School 中学备课纸
课 题 多聚酶链式反应扩增DNA片段
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 1、了解PCR技术的基本操作2、理解PCR的原理3、讨论PCR的应用
过程与方法 在多聚酶链式反应扩增DNA片段的实验过程中，应避免外源DNA污染，严格控制温度等反应条件
情感态度与价值观 通过对PCR实验的操作及结果分析，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科研精神
教学重点 PCR的原理和PCR的基本操作
教学难点 PCR的原理
教学过程 二次备课
一、情境导入在现代生物技术中，DNA技术可谓是尖端技术。人类基因组计划、基因工程、基因诊断、基因检测、古生物鉴定等都离不开对DNA分子碱基序列的分析。而分析DNA碱基序列，就需要一定量的DNA片段。怎样迅速获得足够量的DNA片段呢？今天我们来研究学习DNA分子的扩增技术――PCR技术。二、授新课1．基础知识PCR技术扩增DNA的过程，与细胞内DNA复制过程类似：1．1细胞内DNA复制条件分析：
条件组分作用模板DNA的两条单链提供复制的模板原料四种脱氧核苷酸合成DNA子链的原料酶解旋酶DNA聚合酶打开DNA双螺旋催化合成DNA子链能量ATP为解螺旋和合成子链供能引物RNA为DNA聚合酶提供合成的3’端起点1．2细胞内DNA复制过程（1）DNA的反向平行结构：（结合教材图5－6）核苷酸分子的结构与方向性：（分子结构模式图）由核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接形成核苷酸长链：（模式图，体现方向性）。DNA双螺旋结构的反向平行结构：（2）DNA的复制过程:解 旋：解旋酶、ATP，DNA两条链打开，，形成两条DNA单链。引物结合：在DNA单链3’端与DNA反向配对结合，确保引物3’端与DNA单链准确配对。DNA聚合酶结合：子链合成：DNA聚合酶从引物3’端开始，将配对的脱氧核苷酸连接起来。后续加工：DNA聚合酶I将引物切去，并合成空缺处的DNA单链，再由DNA连接酶将不连续的DNA子链连接起来（半不连续合成。先导链，滞后链）子链合成特点：不能从头合成；合成方向为“5’→3’合成”。感悟生命的神秘：DNA聚合酶不但能够催化磷酸二酯键的形成，还具有校对功能。它在每引入一个核苷酸后都要复查一次，只有碱基配对无误后才能继续往下聚合，它不能从头合成。RNA聚合酶没有校对功能，因此RNA的合成不需要引物，而是从头合成的，它的错配可能性较大，在RNA引物完成功能后即被DNA聚合酶I删去，代之以高保真的DNA链。［思考］DNA分子能准确复制的原因有哪些？DNA双螺旋结构提供模板；碱基互补配对；DNA聚合酶的复查功能。［思考］细胞内哪些物质是从头合成的？RNA合成、蛋白质合成。1．3DNA分子复制的人工控制解开螺旋：在80～100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。恢复螺旋：在50℃左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。复制条件：缓冲液,DNA模板,四种脱氧核苷酸,热稳定DNA聚合酶,两种引物。反应场所：PCR仪（自动温度周期性调节）。［思考］缓冲液相当细胞内的什么成分？（核基质）4．PCR的反应过程变性：在95℃时DNA解旋复性：在50℃时引物与DNA单链结合延伸：在72℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）2．实验操作2．1 PCR反应体系：缓冲液、DNA模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定DNA聚合酶、两种RNA引物，水2．2 实验操作步骤2．3 按照PCR反应体系配方配制反应液；（2）将PCR反应体系50μL用微量移液器转移到微量离心管（0.5mL）中；（3）将微量离心管放到PCR仪中；（4）设置PCR仪的工作参数。（5）DNA在PCR仪中大量扩增。2．4 水浴法：将微型离心管依次在95℃、55℃、72℃的恒温水浴锅中循环处理相应时间。3．实验注意事项3．1避免外源DNA污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使用前高压灭菌。3．2缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。3．3每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。3．4混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。4．结果分析与评价4．1反应液稀释：取2 LPCR反应液，添加98 L蒸馏水；2．分光光度计调零：将100 L蒸馏水添加到比色杯中，在260nm处将分光光度计调整读数为零。4．2将100 L反应稀释液倒入比色杯中，测定在260nm处的光吸收值。4．3计算：DNA含量＝50×光吸收值×稀释倍数三、当堂反馈例1 在（ ）的温度范围内，DNA的双螺旋结构解开 A. 10－20℃ B. 80－100℃ C. 20－30℃ D. 40－60℃解析：蛋白质大多不能忍受60－80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。答案：B例2 关于DNA的复制，下列叙述正确的是（ ）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. DNA的合成方向总是从子链的3’端向5’端延伸解析：由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3’端即复制方向由3’端向5’端延伸；由于DNA分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是从子链5’端向3’端延伸。答案：C四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：教师在教学过程中，可以鲜引导学生回忆必修2的有关DNA复制的知识，在此基础上，学生可加深对于PCR原理的认识。对于PCR反应过程的教学，应以读图识图为主。教材中反应过程图解详细的描绘了参与PCR的各种组成成分；每一轮反应的三个基本步骤—变性、复性、延伸；每一步骤的作用。教师在教学中可以请学生在读图的同时，结合教科书中的文字说明来加深理解。当学生遇到难以理解的地方时，教师要及时给予解答。
主备人:
变性
复性
延伸
多聚酶链式反应扩增DNA片段
PCR原理
DNA的复制需要酶、原料、能量、引物
DNA的变性和复性受温度影响
PCR过程
变性
复性
延伸
操作步骤
配制PCR反应体系
移入离心管
放入PCR
设置工作参数
DNA扩增
测定含量
稀释
调零
测定并读数
计算
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5School 中学备课纸
课 题 月季的花药培养
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 1、识记被子植物花粉发育的过程2、通过学习花药培养的基本技术，培养设计试验、动手操作、分析解释实验现象的能力
过程与方法 1、列表比较花药培养与组织培养2、选择适宜的培养材料和培养基
情感态度与价值观 1、培养动手实践、勇于探索的科学探究素质2、通过讨论花药离体培养技术在生产实践中的应用，帮助学生确立理论联系实际的观点
教学重点 选取适宜的培养材料和培养基
教学难点 选取适宜的培养材料和培养基
教学过程 二次备课
一、情境导入利用植物的茎可以经过组织培养得到新植株，但这种方法同时也存在着一定的缺陷，繁殖出来的新植株往往无法获得一些新的性状。本节我们将学习花药离体培养技术，这是一种信的育种技术。二、授新课1．基础知识活动2：阅读“被子植物的花粉发育”，回答下列问题：1．被子植物的花粉是在 中由 经过 分裂形成的。2．结合教材内容填下列示意图：〖思考2〗由此可见，被子植物的花粉的发育要经历 四分体 时期， 单核 期和 双核 期等阶段。〖思考3〗在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生 4 个精子；在一枚花药中可以产生 很多 个花粉。〖思考4〗营养细胞在花粉萌发过程中的作用是什么？控制花粉的萌发并提供营养。活动3：阅读“产生花粉植株的两条途径”，讨论并回答下列问题：1．产生花粉植株（即单倍体植株）的两种途径：一是花粉通过 胚状体 阶段发育为植株，二是通过 愈伤组织 阶段发育为植株。这两种途径的区别主要取决于培养基中 激素 的种类及其 浓度 的配比。2．填写培育花粉植株的途径图解：3．胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把胚状体到从芽的过程称为 分化 ，而把从愈伤组织到从芽的过程称为 再分化 。活动4：阅读“影响花药培养的因素”，回答下列问题：1．影响花粉植株的主要因素： 材料的选择 和 培养基的组成 等。2．材料的选择：①从花药来看，应当选择（初花期、盛花期、晚花期）的花药；②从花粉来看，应当选择（四分体期、单核期、双核期、萌发期）的花粉；③从花蕾来看，应当选择（完全未开放、略微开放、完全盛开）的花蕾。〖思考5〗除此之外，你认为影响花粉诱导成功率的因素还有哪些？植物的种类、亲本生长条件、材料的低温处理、接种密度、培养基组成、培养的环境条件等。〖思考6〗为什么不选择使用单核期之前或之后的花粉？单核期之前，花药质地幼嫩，容易破碎；单核期之后，花瓣开始松动，消毒困难。〖思考7〗花瓣松动会给材料消毒带来困难的原因是 外界环境中的微生物容易侵入到花药中 。2．实验设计活动5：阅读“材料的选择”，回答下列问题：1．选择花药时一般通过 镜检 确定花粉发育时期，此时需要对花粉细胞核进行染色，最常用的染色剂是 醋酸洋红溶液 和 焙花青－铬钒溶液 ，它们分别可以将细胞核染成 红 色和 蓝黑 色。2．在使用焙花青－铬钒溶液时，需要首先将花药用 卡诺氏固定液 处理20min。该试剂的配制方法是将 无水酒精和冰醋酸 按体积比为 3：1 的比例混合均匀。活动6：阅读“材料的消毒”，填写下列流程图：〖思考8〗月季花蕾的消毒与菊花外植体的消毒相比较，二者有何不同？在酒精消毒前，花药不需要预先用流水冲洗、洗衣粉洗涤和软刷刷洗。活动7：阅读“接种和培养”，回答下列问题：1．剥取花药：消毒后的花蕾，要在 无菌 条件下除去花萼、花瓣。〖思考9〗剥取花药时，一是注意不要损伤花药，原因是 容易从受伤部位产生愈伤组织 ；二是要彻底除去花丝，原因是 花丝不利于愈伤组织或胚状体的形成 。2．接种花药：剥取的花药要立刻接种到 培养基 上。每个培养瓶接种 7～10 个花药。3．培养：花药培养利用的培养基是 MS 培养基，pH为 5.8 ，温度为 25 ℃，幼苗形成之前（需要、不需要）光照。〖思考10〗在花药培养基中，用量最高的激素是 IAA ；在诱导丛芽或胚状体培养基中，用量最高的激素是 BA ；在诱导生根的培养基中，用量最高的激素是 IAA 。4．培养20－30d后，花药开裂，长出 愈伤组织 或释放出 胚状体 。前者还要转移到 分化培养基 上进行分化培养成再生植株；后者要尽快 分开 并转移到新的培养基上。5．通过愈伤组织形成的植株，常常会出现 染色体倍性 的变化，因而需要鉴定和筛选。〖思考11〗为什么通过愈伤组织形成的植株会发生染色体倍性的变化？（05全国理综III）有些是由花粉发育形成的单倍体花粉植株，有些是由花粉壁细胞发育形成的二倍体花药壁植株。三、当堂反馈例1．某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的（ ）A．茎尖 B．子房壁 C．叶片 D．花粉粒解析：本题主要考查无性生殖特点。涉及知识点有：组织培养、体细胞、生殖细胞等。抓住无性生殖能够保持原物种特性这一特点。组织培养就是无性生殖的一种方式，它是由体细胞培养而来的，含有原物种的全部基因，而花粉粒是生殖细胞。该题易陷入思维定势，联想到花粉粒的离体培养。可见，植物组织培养若取自体细胞则为无性生殖；若取自生殖细胞则为有性生殖。答案：D例2． 一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常；另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称不正常的配子）。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是两者产生的配子全部都不正常 前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子不正常两者都产生一半不正常的配子D．前者产生全部不正常的配子，后者只产生一半不正常的配子解析：初级精母细胞的减数第一次分裂过程，是同源染色体分开，进入两个次级精母细胞。若此过程中同源染色体不发生分离，形成的两个次级精母细胞中，一个多了一条染色体，另一个少了一条染色体。次级精母细胞进行的减数分裂的第二次分裂，是姐妹染色单体分开，平均分配到两个精子细胞中。若此过程中姐妹染色单体不分开，形成的两个精子细胞中的染色体数目均不正常。答案：D四、课堂小结本课题有一定难度，成功率较低。全部完成课题不仅耗时较长，又有季节限制。最好课前做好时间规划，以提高工作效率。建议教师提前做好相关环节的准备，如花蕾的选择、培养基配方等。同时对于兴趣较高的同学可以安排在课外动手尝试，教师提供相关的技术指导。五、作业：
附：板书设计
教学后记：课题背景介绍了花药培养的历史以及花药培养在育种工作上的意义，教师可借此激发学生的学习兴趣。在教学过程中，可以采用插图提高学生的形象认识，补充一些不同植物和不同花粉发育时期的花药培养的资料，帮助学生认识材料选择和培养基配方的重要性。
主备人:
小孢子母细胞（2n）
（ ）时期（n）
单核（ ）期（n）
双核期
（ ）细胞核（n）
（ ）细胞核（n）
（ ）细胞（n）
（ ）细胞（n）
（ ）个精子(n)
（ ）分裂
（ ）分裂
单核（ ）期（n）
（ ）分裂
（ ）
花药中
的花粉
（ ）
（ ）
（ 胚状体 ）
（ 愈伤组织 ）
（ ）
丛
芽
生
根
移栽
花蕾
（70％酒精）
大约30s
（无菌水）
清洗
（无菌吸水纸）
吸干水分
（1％氯化汞溶液）
2～4min
（无菌水）
冲洗
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4School 中学备课纸
课 题 血红蛋白的提取和分离
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 1、尝试从血液中提取和分离血红蛋白2、了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理
过程与方法 体验血红蛋白提取和分离的实验的严格要求，注意按照操作提示进行相关步骤
情感态度与价值观 初步形成科学的思维方式，发展科学素养和人文精神
教学重点 凝胶色谱法的原理和方法
教学难点 样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填
