生物：新人教版选修1 全册学案（58份）

课时1 DNA的粗提取与鉴定
一、实验目的：
初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法。
二、实验原理：
1．DNA的溶解性：
思考题1：DNA在氯化钠溶液中的溶解度有什么特点？对此有什么应用？
思考题2：利用什么原理来将DNA与蛋白质分离开？
2．DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解 ，但对 没有影响。大多数蛋白质不能忍受 ℃的高温，而DNA在 ℃以上才会变性。 能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。
3．细胞在 中易吸水而导致细胞膜和细胞核膜的破裂，据此可得到含有核DNA的溶液。
4．DNA的鉴定：
思考题3：依据什么原理来鉴定DNA？
三、实验材料：鸡血细胞液
思考题4：生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，他们能否选用牛、羊、马血做实验材料？为什么？
四、实验步骤：
1．制备鸡血细胞液：在鸡血中加入质量浓度为0．1g/mL的 溶液，离心处理；
2．提取鸡血细胞的细胞核物质：向鸡血细胞液中加入蒸馏水，搅拌、过滤；
思考题5：加入蒸馏水的目的是什么？为什么能达到此目的？
3．溶解细胞核内的DNA：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态；
4．析出含DNA的黏稠物：加入蒸馏水，用玻璃棒搅拌；
思考题6：此时加入蒸馏水的目的是什么？
5．滤取含DNA的黏稠物：过滤；
思考题7：这次过滤与上次过滤的目的一样吗？为什么？
6．将DNA的黏稠物再溶解：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态；
7．过滤含有DNA的氯化钠溶液：过滤；
思考题8：这一步骤的目的是什么？
思考题9：为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？
8．提取含杂质较少的DNA：加入冷却的95%的酒精，搅拌；
思考题10：这一步骤的目的是什么？
思考题11：为什么加入的酒精需要冷却的？
9．DNA的鉴定：取两支试管，各加入0．015mol/L的氯化钠溶液5mL，一支加入提取的DNA，两支各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后置于沸水中加热。
思考题12：为什么要设置对照组？实验中能观察到什么现象？
五、课堂练习：
1．为了便于提取鸡血细胞中的DNA，下列所采取的措施中，最恰当的是：向经抗凝剂处理的鸡血液加入 （ ）
A．蒸馏水 B．ATP
C．0.3g/mL的蔗糖溶液 D．二氧化碳
2．下列不适宜作为DNA提取的实验材料是 （ ）
A．鸡血细胞 B．蛙的红细胞 C．人的成熟红细胞 D．菜花
3．用过滤的方法得到细胞中的氯化钠溶液后，还要用酒精处理，可以得到较纯化的DNA．这是因为： （ ）
　　A．DNA易溶于酒精，而滤液中某些杂质不易溶于酒精
B．DNA不易溶于酒精，而滤液中某些杂质易溶于酒精
C．DNA和滤液中其他成分更易溶于酒精
D．DNA和滤液中其他成分都不溶于酒精
4．（多选）下表是关于DNA粗提取与鉴定实验中所使用的材料、操作及其作用的表述，正确的是： （ ）
试剂 操作 作用
A 柠檬酸钠溶液 与鸡血混合 防止血液凝固
B 蒸馏水 与鸡血细胞混合 保持细胞形状
C 蒸馏水 加入到溶解有DNA的NaCl中 析出DNA丝状物
D 冷却的酒精 加入到过滤后DNA的NaCl中 产生特定的颜色反应
5．在进行DNA粗提取实验时，为得到含DNA的黏稠物，某同学进行了如下操作：
在新鲜鸡血中加入适量的柠檬酸，经离心后，除去血浆留下血细胞备用。取5―10ml血细胞放入50ml的塑料烧杯中，并立即注入20ml 0.015mol／L的氯化钠溶液，快速搅拌5分钟后经滤纸过滤，取得其滤液。滤液中加入40ml 2mol／L的氯化钠溶液，并用玻璃棒沿一个方向快速搅拌1分钟。上述溶液中缓缓加入蒸馏水，同时用玻璃棒沿一个方向不停地轻轻搅拌，直到溶液中出现丝状物为止，再进行过滤而得到含DNA的黏稠物。实验结果是：所得到的含DNA的黏稠物极少，导致下一步试验无法进行。
（1）指出并改正上述实验操作中的错误：
　　　　　　　 　　　　，　　　　　　　 　　　　　　　　，
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)要进一步提取DNA时，需加入冷却的酒精，其作用是　　　 和　　　　　　　。
(3)能否用牛血或牛肝代替鸡血做实验？　　　　　　为什么？　　　　　　　　　　　　　
6．在DNA粗提取与鉴定的实验中，选择适当浓度
的NaCl溶液就能充分溶解DNA而使杂质沉淀，
或析出DNA过滤去除溶液中的可溶性杂质。请
在右图中作出DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线。
参考答案
思考题：
思考题1、DNA在氯化钠溶液中的溶解度，随着氯化钠的浓度的变化而改变的。当氯化钠的物质的量浓度为0．14mol/L时，DNA的溶解度最低。利用这一原理，可以使溶解在氯化钠溶液中的DNA析出；
