解析 海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，其作用机理是由于盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引，形成更大的胶体颗粒，类似于人体红细胞与抗凝集素之间的凝集反应。23415答案解析√5.如图所示，图甲为人工种子生产过程示意图，图乙为图甲中③过程的相关操作。请据图回答问题：23415(1)图甲中，过程①、②分别称为 、
。
(2)图乙中，包埋形成人工种子的过程中，
先适当加热使海藻酸钠溶化，然后将溶
化的海藻酸钠溶液 ，再加入
充分搅拌混合均匀。
(3)若用图乙的方法“制备固定化酵母细胞”，
海藻酸钠溶液的浓度对实验结果影响较大，若浓度过高，则 ，通常评价该实验结果主要是观察凝胶珠的 。23415脱分化再分化冷却至室温胚状体不易形成凝胶珠颜色和形状答案解析23415解析 题图是利用植物组织培养技术生产人工种子及用海藻酸钠包埋人工种子的过程。过程①、②分别称为脱分化、再分化；海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，如果海藻酸钠溶液浓度过高，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较少，都会影响实验效果。课件42张PPT。专题整合提升专题4 酶的研究与应用知识系统构建热点考题集训规律方法整合内容索引知识系统构建果汁酶活性用量温度用量种类酶活性不同类型固定化细胞发酵1.果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等
2.碱性蛋白酶能将大分子蛋白质水解为可溶性的氨基酸或小分子的肽，所以蛋白质类纤维织物不能用此种加酶洗衣粉洗涤。
3.温度、酸碱度和表面活性剂都会影响加酶洗衣粉的洗涤效果。
4.固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法，而固定化细胞则常采用包埋法。5.配制海藻酸钠溶液浓度过高，则难以形成凝胶珠；若浓度过低，则固定的酵母细胞少，影响实验效果。
6.固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶的重复利用，降低了成本，又提高了产品质量。规律方法整合整合一 酶的相关探究实验中的操作提示
1.探究温度对酶活性的影响时，可以选用10 ℃作为温度梯度，设置的具体温度为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等，也可以根据酶的特点，尝试以5 ℃作为温度梯度。
2.探究pH对酶活性的影响时，只需将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠溶液或盐酸进行调节。3.探究酶的用量是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是酶的用量，其他因素都应适宜且保持不变。实验时可以配制不同浓度的酶溶液，也可以只配制一种浓度的酶溶液，然后使用不同的体积即可。需要注意的是，反应液的pH必须相同，否则将影响实验结果的准确性。
4.在混合反应物和酶之前，一定要让两者分别达到相应的条件。这样可以避免底物和酶在混合时条件变化而影响实验结果。
5.将酶加入反应物后，应不时地用玻璃棒搅拌，使酶能更充分地催化反应。6.本课题中的自变量、因变量及注意事项归纳例1 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洁净的烧杯，编号为1、2，按相应程序进行操作，请把下表中未填写的内容填上。(3)取两个大烧杯，同时进行过滤。观察(比较) ________________________________
，并记录结果。
(4)实验结果的预测及结论：如果_____________________________________________
，则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用。注入果胶酶溶液2 mL相同时间内滤出的果汁体积和果汁澄清度相同时间内l号烧杯中滤出的果汁体积比2号烧杯中滤出的果汁体积大，且澄清度高答案解析解析 依据实验目的确定单一变量是果胶酶的有无。因为是验证性实验，预测的结果应与实验目的相对应，即相同时间内1号烧杯中滤出的果汁体积比2号烧杯中滤出的果汁体积大，且澄清度高。[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“烧杯中分别加入苹果泥，试管中分别注入果胶酶溶液，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、7、8、9、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、7、8、9、10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。(1)请问上述哪种方法更科学？ 。理由是______________________
。
(2)该实验步骤中也有用玻璃棒搅拌的操作，其目的是使______________
。
(3)如果用曲线图记录实验结果，在现有的条件下，可用横坐标表示pH，则纵坐标表示 (果汁体积/试管体积)。根据你对酶特性的了解，下列最可能表示实验结果的曲线是 。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果胶酶和反应物充分接触果汁体积A答案解析解析 方法二是将pH调至预设pH后再把果胶酶溶液和苹果泥相混合，这样能避免在达到预设pH前可能有部分果胶已被果胶酶催化分解。用玻璃棒搅拌可使果胶酶充分地与苹果泥接触来催化反应的进行。整合二 加酶洗衣粉使用时需要注意的问题
1.碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维(羊毛、蚕丝等)织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏。
2.使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35～50 ℃时活性最强，在低温下或60 ℃以上就会失效。
3.加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力降低。
4.加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失。
5.添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间接触。例2 为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污垢的去除能力，洗衣粉中常常会添加各种酶类。请回答有关问题：
(1)根据衣物上常见的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶类有碱性蛋白酶、______
。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的 。
(2)下表为加酶洗衣粉包装袋上的产品说明，根据你所学习的有关知识，解释注意事项③的原因：_________________________________________________
。(碱性)小分子的肽(氨基酸)脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶酶的催化受温度影响，30～50 ℃是洗衣粉中酶的适宜温度范围答案整合三 从酶到固定化酶再到固定化细胞的发展过程例3 下列对固定化酶和固定化细胞的说法，正确的是
A.固定化细胞常用物理吸附法，固定化酶常用包埋法
B.固定化细胞技术一次只能固定一种酶
C.固定化酶和固定化细胞所固定的酶都可以反复使用，但酶的活性迅速
下降
D.固定化酶不溶于反应液中，易于回收，可以重复利用解析 某种固定化酶的优势是酶可以反复使用；固定化细胞技术一次能固定多种酶；固定化酶和固定化细胞都能反复使用，酶的活性一段时间后会下降，但并不是迅速下降。答案解析热点考题集训1.果胶酶在果汁生产中发挥重要作用，下列说法正确的是
A.果胶酶只存在于植物中
B.果胶易溶于水，而不溶于乙醇
C.果胶酶和纤维素酶均能分解果胶
D.果胶酶和纤维素酶一起使用可以除去植物细胞壁√解析 果胶酶广泛存在于植物和微生物中。果胶不溶于水，不溶于乙醇。酶具有专一性，因此只有果胶酶才能分解果胶。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此使用果胶酶和纤维素酶，可以除去植物细胞壁。23415789610答案解析2.下列关于探究果胶酶最适用量的实验，叙述错误的是
A.配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量的该溶液
B.调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态
C.用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不同
D.在相同且适宜温度条件下进行实验√23415789610答案解析23415789610解析 由于要探究果胶酶最适用量，故可配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量的溶液，A项正确；
该实验中pH为无关变量，故应保持各组中的pH相同而且处于适宜状态，B项正确；
用玻璃棒搅拌加酶的果泥和温度都为无关变量，因此搅拌时间必须相同，温度应相同且适宜，C项错误、D项正确。3.下列进行探究温度对酶活性的影响的实验中，不正确的是
A.实验的自变量是温度
B.无关变量有pH、底物浓度、酶浓度、反应时间等
C.通过测定滤出的果汁的体积来判断果胶酶的最适温度
D.温度过低时，酶空间结构改变，果胶酶活性变小，但是不会失活√23415789610答案解析 温度过低时，酶的空间结构正常，但活性变小。解析4.为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段(工艺流程见下图)。下列叙述中错误的是
A.纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似
B.在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶
C.在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅
D.纤维素酶催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解分解纤维素√答案解析2341578961023415789610解析 在仿旧和去污中，纤维素酶均作用于衣物，二者作用机理相似，A正确；
由于纤维素酶较小，不能用包埋法固定化酶，B错误；
改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶作用的结果，控制仿旧颜色的深浅，C正确；
纤维素酶催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解分解纤维素，D正确。5.右图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行的研
究结果。下列有关叙述，不正确的是
A.本研究的自变量有温度和洗衣粉是否加酶
B.本研究的因变量可能是污渍残留量
C.两类洗衣粉的最佳使用温度都为t1
D.温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活√答案23415789610解析23415789610解析 根据实验目的人为改变的变量是自变量，随着自变量的变化而变化的变量是因变量。加入的洗衣粉不同，温度不同，都会造成洗涤效果的差异，故A正确；
可用污渍的残留量来表示洗涤效果，故B正确；
若纵坐标表示污渍残留量，则加酶洗衣粉的最适温度为t1，普通洗衣粉的最佳使用温度为t2，故C错误；
温度过高，酶的活性降低甚至失活，故D正确。6.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是
A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用
B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素
C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物
D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合答案解析23415789610√23415789610解析 A项，固定化酶制作的目的是能够顺利从发酵产物中把酶分离出来，能够使酶反复使用；
B项，溶解氧交换受阻会影响细胞呼吸，是固定化细胞应用的重要限制因素；
C项，固定化细胞常用于生产能分泌到细胞外的产物，如固定化酵母细胞用于生产酒精；
D项，将细胞包埋在多孔载体内部而制成固定化细胞，细胞并不与凝胶通过共价键结合。7.下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是
A.可用包埋法制备固定化酵母细胞
B.反应产物对固定化酶的活性没有影响
C.葡萄糖异构酶固定前后专一性不同
D.固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应√答案解析 细胞难以被吸附或结合，固定化细胞多采用包埋法，A正确；
反应产物积累能影响酶的结构，从而使酶的活性下降，B错误；
葡萄糖异构酶在固定前后专一性不变，C错误；
固定化细胞固定的是一系列酶，可以催化一系列反应，但不能催化各种反应底物的一系列反应， D错误。解析234157896108.下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是
A.从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B.作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药
C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用
D.将海藻酸钠凝胶珠用蒸馏水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌答案23415789610√解析23415789610解析 酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，物理吸附法是利用吸附剂本身的表面张力对附近的分子产生吸附，与化学结合法相比，不会使被吸附物质的性质发生改变，所以吸附法对酶活性影响较小，A正确；
消化酶在人体消化道内发挥作用，蛋白酶制剂一般在最外面加上糖衣后通过口服方式给药，B正确；
尿糖试纸是一种由葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成的酶试纸，不能反复利用，C错误；