教学过程 二次备课
一、情境导入蛋白质是生命活动的主要承担者，是细胞内含量最高的有机化和物。对蛋白质的研究有助于人们对生命过程的认识和理解。所以需要从细胞中提取蛋白质进行研究。怎样提取蛋白质呢？二、授新课1．基础知识蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分离各种蛋白质。1．1凝胶色谱法（分配色谱法）：（1）原理：（图5－13a）分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。（2）凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。（3）分离过程：（图5－13b）混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子
＊洗脱：从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质分子的差速流动。1．2缓冲溶液
（1）原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成（如H2CO3－NaHCO3，HC－NaC，NaH2PO4/Na2HPO4等），调节酸和盐的用量，可配制不同pH的缓冲液。（2）缓冲液作用：抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。1．3凝胶电泳法：（1）原理：不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。［思考］阅读教材后，填写下表：决定运动方向形成库仑力形成阻力决定运动速率电荷性质√电荷量√√分子形状√√分子大小√√（2）分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺经胶电泳等。（3）分离过程：在一定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS，形成“蛋白质－SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。2．实验设计2.1蛋白质的提取和分离一般分为哪些基本步骤？样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。思考：是否所有种类的蛋白质的提取和分离都是这样的？为什么？不是。因为蛋白质的来源和性质不同，分离方法差别很大。2.2选择实验材料（1）你认为鸟类血液和哺乳动物血液中，最好哪种血液来提取血红蛋白？为什么？哺乳动物血液。因为该细胞中没有细胞核，血红蛋白含量高。（2）请阅读教材，认识哺乳动物血液组成及血红蛋白性质。并思考回答下列问题：血液由 和 两部分组成。血细胞中 细胞数量最多，细胞的含量最高的化合物是 。该化合物是由 和 构成的，其中每个亚基中都含有一个能与O2和CO2结合的 基团。2.3从红细胞中分离出血红蛋白的过程为：洗涤红细胞、释放血红蛋白、分离血红蛋白、透析。洗涤红细胞的目的是什么？除去血浆蛋白的杂蛋白，有利于后续步骤的分离纯化。红细胞的洗涤过程为血液＋柠檬酸钠→低速短时离心→吸出上层血浆→红细胞＋5倍体积生理盐水 →缓慢搅拌10min→低速短时离心→吸出上清液→反复洗涤直至上清液无黄色思考：加入柠檬酸钠有何目的？为什么要低速、短时离心？为什么要缓慢搅拌？防止血液凝固；防止白细胞沉淀；防止红细胞破裂释放出血红蛋白。思考：你有什么方法将红细胞中的血红蛋白释放出来？加入蒸馏水，用玻璃棒快速搅拌一段时间。补充：加入蒸馏水后红细胞液体积与原血液体积要相同。加入甲苯的目的是溶解细胞膜，有利于血红蛋白的释放和分离。此时，红细胞破碎混合液中不仅含有血红蛋白，而且还含有细胞破碎物、脂质、甲苯有机溶剂等。怎样除去这些杂质呢？由于它们的密度不同，科学家采取了离心分离的方法：红细胞破碎混合液→中速长时离心（2000c/min×10min）→滤纸过滤除去脂质→分液漏斗分离出血红蛋白2.4如何除无机盐离子和小分子有机物质呢？。透析。半透膜的选择透过性，大分子物质不能通过半透膜，离子和小分子能够通过半透膜。在透析过程中，血红蛋白溶液中的离子和小分子不断通过半透膜扩散进入到pH＝7的磷酸缓冲液中。思考：为何使用pH＝7的磷酸缓冲液？为什么缓冲液量远多于血红蛋白溶液量？维持血红蛋白的正常特性。有利于杂质分子充分地向外扩散。总结：通过以上四个基本过程，红细胞中的血红蛋白就被提取出来。但其中还含有其他种类的蛋白质分子（如呼吸酶等）。怎样将杂蛋白与血红蛋白分离开来呢？我们来研究蛋白质提取和分离的第二个步骤――粗分离（凝胶色谱操作）。2.5凝胶色谱分离蛋白质包括：制作色谱柱、装填色谱柱、样品加入和洗脱。根据教材图5－19，说出制作色谱柱需要的材料。橡皮塞2个、打孔器、小刀、移液管、尼龙纱、尼龙网、玻璃管、尼龙管等。色谱柱的制作过程：准备材料→加工橡皮塞→安装色谱柱下面进行第二步――凝胶色谱柱的装填。请阅读教材：色谱柱的装填过程。步骤操作要求①操作要求色谱柱垂直固定在支架上②计算称量凝胶根据色谱柱体积计算凝胶用量③配制悬浮液凝胶颗粒＋蒸馏水→充分溶胀凝胶颗粒＋洗脱液→沸水浴④装填悬浮液一次性缓慢倒入；轻轻敲打⑤缓冲液洗涤平衡立刻用磷酸缓冲液洗涤平衡12h样品加入和洗脱。其基本过程是：调节缓冲液面→加入蛋白质样品→调节缓冲液面→洗脱→收集分装蛋白质至此，血红蛋白即可得到粗分离。在整个操作过程中，应当注意以下事项：（1）红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少；低速、短时离心。（2）凝胶的预处理：沸水浴法时间短，还能除去微生物和气泡（3）色谱柱的装填：装填尽量紧密，降低颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。（4）色谱柱成功标志：红色区带均匀一致地移动。三、当堂反馈例1 利用凝胶色谱法，什么样的蛋白质先洗脱出来（ ）A. 相对分子质量大的B. 溶解度高的C. 相对分子量小的D. 所代电荷多的解析：凝集色谱法使根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。相对分子质量较小的蛋白质能进入凝胶内部通道，路程较长，移动速度较慢；相对分子质量大的蛋白质，路程较短，移动速度较快，首先洗脱出来。答案：A例2 蛋白质提取和分离分为哪几步（ ）A. 样品处理、凝胶色谱操作、SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳B. 样品处理、凝胶色谱操作、纯化C. 样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定D. 样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定解析：蛋白质的提取和分离分为样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定四步。A中凝胶色谱操作及SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳为实验操作过程中的技术答案：C四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：本课题重在让学生了解生物科学在蛋白质领域的进展，说明提取、分离高纯度的蛋白质的重要性和必要性，并学习一些蛋白质分离和提取的基本技术。教师可以发挥学生的主动性，让学生介绍当前有关蛋白质研究的新进展，激发学生的学习兴趣，然后指出本课题的学习意义，让薛生初步体会分离纯化蛋白质的过程和方法
主备人:
纯度鉴定
化
纯
离
分
粗
样品处理
提取分离
蛋白质的
纯度鉴定
化
纯
离
分
粗
样品处理
提取分离
蛋白质的
用
作
成
组
缓冲溶液
用
作
成
组
缓冲溶液
凝胶电泳法
分离过程
理
原
凝胶色谱法
凝胶电泳法
分离过程
理
原
凝胶色谱法
蛋白质分子的差异性
蛋白质分子的差异性
离
和
取
提
的
白
蛋
红
血
纯度鉴定
化
纯
离
分
粗
样品处理
提取分离
蛋白质的
用
作
成
组
缓冲溶液
凝胶电泳法
分离过程
理
原
凝胶色谱法
离
分
和
取
的
白
蛋
红
血
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1School 中学备课纸
课 题 腐乳的制作
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 说明腐乳制作的原理
过程与方法 注意实验流程的操作环节；动手实践，体验其中的变化
情感态度与价值观 以制作腐乳为例，了解古代劳动人民对发酵技术的应用；养成细心严谨的科学态度
教学重点 说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作
教学难点 在实践中摸索影响腐乳品质的条件
教学过程 二次备课
一、情境导入在人们的餐桌上的饭菜不但与“香”相联系，而且与“臭”也有牵连：臭豆腐、臭鸡蛋、臭虾酱等等。这些嗅起来“臭”而吃起来“香”的食品也与发酵有着密切关系。二、授新课（阅读“腐乳制作原理”，完成基础知识）1．基础知识1．1腐乳的制作原理腐乳制作过程中发挥作用的微生物主要是 毛霉 ，其属于 真菌，其同化作用类型是 异养型。毛霉等微生物产生的 蛋白质 酶等能将豆腐中蛋白质分解成小分子的 多肽 和 氨基酸 ；产生的 脂肪 酶能将豆腐中脂肪水解为 甘油 和 脂肪酸 。
〖思考1〗写出蛋白质和脂肪的水解的反应式:〖思考2〗在日常生活中，人们通常将鱼和肉腌制起来长时间保存，其原因是 在高浓度盐水溶液中细菌脱水死亡 。
2．实验设计阅读“实验设计”及有关资料，完成以下问题：〖思考3〗什么样的豆腐适合于做腐乳？为什么？含水量适中（70％左右）。含水量过高腐乳不易成型。2．1毛霉的生长：毛霉生长的适宜条件：温度 15～18℃ ，保持一定的 湿度 。〖思考4〗自然条件下毛霉来自空气中的 毛霉孢子 ；在工厂化生产中毛霉来自 严格无菌 条件下的 直接接种优良菌种 。〖思考5〗腐乳表面的“皮”主要是由 毛霉的菌丝 构成的。2．2 加盐腌制：在长满毛霉的豆腐块上加盐的目的是 析出豆腐中的水分使之变硬和抑制微生物的生长避免腐败变质 。〖思考6〗瓶口处多加盐的原因是 瓶口处容易被杂菌污染 。〖思考7〗加盐为什么能防止食品腐败？高浓度盐溶液能有效抑制微生物的生长。（3）配制卤汤：卤汤的作用是调节腐乳的 色、香、味 ，并可以抑制 微生物的生长 。〖思考8〗卤汤中的哪些成分具有防腐杀菌作用？酒精和香辛料。3．发酵操作阅读“操作提示”，完成相关问题。3．1控制好材料的用量一是控制好 盐 的用量：过多影响口味，过少容易 腐败变质 。二是控制卤汤中 酒精 含量在12％左右：过高会延长腐乳的 成熟 ，过低可能导致 豆腐变质 。2．防止杂菌感染防止杂菌感染的措施有：玻璃瓶用 沸水 消毒；装瓶过程中操作要 迅速小心 ；装瓶后用胶带密封；密封后用 酒精灯 消灭瓶口杂菌。〖思考9〗在整个制作过程中，还有哪些防止杂菌感染的措施？加盐腌制、卤汤中的酒精和香辛料等。〖思考10〗制作腐乳的配方有 红 方、 槽 方和 青 方等。红色腐乳是由于制作中利用了 红曲 而使腐乳呈现红色。【补充】腐乳发酵：前期发酵：一是毛霉生长，分泌以蛋白质酶为主的各种酶，使蛋白质水解成氨基酸；二是毛霉形成菌膜包住豆腐使之成形。后期发酵：酶与微生物协同参与生化反应。腌制处理：各种辅料及酶的缓慢作用，使腐乳生成香气。4．结果分析与评价4．1用盐量对腐乳制作有哪些影响？调节口味、杀菌、脱水等。4．2发酵温度对腐乳制作有什么影响？温度过低或过高会影响毛霉的生长和酶的作用，从而影响发酵的进程和发酵质量。4．3发酵时间对腐乳制作有什么影响？时间过短，发酵不充分；时间过程，豆腐会软化不易成型，从而影响腐乳的口味。三、当堂反馈例1．以下四种微生物都参与的豆腐的发酵，从代谢类型上考虑哪一项与其它三项有明显区别（ ） A．青霉 B．酵母 C．曲霉 D．毛霉解析：四种生物全为真核生物，同化作用类型都为异养型，不同的是酵母菌的异化作用类型是兼性厌氧型，而其它三项全为需氧型。答案：B 例2．葡萄糖在毛霉细胞质内分解至丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是（ ）A．在线粒体中进行的无氧呼吸 B．需在有氧条件下进行C．不产生CO2 D．反应速度不受温度影响解析：葡萄糖在细胞质基质中分解成两分子丙酮酸和少量[H]及少量的能量，这一阶段也是无氧呼吸的第一阶段，因此不需氧的参与。答案：C☆综合应用例3．腐乳味道鲜，易于消化、吸收，是因为其内主要含有的营养成分是A．无机盐、水、维生素 B．氯化钠、氨基酸、甘油和脂肪酸C．多肽、氨基酸、甘油和脂肪酸 D．蛋白质、脂肪、氯化钠、水解析：豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪。在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等营养成分答案：C四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：本节课介绍的内容在我国也有悠久的历史，教师在授课时可以适当引导学生进行情感教育，然后逐步引入制作腐乳的原理和实验流程。在讲解过程中注意层层设问，激发学生的思维，并且通过师生互动，学生互助等形式得出答案。但是限于时间和条件的限制，本实验可能无法在短期内使学生获得形象的认识。
主备人:
影响腐乳风味和质量的因素
结果分析评价
沸水、密封、加盐、酒精、香辛料
防止杂菌的感染
盐和酒精用量不能过高或过低
控制材料的用量
实验操作
配制与作用
腌制方法
毛霉生长
密封
腌制
加卤汤
装瓶
加盐
腌制
让豆腐上
长出毛霉
实验流程
实验设计
脂肪分解成甘油和脂肪酸
蛋白质分解成多肽和氨基酸
脂肪酶
蛋白酶
毛霉等分泌水解酶
制作原理
腐乳的制作
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4School 中学备课纸
课 题 微生物的实验室培养
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 了解有关培养基的基础知识；掌握培养基的制备、高压蒸汽灭菌和平板划线法等基本操作技术
过程与方法 分析实验思路的确定和形成的原因，分析实验流程，对比前面的实验设计，归纳共性，分析差异，增加印象
情感态度与价值观 形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神
教学重点 无菌技术的操作
教学难点 无菌技术的操作
教学过程 二次备课