思考题2、DNA不溶于酒精，但细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步地分离。
思考题3、DNA遇二苯胺（沸水浴）被染成蓝色，所以可用二苯胺作鉴定。
思考题4、不能。因为哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，仅靠白细胞和淋巴细胞中的少数DNA，在实验中很难提取到。
思考题5、加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，从而释放出DNA；蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞胀裂。
思考题6、使氯化钠溶液浓度接近0．14mol/L，使DNA最大限度地析出。
思考题7、不一样；这次过滤是为了去除不溶于氯化钠溶液的杂质，而上次过滤是为了去除破裂的细胞膜等物质。
思考题8、除去含有DNA滤液中的杂质；
思考题9、用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
思考题10、去除溶于酒精的杂质；
思考题11、可抑制核酸水解酶的活性，防止降解DNA；降低分子的运动，易于形成沉淀析出；低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。
思考题12、确定二苯胺不与氯化钠发生颜色反应；实验组试管中可看到溶液变蓝色。
课堂练习：
1．A 2．C 3．B 4．AC
5．（1）②中“20ml 0.015mol／L的氯化钠溶液”错误，应改为“20ml蒸馏水”
②中“经滤纸过滤”错误，应改为“经纱布过滤”
④中“直到溶液中出现丝状物为止”错误，应改为“直到溶液中丝状物不再增加时为止”
（2）凝集DNA 溶解其他细胞物质 （3）不能 哺乳动物的红细胞无DNA
6．
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www.课题：多聚酶链式反应扩增DNA片段
教学目标：
（一）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
（二）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
（三）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：
（一）引入新课
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）进行新课
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：（结合投影图）
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）1．4PCR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）课堂总结、点评
（四）实例探究
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
综合应用
例3 下列有关PCR描述，不正确的是（ ）
A.是一种酶促反应
B.引物决定了扩增的特异性
C.扩增产量按y＝（1＋X）n
D.扩增对象是氨基酸序列
E.扩增对象是DNA序列
解析：PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它以极少量的DNA为模板，以四种脱氧核苷酸为原理，在引物的作用下使DNA聚合酶从引物的3’端连接脱氧核苷酸，短时间内迅速复制上百万份的DNA拷贝，其扩增产量为y＝（1＋X）n，y代表DNA片段扩增后的拷贝数，x表示平均每次的扩增效率，n代表循环次数，因此答案选D。
答案：D
课后探究
1、PCR与生物体DNA复制有何区别？
2、如果在案件侦破过程中，只收集到一根毛发，但它所含的遗传信息太少，该怎么办呢？
★教后小记
教师在教学过程中，可以先引导学生回忆必修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。
www.
延伸
复性
变性
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
计算专题5 DNA和蛋白质技术
——了解二苯胺
二苯胺
C6H5NHC6H5
　　第一部分：化学品名称 .
　　化学品中文名称： 二苯胺
　　
三维模型
化学品英文名称： diphenylamine
　　中文名称2：
　　英文名称2： N-phenylaniline
　　技术说明书编码： 2005
　　CAS No.： 122-39-4
　　分子式： C12H11N
　　分子量： 169.22
　　第二部分：成分/组成信息 .
　　有害物成分 含量 CAS No.
　　二苯胺 122-39-4
　　第三部分：危险性概述 .
　　危险性类别：
　　侵入途径：
　　健康危害： 未见职业中毒的报道。本品制造过程中可含有4－氨基联苯， 应注意后者的致癌性。
　　环境危害：
　　燃爆危险： 本品可燃，具刺激性。
　　第四部分：急救措施 .
