2018—2019年度生物苏教版选修1同步教学课件（14份）

课件39张PPT。章末整合提升第一章　无菌操作技术实践知识系统构建规律方法整合内容索引热点考题集训知识系统构建基础鉴别固体液体调
节
pH灭
菌1.细菌培养基的配制过程：配制培养基→调节pH→分装→包扎→灭菌→搁置斜面。
2.消毒和灭菌的实质不同：前者只杀死绝大多数微生物，后者则杀死所有的微生物。
3.微生物的接种方法有穿刺接种、斜面接种、涂布平板接种和平板划线接种。
4.用涂布平板法形成的细菌菌落通常仅在平板表面生长，而混合平板法形成的细菌菌落出现在平板表面及内部。
5.微生物分离的原理是提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物生长。方法是使用选择培养基。6.统计菌落数目的方法可分为活菌计数法和显微镜直接计数法。前者的原理是涂布平板法接种，一个菌落代表一个单细胞；后者的原理是利用血球计数板，在显微镜下计数。8.生长素、细胞分裂素是启动生长、细胞分裂、脱分化、再分化的关键激素。进行组织培养时要配备三种培养基，分别是愈伤组织形成培养基、诱导生根培养基和诱导生芽培养基。
9.天竺葵的组织培养过程：准备(器具准备、试剂准备)→配制培养基→灭菌→取材与接种→观察与记录→转接培养。规律方法整合整合一　微生物的纯培养技术与无菌操作技术1.微生物的纯培养技术
(1)自然环境中的微生物是混杂在一起的，因此分离获得纯培养物的基本原理：首先采用一定方法将单个的细胞与其他细胞分离开，进而提供细胞合适的营养和条件，使其生长成为可见的群体。
(2)微生物的分散主要采用稀释的方法，而固体培养基能够使分散的细胞固着于一定的位置，与其他的细胞分离，从而生长成为一个单细胞来源的群体即纯培养物。
①平板划线法：将合适的无菌培养基倒入无菌培养皿中，冷却后制备成平板。平板划线法中细胞的分离和稀释过程发生在接种环在固体平板表面上的划线和移动过程中，产生的单个细胞在培养基表面生长的后代就是纯培养物。②涂布平板法：该法用在将细胞接种到培养基之前，通过液体稀释的方法分散细胞，最常用的液体稀释方法为10倍系列稀释，随着稀释程度的增大，单位体积中的微生物细胞数量减少，细胞得以分散。然后，将灭完菌冷却到45～50 ℃的培养基倒入无菌培养皿中冷却形成平板，然后选择细胞得以分散的合适稀释度的菌悬液加到平板中央，以玻璃涂布器将之均匀地涂布于整个平板上培养即可。2.无菌操作要求
(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。
(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。
(3)为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
(4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。例1　某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示，请分析回答下列问题：(1)培养基中加入化合物A的目的是___________，这种培养基属于_____
培养基。筛选目的菌选择答案解析解析　欲筛选可降解有机物A的微生物，需配制只以有机物A为唯一碳源的选择培养基，以保障目的菌的生长，抑制非目的菌的生长繁殖；若需“振荡”培养，表明该目的菌为好氧型菌；平板划线接种的工具为接种环，使用前后均需灼烧灭菌。(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的_________。实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是___________。
(3)在上述实验操作过程中，获得纯净“目的菌”的关键是______________
_____。
(4)转为固体培养基时，常采用平板划线法进行接种，此过程中所用的接种工具是_______，操作时采用_____灭菌的方法。
(5)如何确认培养基是否合格？
________________________________________________________________________________。化合物A异养需氧型防止外来杂菌污染接种环灼烧不接种的空白培养基与接种培养基一起培养，用以证明培养基制备过程中是否被杂菌污染答案整合二　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2　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，实际上就是一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育成新个体，所以是由未分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程，不能体现出细胞的全能性。整合三　植物组织培养易混点辨析1.植物组织培养的四种培养基
(1)基础培养基——MS培养基
①母液：大量元素、微量元素、铁盐、有机物等；
②其他成分：蔗糖、琼脂；
③pH：5.6～5.8。
(2)诱导愈伤组织形成的培养基
MS＋0.5 mg/L 6－BA＋0.125 mg/L 2,4－D
(3)诱导分化芽的培养基
MS＋1.0 mg/L 6－BA＋0.1 mg/L NAA
(4)诱导生根的培养基
MS＋0.1 mg/L NAA2.植物组织培养中不使用天然激素的原因：组织培养时不用天然激素而是用人工合成的植物生长调节剂，是因为植物中存在相应的分解天然激素的酶而没有分解相应的人工合成的植物生长调节剂的酶，所以天然激素在植物体内作用和存在的时间短，人工合成的植物生长调节剂的作用和存在的时间长，作用效果明显。
3.天竺葵组织培养中愈伤组织形成及生根、生芽期间均需在15～25 ℃光照强度为1 000～2 000 lx的条件下，每天光照12 h进行培养。4.无菌技术是植物组织培养成功的关键：植物组织培养不同于扦插、压条等常规的无性繁殖。由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高，对无菌操作的要求非常严格。若不小心引起污染，将可能造成培养工作前功尽弃，因此实验过程始终贯穿着灭菌消毒。对培养材料表面进行灭菌时，一方面要考虑药剂的消毒效果；另一方面还要考虑植物材料的耐受能力。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官都要区别对待。例3　1958年，美国科学家将胡萝卜韧皮部的细胞
培养产生完整植株，如右图所示，请回答下列问题：
(1)科学家所用的胡萝卜韧皮部细胞，在正常生物体内
_____(填“能”或“不能”)进行有丝分裂，原因是
___________________________________。答案解析解析　韧皮部细胞是由形成层细胞分裂产生的、已分化的细胞，在正常植物体内不再分裂。不能韧皮部细胞是已分化细胞，不能再分裂解析　植物细胞之所以能保持全能性，是由于这些细胞均来自同一受精卵细胞的有丝分裂，具有发育成完整个体所必需的全部基因。(2)韧皮部的细胞通过_______和_______形成许多完整
的植株，这些植株的特点是_____________。答案解析解析　已分化的细胞需经脱分化、再分化方可实现全能性表达，组织培养所获得的植株基因型相同。(3)此实验证明高度分化的植物细胞仍然具有发育成完
整植株的能力，也就是保持着_______。保持全能性的
原因是_________________________________________________________
__________________________。脱分化再分化彼此性状相似全能性 这些细胞来自受精卵的有丝分裂，子细胞的细胞核含有保持该物种遗传特性所需的全套遗传物质热点考题集训解析　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。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√答案解析12345678910A.该实验采用的是固体平板培养基
B.该实验采用涂布平板法接种
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√12345678910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。12345678910解析　平板划线法不需要进行梯度稀释，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。平板划线法和涂布平板法都能在培养基表面形成单个菌落。3.平板划线法和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.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123456789104.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
菌株解析√答案12345678910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，从而筛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能形成透明圈，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。123456789105.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.小麦花药离体培养培育出植株解析√答案解析　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。123456789106.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
数目相同解析√答案12345678910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核基因数目不一定相同。123456789107.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解析√答案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12345678910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。123456789108.在天竺葵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.培养时每日用光照强度为1 000～2 000 lx的光照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√答案解析　天竺葵的组织培养过程中需每日用光照强度为1 000～2 000 lx的光照射12 h，这不会造成外植体死亡。123456789109.空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：
①配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；
②制作无菌平板；
③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；
④将各组平板置于37 ℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。12345678910回答下列问题：
(1)该培养基中微生物所需的氮来源于_______________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是_____。
(2)步骤③中，实验组的操作是_____________________________________
___________________________。
(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了_____现象。若将30(即36－6)个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法_______(填“正确”或“不正确”)。牛肉膏、蛋白胨琼脂将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间污染不正确答案1234567891010.下图所示为菊花植株繁殖的示意图，请据图回答下列问题：解析答案(1)菊花的培养过程证实了植物细胞具有______，这个特性是植物组织培养的理论基础。该过程需要在____条件下进行，并需控制温度、pH和光照等条件。全能性无菌12345678910解析　题图所示过程为植物组织培养，能说明植物细胞具有全能性。植物组织培养过程必须在无菌条件下进行，否则会影响细胞的脱分化和再分化。植物组织培养过程中，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激素。生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值相当时，促进愈伤组织的生长。利用二倍体植物的花粉培育的植株为单倍体植株，此类植株是高度不育的，必须用秋水仙素处理单倍体幼苗，使其染色体数目加倍后，才能成为可育的植株。12345678910(2)培养过程中，为诱导愈伤组织形成根或芽等器官，培养基中要添加植物激素，主要是___________________等，主要调节细胞的___________。
(3)从单个细胞到愈伤组织的过程中，细胞进行了_______。
(4)假设A试管内是某植物的花粉，则培育出的植株称为单倍体植株，这些植株高度不育，所以必须用_________处理才能获得理想的植株。答案生长素、细胞分裂素分裂和分化脱分化秋水仙素12345678910课件46张PPT。第1课时　微生物的分离和培养第一章　无菌操作技术实践学习导航
1.简述高压蒸汽灭菌锅的使用方法及注意事项。
2.掌握制备细菌培养基的方法。
3.学会利用无菌操作技术接种与培养大肠杆菌。
重难点击
1.培养基的配制方法及常见种类。
2.大肠杆菌的接种与分离培养。一、微生物分离和培养的基本理论二、大肠杆菌的接种与分离培养内容索引当堂检测一、微生物分离和培养的基本理论基础梳理1.无菌操作技术
实验室常利用高温处理达到灭菌效果，包括采用 或 等方法。
(1)干热灭菌方法是将拟灭菌的物品放在 内，在160～170 ℃温度下加热1～2 h以达到灭菌的目的。
(2)湿热灭菌方法常采用 进行，如手提式高压蒸汽灭菌锅就是实验室常用的灭菌仪器之一。高压蒸汽灭菌锅的使用包括加水、装锅、 、 、出锅等步骤。干热灭菌湿热灭菌干热灭菌箱高压蒸汽灭菌锅加热排气保温保压2.配制培养基
(1)培养基概念：为人工培养微生物而制备的适合微生物 、 或积累代谢产物的 。
(2)培养基类型
①天然培养基：采用动植物组织或微生物细胞以及它们的提取物或粗消化物配制而成，如牛肉膏蛋白胨培养基。
优点： 、营养丰富、配制简便；
缺点： 难以控制、实验结果的重复性较差。生长繁殖营养基质取材便利营养成分②合成培养基：由 的分析纯等级别的高纯度化学试剂加蒸馏水配制而成，如葡萄糖铵盐培养基。
优点：化学成分及其含量 、实验的可重复性好；
缺点：配制繁琐、成本较高。
(3)培养基成分：一般都含有 、 (提供碳元素的物质)、 (提供氮元素的物质)和无机盐等最基本的物质。
(4)培养基的配制原则：在配制培养基时，根据 的不同需要，有时还要加入维生素等特殊的营养物质，并要调节培养基的 使之满足微生物生长的需要。准确称量明确水碳源氮源拟培养的微生物pH3.接种微生物
(1)接种的概念：在 条件下将微生物接入 的操作过程。
(2)常用的接种工具： 、 、接种环等。
(3)接种方法
①用 进行穿刺接种。
②用接种环进行斜面接种或在固体培养基平板上进行划线接种。
③用 进行涂布平板接种等。无菌培养基玻璃涂布器接种针接种针玻璃涂布器问题探究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？答案答案　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。2.实验室常利用高温处理达到灭菌效果，包括采用干热灭菌或湿热灭菌等方法。以下图高压蒸汽灭菌锅的使用为例，探究无菌技术的方法。(1)高压蒸汽灭菌的使用原理是什么？
答案　使用原理：将待灭菌物品放在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内；把锅内的水加热煮沸，并把其中原有的冷空气彻底驱尽后将锅密闭；再继续加热就会使锅内的蒸汽压逐渐上升，从而温度也随之上升到100 ℃以上。
(2)简述手提式高压蒸汽灭菌锅的使用步骤。
答案　加水、装锅、加热排气、保温保压、出锅等。答案(3)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。
(4)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　还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。答案3.微生物的培养离不开培养基，根据下面某微生物培养基的配方回答下列问题：(1)该培养基的碳源、氮源分别是什么？
答案　碳源：C6H12O6；氮源：NaNO3。
(2)依据物理性质用途划分，该培养基属于什么培养基？
答案　依据物理性质划分，该培养基属于液体培养基；依据用途划分，则属于选择培养基。
根据培养基的原料，所培养微生物的同化作用的类型是异养型，培养的微生物可能是酵母菌或霉菌。
(3)在固体培养基中加入的琼脂能为微生物提供营养吗？为什么？
答案　不能，微生物不能分解琼脂。
(4)普通培养基能培养病毒吗？为什么？
答案　不能，因为病毒只能进行活细胞寄生生活。答案(1)消毒与灭菌的区别(2)培养基的成分及功能拓展应用1.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。答案解析解析　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。2.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答案解析培养基的种类二、大肠杆菌的接种与分离培养基础梳理1.配制牛肉膏蛋白胨培养基_________调节pH_____灭菌2.斜面接种和培养大肠杆菌
斜面接种大肠杆菌的主要目的有 、 和保存纯净菌种等。具体操作步骤：菌种转移扩大培养____________接种环灭菌__________划线接种__________保存菌种3.平板划线分离和培养大肠杆菌
在实验室中，平板常常被用来 细菌等微生物。
(1)牛肉膏蛋白胨固体培养基的平板制作
配制好的培养基装瓶 →倒平板操作(A.打开瓶塞→B.________
→C.倒培养基→D. )。
(2)平板划线分离与培养大肠杆菌
①平板划线法的含义：用带有微生物的 在平板培养基表面通过分区划线而纯化分离微生物的一种方法。
②注意事项：接种和划线操作时需要在 附近进行。培养、分离灭菌灼烧瓶口灭菌倒置平板接种环酒精灯火焰问题探究1.利用培养基培养微生物时，首先要把微生物接种到培养基上。以牛肉膏蛋白胨培养基的配制为例，完成下列有关问题：
(1)以下为细菌培养基的配制的流程，若将分装步骤与调节pH步骤颠倒过来是否可行？答案答案　不行。若分装后再调节pH，会使培养基中pH调节不均匀；还可能将培养基弄到试管口，易被污染。(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　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。答案2.斜面接种和培养大肠杆菌
(1)下图接种方法分别是什么？答案答案　图1是穿刺接种、图2是斜面接种、图3是平板划线接种。(2)下表是关于接种操作步骤及其目的或分析说明，请完善下表。将接种环灭菌，避免污染菌种避免杂菌污染菌种灼烧灭菌，防止试管口菌体污染
培养基使接种环冷却，避免杀死菌种防止菌种沾于管壁，防止菌种
被杀死防止杂菌污染培养细菌，观察接种和培养的
结果24 h3.平板划线分离和培养大肠杆菌
在实验室中，平板常常被用来培养、分离细菌等微生物。思考回答下列相关问题：
(1)平板划线法接种菌种时，哪些操作可防止杂菌污染？
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。
(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　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，是为了保证菌落是由单一的细菌繁殖而成。答案(4)在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？
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。
(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　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。
(6)为何最后一次划线不能与第一次划线相连？
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，达不到纯化的效果。答案拓展应用3.关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的叙述中，不正确的是
A.配制固体培养基时一般要加适量的琼脂
B.分装到试管中的液体培养基的高度约为试管高度的1/2
C.待培养基冷却至50 ℃左右时进行搁置斜面