制备固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用蒸馏水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌，防止凝胶珠硬度过大和杂菌污染，D正确。9.某生物课外活动小组发现，新鲜水果比放置一段时间的水果硬。他们根据所学知识，认为可能的原因是放置一段时间的水果果胶酶含量高，而果胶酶能将细胞壁分解，使水果细胞相互分离，导致水果变软。为探究上述假设是否正确，他们进行了如下探究：
(1)实验原理： 。果胶酶能将胞间层的果胶分解，使细胞分散，水果变软解析 水果变软是细胞壁的支持作用减弱，因此其原理应从细胞壁的成分变化入手来回答。实验假设是未得到证实的结论，可假设放置一段时间的水果中果胶酶含量高。实验步骤中在将两种不同苹果的苹果泥滤液(果汁)分别收集好后，可通过比较滤液的体积和澄清度来判断果胶酶的含量，得到的果汁体积多、澄清度高的滤液中果胶酶含量较多。23415789610答案解析(2)实验假设： 。
(3)实验步骤：
①分别将等量的去皮后的新鲜苹果和放置一段时间的苹果切成小块，放在榨汁机中，制成果泥。
②分别用滤纸或5层纱布过滤，收集滤液(条件相同)。
③ 。
(4)实验结论： 。
(5)根据此实验，能否得出水果放置时间越长，营养价值越高的结果？为什么？
。放置一段时间的水果中果胶酶含量高观察比较滤液的体积和澄清度放置一段时间后的水果中，果胶酶含量比新鲜水果高不能。因为水果放置时间过久，维生素C会大量损耗23415789610答案10.某实验小组进行固定化酵母细胞的制备，并进行了游离酵母和固定化酵母发酵产酒酒精度的比较，结果如下表所示。请回答下列问题：
产酒酒精度的比较23415789610(1)制备固定化酵母细胞的实验步骤：酵母细胞的活化→ →配制海藻酸钠溶液→ →固定化酵母细胞。配制CaCl2溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合解析 制备固定化酵母细胞的实验步骤为：酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。(2)影响实验成败的关键步骤： 。配制海藻酸钠溶液解析 该实验的关键是海藻酸钠溶液的配制。如果浓度过低，则制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色；若浓度过高，则形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，一般呈蝌蚪状。(3)海藻酸钠起 的作用。解析 海藻酸钠起载体作用，用于包埋酵母细胞。包埋酵母细胞(或载体)23415789610答案解析(4)该小组将制备好的固定化酵母与游离酵母分别放在一定的相同条件下发酵，定时记录发酵液中酒精度的变化。
①实验过程中的“在一定的相同条件下发酵”中的条件是_____________
，要求条件相同是为了确保 。
②由表格可知，固定化酵母和游离酵母发酵都能产生酒精，但固定化酵母在发酵前期的延迟期的时间比游离酵母发酵前期的延迟期的时间要 。适宜的温度、单一变量解析 酵母菌酒精发酵过程是细胞内酶的催化过程，需要在适宜的温度、pH条件下进行。两组实验的条件相同，能够确保无关变量相同，遵循单一变量原则。从表中看出，在12 d的发酵时间里，固定化酵母发酵产酒精的酒精度从0度到6.4度。而且固定化酵母在第4天即达到4.2度，表明其延迟期短。短pH等23415789610答案解析(5)为了保证酵母菌的正常发酵，发酵装置中应加入的营养物质是_______
。
(6)怎样检测发酵后发酵液的酒精度？
。23415789610答案葡萄糖溶液可以利用酸性重铬酸钾溶液检测课件49张PPT。专题整合提升专题5 DNA和蛋白质技术知识系统构建热点考题集训规律方法整合内容索引知识系统构建提取鉴定实验材料粗提取纯化PCR反应过程DNA含量电泳样品凝胶色谱1.DNA不溶于酒精，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可利用酒精将DNA和蛋白质分开。
2.DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最低。
3.PCR原理：DNA热变性原理。
PCR每次循环都包括变性、复性和延伸三步。
4.DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链。DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。5.利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量大的先洗脱出来，相对分子质量小的后洗脱出来。
6.在电泳中，待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状都会影响分子的迁移速度。
7.SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移率完全取决于分子的大小。
8.蛋白质提取和分离的一般步骤是：样品处理与粗分离、纯化和纯度鉴定。
9.在对蛋白质进行纯度鉴定时，使用最多的方法是SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳。规律方法整合整合一 DNA的粗提取与鉴定中的“234”例1 将粗提取的DNA丝状物分别加入0.14 mol/L NaCl溶液、2 mol/L NaCl溶液、体积分数为95%的酒精溶液中，然后用放有纱布的漏斗过滤，分别得到滤液P、Q、R以及存留在纱布上的黏稠物p、q、r，其中由于含DNA少可以丢弃的是
A.P、Q、R B.p、q、r C.P、q、R D.p、Q、r解析 DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最小，过滤后DNA在黏稠物p中，可以丢弃P；DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解过滤后，DNA在滤液中，可以丢弃q；DNA不溶于体积分数为95%的酒精溶液，所以过滤后DNA在黏稠物r中，可以丢弃R。答案解析整合二 去除DNA滤液中杂质的三种方案例2 如图表示以鸡血为实验材料进行DNA的粗提取与鉴定的操作程序，请分析回答问题。(1)步骤一中，向鸡血细胞液中加入 并搅拌，可使鸡血细胞破裂。解析 第一步加入蒸馏水的目的是使红细胞涨破，释放出核物质。蒸馏水(2)步骤二：过滤后收集含有DNA的 。解析 第二步收集含有核物质的滤液。滤液答案解析(3)步骤三、四的操作原理是_________________________________________
。步骤四通过向溶液中加入 调节NaCl溶液物质的量浓度至 mol/L，DNA将会析出，过滤去除溶液中的杂质。解析 由于DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，所以通过控制NaCl溶液的浓度可以分别溶解DNA和析出DNA，并且对 DNA进行提纯；第四步加入蒸馏水的目的是逐渐稀释NaCl溶液，使其物质的量浓度为0.14 mol/L，这时DNA在NaCl溶液中溶解度最低，可以析出DNA。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质答案解析蒸馏水0.14(4)步骤七：向步骤六过滤后的 中，加入等体积的冷却的__________
，静置2～3 min，溶液中会出现 色丝状物，这就是粗提取的DNA。解析 DNA不溶于冷酒精，某些蛋白质可以溶于冷酒精，这样可以进一步提纯 DNA。滤液体积分数为答案解析95%的酒精白(5)步骤八：DNA遇 试剂，沸水浴5 min，冷却后，溶液呈 色。解析 鉴定DNA的方法是用二苯胺试剂，在沸水浴加热条件下，如果变蓝色，证明存在DNA。二苯胺蓝答案解析整合三 DNA的粗提取、PCR技术、蛋白质分离之间的比较例3 PCR是一种DNA体外扩增技术。1988年，PCR仪问世，并被广泛应用于基因扩增和DNA序列测定。如图是 PCR技术示意图，请回答下列问题。
(1)①将双链DNA ，使之变性，从而导致 。
②引物延伸需提供 作为原料。答案解析解析 引物的延伸需要提供4种脱氧核苷酸为原料。每次循环都包括变性、复性和延伸三步。变性是指在高温90 ℃以上DNA双链解聚为单链的过程。加热到95 ℃双链 DNA分离成两条单链四种脱氧核苷酸(2)红细胞含有大量血红蛋白，我们可以选择猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白，血红蛋白提取和分离的程序可分为四步：样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。请回答下列有关问题。
①样品处理，它包括红细胞的洗涤、 、分离血红蛋白溶液。
②收集的血红蛋白溶液在透析袋中经过透析，这就是样品的粗分离。透析的目的是 。透析的原理是________________
。答案解析解析 该实验中样品的处理可分为三步：①红细胞的洗涤；②血红蛋白的释放；③分离血红蛋白溶液。透析所依据的原理是小分子可以自由进出透析袋，而大分子则保留在透析袋内，目的是除去相对分子质量较小的杂质。血红蛋白的释放去除相对分子质量较小的杂质透析袋能使小分子物质自由进出，而大分子物质则保留在透析袋内整合四 DNA体内复制与体外复制(PCR)的比较
PCR技术是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，与细胞内DNA复制的过程相比既有相同点又有不同点，通过列表比较的方法准确掌握两者的异同，是防止此类问题出错的重要措施。细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR)的比较：例4 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过程需要的引物一般是人工合成的单链DNA 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：(1)PCR过程需要的引物一般是人工合成的单链DNA，长度通常为20～30个核苷酸。(2)PCR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。答案解析整合五 DNA粗提取和血红蛋白提取和分离的比较
大分子物质的提取与分离，一般是根据其固有的理化性质，用不同的物理或化学方法，达到不同成分分离的目的。对于DNA与血红蛋白的提取和分离的相关知识，可通过下表来辨析掌握。例5 下列关于DNA和血红蛋白的提取与分离(鉴定)实验的分析，正确的是
A.DNA在NaCl溶液中的溶解度随NaCl溶液浓度的降低而减小
B.分离蛋白质装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管先打开后关闭
C.在蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNA
D.利用一定范围内的高温使蛋白质变性而对DNA没有影响的特性可将
DNA与蛋白质分离答案解析解析 A错误，DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小，超过或低于0.14 mol/L时，溶解度都增大；
B错误，分离蛋白质装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管应始终打开；
C错误，透析可用于去除小分子物质，不能去除大分子的DNA；
D正确，一定范围内的高温能使蛋白质变性，对DNA没有影响，利用此原理能将DNA与蛋白质分离。热点考题集训1.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验操作的说法中，正确的是
A.该实验中有两次加入蒸馏水，均是为了析出DNA
B.该实验中多次要求用玻璃棒单向搅拌，目的是搅拌均匀
C.该实验中有3次过滤，过滤时使用尼龙布层数与DNA的存在状态有关
D.实验中3次加入NaCl溶液，第二次的目的是析出DNA√23415789610答案2.下列关于“DNA的粗提取与鉴定实验”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.调节NaCl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质
D.加入冷却的酒精后用玻璃棒快速搅拌滤液会导致DNA获得量增多√23415789610答案解析23415789610解析 洗涤剂能瓦解细胞膜，但是并不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度，A项不正确。
鉴定DNA时，须先将DNA丝状物溶于2 mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂并沸水浴加热，冷却后变蓝，B项不正确。
DNA和蛋白质在NaCl溶液中的溶解度不同，且对酶的耐受性也不同，因而调节NaCl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质，C项正确。
加入冷却的酒精后应用玻璃棒缓慢地并沿一个方向搅拌滤液，否则会导致DNA丝状物断裂进而使获得量减少，D项不正确。234157896103.有关PCR技术的说法，不正确的是
A.PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术
B.PCR技术的原理是DNA双链复制
C.利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸
序列
D.PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA√答案4.下图a、b、c均为PCR扩增的DNA片段，下列有关说法正确的是
A.片段a、b、c的长度均相同
B.片段a、b只是第一次循环的产物
C.片段c最早出现在第二次循环的产物中
D.经过30次循环后，片段c的数量为230√答案解析2341578961023415789610解析 图中片段a、b只有一种引物， 是由原始DNA链为模板复制而来，其长度比片段c长，A项不正确。
由于原始模板在每次循环中均可作为模板，则每次循环都能产生图中片段a、b，B项不正确。
由于第一次循环的产物只有一种引物，而图中片段c有两种引物，则最早出现在第二次循环，C项正确。
经过30次循环后，得到的DNA片段总数为230，这包括图中的片段a、b，故D项不正确。5.下列关于DNA聚合酶催化合成DNA子链的说法中，正确的是
A.以DNA为模板，使DNA子链从5′端延伸到3′端的一种酶
B.Taq DNA聚合酶必须在每次高温变性处理后再添加
C.DNA聚合酶能特异性地复制整个DNA的全部序列
D.Taq DNA聚合酶是从深海中的某种菌体内发现的√答案23415789610解析23415789610解析 DNA聚合酶不能从头开始催化合成DNA，引物的5′端与母链发生碱基互补配对，然后从引物的3′端延伸子链，所以，整条子链的合成是从5′端延伸到3′端；
Taq DNA聚合酶能耐高温，所以在反应体系中可反复利用，无需另外再添加；
PCR扩增的是引物之间的固定长度的DNA序列；
Taq DNA聚合酶是1966年从美国黄石公园的一个热泉内的某种菌体内发现的。6.下列有关“血红蛋白提取和分离”的相关叙述中，正确的是