一、情境导入在传统发酵技术的应用中，都利用了微生物的发酵作用，其中的微生物来自于制作过程中的自然感染。而在工业化生产中，为了提高发酵的质量，需要获得优良菌种，并保持发酵菌种的纯度。这就要涉及到微生物的培养、分离、鉴别等基本技术。现在我们开始学习微生物的培养和应用专题。二、授新课1．基础知识1．1 培养基的种类包括 固体 培养基和 液体 培养基等。〖思考1〗琼脂是从红藻中提取的 多糖 ，在配制培养基中用作为 凝固剂 。【补充】培养基的类型及其应用：1．2 培养基的化学成分包括 水 、 无机盐 、 碳源 、 氮源 四类营养成分。〖思考2〗从细胞的化学元素组成来看，培养基中为什么都含有这些营养成分？C、H、O、N、P、S是构成细胞原生质的基本元素，约占原生质总量的97％以上。【补充】碳源：如CO2、糖类、脂肪酸等有机物，构成微生物的结构物质和分泌物，并提供能量。氮源：如N2、氨盐、硝酸盐、牛肉膏、蛋白胨等，主要用来合成蛋白质、核酸及含氮代谢物等。含有C、H、O、N的化合物既可以作为碳源，又可以作为氮源，如氨基酸等。1．3 培养基除满足微生物生长的 pH 、 特殊营养物质 和 氧气 等要求。【补充】生长因子：某些微生物正常生长代谢过程中必须从培养基中吸收的微量有机小分子，如某些氨基酸、碱基、维生素等。〖思考3〗牛肉膏和蛋白胨主要为微生物提供 糖 、 维生素 和 有机氮 等营养物质。〖思考4〗培养乳酸杆菌时需要添加 维生素 ，培养霉菌时需要将培养基pH调节为 酸性 ，培养细菌时需要将pH调节为 中性或微碱性 。活动2：阅读“无菌技术”，讨论回答下列问题：1．4 获得纯净培养物的关键是 防止外来杂菌的入侵 。1．5 无菌技术包括：（1）对实验操作空间、操作者的衣着和手进行 清洁和消毒 ；（2）将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行 灭菌 ；（3）为避免周围微生物污染，实验操作应在 酒精灯火焰附近 旁进行；（4）避免已灭菌处理的材料用具与 周围物品 相接触。1．6 比较消毒和灭菌（填表）〖思考5〗无菌技术除了防止培养物被污染外，还具有的目的是 防止感染实验操作者 。1．7 消毒方法：（1）日常生活经常用到的是 煮沸 消毒法；（2）对一些不耐高温的液体，则使用 巴氏 消毒法（作简要介绍）；（3）对接种室、接种箱或超净工作台首先喷洒 石炭酸或煤酚皂 等溶液以增强消毒效果，然后使用 紫外线 进行物理消毒。（4）实验操作者的双手使用 酒精 进行消毒；（5）饮水水源用 氯气 进行消毒。1．8灭菌方法：（1）接种环、接种针、试管口等使用 灼烧 灭菌法；（2）玻璃器皿、金属用具等使用 干热 灭菌法，所用器械是 干热灭菌箱 ；（3）培养基、无菌水等使用 高压蒸汽 灭菌法，所用器械是 高压蒸汽灭菌锅 。（4）表面灭菌和空气灭菌等使用 紫外线 灭菌法，所用器械是 紫外灯 。〖思考6〗对接种环灭菌时要用酒精灯的 充分燃烧 层火焰灼烧可能伸入试管或培养皿的部位。〖思考7〗利用干热灭菌箱对玻璃器皿灭菌时物品不能摆得太挤，目的是避免妨碍热空气流通。〖思考8〗物品装入高压蒸汽灭菌锅灭菌后，要首先打开排气阀，煮沸并排除锅内冷空气，其目的是 有利于锅内温度升高 ；随后关闭排气阀继续加热，气压升至 100k Pa，温度为 121℃ ，并维持 15～30 min；最后切断热源，使温度自然降温，气压务必降至 零 时打开锅盖，其目的是防止 容器中的液体暴沸 。【补充】培养基的配制原则：①目的要明确：根据培养的微生物种类、培养的目的等确定培养基的类型和配制量。②营养要协调：培养基中各种营养物质的浓度和比例要适宜。例如：碳氮比4∶1时，谷氨酸棒状杆菌大量繁殖而产生谷氨酸少；碳氮比为3∶1时，菌体繁殖受抑制而谷氨酸合成量大增。③pH要适宜：细菌培养基pH中性或偏碱性，霉菌培养基呈酸性。2．实验操作2．1 计算：根据配方比例，计算100mL培养基各成分用量。2．2 称量：准确称取各成分。称取牛肉膏和蛋白胨时动作要迅速，目的是防止牛肉膏吸收空气中水分。2．3 溶化：①加水加热熔化牛肉膏；②加入蛋白胨和氯化钠继续加热；③加入琼脂；④用蒸馏水定容到100mL。整个过程不断用玻棒搅拌，目的是防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。2．4 调pH：用1mol/LNaOH溶液调节pH至偏碱性。2．5 灭菌：将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加塞包扎后用高压蒸汽灭菌锅灭菌；所用培养皿用报纸包扎后用干热灭菌箱灭菌。2．6 倒平板：待培养基冷却至50℃左右时在酒精灯火焰附近操作进行。其过程是：①在火焰旁右手拿锥形瓶，左手拔出棉塞；②右手拿锥形瓶，使锥形瓶的瓶口迅速通过火焰；③左手将培养皿打开一条缝隙，右手将培养基倒入培养皿，立刻盖上皿盖。④待平板冷却凝固后，将平板倒过来放置。〖思考1〗锥形瓶的瓶口通过火焰的目的是消灭瓶口的杂菌，防止杂菌感染培养基。〖思考2〗倒平板的目的是防止培养基冷却过程中形成的水滴落到培养基表面。〖思考3〗若皿盖和皿底之间粘有培养基，则该平板能否培养微生物？为什么？不能。空气中杂菌会在这些粘附培养基上繁殖，并污染皿内培养基。〖思考4〗配制斜面培养基中，试管要加塞棉塞的目的是保持通气并防止杂菌感染。〖思考5〗试管培养基形成斜面的作用是增大接种面积。2．7 接种2．7．1微生物接种的最常用方法是平板划线法和稀释涂布法，另外还有穿刺接种和斜面接种等。2．7．2平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。其操作步骤是：①将接种环在酒精灯火焰上灼烧直至烧红。②在酒精灯火焰旁冷却接种环，并打开大肠杆菌的菌种试管的棉塞。③将菌种试管口通过火焰达到消灭试管口杂菌的目的。④将冷却的接种环伸入到菌液中取出一环菌种。⑤将菌种试管口再次通过火焰后塞上棉塞。⑥将皿盖打开一条缝隙，把接种环伸入平板内划3～5条平行线，盖上皿盖，不要划破培养基。⑦灼烧接种环，冷却后从第一区划线末端开始向第二区域内划线。重复上述过程，完成三、四、五区域内划线。注意不要将第五区的划线与第一区划线相连。⑧将平板倒置放在培养箱中培养。〖思考6〗取菌种前灼烧接种环的目的是消灭接种环上的微生物；除第一次划线外，其余划线前都要灼烧接种环的目的是消灭接种环上残留菌种；取菌种和划线前都要求接种环冷却后进行，其目的是防止高温杀死菌种；最后灼烧接种环的目的是防止细菌污染环境和操作者。〖思考7〗在第1次划线后都从上次划线末端开始的目的是获得由单个细菌形成的标准菌落。2．7．3 稀释涂布平板法：将菌液进行一系列梯度稀释，并将不同稀释度菌液分别涂布到琼脂固体培养基上进行培养。当稀释倍数足够高时，即可获得单个细菌形成的标准菌落。2．7．4 系列稀释操作：①取盛有9mL水的无菌试管6支，编号101、102、103、104、105、106。②用灼烧冷却的移液管吸取1mL菌液注入编号为101试管中，并吹打3次，使之混匀。③从101倍液中吸取1mL菌液注入到编号为102试管内吹打均匀，获得102倍液。依此类推。〖思考8〗操作中试管口和移液管应在离火焰1～2cm处。整个操作过程中使用了1支移液管。3．结果分析与评价3．1 培养未接种培养基的作用是对照，若有菌落形成，说明培养基灭菌不彻底。3．2 在肉汤培养基上，大肠杆菌菌落呈白色，为圆形，光滑有光泽，边缘整齐。3．3 培养12h和24h后的菌落大小不同（相同、不同）；菌落分布位置相同（相同、不同）。原因是时间越长，菌落中细菌繁殖越多，菌落体积越大；菌落的位置不动，但菌落数增多。〖思考9〗在某培养基上出现了3种特征不同的菌落，原因有培养基灭菌不彻底或杂菌感染等。〖思考10〗频繁使用的菌种利用临时保藏法保存，长期保存菌种的方法是甘油管藏法。前者利用固体斜面培养基培养后，保存在4℃冰箱中，每3～6个月转种培养一次，缺点是保存时间较短，容易发生污染和变异；后者将菌种与无菌体积等量混合后保存在－20℃冷冻箱中。
三、当堂反馈例1．关微生物营养物质的叙述中，正确的是A.是碳源的物质不可能同时是氮源 B.凡碳源都提供能量C.除水以外的无机物只提供无机盐 D.无机氮源也能提供能量解析：不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况分析。对于A、B选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳源可同时是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，也是能源，如蛋白胨。对于C选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如二氧化碳，可作为自养型微生物的
碳源；NaHC O3，可作为自养型微生物的碳源和无机盐；而NaCl则只能提供无机盐。对于D选项，无机氮源提供能量的情况还是存在的，如NH3可为硝化细菌提供能量和氮源。答案：D例2．下面对发酵工程中灭菌的理解不正确的是A.防止杂菌污染 B.消灭杂菌C.培养基和发酵设备都必须灭菌 D.灭菌必须在接种前解析：灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。A说的是灭菌的目的，因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌），所以是正确的；B是错误的，因为灭菌的目的是防止杂菌污染，但实际操作中不可能只消灭杂菌，而是消灭全部微生物。C是正确的，因为与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌；发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的，灭菌必须在接种前，如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。答案：B四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：本节课可以通过生产实例导入，使学生认识在微生物的培养过程中，保持培养物纯净的重要性。在课堂上可以跳出教材，充分发挥学生的主动性，让学生收集列举更多的生产生活中的实例，从中体会培养物纯净的重要性。当时由于微生物的微观性和危害性，一定要教育学生培养良好的卫生习惯。
主备人:
标准 培养基类型 配制特点 主要应用
物理性质 固体培养基 加入琼脂较多 菌种分离,鉴定,计数
半固体培养基 加入琼脂较少 菌种保存
液体培养基 不加入琼脂 工业生产，连续培养
化学组成 合成培养基 由已知成分配制而成，培养基成分明确 菌种分类、鉴定
天然培养基 由天然成分配制而成，培养基成分不明确 工业生，产降低成本
目的用途 鉴别培养基 添加某种指示剂或化学药剂 菌种的鉴别
选择培养基 添加（或缺少）某种化学成分 菌种的分离
比较项 理化因素的作用强度 消灭微生物的数量 芽孢和孢子能否被消灭
消毒 较为温和 部分生活状态的微生物 不能
灭菌 强烈 全部微生物 能
微生物的实验室培养
培养基
无菌技术
纯化大肠杆菌
培养基的配制
配制培养基的原则
配制培养基的方法
计算→称量→溶化→调pH→分装→加棉塞→灭菌→倒平板
平板划线法
稀释涂布法
系列稀释
平板涂布
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4School 中学备课纸
课 题 分解纤维素的微生物的分离
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 简述纤维素酶的种类及作用，从土壤中分离出分解纤维素的微生物；掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术
过程与方法 分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，弄懂实验操作的原理
情感态度与价值观 领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力
教学重点 从土壤中分离分解纤维素的微生物
教学难点 从土壤中分离分解纤维素的微生物
教学过程 二次备课
一、情境导入上节课我们探讨学习了土壤中尿素分解菌的分离与计数，这节课我们以纤维素分解菌的分离与纯化为例，巩固加深对这方面技术的理解和掌握。二、授新课1．基础知识活动1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题：1．1纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。延伸：草食性动物是怎样消化食物中纤维素的？肠胃中的共生物生物。1．2棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维素的分解需要在纤维素酶的催化作用下完成，请完成下列过程：〖思考1〗实验分析：P27的小实验是如何构成对照的？在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶；尽管醋酸－醋酸钠缓冲液用量不同，但都能维持相同的pH。〖思考2〗1个酶活力单位是指在温度为 25 ℃，其它反应条件最适宜情况下，在 1 min内转化 1mmol 的底物所需要的酶量。活动2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题：1．3筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。2．4其原理是：刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。2．实验设计活动3：完成实验方案流程图，讨论回答问题：〖思考3〗实验流程中“选择培养”的培养基类型是什么？该培养的目的是什么？液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖，含量增多。〖思考4〗本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌悬液直接涂布在选择培养基上；本课题通过选择培养使细菌增殖后，再涂布在鉴别培养基上。其它操作基本基本共同。活动4：阅读资料一“土壤取样”，回答下列问题：2．1纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。2．2为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率。2．3将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中。活动5：阅读资料二“选择培养基”，回答以下三个问题：2．4纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，原因是没有添加琼脂成分。2．5培养基选择作用机制是以纤维素粉为唯一碳源，只有纤维素分解菌才能生存。2．6若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是将纤维素粉改为葡萄糖。活动5：阅读资料三“刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：〖思考5〗为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？在选择培养条件下，可使能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。3．结果分析与评价活动6：阅读“课题延伸”，回答：3．1为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行 发酵产纤维素酶 实验，纤维素酶的发酵方法有 液体 发酵和 固体 发酵。3．2纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的 葡萄糖 含量进行定量测定。三、当堂反馈例1．有关谷氨酸发酵的叙述中正确的是A．发酵中要不断通入空气 B．培养条件不当将不能得到产品C．搅拌的唯一目的是使空气成为小泡 D．冷却水可使酶活性下降解析：进行谷氨酸发酵的菌种是异养需氧型微生物，所以要在培养过程中不断通入空气，但是必须通入的是无菌空气，普通空气是不行的，容易造成杂菌污染。搅拌不但使空气成为小气泡以增加培养基中的溶氧量，还能使培养基与菌种充分接触，提高原料的利用率。在培养过程中，由于微生物的代谢产热和机械磨擦生热，会使培养基的温度升高，高到一定程度，就会使酶的结构和核酸的结构遭到破坏，培养会因此而受到影响。降低温度，是保证酶正常活性的条件之一而不会使酶的活性下降。当培养条件不恰当时，不能得到谷氨酸。如pH降低时将得到乙酰谷氨酰胺，溶氧低时将得到乳酸或琥珀酸。答案：B例2．温度对发酵过程的影响，不正确的是A．温度过高，发酵周期缩短，产量降低 B．温度不影响生物合成的途径C．温度能影响菌种对营养物质的吸收 D．菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同解析：解答此题需要从以下几方面入手分析：第一，发酵过程需要适宜的温度，如果温度过高，酶很快失活，菌体衰老，发酵周期就会缩短，产量也会降低；第二，温度能影响生物合成的途径，这是因为生物合成过程需要酶，酶的活性与温度高低有关；第三，菌种吸收营养物质一部分是通过主动运输来完成的，需呼吸作用提供能量，这与温度有关；第四，菌体生长和产物合成需体内旺盛的代谢作基础，而用于生长繁殖和代谢产物生成的酶不同，因此所需的最适宜的温度也不一定相同。答案：B四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：教材在介绍刚果红染色法之前，首先用“筛子筛沙”这一形象的比喻来说明筛选微生物的基本思想方法。在教学过程中可以结合专题2介绍的选择培养基的内容，进一步引导学生深入认识分离微生物的基本思想。刚果红染色法的知识难度并不大，学生通过自学就能够理解。