D.搁置斜面时，斜面长度不超过试管总长的1/2答案解析解析　在配制固体培养基时，琼脂是最常用的凝固剂，A正确；
分装到试管中的液体培养基的高度约为试管长度的1/5，B错误；
待培养基冷却至50 ℃左右时进行搁置斜面，以防培养基因温度过高而烫手，也不能过低，防止凝固后不易倒平板，C正确；
搁置斜面时，将试管口部枕在高约1 cm的木条或其他合适高度的物体上，使其自然倾斜，斜面长度不超过试管总长的1/2，D正确。解析　接种环伸入试管内后先接触培养基斜面顶端或其他无菌体的培养基部位，待接种环冷却后再接触长菌部位。4.在接种操作的过程中，不正确的是
A.要将接种环灼烧灭菌
B.取下棉塞后要将试管口灼烧灭菌
C.将接种环伸入试管内，先接触长菌多的部位
D.接种后还要将管口灭菌加塞答案解析解析　在每次划线前后都要对接种环进行灭菌，接种环的灭菌方法应是在火焰上灼烧，接种时划线操作在火焰边进行；在5个区域中，只要有单个活细菌，通过培养即可获得所需菌落。5.右图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为
12345。下列操作方法正确的是
A.操作前要将接种环放在火焰边灼烧灭菌
B.划线操作须在火焰上进行
C.在5区域中才可以得到所需菌落
D.在12345区域中划线前后都要对接种环灭菌答案解析(1)平板划线法所用培养基属于什么培养基？
答案　琼脂固体培养基。
(2)如何确认制备的培养基是否合格？
答案　将一个未接种的培养基同接种培养基一起培养，若未接种的培养基无菌落生长，说明制备的培养基合格，否则需要重新制备。
(3)如果培养基上长出的菌落相互重叠，则说明存在什么问题？
答案　说明划线不充分，应该重新操作。
(4)在第二区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于哪里？
答案　接种环上的菌种直接来源于上次(第一区中)划线的末端。答案接种培养基pH当堂检测1.右图是灭菌锅及其局部剖面示意图，
其中甲、乙、丙依次指
A.安全阀、排气阀、压力表
B.排气阀、安全阀、压力表
C.安全阀、排气阀、温度表
D.排气阀、安全阀、温度表√23451解析　根据教材P8图Ⅰ－Ⅰ高压蒸汽灭菌锅结构示意图，可判断甲、乙、丙分别为安全阀、排气阀、压力表。答案解析2.在培养基的配制过程中，具有如下步骤，其正确的顺序为
①溶化　②调pH　③加棉塞　④包扎　⑤分装　⑥称量
A.①②⑥⑤③④ B.⑥①②⑤③④
C.⑥①②⑤④③ D.①②⑤④⑥③√答案解析解析　上述步骤中，培养基的配制顺序为称量→溶化→调pH→分装→加棉塞→包扎。234153.下列有关平板划线操作的叙述，不正确的是
A.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
B.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
C.在第二区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于菌液
D.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√答案解析23415解析　平板划线操作中，接种环挑取菌种前灼烧的目的是避免接种环上可能存在的微生物污染培养物，以后每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线后残留的菌种。划线结束仍需灼烧接种环，是为了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。从第二次划线开始，每次划线时接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端。234154.下列依次表示倒平板、接种的位置，以及划线法接种的路径示意图，其中错误的是解析2341√答案5解析　倒平板时，用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，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，防止空气中的杂菌污染，故A正确；
接种时，左手将培养皿打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，故B正确；
划线时要从上一次划线的末端开始进行，让菌种来源于上一次划线末端，故C正确，D错误。234155.下表所示为某微生物培养基的配方，请回答下列问题：
(1)按照物理性质，该培养基属于_____培养基。
解析　培养基中没有加入琼脂，是液体培养基。
(2)该培养基中的碳源是________。不论何种培
养基，在各成分都溶化后分装前，要进行的是
调整pH和_____，倒平板时，一般需冷却至_____
左右，在___________附近操作。
解析　C6H12O6为微生物提供碳源，培养基在分
装前要调整pH和灭菌，倒平板时，一般需冷却
至50 ℃左右，在酒精灯火焰附近操作。液体C6H12O6灭菌50 ℃酒精灯火焰答案解析23415课件61张PPT。第2课时　分离特定的微生物并测定其数量第一章　无菌操作技术实践学习导航
1.认识各种微生物形成的菌落特征。
2.学会利用涂布平板法分离、培养微生物，并能测定其数量。
3.掌握利用选择培养基分离特定微生物的方法。
重难点击
简述分离、培养微生物的方法及数量测定。一、微生物分离和培养的基本理论二、以尿素为唯一氮源的土壤微生物的分离、
培养与数量测定内容索引当堂检测三、分离土壤中能分解纤维素的微生物一、微生物分离和培养的基本理论1.纯培养物培养
在实验室中利用 培养基可以筛选和分离某种微生物，然后在_________
的条件下，在 培养基上培养该微生物形成单个菌落，即由一个微生物(如某种细菌)形成的单个菌落。 即为纯培养物，可用于科学研究。
2.分离特定的微生物
(1)平板分离法
①概念：能将 微生物分离和固定在固体培养基表面或里面，每个孤立的活微生物体经过生长、繁殖均可形成 。
②分离、培养微生物最常用的培养基是 培养基。基础梳理选择高度稀释固体单个菌落单个单个菌落琼脂固体③类型：平板分离法有多种，如 平板法、 平板法等。
a.涂布平板法分离细菌：将待分离的样品进行10倍系列 ，取一定稀释度的样品0.1 mL倒入预先制备好的培养基平板中，用无菌__________
将样品 均匀，恒温培养一段时间，以获得单个菌落的方法。
b.混合平板法分离细菌：将待分离的样品进行10倍系列稀释，取一定稀释度的样品0.1 mL与 的培养基 ，将混合液倒入无菌培养皿中制成平板，培养一段时间，以获得单个菌落的方法。涂布混合稀释玻璃涂布器涂布熔化冷却至50 ℃左右混合均匀(2)选择培养分离
①概念：科学家针对某种微生物的 ，设计一个特定的环境，使之
这种微生物的生长，而 其他微生物的生长。这种通过
进行微生物纯培养分离的技术称为选择培养分离。
②依据原理：不同的微生物有不同的 或对 有不同的敏感性。特别适合抑制选择培养特性营养需求某种化学物质③举例
a.要分离耐高温菌，可在 条件下进行培养。
b.要分离对某种抗生素具有抗性的菌种，可在加有 (如链霉素或青霉素)的平板上进行分离。
c.在培养基中加入质量分数为10%的酚，可以抑制 的生长。
d.运用将 作为唯一碳源和能源的培养基，可以有效地分离能分解纤维素的细菌。
e.运用 培养基(培养基完全不含氮元素)，可选择能固氮的细菌。
f.运用只含尿素而不含其他氮元素的培养基，可以选择__________________
的微生物(能合成脲酶的微生物可以分解尿素)。高温该抗生素细菌和霉菌纤维素无氮能分解尿素以获取氮3.观察各种微生物形成的菌落
(1)菌落：指 微生物在适宜的 表面或内部生长、繁殖到一定程度，形成 、有一定 的子细胞生长群体。
(2)菌落特征： 微生物在 培养基上生长形成的 一般都具有稳定的特征，如菌落的大小、形状、边缘特征、隆起程度、颜色等，这些可以作为对微生物进行 、 的重要依据。单个固体培养基肉眼可见的形态结构不同特定菌落分类鉴定问题探究1.如何从众多微生物中分离某种微生物，所利用的原理是什么？答案答案　根据微生物所需营养物质、氧气、pH不同利用选择培养基选择。2.结合教材完善下图中两种分离和纯化微生物的平板分离法并思考：涂布涂布均匀混合表面表面和内部培养基(1)涂布平板法的实质是什么？
答案　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，从而能在培养基表面形成单个菌落。答案(2)试比较两种分离和纯化方法涂布先制作平板后
加入菌液平板表面菌液与培养基
混合，共同倒
平板平板表面和内部3.选择培养分离所利用的培养基是什么培养基？它利用的原理是什么？
答案　选择培养分离所利用的培养基是选择培养基。它利用的原理是不同的微生物有不同的营养需求或对某种化学物质有不同的敏感性。
4.通常以菌落的哪些表观特征来对微生物进行分类、鉴定等？
答案　菌落的大小、形状、边缘特征、隆起程度、颜色等。答案(1)菌落的特征：菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等。每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征。这些特征对菌种识别、鉴定有一定意义。
(2)选择培养基筛选微生物的方法
①在培养基中加入某种化学物质。
②改变培养基中的营养成分。
③改变微生物的培养条件。(3)平板划线法和涂布平板法的比较拓展应用1.下列有关涂布平板法，叙述错误的是
A.首先将菌液进行一系列的梯度稀释
B.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
C.在适宜条件下培养
D.结果都可在培养基表面形成单个的菌落答案解析解析　涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，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。用不同稀释度的菌液接种，只有在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物被分散成单个细胞，才能够在培养基表面形成单个菌落，而不是所有培养基上均可出现单个菌落。(1)移液时需要注意哪些问题？
答案　移液管也需经过灭菌。操作时，试管口和移液管应在离火焰1～2 cm处，吸管头不要接触任何其他物体。
(2)如何处理涂布器？
答案　将涂布器浸在盛有70%酒精的烧杯中，取出时，让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。答案2.从自然菌样中筛选较理想生产菌种的一般步骤是：采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定。
(1)不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。培养嗜盐菌的菌样应从 (填“高盐”或“低盐”)环境采集，培养厌氧菌的菌样应从 (填“有氧”或“无氧”)环境采集。
解析　在长期自然选择的作用下，生物与其生活环境相适应，培养嗜盐菌的菌样应从高盐环境中采集，培养厌氧菌应从无氧环境中采集。答案解析高盐无氧(2)富集培养指创设仅适应于该条件的微生物旺盛生长的特定的环境条件，使待分离微生物在群落中的数量大大增加，从而达到从自然界中分离到所需的特定微生物目的的微生物培养方法。对嗜盐菌富集培养的培养基应是 培养基；对含耐高温淀粉酶的微生物富集培养应选择_______
的培养基，并在 条件下培养。
解析　对嗜盐菌富集培养的培养基应是加盐培养基，对含耐高温淀粉酶的微生物富集培养应选择以淀粉为唯一碳源的培养基且在高温条件下培养。答案解析加盐以淀粉为唯一碳源高温(3)实验室最常用的灭菌方法是利用高温处理达到杀菌的效果。高温灭菌的原理是高温使微生物的蛋白质和核酸等物质发生 。 灭菌法是微生物研究和教学中应用最广、效果最好的湿热灭菌法。
解析　高温能使蛋白质和核酸发生不可逆转的变性，高压蒸汽灭菌法是应用最广、效果最好的湿热灭菌法。答案解析变性高压蒸汽(4)如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解，请分析接种的具体方法。获得图A效果的接种方法是 ；
获得图B效果的接种方法是 。解析　从培养基中菌落分布看，获得图A用的是涂布平板法，获得图B用的是平板划线法。答案解析涂布平板法平板划线法二、以尿素为唯一氮源的土壤微生物
的分离、培养与数量测定基础梳理1.原理：采用唯一氮源为 的选择培养基来培养。分离出能在此培养基中生长、繁殖的微生物。
2.实验流程
采集土壤，制备悬液：制备系列稀释液
　↓
选择培养：采用选择培养基培养
　↓
接种：涂布平板
　↓
培养与观察
　↓
计数菌落：选取菌落数为 的一组为样本进行统计尿素30～3003.显微镜直接计数法
(1)原理
①此法利用血球计数板，在显微镜下计算 的样品中微生物数量，但不能区分细菌的 。
②血球计数板是一块特制的载玻片，上面有一个特定的容积为 mm3
的计数室。计数室的规格有
两种，分别是25×16个小方
格或16×25个小方格。但两
种规格的计数室都是由 个
小格组成的。具体如右图：一定容积死活1×1×0.1400(2)操作
①将清洁干燥的血球计数板盖上盖玻片，用无菌的毛细滴管吸取摇匀的土壤微生物培养液，在 滴一小滴，让培养液沿着缝隙通过毛细渗透作用自动进入计数室。
②加样后静置 min，然后将血球计数板置于显微镜载物台上，先用_______
找到计数室所在位置，再换成 进行观察和计数。
(3)计数
①若规格为16×25型的血球计数板，则在计数室内选 个中方格(如图中加黑点的左上、右上、左下、右下四个角)中的菌体进行计数。盖玻片的边缘5低倍镜高倍镜4②若使用规格为25×16型的血球计数板，则在计数室内选 个中方格(四个角和中央的方格)中的菌体进行计数。
③对位于格线上的菌体，一般只统计 格线上的。
④求出每个 所含细菌的平均数，再按下面公式求出 样品中所含的细菌数。计算公式如下：
每mL原液所含细菌数＝ ×400×104× 。
(4)使用完毕后，将血球计数板用水反复冲洗干净，切勿用硬物洗刷。洗完后自然 即可。5上方和右边小格每毫升每小格平均细菌数稀释倍数晾干问题探究1.筛选分解尿素的细菌的选择培养基
下面是筛选分解尿素的细菌使用的培养基的配方，请分析：(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　碳源是葡萄糖，氮源是尿素。
(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　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。
(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　分解尿素的微生物能合成脲酶，而脲酶可将尿素分解成氨，从而为微生物生长提供氮源。答案2.下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。答案答案　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。(2)统计菌落数目
甲、乙两位同学用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　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。答案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　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。答案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　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。答案④为什么统计的菌落数比活菌的实际数目低？
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。答案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.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。解析　若对大肠杆菌进行计数，则需要用涂布平板法接种样品。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，请回答下列有关问题：
(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。答案解析涂布平板(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答案解析解析　应选取多个菌落数相差不大的平板进行计数，取其平均值。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_________________________________________________
。答案解析解析　212÷0.2×106＝1.06×109(个)。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解析　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。(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　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。
(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　a.培养基被污染，一些菌落是由杂菌繁殖而成的；
b.接种过程中由于操作不当感染了杂菌；
c.取菌液时没有摇晃，导致所取菌液中细菌个体浓度偏大等。答案用涂布平板法计数微生物的注意事项
(1)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。三、分离土壤中能分解纤维素的微生物基础梳理1.原理
(1)土壤中能分解纤维素的微生物，都能分泌 ，将纤维素分解成小分子糖类物质以满足自身生命活动的需要。
(2)培养基：以 为唯一碳源的选择培养基。
2.纤维素分解菌的鉴定：刚果红染色法，即通过是否产生 来说明菌落是由能分解纤维素的细菌形成的。其原理是：
纤维素分解菌
↓刚果红
纤维素→ 红色消失，出现_______纤维素酶纤维素透明圈红色复合物透明圈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　刚果红染色剂。
(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　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。问题探究答案2.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　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。
(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　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。
(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　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。答案5.分析下表培养基的配方，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_______
。拓展应用答案解析纤维素粉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 培养基。该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。纤维素纤维素分解菌琼脂液体答案返回上页解析　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。返回上页(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　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。
(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　可以提供碳源、氮源和生长因子。
(3)该培养基中纤维素是否为唯一的碳源？
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。答案解析　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。6.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。涂布平板当堂检测1.菌种鉴定的重要依据是
A.细菌的大小、形状和颜色 B.菌落的大小、形状和颜色
C.有无鞭毛 D.培养基的不同√2341解析　不同种类的微生物所形成的菌落在大小、形状、边缘特征、隆起程度、颜色等方面具有一定的差异。所以，在一定条件下所形成的菌落，可以作为微生物鉴定的重要依据。单个的细菌用肉眼是看不见的，故细菌的个体特征不能作为菌种鉴定的依据。答案解析解析　在设计实验时，一定要涂布至少3个平板，作为重复组，才能增强实验结果的说服力与准确性。C项虽涂布了三个平板，但是，其中一个平板的计数结果与另两个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误。因此，不能简单地将三个平板的计数值用来求平均值。2.用涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在加入10－5 g/mL土壤悬液的培养基中，得到以下几种统计结果，正确的是