A.用蒸馏水进行红细胞的洗涤，其目的是去除细胞表面的杂蛋白
B.将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较大的杂质
C.血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂
D.整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构答案解析23415789610√23415789610解析 红细胞的洗涤应用生理盐水，其目的是去除血浆蛋白等杂质，有利于后续步骤的分离纯化，而不是洗去细胞表面的杂蛋白，A项不正确。
将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质，B项不正确。
血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是溶解细胞膜，有利于血红蛋白的释放，而不是溶解血红蛋白，C项不正确。
整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构，D项正确。7.下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有(多选)
A.提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞
B.用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA，可去除蛋白质
C.蛋白质提取和分离过程中进行透析可以去除溶液中的DNA
D.蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化√答案解析 提取DNA需用蒸馏水涨破细胞，提取蛋白质可以直接用豆浆或研磨的大豆；透析法不能除去DNA；DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14 moL/L的NaCl溶液中的溶解度最小，DNA可以析出，通过过滤可以除去蛋白质；用电泳的方法可将蛋白质、DNA进行分离纯化。解析23415789610√8.蛋白质的分离与提纯技术是蛋白质研究的重要技术，下列有关叙述不正确的是
A.根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可将样品中各种不同蛋白质
分离
B.根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小，可通过电泳分离蛋白质
C.根据蛋白质相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法分离蛋白质
D.根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法分离蛋白质答案23415789610√解析23415789610解析 蛋白质分子不能透过半透膜，据此可利用半透膜除去样品中相对分子质量小的杂质，而不是分离样品中的蛋白质；根据蛋白质的带电荷性质，可通过电泳分离蛋白质；根据蛋白质的相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法分离蛋白质；根据蛋白质的分子大小、密度不同，可用离心沉降法分离蛋白质。9.“DNA的粗提取与鉴定”实验中，A、B、C、D、E五个小组除下表中所列处理方法不同外，其他操作步骤均相同且正确，但实验结果却不同。2341578961023415789610(1)实验材料选择错误的组别是 ，其原因是____________________
_______________________________________________________________
。C、D解析 人的血浆中没有细胞结构，人成熟的红细胞没有细胞核，在这些材料中不能得到DNA或得到的DNA很少。23415789610答案解析人的血浆中没有细胞结构，人成熟的红细胞中没有细胞核，选用这些材料得不到DNA或得到的DNA很少(2)沸水浴中试管颜色变蓝的组别是 ；蓝色较淡的是 ，其原因是
______________________________________________________________。A、E解析 冷却的酒精溶液对DNA有较好的凝集效果，而A组中为25 ℃的酒精溶液。23415789610答案解析A冷却的酒精溶液对DNA的凝集效果较佳，该组使用的是25 ℃的酒精溶液(3)B组实验不成功的最主要原因是_________________________________
。解析 菜花细胞外有细胞壁起保护作用，在蒸馏水中不会破裂，所以不能得到DNA。菜花细胞在蒸馏水中不能被破坏，得不到DNA(应采用研磨的方法)10.H7N9型禽流感是全球首次发现的新亚型RNA流感病毒引起的，目前最为快速有效的检测手段是RT－PCR核酸检测。RT－PCR的过程包括反转录作用从RNA合成cDNA，再以cDNA为模板进行扩增，过程如下图所示。据此分析下列问题：23415789610(1)传统PCR技术的原理是 ，过程中低温退火的含义是_________
。
(2)在RT－PCR中每一步都有酶的参与，上图中过程1中的关键酶是_____
；PCR中的关键酶是 ，该酶的作用特点是 、 。DNA复制引物与模板链互补配对反转录酶Taq DNA聚合酶(DNA聚合酶)耐高温不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链23415789610答案(3)在对病毒核酸进行检测时，主要通过RT－PCR扩增其关键的基因序列，这时引物的设计就非常关键，根据下图分析，请你选择合适的引物：
。答案引物Ⅰ和引物Ⅱ23415789610课件42张PPT。第13课时 DNA的粗提取与鉴定专题5 DNA和蛋白质技术学习导航
1.通过阅读教材P54“基础知识”，掌握提取并检验DNA的原理和方法。
2.结合教材P55“实验设计”，掌握DNA粗提取的选材、析出及鉴定。
3.结合教材P56“操作提示”，掌握实验过程中需注意的问题。
4.分析教材P57“结果分析与评价”中的问题，掌握DNA粗提取与鉴定的
技术。
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1.理解DNA的理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定的原理。
2.初步掌握DNA的粗提取和鉴定方法。一、DNA的理化特性、提取及鉴定的原理当堂检测二、“DNA粗提取与鉴定”实验设计与操作提示内容索引一、DNA的理化特性、提取及鉴定的原理基础梳理1.提取DNA的方法和原理
(1)提取生物大分子的基本思路：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)提取DNA的方法：利用DNA与 、 和脂质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2.DNA的溶解性
(1)DNA在NaCl溶液中的溶解度
DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，其中在 NaCl溶液中溶解度最低。
(2)在酒精溶液中的溶解性： 不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些
溶于酒精溶液。0.14 mol/LDNA蛋白质3.DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性
(1)对酶的耐受性：蛋白酶能水解 ，但对 没有影响。
(2)对温度的耐受性：大多数蛋白质不能忍受 的高温，而DNA在 以上才会变性。
(3)对洗涤剂的耐受性：洗涤剂能够瓦解 ，但对 没有影响。
4.DNA的鉴定
在 的条件下，DNA与 反应呈现蓝色。蛋白质DNA60～80 ℃80 ℃细胞膜DNA沸水浴二苯胺问题探究1.DNA溶解性原理
(1)结合DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线，分析DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度有何特点。①低于0.14 mol/L时：___________________________________________
。
②高于0.14 mol/L时：___________________________________________
。DNA的溶解度随NaCl溶液物质的量浓度增加而逐渐降低DNA的溶解度随NaCl溶液物质的量浓度增加而逐渐升高答案 提取获得的DNA滤液中含有蛋白质、多糖和RNA等多种杂质，用2 mol/L的NaCl溶液溶解DNA，然后过滤获得滤液，能够去除该条件下不能溶解的杂质；调节NaCl溶液的物质的量浓度为0.14 mol/L，使DNA析出，然后过滤获得析出物，能够去除该条件下仍然能够溶解的杂质。(2)结合图表分析，如何通过控制NaCl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出，以达到去除杂质的目的？答案 可以将DNA和蛋白质进一步分离。(3)DNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质则溶于酒精溶液，此特点对于提取DNA有什么作用？答案答案 不同。原因如下：
(1)蛋白质变性是指蛋白质在某些物理或化学因素作用下其特定的空间构象被改变，从而导致其理化性质的改变以致生物学活性丧失。
(2)DNA变性是指DNA分子在高温等条件下，由稳定的双螺旋结构解聚为无规则线性结构的现象，变性时维持双螺旋稳定性的氢键断裂，当温度等条件恢复正常后，DNA的结构尚能恢复。2.DNA的耐受性原理
DNA变性和蛋白质变性的实质相同吗？请说明原因。答案归纳总结 DNA粗提取的三个原理
(1)利用DNA随NaCl溶液浓度的不同而溶解度不同的原理可粗提取DNA。
(2)利用DNA不溶于酒精，而细胞内的其他许多物质可溶于酒精的原理可进一步提纯DNA。
(3)利用DNA对酶和高温的耐受性可以去除蛋白质杂质。拓展应用1.在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，实验原理是利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同来提取的，DNA的溶解度与图示曲线的对应点相符合的是
A.a点浓度最适合析出DNA
B.b点浓度最适合析出DNA
C.c点浓度最适合析出DNA
D.d点浓度最适合析出DNA答案解析解析 用高浓度的NaCl溶液溶解DNA，能除去在高盐溶液中不能溶解的杂质，用低浓度的NaCl溶液使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质，因此，反复溶解、析出DNA，能除去与DNA溶解度不同的杂质。从题图可以看出，DNA在浓度为0.14 moL/L的NaCl溶液中的溶解度最小，因此最适合析出DNA。随着NaCl溶液浓度的增大或减小，溶解度均逐渐增大。2.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是
A.利用DNA能溶于酒精溶液，而蛋白质不溶于酒精溶液，可将DNA与蛋
白质分离
B.利用高温能使DNA变性，却对蛋白质没有任何影响的特性，可将DNA
与蛋白质分离
C.利用DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最大的特点，可将DNA与蛋
白质分离
D.在DNA滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA与蛋白
质分离答案解析解析 DNA不溶于酒精，而蛋白质等杂质溶于酒精，A项不正确。
蛋白质比DNA对温度的耐受性更差，因此更容易变性，B项不正确。
DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最小，而蛋白质在该浓度的NaCl溶液中溶解度较大，因此可将DNA与蛋白质分离，C项不正确。
嫩肉粉中的木瓜蛋白酶只能催化蛋白质水解，而对DNA没有影响，因此，可将DNA与蛋白质分离，D项正确。答案 利用了酶的专一性，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶只能催化蛋白质水解，不能催化DNA水解。一题多变
在DNA的粗提取过程中，使用嫩肉粉分离DNA与蛋白质的原理是什么？答案二、“DNA粗提取与鉴定”实验设计与操作提示基础梳理(一)实验设计
1.实验材料的选取
选用DNA含量 的生物组织。
2.破碎细胞，获取含DNA的滤液
(1)动物细胞的破碎
①选材及方法：选用动物细胞作为实验材料时，由于其无 ，因此可直接采用吸水涨破的方法。
②过程：以鸡血为例
在鸡血细胞液中加入一定量的 ，同时用 搅拌，细胞会吸水涨破，然后用纱布过滤，过滤后收集滤液即可。相对较高细胞壁蒸馏水玻璃棒(2)植物细胞的破碎
①方法：需要先用 溶解细胞膜。
②过程：以提取洋葱的DNA为例。
在切碎的洋葱中加入一定的 ，进行充分地搅拌和 ，过滤后收集研磨液。洗涤剂洗涤剂和食盐研磨3.去除滤液中的杂质溶解度浓度嫩肉粉木瓜蛋白酶60～75 ℃4.DNA的析出
利用DNA不溶于 这一原理，可从DNA溶液中析出比较纯净的DNA，此时DNA的状态为 。
5.DNA的鉴定
将白色丝状物溶解于5 mL物质的量浓度为 中，再加入4 mL的 试剂，沸水浴加热5 min，冷却后观察溶液的颜色，同时设计不含DNA的NaCl溶液作为对照。冷却的酒精溶液白色丝状物2 mol/L的NaCl溶液二苯胺(二)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柠檬酸钠，防止
。
2.加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生 ，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，以免加剧 ，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
3.鉴定DNA用的二苯胺试剂要 ，否则会影响鉴定的效果。血液凝固大量的泡沫DNA分子的断裂现配现用问题探究1.实验材料的选取
教材中所给的生物材料中，选取哺乳动物的红细胞与鸡血提取DNA哪个效果更好？答案 用鸡的血液。因为鸡血细胞核DNA含量丰富，材料易得，而哺乳动物的红细胞无细胞核，不含DNA。答案2.实验操作分析
(1)实验中应采用什么方法使鸡血细胞破裂？答案 在鸡血细胞液中加入蒸馏水，使鸡血细胞吸水涨破。答案 洗涤剂能瓦解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。(2)提取菜花的DNA时，加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？答案(3)实验过程要充分地搅拌和研磨，如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？答案 研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，导致看不到丝状沉淀物，用二苯胺鉴定不显示蓝色。答案 搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部，并且搅拌要轻缓，以便获得较完整的DNA分子。(4)实验过程中应如何使用玻璃棒搅拌？为什么？答案规律方法DNA粗提取与鉴定实验中四个关键操作的目的