主备人:
纤维素
纤维二糖
葡萄糖
C1酶、Cx酶
葡萄糖苷酶
选择培养
梯度稀释
涂布到鉴别纤维素分解菌培养基上
微生物培养
土壤取样
挑选产生透明圈的菌落
纯化培养
染色法 优点 缺点
方法一 颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用 操作繁琐刚果红会使菌落之间发生混杂
方法二 操作简便不存在菌落混杂问题 产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。
纤维素分解微生物的分离
纤维素酶
种类、作用、最适pH、催化活力
刚果红染色
筛选原理
实验设计
土壤取样
选择培养
涂布培养
纯化培养
前置染色法
后置染色法
富含纤维素土壤
增大分解菌含量
染色鉴别
分离出分解菌
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4School 中学备课纸
课 题 菊花的组织培养
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 1、熟悉植物组织培养的基本过程2、理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化3、通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力
过程与方法 归纳MS培养基的配制方法，并设计表格比较微生物培养基与MS培养基的配方的异同。
情感态度与价值观 通过阅读植物组织培养技术的发展史，课下查阅植物组织培养技术在生产实践中应用的资料，关注学生科学态度的教育，拓展学生视野，感受科学技术在生产实践中的重要价值。
教学重点 植物组织培养过程中使用的无菌技术
教学难点 植物组织培养过程中使用的无菌技术
教学过程 二次备课
一、情境导入上节课我们探讨学习了如何从土壤中分离出尿素分解菌和纤维素分解微生物及其计数方法。这节课我们来学习研究植物的组织培养技术。二、授新课1．基础知识知识回顾：联系“植物细胞工程”，回答下列问题：1．1具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞，都具有发育成完整个体的能力，即每个生物细胞都具有全能性。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来，这是因为在特定的时间和空间条件下，通过基因的选择性表达，构成不同组织和器官。1．2植物组织培养技术的应用有：实现优良品种的快速繁殖；培育脱毒作物；制作人工种子；培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。活动1：阅读“植物组织培养的基本过程”，讨论并完成以下问题：1．3细胞分化：个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。〖思考1〗细胞分化是一种持久性的变化，它有什么生理意义？使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。1．4愈伤组织是通过细胞分裂形成的，其细胞排列疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。〖思考2〗填表比较根尖分生组织和愈伤组织的异同：1．5植物组织培养的过程可简单表示为：活动2：阅读“影响植物组织培养的条件”，讨论并完成以下问题：1．6材料：植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择未开化植物的茎上部新萌生的侧枝作材料。〖思考3〗一般来说，容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。〖思考4〗选取生长旺盛嫩枝进行组培的原因是嫩枝生理状态好，容易诱导脱分化和再分化。1．7营养：常用的培养基是MS培养基，其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、I、Co，有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。1．8激素：在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，其浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。〖思考5〗填表：激素使用的先后顺序及其用量比例对细胞分裂和分化的影响。1.9环境条件：PH、温度、光等环境条件。菊花组培所需PH为5.8，温度为18-22℃，光照条件为每日用日光灯照射12小时。2．实验设计活动3：阅读“制备MS固体培养基”，回答下列问题：212．1配制各种母液：将各种成分按配方比例配制成的浓缩液。使用时根据母液的浓缩倍数，计算用量，并加蒸馏水稀释。2．2配制培养基：应加入的物质有琼脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液，并用蒸馏水定容到1000毫升。在菊花组织培养中，可以不添加植物激素，原因是菊花茎段组织培养比较容易。2．3灭菌：采取的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。［思考6］MS培养基中各种营养物质的作用是什么？肉汤培养基相比，MS培养基有哪些特点？大量元素和微量元素提供植物细胞所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，维持细胞渗透压；甘氨酸、维生素等物质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。微生物培养基以有机营养为主，MS培养基则需提供大量无机营养。活动4：阅读“外植体消毒”，填写下列流程图：［思考7］在此消毒过程中，是不是强度越大越好，为什么？ 不是。对外植体进行表面消毒时，既要考虑到药剂的消毒效果，又要考虑到植物的耐受力。3．发酵操作活动5：阅读“接种、培养、移栽和栽培”，填写：3．1前期准备：用70％的酒精消毒工作台，点燃酒精灯。注意所有接种工作都必须在酒精灯旁进行，器械使用前后都要用火焰灼烧灭菌。3．2接种操作：接种过程中插入外植体时形态学上端朝上，每个锥形瓶接种7～8个外植体。〖思考8〗外植体接种与细菌接种相似之处是操作步骤相同，而且都要求无菌操作。3．3培养过程应该放在无菌箱中进行，并定期进行消毒，保持适宜的温度和光照。3．4移栽前应先打开培养瓶的封口膜，让其在培养间生长几日，然后用流水清洗根部培养基。然后将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间，进行壮苗。最后进行露天栽培。［思考9］外植体在培养过程中可能会被污染，你认为造成污染的原因有哪些？外植体消毒不彻底；培养基灭菌不彻底；接种中被杂菌污染；锥形瓶密封性差等。三、当堂反馈例1 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性解析：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，脱分化，通过细胞分裂，形成愈伤组织；脱分化的愈伤组织继续培养，又可重新分化成根或芽等器官；再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。由愈伤组织发育为完整的植物体体现了细胞的全能性。植物组织培养的过程是无性繁殖的过程，不涉及减数分裂，减数分裂是生物在进行有性生殖的过程中的一种分裂方式。本题解决的关键是要了解植物的组织培养过程。答案：C例2植物细胞表现出全能性的必要条件是A.导入其他植物细胞的基因B.将成熟的细胞核移植到去核的卵细胞中C.用适当浓度的秋水仙素处理D.脱离母体后，给予适宜的营养和适宜的温度等外界条件解析：植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，由愈伤组织细胞发育、分化出新的植物体。答案：D四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：课题背景介绍了植物细胞的全能性，说明离体的植物器官或组织在一定的条件下能够发育成完整的植株。在教学过程中，教师可以从植物组织培养的发展历史导入，激发学生的学习兴趣。
主备人:
组织类型 细胞来源 细胞形态 细胞结构 细胞排列 细胞去向
根尖分生组织 受精卵 正方形 无液泡 紧密 分化成多种细胞组织
愈伤组织 高度分化细胞 无定形 高度液泡化 疏松 再分化成新个体
相同点 都通过有丝分裂进行细胞增殖
（脱分化）
离体细胞、组织、器官
（又叫外植体）
（再分化）
愈伤
组织
（生长）
胚状体
丛芽等
新个体
生长素／细胞分裂素比值与结果
比值高时 促根分化，抑芽形成
比值低时 促芽分化，抑根形成
比值适中 促进愈伤组织生长
使用顺序 实验结果
先生长素，后细胞分裂素 有利于分裂但不分化
先细胞分裂素，后生长素 细胞既分裂也分化
同时使用 分化频率提高
旺盛
嫩枝
(流水)
冲洗
刷洗，冲洗
20分钟左右
(无菌吸水纸)
吸干表面水分
(70％的酒精)
摇动2-3次6-7秒
(无菌水)清洗
(无菌吸水纸)
吸干表面水分
(氯化汞)溶液
浸泡1～2分钟
(无菌水)清洗
3次
菊花的组织培养
基本原理
细胞的全能性
基本过程
脱分化
愈伤组织
再分化
影响因素
材料性质、营养物质、调节物质、环境条件
操作流程
配制MS固体培养基
外植体的消毒
接种
培养
移栽
栽培
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1School 中学备课纸
课 题 酵母细胞的固定化
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 1、识记固定化技术的常用方法2、理解固定化酵母细胞的制备过程3、知道固定化酶的实例
过程与方法 1、固定化细胞技术2、制备固定化酵母细胞的过程
情感态度与价值观 通过固定化技术的发展过程，培养科学探究精神，同时领会研究的科学方法
教学重点 制备固定化酵母细胞
教学难点 制备固定化酵母细胞
教学过程 二次备课
一、情境导入在应用酶的过程中，人们发现了一些实际问题：酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，提高了生产成本，也可能影响产品质量。在本课题中，我们将动手制备固定化酵母细胞，体会固定化酶的作用二、授新课1．基础知识1．固定化酶的应用实例――生产高果糖浆
（1）高果糖浆的生产原理：
（2）葡萄糖异构酶固定：将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上，装入反应柱中。（3）高果糖浆的生产操作（识图4－5反应柱）：
从反应柱上端注入葡萄糖溶液，从下端流出果糖溶液，一个反应柱可连续使用半年。2．固定化技术的方法（识图4－6固定方法）：将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法。【比较】酶和细胞的固定方法和特点固定对象酶细胞适宜固定法化学结合法、物理吸附法包埋法特 点体积小，固定一种酶。包埋法容易丢失体积大，固定一系列酶。难以化学结合和吸附〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？吸附法。〖思考2〗将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定（酶、细胞）；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定（酶、细胞）。
3．固定细胞的材料：固定细胞时应当选用不溶于水的多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等2．实验设计
1．制备固定化酵母细胞（1）酵母细胞的活化：
1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h，使之活化。