A.涂布了一个平板，统计的菌落数是230
B.涂布了两个平板，统计的菌落数是215和260，取平均值238
C.涂布了三个平板，统计的菌落数分别是21、212和256，取平均值163
D.涂布了三个平板，统计的菌落数分别是210、240和250，取平均值233√答案解析23413.根据生物与环境的相互依存关系，下列寻找目的菌株的思路不正确的是
A.从热泉中寻找耐热菌
B.从成熟的葡萄皮上寻找酵母菌
C.从贫瘠的土壤中寻找分解尿素的细菌
D.从树林的腐殖土中寻找分解纤维素的细菌√答案解析2341解析　贫瘠的土壤中尿素含量少，应从富含尿素的环境中寻找分解尿素的细菌。4.尿素是一种重要的农业肥料，但若不经过细菌分解，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的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)。培养基成分如表所示，实验步骤如图所示。请分析回答下列问题：23412341(1)培养基中加入尿素的目的是筛选_______，这种培养基属于_____培养基。目的菌选择解析　培养基中加入尿素的目的是筛选能分解尿素的细菌。答案解析(2)“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，目的是_________________。尿素葡萄糖解析　尿素可为能分解尿素的细菌提供氮源，振荡可为目的菌株提供氧气。为目的菌提供氧气(3)转为固体培养基时，常采用__________________的方法接种，获得单菌落后继续筛选。解析　在固体培养基中接种常用涂布平板法和平板划线法。涂布平板(平板划线)(4)下列材料或用具：①培养细菌用的培养基与培养皿；②玻璃棒、试管、锥形瓶和吸管；③实验操作者的双手。其中需要灭菌的是_______；需要消毒的是___(填序号)。解析　操作器械需灭菌，操作者双手需消毒。2341答案解析①和②③课件51张PPT。第3课时　植物组织培养技术第一章　无菌操作技术实践学习导航
1.简述植物组织培养的原理和过程。
2.了解MS基本培养基贮备液的配制方法。
3.举例说出激素及其对脱分化、再分化的作用。
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理解植物组织培养的原理和一般过程。一、植物组织培养技术二、天竺葵的组织培养内容索引当堂检测一、植物组织培养技术基础梳理1.含义：在 和人工控制的条件下，诱导 的植物器官、组织等在适宜的培养条件下发育成完整植株的技术。
2.原理：植物细胞的 。植物细胞的全能性是指植物体的每个体细胞都携带来自受精卵的 ，并具有发育成 的潜在能力。无菌离体全能性完整基因组完整植株3.过程试管苗生根分离接种扦插、生根4.激素与愈伤组织的再分化
(1)愈伤组织的细胞是一种具有 细胞。
(2)脱分化： 的植物细胞或组织产生 的过程。
(3)再分化：在一定条件下继续培养脱分化的 ，又可以重新诱导根、芽等器官的分化。分生能力的薄壁已经分化愈伤组织愈伤组织(4) 是启动生长、细胞分裂、脱分化、再分化的关键激素。
生长素和细胞分裂素的使用比例对分化结果的影响生长素、细胞分裂素愈伤组织根芽5.MS基本培养基贮备液的种类
(1)大量元素贮备液：其中含有的大量元素有 。
(2)微量元素贮备液：其中含有的微量元素有__________________________
。
(3)铁盐贮备液：是由FeSO4·7H2O和Na2·EDTA(乙二胺四乙酸二钠)配制而成。
(4)有机物贮备液：其中有机物有 、烟酸、肌醇、 、维生素B1。
6.贮备液的贮藏备用：分别用 贮存配制好的MS培养基贮备液，并贴上标签，注明编号、 、日期等，保存在 中备用。N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、I、Co甘氨酸维生素B6玻璃瓶配制倍数冰箱的冷藏室问题探究1.完善植物组织培养过程图并思考下列问题：答案脱分化再分化愈伤组织(1)为什么高度分化的植物细胞还具有全能性？
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。答案(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　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.MS培养基的成分主要有哪些？还需添加哪些成分？
答案　成分有大量元素、微量元素和有机物；还需添加植物激素及其他添加物(如甘氨酸、维生素等)。
3.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　植物组织培养的核心环节为脱分化和再分化。
(2)你认为植物组织培养的再分化应先诱导生芽还是先诱导生根？
答案　应先诱导生芽，再诱导生根。
4.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　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。答案(1)植物组织培养过程(2)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要离体，否则基因选择性表达会形成组织和器官，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。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。(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 。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：答案解析脱分化再分化植物细胞具有全能性解析　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。(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 。答案解析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(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。答案解析已经分化的植物细胞或组织，通过离体培养产生愈伤组织的过程无菌解析　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。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。(4)这样培养成的试管苗的基因型为 。答案解析AaBb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、天竺葵的组织培养基础梳理1.组织培养过程
准备(器具准备、试剂准备)→配制培养基→ → →观察与记录→转接培养。
2.MS培养基的配制
分别向MS基本培养基中添加所需的激素，配制诱导愈伤组织形成的培养基、诱导 的培养基、诱导 的培养基，搅拌均匀，再一次定容，按要求调节pH。灭菌取材与接种分化芽生根3.灭菌
将培养基在 温度下湿热灭菌20 min。灭菌彻底的培养基用于天竺葵的组织培养。
4.取材与接种
(1)植物组织培养的各项操作均需在 中或超净工作台上进行。
(2)取未开花天竺葵植株上生出的 的叶，用流水冲净后，消毒并切成约0.5 cm2的小块。
(3)接种在已经配制好的诱导 形成的培养基上，做好标记放在适宜条件下培养。121 ℃无菌室幼嫩愈伤组织5.观察与记录：每天观察 的生长情况，记录愈伤组织的大小、质地、颜色等情况。
6.转接培养
将增长至一定体积的 转接到诱导 的培养基上，在15～25 ℃、光照强度为 的光照培养箱内继续培养。待愈伤组织分化出幼芽后，再转接至诱导 的培养基上继续培养。外植体愈伤组织分化芽1 000～2 000 lx生根7.露地栽培
(1)一般要经过炼苗驯化的原因
组织培养得到的试管苗植株特点是 ，所处的环境是____________
和有完全营养的条件，植株表面没有蜡质和 等保护组织，气孔没有关闭功能，有叶绿体但 ，在自然条件下会很快萎蔫甚至死亡。
(2)露地栽培的步骤：培育壮苗→选用合适的移植基质→移栽试管苗→移栽后的 →栽培。非常嫩弱恒温、高湿、弱光、无菌角质层光合能力差条件控制问题探究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：____________________________________
。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(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　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。
(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　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。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生成3.移栽前为什么必须进行试管苗的炼苗驯化？
答案　试管苗生长在试管或培养瓶内的条件下，植物表面没有蜡质和角质层等保护组织，气孔没有关闭功能，有叶绿体但光合能力差，如不经过炼苗驯化，直接移栽到大田，在自然条件下会很快失水、萎蔫而死亡。答案拓展应用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答案返回上页问题导析　(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)无论是脱分化还是再分化，都需要 素的调节。
(3)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。不会生长素和细胞分裂植物组织培养解析　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，应尽量选择优良、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。返回上页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 。
(2)芽的分化条件是 ，根的分化条件是 。答案解析必须有细胞分裂素细胞分裂素与生长素含量相等解析　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。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。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(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。答案解析1324多种激素共同作用解析　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。(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。
(5)判断愈伤组织是否产生的依据是看是否产生_______________________
的细胞。答案解析营养物质矿质元素有机物解析　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。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。排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态离体愈伤组织再分化试管苗pH温度当堂检测1.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√23451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。答案解析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2.下面为植物组织培养过程图解，以下相关叙述错误的是√答案解析23415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。234153.下列哪组符合天竺葵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√答案解析23415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。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2341√答案5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。5.下图表示天竺葵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：答案解析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。无机物生长素解析　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。23415(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。细胞的全能性有丝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分裂答案课件39张PPT。章末整合提升第二章　发酵技术实践知识系统构建规律方法整合内容索引热点考题集训知识系统构建果酒泡菜果醋腐乳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.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。
3.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。
4.测定亚硝酸盐的含量用比色法，即在弱酸性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与盐酸萘乙二胺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。5.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。
6.维生素C又称为抗坏血酸，人体不能合成，必须从食物中获取，广泛存在于新鲜蔬菜和水果中，是人体不可缺少的物质。维生素C能将蓝色的2,6－二氯靛酚溶液还原为无色。规律方法整合整合一　四种传统发酵技术的比较酒精
发酵醋酸
发酵
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。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123456789102.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√12345678910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。3.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12345678910A.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。12345678910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。4.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，后期成熟时间缩短解析√答案123456789105.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解析√答案12345678910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。123456789106.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，高温使酵母菌死亡解析√答案12345678910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。7.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解析√答案12345678910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。12345678910A.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。下列说法错误的是解析√答案12345678910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。123456789109.天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。12345678910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。条件下催化能力最强在最适温度酵母菌答案(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答案氧气、营养物质、pH12345678910②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。答案12345678910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)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_________________________________。解析答案12345678910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。(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。答案12345678910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。解析(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_____________________________________。答案12345678910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。果醋有氧条件下，酵母菌迅速繁殖，增加数量解析12345678910②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。醋酸菌解析　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。答案解析课件47张PPT。第4课时　运用发酵技术加工食品(Ⅰ)第二章　发酵技术实践学习导航
1.结合教材P37，掌握发酵作用的基本原理和方法。
2.结合教材P39～40，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。
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、果醋制作的原理二、果酒、果醋的制作流程内容索引当堂检测一、果酒、果醋制作的原理1.发酵技术的应用
(1)发酵：是指利用 的生命活动来制备微生物 或 的过程。
(2)发酵技术：是指利用微生物的 作用，大规模生产发酵产品的技术。
(3)应用：发酵技术在生产 (如酵母菌)、 饮料(如果酒、白酒、啤酒)、发酵乳制品(如酸奶、奶酪)、 (如味精、醋、腐乳、泡菜)、甜味剂(如木糖醇、糖精)、食品添加剂(如柠檬酸、赖氨酸)等方面具有广泛的应用。基础梳理微生物菌体其代谢产物发酵单细胞蛋白含醇调味品和发酵食品2.果酒的酿制
(1)原料：各种 为原料。
(2)利用技术：通过 而制成的含酒精的饮料。
(3)菌种： 。
①类型： ，具有由核膜包被的细胞核。
②繁殖方式：出芽生殖和孢子生殖。温度低时形成孢子，进入休眠状态；温度适宜时，进行 ，繁殖速度快。
③代谢类型：异养兼性厌氧微生物。果汁微生物发酵酿酒酵母菌真核生物出芽生殖(4)制作原理
①在有氧条件下，酵母菌进行 ，大量 ，反应式为：
C6H12O6＋6O2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量。
②在无氧条件下，酵母菌进行 ，反应式为：
C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量。有氧呼吸繁殖酒精发酵3.果醋制作的原理
(1)醋酸菌：又名醋酸杆菌。
①类型： 。
②繁殖方式： 。
③代谢类型： 。
(2)制作原理：在充分供氧的条件下，醋酸菌能将酒精转化为醋酸。
反应式：C2H5OH＋O2 CH3COOH＋H2O＋能量。单细胞原核生物二分裂异养需氧型问题探究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：