(1)两次加入蒸馏水(2)三次加NaCl溶液(3)三次过滤(4)六次搅拌拓展应用3.在DNA的粗提取实验过程中，对DNA提取量影响较小的是
A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，释放出DNA等核物质
B.搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动
C.在析出DNA黏稠物时，要缓缓加入蒸馏水，直至黏稠物不再增多
D.要用冷酒精沉淀DNA，甚至可将混合液再放入冰箱中冷却解析 A项的做法是为了充分释放出核中的DNA分子，使进入滤液中的DNA尽量的多；
C项是让DNA充分沉淀，保证DNA的量；
D项的道理同C项；
而B项的操作并不能使DNA增多或减少。答案解析(1)请写出①②③④的实验步骤名称
① ；
② ；
③ ；
④ 。
(2)A、B两支试管中， 试管中含
有DNA， 试管起对照作用。解析 在解答本题时，一定要先将
图中的每一步操作都看清楚，然后
根据图中的有关文字提示判断每一步实验操作的名称。提取细胞核物质析出DNA的黏稠物用冷却的酒精析出DNADNA的鉴定BA4.下图所示为DNA的粗提取与鉴定实验的实验步骤，请据图回答下列问题：答案解析答案 在滤液中加入2 mol/L 的NaCl溶液，然后再加入蒸馏水，直到黏稠物不再增加为止。能将DNA析出的原因是，DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl溶液浓度的改变而改变，在0.14 mol/L时溶解度最低。一题多变
(1)步骤②是如何操作的？为什么能将DNA析出？答案 步骤③是根据DNA和某些蛋白质在酒精中的溶解度不同而进行操作的，DNA不溶于酒精，但某些蛋白质能溶于酒精，据此可以溶解一些杂质，析出含杂质较少的DNA。(2)步骤③的实验原理是什么？答案溶解度冷却的酒精洗涤剂蓝色蓝色当堂检测234511.蛋白酶能将蛋白质水解而使染色质中的DNA分离出来。下列药品可达到上述同一目的的是
A.蒸馏水 B.NaCl溶液
C.NaOH溶液 D.盐酸√答案解析 蛋白酶是利用酶的专一性将DNA和蛋白质分离，而NaCl溶液则是利用DNA和蛋白质在该溶液中的溶解度不同将其分离。解析2.下表有关“DNA粗提取和鉴定”的相关操作中所选取的试剂，不正确的是23415答案解析 鉴定DNA的试剂是二苯胺，用双缩脲试剂鉴定蛋白质。解析√3.在DNA的粗提取和鉴定实验中，有两次DNA的沉淀析出，其依据的原理是
①DNA在NaCl溶液物质的量浓度为0.14 mol/L时溶解度最低 ②DNA在冷却的体积分数为95%的酒精溶液中能沉淀析出
A.两次都是① B.两次都是②
C.第一次是①，第二次是② D.第一次是②，第二次是①23415答案解析 第一次沉淀析出是利用浓NaCl溶液溶解核内DNA之后，加蒸馏水稀释NaCl溶液至物质的量浓度为0.14 mol/L，使DNA溶解度降低而析出；第二次沉淀析出是用冷酒精溶液使DNA凝集并溶解非DNA物质，达到提纯DNA的目的。解析√4.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述中，正确的是
A.用鸡血作为材料，原因是鸡血红细胞有细胞核，其他动物红细胞没有
细胞核
B.用不同浓度的NaCl溶液进行DNA粗提取，原因是DNA在其中溶解度不同
C.用酒精进行提纯，原因是DNA溶于酒精，蛋白质不溶于酒精
D.用二苯胺试剂进行鉴定，原因是DNA溶液中加入二苯胺试剂即呈蓝色23415答案解析√23415解析 只有哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核，A选项错误；
DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精，所以可用冷却的酒精来对DNA进行提纯，C选项错误；
DNA溶液中加入二苯胺试剂后要在水浴加热的情况下才能出现蓝色，D选项错误。5.下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。23415(1)图中实验材料A可以是 等，研磨前加入的B应该是_______
。
(2)通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是 ，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是 。答案洋葱(菜花等)洗涤剂和食盐使DNA溶解使DNA(溶解度下降而沉淀)析出(3)在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得如表所示的4种滤液，含DNA最少的是滤液 。23415H(4)DNA鉴定的原理是 。在沸水浴条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色答案课件44张PPT。第14课时 多聚酶链式反应扩增DNA片段专题5 DNA和蛋白质技术学习导航
1.阅读教材P58“(一)”，分析PCR技术与DNA复制的区别和联系，掌握
PCR技术原理。
2.阅读教材P59“(二)”，分析PCR的过程，掌握PCR循环的原理。
3.阅读教材P62“实验操作及操作提示”，掌握PCR技术的实验操作过程
及注意事项。
4.阅读教材P62～63“结果分析与评价”，掌握DNA含量测定的方法。
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1.了解PCR技术的基本操作。
2.理解PCR的原理。
3.讨论PCR的应用。一、PCR原理与反应过程当堂检测二、PCR的实验操作内容索引一、PCR原理与反应过程基础梳理1.PCR原理与条件
(1)PCR的概念
PCR即 ，是一种体外迅速扩增 的技术。它能以极少量的DNA为模板，在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。多聚酶链式反应DNA片段(2)细胞内DNA复制的基本条件解旋酶模板脱氧核苷酸DNA聚合酶3′(3)PCR原理
①DNA变性：在 的温度范围内，DNA的 将解体，双链分开，这个过程称为变性。
②DNA复性：当温度缓慢降低后，两条彼此分离的 又会重新结合成双链，这个过程称为复性。
③子链的合成：DNA聚合酶从引物的 开始延伸DNA链，DNA的合成方向总是从子链的 向 延伸。80～100 ℃双螺旋结构DNA链3′端5′端3′端(4)PCR条件
①原料： 。
②模板：加热变性解旋后的两条DNA母链。
③酶：耐热的 。
④引物：使DNA聚合酶能够从引物的 开始连接脱氧核苷酸。
⑤其他条件：需要稳定的缓冲溶液和能自动调节温度的温控设备等。4种脱氧核苷酸DNA聚合酶3′端2.PCR过程与结果
(1)PCR过程90单链50两种引物单链DNA72DNA聚合酶碱基互补配对(2)PCR的结果
DNA聚合酶只能特异地复制处于 的DNA序列，使这段固定长度的序列呈 扩增。两个引物之间指数问题探究1.PCR原理
PCR反应与体内DNA复制的引物在化学本质上是否相同？请分析原因。答案 不相同。体内DNA复制所需引物为RNA聚合酶合成的一小段RNA，但PCR反应时所用引物一般是人工加入的一小段单链DNA。答案答案 PCR反应不需要解旋酶，但需要DNA聚合酶。由于PCR反应中需要高温使DNA解旋，因此PCR所需的DNA聚合酶能耐高温。2.PCR反应过程
(1)PCR反应中需要解旋酶和DNA聚合酶吗？若需要，则与细胞内DNA复制有何区别？答案 每次循环中先高温解旋，再低温使引物与模板结合，最后适当升温有利于Taq DNA聚合酶发挥作用。(2)PCR的每次循环中应如何控制温度？请分析原因。答案(3)结合下图分析PCR过程中DNA复制的方向是怎样的？答案答案 DNA的羟基(—OH)末端为3′端；磷酸基团的末端为5′端。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA链，DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。归纳总结 PCR扩增与DNA复制的异同拓展应用1.下列关于DNA复制和PCR技术的描述中，正确的是
A.DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5′端延伸DNA链
B.DNA复制不需要引物
C.引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合
D.PCR扩增的对象是氨基酸序列解析 DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，故DNA复制需要引物。DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，而不能从5′端延伸DNA链。引物通过碱基互补配对原则与DNA母链相结合。PCR扩增的对象是DNA，不是氨基酸序列。答案解析2.PCR技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低难以对样品进行研究的问题，而被广泛应用，与细胞内的DNA复制相比，PCR可以快速扩增所需的DNA片段，请分析回答下列有关问题：
(1)体内DNA复制过程中用解旋酶打开双链DNA，而PCR技术中的解旋原理是 。答案解析DNA的热变性原理解析 PCR技术中用高温使DNA分子中的氢键打开，从而解旋，其原理是DNA的热变性原理。(2)此过程需要一种Taq DNA聚合酶。该酶是从 中分离的。答案解析水生耐热细菌Taq解析 Taq DNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中提取的。(3)与普通DNA聚合酶相比，Taq DNA聚合酶具有的特性是 。耐高温解析 与普通DNA聚合酶相比，Taq DNA聚合酶在90 ℃以上的环境中不变性，具有耐高温的特性。(4)与体内DNA复制相比较，PCR反应要在 中才能进行，并且要严格控制 条件。解析 PCR反应需要适宜的温度和pH，因此PCR反应要在一定的缓冲溶液中进行，并需严格控制好温度条件。一定的缓冲溶液温度(5)PCR中加入的引物有 种，加入引物的作用是 。答案解析2解析 PCR需要两种引物，引物的识别位点决定了PCR扩增的DNA片段。PCR中加入的引物一般是一小段单链DNA，作用是引导DNA复制，可以使游离的脱氧核苷酸与之结合形成磷酸二酯键，成为DNA复制的起点。作为DNA复制的起点答案 需要。细胞内的适宜温度和pH与内环境的稳态有关，低等生物与环境因素有关。一题多变
细胞内的DNA复制需要适宜的温度和pH吗？若需要，是如何实现的？答案与PCR原理有关的三个易错点
(1)酶的作用位点：解旋酶的作用是使DNA两条链之间的氢键断开；DNA聚合酶与DNA连接酶的作用都是催化形成磷酸二酯键。不要误认为解旋酶也作用于磷酸二酯键。
(2)DNA聚合酶和DNA连接酶：DNA聚合酶是将单个核苷酸连接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。
(3)PCR中的解旋过程：PCR过程中不需要解旋酶，需要升高温度才能打开氢键，但此时的温度不会破坏磷酸二酯键，因此，DNA加热变性后变为单链，并未分解成单体。二、PCR的实验操作基础梳理1.实验用具温度场所更换2.实验步骤
准备：按照PCR反应需要的物质和条件，将需要的试剂和仪器准备好
↓
移液：用 按照配方在微量离心管中依次加入各试剂
↓
混合：盖严离心管口的盖子，用手指轻弹击 ，使反应液混合均匀
↓
离心：将微量离心管放在离心机上，离心约10 s，使反应液集中在_____
_______
↓
反应：将离心管放入 中进行反应微量移液器管的侧壁离心管底部PCR仪3.DNA含量的测定
(1)测定原理：DNA在260 nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰，峰值的大小与 有关。
(2)计算方法：DNA含量(μg/mL)＝ ×稀释倍数。DNA含量50×(260 nm的读数)问题探究1.实验过程分析
(1)离心的目的是什么？在离心的过程中，微量离心管的盖子为什么一定要盖严？答案 离心的目的是使反应液集中在离心管底部，提高反应效率。微量离心管的盖子一定要盖严，防止实验中脱落或液体外溢。答案(2)在离心前要用手轻轻弹击管的侧壁，目的是什么？答案 离心前用手轻轻弹击管的侧壁目的是使反应液混合均匀。(3)PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌，为什么这样操作？还有哪些操作与此目的相同？答案 为避免外源DNA等的污染。在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换。答案2.结果检测
(1)实验中为什么要测定DNA的含量？答案 实际操作过程中会有许多因素影响DNA含量，所以需要对DNA含量进行测定。答案 ①可以通过计算DNA含量来评价扩增的效果。
②电泳检测的方法，可以通过在紫外线下直接观察DNA带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。(2)如何判断DNA扩增成功？答案答案 样品产物少，或产生新的DNA。(3)PCR扩增过程可能会出现哪些异常结果？拓展应用3.进行PCR反应的具体实验操作顺序应为
①设计好PCR仪的循环程序 ②按配方准备好各组分 ③用微量移液器向微量离心管中依次加入各组分 ④进行PCR反应 ⑤离心使反应液集中在离心管底部
A.②③⑤④① B.①⑤③②④
C.②③⑤①④ D.④②⑤③①解析 PCR反应的操作步骤一般分为准备(包括配制配方及将各配方放于实验台上)―→移液―→混合―→离心―→反应。PCR仪是一种自动控制温度的仪器，设计好循环程序就可以进行反应了。答案解析4.近20年来，PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规实验手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如图)，在短时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，从而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双链间的 键完全打开，称为 ；而在细胞中是在
酶的作用下进行的。氢解旋解旋答案(2)如果只需要大量克隆模板DNA中间的某个特定区段，应该加入 种特定的引物。当温度降低至55 ℃时，引物与两条“舒展”的模板链的特定位置结合，在DNA聚合酶的作用下，只能在引物的 端连接脱氧核苷酸，两条子链的延伸方向都是 。
(3)PCR技术的必需条件，除了模板、原料、酶之外，至少还有三个条件，即液体环境、适宜的 和 ，前者由 自动调控，后者则靠 来维持。
(4)通过PCR技术使DNA分子大量复制，如果将一个用15N标记的DNA分子放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制四次之后，则15N标记的DNA分子占全部DNA分子总数的比例是 。两3′从子链的5′端向3′端延伸温度酸碱度PCR仪缓冲液1/8答案解析问题导析问题导析 (1)解旋是使DNA双链间的氢键断裂，PCR技术是利用DNA的