　　皮肤接触： 脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。
　　眼睛接触： 提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
　　吸入： 脱离现场至空气新鲜处。就医。
　　食入： 饮足量温水，催吐。就医。
　　第五部分：消防措施 .
　　危险特性： 遇明火、高热可燃。粉体与空气可形成爆炸性混合物, 当达到一定浓度时, 遇火星会发生爆炸。
　　化学特性：DNA遇二苯胺（沸水浴）会变成蓝色。因此，二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
　　有害燃烧产物： 一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物。
　　灭火方法： 消防人员须戴好防毒面具，在安全距离以外，在上风向灭火。灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
　　第六部分：泄漏应急处理 .
　　应急处理： 隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中，转移至安全场所。若大量泄漏，收集回收或运至废物处理场所处置。
　　第七部分：操作处置与储存 .
　　操作注意事项： 密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴防尘面具（全面罩），穿连衣式胶布防毒衣，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
　　储存注意事项： 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
　　第八部分：接触控制/个体防护 .
　　职业接触限值
　　中国MAC(mg/m3)： 未制定标准
　　前苏联MAC(mg/m3)： 未制定标准
　　TLVTN： ACGIH 10mg/m3
　　TLVWN： 未制订标准
　　监测方法：
　　工程控制： 密闭操作，局部排风。
　　呼吸系统防护： 可能接触其粉尘时，必须佩戴防尘面具（全面罩）。紧急事态抢救或撤离时，应该佩戴空气呼吸器。
　　眼睛防护： 呼吸系统防护中已作防护。
　　身体防护： 穿连衣式胶布防毒衣。
　　手防护： 戴橡胶手套。
　　其他防护： 工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作前后不饮酒，用温水洗澡。
　　第九部分：理化特性 .
　　主要成分： 纯品
　　外观与性状： 无色至灰色结晶体。
　　pH：
　　熔点(℃)： 52.85
　　沸点(℃)： 302
　　相对密度(水=1)： 1.16
　　相对蒸气密度(空气=1)： 无资料
　　饱和蒸气压(kPa)： 无资料
　　燃烧热(kJ/mol)： 无资料
　　临界温度(℃)： 无资料
　　临界压力(MPa)： 无资料
　　辛醇/水分配系数的对数值： 无资料
　　闪点(℃)： 153
　　引燃温度(℃)： 630
　　爆炸上限%(V/V)： 无资料
　　爆炸下限%(V/V)： 无资料
　　溶解性： 不溶于水，溶于二硫化碳、苯、乙醇、乙醚等。
　　主要用途： 用于染料、抗氧剂、药品、炸药和农药的合成。
　　其它理化性质：
　　第十部分：稳定性和反应活性 .
　　稳定性：
　　禁配物： 强氧化剂、强酸。
　　避免接触的条件：
　　聚合危害：
　　分解产物：
　　第十一部分：毒理学资料 .
　　急性毒性： LD50：2900 mg/kg(小鼠经口)；11500 mg/kg(大鼠经口)
　　LC50：无资料
　　亚急性和慢性毒性：
　　刺激性：
　　致敏性：
　　致突变性：
　　致畸性：
　　致癌性：
　　第十二部分：生态学资料 .
　　生态毒理毒性：
　　生物降解性：
　　非生物降解性：
　　生物富集或生物积累性：
　　其它有害作用： 无资料。
　　第十三部分：废弃处置 .
　　废弃物性质：
　　废弃处置方法： 用焚烧法处置。与燃料混合后，再焚烧。焚烧炉排出的氮氧化物通过洗涤器除去。
　　废弃注意事项：
　　第十四部分：运输信息 .
　　危险货物编号： 无资料
　　UN编号： 无资料
　　包装标志：
　　包装类别： Z01
　　包装方法： 无资料。
　　运输注意事项： 起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。
　　第十五部分：法规信息 .