(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　酵母菌属于真核生物，
醋酸菌属于原核生物，酵母
菌中有由核膜包被的细胞核
而醋酸菌没有。答案(2)酵母菌和醋酸菌的主要细胞分裂方式分别是哪种？
答案　酵母菌主要进行有丝分裂，醋酸菌主要进行二分裂。
(3)酵母菌和醋酸菌发酵场所有何不同？
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。答案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　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)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　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。答案(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　醋酸菌能将酒精转化为醋酸，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。
(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　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。答案(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③↑ ④↑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 。冲洗酒精发酵果醋 充气口排气口出料口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。新鲜冲洗除去枝梗晾干70%的酒精(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。
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 。1/310～127～8充气关闭(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。重铬酸钾酸性条件绿色pH问题探究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。
(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　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)为什么冲洗葡萄的次数不能过多？
答案　以防将葡萄皮上的野生型酵母菌冲洗掉。答案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　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。
(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　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 ℃。答案(3)为防止杂菌污染，实验中采取了哪些措施？
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。答案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　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。
(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　酒精发酵为无氧发酵，可能是发酵瓶密封不严。答案(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　醋酸菌数量先增加后稳定，发酵液pH先下降后稳定。
(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　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。答案果酒和果醋制作流程和发酵条件的控制拓展应用3.右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型酵母菌，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。(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　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。答案(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　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，如果溶液变为绿色，则说明有酒精产生。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。答案解析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。糖类繁殖酒精发酵当堂检测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。√23451答案解析解析　利用酵母菌的无氧呼吸可以酿酒，一开始通入空气，酵母菌通过旺盛的有氧呼吸使细胞分裂加快，产生更多酵母菌，这样在以后封闭不通气阶段，才能有大量的酵母菌进行无氧呼吸产生大量酒精；酵母菌发酵的最适温度为18～25 ℃。2.下列说法中，错误的是
A.在进行酒精发酵的过程中，接种酵母菌后，应立即密封
B.在进行酒精发酵的过程中，接种酵母菌后，应先通气一段时间，
再隔绝空气
C.为了避免杂菌污染，在实际生产过程中可以直接接种纯种的酵母菌
D.酵母菌发酵产生酒精的最适温度为18～25 ℃√答案解析234153.制作果醋时，要适时通过充气口进行充气是因为
A.醋酸菌是好氧菌，将酒精变成醋酸时需要O2的参与
B.酵母菌进行酒精发酵时需要O2
C.通气以防止发酵液霉变
D.防止发酵时产生的CO2气体过多而引起发酵瓶的爆裂√答案23415解析　醋酸菌为好氧菌，只有在有氧条件下才可以正常生活。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4.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解析2341√答案5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。234155.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：
(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。
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。23415酵母菌无菌答案解析(2)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_________。
解析　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。
(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。
解析　在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应使溶液呈现绿色。23415醋酸菌为好氧细菌30～35 ℃重铬酸钾绿答案解析课件45张PPT。第5课时　运用发酵技术加工食品(Ⅱ)第二章　发酵技术实践学习导航
1.结合教材P38，理解并掌握与腐乳形成有关的微生物及腐乳的优点。
2.结合教材P40～41，设计并完成腐乳的制作，分析影响腐乳品质的条件。
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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、腐乳制作的原理和过程二、实验设计和操作提示内容索引当堂检测一、腐乳制作的原理和过程同果酒、果醋的制作一样，腐乳的制作也离不开微生物的作用，其中起主要作用的是毛霉。
1.毛霉
(1)毛霉是真核生物，生殖方式以 生殖为主。
(2)毛霉是 细胞生物，菌丝和假根是 形成的结构。
(3)发霉的馒头上长满了毛霉，由此推断毛霉的代谢类型是 型。基础梳理孢子单细胞膜突起异养需氧(4)毛霉在腐乳制作中的作用2.工业生产腐乳的过程
接种孢子：制作好腐乳坯后，喷洒 ，使每块腐乳坯都沾上
____________
↓毛霉孢子悬液毛霉孢子悬液培养与晾花
↓(1)培养温度：_________
(2)晾花：培养44～48 h后，取出笼格， 散失，
腐乳坯自然冷却
(3)晾花目的：增强 的作用，并使 散发20 ℃左右使热量和水分酶霉味压坯与
装瓶(1)操作过程：分开菌丝→涂抹成皮衣→ →撒盐→_____
(2)食盐的作用：析出水分
(3)食盐的加入方法：摆满一层后稍稍压平，撒一层食盐，
??????????????????????????????????? 使自然含盐量平均约为____装瓶压坯16%问题探究1.毛霉的特点
(1)从细胞结构上分析毛霉有什么特点？
答案　毛霉具有由核膜包被的细胞核，属于真核生物。
(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　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　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)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　主要是毛霉产生的蛋白酶和脂肪酶参与腐乳的发酵过程。
(3)腐乳为什么“闻着臭，吃着香”？
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。答案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、脂肪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。(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　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。
(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　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。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1.腐乳制作的具体操作
制作腐乳坯：将豆腐切成大约4 cm×4 cm×1.5 cm的小块，微微晾干，
制成腐乳坯，空气中的 会落到腐乳坯上。毛霉生长
的最适温度： 。
↓
装入容器：腐乳坯的放置间隔约 ，与容器内壁之间留有空隙，加盖，
但要与外界相通，以便 ，有利于毛霉生长。
↓基础梳理毛霉孢子15～18 ℃左右1 cm通气散热定时观察毛霉生长状况：表面出现 →翻动腐乳坯→当菌
丝变成 并形成 时→_____
→食盐水清洗→食盐腌制。
↓
配制调料：一般主要由水、 和 等组成。
料酒的作用： 杂菌的生长，也使腐乳具有独特的 。
香辛料的作用： ，也有 的作用。
白色毛绒状菌丝淡黄色灰褐色孢子停止发酵料酒香辛料抑制香味调节风味防腐2.操作提示
(1)控制盐的用量：盐的浓度过低，不足以抑制其他微生物的生长，可能导致豆腐 ；盐的浓度过高，会影响腐乳的 。
(2)控制酒的用量：酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用 ，使腐乳成熟期 ；酒精含量过低，蛋白酶的活性 ，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易 。
(3)防止杂菌污染：用来腌制腐乳的容器洗刷干净后要用 消毒；放好豆腐加入卤汤后，最好将瓶口通过 ，再将瓶口 。腐败变质口味越大延长高腐败沸水酒精灯的火焰密封(4)掌握好发酵温度和时间
毛霉的最适生长温度为15～18 ℃左右，保持其生长温度适宜，可缩短发酵时间。温度过低或过高会影响毛霉的 和 ，从而影响发酵的进程和发酵质量；时间过短，发酵不充分；时间过长，豆腐会软化不易成形，从而影响 。生长酶的作用腐乳的口味问题探究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。
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　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。答案(2)试分析在腐乳制作中盐具有哪些方面的作用。
答案　①抑菌作用；
②调味；
③降低豆腐含水量，使豆腐块变硬。答案3.酒的用量和作用
(1)酒在腐乳制作中有哪些作用？
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。
(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　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。答案4.在腐乳制作时腐败变质的可能原因有哪些？
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。答案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 。答案解析解析　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(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)。答案解析微生物风味(其他合理答案也可)(1)题中卤汤的成分主要有哪些？
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。
(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　腐乳发酵过程中以毛霉为主，它属于真菌。答案解析　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。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(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　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。
(2)温度为什么会影响腐乳的制作？
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。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。盐毛霉甘油和脂肪酸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.②③④⑤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。√23451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。2.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23415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。4.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2341√答案5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。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。23415(2)过程一中，为保证产品的质量，应采取的措施是___________________
___________________________。23415答案解析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。(3)过程三中卤汤配制所需要的材料有 。23415答案解析12%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。(4)过程四应如何操作才能取得最佳效果____________________________
。23415答案解析密封时，将瓶口通过酒精灯的解析　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。火焰，再用胶条密封瓶口课件51张PPT。第6课时　测定发酵食品中的特定成分第二章　发酵技术实践学习导航
1.学会用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量的变化。
2.学会测定泡菜中有益物质的含量，指导合理膳食、均衡营养等。
重难点击
尝试用比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量。一、泡菜制作二、测定泡菜中亚硝酸盐的含量内容索引当堂检测三、测定发酵食品中的维生素C的含量一、泡菜制作1.乳酸菌的生物学特征
(1)分类：从分类学上多属于链球菌属、 属、 属等。
(2)分布：广泛分布于 等。
(3)代谢方式： 。只有在 条件下才能进行乳酸发酵。
(4)应用：畜牧业上制造 ，日常生活中腌制泡菜等。基础梳理双歧杆菌乳酸杆菌空气、土壤、植物体表异养厌氧型厌氧青贮饲料(1)准备容器并配制泡菜液：用清水清洗制作泡菜的容器并晾干。用____
加适量的 和 配制泡菜液。可在泡菜液中添加调料，以形成独特的风味。
(2)加工蔬菜：将洗净的新鲜蔬菜切成 ，沥干或晾干
待用。2.泡菜制作流程冷却的沸水盐糖条状、片状或块状(3)制作泡菜：将加工好的蔬菜装入瓶中，压紧，注入制备好的泡菜液至刚好 ，密封容器，置于阴凉处自然发酵 。
(4)封坛发酵：盖上泡菜坛盖子，在坛盖边沿的 中注满水进行密封发酵。发酵时间受 的影响。浸没原料7～10 天水槽温度问题探究阅读下列材料，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。
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。
(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　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。答案(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　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。答案(4)在坐标系中画出乳酸菌、乳酸含量的“变化”曲线。答案答案　如图所示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　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)如何制造泡菜制作中的“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。
(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　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。答案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、测定泡菜中亚硝酸盐的含量基础梳理1.亚硝酸盐的常识及作用
(1)物理性质： 色粉末，易溶于 。
(2)应用：用于生产各种染料，也作为防冻剂使用，常称为“ ”。
(3)分布：广泛存在于自然环境中，在食物中都可以检测出一定量的亚硝酸盐，在食品加工过程中也会产生亚硝酸盐。
(4)对人体的影响：亚硝酸盐进入血液后，能将正常携带氧的低铁血红蛋白氧化为 ，使其失去携带氧气的能力，导致组织细胞缺氧，出现亚硝酸盐中毒现象。食品是人体摄入亚硝酸盐的主要来源。白水工业用盐高铁血红蛋白2.亚硝酸盐含量的测定原理
样品经过沉淀蛋白质、去除脂肪后，在弱酸性条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化后，再与盐酸萘乙二胺形成 色化合物。色泽深浅在一定范围内与亚硝酸盐含量成正比，可与 比较并确定样品中亚硝酸盐含量。玫瑰红系列亚硝酸盐标准显色液3.操作过程
(1)测定步骤配制试剂
↓①硼砂饱和溶液
②亚铁氰化钾溶液
③乙酸锌溶液
④对氨基苯磺酸溶液
⑤盐酸萘乙二胺溶液
⑥亚硝酸钠的标准溶液
⑦亚硝酸钠标准使用液对泡菜样品进行测定前处理
↓
测定样品中的亚硝酸盐含量
↓
与亚硝酸钠标准显色液进行比对：比较样品液和亚硝酸钠标准显色液的
颜色，可粗略地确定样品中的亚硝酸