原理，细胞内是在 酶的作用下解旋。
(2)DNA分子不论复制几次，含有15N标记的DNA分子都只有 个。答案返回上页热变性解旋2解析 (1)PCR技术利用热变性原理使DNA双链之间的氢键断裂，称为解旋，而在细胞内是在解旋酶的作用下使氢键断裂。
(2)PCR分为三个基本反应步骤：变性(95 ℃)、复性(55 ℃)、延伸(72 ℃)，其特异性依赖于与靶序列互补的引物，引物是两段与待扩增DNA序列互补的片段，两引物之间的距离决定扩增片段的长度。由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链，则DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。
(3)PCR技术与细胞内的DNA复制不完全相同，除了需要模板、原料、酶以外，至少还需要液体环境(稳定的缓冲溶液)，每一个步骤需要适宜的温度和酸碱度等。
(4)一个DNA分子连续复制四次之后，形成16个DNA分子，15N标记的DNA分子有2个，则15N标记的DNA分子占全部DNA分子总数的比例为1/8。返回上页引物复性放入PCR仪稀释调零当堂检测234511.PCR利用了DNA的哪种特性来控制DNA的解聚与结合
A.特异性 B.稳定性
C.热变性 D.多样性√答案2.符合PCR反应条件的一项是
①稳定的缓冲液环境 ②DNA模板 ③合成引物 ④四种脱氧核苷酸 ⑤DNA聚合酶 ⑥DNA解旋酶 ⑦限制酶 ⑧温控设备
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤⑥⑦⑧
C.③④⑤⑥⑦⑧ D.①②③④⑤⑧23415答案解析 PCR反应模拟了生物细胞内DNA复制的条件，只是无需解旋酶(可热变性)，也不需要基因工程的工具酶(限制酶)。解析√3.下列关于PCR的描述中，正确的是
①PCR是一种酶促反应 ②引物决定了扩增的特异性 ③扩增DNA利用了热变性的原理 ④扩增的对象是氨基酸序列
A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③23415答案解析 PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，在高温条件下，把DNA的双链打开，缓慢冷却后，又重新结合，需要耐高温的DNA聚合酶，同时，还需要引物，从引物的3′端连接脱氧核苷酸。解析√4.下图所示为PCR扩增的产物，请分析此产物是哪次循环的产物23415答案解析A.第一次循环 B.第二次循环
C.第三次循环 D.第四次循环√23415解析 在PCR反应中，以引物为标记，第一次循环时，以加入的DNA为模板，两条DNA链可分别由引物Ⅰ和引物Ⅱ与其结合并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以形成的DNA中只有一种引物；从第二次循环开始，上次产生的DNA分子又可作为模板参与反应，所以会形成DNA分子两端均含引物的情况，如下图所示，因此题干中所出现的情况是第一次循环的产物。5.多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列问题：
(1)DNA的两条链是反向平行的，通常将 的末端称为5′端，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的
开始延伸DNA链。23415解析 一条脱氧核苷酸链一端是游离的羟基，另一端是游离的磷酸基团，含羟基的一端是3′端，含磷酸基团的是5′端。引物的5′端与模板链的3′端结合，然后沿着引物的3′端延伸。磷酸基团3′端答案解析(2)PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代，科学家从一种Taq细菌中分离到 ，它的发现和应用解决了上述问题。要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来，所用的培养基叫 。23415解析 耐高温的Taq DNA聚合酶的发现是实现PCR的关键，该酶可以利用选择培养基从一些微生物中分离出来。耐高温的Taq DNA聚合酶选择培养基答案解析(3)PCR的每次循环可以分为 三步。假设在PCR反应中，只有一个DNA片段作为模板，请计算在5次循环后，反应物中大约有 个这样的DNA片段。23415解析 PCR一次循环要经历变性、复性和延伸三个阶段。变性、复性和延伸32答案解析(4)简述PCR技术的主要应用：_____________________________________
(要求至少答两项)。遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等课件46张PPT。第15课时 血红蛋白的提取和分离专题5 DNA和蛋白质技术学习导航
1.通过阅读教材P64“基础知识”，掌握蛋白质分离的方法凝胶色谱法的
原理、缓冲液的制备及作用和蛋白质纯度鉴定的方法电泳法的原理。
2.分析教材P66“实验操作”，掌握蛋白质提取和分离的过程。
3.阅读教材P69“操作提示”，掌握蛋白质分离过程中需注意的问题。
重难点击
1.尝试提取和分离血液中的血红蛋白，体验提取生物大分子的基本过程
和方法。
2.了解凝胶色谱法、电泳法等分离生物大分子方法的基本原理。一、蛋白质的分离技术当堂检测二、实验操作和操作提示内容索引一、蛋白质的分离技术基础梳理1.蛋白质的分离依据
根据蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和 、所带 的性质和多少、溶解度、 和对其他分子的亲和力等，可以用来分离不同种类的蛋白质。
2.凝胶色谱法
(1)概念：也称做 ，是根据 分离蛋白质的有效方法。大小电荷吸附性质分配色谱法相对分子质量的大小(2)凝胶的特点
(3)常用凝胶： 或琼脂糖。
(4)分离原理
①相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程 ，移动速度 ，通过凝胶的时间 。
②相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶_____
移动，路程 ，移动速度 ，通过凝胶的时间 。多孔球体多糖类化合物贯穿的通道葡萄糖较长较慢较长外部较短较快较短3.缓冲溶液
(1)作用：在一定范围内，缓冲溶液能够抵制 对溶液pH的影响，维持pH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 的缓冲液。
(3)意义：为了能够在实验室条件下准确模拟生物体内的过程，保持_____
与体内环境中的pH基本一致。外界的酸和碱使用比例在不同pH范围内使用体外溶液的pH4.电泳
(1)概念：带电粒子在 的作用下发生 的过程。
(2)原理
①带电粒子：许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有 的基团，在一定的pH下，这些基团会带上 。
②迁移动力与方向：在电场的作用下，带电分子会向着与其_____________
的电极移动。
③分离依据：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 ，从而实现样品中各种分子的分离。
(3)常用的电泳方法： 电泳和 电泳。电场迁移可解离正电或负电所带电荷相反带电性质的差异大小形状不同的迁移速度琼脂糖凝胶聚丙烯酰胺凝胶问题探究1.凝胶色谱法
(1)结合右图，根据凝胶色谱法的分离原理，填表
分析不同大小的分子洗脱后的次序。较大较小垂直向下运动较长较快答案 相对分子质量较小的蛋白质由于扩散作用进
入凝胶颗粒内部，而被滞留；相对分子质量较大的蛋
白质被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过。(2)结合右图，分析为什么相对分子质量较大的蛋
白质会先从色谱柱中洗脱出来？答案 不能。相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶颗粒内部，移动距离较近，移动速度较快，先洗脱出来；但相对分子质量较小的蛋白质可能进入凝胶颗粒内部，也可能不进入，导致部分相对分子质量较小的蛋白质可能与相对分子质量较大的蛋白质一起洗脱出来。(3)凝胶色谱法分离蛋白质时通过一次洗脱能否将所需蛋白质与其他杂质彻底分离？答案答案 各种分子应带有不同种类和不同量的电荷。2.电泳
(1)从电荷方面思考，适合电泳法分离的各种分子需具备什么条件？答案答案 否。因为SDS能与蛋白质结合，形成蛋白质－SDS复合物，SDS它所带负电荷的量远大于蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差异，使电泳迁移率完全由蛋白质分子的大小决定。(2)SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质是否依据蛋白质所带电荷的差异？为什么？归纳总结 琼脂糖凝胶电泳和SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳的两点区别
(1)分离原理不同
①琼脂糖凝胶电泳依据分子所带电荷的差异和分子大小、形状等。
②SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳则完全取决于分子大小，而非电荷性质和分子形状。
(2)用途不同
①琼脂糖凝胶电泳广泛应用于核酸的研究中，用于分离大分子核酸。
②SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳则广泛应用于分离蛋白质和相对分子质量较小的核酸。拓展应用1.凝胶色谱法分离蛋白质时由色谱柱下端最先流出的是
A.相对分子质量较小的蛋白质
B.相对分子质量较大的蛋白质
C.凝胶颗粒
D.葡萄糖或琼脂糖分子解析 凝胶色谱法分离蛋白质的原理是依据蛋白质分子相对分子质量的大小，相对分子质量大的分子不能进入凝胶内部的通道，路程较短，移动速度快，先洗脱出来；相对分子质量小的分子能够进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度慢，后洗脱出来，因此最先流出的应是相对分子质量较大的蛋白质，而凝胶颗粒是不能流出的。答案解析2.有关凝胶色谱法和电泳法的说法，正确的是
A.它们都是分离蛋白质的重要方法
B.它们的原理相同
C.使用凝胶色谱法需要使用缓冲溶液而电泳不需要
D.以上说法都正确解析 不同蛋白质的相对分子质量不同，因此凝胶色谱法可以根据相对分子质量的大小分离蛋白质；电泳法中带电分子迁移速度不仅与分子大小有关，也与分子所带的电荷有关，所以A正确；B错误；
这两种方法都用到缓冲溶液，以调节溶液的酸碱度，所以C错误。答案解析二、实验操作和操作提示基础梳理1.样品处理
(1)红细胞的洗涤
①目的：去除 。
②方法： 。
③标准：直至上清液不再呈现 。
(2)血红蛋白的释放杂蛋白低速短时间离心黄色蒸馏水10(3)分离血红蛋白溶液②分层结果(自上而下)：
第1层：无色透明的 。
第2层：脂溶性物质的 ——白色薄层固体。
第3层： 的水溶液—— 透明液体。
第4层：其他杂质的暗红色沉淀物。
③结果处理：将试管中的液体用 过滤，除去 沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出下层的 液体。2 00010甲苯层沉淀层血红蛋白红色滤纸脂溶性红色透明2.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的 中(pH为7.0)，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：去除样品中 的杂质。血红蛋白透析袋磷酸缓冲液小分子大分子相对分子质量较小3.凝胶色谱操作——纯化
(1)凝胶色谱柱的制作
↓
(2)凝胶色谱柱的装填：凝胶用 充分溶胀后，配成凝胶悬浮液，
缓慢倒入凝胶色谱柱内
↓蒸馏水一次性(3)样品的加入
↓
(4)洗脱： 下端出口，加入磷酸缓冲液，连接 ，_____
下端出口，进行洗脱平齐顶端凝胶床关闭缓冲液洗脱瓶打开4.SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳——纯度鉴定
判断纯化的蛋白质是否达到要求，需要进行 的鉴定。鉴定方法中，使用最多的是 。
5.操作提示
(1)红细胞的洗涤： 、离心速度与 十分重要。洗涤次数过少，无法除去 蛋白；离心速度过高和时间过长会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果。蛋白质纯度SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳洗涤次数离心时间血浆(2)色谱柱填料的处理：商品凝胶使用前需直接放在 中膨胀，可以将加入洗脱液的湿凝胶用沸水浴加热，加速膨胀。
(3)凝胶色谱柱的装填：在装填凝胶柱时，不得有气泡存在。气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的 ，降低 。
(4)蛋白质的分离：如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。洗脱液洗脱次序分离效果问题探究1.实验操作过程
(1)材料的选择：与其他真核细胞相比，哺乳动物成熟红细胞有什么特点？这一特点对你进行蛋白质的分离有什么意义？答案 ①哺乳动物成熟红细胞内没有细胞核和各种复杂细胞器，排除了其他物质对实验结果的干扰。
②血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液。这使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作。答案答案 洗涤的目的是去除血浆蛋白；离心后的上清液不再呈现黄色，证明红细胞已洗涤干净。(2)洗涤红细胞的目的是什么？你如何知道红细胞已洗涤干净？答案 ①蒸馏水可以使红细胞吸水涨破，释放细胞内的血红蛋白；
②甲苯是有机溶剂，可以溶解细胞膜，有助于血红蛋白的释放。(3)在血红蛋白释放过程中，蒸馏水和甲苯的作用分别是什么？答案(4)血红蛋白释放后的混合液经离心后分为哪几层？如何获得血红蛋白溶液？答案 ①分为4层：从上往下数，第1层为无色透明的有机溶剂(甲苯)，第2层为白色的脂类物质，第3层为红色透明的血红蛋白溶液，第4层为暗红色的红细胞破碎物沉淀。
②分层的液体→过滤除去脂溶性沉淀层→分液得下层的血红蛋白溶液。答案(5)将收集的血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析，透析的目的是什么？答案 血红蛋白是大分子物质，不能透过透析袋，这样可以去除相对分子质量较小的杂质。2.凝胶色谱操作
(1)在制作凝胶色谱柱时，凝胶色谱柱的高度不足或直径过大对洗脱效果分别有何影响？答案 ①凝胶色谱柱的高度是样品随缓冲溶液流过的距离，凝胶色谱柱的高度不足会导致达不到分离效果；
②凝胶色谱柱的直径大小并不影响分离效果，但直径过大会导致洗脱液体积大，样品稀释度大，使实验现象不明显。答案(2)试从凝胶色谱的分离原理分析，凝胶的装填为什么要紧密、均匀？答案 如果凝胶装填得不够紧密、均匀，就会在色谱柱内形成无效的空隙，使本该进入凝胶内部的样品分子从这些空隙中通过，搅乱洗脱液的洗脱次序，影响分离的效果。答案(3)在装填凝胶柱时，如果有气泡存在，会对蛋白质的分离有何影响？答案 气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。归纳总结 血红蛋白的提取和分离各操作的主要目的拓展应用3.下列关于凝胶色谱法分离血红蛋白实验中样品的加入和洗脱的叙述中，不正确的是