　　法规信息 化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号)，工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定。
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www.课题：酵母细胞的固定化
【教学目标】
1、知道从酶到固定化酶技术，再到固定化细胞技术的发展过程以及生产中遇到的问题及固定化技术带来的巨大效益；
2、知道常用的固定化技术及适用范围，明确固定化技术的的应用原理，理解固定化细胞的具体步骤、会解释各种现象。
【教学重点、难点】固定化酶与固定化细胞的制备方法及优缺点
【教学方法】教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
【教学手段】多媒体
【课时安排】1课时
【教学过程】
温故知新，引出课题：
（1）说一说：酶的概念、特性、影响酶活性的因素、应用
（2）加酶洗衣粉中常用的酶制剂有哪些？这些酶能直接加入洗衣粉么？
（3）在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，请你归纳使用酶制剂的优点？
（4）酶制剂的使用有哪些缺陷？
师生归纳，小结：
酶制剂应用的缺陷：（1）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；（2）溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；（3）反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。
提出问题：如果你是工程技术人员，你如何解决这些问题？
合作探究，解决问题：
资料探究1：
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；反应后的酶会混在产物中，可能影响影响产品质量。
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、不利于大规模使用。因此，酶在大规模生产中，使酶能反复使用，是很有经济价值的课题。固定化酶的使用，推动了酶在生产上的应用。固定化酶，就是将酶分子结合在特定的支持物上且不影响酶的功能。用于固定酶的底物有琼脂糖、丙烯酰胺、藻酸钠等。固定化酶技术的应用，一是可循环反复使用酶制剂。据报道，在某些情况下可使用上千次，极大地降低生产成本。二是在生产中，可通过离心法或过滤法把酶与反应液相互分开，在大规模的生产中所需工艺设备比较简单易行。三是稳定性能好等。
固定化酶(Immobilized Enzyme）是20世纪60年代发展起来的—项新技术。以往使用的酶绝大多数是水溶性的酶。这些水溶性酶催化结束后，极难回收，因而阻碍了酶工业的进一步发展。60年代后，在酶学研究领域内涌现出固定化酶。它是通过物理的或化学的手段，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚在一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶充分发挥催化作用；过去曾称其为水不溶酶或固相酶。1953年德国科学家采用聚氨基苯乙烯树脂为载体，与胃蛋白酶、核糖核酸酶等结合，制成固定化酶。1971年第一届国际酶工程会上正式建议采用固定化酶的名称。
阅读资料1，探究：（1）解决上述问题的思路。（2）什么是固定化酶？（3）如果固定化酶制备成功，你觉得在生产上会带来哪些好处？
师生互动，解决问题。
过渡：固定化酶能否制备成功呢？我们来看看一个实例。
资料探究2：
高果糖浆是指果糖含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的替代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病，对人类的健康更有益。高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化为果糖。这种酶的稳定性好，可以持续发挥作用。但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。
使用固定化酶技术，将这种酶固定于一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布有许多小孔的筛板。酶颗粒无法筛板上的小孔，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，提高了果糖的产量和质量。目前，利用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆的规模已经超过了每年1000万吨。
阅读资料2，思考：
（1）高果糖浆的生产原理（写出反应方程式）（2）葡萄糖异构酶的固定及生产流程（识图）（3）反应柱的优点（4）固定化酶技术的优点
师生互动，解决问题。
过渡：那么如何来制备固定化酶呢？
自主学习：阅读教材P52，思考：
（1）三种方法固定化酶的原理
（2）三种制备方法的优缺点