〖思考3〗活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。（2）配制CaCl2溶液：0.83gCaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解备用。（3）配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸＋10mL水→50mL烧杯→酒精灯微火（或间断）加热，并不断搅拌，使之溶化→蒸馏水定容到10mL。〖思考4〗微火加热并不断搅拌的目的是什么？防止海藻酸南焦糊。（4）海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入活化酵母细胞液，搅拌后吸入到注射器中。〖思考5〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？防止高温杀死酵母细胞。（5）固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成凝胶珠状颗粒。2．固定化酵母细胞的发酵（6）冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗2～3次。（7）发酵：150mL10％葡萄糖＋固定化酵母细胞→200mL锤形瓶→密封→25℃发酵24h。〖思考6〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封？酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。〖思考7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？酵母菌进行无氧呼吸产生的。〖思考8〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作码？需要。3．发酵操作三、当堂反馈例1关于酵母菌的叙述，正确的是A．酵母菌在营养物质充足时、环境适宜时，依靠有性生殖进行繁殖B．酵母菌的代谢类型是异养厌氧型C．酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种的细胞器膜等膜D．用酵母菌酿酒时，应先密封后通气解析：酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不良时进行孢子生殖。代谢类型为异养兼性厌氧型。酵母菌细胞为真核细胞，因此具有生物膜系统。在酿酒时，应当先通气后密封。答案：C例2研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的A．温度 B．酸碱度 C．水分 D．营养解析：本题考察酶和细胞的比较，二者的正常活动都需要一定的条件，如温度、酸碱度、水份等，但是酶本身是一种大分子物质，不需要营养，而细胞的生活离不开营养物质。答案：D四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：固定化酶的技术要求比较高，因此在教学过程中重点介绍固定化酵母细胞的操作。对于固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用，主要是让学生通过生产实例来了解。教师在教学时可以采用让学生能够阅读自学的方式。例如，在葡萄糖的异构反应中，如果不将葡萄糖异构酶固定化，而是直接使用葡萄糖异构酶，会对生产产生哪些影响？
主备人:
葡萄糖
果糖
葡萄糖异构酶
固定酵母发酵
固定化酵母
溶液混合
溶液
配置
活化酵母
方法
材料
酵母固定
生产
高果糖浆
固定化技术
细胞
化
固定
酶
化
固定
酶
化
定
固
胞
细
母
酵
酒精发酵
冲洗凝胶珠
固定化酵母细胞
将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合
配制海藻酸钠溶液
配制CaCl2溶液
酵母细胞的活化
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1School 中学备课纸
课 题 植物芳香油的提取
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 1、设计简易的实验装置来提取植物芳香油2、了解提取植物芳香油的基本原理
过程与方法 初步学会用水蒸汽蒸馏法和压榨法提取植物芳香油
情感态度与价值观 形成严谨、科学、求实的态度和精神
教学重点 植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采取不同的提取方法
教学难点 植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采取不同的提取方法
教学过程 二次备课
一、情境导入在生物组织中，不但含有蛋白质和DNA，而且含有很多人们需要的有效成分，如食用油、芳香油、植物色素、药物成分等。从这节课开始，我们学习植物有效成分的提取。二、授新课1．基础知识1．1天然香料的来源：植物、动物香料种类来源动物香料麝、灵猫、海狸、抹香鲸等植物香料玫瑰油、橘皮油、樟油等栏旁资料：不同植物的根、茎、叶、花、果实、种子都可以提取芳香油。1．2芳香油的性质：挥发性强，成分复杂，以萜类化合物及其衍生物为主。1．3芳香油的提取方法：蒸馏、压榨、萃取等。（1）水蒸气蒸馏法：原理：水蒸汽可将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物，冷却后水油分层。方法：水中蒸馏：原料放在沸水中加热蒸馏。水上蒸馏：原料隔放在沸水上加热蒸馏。水汽蒸馏：利用外来高温水蒸气加热蒸馏。不足：有些原料不适宜于水蒸气蒸馏，如柑橘、柠檬等易焦糊，有效成分容易水解。（2）萃取法：原理：芳香油易溶于有机溶剂，溶剂挥发后得到芳香油。如石油醚、酒精、乙醚等。方法：原料浸泡在溶剂中→得到浸泡液→有机溶剂挥发→芳香油。不足：有机溶剂中的杂质影响芳香油的品质。2．实验设计2．1玫瑰精油的提取（1）实验流程：阅读教材。0.1g/mL氯化钠溶液：促使油水混合物（乳浊液）中油和水的分离。无水硫酸钠：吸收油层中的水分。（2）实验步骤：①采集玫瑰花：采集盛花期（5月中上旬）的玫瑰花，清水清洗沥干。②装入蒸馏原料：称取50g玫瑰花放入蒸馏瓶，添加200mL蒸馏水。③安装蒸馏装置：按照从左向右、自下到上次序安装水蒸气蒸馏装置。④加热蒸馏：控制蒸馏时间和速度（1～2滴/秒），获得乳白色乳浊液；拆卸装置。⑤分离油层：向乳浊液加入NaCl溶液后，利用分液漏斗分离出下面的油层。⑥除去水分：向油层中加入无水硫酸钠，24h后过滤，得到玫瑰油。＊注意事项：蒸馏时间不能过短，温度不能过高。2．2橘皮精油的提取（1）橘皮精油的主要成分：柠檬烯，主要分布在橘皮中。（2）实验流程：阅读教材。石灰水：防止压榨时滑脱，提高出油率，降低压榨液黏稠度，过滤不堵塞筛眼。小苏打、硫酸钠：促进油和水的分离（用量分别为橘皮质量的0.25％和5％）。（3）实验步骤：①橘皮的处理：将新鲜橘皮用清水清洗沥干。②石灰水浸泡：用7～8％石灰水浸泡橘皮24h。③清水漂洗：浸泡好的橘皮用流水彻底漂洗干净，沥干。④粉碎和压榨：将橘皮粉碎，加入小苏打和硫酸钠后，用压榨机压榨得到压榨液。⑤过滤压榨液：用布袋过滤，滤液再高速离心处理，分离出上层橘皮油。⑥静置处理：将橘皮油在5～10℃冰箱中静置5～7d，分离出上层澄清橘皮油。⑦再次过滤：将下层橘皮油用滤纸过滤，滤液与上层橘皮油合并，得到橘皮精油。分析：静置处理目的：除去果蜡和水分。三、当堂反馈例1、玫瑰精油提取最适方法是： （ ）A、萃取法 B、水蒸气蒸馏法C、水上蒸馏 D、水中蒸馏法解析：玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸汽一同蒸馏。故选B例2、在玫瑰精油提取中，收集锥形瓶中的乳白色的乳浊液，向锥形瓶中加入：（ ）A、氯化钠 B、硫酸铜C、石灰水 D、无水硫酸钠解析：加入氯化钠溶液是使乳化液分层。然后将其倒入分液漏斗。无水硫酸钠是使油层分离。故选A四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：教师在介绍植物芳香油的来源时，易结合教材提供的旁栏资料进行讲解，让学生对植物芳香油的广泛来源有一个初步的了解。教师还可以采取学生查阅资料和介绍相关的小故事等方式，使学生大致了解植物芳香油的发展历史。在介绍方式时，教师可以列举日常生活中的一些具体实例，帮助学生熟悉提取植物芳香油的三种基本方法，并理解其原理。
主备人:
植物芳香油的性质：
芳香油的提取方法：
蒸馏
压榨
萃取
玫瑰精油的提取：
橘皮精油的提取：
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1School 中学备课纸
课 题 胡萝卜素的提取
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 1、了解有关胡萝卜素的基础知识2、掌握提取胡萝卜素的基本原理
过程与方法 1、掌握萃取法提取胡萝卜素的技术2、学会纸层析的操作方法
情感态度与价值观 领悟科学探究的方法，形成严谨、创新以及勇于实践的科学态度
教学重点 胡萝卜素的提取，纸层析的操作
教学难点 胡萝卜素的提取
教学过程 二次备课
一、情境导入上一节课我们学习了提取植物芳香油的原理、方法和提取技术，这一节我们再来学习萃取法提取胡萝卜素的原理、方法和提取技术二、授新课1．基础知识1．1胡萝卜素的性质：橘黄色晶体，化学性质稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等。1．2胡萝卜素的来源：植物、岩藻、微生物发酵。1．3方法：萃取法。影响因素：萃取剂性质、用量；原料颗粒大小、紧密程度、含水量；温度、时间等。选择控制：溶剂：石油醚原料：颗粒小、干燥。条件：温度较高，时间长。2．实验设计2．1实验流程：阅读教材图6－6。溶剂：应选择使用水不溶性有机溶剂，如石油醚（为什么？）。
2．2实验步骤：①原料加工：取500g新鲜胡萝卜，清水清洗，沥干、粉碎、烘干。②原料装填：将胡萝卜粉与200mL石油醚装入蒸馏瓶。③加热萃取：安装萃取回流装置，沸水浴加热萃取30min。④过滤：将萃取物过滤，除去固体物，得到萃取液。
⑤浓缩：安装水蒸气蒸馏装置，加热萃取液，萃取剂挥发，得到胡萝卜素。＊注意事项：烘干胡萝卜时，温度过高、时间过长，胡萝卜素会分解。2．3胡萝卜素的纸层析鉴定：①制备滤纸条：取18×30cm滤纸条，于距底端2cm处划基线，取ABCD四个点。②点样：用最细注射器针头分别吸取标准样品和提取样品在AD和BC点样，吹干。③层析：将滤纸卷成筒状并固定，放到盛有1cm深石油醚的密封容器中层析。④观察：取出滤纸条，使石油醚充分挥发后观察层析带。＊注意事项：滤纸条预先干燥处理；点样时快速细致、样点圆点尽量细小；滤纸筒的竖直边缘不能接触；石油醚易挥发，注意层析容器要密封。三、当堂反馈例1.对胡萝卜素的提取通常选用A.水 B.无机盐 C.有机溶剂 D.无机溶剂解析:由于胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,根据相似相溶原理,应该考虑有机溶剂,而不能选用水、无机盐及其他无机溶剂,故选C答案：C例2、下列有机溶剂中，不能作胡萝卜素萃取剂的是A石油醚 B乙醚 C 乙醇 D 苯解析：乙醇是水溶性溶剂，萃取时能与水混溶而影响萃取的效果。答案：B四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：教师在引导学生了解胡萝卜素的化学结构和分类的基础上，要着重引导学生认识胡萝卜素在医药、食品加工等方面的广泛应用，以及胡萝卜素的提取在提高产品附加值方面所具有的重要经济意义，以激发学生的学习兴趣。值得注意的是，本课题只是对胡萝卜素进行粗提取，要获得某一特定的胡萝卜素，还需要进行进一步的分离。
主备人:
胡萝卜素的纸层析鉴定
萃取胡萝卜素的过程
影响萃取效率的因素
胡萝卜素的性质和提取来源
胡萝卜素的提取
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1School 中学备课纸
课 题 制作泡菜并检验亚硝酸盐含量
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 泡菜制作过程中乳酸菌发酵的原理；泡菜中亚硝酸盐含量变化及测定
过程与方法 乳酸菌发酵与细胞呼吸的联系；测定亚硝酸盐时的化学操作
情感态度与价值观 认同劳动人民在时间中利用微生物进行泡菜制作的技能；对泡菜中亚硝酸盐含量的测定，引导学生关注食品安全，维护身体健康
教学重点 制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐含量
教学难点 泡菜中亚硝酸盐含量的测定
教学过程 二次备课
一、情境导入泡菜不但味美，而且还可以提高人的食欲。泡菜是怎样制作的？泡菜中含有亚硝酸盐，亚硝酸盐有什么危害？怎样测定泡菜中亚硝酸盐含量？二、授新课阅读“乳酸菌发酵”，完成基础知识学习1．基础知识1．1制作泡菜所用微生物是 乳酸菌 ，其代谢类型是 异养厌氧 型。在 无氧 条件下，降糖分解为 乳酸 。反应式为：1．2 常见的乳酸菌有 乳酸链球菌 和 乳酸杆菌 ，生产酸奶的是 乳酸杆菌 。〖思考1〗含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是 抗生素杀死乳酸菌 。
活动2：阅读“亚硝酸盐”，回答下列问题：1．3 亚硝酸盐在食品生产中常用作 食品添加 剂。1．4 国家规定肉制品中不超过30mg/kg，酱腌菜中不超过20mg/kg，婴儿奶粉中不超过2mg/kg。
1．5亚硝酸盐被吸收后随 尿液 排出体外，但在 适宜pH 、 温度 和 一定微生物 作用下形成致癌物质 亚硝胺 。〖思考2〗日常生活中不宜食用放置时间过长和变质蔬菜的原因是什么？亚硝酸盐含量较高。
2．实验设计2．1实验流程：填写流程图。〖思考3〗在哪些操作过程中会感染乳酸菌？
原料加工和装瓶。2．2泡菜的制作①将新鲜蔬菜预先处理成条状或片状。②泡菜盐水按清水和盐为 4∶1 质量比配制煮沸冷却备用。
③预处理的新鲜蔬菜装至半坛时放入 蒜瓣、生姜、香辛料 等佐料，并继续装至八成满。④倒入配制好的盐水，使盐水 浸没全部菜料 。
⑤盖上泡菜坛盖子，并用 水 密封发酵。发酵时间受到 温度 影响。〖思考4〗泡菜坛内的“白膜”是怎样形成的？ 产膜酵母繁殖。2．3 测定亚硝酸盐含量的原理在 盐酸酸化 条件下，亚硝酸盐与 对氨基苯磺酸 发生 重氮化 反应后，与 N-1-萘基乙二胺盐酸 盐结合形成 玫瑰红 色染料，与已知浓度的 标准显色液 目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐含量。3．发酵操作3．1 泡菜坛的选择标准是 火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好 ，否则容易引起蔬菜腐烂 。3．2 腌制时要控制腌制的 时间 、 温度 和 食盐 的用量。〖思考5〗导致细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加的因素有食 盐用量不足10％ 和 腌制时间过长 。一般在腌制 10 天后亚硝酸盐含量开始降低。4．结果分析与评价4．1 测定亚硝酸盐的含量（1）需要配制的溶液有：对氨基苯磺酸溶液、N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液、亚硝酸钠溶液、提取剂、氢氧化铝乳液和氢氧化钠溶液。〖思考6〗哪些溶液需要避光保存？提取剂的成分有哪些？对氨基苯磺酸溶液、N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液；氯化镉和氯化钡。（2）配制标准显色液的基本步骤是：①用 刻度移液管 吸取体积0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5mL的 亚硝酸钠 溶液分别置于比色管中，另取1支比色管为空白对照。②向各管加入2.0mL 对氨基苯磺酸溶液 混匀静置3～5分钟。③向各管加入1.0mL N-1-萘基乙二胺盐酸盐 溶液。④最后用 蒸馏水 定容到50mL。活动9：阅读“制备样品处理液”，讨论并回答下列问题：（3）制备样品处理液的步骤是：①称取 0.4 kg泡菜，粉碎榨汁，过滤得约200mL汁液。②取100mL汁液倒入500mL容量瓶，添加200mL 蒸馏水 和100mL 提取剂 ，摇床振荡1h，再加40mL 氢氧化钠溶液 ，最后用 蒸馏水 定容到500mL并立刻 过滤 获得滤液。③将滤液60mL移入100mL容量瓶，用 氢氧化铝乳液 定容后过滤，获得 无色透明 的滤液。活动10：阅读“比色”，讨论并回答下列问题：（4）比色的步骤是：①将40mL滤液移入50mL比色管中，并编号。②分别依次加入2.0mL的 对氨基苯磺酸溶液 和1.0mL的 N-1-萘基乙二胺盐酸溶液 ，并定容到50mL，混匀静置15min。③观察颜色变化，并与 标准显色液 比较，记录亚硝酸盐含量。④计算样品滤液（40mL）中亚硝酸盐含量。计算公式是：〖思考7〗经测定某样品滤液中亚硝酸盐含量为5.0 g，40mL滤液的质量为41.3g，则泡菜中亚硝酸盐含量为 0.12mg/kg 。4．2制作的泡菜一般在 10 天之后食用最好，原因是 亚硝酸盐含量明显降低 。〖思考8〗在酸奶制作过程 会 （不会、会）产生亚硝酸盐。三、当堂反馈四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：课题背景通过日常生活中人们喜爱的泡菜食品，引入主题，引导学生关注食品安全，维护身体健康。在教学过程中，可以让学生列举一些自己喜欢的泡菜，以充分调动学生的兴趣，激发学生求知欲，从而顺利进入本课题的研究。