A.加样前，打开色谱柱下端的流出口，使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下
降到凝胶面的下面
B.用吸管小心地将1 mL透析后的样品加到色谱柱的顶端，不要破坏凝胶面
C.加样后，打开下端出口，使样品渗入凝胶床内
D.等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口答案解析解析 加样前，应打开色谱柱下端的流出口，使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐，关闭出口，而不应使缓冲液下降到凝胶面的下面，A项不正确。
加样时不要破坏凝胶面，B项正确。
加样后，打开下端出口，使样品渗入凝胶床内，C项正确。
等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口，再加缓冲液，D项正确。4.右图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请据图分析回答下列问题：
(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有 功能。运输解析 血红蛋白能携带氧气，体现了蛋白质具有运输功能。答案解析(2)甲装置用于 ，目的是去除样品中_____
的杂质，图中A是 。B是
溶液。透析(粗分离)解析 甲装置为透析装置，目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质。其中A是磷酸缓冲液，B是血红蛋白溶液。答案解析相对磷酸缓冲液血红蛋白分子质量较小(3)用乙装置分离蛋白质的方法叫 ，是根据
分离蛋白质的有效方法。凝胶色谱法解析 乙装置分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法，是根据蛋白质的相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法。答案解析相对分子质量的大小(4)乙装置中，C是 ，其作用是 。解析 乙装置中，C溶液为磷酸缓冲液，作用是洗脱血红蛋白。磷酸缓冲液洗脱血红蛋白(5)用乙装置分离血红蛋白时，待____________________
时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集6管，图中试管序号表示收集的先后。经检测发现，试管②和试管⑤中蛋白质含量最高，则试管⑤中的蛋白质相对分子质量比血红蛋白 (填“大”或“小”)。红色的蛋白质接近色解析 待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。最先收集到的蛋白质是血红蛋白分子，则试管②内的大量蛋白质为血红蛋白。由于试管⑤晚于试管②收集得到，因此其内收集到的蛋白质比血红蛋白分子移动速度慢，其相对分子质量比血红蛋白小。答案解析谱柱底端小凝胶色谱法分离蛋白质中确定收集蛋白质时间的方法
(1)血红蛋白的收集：利用血红蛋白的颜色，当红色的蛋白质接近色谱柱底端时，就要收集流出液。
(2)其他无色蛋白质的收集：可以在实验时加入指示剂以掌握样品的移动位置，确定最佳的收集时机。慢快pH带电性质凝胶色谱当堂检测23411.用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量大的蛋白质
A.路程较长，移动速度较慢
B.路程较长，移动速度较快
C.路程较短，移动速度较慢
D.路程较短，移动速度较快答案解析 凝胶颗粒内部有许多贯穿的通道，当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢；而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快。解析√23412.下列各项中不属于电泳使样品中各分子分离的原因的是
A.分子带电性质的差异 B.分子的大小
C.分子的形状 D.分子的变性温度答案解析 电泳是指带电粒子在电场作用下发生迁移的过程，样品分子的带电性质不同、分子的大小和形状不同都会影响带电粒子在电场中的迁移速度，与分子的变性温度无关，故选D项。解析√3.下列有关提取和分离血红蛋白的程序，叙述错误的是
A.样品的处理就是通过一系列操作收集到血红蛋白溶液
B.通过透析可以去除样品中相对分子质量较大的杂质，此为样品的粗分离
C.可通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样品的纯化
D.可通过SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度√2341答案解析2341解析 首先通过红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品的处理；再经过透析去除相对分子质量较小的杂质，即样品的粗分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样品的纯化；最后经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定，由此可知B的叙述错误。由玻璃纸制成的透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内，透析可以去除样品中相对分子质量较小的杂质。4.下图表示血红蛋白提取和分离实验的部分装置或操作方法，请回答下列问题：2341(1)为了提取和分离血红蛋白，首先对红细胞进行洗涤以去除杂蛋白，洗涤时应使用生理盐水而不使用蒸馏水的原因是 。解析 生理盐水与红细胞内液为等渗溶液，故用其洗涤红细胞主要是防止红细胞吸水涨裂。防止红细胞吸水破裂答案解析2341(2)图甲表示 过程，该操作目的是去除样品中
的杂质。现有一定量的血红蛋白溶液，
进行上述操作时若要尽快达到理想的实验效果，可以_____
(写出一种方法)。一段时间后，若向烧杯中加入双缩脲试剂，透析袋内溶液是否出现紫色，并说明判断的依据：_________
。解析 图甲表示血红蛋白粗提取过程，也为透析过程。透析可以去除样品中相对分子质量较小的杂质；若要尽快达到理想的透析实验效果，则可采用增加缓冲液的量或及时更换缓冲液等方法。透析袋是一种半透膜，双缩脲试剂可以透过这种半透膜，进入袋内与血清蛋白反应，生成紫色物质。透析(粗分离)相对分子质量较小增加缓冲液的量(或及时更换缓冲液)出现紫色；双缩脲试剂可以透过半透膜，与袋内血清蛋白反应，生成紫色物质2341答案解析(3)观察图乙，往色谱柱中加样的正确操作顺序是 (用序号表示)。在进行④操作前，应该等样品
，且要 (填“打开”或“关闭”)下端出口。解析 根据教材中往色谱柱中加样的
顺序可知，正确的排序为②③④①；图中进行④操作是在样品上部添加缓冲液，在添加缓冲液之前，应该等样品完全进入凝胶层之后，并要关闭下端出口。②③④①完全进入凝胶层关闭2341答案解析(4)图丙表示电泳法分离蛋白质的结果，不同蛋白质得以分离是因为_______
。解析 电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。不同蛋白质所带电荷性质、分子大小和形状不同，导致电泳时迁移速度不同2341答案解析课件36张PPT。专题整合提升专题6 植物有效成分的提取知识系统构建热点考题集训规律方法整合内容索引知识系统构建压榨萃取挥发NaCl无水Na2SO4石灰水萃取过滤1.植物芳香油具有很强的挥发性，主要包括萜类化合物及其衍生物。植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等。
3.橘皮精油的提取一般用压榨法。其流程是：石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油。4.胡萝卜素不溶于水，易溶于石油醚等有机溶剂，可用萃取法提取。
5.胡萝卜素有α、β、γ三类，其中β－胡萝卜素是最主要的组成成分。
6.提取胡萝卜素的流程：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。
7.萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，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对萃取的效率也有影响。
8.萃取过程要避免明火加热，应采用水浴加热。
9.对提取的胡萝卜素可通过纸层析进行鉴定。规律方法整合整合一 几种物质的提取方法、原理及步骤
不同物质的提取是根据其理化性质的不同来进行的，因此在提取物质时，应先确定该物质的理化性质，然后再选择适宜的提取方法进行提取。例1 下列关于用萃取法来提取芳香油的理解，不正确的是
A.用萃取法来提取芳香油，要求原料尽可能细小
B.用萃取法提取的芳香油要易溶于有机溶剂
C.在浸泡植物材料时，要选用低沸点的有机溶剂
D.芳香油充分溶解在有机溶剂后，再把芳香油蒸发出来后剩余有机溶剂，
从而使芳香油和有机溶剂分离解析 用萃取法来提取芳香油时，芳香油充分溶解在有机溶剂后，再把有机溶剂蒸发出来，剩余芳香油。答案解析整合二 玫瑰精油和橘皮精油的提取方法比较例2 芳香油的提取方法主要分为三种：蒸馏法、萃取法和压榨法。以下关于提取方法的选取认识中，错误的是
A.水蒸气蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
B.压榨法适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
C.若植物有效成分易水解，应采用水蒸气蒸馏法
D.提取玫瑰精油和橘皮精油的实验流程中共有的操作是分液答案整合三 比较水蒸气蒸馏法与萃取提取装置及用途例3 下图是玫瑰油提取的水蒸气蒸馏装置图和胡萝卜素提取的装置图，请据图分析，并比较回答下面有关问题：(1)从装置上看，A装置多了 、连接管、 ；B装置增加了 ，目的是 。解析 两装置相比，A装置多了温度计、连接管及接收瓶，B装置则增加了水浴锅。温度计接收瓶(锥形瓶)水浴锅避免因明火加热可能导致的燃烧、爆炸答案解析(2)A装置中提取物最后存在于 ，B装置提取物存在于 。解析 提取物存在于A中的接收瓶，B中的烧瓶中。接收瓶(锥形瓶)烧瓶答案解析(3)两个装置的差别是由于提取物的方法不同，归根到底是由于提取物的分子结构不同、理化性质不同。A装置中提取物一般具有 ，B装置中提取物在石油醚等有机溶剂中有较高的 。解析 A装置中的提取物应具较强的挥发性，B装置中的提取物应在有机溶剂中有较高的溶解度。挥发性溶解度答案解析热点考题集训1.在工业生产中提取薄荷、香茅、桉树叶等植物中的植物精油，通常将其置于蒸馏锅内的筛板上，筛板下盛放一定量水以满足蒸馏操作所需的足够的饱和水蒸气，水层高度以水沸腾时不溅湿原料底层为原则。然后采用直接火加热、直接或间接蒸气加热等方式提取此类植物的精油。这种方法叫
A.水中蒸馏法 B.水上蒸馏法
C.水气蒸馏法 D.既叫水上蒸馏法，也叫水气蒸馏法√23415789610答案解析 解题时注意分析题干内容，将薄荷、香茅、桉树叶等植物置于蒸馏锅内的筛板上，筛板下盛放一定量水加热蒸馏，此法为水上蒸馏法。解析2.在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法，下列关于这三种方法的叙述错误的是
A.蒸馏法和萃取法都需要水浴加热
B.压榨法适用于易焦糊原料的提取，如柑橘、柠檬等
C.萃取法适用范围较广，一般原料颗粒小、萃取温度高、时间长，萃取
效果好
D.蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油√23415789610答案解析 蒸馏法适用于提取挥发性强的芳香油，其操作过程中不需要水浴加热，萃取法需要水浴加热。解析234157896103.在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法，下列关于这三种方法叙述错误的是
A.蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解，再把水蒸发掉，剩余的就
是芳香油
B.压榨法的实验原理就是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
C.萃取法的实验原理是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉溶剂后就可
获得芳香油
D.柑橘和柠檬不易采用蒸馏法提取√答案解析解析 蒸馏法的实验原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后再分离出油层和水层；水不能溶解芳香油，A项错误；
压榨法是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油，适用于柑橘、柠檬等原料易焦糊的提取，B项正确；
萃取法是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉有机溶剂后就可获得芳香油，适用范围较广，要求原料的颗粒尽量小，能充分浸泡在有机溶剂里，C项正确；
水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题，因此柑橘、柠檬芳香油的制备通常使用压榨法，D项正确。234157896104.新鲜的柑橘皮中含有大量的果蜡、果胶和水分，压榨之前，需要将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡。下列叙述不正确的是
A.石灰水能破坏细胞结构、分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱
B.石灰水是强碱，浸泡主要是为了中和柑橘皮中的酸性物质
C.浸泡后的柑橘皮要用流水漂洗，避免与皮肤接触
D.橘皮在石灰水中的浸泡时间应在10小时以上√答案解析2341578961023415789610解析 压榨法提取橘皮精油，使用石灰水浸泡的原理是石灰水能够破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨的滑脱，提高出油率，石灰水有强碱性，所以应避免与皮肤接触；为提高出油率浸泡时间要达10小时以上；用石灰水浸泡柑橘皮主要是利用它的强碱性破坏细胞结构、分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率，而不是与酸性物质发生中和反应。5.下列关于玫瑰精油和橘皮精油提取的过程，叙述正确的是
A.玫瑰精油和橘皮精油都可用蒸馏、压榨和萃取的方法提取
B.在水蒸气蒸馏出的玫瑰乳浊液中加入无水Na2SO4的目的是除水
C.新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等，为了提高出油率，需用CaCO3
水溶液浸泡
D.玫瑰精油和橘皮精油都有很强的挥发性，易溶于有机溶剂，其成分都
是萜类化合物的衍生物√答案23415789610解析23415789610解析 橘皮易焦糊，适于用压榨法提取，不能用蒸馏法提取，A项错误；
在玫瑰乳浊液的处理过程中，加入无水Na2SO4的目的是除水，B项正确；