钠含量(2)测定实验中所用各种试剂、药品及作用问题探究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)(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　如图所示(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　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。
(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　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。答案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　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)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　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。答案拓展应用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，再与盐酸萘乙二胺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。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。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 g/L的对氨基苯磺酸溶液呈酸性
B.对氨基苯磺酸溶液和盐酸萘乙二胺溶液应避光保存
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。三、测定发酵食品中的维生素C的含量基础梳理1.维生素C的有关知识
(1)地位：维生素C又称 ，是人体不可缺少的一种水溶性维生素。
(2)功能：①促进人体的生长发育。②增强人体对疾病的抵抗能力。③增强肝脏的解毒能力。④还能维持牙齿、骨骼、血管和肌肉等的正常功能。
(3)缺乏症： 。
(4)来源：必须从 中摄取。
(5)分布：广泛存在于新鲜的 和 中。抗坏血酸坏血病食物水果蔬菜2.探究发酵食品中维生素C含量的变化
(1)测定原理
维生素C是一种强 ，它能将蓝色的 溶液还原成
。
(2)测定过程
待测样品的制备过程→ →结果。还原剂2,6－二氯靛酚无色用2,6－二氯靛酚溶液进行测定1.完善下图测定维生素C的步骤，并回答下列问题：问题探究结论：(1)不同食物中维生素C 不同。
(2)同种蔬菜因腌制时间长短不同泡菜中维生素C含量有 。2,6－二氯靛酚体积无色含量差异2.动物体内的维生素C有哪些来源？
答案　(1)来自食物，尤其是蔬菜和水果；
(2)利用葡萄糖代谢途径合成。
3.亚硝酸盐对人体的危害主要表现在哪些方面？维生素C可在一定程度上解除亚硝酸盐的危害，你能说出其中的道理吗？
答案　亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中正常携氧的低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。与亚硝酸盐相反，维生素C是一种强还原剂，它可解除亚硝酸盐的危害，从而恢复血红蛋白的功能。答案(1)维生素C的三大作用
①抗毒作用。常用于防治职业中毒，如铅、汞、砷和苯的慢性中毒。
②促进胶原蛋白和粘多糖的合成，维持软骨、牙质和骨的正常细胞间质，促进伤口愈合和降低微血管的通透性及脆性。
③促进抗体生成和增强白细胞对细菌的吞噬能力，增强机体的抵抗力。
(2)测定原理：染料2，6－二氯靛酚的颜色反应表现两种特性，一是取决于其氧化还原状态，氧化态为深蓝色，还原态变为无色；二是受其介质的酸碱度影响，在碱性溶液中呈深蓝色，在酸性介质中呈浅红色。5.下列关于维生素C的作用及含量测定的相关叙述，不正确的是
A.维生素C是一种脂溶性维生素
B.维生素C可促进人体的生长发育，增强人体对疾病的抵抗能力
C.人体缺乏维生素C时会患坏血病
D.可用蓝色的2,6－二氯靛酚溶液滴定法检测蔬菜中维生素C的含量拓展应用答案解析解析　维生素C是一种水溶性维生素。(1)在试管中是先加入蓝色的2,6－二氯靛酚溶液还是受检果汁？
答案　应先加入蓝色的2,6－二氯靛酚溶液，然后再滴加受检果汁，直到蓝色的2,6－二氯靛酚溶液变成无色为止。
(2)被检果汁最好是无色，请说明理由。
答案　由于滴加果汁的量是通过观察2,6－二氯靛酚溶液的颜色变化来确定的，如果果汁有一定的颜色会影响对颜色的观察，所以所用果汁最好是无色的。答案对氨基苯磺酸盐酸萘已二胺还原剂无色2,6－二氯靛酚2,6－二氯靛酚当堂检测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√2341答案5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。2.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√234153.在测定果蔬中维生素C含量的实验中，维生素C 的作用是
A.氧化剂，能将蓝色的2,6－二氯靛酚溶液氧化成无色
B.氧化剂，能将无色的2,6－二氯靛酚溶液氧化成蓝色
C.还原剂，能将无色的2,6－二氯靛酚溶液还原成蓝色
D.还原剂，能将蓝色的2,6－二氯靛酚溶液还原成无色√答案解析解析　维生素C是强还原剂，2,6－二氯靛酚溶液是蓝色的，在维生素C的作用下，其蓝色可以褪去，用此原理可以检测果蔬中维生素C的含量。234154.下列相关叙述错误的是
A.维生素C是一种强还原剂
B.维生素C能将蓝色的2,6－二氯靛酚溶液还原成无色
C.维生素C能将无色的2,6－二氯靛酚溶液氧化成蓝色
D.泡菜发酵时间长短不同，维生素C含量有差异√答案解析解析　维生素C是一种强还原剂，可将蓝色的2,6－二氯靛酚溶液还原成无色，据此原理可检测蔬菜腌制过程中维生素C的含量。23415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 。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。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，与盐酸萘乙二胺结合形成 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。弱酸性重氮化玫瑰红解析　亚硝酸盐含量的测定原理是在弱酸性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与盐酸萘乙二胺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。23415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(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
_______________________________
_______________________________
____________________________________________。5%食盐质量分数为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23415答案解析(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____________________________________________________
_______________________________。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。23415课件59张PPT。第7课时　酶的制备和应用第三章　酶的应用技术实践学习导航
1.理解酶及酶活力的概念，简述酶活力测定的一般原理和方法。
2.尝试利用苹果匀浆，探究制作果汁的最佳条件的实验，测定果胶酶的
活性并观察果胶酶对果汁形成的作用。
3.了解洗涤剂中的酶制剂，探讨洗衣粉中的酶制剂在洗涤中的作用。
4.学习对照性实验及探究实验的设计思想。
重难点击
1.探究制作果汁的最佳条件的实验，测定果胶酶的活性，观察果胶酶对
果汁形成的作用。
2.探究洗衣粉中酶制剂在洗涤中的作用。一、酶的性质、酶活力以及果胶、果胶酶二、果胶酶的制备和作用内容索引当堂检测三、酶制剂及洗涤原理和实例一、酶的性质、酶活力以及果胶、果胶酶1.酶的性质和酶活力
(1)酶的性质
①酶是 电解质，能在 。
②酶的水溶液具有 的性质，不能通过半透膜。
③酶分子易受一些 的作用而变性，从而丧失活力。
(2)酶活力
①概念：也称 ，是指酶在 一定的化学反应时表现出来的能力。
②表示方法：通常用酶促反应的速率，即酶促反应过程中单位时间内____
或 来表示。基础梳理两性电场中移动亲水胶体物理因素和化学因素酶活性催化底物的减少量产物的生成量③单位
a.用“ ”表示，1 IU为在实验规定的条件下(如温度为25 ℃、最适pH、最适底物浓度时)，每分钟能将1 μmol底物转化为产物的酶量或每生成
产物所需的酶量。
b.用 表示，1 kat为在最适反应条件下，每秒钟催化 底物转化为产物所需要的酶量。IU1 μmolkat1 mol④影响因素：温度、pH、激活剂等多种因素。
a.温度：在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐 ，达到
温度时，酶的催化能力最高，高于最适温度后，随着温度的升高，酶的催化能力迅速 ，最后完全失去催化能力。
b.pH：酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应 ，高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐 ，pH过高或过低会使蛋白质 ，酶也就完全丧失了活性。提高最适下降升高下降变性2.果胶与果胶酶
(1)果胶
①分布：存在于所有高等植物细胞壁和细胞间隙中的一种结构多糖。
②作用：在植物的细胞或组织间起 作用，是植物细胞间质和细胞壁的重要成分。
③性质：溶于水形成黏稠状液体。
(2)果胶酶的组成：包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等，因而果胶酶并不特指某一种酶，而是一个 ，是所有能够分解 的酶的总称。黏合多酶复合体系果胶(3)果胶酶的作用
①果胶酶能够分解果胶，促进植物组织的分解，降低细胞内容物的 。
②果胶酶广泛应用于饲料、食品、纺织、造纸等行业中。a.在饲料中添加果胶酶，可改善饲料 ，提高可利用的能源物质含量，同时促进动物体内 。
b.在果蔬汁加工中，果胶酶能提高果蔬汁的 ，增加饮料 。果胶酶作用于果蔬汁时，除降低黏度外，还可使果蔬汁 ，保留果蔬汁中的营养成分。黏度品质各种酶的分泌出汁率产量澄清问题探究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果胶会影响出汁率；
②果胶还会使果汁浑浊。
(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　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。答案(3)分析下图，回答果胶酶的作用原理。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。答案2.影响酶活性的因素
(1)影响酶促反应速率的外界因素有哪些？它们是否都影响酶的活性？请举例说明。
答案　①影响酶促反应速率的外界因素有温度、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。答案(2)甲、乙两图是温度、pH对
酶活性的影响的数学模型。
①甲、乙两图中B代表的含义
分别是什么？
答案　甲、乙两图中B点所对
应的温度和pH分别是酶的最适温度和最适pH。
②甲、乙两图中A点对应的值对酶活性的影响相同吗？
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。
③甲、乙两图中C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。答案(1)果胶与果胶酶的比较(2)影响酶促反应速率的因素及其作用实质酶促反应速率拓展应用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答案解析解析　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。(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　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。
(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　体现了酶具有专一性。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.酶促反应速率越大，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答案解析解析　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，酶促反应速率越大，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。二、果胶酶的制备和作用基础梳理1.果胶酶的制备
(1)将50 g新鲜的水果或蔬菜洗净，在 的研钵内用剪刀迅速剪碎后研磨，同时加入质量分数为 50 mL，制成匀浆液。
(2)漏斗中放置滤纸或5层纱布过滤匀浆液，收集滤液。
(3)以4 000 r/min的离心速率离心滤液15 min。
(4)将上清液倒入洁净的小烧杯内，用0.1 mol/L的冰醋酸调pH至3～4，在0～4 ℃下保存备用(果胶酶样品A)。预冷10%的NaCl溶液2.观察果胶酶对苹果匀浆液的作用
(1)用研钵或榨汁机制作苹果匀浆液备用。将上述部分匀浆液置于 的恒温水浴锅中保温4 min。冷却后再经过过滤、离心等步骤，收集上清液(果胶酶样品B)。
(2)取两支试管，编号为甲和乙，分别加入30 mL苹果匀浆液，再向试管甲中加入30 mL ，向试管乙中加入30 mL ，振荡摇匀两支试管，置于室温下。
(3)观察两支试管中苹果匀浆液的澄清程度变化，并记录结果。90 ℃果胶酶样品A果胶酶样品B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。
(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　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。答案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　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。答案3.结果分析
(1)根据哪个因变量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　果汁的澄清度。果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。
(2)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。答案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。(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　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。
(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　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。答案解析　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。4.下列操作错误的是
A.用橙子做果胶酶作用的实验，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答案解析三、酶制剂及洗涤原理和实例基础梳理1.酶制剂
(1)类型： 、人工酶、 和杂合酶等。
(2)酶制剂的应用(举例)
①α－淀粉酶可以迅速水解淀粉分子链中的 ，可用于面包、馒头等食品加工。
②蛋白酶能把蛋白质水解成蛋白胨、 和氨基酸等，降低蛋白质的分子量，从而提高其溶解性、乳化性和起泡性，以改善食品的营养价值。固定化酶化学修饰酶α－1,4－葡萄糖苷键多肽③纤维素酶适用于水果和蔬菜的果浆或果渣的处理，与 和半纤维素酶具有协同作用，能够破坏植物 ，促进细胞内有效物质的释放，适用于植物 。
④ 是能将脂肪水解为脂肪酸、甘油二酯、甘油单酯和甘油的水解酶类，脂肪酶可应用于面粉加工、酒类酿造、食品增香、饲料添加剂以及洗涤剂等领域。果胶酶细胞壁提取物的生产脂肪酶2.洗涤剂中常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例
(1)碱性 酶：能把蛋白质分解成 ，对血渍、奶渍等蛋白质类污垢的去除特别有效。
(2) 酶：去除脂肪类污垢。
(3)淀粉酶：可将淀粉水解成 、 等，能去除 ，
如土豆泥、粥等。
(4) 酶：能使纤维的结构变得 ，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与 ，使洗涤剂的去污效果更好。蛋白可溶性的多肽脂肪糊精麦芽糖淀粉类污垢纤维素蓬松洗涤剂充分接触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。问题探究答案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)血渍酶制剂：______
原因：______________________________________(2)油渍酶制剂：______
原因：____________________________________(3)粥渍酶制剂：______
原因：____________________________________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粥渍的主要成分是淀粉，能被淀粉酶水解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。
(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　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。答案4.关于“探究加酶洗衣粉的相关实验”的思考
(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　a.设置温度要围绕常温进行；
b.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(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　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水的用量和洗衣粉用量与布料的大小有什么关系？
答案　水的用量和洗衣粉用量与布料的大小成正比。
(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。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。5.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拓展应用答案解析(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　不会，因为水温过高会使加酶洗衣粉中的酶制剂失活。
(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　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。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。6.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。(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　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”。
(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　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。答案研磨过滤离心蛋白酶淀粉酶当堂检测1.下列说法中正确的是
A.果胶酶只存在于植物果实中
B.果胶溶于水，也溶于乙醇
C.果胶广泛存在于所有高等植物细胞壁和细胞间隙中