主备人:
亚硝酸盐的形成、含量变化及其危害
结果分析与评价
比色计算
配制样品液
配制标准液
配制溶液
步骤
亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应后，在与N-1-萘基乙二胺盐酸生成玫瑰色染料，并与标准液比较确定亚硝酸盐含量。
原理
亚硝酸盐含量测定
腌制时间、温度和食盐量的控制
泡菜坛的选择
操作
成品
发酵
调味装坛
原料选择、预处理
设计
在无氧条件下，乳酸菌将糖分解为乳酸（反应式）。
原理
泡菜的制作
加入_______
并装坛
泡菜盐水
加盐
条状或片状
原料加工
修整、洗涤
晾晒、切分
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1School 中学备课纸
课 题 课题1 果酒和果醋的制作
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 1．了解传统发酵技术在日常生活中的应用。2．掌握发酵作用的基本原理和方法。3．学习制作果酒、果醋的实际操作技能。4．设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置。
过程与方法 1．引导学生主动参与探究过程，培养学生搜集和处理科学信息的能力，获取新知识的能力以及用简约科学术语表达问题的能力。2．培养学生综合分析能力。3．培养学生利用已建立的知识解决实际问题的能力。
情感态度与价值观 1．对学生进行科学方法和科学态度的教育。2．体验和感受生物技术给人类生活带来的变化。3．培养学生合作精神。
教学重点 说明果酒和果醋的制作原理，设计制作装置，制作出果酒和果醋
教学难点 制作过程中发酵条件的控制
教学过程 二次备课
一、情境导入俗语“无酒不成席”、“开门七件事、柴米油盐酱醋茶”。酒和醋是人们日常生活离不开的发酵产品。从这节课开始，我们以果酒、果醋等为例学习一些传统发酵技术。二、授新课（阅读“果酒制作的原理”，引导考学生自学基础知识。）（一）．基础知识1、果酒制作原理（1）利用的微生物是酵母菌，其异化作用类型是兼性厌氧型，明确酵母菌发酵的反应式：①有氧条件：②无氧条件：（2）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和pH。①酒精发酵是一般将温度控制在18～25℃范围内，在20℃时最适宜。②酒精发酵过程中，要保持缺氧、酸性环境。（阅读教材资料，师生讨论并完成思考1～4。）〖思考1〗为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？“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 。〖思考2〗酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？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。〖思考3〗葡萄酒呈现深红色的原因？在发酵过程中葡萄皮的色素进入到发酵液中。〖思考4〗酵母菌是如何进行生殖的？酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不适宜时产生孢子进入休眠状态。（阅读果醋制作的原理，引导考学生自学基础知识）2 、果醋制作原理（1）利用的微生物是醋酸菌 ，其异化作用类型是需氧型。在氧气和糖源都充足时，降糖分解形成醋酸；当缺少糖源时可将乙醇转变成乙醛，并进一步转变成醋酸。明确醋酸发酵的反应式。（2）醋酸发酵的最适宜温度为 30～35 ℃。（师生讨论并完成思考5～6）〖思考5〗影响醋酸发酵的环境因素还有哪些？氧气和pH。〖思考6〗醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜”。它是怎样形成的？醋酸菌大量繁殖形成的。（二）．实验设计1、 实验流程课件展示流程图（讨论并完成思考7，提问）〖思考7〗酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系：（阅读［资料］，学生讨论完成发酵过程的设计。）2、设计发酵装置：根据图1－4a、4b回答（1）在酒精发酵过程中，每隔一段时间（12h）拧松瓶盖或打开排气口，其原因是什么？在发酵过程中产生CO2 ，防止瓶内气压过高引起爆裂。（2）在醋酸发酵过程中，需要注意什么？ 要持续向发酵液中补充氧气。〖思考8〗在图1－4b装置中：①充气口的作用是在 醋酸 发酵中补充氧气；②排气口的作用是在发酵中排出 CO2或残余气体 ；③出料口的作用是便于 取样检查和放出发酵液 ；④排气口胶管长而弯曲的作用是防止 防止空气中杂菌感染 。（三）．发酵操作1、材料选择和处理选择新鲜优质的葡萄，然后依次冲洗、除去枝梗和榨汁。〖思考9〗先冲洗后去枝梗的目的是什么？ 防止杂菌感染 。2、防止发酵液被污染为防止发酵液被杂菌污染，实验中所用的 榨汁机 、 发酵装置 等器械进行消毒，并使发酵装置处于 封闭 状态。〖思考10〗在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是什么？消灭发酵液中的杂菌 。3、控制发酵条件（1）发酵液装瓶后保持 1/3 的剩余空间。（2）酒精发酵的温度要控制在 18～25℃ 范围内，发酵时间控制在 10～12 天左右。（3）醋酸发酵的温度要控制在 30～35℃范围内，发酵时间控制在 7～8 天左右，并保持不断 充气 。（四）、结果分析与评价1、实验现象：2、检验：酒精发酵后是否有酒精产生，可用 重铬酸钾 来检验。（1）原理：在酸性条件下 重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。【补充】为了控制和了解发酵进程，不断进行取样检查，其中检查的项目有原料浓度、产物浓度、发酵菌含量、溶氧量和pH等。（2）方法：（填表，注意对照原则）（五）、相关链接为了提高果酒和果醋的产量和品质，抑制其他微生物的生长，还应直接向发酵液中加入人工培养的优良菌种 。
三、当堂反馈1．利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的适宜原料和在生产酒精阶段要控制的必要条件分别是( )A．玉米粉和有氧 Ｂ．大豆粉和有氧C．玉米粉和无氧 Ｄ．大豆粉和无氧2．严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高，产量多的理想产物，通常所指的发酵条件不包括( )A．温度控制 B．溶氧控制 C．pH控制 D．酶的控制3．生产用菌种的来源主要是( )①自然环境 ②收集菌株筛选 ③购置生产用菌种 ④培养基Ａ．①②④ Ｂ．①③④ C．②③④ Ｄ．①②③4．下列叙述能够防止发酵液被污染的是( )Ａ．榨汁机要清洗干净，并晾干Ｂ．发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70％的酒精消毒C．装入葡萄汁后，封闭充气口Ｄ．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5．关于酵母菌的叙述，错误的是( )A．酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧B．酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖C．酵母菌只在酒精发酵中发挥作用Ｄ．酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存
四、课堂小结应当重点掌握果酒和果醋制作的原理，并且学会分析操作过程中注意的问题。通过小组讨论、联系生活来提高合作探究的能力，增强学习生物学的兴趣。五、作业：1、查阅资料，自主尝试利用现有材料酿制果酒2、假如你是一位企业经理，准备上一条果醋生产线，你觉得应该在生产过程中注意那些安全问题？
附：板书设计课题1果酒和果醋的制作
教学后记：本课题学习的内容和生活联系比较密切，在教学中应当充分调动学生的学习兴趣，主动探究果酒和果醋的制作流程，并且通过和同学的合作完成相关的实验设计。有关实验原理的教学可以联系必修中微生物的相关内容，注重知识的前后联系。对于实验流程的设计则可以通过讨论完成。
主备人:
区别 酒精发酵 醋酸发酵
微生物
温度
氧气
联系 酒精发酵为醋酸发酵提供____________。
发酵 酒精发酵 醋酸发酵
气味和味道
气泡和泡沫
发酵液颜色 混浊 混浊，液面形成白色菌膜
操作 试管甲 试管乙
发酵液 2mL －
蒸馏水
3mol/LH2SO4
饱和重铬酸钾溶液
现象
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1School 中学备课纸
课 题 果胶酶在果汁生产中的作用
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 1、果胶酶的作用2、理解、应用影响果胶酶活性的因素3、提高学生的实验能力
过程与方法 1、探究温度对果胶酶活性的影响2、探究PH对果胶酶活性的影响3、探究酶量大小对反应速度的影响
情感态度与价值观 通过实验探究酶的影响因素，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神
教学重点 温度和PH对果胶酶活性的影响
教学难点 果胶酶的最适用量
教学过程 二次备课
一、情境导入我国水果生产发展迅速，每年上市的新鲜水果品种多、数量大。但由于收获的季节性强，易造成积压滞销，腐烂变质。在本课题中，我们将探究果胶酶在果汁生产中的作用。二、授新课1．基础知识活动1：阅读“果胶酶的作用”，讨论并回答下列问题：1．1果胶是 植物细胞壁和胞间层 的主要组成成分之一。1．2在果汁加工中，果胶的存在易导致 果汁出汁率低，果汁浑浊 。1．3果胶酶分解果胶的作用是：①瓦解 植物的细胞壁及胞间层 ，使榨取果汁更容易，②把果胶分解为 可溶性的半乳糖醛酸 ，使浑浊的果汁变得澄清，因此可以解决果汁加工中出现的问题。1．4果胶酶是一类酶的总称，包括： 多聚半乳糖醛酸 酶、 果胶分解 酶和 果胶酯 酶。
〖思考1〗在植物细胞工程中果胶酶的作用是 与纤维素酶一起除去植物细胞的细胞壁 。活动2：阅读“酶的活性与影响酶活性的因素”，讨论并回答下列问题：1．5酶的活性是指：酶催化 一定化学反应 的能力。1．6酶的活性高低可用一定条件下的酶促 反应速度 来表示，即单位时间、单位体积内 反应物消耗量 或 产物生成量 来表示。1．7影响酶活性的因素有： 温度 、 PH 、 激活剂 和 抑制剂 等。活动3：阅读“果胶酶的用量”，讨论并回答下列问题：1.8食品工业生产中最常用的果胶酶是通过 霉菌发酵 产生。1.9根据影响酶活性的因素，在实际生产中我们如何获得果胶酶的最高活性？确定果胶酶的最适温度、最适PH等条件。2．实验设计活动4：阅读“资料一：探究温度和PH对酶的活性的影响”，思考下列问题并尝试写出实验过程：2．1实验目的： 定量测定温度或pH对果胶酶活性的影响 。〖思考2〗该实验与必修I中探究“影响酶活性的条件”实验有何不同？前者属于是定量分析实验，后者属于定性分析实验。2．2实验原理：果胶酶瓦解细胞壁和胞间层增大果汁产量；果胶酶催化分解果胶增大果汁澄清度。2．3变量设计与控制：①你确定的温度梯度（或pH梯度）为 10℃或5℃（或0.5、1.0） 。②实验的自变量是 温度（或pH） ，控制自变量的方法是利用 恒温水浴锅（或滴加酸碱等） 。③实验的因变量是 酶的活性 ，检测因变量的方法是测定 果汁的产出量或澄清度 。〖思考3〗果汁与果胶酶在混合之前，分装在不同试管中用同一恒温处理的目的是什么？保证果汁与果胶酶混合前后的温度相同，避免因混合导致温度变化而影响果胶酶活性。〖思考4〗该实验中是否设置了对照？若设置，那么它是如何设置的？若没有，则如何进行设置？已经设置了对照。不同的温度设置之间可以相互对照。〖思考5〗怎样排除PH和其他因素对实验结果的干扰？目的是什么 控制PH和其他因素相同，保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。〖思考6〗教材中A、B两个同学的实验设计有何不同？测定的因变量不同（A测定果汁产量，B测定果汁澄清度）。3．操作提示活动6：阅读“操作提示”，回答下列问题3．1制备果泥：用 榨汁机 榨制果泥。在榨制橙子汁时应怎样处理橙皮 不必去橙皮3．2在探究不同PH对果胶酶活性的影响时，可以用 0.1%的NaOH溶液和盐酸 调节pH。3．3在果胶酶处理果泥时，为了是果胶酶能充分地催化反应，如何操作 用玻璃棒不时搅拌。4．结果分析与评价将以下某同学实验数据转换成曲线图。三、当堂反馈例1. 水果罐头盖上印有“如发现盖子鼓起，请勿选购”的字样，引起盖子鼓起的最可能原因是（ ）A、好氧型细菌呼吸，产生CO2和H2O B、酵母菌呼吸，产生CO2和C2H5OHC、乳酸菌呼吸，产生 CO2和 C3H6O3 D、酵母菌呼吸，产生CO2和 H2O[解析] 罐头是密封、杀菌的，但不排除有微生物的孢子等存活下来，只有进行无氧呼吸的微生物可以生存；罐头鼓胀是过期后微生物生活产气的结果，乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，无气体产生；酵母菌既可以在有氧条件下生活，也可以在无氧条件下发酵产生酒精和二氧化碳。[答案] B例2. 有人测定了A、B、C、D四种植物体内多种酶的活性与温度的关系，结果如下图所示。