新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等，如果直接压榨，出油率低，为了提高出油率，需用石灰水溶液浸泡，C项错误；
大部分植物芳香油的主要成分是萜类化合物及其衍生物，但橘皮精油的主要成分是柠檬烯，D项错误。6.胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，下图是提取胡萝卜素的实验流程示意图，相关说法正确的是答案解析23415789610A.图中干燥处理时的温度越高、时间越长越利于胡萝卜素提取
B.图中甲过程表示萃取，此过程用到的有机溶剂具有较低的沸点
C.图中乙过程表示浓缩，浓缩之前进行过滤的目的是除去萃取液中的不
溶物
D.只能从植物中提取天然β－胡萝卜素√23415789610解析 新鲜胡萝卜素含大量水分，提取时应干燥，但要控制干燥时间和温度，若温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。图中甲是萃取，所用萃取剂应具有较高的沸点，并能充分溶解胡萝卜素。工业生产上，β－胡萝卜素的提取方法主要有三种：一是从植物中提取，二是从岩藻中获得，三是利用微生物发酵生产。7.胡萝卜素被认定为A类优秀营养色素，下列关于β－胡萝卜素说法不正确的是
A.β－胡萝卜素属脂溶性维生素A的一种，可治疗因缺乏维生素A而引起
的骨质疏松、佝偻病等
B.β－胡萝卜素是一种抗氧化剂，可清除体内自由基，抑制自由基生成，
具有抗衰老作用
C.β－胡萝卜素具有促进免疫细胞增殖，增强免疫细胞功能的作用，故可
防治肿瘤、癌症等疾病
D.β－胡萝卜素摄入量大时，在体内可积累又不会引起中毒，故可作为食
品添加剂和营养补充剂√答案234157896108.胡萝卜素的纸层析鉴定，正确的是
①制备滤纸：取18 cm×30 cm滤纸条，在滤纸下端距底边2 cm处做一基线，取A、B、C、D 4个点。
②点样：用最细注射器针头分别吸取标准样品和提取样品在A、D和B、C点上点样，吹干。
③层析：将滤纸卷成筒状并固定，放到盛有1 cm深石油醚的密封玻璃瓶中层析。
④观察：取出滤纸条，使石油醚自然挥发后观察层析带。
⑤注意滤纸条预先干燥处理；点样时快速细致、样点圆点尽量细小；滤纸筒的竖直边缘不能接触；石油醚易挥发，注意层析容器要密封。
A.全对 B.四项对 C.三项对 D.二项对√23415789610答案解析23415789610解析 胡萝卜素的纸层析鉴定过程为：制备滤纸→点样→层析→观察。点样和层析过程最为关键，点样时要快速细致，圆点尽量小，点样后要吹干。层析过程滤纸筒的竖直边缘不能接触；为防止石油醚挥发，层析容器要密封处理。9.根据提取橘皮精油的实验流程示意图回答下列问题：
①石灰水浸泡→②漂洗→③压榨→④过滤→⑤静置→⑥再次过滤→橘皮油
(1)第①步之前对橘皮的处理是 。
(2)新鲜的橘皮中含有大量的 、 和 ，如果直接压榨，出油率较低。
(3)压榨是个机械加压过程，要求是___________________________________
。
(4)为了使橘皮油易与水分离，还要分别加入___________________________
，并调节pH至 。
(5)第④步用 过滤，目的是除去 。
(6)第⑥步用 过滤。干燥去水果蜡果胶水分既要将原料压紧，防止原料滑脱，又要将油分挤压出来相当于橘皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠7～8普通布袋固体物和残渣滤纸23415789610答案解析23415789610解析 由于鲜橘皮中含有大量的果蜡、果胶和水，若直接压榨，出油率极低，故应先将橘皮干燥去水，并用石灰水破坏细胞，水解果胶。压榨时要使油与水分离，应加入相当于橘皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠，并调节pH至7～8。该过程中两次过滤的目的不同，第一次过滤是用普通布袋除去固体物和残渣，第二次则用滤纸除去少量水分和蜡质等杂质。10.右图为提取胡萝卜素的装置示意图，请回答有关问题：
(1)胡萝卜素萃取的效率主要取决于 和
。
(2)一般来说，要想萃取效果好，要保证_______________
。
(3)萃取过程应该避免明火加热，采用 加热，其原因是
。
(4)在加热瓶口安装冷凝回流装置的目的是 。
(5)实验完成后，通过观察 ，可以验证实验是否成功。萃取剂的性质使用量需要提取的物质充分溶解水浴有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧爆炸防止加热使有机溶剂挥发萃取样品是否出现标准样品对应的胡萝卜素层析带23415789610答案解析23415789610解析 萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时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。需要提取的物质能够充分溶解，萃取的效果就好。胡萝卜素的提取效果可通过纸层析法鉴定，通过观察萃取样品是否出现标准样品对应的胡萝卜素层析带验证实验是否成功。课件41张PPT。第16课时 植物芳香油的提取专题6 植物有效成分的提取学习导航
1.阅读教材P72“基础知识”，了解植物芳香油的来源、提取方法和不同
材料的提取方法的选择。
2.分析教材P73“(一)”，掌握玫瑰精油提取的方法、装置及过程。
3.分析教材P74“(二)”，掌握橘皮精油提取的方法、材料的处理及提取
过程。
4.通过教材P75“操作提示”，分析影响精油品质的因素。
重难点击
1.简述植物芳香油的来源及其提取方法。
2.通过实验设计，初步掌握植物芳香油的提取技术。一、植物芳香油的来源和提取方法当堂检测二、实验操作及注意事项内容索引一、植物芳香油的来源和提取方法基础梳理1.芳香油的来源及特点
(1)来源(2)成分：成分复杂，以 及其衍生物为主。
(3)特点：具有很强的 ，易溶于 。麝灵猫大约50多萜类化合物挥发性有机溶剂2.提取植物芳香油的方法
(1)选用依据：根据 的特点。
(2)提取方法植物原料挥发性较强(3)用于萃取的有机溶剂必须事先精制，目的是 ，否则会影响芳香油的质量。浸泡压榨静置过滤易焦糊有效成分易水解干燥萃取过滤颗粒要尽可能细小充分浸泡在有机溶剂中除去杂质问题探究1.水蒸气蒸馏法的种类
(1)三种水蒸气蒸馏法的分类依据是什么？答案 根据原料放置的位置分为三种方法。答案 都有过滤提纯这一环节，即除去液体中的固体杂质。(2)三种方法的操作过程有哪些相同点？答案答案 要根据植物原料的特点来确定。2.植物芳香油提取方法的选取
(1)选择植物芳香油提取方法的依据是什么？答案 对于柑橘和柠檬，水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解，因此柑橘和柠檬芳香油的提取常用压榨法。(2)柑橘和柠檬为何不适于用水中蒸馏？答案答案 萃取法。先将粉碎、干燥的原料用有机溶剂浸泡，溶解芳香油，然后蒸发出有机溶剂，获得纯净的植物芳香油。3.某植物芳香油易溶于有机溶剂，分析可用什么方法提取。如何操作？归纳提炼水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏的区别
(1)这三种方法的基本原理相同，但蒸馏过程中原料放置位置不同。
①水中蒸馏：原料放在蒸馏容器的水中，水要完全浸没原料。
②水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料放在筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。
③水气蒸馏：蒸馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，上面放原料。
(2)各自特点：水中蒸馏设备简单、成本低、易操作，而水上蒸馏和水气蒸馏所需时间短，出油率高。拓展应用1.下列属于植物芳香油理化性质的是
①具有较强的挥发性 ②易溶于水 ③易溶于有机溶剂 ④具有特殊的植物香味
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④解析 植物芳香油是植物有效成分的提取液，其特点是有特殊的植物香味和较强的挥发性，且不易溶于水，易溶于有机溶剂。答案解析2.柑橘、柠檬芳香油的制备通常采用压榨法而不采用水蒸气蒸馏法，其原因不包括
A.水中蒸馏会导致原料焦糊
B.柑橘、柠檬芳香油易溶于有机溶剂
C.会使芳香油的有效成分水解
D.柑橘皮、柠檬皮中的芳香油含量高解析 柑橘、柠檬等水中蒸馏会导致原料焦糊，且会使芳香油的有效成分水解，因此不宜采用水蒸气蒸馏法提取，柑橘皮、柠檬皮中的芳香油含量高，因此可以利用压榨法分离。柑橘、柠檬芳香油均易溶于有机溶剂，但不是采用压榨法而不采用水蒸气蒸馏法的原因。答案解析植物芳香油提取方法的选择原则
植物芳香油提取方法的选择主要根据植物原料的性质确定：
(1)挥发性强、热稳定性高的芳香油可以用水蒸气蒸馏法提取。
(2)植物芳香油含量高的材料一般采用压榨法提取。
(3)易溶于有机溶剂的植物芳香油可以采用萃取法提取。二、实验操作及注意事项基础梳理1.玫瑰精油的提取
(1)用途：制作 的主要成分。
(2)性质：化学性质 ，难溶于 ，易溶于 ，能随水蒸气一同蒸馏。
(3)方法：一般可采用 提取；根据其化学性质，也可采用
提取。高级香水稳定水有机溶剂水蒸气蒸馏法萃取法(4)实验流程
①取材：在玫瑰的盛花期，最好是选用当天采摘的 。
②安装蒸馏装置。
③蒸馏：在蒸馏瓶中加几粒沸石，防止液体过度沸腾。
④分液：用锥形瓶收集 色的乳浊液，向锥形瓶中加入NaCl，使乳浊液分层。
⑤除水：加入 吸收水分，再过滤除去。鲜玫瑰花乳白无水Na2SO42.橘皮精油的提取
(1)橘皮精油的特点
①性质：无色透明，具有诱人的橘香味。
②成分：主要为 。
③用途：是食品、化妆品和香水配料的优质原料。
(2)橘皮精油的提取
①方法：一般采用 。柠檬烯压榨法②流程
橘皮的处理：将新鲜橘皮干燥去水
↓
石灰水浸泡：用石灰水浸泡橘皮
↓
清水漂洗：浸泡好的橘皮用流水漂洗干净，沥干水分
↓
粉碎与压榨：将橘皮粉碎，加入相当于橘皮质量0.25%的 和5%
的Na2SO4，并调节pH至 ，用压榨机压榨得到压榨液
↓NaHCO37～8过滤压榨液：用 过滤，再离心处理滤液，分离出上层橘皮油
↓
：将橘皮油在 下静置 ，分离出上层澄清橘皮油
↓
再次过滤：将下层橘皮油用 过滤，滤液与上层橘皮油合并，得到
_________
3.操作提示
(1)玫瑰精油的提取：蒸馏时温度不能 ，时间不能 。
(2)橘皮精油的提取：橘皮在 中浸泡时间为10 h以上，这样压榨时不会 ，出油率高，并且 时不会堵塞筛眼。普通布袋静置处理5～10 ℃5～7 d滤纸橘皮精油太高太短石灰水滑脱过滤问题探究1.玫瑰精油的提取
(1)所给的材料有鲜玫瑰花和干玫瑰花，应分别选取哪种方法提取玫瑰精油？答案 ①鲜玫瑰花用水中蒸馏法，更简便易行。
②干玫瑰花可使用有机溶剂萃取法，一般不用压榨法。答案(2)如图所示蒸馏装置，分析使用水蒸气蒸馏装置的注意事项有哪些(从安装顺序、水的应用方面考虑)？答案 ①图中装置安装时一般按自下而上，从左到右的顺序，拆卸装置的顺序与安装时相反。保证冷凝管中的水下进上出。
②蒸馏开始时，先通冷水后加热；蒸馏完毕时，先撤热源后停止通水。答案(3)在玫瑰乳浊液的处理过程中，先后使用NaCl和无水Na2SO4有何作用？答案 加入NaCl，增加盐的浓度，能促使油水分层；无水Na2SO4能吸去油层中含有的少量水分。答案 蒸馏温度太高、时间太短，产品品质就比较差，为了提高品质要严控蒸馏温度，适当延长蒸馏时间。(4)蒸馏时许多因素都会影响产品的品质，为了提高品质，对蒸馏温度和蒸馏时间应如何控制？答案2.橘皮精油的提取
(1)为了提高橘皮精油的出油率，对原料要如何处理？答案 为提高出油率，需将橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡。答案 ①石灰水的pH为12，强碱性，能破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。
②橘皮在石灰水中的浸泡时间应为10 h以上。(2)在提取橘皮精油的过程中用石灰水浸泡的目的是什么？对浸泡时间有何要求？答案(3)在提取橘皮精油的实验流程中，第一次过滤之后、静置之前还有一个离心操作，目的是什么？答案 进一步除去质量较小的残留固体物。答案 第一次过滤是普通布袋过滤，目的是除去固体物和残渣；第二次过滤是滤纸过滤，目的是除去少量的水和果蜡。(4)压榨法提取橘皮精油时的两次过滤有何不同？答案归纳总结 橘皮精油提取中的注意事项
(1)实验中要注意避免石灰水与皮肤接触。
(2)为了能将柑橘皮均匀地浸泡在石灰水中，柑橘皮可以放入家用榨汁机中粉碎，但要注意安全。
(3)可以将未经浸泡的样品作为对照，探究浸泡时间对出油率的影响。
(4)压榨前要充分考虑容器能够承受的压力范围，防止容器破裂，导致实验失败和发生安全事故。
(5)为了使橘皮油易与水分离，还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并调节pH至7～8。
(6)静置处理要掌握好温度(5～10 ℃)和时间(5～7 d)。拓展应用3.在利用水蒸气蒸馏法制取的玫瑰乳浊液提纯的过程中，先后使用NaCl、无水Na2SO4，其作用分别是
A.分层、吸水 B.溶解、吸水
C.吸水、分层 D.分层、萃取解析 玫瑰乳浊液的处理过程中，加入NaCl的目的是降低玫瑰油的溶解度，利于水、油分层，便于分液。加入无水Na2SO4(常用的干燥剂)的目的是进一步吸取分液出来的油层中的水分。答案解析4.下列是与芳香油提取相关的问题，请回答：
(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有________
的性质。蒸馏时收集的蒸馏液 (填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油，原因是__________________________________
。易挥发、难溶于水、化学性质稳定不是蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，得到的是油水混合物解析 水蒸气蒸馏法利用了玫瑰精油易挥发、难溶于水、化学性质稳定的特性，蒸馏时由于玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，因此得到的是油水混合物，不是纯的玫瑰精油，需经分液、除水、过滤后才能得到纯的玫瑰精油。答案解析(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和 。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是__________________________________________
。蒸馏温度一定时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后提取量不再增加解析 当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和蒸馏温度。当原料量等其他条件一定时，一定时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后提取量不再增加。答案解析(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会 ，原因是_________