（3）判断下列3幅图分别代表哪类制备方法？
、、
师生互动，着重探讨三种制备方法的优缺点。
拓展视野：固定化酶的应用
提出新的问题：在生产实际中使用固定化酶技术有无不足 可能在哪些方面存在不足？如有不足，可怎么办
对比学习：固定化细胞技术
阅读教材P53，解决以下问题：
（1）参照固定化酶，给细胞固定化下个定义
（2）细胞固定化的常用方法
（3）固定化细胞技术有哪些优势？
（4）如果想把微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种技术？如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法？
（5）一般来说，酶更适合用吸附法和交联法固定，而细胞多采用包埋法固定，想想看为什么？
师生互动，解决问题。
课堂归纳，提炼升华：
直接使用酶、固定化酶与固定化细胞各有什么优缺点？
拓展视野：在英国曼彻斯特大学固定海藻球
课堂反馈，巩固提高：（详见PPT）
附：课堂导学案
课题：制备与应用固定化酶
核心问题：
1、为什么要制备固定化酶和固定化细胞（技术诞生背景）
2、什么是固定化酶和固定化细胞？
3、如何制备固定化酶和固定化细胞？
4、固定化酶和固定化细胞有哪些应用？
导学提纲：
酶 优点：
问题：
1、
2、
3、
设想：
固定化酶
定义：
实例：高果糖浆的生产
优点：
制备方法：
应用：
高果糖浆的生产
新型青霉素的生产
测尿糖试纸
废水处理
问题：
设想：
固定化细胞
定义：
优点：
制备：
1、吸附法
2、包埋法
实践：酵母细胞的固定化
结果分析与评价：
应用：
课后反思：
一、应突出学生在课堂上的主体地位
本节知识理论性较强，学生比较陌生，但学生关于酶的一些基础知识在必修教材种已比较熟悉。在教学过程中，教师应很清楚地知道学生已形成的知识根底；要努力通过问题唤醒学生已有的知识，并产生新的问题；不要总不放心地重复学过的内容，那样不仅会挤占了学生阅读、分析、思考、讨论、联系的时间，还会分散学生的注意力，这样必然影响到教学效果。
二、要充分发挥教师的主导作用
在课堂教学过程中，学生究竟需要什么样的帮助，哪些问题看书能解决，哪些问题需要教师作分析引导，哪些问题要在比较归纳中得出，对这些问题教师是应该很清楚的。所谓备课要备学生就在于此。实践表明，教师的主导作用发挥的越充分，学生的主动性、创造性发挥的越好。本课题中我围绕着从酶到固定化酶再到固定化细胞这根主线，逐步引导学生从已有知识开始到学习新的知识，教学效果比较明显。
引导探究应结合学生实际
在生物学教育中，要改变“重科学结论，轻探究过程”的模式，要以学生的探究活动为主线，倡导探究学习，使学生认识到产生科学知识必须依赖探究，让他们像科学家从事科学探究那样来学习科学，领悟科学探究的真谛。这也是新课程大力提倡的。要实现这一点，要求教师要再现知识的发生过程，变结论式教学为过程式教学。英国学者贝尔纳在1939年就指出：“如果学生不能够以某种方式亲自参加科学发现的过程，就绝对无法使他充分了解现有科学知识的全貌。” 学生与科学家的探究思维本质上是一致的。学生在生物学学习中的探究与生物学家研究生物的科学探究有相似的特征，只不过“科学家是为了求知而探究，而学生探究是为了求知。” 科学探究要有一定的方法、策略去进行，具有一定的实践经验。学生毕竟不是成人，更不是科学家，他们的探究方式是简单的，还需要教师去教、去引导，如在本节课中，对资料一和资料二中的问题探究，教师应把握深度，能循序渐进的引导，最后把问题的答案弄明白。
四、讲清概念仍是课堂教学中最基本方式
在生物教学过程中，灵活和综合运用各种学习方式和策略都是必要的，探究不是生物课堂教学唯一的学习方式。必须看到的是，不是所有的生物课的学习主题都要用探究学习的方式来进行，对一些学习内容来说，教师用生动的语言、形象的比喻、活生生的事例讲清楚概念、机理和结论现象等内容，这是一名生物教师必须具备的能力。
www.课题2 胡萝卜素的提取
学习目标：
1、本课题通过从胡萝卜中提取胡萝卜素，了解有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素的基本原理，
2、初步学会胡萝卜素的提取技术和之层析的操作方法，并初步了解有机溶剂的相关知识。
重点：
胡萝卜素的提取，纸层析的操作
难点：
胡萝卜素的提取
基础梳理
一、胡萝卜素的基础知识
1、种类：依据 的数目可以划分为 三类，其中 是最主要的组成成分，一分子的β-胡萝卜素被氧化成两分子的 。
2、用途
(1)治疗因缺乏 而引起的各种疾病。
(2)广泛地用作 。 、
(3)使 恢复成正常细胞。
3、性质：胡萝卜素是 结晶，化学性质比较 ，不溶于 ，微溶于 ，易溶于 等有机溶剂。
4、提取途径：一是从 ，二是从 中获得，三是利用 。
二、实验设计
1、流程：胡萝卜 干燥 过滤 胡萝卜素。
2、萃取剂的选择
(1)种类：有机溶剂分为 和 两种。
(2)原则：萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有 ，能够充分溶解 ，并且不 。
3、影响萃取的因素、
主要有 和 ，同时还受到 、 、紧密程度、含水量、萃取的 等条件的影响。
三、操作提示
1、在干燥时要注意控制温度，温度太高、 会导致胡萝卜素分解。