D.果胶酶能分解果胶和纤维素√2341答案5解析　果胶广泛存在于所有高等植物细胞壁和细胞间隙中，果胶不溶于水和乙醇；酶具有专一性，果胶酶能分解果胶，但不能分解纤维素。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√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。234153.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√答案解析解析　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。234154.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√答案解析解析　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.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.实验一：2341(1)该实验的目的是探究 。不同种类的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。5答案解析2341(2)上述实验结果可以得出的结论是___________________________________
、 。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。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(合理即可)5答案解析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：2341(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5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。23415答案解析(4)修改后的实验最可能的实验结果是_______________________________
。2341使用复合酶洗衣粉的去污程度大于普通洗衣粉的去污程度解析　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。5(5)“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。
____________________________________________________。
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。
(6)“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？
______________________________________________________________
___________________________________。
解析　酶具有高效性且易分解，避免水体富营养化。答案解析不能，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23415课件40张PPT。第8课时　固定化酶的制备和应用第三章　酶的应用技术实践学习导航
1.简述固定化酶的制作方法。
2.简述固定化细胞技术的应用及酵母菌细胞的固定化技术。
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1.简述固定化酶的制作方法。
2.简述酵母菌细胞的固定化技术。一、固定化酶和制备固定化酶的常用方法二、固定化细胞技术的应用内容索引当堂检测一、固定化酶和制备固定化酶的常用方法1.固定化酶
(1)概念：固定化酶是指用 或 的方法将酶与 结合在一起形成的仍具有酶活性的 。
(2)特点：在催化反应中，它以 状态作用于底物，反应完成后容易与水溶性 和 分离，可被 使用。基础梳理物理学化学固相载体酶复合物固相反应物产物反复2.制备固定化酶的常用方法
(1)物理吸附法是将酶吸附在 、 等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等载体上的固定方式，其显著特点是工艺简便且条件温和。
(2)化学结合法是利用 进行酶与载体之间的交联，在酶和多功能试剂之间形成 ，从而得到三维的 。
(3)包埋法是将酶包埋在能固化的 中，如将酶包裹在_______________
等高分子凝胶中包埋成 ，或包裹在 等半透性高分子膜中包埋成 。纤维素琼脂糖多功能试剂共价键交联网架结构载体聚丙烯酰胺凝胶格子型硝酸纤维素微胶囊型问题探究由于酶的分离与提纯有许多技术性难题，造成酶制剂来源有限、成本高、不利于大规模地使用。人们针对酶不能被广泛应用这一情况，一直在寻求改善方法，其中之一就是固定化酶技术的应用。观察下图有关制备固定化酶的常用方法，结合教材回答下列问题：(1)图A为 ，它的显著特点是 且条件 ，在生产实践中应用广泛。
(2)图B为 ，它是利用多功能试剂进行酶与载体之间的交联，在酶和多功能试剂之间形成 ，从而得到三维的交联网架结构。物理吸附法工艺简便温和化学结合法共价键(3)包埋法是将酶包埋在 中。将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等 中(如图C)，包埋成 型；或包裹在 等半透性高分子膜中(如图D)，包埋成 型。能固化的载体高分子凝胶格子硝酸纤维素微胶囊各种固定化酶方法的比较拓展应用1.如图是酶的几种固定方式示意图，其所采用的固定方法依次是
A.物理吸附法、化学结合法、包埋法
B.化学结合法、物理吸附法、包埋法
C.包埋法、物理吸附法、化学结合法
D.包埋法、化学结合法、物理吸附法答案解析解析　①图表示酶包埋在细微网格里，应属于包埋法；
②图表示许多酶分子通过特殊载体连接起来，成交联网架结构，应属于化学结合法；
③图表示将酶固定在一定的支持物上，属于物理吸附法。解析　固定化酶是将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与底物接触，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，降低成本，产物中也不含酶，提高了产品的纯度。固定化酶虽可以多次利用，但不可长久使用。2.下列关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法，错误的是
A.固定化酶可长久使用
B.一般酶制剂应用后和产物混在一起，产物的纯度不高
C.一般酶制剂参加反应后不能重复利用
D.固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量答案解析二、固定化细胞技术的应用基础梳理1.固定化细胞的概念
通过各种方法将细胞与一定的 结合，使细胞仍保持原有的生物活性，这一过程称为细胞固定化。固定化细胞仍能进行正常的生长、繁殖和代谢，可以像游离的细胞一样用于发酵生产。
2.应用：固定化细胞可以取代游离的细胞进行发酵，生产各种物质。
(1)在工业生产上，利用 可以生产多种色素、香精、药物、酶等。
(2)利用 可以生产酒精、啤酒、谷氨酸、α－淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、青霉素、头孢霉素等。载体固定化植物细胞固定化微生物细胞(3)在医学上，利用 可以生产小儿麻痹症疫苗、狂犬病疫苗、麻疹疫苗、肝炎疫苗、口蹄疫疫苗等，还可以生产生长激素、干扰素、胰岛素、催乳素、促性腺激素等。
(4)将固定化的 制成微囊，能治疗糖尿病。
(5)用固定化细胞制成的生物传感器可用于医疗诊断。
(6)在化学分析方面，可制成各种 传感器，用来测定醋酸、乙醇和氨等。
(7)固定化细胞在 、能源开发等领域都有着重要的应用。固定化动物细胞胰岛细胞固定化细胞环境保护3.固定化细胞技术的优点
(1)固定化细胞技术无须进行酶的 ，减少了酶的 损失，同时大大降低了生产成本。
(2)固定化细胞不仅可以作为 发挥作用，而且可以利用细胞中所含的 完成一系列的催化反应。
(3)对于活细胞来说，保持了酶的原始状态，酶的 更高。
(4)细胞生长停滞时间 ，反应 。
正是由于固定化细胞的这些无可比拟的优势，尽管固定化细胞技术的出现远远晚于固定化酶技术，但它的应用范围比固定化酶更广泛。分离和纯化活力单一的酶复合酶系稳定性短快4.固定化细胞技术的缺点
(1)固定化细胞只能用于生产 酶和其他能够分泌到细胞外的产物。
(2)由于载体的影响，营养物质和产物的 受到一定限制。
(3)在好氧性发酵中， 的传递和输送成为关键的限制因素。
5.细胞的固定化方法
是应用最广泛的细胞固定化方法，适用于各种微生物、____
和 细胞的固定化。凝胶包埋法所使用的载体主要有 、琼脂、角叉菜胶、明胶等。用海藻酸钠凝胶包埋法制备固定化细胞的操作 ，条件 ，对细胞 。细胞外扩散溶解氧凝胶包埋法动物植物海藻酸钠凝胶简便温和无毒性6.酵母菌细胞的固定化技术的过程
准备各种实验药品和器材―→制备 ―→ 酵母菌细胞―→配制物质的量浓度为0.05 mol/L的氯化钙溶液―→制备 ―→浸泡和洗涤―→ 麦芽汁。麦芽汁活化固定化细胞发酵问题探究分析下列酵母菌细胞固定化操作流程，回答问题。准备各种实验药品和器材主要药品有：干麦芽粉、干酵母、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠、无水氯化钙、蒸馏水、葡萄糖溶液、碘液↓制备麦芽汁↓活化酵母菌细胞干酵母＋蒸馏水→活化的酵母菌↓配制物质的量浓度为
0.05 mol/L的氯化钙溶液无水氯化钙＋蒸馏水↓制备固定化细胞↓浸泡凝胶珠，用蒸馏水洗涤待凝胶珠在溶液中浸泡30 min后，取出并用蒸馏水洗涤3次备用↓发酵麦芽汁将凝胶珠加入无菌麦芽汁中1.在酵母菌细胞的活化和配制CaCl2溶液时，都使用了蒸馏水，为什么不能使用自来水？
答案　防止自来水中各种离子影响实验结果。
2.配制海藻酸钠溶液时加热是关键，为什么要用小火间断加热？
答案　防止海藻酸钠溶液焦糊。
3.能否在刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入活化的酵母菌细胞？
答案　不能，因为刚溶化好的海藻酸钠溶液温度较高，会将酵母菌细胞杀死。答案(1)固定化细胞与固定化酶的主要区别
①固定化细胞使用的是活细胞，因而为了保证其生长、增殖的需要，应该为其提供一定的营养物质。
②固定化细胞由于保证了细胞的完整性，酶的环境改变小，所以对酶的活性影响最小。
(2)凝胶珠的检测：刚形成的凝胶珠应在氯化钙溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格可以使用下列方法：一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，且没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功；二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。拓展应用3.关于固定化酵母菌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菌细胞，充分搅拌
并混合均匀
D.将与酵母菌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　酵母菌细胞活化时，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；
将与酵母菌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菌细胞的实验步骤，请回答下列问题：
酵母菌细胞的活化―→配制CaCl2溶液―→配制海藻酸钠溶液―→海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合―→固定化酵母菌细胞
(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，因为酵母菌细胞活化时 。答案解析缺水正常(生活)体积会增大(增多)解析　酵母菌细胞在缺水的状态下休眠。活化是加入水使酵母菌恢复到生活状态。酵母菌细胞活化后体积会增大。(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。
(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。
(4)海藻酸钠溶化过程的注意事项是 。
解析　海藻酸钠溶化过程要小火、且间断加热、并不断搅拌，使海藻酸钠完全溶化，又不会发生焦糊。答案解析化学结合法物理吸附法配制海藻酸钠溶液小火加热(或小火间断加热)，不断搅拌(5)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞数目 。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，包埋的酵母菌就会过少；海藻酸钠浓度过高，不易与酵母菌混合均匀。
(6)该实验中CaCl2溶液的作用是 。
解析　CaCl2溶液能使海藻酸钠发生聚沉，形成稳定的结构。答案解析较少(海藻酸钠浓度偏高)制作失败使胶体聚沉(或形成稳定的结构)(1)固定酵母菌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　酵母菌细胞的活化、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。
(2)本题中固定酵母菌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　明胶、琼脂糖、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。答案(3)制备好的固定化酵母菌细胞可以用于酒精发酵，如果酵母菌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菌细胞，则对酒精发酵会产生怎样的影响？
答案　如果酵母菌细胞没有活化，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菌细胞，则酵母菌细胞会被高温杀死。以上两种情况都会导致酒精发酵失败，而最终无酒精产生。答案包埋法物理吸附法化学结合法包埋法当堂检测1.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。√23451答案解析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√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。23415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。3.下图所示的几种固定方式中属于包埋法的一组是√答案23415解析A.①② B.①③④
C.①④ D.③④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。4.在制备固定化酵母菌细胞的实验中，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2341√答案55.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。请据图回答下列问题：
(1)图甲中，过程①、②分别称为 、 。23415答案解析脱分化再分化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菌细胞的关键，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。(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“制备固定化酵母菌细胞”，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 。冷却至室温胚状体不易形成凝胶珠颜色和形状23415答案课件45张PPT。章末整合提升第三章　酶的应用技术实践知识系统构建规律方法整合内容索引热点考题集训知识系统构建包埋法物理吸附法淀粉酶蛋白酶化学结合法1.果胶酶是一个多酶复合体系，是所有能够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.探究温度、pH及果胶酶的用量对酶活性的影响实验的归纳总结例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。答案解析注入果胶酶溶液2 mL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。(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。答案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[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______________________
。答案解析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。(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 。答案果胶酶和反应物充分接触果汁体积A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 。答案(碱性)脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶小分子的肽(氨基酸)(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：_______________________________________
。答案酶的催化受温度影响，30～50 ℃是洗衣粉中酶的适宜温度范围整合三　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.在实验规定的条件下，一定量的果胶酶在15分钟内催化30 μmol的果胶彻底水解，请问该果胶酶的酶活力为
A.0.5 IU B.2 IU
C.0.5 kat D.2 kat√答案解析12345678910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。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答案解析√123456789103.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√答案解析解析　温度过低时，酶的空间结构正常，但活性变小。12345678910A.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解析答案√12345678910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。123456789105.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解析√答案12345678910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。123456789106.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解析√答案12345678910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。123456789107.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菌细胞
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解析√答案12345678910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。123456789108.下列关于酶和固定化酵母菌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和杂菌解析√答案12345678910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。123456789109.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： 。
(2)实验假设： 。答案果胶酶能将胞间层的果胶分解，使细胞分散，水果变软放置一段时间的水果中果胶酶含量高解析12345678910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。12345678910(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？
。答案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1234567891010.某实验小组进行固定化酵母菌细胞的制备，并进行了游离酵母菌和固定化酵母菌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12345678910(1)制备固定化酵母菌细胞的实验步骤：酵母菌细胞的活化→______________
→配制海藻酸钠溶液→ →固定化酵母菌细胞。
解析　制备固定化酵母细胞的实验步骤为：酵母菌细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合→固定化酵母菌细胞。
(2)影响实验成败的关键步骤： 。