。下降部分精油会随水蒸气的蒸发而散失解析 蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，如果不进行冷却，部分精油会随水蒸气的蒸发而散失。答案解析(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度 的地方，目的是 。较低减少挥发(或防止挥发)解析 玫瑰精油易挥发，应保存在温度较低的地方。(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如下图所示。提取精油时采摘花的最适时间为 天左右。a解析 采摘花的最适时间是精油含量最高时，由图可知，a天左右时精油含量最高，因此采摘花的最适时间为a天左右。答案解析(6)从薄荷叶中提取薄荷油时 (填“能”或“不能”)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是 。能薄荷油与玫瑰精油化学性质相似解析 薄荷油与玫瑰精油化学性质相似，同样可以采用水蒸气蒸馏法提取。答案解析一题多变
(1)为什么易挥发、难溶于水、化学性质稳定的植物芳香油适合用蒸馏法提取？答案 易挥发的物质能够与水蒸气一同蒸馏出来；难溶于水的物质易与水分离；化学性质稳定的物质不会在蒸馏时被破坏。答案 还可以用萃取法提取，因为玫瑰精油易溶于有机溶剂。(2)提取玫瑰精油时还可以采用什么方法？为什么？答案玫瑰精油的提取和橘皮精油的提取中过滤的作用
(1)玫瑰精油的提取实验中过滤的作用是除去固体Na2SO4。
(2)橘皮精油的提取实验中过滤的作用是除去固体物和残渣。柑橘加入
NaCl加入无水
Na2SO4漂洗当堂检测234511.提取的植物芳香油具有很强的挥发性，其组成比较复杂，主要包括
A.蛋白质和糖 B.核酸和蛋白质
C.脂肪和蛋白质 D.萜类化合物及其衍生物√解析 植物芳香油的种类虽然很多，但化学本质基本一致，其主要成分是萜类化合物及其衍生物。答案解析2.在蒸馏过程中，将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏的标准是
A.原料的种类 B.原料的特性
C.原料放置的位置 D.原料的成分23415答案解析 蒸馏是提取植物芳香油的最常用方法，可根据原料放置位置的不同分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏。水中蒸馏是指水和原料混合。水上蒸馏是指原料在水上，和水不相接触。水气蒸馏是指原料和水不在同一容器中，两容器靠一管道相通，以便输送蒸气。解析√3.分离出的橘皮精油一般要放在5～10 ℃的冰箱中，静置5～7天，其主要目的是
A.低温保持橘皮精油的活性
B.低温降低橘皮精油的挥发性
C.去除水和蜡质等杂质
D.低温使橘皮精油凝固23415答案解析 用分液漏斗分离得到的橘皮精油还含有少量的水和果蜡，需要在5～10 ℃的冰箱中，静置5～7天，使杂质沉淀。解析√4.萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发出某种物质，就可以得到纯净的植物芳香油。蒸发出的物质是
A.有机溶剂 B.芳香油
C.有机溶剂中杂质 D.芳香油中杂质23415√解析 萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中，然后再把有机溶剂蒸发，从而得到芳香油的方法。答案解析5.通过对玫瑰精油、橘皮精油提取过程的学习，请你自己设计一个提取茉莉油的过程，并回答下列问题：
(1)第一步，采摘原料，提炼茉莉油的原料为 ，要在 期采收，此时，茉莉油的含量较高。
(2)提取茉莉油常采用 法，此方法是通过水分子向原料中渗透，使 ，形成精油与水的共沸物，蒸馏出的水蒸气与精油通过 、 后得到精油。23415答案茉莉花盛花水蒸气蒸馏植物中精油成分向水中扩散冷凝油水分离(3)下图是茉莉油的生产工艺，请据图回答：
①向蒸馏器中加入原料时，茉莉花与清水的质量比大约为 。
②A表示 过程，B表示 过程，C表示 。通过C提取出的直接精油，可能还混有一定的水分，所以要向提取液中加入D
吸水，放置过夜，再过滤除去固体物质，即可得到茉莉油。23415答案1∶4水蒸气蒸馏冷凝分离油层无水硫酸钠课件32张PPT。第17课时 胡萝卜素的提取专题6 植物有效成分的提取学习导航
1.通过教材P77“课题背景”和“基础知识”，了解胡萝卜素的价值、工业
提取方法，掌握胡萝卜素的性质和作用。
2.阅读教材P77“实验设计”，掌握胡萝卜素提取的方法及实验装置。
3.分析教材P79“结果分析与评价”，掌握用纸层析法鉴定提取的胡萝卜
素粗品。
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1.了解有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素的基本原理。
2.初步学会胡萝卜素的提取技术和纸层析法的操作方法。一、胡萝卜素的性质及萃取要求当堂检测二、胡萝卜素的提取和鉴定 内容索引一、胡萝卜素的性质及萃取要求基础梳理1.胡萝卜素的基础知识
(1)胡萝卜素的性质：胡萝卜素是 结晶，化学性质比较 ，不溶于 ，微溶于 ，易溶于 等有机溶剂。
(2)种类划分：根据胡萝卜素的分子结构可以将胡萝卜素划分为三类，最主要的组成成分是 。
(3)提取途径橘黄色稳定水乙醇石油醚β－胡萝卜素植物微生物的发酵2.提取胡萝卜素的基本原理
(1)萃取剂的选择
①选择萃取胡萝卜素的有机溶剂的原则
a.具有较高的 ，能够 胡萝卜素，并且不与水混溶。
b.萃取 。
c.对人无毒性，不易燃，易与产品分离，不影响 。
②有机溶剂的分类
有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种：a. 能够与水混溶，是水溶性有机溶剂；b.石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶，称为 。沸点充分溶解效率要高产品质量乙醇和丙酮水不溶性有机溶剂(2)影响萃取的因素
①主要因素：萃取的效率主要取决于萃取剂的 和 。
②次要因素：萃取的效率受到 、 、 、萃取的 等条件的影响。性质使用量原料颗粒的大小紧密程度含水量温度和时间问题探究1.提取胡萝卜素能否用乙醇或丙酮作为萃取剂？为什么？答案 不能。因为乙醇和丙酮属于水溶性有机溶剂，而胡萝卜素应该用水不溶性有机溶剂进行提取，如石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等。答案 有机溶剂的沸点较高，可以充分溶解胡萝卜素。2.为什么用于提取胡萝卜素的萃取剂要有较高的沸点？答案答案 原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。3.影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还有哪些因素？答案 因为有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧或爆炸。4.萃取胡萝卜素时为什么要避免明火加热？答案拓展应用1.下列关于胡萝卜素的说法，不正确的是
A.胡萝卜素存在于叶绿体类囊体薄膜上
B.胡萝卜素可划分为α、β、γ三类，其中β－胡萝卜素是最主要的组成成分
C.胡萝卜素可用来预防肿瘤、癌症和心脑血管疾病等
D.β－胡萝卜素只存在于蔬菜中答案解析解析 叶绿体中的色素包括叶绿素、类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)，分布在叶绿体类囊体薄膜上。胡萝卜素分子中有大量的碳碳双键，根据双键数目不同，可将胡萝卜素划分为α、β、γ三类，β－胡萝卜素是其中最主要的组成成分，一分子的β－胡萝卜素可被氧化成两分子的维生素A，因此，胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病。β－胡萝卜素不但存在于蔬菜(如胡萝卜)中，也存在于某些橙色、黄色的水果中。2.萃取剂是萃取过程中必不可少的，故萃取剂的选择也是至关重要的，一般不考虑
A.萃取剂与萃取物的溶剂互不相溶
B.萃取物在萃取剂中的溶解度要大于在原溶液中的溶解度
C.萃取剂的沸点
D.萃取剂可分为水溶性和水不溶性两种答案二、胡萝卜素的提取和鉴定 基础梳理1.提取方法： 。
2.操作流程及注意事项
(1)操作流程：胡萝卜→ → →萃取→过滤→ →胡萝卜素。
(2)注意事项
①避免 ，采用 ，这是因为有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。
②为防止加热时有机溶剂挥发，需在加热瓶口安装回流冷凝装置。
③萃取液的浓缩可直接使用 装置。浓缩前要进行 ，除去萃取液中的不溶物。萃取法粉碎干燥浓缩明火加热水浴加热蒸馏过滤3.胡萝卜素粗品的鉴定
(1)方法：通过 进行鉴定。
(2)步骤
做基线：在18 cm×30 cm滤纸下端距底边 处做一基线，在基线上取
A、B、C、D四点
↓
对照点样：A、D点点上 ，B、C点点上_________
↓
干燥层析：吹干溶剂，放入 中层析
↓
对比观察：对比观察 与 对应层析带的异同纸层析2 cm标准样品萃取样品石油醚标准样品萃取样品问题探究1.实验装置分析
如图为提取胡萝卜素的装置图，请据图回答下列问题：
(1)图中⑤是什么？有什么作用？答案 冷凝管。降温，防止加热时有机溶剂挥发。答案(2)④烧瓶内加入的萃取剂一般是什么？原料在加入前，一般要进行怎样的处理？答案 石油醚。原料要进行粉碎和干燥处理。(3)该萃取过程采用的是水浴加热，其目的是什么？答案 避免使用明火加热引起燃烧、爆炸。2.实验过程分析
(1)萃取操作之前，为什么要将胡萝卜粉碎、干燥？答案 萃取的效率与原料颗粒大小和含水量等有关，原料颗粒小、含水量低时萃取效果好。答案 浓缩的实质是蒸发有机溶剂，提纯胡萝卜素。(2)实验操作中浓缩的实质是什么？答案3.胡萝卜素粗品的鉴定
(1)结合教材中的图示分析本图有哪些错误。答案 ①玻璃瓶未加盖密封；
②层析液过多，没过了基线；
③滤纸两边接触，滤纸的两边不能相互接触。答案 若萃取样品中出现了与标准样品一样的层析带，则提取的胡萝卜素纯度高。(2)层析结果怎样才能表明提取的胡萝卜素纯度高？答案拓展应用3.下列关于提取胡萝卜素的实验流程的叙述中，不正确的是
A.萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，
并且不与水混溶
B.萃取过程中在加热瓶口安装冷凝回流装置，是为了防止加热时有机溶
剂的挥发
C.为了提高萃取的效率，可以适当地提高温度，可采用酒精灯直接加热
的方法
D.浓缩的过程是为了把萃取剂与β－胡萝卜素分开答案解析解析 萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点，以便在较高温度下保持液态，从而利于胡萝卜素溶于有机溶剂，有机溶剂不与水混溶，防止原料中的水分进入萃取液，难以分离，A项正确；
萃取过程中在加热瓶口安装冷凝回流装置，是为了防止加热时有机溶剂的挥发，B项正确；
为了提高萃取的效率，可以适当地提高温度，但是由于有机溶剂易挥发且易燃易爆，因此应避免明火加热，不能采用酒精灯直接加热的方法，C项不正确；
浓缩的过程是为了把萃取剂与β－胡萝卜素分开，D项正确。4.下列关于胡萝卜素鉴定实验的有关叙述中，正确的是
A.每次点样应快速细致，形成直径相同的小圆点
B.点样后应立即将滤纸放入层析液中
C.层析液所用试剂为石油醚和酒精的混合液
D.层析过程中，滤纸放在普通烧杯中答案解析解析 每次点样应快速细致，形成直径为2 mm左右的大小相同的小圆点，A项正确。
点样后需等滤纸上的点样液挥发干后，再将滤纸放入层析液中层析，B项不正确。
层析液所用试剂为石油醚，C项不正确。
层析过程中，滤纸应放在密闭的玻璃瓶中，而不能放在普通烧杯中，因为普通烧杯不能密封，层析液易挥发，D项不正确。蒸馏装置的两种用法
(1)在蒸馏法中的应用：用于蒸馏过程，蒸馏后植物有效成分随水蒸气一起蒸馏，冷凝后存在于油水混合物中。
(2)在萃取法中的应用：用于萃取液的浓缩，植物有效成分存在于蒸馏烧瓶中，冷凝后收集到的是有机溶剂。有机溶剂水萃取剂干燥浓缩纸层析当堂检测234511.石油醚经常被用作植物有效成分提取时的萃取剂，其原因是
A.具有较高的沸点、萃取效率高、毒性很小
B.具有较低的沸点、萃取效率高、毒性很小
C.具有较高的沸点、萃取效率一般、毒性较小
D.具有较低的沸点、萃取效率高、毒性较大√答案2.下列有关胡萝卜素的叙述，错误的是
A.胡萝卜素的化学性质稳定，溶于水，不溶于乙醇
B.胡萝卜是提取天然β－胡萝卜素的原料
C.微生物的发酵生产是工业提取β－胡萝卜素的方法之一
D.提取后，干燥过程中，时间不能太长，温度不能太高23415答案解析 胡萝卜素为橘黄色结晶粉末，不溶于水，微溶于乙醇。胡萝卜素在弱碱性条件下比较稳定，在酸中不稳定，在光照和含氧条件下也不稳定。解析√3.影响胡萝卜素提取的因素有
①温度 ②胡萝卜的干燥程度 ③萃取剂的性质 ④萃取剂的使用量 ⑤胡萝卜粉碎块大小 ⑥加热时间
A.①②③④⑤⑥ B.①③④⑥
C.①②④⑤⑥ D.①②③⑤23415答案√4.在胡萝卜素的提取过程中，对材料的处理正确的是
A.要把买来的胡萝卜放置几天后，再做实验
B.在烘箱中烘干胡萝卜时，为了节省时间，要求温度越高越好
C.为了充分干燥胡萝卜，所以干燥时间越长越好
D.要把烘干好的胡萝卜用研钵研成胡萝卜干粉备用23415√解析 新鲜的胡萝卜含有大量的水分，若放置时间太长，就容易变质。干燥时，若温度太高，时间太长，则胡萝卜素容易分解。因此，需要适宜的温度和时间将胡萝卜烘干，然后用研钵研成干粉备用。答案解析5.根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质，回答下列问题：
(1)胡萝卜素是 色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素时，常用
作为溶剂，原因是_____________________
。23415解析 胡萝卜素的颜色是橘(橙)黄色，胡萝卜素是脂类物质，根据相似相溶原理，易溶于亲脂性有机溶剂。橘(橙)黄亲脂性有机溶剂(或有机溶剂)胡萝卜素是脂类物质(或胡萝卜素不溶于水，易溶于有机溶剂)答案解析(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是 法。用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、 、 、 。23415解析 提取胡萝卜素常用萃取法，步骤：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。萃取萃取过滤浓缩答案解析(3)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将 和 控制在一定范围内，原因是 。解析 胡萝卜颗粒在加热过程中，应严格将温度和时间控制在一定范围内，防止胡萝卜素因温度过高和时间过长而导致分解。温度时间温度过高或时间过长会导致胡萝卜素分解(4)提取的胡萝卜素可通过 法进行鉴定，在鉴定过程中需要用_____
对照。23415解析 提取到的胡萝卜素通过纸层析法鉴定，该过程需要用标准样品作为对照。纸层析标准样品答案解析(5)一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成 比。解析 一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒含水量成反比。反