2、胡萝卜干燥的速度和效果与 、 有关。
四、结果分析与评价
l、方法：可通过 进行鉴定。
2、步骤
量做基线：在18 cm×30 cm滤纸下端距底边 处做一基线，在基线上取A、B、C、D四点
对照点样：A、D点点 ， --，B、C点点
干燥层析：吹干 ，放入 中层析
对比观察：对比观察 点与 点的异同
思考归纳
35.思考：通过什么现象可以证明胡萝卜素的提取实验的成功？
35.是否出现对应的层析带,如果萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带,说明提取胡萝卜素 的实验成功.由于提取物中含有杂质,萃取样品的颜色可能比标准样品的颜色浅,我们也可以通过颜色的比较,初步确定提取的胡萝卜素的量。
36. 根据胡萝卜素的提取原理与方法,请你设计叶绿素的提取
36．解析:叶绿素主要由叶绿素a叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素组成,根据它们在有机溶剂中的溶解特性,可用丙酮将它们从叶片中提取出来,并可根据它们在不同有机溶剂中的溶解度不同以及吸附剂上的吸附能力不同,将它们彼此分离开,即纸层析法.
典型例析
类型一 胡萝卜素的性质和提取方法
分析图示，完成下列问题
(l)萃取剂可分为 和 两种，乙醇和丙酮属于 。在提取β-胡萝卜素时，常采用的原料是 ，因为其不仅 ，而且 。
(2)萃取的效率主要取决于 ，同时也受 等条件的影响。
(3)萃取过程中，第一步需 ，以提高萃取效率。因为 ，所以应避免明火加热，而采用水浴加热的方法。通过加热处理，β-胡萝卜素溶解在萃取液中；再经 得到萃取液；经过 后，可 得到纯净的β-胡萝卜素。
【思路点拨】本题主要考查胡萝卜素的性质和提取方法。
(1)萃取剂可分为水溶性和水不溶性两种，乙醇和丙酮属于水溶性。在提取β-胡萝卜素时，常采用的原料是胡萝卜，因为其不仅廉价易得，而且β-胡萝卜素含量也较高。
(2)萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时也受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。
(3)萃取过程中，第一步需将胡萝卜进行粉碎和干燥，以提高效率。因为有机溶剂都是易燃物，所以应避免明火加热，而采用水浴加热的方法。通过加热处理，β-胡萝卜素溶解在萃取液中，再经过滤、蒸馏得到纯净的β-胡萝卜素。
类型二 胡萝卜素萃取装置及实验流程分析
下面是甲、乙两位同学用萃取法提取胡萝卜素时的有关做法，
请予以评价：
(1)如图是甲同学提取胡萝卜素的装置示意图。该装置有一处明显的错误。请指出错在哪里 如何改正
(2)乙同学，操作步骤如下：①选用新鲜的胡萝卜100g，清水洗净，然后切碎。②将切碎的原料放入圆底烧瓶中，加入50 mL酒精。③将圆底烧瓶置于水浴装置中固定在铁架台上，用酒精灯缓缓加热20 min左右，移去酒精灯，待圆底烧瓶冷却。④过滤(略)。⑤浓缩干燥(略)。⑥鉴定(略)。指出上述操作不当之处，并加以改正。
【思路点拨】用于提取胡萝卜素的有机溶剂挥发性极强，又易燃烧，应避免直接明火加热，否则易引起燃烧、爆炸等。胡萝卜块较大，不容易萃取，胡萝卜中的水分将在提取后难以分离，应提前烘干；水溶性有机溶剂会与水混溶而影响萃取效果；在加热时有机溶剂容易挥发，故圆底烧瓶上应安装冷凝回流装置。
【提能演练】
一、选择题
1、一分子的β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官内被氧化分解成某种物质，用于
疗夜盲症、干皮症等，这种物质是 ( )
A、维生素A B、维生素B
C、维生素C D、维生素D
2、在用胡萝卜做菜时，菜中浮油会呈现出橘黄色，为了增加胡萝卜中营养物质的吸收，在进食胡萝卜的同时，应 ( )
A、多喝水 B、多吃蛋白质类食品
C、多吃脂质食品 D、多吃蔬菜
3、下列物质中，除哪种外，胡萝卜素均能溶于其中( )
A、乙醇 B、石油醚 C、水 D、四氯化碳
4、作为萃取胡萝卜素的有机溶剂，哪一项不符合实验要求( )
A、能充分溶解色素 B、与水混溶
C、对人无毒害作用 D、易与产品分离
5、有同学想研究萃取胡萝卜素的最佳温度，在设计实验时应注意 ( )
A、萃取时间不用考虑是否相同
B、使用不同的萃取剂，但量要相同
C、原料颗粒大小不同
D、除温度外，其他因素相同，以保证单一变量
6、使用纸层析法鉴定胡萝卜素，需要在基线上点样，点标准样品的点与提取样品的点分别是 （ ）
A、A、B和C、D B、A、C和B、D
C、A、D和B、C D、B、C和A、D
7、提取胡萝卜素和提取玫瑰油时都需要加热，但用萃取法提取胡萝卜素时，采用的是水浴加热法，而用水蒸气蒸馏法提取玫瑰油时是直接加热。其原因是 ( )
A、前者需保持恒温，后者不需要恒温
B、前者容易蒸发，后者不容易蒸发
C、胡萝卜素不耐高温，玫瑰油耐高温
D、前者烧瓶里含有机溶剂，易燃易爆，后者是水
8、食入的胡萝卜素在人体内分解代谢的最终产物主要是( )
A、胡萝卜素 B、β-胡萝卜素
C、维生素A D、C02和H20
二、非选择题
9、如图为提取胡萝卜素的装置图，请据图回答下列问题：
(1)冷凝管的作用是 。
(2)烧瓶内加入的萃取液一般是 ，原料在加入前，一般要进行 、 处理。