根据图中的信息，你认为在25摄氏度条件下，竞争能力最强的生物和对温度适应范围最广的生物分别是（ ）A B和D B B和C C B和A D A和C 催 C D 化 100 A B 效 率 50（ %） 0 5 10 15 20 25 30 35 40[解析] 酶活性具有一定的温度范围和适宜温度，温度过高酶会失活，低温对酶活性抑制；在一定温度下，最适宜该温度的酶活性最强，该生物生活的也最好，竞争力就强；酶有活性的范围最大，生物的生存温度范围就越广。[答案] A☆综合应用例3.实验研究pH对酶活性的影响，准备5支含有等量胃蛋白酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1 cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于25 ℃室温条件下，将各试管蛋白块消失的时间记录于下表：酶溶液的pH蛋白块消失的时间（min）123451391145>60（1）酶活性最强时的pH是_________。（2）蛋白块消失的时间与酶活性强弱的关系是_________。（3）请以2种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。（4）在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是_________。（5）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行什么设计[解析] 在其他条件相同情况下，利用酶的特性知识和有关生物学知识，设计一定的浓度梯度进行对照，观察酶分解蛋白块的时间，判断蛋白酶的适宜pH值。既考查了基本知识，又能提高实验探究的能力[答案] （1）2（2）酶活性越大，蛋白质分解越快，蛋白块消失的时间越短（3）方法Ⅰ：将题给温度由25℃提高至大约37℃。方法Ⅱ：将原题中正方体蛋白块处理得更小（如切成0.5×0.5×0.5=0.125 cm3)，这相当于消化道内进行的物理性消化（4）胃（答小肠不给分，因pH与题意不符）（5）另增加一个试管，放入等量的蛋白块并将pH调得适当，但不加酶溶液四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：教师在教学过程中,可以以本地某种水果的生产、储存、加工和运输为素材，让学生做一个简单的估算，从而认识到果汁加工的经济效益。例如，可以让学生计算生产一升苹果汁大约需要多少斤苹果，苹果与苹果汁的价格相差多少；等等。此外，教师还可以联系学生已有的关于酶的知识，引导学生认识果胶酶的特性及其作用。
主备人:
得出结论
记录实验数据
温度℃ 10 15 20 25 30 35 40 45 50
果汁量/ml 1 2 4 6 5 4 3 2 1
将实验数据转换成曲线图的方法
①以自变量为横坐标、以因变量为纵坐标建立直角坐标系。
②注明坐标轴名的名称、单位、坐标原点以及曲线名称。
③每个坐标轴上的取值单位要相等。
④将实验数据标在坐标系中，并用各种线型连接起来。
动手实验
改变不同的温度后重复上面的实验
设计实验方案
将水果泥和果胶酶混合保温
水果泥与果胶酶分别水浴保温
制备水果泥
配制果胶酶
记录果汁量
过滤出果汁
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1School 中学备课纸
课 题 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 1、掌握加酶洗衣粉的洗涤原理2、理解温度对加酶洗衣粉洗涤的影响3、了解不同种类的加酶洗衣粉对洗涤效果的区别
过程与方法 1、设计实验探索加酶洗衣粉的效果2、注意运用设计试验的对照原则与单一变量原则
情感态度与价值观 通过对加酶洗衣粉的研究，激发学生对生物科学的兴趣，培养学以致用的意识。
教学重点 区别不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物的洗涤效果
教学难点 实验过程中各种变量的控制
教学过程 二次备课
一、情境导入当你自己动手洗衣服的时侯，会发现有油渍、汗渍或血渍的衣服很难彻底洗干净，你是如何解决这个问题的？在本课题中，我们将了解加酶洗衣粉的作用，探讨加酶洗衣粉使用的最适条件。二、授新课1．基础知识活动1：阅读“课题背景”及“基础知识”，讨论并完成学案1．1加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉,目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶 、 脂肪酶 、淀粉酶 、 纤维素酶 。其中应用最广泛、效果最明显的是 碱性蛋白酶 和 碱性脂肪酶 。〖思考1〗碱性蛋白酶为什么具有如此强的功效？它的作用机理是怎样的？请写出作用示意图。酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质分解成可溶性小分子肽和氨基酸。〖思考2〗你能写出脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的作用示意图吗？
1．2．影响酶活性的因素有 温度 、 酸碱度 和 表面活性剂 。〖思考3〗酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？科学家是如何解决这一难题的？
不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性。将基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离开来。〖思考4〗为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。【补充】普通洗衣粉的化学成分有：表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白粉等成分，有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素，以及填充剂等。
2．实验设计
活动2：阅读“[资料一]有效地控制变量”，探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的不同：2．1分析：A同学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明存在的问题。有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻璃棒搅拌的强度难于控制相同；为确定布料颜色等。〖思考5〗你同意B同学观点吗？请说明理由。不同意。B同学忽略了实验中变量的控制问题。〖思考6〗影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质料、大小及侵泡时间和洗涤时间等。2．2设计：你认为应该控制的单一变量是 普通洗衣粉和加酶洗衣粉 的区别，其他条件（如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的大小和颜色、洗涤方式、洗涤时间等）完全性同。活动3：阅读“[资料二]考虑实际生活中的具体情况”，探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：2．3水温的控制：通常情况下春、夏、秋、冬四季可分别选取 5℃ 、 15℃ 、 25℃ 、 35℃ 。2．4其他条件控制：洗涤方式有半自动和全自动，相比之下采用 全自动 方式比较好，并且应尽量使用同一型号小容量的洗衣机，其机械搅拌作用 相同 ；洗涤材料以（衣物、布料）作为实验材料比较可行，做对照实验时可以控制布料的 大小 、 颜色 以及 污物的量 （可用滴管控制）使其相同，同时也便于洗涤效果的比较；水量和洗衣粉用量与布料的大小是成 正比 的。3．实验操作课题名称：温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响实验目的：比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果实验原理：酶的催化活性受温度影响，在适宜温度下酶的催化活性最高，温度过低或过高酶的催化能力降低实验材料：加酶洗衣粉、天平、白色棉布、1000mL烧杯、玻棒、温度计、滴管、新鲜鸡血、水浴缸、温度分别为5℃、15℃、25℃、35℃的清水。实验步骤：（1）取10cm×10cm的白色棉布4块，用滴管各滴加5滴新鲜鸡血，晾干备用。（2）取1000mL烧杯4个，用天平分别称取0.5g加酶洗衣粉，依次倒入4个烧杯中。（3）将5℃、15℃、25℃、35℃清水各500mL依次倒入4个烧杯中，用玻棒搅拌溶化洗衣粉。（4）取水浴缸4个，依次倒入5000mL 5℃、15℃、25℃、35℃清水，插入温度计保持恒温。（5）将4个烧杯分别放到相同水温的水浴缸中，将带鸡血的棉布分别放到烧杯中浸泡20min。（6）按相同方式用不同玻棒搅拌棉布各，放到水浴缸中4．结果分析与评价活动2：探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的比较在活动1中， 是变量，其他因素在实验中保持不变；而在活动2中，水温则应保持不变。在实施活动2时，通常应采用当地的常温，如果是冬季水温过低，就应采用 的方法，使温度达到25 ℃～35 ℃。不同种类的洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的列表比较：污染物蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉普通洗衣粉油渍血渍奶渍果汁渍［思考7］请列表比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的不同比较项普通洗衣粉加酶洗衣粉不同点相同点［思考8］有位同学打算用丝绸做实验材料，探讨含有蛋白酶的洗衣粉的洗涤效果，你认为他这样做合适吗？为什么？三、当堂反馈例1下列不属于酶制剂的是A．蛋白酶 B．脂肪酶 C．淀粉酶 D．麦芽糖酶解析：目前常用的酶制剂有四大类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。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氨基酸或小分子的肽，使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更强的去污能力。答案;D例2含有蛋白酶的洗衣粉的洗剂效果好，可以用丝绸作为实验材料吗？解析：不能。因为丝绸的主要成分是蛋白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，损坏衣物。四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：本课题探究的是加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的区别，以及不同的加酶洗衣粉对不同污渍洗涤效果的区别。本课题与学生的生活比较接近，因此，具有较强的现实意义，同时，因为探究的结果可用于直到日常生活中衣物的洗涤，所以很容易激发学生的学习兴趣。教师在引导学生开展本课题的研究时，不要只注重基本原理，而忽视了本课题在现实生活中的作用。
主备人:
蛋白酶
肽酶
蛋白质
多肽
氨基酸
C1酶、Cx酶
葡萄糖苷酶
纤维素
纤维二糖
氨基酸
淀粉酶
淀粉
麦芽糖
脂肪酶
脂肪
甘油＋脂肪酸
实验设计
1、普通洗衣粉与加酶洗衣粉的洗涤效果比较
2、加酶洗衣粉的最佳洗涤温度
3、不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果比较
加酶洗衣粉的相关知识
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1School 中学备课纸
课 题 DNA的粗提取与鉴定
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 1、通过尝试对植物或动物组织中的DNA进行粗提取，了解DNA的物理化学性质。2、理解DNA粗提取与鉴定的原理
过程与方法 掌握DNA如提取计数，能利用DNA的性质进行实验设计和操作
情感态度与价值观 通过对DNA的粗提取的实验过程的设计及操作，锻炼科学的思维方法，培养实事求是的科学态度。
教学重点 DNA的粗提取和鉴定方法
教学难点 DNA的粗提取和鉴定方法
教学过程 二次备课
一、情境导入无论是果胶酶还是加酶洗衣粉中的酶制剂，都是从细胞中提取出来的。从今天开始，我们学习生物化学成分的提取与改造技术。二、授新课1．基础知识1．1DNA粗提取的原理提取DNA的原理包括DNA的溶解性和耐受性两个方面。问：提取DNA的溶解性原理包括哪些方面？DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精。1．1．1 分析图5－1。DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度有何特点？要使DNA溶解，需要使用什么浓度？要使DNA析出，又需要使用什么浓度？在0.14mol/L时溶解度最小；较高浓度可使DNA溶解；0.14mol/L可使DNA析出。1．1．2 在溶解细胞中的DNA时，人们通常选用2mol/LNaCl
溶液；将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水，以稀释NaCl溶液。酒精是一种常用有机溶剂，但DNA却不能溶于酒精（特别是95％冷却酒精），但细胞中蛋白质可溶于酒精。问：采用DNA不溶于酒精的原理，可以达到什么目的？将DNA和蛋白质进一步分离。1．1．3提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。利用该原理时，应选用怎样的酶和怎样的温度值？蛋白酶，因为酶具有专一性，蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。温度值为60～80℃，因为该温度值蛋白质变性沉淀，而DNA不会变性。补充：DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋，其温度在80℃以上，如在PCR技术中DNA变性温度在95℃。思考：观察图5-2，洗涤剂在提取DNA中有何作用？洗涤剂将细胞膜上的蛋白质，从而瓦解细胞膜。1．2DNA的鉴定原理当鉴定提取出的物质是否是DNA时，需要使用什么指示剂进行鉴定？在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈现蓝色。原理总结。通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA，可以从细胞中提取和提纯DNA；再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开来，达到提纯的目的；最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA。2．实验设计2．1实验材料2.1.1不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时，应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。你认为教材提供的材料中哪些不适合提取DNA？哺乳动物的血液和液体培养基中的大肠杆菌。