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。解析答案配制CaCl2溶液海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合配制海藻酸钠溶液12345678910(3)海藻酸钠起 的作用。
解析　海藻酸钠起载体作用，用于包埋酵母菌细胞。解析答案包埋酵母菌细胞(或载体)12345678910(4)该小组将制备好的固定化酵母菌与游离酵母菌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，固定化酵母菌和游离酵母菌发酵都能产生酒精，但固定化酵母菌在发酵前期的延迟期的时间比游离酵母菌发酵前期的延迟期的时间要 。解析答案适宜的温度、pH等单一变量短12345678910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，固定化酵母菌发酵产酒精的酒精度从0度到6.4度。而且固定化酵母菌在第4天即达到4.2度，表明其延迟期短。12345678910答案(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？
。葡萄糖溶液可以利用酸性重铬酸钾溶液检测12345678910课件40张PPT。章末整合提升第四章　生物化学与分子生物学技术实践知识系统构建规律方法整合内容索引热点考题集训知识系统构建法医农业技术萃取1.分离与测定生物成分中蛋白质的技术包括离心沉降法、薄膜透析法、凝胶色谱法和电泳法等。
2.离心沉降法是通过控制离心速度，使分子大小、密度不同的蛋白质发生沉降分层，从而达到分离出不同种类蛋白质的目的。
3.薄膜透析法是利用蛋白质分子不能透过半透膜的特性，使蛋白质与其他小分子化合物分离开。
4.凝胶色谱法是根据蛋白质分子量的大小差异对其进行有效分离的方法。
5.芳香油挥发性强、易溶于有机溶剂，因此可以采用蒸馏法、萃取法、压榨法等进行提取。水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法。对于不适于蒸馏的原料可以采用萃取法。6.PCR扩增过程中要进行无菌操作，避免污染，且向离心管中加入模板DNA、引物和4种脱氧核苷酸以及TaqDNA聚合酶。
7.变性是在94 ℃高温下使模板双链DNA解旋。
8.退火是将反应体系温度降至55 ℃，使引物与模板DNA链配对。
9.延伸是将反应体系温度回升至72 ℃左右，在TaqDNA聚合酶作用下，使引物链延伸，形成互补的DNA双链。
10.DNA分子的测定：DNA分子＋二苯胺试剂 蓝色物质。规律方法整合整合一　蛋白质的分离与纯化1.薄膜透析法
(1)破碎细胞
方法：研磨与超声波结合的方法。
(2)血红蛋白的释放：使红细胞破裂释放血红蛋白。
(3)透析
目的：除去样品中的小分子杂质。
原理：透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内。
2.离心沉降法
离心沉降法也是纯化蛋白质的一种方法，它通过控制离心速率，使得分子大小、密度不同的蛋白质发生沉降分层，从而达到分离出不同种类蛋白质的目的。3.醋酸纤维薄膜电泳法
(1)原理：不同的物质在同一电场中的泳动速度不同。
(2)影响因素：泳动速度主要取决于带电颗粒的性质，即颗粒的大小、形状和所带净电荷的多少。一般来说，带电颗粒直径越小，越接近于球形，所带净电荷越多，则在电场中的泳动速度越快；反之，则越慢。此外，电场强度、溶液的pH等因素对泳动速度也有影响。
(3)优点：简单、快速、分离清晰、灵敏度高、样品用量少、没有吸附现象、电泳后区带界限清晰等优点。4.凝胶色谱法
根据蛋白质分子量的大小差异对其进行有效分离的方法。
(1)相对分子量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子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。
(2)相对分子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。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。例1　试回答下列“蛋白质提取与分离实验”的有关问题：(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质蛋白，洗涤时应使用生理盐水而不使用蒸馏水的原因是 。答案防止红细胞吸水破裂(2)若要去除血清蛋白中的小分子杂质，采用图1装置。透析液是 ，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：_____________________________________________
。(磷酸)缓冲液蛋白反应，生成紫色物质出现紫色。双缩脲试剂可以透过半透膜，与袋内血清答案(3)图2、图3分别表示电泳法分离蛋白质和纸层析法分离叶绿体中色素的结果。不同蛋白质得以分离是因为_________________________________
；不同色素得以分离是因为_____
。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色素在层析液中溶解度不同，导致层析时扩散速度不同不同答案整合二　提取芳香油的方法1.植物芳香油的提取方法有蒸馏法、压榨法和萃取法等。
2.水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来。例2　下列关于植物芳香油提取方法的叙述，正确的是
A.提取植物芳香油利用蒸馏法出油率最高
B.出油率的高低完全取决于采用的方法
C.各种芳香油的提取都适合用蒸馏法
D.提取植物芳香油具体采用哪种方法要根据原料的特点来决定答案解析解析　植物芳香油的提取方法有蒸馏法、压榨法、萃取法等，具体采用哪种方法，要根据植物原料的特性来决定。挥发性强，并在蒸馏过程中有效成分不被破坏的宜用蒸馏法提取；挥发性较差的，受热时有效成分易分解的宜用萃取法；原料易焦糊的宜用压榨法提取。出油率的高低不仅与提取方法有关，而且与实验过程的操作、原料的处理等方面有关，因此A、B项错误。
水蒸气蒸馏法，由于设备简单，操作容易，是提取植物芳香油的常用方法，但不是所有芳香油的提取都适合用此法，因此C项错误。整合三　PCR技术1.PCR的原理
(1)变性：当温度上升到94 ℃时，双链DNA解旋为单链(如下图)。(2)退火：系统温度下降至55 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对原则与两条单链DNA结合(如下图)。(3)延伸：当系统温度上升至72 ℃左右时，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、G、C)在TaqDNA聚合酶的作用下，依据碱基互补配对原则合成新的DNA链(如图)。2.PCR反应的结果
(1)PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都可以分为变性、退火、延伸三步。
(2)两个引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。
3.特别说明
(1)DNA复制需要引物的原因：DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3′端延伸DNA链。PCR中，引物长度通常为15～40个核苷酸。
(2)DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。
(3)当PCR反应体系的温度由变性后冷却到55 ℃左右时，引物与模板可结合，一般不需考虑解开的两个DNA模板链的重新结合。
(4)在进行PCR扩增后，若以一个DNA片段为模板，经n次循环后DNA数为2n；若以N个DNA片段为模板，经n次循环后DNA总数为N·2n。例3　下图a、b、c均为PCR扩增的DNA片段，下列有关说法正确的是答案解析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。热点考题集训解析　抽提蛋白质的基本原理是根据蛋白质的物理性质，加入不同的试剂后，使蛋白质溶于试剂中而抽提蛋白质。强酸、强碱都会使蛋白质变性而沉淀。1.细胞破碎后，各种蛋白质就会释放出来，再根据蛋白质的不同特性进行抽提。下列关于蛋白质抽提的措施中，不正确的是
A.酸性蛋白质可用偏碱性溶液抽提
B.水溶性蛋白质可用透析液(中性缓冲液)抽提
C.脂溶性蛋白质可用有机溶剂抽提
D.碱性蛋白质可用强酸性溶液抽提√答案解析1234567891012345678910解析　透析膜能使小分子自由出入，大分子不能通过，具有半透性，但不具有选择性，生物膜上因有特异性载体而具有选择透过性。透析过程中小分子可自由出入，因此，可用于更换样品的缓冲液。B、C、D项都正确，A项错误。2.下列有关透析的叙述，错误的是
A.用于透析的薄膜要具有选择透过性
B.透析膜是一种半透膜
C.透析能使小分子自由出入，而将大分子保留在袋内
D.透析膜可用于更换样品的缓冲液√答案解析解析　带电粒子在电场中迁移的速率是带电粒子带电性质、带电量、粒子大小、粒子形状共同作用的结果。3.如图是人血清蛋白在以醋酸纤维薄膜为支持物，pH为8.6的巴比妥缓冲液中电泳分离结果示意图，由此图不能得出的结论是
A.在pH为8.6的巴比妥缓冲液中γ、β、α2、
α1和清蛋白都带负电荷
B.在pH为8.6的巴比妥缓冲液中电泳时，
γ、β、α2、α1和清蛋白迁移速率不同
C.β球蛋白的相对分子质量一定比α球蛋白的相对分子质量大
D.在pH为8.6的巴比妥缓冲液中γ球蛋白迁移速率最慢，清蛋白迁移速率最快√答案解析123456789104.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√答案12345678910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15～40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。123456789105.将经处理破裂后的红细胞混合液以2 000 r/min的速度离心10 min后，离心管中的溶液分为四层，从上到下的顺序依次是
A.血红蛋白层、甲苯层、脂溶性物质层、杂质层
B.甲苯层、杂质层、血红蛋白层、脂溶性物质层
C.脂溶性物质层、血红蛋白层、甲苯层、杂质层
D.甲苯层、脂溶性物质层、血红蛋白层、杂质层解析√答案12345678910解析　混合液经离心后，按密度大小排列，在离心管中从上到下的顺序依次是：第1层为无色透明的甲苯层；
第2层为白色薄层固体，是脂溶性物质层；
第3层为红色透明液体，这是血红蛋白的水溶液；
第4层为暗红色沉淀物，主要是红细胞破碎物沉淀。123456789106.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解析√答案12345678910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。123456789107.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解析√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。123456789108.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123456789109.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：12345678910(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。12345678910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。12345678910答案解析接收瓶(锥形瓶)烧瓶(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 。挥发性溶解度答案解析12345678910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。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的过程包括逆转录作用从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：12345678910(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 、________
。答案12345678910DNA复制引物与模板链互补配对逆转录酶耐高温Taq DNA聚合酶(DNA聚合酶)不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链(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12345678910引物Ⅰ和引物Ⅱ课件44张PPT。第10课时　分子生物学技术第四章　生物化学与分子生物学技术实践学习导航
1.结合教材了解PCR技术的基本操作。
2.理解PCR扩增DNA片段的原理。
3.结合教材，尝试进行目的DNA片段的体外扩增。
重难点击
1.了解PCR技术的基本操作。
2.理解PCR的原理。一、使用PCR仪的安全措施和PCR反应程序二、目的DNA片段的体外扩增与鉴定内容索引当堂检测一、使用PCR仪的安全措施和PCR反应程序1.DNA分子的结构
(1)写出各个标号的名称：
① ；② ；
③ ；④ ；
⑤ ；⑥ ；
⑦ ；
⑧ ；⑨ ；
⑩ 。基础梳理胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶脱氧核糖磷酸基团胸腺嘧啶脱氧核苷酸氢键碱基对一条脱氧核苷酸链(2)DNA的两条链是反向平行的，为了明确表示DNA链的方向，通常将DNA的羟基末端称为3′端，将磷酸基团的末端称为5′端，按此原则在图上方框内标出两条链的方向。
答案　左链上5′端，下3′端；
右链上3′端，下5′端。答案2.细胞内DNA复制条件分析两脱氧核苷酸DNA双螺旋合成DNA子链ATP3′端3.PCR技术
(1)概念：在 快速扩增 的技术称为PCR技术。
(2)物质条件： 、 、 、 。
(3)PCR反应的过程及结果
①PCR反应程序
a. ：在94 ℃高温下，作为模板的 解旋成为 。
b. ：反应体系的温度降至 ，引物与作为模板的单链DNA上的 相互配对。体外特定基因或DNA序列(目的DNA片段)DNA模板四种脱氧核苷酸TaqDNA聚合酶引物变性双链DNA单链DNA退火(复性)55 ℃特定部位c. ：反应体系的温度回升到 ，按照单链DNA上的脱氧核苷酸序列，4种脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，在TaqDNA聚合酶的作用下连接到引物之后，使引物链延伸，形成互补的 。
②结果
a.PCR扩增一般要经历三十多次循环，每次循环都包括_____________
三步。
b.两引物之间的固定长度的DNA序列呈 扩增。延伸72 ℃左右DNA双链变性、退火、延伸指数问题探究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　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的每次循环中应如何控制温度？请分析原因。
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。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。PCR扩增与DNA复制的异同解析　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。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答案解析解析　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.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(2)此过程需要一种Taq DNA聚合酶。该酶是从 中分离的。
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 。
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。答案解析水生耐热细菌Taq耐高温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 。
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。答案解析2作为DNA复制的起点细胞内的DNA复制需要适宜的温度和pH吗？若需要，是如何实现的？
答案　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。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、目的DNA片段的体外扩增与鉴定基础梳理1.DNA片段的PCR扩增
(1)准备器材：PCR仪、台式高速离心机、0.2 mL PCR微量离心管、自动取液器、模板DNA等。
(2)在0.2 mL PCR微量离心管中加入 缓冲液，_______
的溶液各5 μL, 模板DNA, 引物1和5 μL引物2, 双蒸水。
(3)煮沸 之后冰浴 ，低速离心，按照1单位/μL加入 。
(4)扩增DNA片段的反应程序：将微量离心管放入PCR仪中，盖上样品池盖。在 的条件下预热5 min，再设置反应程序为： ， → ，____
→ ， (以上过程循环30次)。最后一次延伸条件为 ， 。
(5)按照PCR仪器操作要求运行反应程序。5 μL 10倍浓缩的PCR4种脱氧核苷酸1 μL5 μL29 μL5 min2 minTaqDNA聚合酶94 ℃94 ℃30 s55 ℃30 s72 ℃1 min72 ℃1 min2.DNA分子的测定
(1)配制二苯胺试剂：分别配制A液(1.5 g二苯胺溶于100 mL 中，再加入1.5 mL浓硫酸，用棕色瓶保存)和B液(体积分数为0.2%的 溶液)。将0.1 mL B液加入10 mL A液中，混匀。
(2)条件：取一定量扩增前和扩增后的溶液分别放入等量的二苯胺试剂，混匀后观察颜色变化。用 加热上述溶液。
(3)现象：出现 现象。
3.定量分析方法：如果需要进行定量分析，可以采用 或____
。前者需要使用 ，后者需要使用 等。冰醋酸乙醛沸水浴蓝色紫外分光光度法琼脂糖凝胶电泳法紫外分光光度计电泳仪问题探究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。
(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。答案(3)PCR实验中使用的微量离心管、取液器、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，取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。
(2)如何判断DNA扩增成功？
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。
(3)PCR扩增过程可能会出现哪些异常结果？
答案　样品产物少，或产生新的DNA。答案拓展应用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答案解析解析　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。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。答案解析氢解旋解旋解析　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。答案解析(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 。两3′从子链的5′端向3′端延伸解析　PCR分为三个基本反应步骤：变性(94 ℃)、退火(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。解析　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)，每一个步骤都需要适宜的温度和酸碱度等。答案解析(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。温度酸碱度PCR仪缓冲液解析　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。答案解析(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 。1/8问题导析问题导析　(1)解旋是使DNA双链间的 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。答案返回上页氢热变性解旋2放入PCR仪扩增引物复性当堂检测1.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√23451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.①②③④⑤⑧√答案解析23415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　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。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.①②③√答案23415解析4.如图所示为PCR扩增的产物，请分析此产物是哪次循环的产物