(3)该萃取过程采用的是水浴加热，
其目的是 。
(4)为了取得最佳萃取效果，萃取的时间应该 o
10、天然胡萝卜素是国际癌症协会研究中心、美国癌学会推崇的
防癌抗癌食品、保健品和药品。作为保健品食用，可医治维生素A缺乏症、皮肤病、抗光敏症等疾病。科学研究证明，胡萝卜素能防治或延缓癌症，是具有广泛免疫功能的药物和不可缺少的饮料添加剂。
请根据上述材料及所学知识，回答下列问题：
(1)新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在胡萝卜素的提取过程中，要对新鲜的胡萝卜进行 ，但要注意控制 和时间，这是因为
。
(2)天然胡萝卜素可医治维生素A缺乏症，是因为 。
(3)如图为提取胡萝卜素的实验装置，请据图完成以下实验流程。
11、(能力拔高题)仔细观察如图所示的层析装置，并回答下列问题：
(1)该实验装置有哪些错误，并分析造成的后果：
① ，会造成的后果是 ；
② ，会造成的后果是 ；
③ ，会造成的后果是 。
(2)色素分离采用纸层析法的原因是 。
(3)色素在层析液中扩散最快的是 ，呈 ；最宽的是 ，呈 。
(4)在提取胡萝卜素后进行鉴定时，也用纸层析法，与上述层析相比较，不同点在于 。
12、根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质，回答下列问题。
(1)胡萝卜素是 色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用 作为溶剂，原因是 。
(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是 法。用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、 、 、 。
(3)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将 和 控制在一定范围内，原因是 。
(4)提取的胡萝卜素可通过 法进行鉴定，在鉴定过程中需要用 对照。
(5)一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成 比。课题1果酒和果醋的制作
学习目标
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
5．培养学生综合分析能力，培养学生利用已建立的知识解决实际问题的能力。
课题重点：
1．说明果酒和果醋的制作原理；
2．设计制作装置制作果酒和果醋。
课题难点：
制作过程中发酵条件的控制。
学习过程
（一）基础知识
Ⅰ．果酒制作原理
（1）利用的微生物是　　　　，其异化作用类型是　　　　　　，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　　　　　　　　　　　　　。
①酒精发酵是一般将温度控制在　　　　　　　℃范围内，在　　　　℃时最适宜。
②酒精发酵过程中，要保持　　　　　　　　　　　。
〖思考〗
1.为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？
2.酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？
3.葡萄酒呈现深红色的原因？
4.酵母菌是如何进行生殖的？
酵母菌在环境适宜时进行　　　　，环境不适宜时产生　　　　进入休眠状态。
Ⅱ．果醋制作原理
（1）利用的微生物是　　　　　，其异化作用类型是　　　　。在　　　　　　　　，降糖分解形成醋酸；当缺少糖源时可将　　　　转变成　　　　　，并进一步转变成醋酸。醋酸发酵的反应式是：
（2）醋酸发酵的最适宜温度为　　　　　　℃。
〖思考〗
１.影响醋酸发酵的环境因素还有哪些？　　　　　　　　　　　　。
２.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？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(二)实验设计
１.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？
（2）在醋酸发酵过程中，需要注意什么？
（3）在图1－4b装置中：
①充气口的作用是在　　　　　　　发酵中补充氧气；
②排气口的作用是在发酵中排出　　　　　　　　　　　；
③出料口的作用是便于　　　　　　　　　　　　　　　　；
④排气口胶管长而弯曲的作用是防止　　　　　　　　　　　　　　。
２.酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系：
3．发酵操作
⑴材料选择和处理
选择　　　　　　　　的葡萄，然后依次　　　　　　　　　和榨汁。
〖思考〗先冲洗后去枝梗的目的是什么？
⑵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　　　　　状态。
〖思考〗在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是什么？
⑶控制发酵条件