2.1.2从核DNA数目来看，猪38条，鸡78条，哺乳动物血0条，猕猴桃58条，洋葱16条，豌豆14条，菠菜12条，大肠杆菌1条。请选择动植物材料各一种。
鸡血、猕猴桃。2．2破碎细胞，获取含DNA的滤液若选用鸡血和洋葱作实验材料，则怎样获取含DNA的滤液？在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻棒搅拌，过滤后收集滤液；切碎洋葱，加入一定量洗涤剂和食盐，搅拌研磨，过滤后收集滤液。在以上实验中，加入蒸馏水、洗涤剂和食盐的作用分别是什么？过滤时应当选用（滤纸、尼龙布）。血细胞在蒸馏水中大量吸水而张裂；洗涤剂瓦解细胞膜；食盐溶解DNA物质；选用尼龙布进行过滤。在处理植物组织时需要进行研磨，其目的是什么？研磨不充分产生什么结果？破碎细胞壁，使核物质容易溶解在NaCl溶液中；研磨不充分会使DNA的提取量减少。具体做法。10mL鸡血＋20mL蒸馏水→同方向搅拌→3层尼龙布过滤→滤液2．3去除滤液中的杂质最初获得的DNA滤液含有蛋白质、脂质等杂质，需要进一步提纯DNA。阅读教材提供的三种方法，分析其中的原理。方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。具体做法。方案一：30mL滤液＋35gNaCl→同方向搅拌，DNA溶解→加入蒸馏水→DNA析出→过滤得到过滤物→放到2mol/LNaCl溶液中溶解→DNA-NaCl溶解液方案二：30mL滤液＋嫩肉粉（木瓜蛋白酶）→静置10～15分钟→DNA滤液方案三：30滤液→60～67℃处理→过滤获得DNA滤液2．4DNA析出与鉴定在滤液中仍然含有一些杂质，怎样除去这些杂质呢？得到的DNA呈何颜色？滤液与等体积的冷却酒精混合均匀，静置2～3分钟，析出的白色丝状物就是DNA。DNA呈白色。怎样鉴定析出的白色丝状物就是DNA呢？阅读教材。阅读。简述DNA的鉴定过程。具体做法。试管2支，编号甲乙→各加等量5mLNaCl溶液→甲中放入少量白色丝状物，使之溶解→各加4mL二苯胺，混合均匀→沸水浴5min→观察颜色变化3．实验操作制备鸡血细胞液…………加柠檬酸钠，静置或离心↓破碎细胞，释放DNA… 加蒸馏水，同一方向快速通方向搅拌↓→过滤，除去细胞壁、细胞膜等。溶解核内DNA………… 加入NaCl至2mol/L，同一方向缓慢搅拌↓DNA析出……………… 加蒸馏水至0.14mol/L，过滤，在溶解到2mol/L溶液中↓→除去细胞质中的大部分物质。DNA初步纯化………… 与等体积95％冷却酒精混合，析出白色丝状物↓→除去核蛋白、RNA、多糖等。DNA鉴定……………… 二苯胺，沸水浴，呈现蓝色其它注意事项：在鸡血中加入柠檬酸钠防止凝固；鸡血静置或离心以提高细胞悬液浓度；使用塑料烧杯；使用尼龙布过滤；玻棒沿同一方向搅拌；玻棒搅拌要缓慢（细胞破裂快速搅拌）；玻棒不要碰到烧杯壁；二苯胺试剂要现用现配等。为了提高DNA纯度，在科学实验中通常使用的洗涤剂有十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十二烷基硫酸钠（SDS）。三、当堂反馈例1 在DNA分子的粗提取实验中，两次向烧杯中加入蒸馏水的作用是（ ）A. 稀释血液、冲洗样品B. 使血细胞破裂，降低NaCl浓度使DNA析出C. 使血细胞破裂，增大DNA溶解度D. 使血细胞破裂，提取含杂质较少的DNA解析：在该实验过程中，第一次加入蒸馏水的目的是使血细胞过度吸水而破裂，以便核物质溶解。第二次加入蒸馏水是为了降低NaCl浓度至0.14mol/l，因为此时的DNA溶解度最小，可使DNA析出。例2 在制备鸡血细胞液的过程中，加入柠檬酸钠的目的是（ ）A. 防止凝血 B. 加快DNA析出 C. 加快DNA溶解 D. 加速凝血解析：柠檬酸钠的作用是利用柠檬酸根离子与血浆中Ca2+离子结合成柠檬酸钠，降低Ca2+离子浓度，使有关凝血酶活性降低。因此柠檬酸钠是抗凝血物质，防止凝血，有利于鸡血细胞液的制备。答案：A四、课堂小结五、作业：
附：板书设计
教学后记：生物体的性状之所以能够遗传给后代，是由于生物体内具有DNA或RNA这些遗传物质。在教学过程中，教师应当引导学生分析插图，通过图像理解DNA的溶解度，并且掌握分离DNA的原理。教材在实验设计中关于去除滤液中杂质的第二、第三个方案，正是利用了上述不同的特性，从而达到分离DNA和蛋白质的目的。
主备人:
与二苯胺混合，沸水浴，呈现蓝色反应
鉴定DNA
DNA的纯化
DNA的溶解和析出
破碎细胞
选择适宜材料
DNA粗提取
DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同
DNA与其他细胞成分在酒精中溶解度不同
DNA和蛋白质对酶、高温和洗涤剂耐受性不同
DNA与二苯胺呈现蓝色反应
实验原理
DNA的粗提取与鉴定
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1School 中学备课纸
课 题 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
备课时间 上课时间 总课时数
课程目标 知识与技能 利用选择培养基分离细菌，用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数
过程与方法 分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性
情感态度与价值观 形成无菌不在的概念，养成讲究卫生的习惯
教学重点 对土样的选取和选择培养基的配制
教学难点 对分解尿素的细菌的计数
教学过程 二次备课
一、情境导入上节课我们学习了培养基的配置以及接种技术。下面我们来学习如何进行细菌的分离，获得所需要的目的微生物。二、授新课1．基础知识1．1 尿素是一种重要的氮肥，农作物不能（能，不能）直接吸收利用，而是首先通过土壤中的细菌将尿素分解为 氨和CO2 ，这是因为细菌能合成 脲酶 。1．2 科学家能从热泉中把耐热细菌筛选出来是因为 热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物 ，这样也适用于实验室中微生物的筛选，原理是 人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、PH等），同时抑制或阻止其他微生物生长 。
点评：生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用。所以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。〖思考1〗在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是 葡萄糖 ，
提供氮源的的是 尿素 ，琼脂的作用是 凝固剂 。〖思考2〗该培养基对微生物 具有 （具有，不具有）选择作用。如果具有，其选择机制是 只有能够以尿素作为氮源的微生物才能在该培养基上生长 。1．3在统计菌落数目时，常用来统计样品中活菌数目的方法是 稀释涂布平板法 。除此之外， 显微镜直接计数 也是测定微生物数量的常用方法。【补充】显微镜直接计数是测定微生物的方法。公式：观察到的红细胞平均数∶观察到的细菌平均数＝红细胞含量∶细菌含量1．4 采用稀释涂布平板法统计菌落数目时，培养基表面生长的一个菌落，来源于 样品稀释液中一个活菌 。通过统计 平板上的菌落数 ，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在 30～300 的平板进行计数。〖思考3〗从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是 （平均菌落数÷涂布的稀释液体积）×稀释倍数 。〖思考4〗利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是 恰当的稀释度 。〖思考5〗第 二 位同学的结果接近真实值。你认为这两位同学的实验需要改进的操作是第一位同学需设置重复实验组；第二位同学统计的三个菌落数相差太大，说明操作有误，需重新实验。1．5统计的菌落数比活菌的实际数目 低 。这是因为当两个或多个细胞在一起时，平板上观察到的只是 一个 菌落。因此，统计结果一般用 菌落数 来表示。1．6设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。1．7对照实验是指除了 被测试 的条件外，其他条件都 相同 的实验。满足该条件的称为 对照组，未满足该条件的称为 实验 组。〖思考6〗请设计本实验的对照实验组：方案1：其他同学用A同学的土样进行实验。方案2：A同学以不接种的培养基作为空白对照。2．实验设计2．1 实验设计的内容包括实验方案、材料用具、实施步骤和时间安排等。2．2 根据图示2－7填写以下实验流程：2．3 土壤微生物主要分布在距地表3～8cm的近中性土壤中，约70％～80％为细菌。2．4 分离不同的微生物采用不同的稀释度，其原因是不同微生物在土壤中含量不同，其目的是保证获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板。细菌稀释度为104、105、106，放线菌稀释度为103、104、105，真菌稀释度为102、103、104。2．5 培养不同微生物往往需要不同培养温度。细菌一般在30～37℃培养1～2d，放线菌一般在25～28℃培养5～7d，霉菌一般在25～28℃的温度下培养3～4d。2．6 在菌落计数时，每隔24h统计一次菌落数目。选取菌落数目稳定时的记录作为结果，以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。点评：菌种中有些菌体增殖快，有些菌体增值慢，所以培养时间要充足，使得每个菌体都能形成肉眼可观察到的菌落。2．7菌落的特征包括 形状、大小、隆起程度、颜色 等方面。〖思考8〗土壤微生物种类最多、数量最大的原因是什么？土壤中营养物质含量丰富，环境条件适宜等。2．9 实验过程1）取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。2）应在火焰旁称取土壤 10 g。将称好的土样倒入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，塞好棉塞。3）在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行。4）实验时要对培养皿作好标记。注明培养基类型、培养时间、稀释度、培养物等。5）为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当事先规划时间。〖思考9〗在研究未知微生物时务必规范操作，以防被致病微生物感染，实验后一定要洗手。3．结果分析与评价3．1 对分离的菌种作进一步的鉴定，还需要借助 生物化学 的方法。3．2 在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的 脲酶 将尿素分解成了 氨 。氨会使培养基的碱性 增强 ，PH 升高 。因此，我们可以通过检测培养基 pH 变化来判断该化学反应是否发生。3．3 在以 尿素 为唯一氮源的培养基中加入 酚红 指示剂。培养某种细菌后，如果PH升高，指示剂将变 红 ，说明该细菌能够 分解尿素 。〖思考10〗测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到 伊红美蓝 培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现 黑 色，通过记述得出水样中大肠杆菌的数量。你认为在该实验中至少应取 三 个水样。三、当堂反馈例1．对细菌群体生长规律测定的正确的表述是A．在液体培养基上进行 B．至少接种一种细菌 C．接种一个细菌 D．及时补充消耗的营养物质解析：细菌群体生长规律的测定是人们在一定条件下进行的。这些条件是：一种细菌、恒定容积的培养基，液体培养基、定时测定细菌总数。在这些条件下，才能测定出细菌的生长规律。测定时只能用一种细菌的子细胞群体的变化规律表达微生物的生长；恒定容积是给微生物提供一定的生存环境；液体培养基才能通过样品推测细菌总数。若接种多种细菌，则会发生种间斗争而不能测定一种微生物的生长规律。在接种时，要保证一定的接种量。答案：A例2．在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争最显著最激烈的时期是A．调整期 B．对数期 C．稳定期 D．衰亡期解析：种内斗争是一种生态因素。种内斗争反应了种内生物对生存空间和生活资源的争夺。在生活空间充裕，营养充足的时候，种内斗争的程度是比较低的。随着微生物个体数目的增加，每个个体的生存空间越来越少，营养物质也越来越少，每个个体对生存空间和资源的争夺也越来越激烈，种内斗争就越来越激烈。由此可知，在稳定期的种内斗争最激烈。在衰亡期，微生物的数目已经开始减少，pH已经极度不适于微生物的生存，次级代谢产物积累到很高的程度，这时的微生物的生存斗争主要是与无机环境的斗争。答案：C四、课堂小结五、作业：资料袋：选择培养基选择培养基的含义是：在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进需要的微生物的生长。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。在培养基中加入某种化学物质可以做到这一点，如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在培养的培养成分的基础上加入的。培养基中的营养成分的改变也可达到分离微生物的目的。如培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。如石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的。改变微生物的培养条件， 也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。
附：板书设计
教学后记：本节课可以从尿素在农业上的重要应用切入，介绍能分解尿素的细菌，进而说明这种细菌的作用是能够合成分解尿素的酶。在教学过程中，可以联系生产生活实际，使学生对尿素以及分解尿素的细菌形成一定的感性认识。同时通过课题背景的介绍，可以进行STS教育。对于实验中的对照原则，可以指导学生分组讨论，在掌握微生物分离技术的同时巩固实验设计的基本原则。
主备人:
结果与分析
实验操作
实验设计
对照设置与重复设置
稀释涂布平板法
显微镜直接计数
微生物计数方法与原理
人为
条件
有利于目的菌株生长
抑制或阻止其他微生物生长
分离筛选微生物的原理
土壤中尿素分解菌的分离与计数
实验方案
涂布平板与培养
系列稀释
配制土壤溶液
菌落计数
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