A.第一次循环 B.第二次循环
C.第三次循环 D.第四次循环解析2341√答案5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。234155.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。
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。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。PCR一次循环要经历变性、退火和延伸三个阶段。答案解析磷酸基团3′端23415(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 。
(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。
(4)简述PCR技术的主要应用：______________________________________
(要求至少答两项)。23415答案耐高温的Taq DNA聚合酶选择培养基变性、退火和延伸32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72张PPT。第9课时　生物成分的分离与测定技术第四章　生物化学与分子生物学技术实践学习导航
1.掌握电泳法分离大分子的原理。
2.运用常用的方法提取和分离蛋白质。
3.尝试从血清中提取和分离血红蛋白。
4.了解芳香油的特点，知道提取芳香油的原理及会设计简单的实验装置
进行提取。
重难点击
1.电泳法分离大分子的原理。
2.运用常用的方法提取和分离蛋白质。一、蛋白质的分离与纯化二、血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳内容索引当堂检测三、凝胶色谱法分离血红蛋白四、从生物材料中提取某些特定成分一、蛋白质的分离与纯化1.分离与测定生物成分中蛋白质的技术包括 、 、
和 等。采用 的方法可以将所带电荷的数量和性质不同的蛋白质从混合样品中分离并纯化出来；采用______
和脂溶性有机溶剂提取法可以分离生物组织中的脂肪。基础梳理离心沉降法薄膜透析法凝胶色谱法电泳法醋酸纤维薄膜电泳水蒸气蒸馏法2.蛋白质分离的抽提方法偏碱性偏酸性有机溶剂3.蛋白质的分离方法
(1)离心沉降法：通过控制 ，使分子大小、 不同的蛋白质发生沉降分层。
(2)薄膜透析法：利用蛋白质分子不能透过 的特性，使 与其他小分子化合物分离的方法。离心速度密度半透膜蛋白质(3)凝胶色谱法
①概念：根据 的大小差异对其进行有效分离的方法。
②原理a.凝胶形态：微小的多孔球体
组成：大多由 构成
结构：内部具有很细微的____________蛋白质分子量多糖类化合物多孔网状结构b.分离的过程容易较慢较短(4)蒸馏
①概念：将液体加热至沸腾，使液体变为 ，然后使蒸气冷却再凝结为 ，这两个过程的联合操作称为蒸馏，是分离和提纯液态混合物常用的方法之一。
②分离物质的种类
a.易挥发和不易挥发的物质。
b.液体混合物中 不同的物质。
(5)电泳法：将所带电荷的数量和性质不同的蛋白质从混合样品中分离并纯化出来。蒸气液体沸点问题探究欲研究某种蛋白质的结构、性质和功能，需将这种蛋白质从组织细胞中分离、纯化出来。结合教材，完成下列内容：
1.怎样释放细胞中的蛋白质？
答案　在提取蛋白质时，可以采用研磨和超声波结合的方法将生物组织或细胞完全破碎，使蛋白质从细胞中释放出来，并使其溶解在适当的抽提液中。答案2.离心沉降法分离蛋白质
(1)完善右面离心沉降法分
离蛋白质的示意图
(2)观察并总结离心沉降法
分离的原理及其目的：通过
控制 ，使 、
的蛋白质发生沉降
分层，从而达到分离出不同
种类蛋白质的目的。蛋白质离心速度分子大小密度不同利用蛋白质分子不能透过半透膜的特性，从而使蛋白质与其他_______
分离开，达到纯化蛋白质的目的。3.薄膜透析法分离蛋白质
仔细观察下面薄膜透析法分离蛋白质的示意图，完成下列问题：小分子化合物4.凝胶色谱法(1)结合上图，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快较长(2)结合上图，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　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。
(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　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。答案解析　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，相对分子质量大的蛋白质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；相对分子质量小的蛋白质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。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答案解析2.蛋白质的分离与纯化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的蛋白质
分离
B.根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等，可通过电泳法分离蛋白质
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解析问题导析问题导析　(1)薄膜透析法是利用了蛋白质分子不能透过 的特性，将蛋白质与其他小分子物质(如无机盐、单糖、二糖以及氨基酸)分离开来的提纯方法。
(2)蛋白质所带 的性质能决定其在电泳槽中的移动方向，分子的大小能影响其移动速度。
(3)凝胶色谱法是根据蛋白质分子量的 对其进行有效分离的方法。
(4)离心沉降法是通过控制离心 ，使分子 、 不同的蛋白质发生沉降分层，从而达到分离出不同种类蛋白质的目的。答案返回上页半透膜电荷大小差异速度大小密度解析　蛋白质分子是生物大分子，都不能通过半透膜，因此不能利用半透膜分离蛋白质。返回上页(1)本题四个选项涉及的提纯方法中，哪种不适合将不同种类的蛋白质分离？为什么？答案　薄膜透析法。因为薄膜透析法的原理是根据蛋白质不能通过半透膜的特性，该方法仅可将蛋白质与其他一些小分子物质分离，而不适合将不同种类的蛋白质分离。(2)电泳法中影响蛋白质移动速度的因素除了分子大小外，还有哪些因素？答案　颗粒的大小、形状和所带净电荷的多少，此外还有电场强度、溶液的pH等因素。答案蛋白质分离技术的原理
(1)薄膜透析法：蛋白质水溶液具有亲水胶体溶液性质，不能透过半透膜。
(2)离心沉降法：在离心力的作用下，分子大小、密度不同的蛋白质分子沉降速度不同，从而被分离。
(3)凝胶色谱法：凝胶小球体内部有许多贯穿的通道，相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部，只能分布在颗粒之间，通过的路程较短，移动速度较快；相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内部的通道，通过的路程较长，移动速度较慢，因此可将各种相对分子质量不同的蛋白质分离。
(4)电泳法：不同的物质所带电荷不同，颗粒的大小、形状不同，因此，在电场中的泳动速度不同。二、血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳基础梳理1.结合教材，完善下表巴比妥缓冲透明支架前沿气泡记号巴比妥缓冲液记号2 cm记号正极60～90染色液蛋白质区底色脱净透明液透明薄膜2.实验结果问题探究1.本实验的关键步骤是点样，点样的技术要求有哪些？
答案　点样前，应将薄膜表面多余的缓冲液用滤纸吸去，以免引起样品扩散；但不宜太干，否则样品不易进入膜内，造成点样起始参差不齐，影响分离效果。答案2.实验结果分析
(1)血清蛋白主要包括几种蛋白质？含量大小如何？
答案　从电泳图谱示意图中可以看出：血清蛋白主要包括五种蛋白质，且含量最多的是清蛋白，其他依次是：γ－球蛋白＞α1－球蛋白＞α2－球蛋白＞β－球蛋白。
(2)这些蛋白质带什么电荷？四种球蛋白的泳动速度如何？
答案　由五种蛋白质所处的位置可判断出它们均带有负电荷，四种球蛋白在电场中的泳动速度由快到慢依次为：α1－球蛋白＞α2－球蛋白＞β－球蛋白＞γ－球蛋白。答案关于血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳的几点说明
(1)薄膜的浸润与选膜是电泳成败的关键之一。
(2)点样时，应将薄膜表面多余的缓冲液用滤纸吸去，吸水量以不干不湿为宜。
(3)点样时，动作要轻、稳，用力不能太大，以免损坏膜片或印出凹陷影响电泳区带分离效果。
(4)点样应点在薄膜的毛面上，点样量要适中，不宜过多或过少。
(5)电泳时应将薄膜的点样端置于电泳槽的负极端，且点样面向下。
(6)应控制染色时间。时间过长，薄膜底色不易脱去；时间太短，着色不易区分，或造成条带染色不均匀，必要时可进行复染。解析　对于几种球蛋白来说直径相差不大，引起泳动速度的差异主要来自于所带电荷多少，由图可知球蛋白由右向左泳动，因右侧为负极，且γ－球蛋白距点样处最近，所以γ－球蛋白所带负电荷最少。拓展应用3.仔细观察右图，所带负电荷最少
的球蛋白是
A.α1－球蛋白
B.α2－球蛋白
C.β－球蛋白
D.γ－球蛋白答案解析电泳的泳动规律
带电颗粒直径越小、越接近于球形，所带净电荷越多，则在电场中的泳动速度越快；反之，则越慢。4.下列关于血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳的说法中，不正确的是
A.架滤纸桥时，待滤纸条湿润后，要驱除气泡，以便使滤纸紧贴于支架上
B.浸泡薄膜时要识别出光泽面，并做记号
C.平悬薄膜时，有记号的一面朝上
D.从染色液中取出薄膜后，用滤纸条压平并吸干，再浸入透明液中脱色解析　薄膜染色后要先放入漂洗液中漂洗直至蛋白质区底色脱净为止，然后才用透明液脱色。答案解析三、凝胶色谱法分离血红蛋白1.研究目标
(1)红细胞中含有大量的血红蛋白，一分子 由四条肽链构成(两条α－肽链和两条β－肽链)，由于其肽链中结合了血红素而呈现出 色。
(2)可利用 血液分离血红蛋白。
2.实验器材
猪、羊等血液； ；交联葡聚糖凝胶，20 mmol/L磷酸缓冲液等。
3.实验目的
利用 分离血红蛋白。基础梳理血红蛋白红哺乳动物色谱柱凝胶色谱法4.实验步骤
(1)样品处理： 离心分离红细胞。
用滴管吸出上层血浆后，将下层红细胞倒入盛有约5倍体积的质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水)的烧杯中搅拌后再低速离心，重复3次，直到红细胞被洗净，上清液不再呈现黄色为止。低速短时间(2)血红蛋白的释放、分离和透析
①在蒸馏水和甲苯的作用下，红细胞破裂而释放出血红蛋白。
②将混合液以2 000 r/min 的速度离心10 min，试管中形成 层(自上而下分别为甲苯层、脂溶性物质层、血红蛋白层、杂质层)；用滤纸过滤其中的液体，除去 ；用分液漏斗分离出下层的 (血红蛋白溶液)。
③在透析袋中加入1 mL红色透明液体，放入物质的量浓度为20 mmol/L的 中(pH为7.0)透析 。4脂溶性沉淀层红色透明液体磷酸缓冲液12 h(3)凝胶的制备
将 用蒸馏水充分溶胀后，制成凝胶悬浮液。凝胶的溶胀一定要完全，否则会导致 ，并产生气泡。
(4)色谱柱的装填
①将层析柱洗净，垂直固定在支架上，选择 (100目尼龙纱)端作为层析柱下口。
②打开色谱柱下端的乳胶管开口，将充分溶胀的凝胶悬浮液轻轻搅动均匀，沿 内壁缓缓一次性倒入色谱柱内。
③立即连接 ，在约50 cm高的操作压下，用 (pH为7.0，物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液)充分洗涤平衡凝胶12 h，使凝胶装填紧密。交联葡聚糖凝胶色谱柱装填不均匀有薄膜层析柱洗脱瓶洗脱液(5)样品的加入
①打开 下端的流出口，让凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与 刚好平行，关闭出口。
②用滴管小心吸取1 mL样品溶液沿 轻轻地加入到色谱柱顶端，不能破坏凝胶面。然后，打开流出口，使样品液逐渐渗入凝胶。
③当样品恰好完全渗入凝胶床时，再加入少量的 (pH为7.0，物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液)冲洗管壁。重复数次，每次既要使样品恰好全部渗入凝胶床，又不致使凝胶床面干燥而发生裂缝。随后可慢慢地逐步加大洗脱剂的量进行洗脱，直至洗脱液到适当高度。(注意：整个过程一定要仔细，避免破坏凝胶柱的床层。)色谱柱凝胶面柱壁洗脱液(6)洗脱与收集
连接好凝胶柱层析系统，调节洗脱液流速为每分钟1 mL，进行洗脱。仔细观察样品在层析柱内的分离现象，当红色的蛋白质接近________
时，收集洗脱液，每收集5 mL即换一支收集管(要预先编号)，连续收集，样品即可完全被洗脱下来。色谱柱的出口(1)对色谱柱填料处理时，因凝胶是干燥的，须将其置于洗脱液中使其充分膨胀，在此期间，可以通过加热等方法使其膨胀速度加快，这也有利于排除胶粒内的空气，避免凝胶凝固后出现气泡而影响分离效果。
(2)色谱柱的装填时，装柱过程中严禁产生气泡，一旦发现气泡，必须重装。
(3)洗脱过程中，注意不能让洗脱液流干而露出凝胶颗粒，否则需重新装填色谱粒。小贴士5.结论与反思
观察红色区带在洗脱过程中的移动状况，如果红色区带 地移动，并且凝胶色谱柱中没有气泡产生，说明色谱柱的装填是成功的。
6.深入研究
若需对蛋白质纯度进行鉴定，一般采用 。
(1)该方法以 (为网状结构，具有分子筛效应)作为支持介质。
(2)SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳具有较高的 ，一般只需要微克量级的蛋白质即可完成鉴定。均匀一致SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法聚丙烯酰胺凝胶灵敏度(3)蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中电泳时，它的迁移率取决于它所带的 、分子的 和形状等因素。
向蛋白质溶液中加入足够量的 (十二烷基磺酸钠)等，可使蛋白质分子中的 。十二烷基硫酸根所带的负电荷使各种蛋白质—SDS复合物都带上大大超过了蛋白质分子原有的负电荷量。SDS与蛋白质的结合还可引起蛋白质构象改变，使不同蛋白质的SDS复合物的短轴长度都一样。这样，蛋白质—SDS复合物在凝胶中的迁移率不再受蛋白质原有电荷和形状的影响，而仅仅取决于 。
(4)由于聚丙烯酰胺的 作用，小分子蛋白质可以很容易地通过凝胶孔，阻力小，迁移速度快；大分子蛋白质则因受到较大的阻力而被滞后，这样蛋白质在电泳过程中就会因其分子量的不同而被分离。净电荷大小SDS二硫键还原分子量的大小分子筛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。问题探究答案(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　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。
(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　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。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。
(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。答案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。
(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。答案血红蛋白的提取和分离各操作的主要目的5.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，关闭下端出口拓展应用答案解析解析　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。6.下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。
解析　血红蛋白能携带氧气，体现了蛋白质
具有运输功能。运输答案解析(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。
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。
(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。
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。透析(粗分离)相对分子质量较小磷酸缓冲液血红蛋白答案解析凝胶色谱法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答案解析(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”)。红色的蛋白质接近小答案解析色谱柱的出口解析　待红色的蛋白质接近色谱柱出口时，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。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出口时，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。四、从生物材料中提取某些特定成分基础梳理1.植物芳香油的特点
(1)具有 ，故可用水蒸气蒸馏法提取。
(2)易溶于 ，故可采用萃取法提取芳香油。
2.提取橘皮中的芳香油
(1)橘皮芳香油的成分及用途
①成分：橘皮芳香油的主要成分是 。
②用途：橘皮芳香油是生产 香精、 香精和 香精的优质原料。挥发性有机溶剂柠檬烯食用化妆品医药(2)提取方法：橘皮芳香油存在于果皮的 中，具有一定的挥发性，其沸点 水的沸点。在蒸馏时，随着温度的升高和水分的侵入，果皮油细胞 ，芳香油流出并随水一起形成蒸气，蒸气再通过 ，经接液管流入收集瓶。由于油轻水重，静置后分离。油细胞低于涨破冷凝管1.适合用水蒸气蒸馏法提取的成分应具有怎样的特性？
答案　适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸发而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。
2.在水中蒸馏的操作中，如何避免加热时发生暴沸？
答案　蒸馏烧瓶下垫石棉网，并向液体中加入几片碎石或瓷片。
3.为什么冷凝管中水流应从下方进水，上方出水？
答案　与蒸气流向相反，冷却效果好。
4.为什么液体混合物中各组分的沸点如果相差不大就不适合采用蒸馏的方法提取？
答案　若各组分的沸点相差不大，在蒸馏时会同时蒸发出，达不到分离的效果，所以不适合采用蒸馏的方法进行分离。问题探究答案植物芳香油的提取方法解析　植物芳香油是植物有效成分的提取液，其特点是具有特殊的植物香味和较强的挥发性，且难溶于水，易溶于有机溶剂。7.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拓展应用答案解析8.蒸馏装置安装完毕后，可以在蒸馏瓶中加几粒沸石，目的是
A.加速沸腾
B.防止液体过度沸腾
C.减缓沸腾
D.防止蒸馏瓶炸裂答案薄膜透析法凝胶色谱法蒸馏法压榨法当堂检测1.下列关于蛋白质提取的叙述中，不正确的是
A.分离与纯化蛋白质之前首先要用适当的方法使蛋白质释放出来
B.抽提时要依据蛋白质的不同特性选择不同的溶剂
C.蛋白质的粗提取物离心可除去一些小分子杂质
D.蛋白质的粗制品可能是多种蛋白质的混合物√2341答案5解析　对抽提得到的粗提取物离心可除去固体杂质。解析2.离心沉降法是纯化蛋白质的方法之一，在这一过程中蛋白质会分层，这一现象与蛋白质的何种性质有关
A.酸碱性 B.所带电荷多少
C.分子大小和密度 D.种类√答案23415解析　根据蛋白质之间或蛋白质与其他分子之间在分子大小和密度上的不同，采用离心沉降法，使其分层而分离。解析3.下列关于植物芳香油的描述，正确的是
A.易挥发、沸点高、易溶于水
B.不挥发、沸点高、易溶于有机溶剂
C.不挥发、沸点低、易溶于水
D.易挥发、沸点低、易溶于有机溶剂√答案解析解析　植物芳香油具有较强的挥发性，其沸点比水低，不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用有机溶剂来提取。234154.下列关于电泳概念的理解，错误的是
A.能进行电泳的物质一般是带电颗粒
B.带电颗粒向着与其电性相同的电极移动
C.影响泳动速度的因素包括带电颗粒的性质、电场强度、溶液的pH等
D.电泳支持物有滤纸、大分子凝胶、醋酸纤维薄膜等√答案解析解析　电泳是指带电颗粒向着与其电性相反的电极移动的现象。234155.回答下列有关蛋白质分离和纯化的问题：
(1)要获得血清蛋白的粗制品，必须将含有柠檬酸钠的血液进行 处理，然后将 装入透析袋中除去 。
(2)要获得血红蛋白，应如何破碎红细胞？
。
(3)右图为血清蛋白通过醋酸纤维薄膜
的电泳图谱，你认为含量最多的蛋白质
是 ，含负电荷最多的球蛋白是
，相对分子质量最大的球蛋白是 。
(4)电泳是目前应用最为普遍的 蛋白质的方法。离心上清液小分子物质加入蒸馏水使其涨破清蛋白α1－球蛋白γ－球蛋白(分离)纯化23415答案