①发酵液装瓶后保持　　　　的剩余空间。
②酒精发酵的温度要控制在　　　　　范围内，发酵时间控制在　　　　天左右。
③醋酸发酵的温度要控制在　　　　　　　℃范围内，发酵时间控制在　　　　天左右，并保持不断　　　　　。
〖思考〗在发酵液装瓶后问什么要保持1/3的剩余空间？
〖思考〗在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通入　　　　　。
4．结果分析与评价
⑴实验现象：
⑵检验：
酒精发酵后是否有究竟产生，可用　　　　　来检验。
①原理：在酸性条件下 重铬酸钾与酒精反应呈　　　　　。
【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
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．
②方法：（填表，注意对照原则）
（三）巩固练习
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．①②③
4．酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌异化作用的类型依次是( )
①需氧型②厌氧型 ③兼性厌氧型
A．①②①③ Ｂ．③②①① C．③②①② Ｄ．②②③①
5．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
6．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
7．在微生物的细胞中，占细胞干重90%以上的化学元素为（ ）
A.C、H、O、N B.C、H、O、N、P、S C.N、P、S、K、Ca、Mg D.C、H、O
8．下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是( )
A．含糖量高的培养基 B．温度20℃左右 C．Ph＝2．5 Ｄ．pH—6
9．葡萄的糖分是( )
①乳糖 ②麦芽糖 ③葡萄糖 ④蔗糖 ⑤果糖
A．①②③④⑤ Ｂ．③④ C．①③④⑤ Ｄ．③⑤
10．关于发酵的叙述，正确的是( )
Ａ．发酵就是无氧呼吸 Ｂ．发酵就是只获得微生物的代谢产物
C．发酵就是发酵工程 Ｄ．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
11．生产果醋用的醋酸菌等细菌都具有的特征是 （ ）
A．都是异养生物 B．仅在有水条件下繁殖
C．仅在有氧条件下生长 D．生存温度都超过80℃
12．发酵过程中，不会直接引起pH变化的是
A．营养物质的消耗 B．微生物呼出的CO2
C．微生物细胞数目的增加 D．次级代谢产物的积累
☆综合应用
例3．在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答以下问题：
（1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是 。
（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。
（3）酒精主要是啤酒酵母菌进行 作用产生的代谢产物。
（4）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵产物。其余1.5%则用于 。
（5）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。
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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
现象课题：微生物的培养与应用
教学目标：
（一）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
（二）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
（三）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：
（一）引入新课
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）进行新课
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 ( http: / / www.21cnjy.com / )；
（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）课堂总结、点评
（四）实例探究
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
综合应用
例3．右表是某微生物培养基成分，请据此回答：
编号 成分 含量
① 粉状硫 10g
② （NH4）2SO4 0.4g
③ K2HPO4 4.0g
④ MgSO4 9.25g
⑤ FeSO4 0.5g
⑥ CaCl2 0.5g
⑦ H2O 100ml
（1）右表培养基可培养的微生物类型
是 。
（2）若不慎将过量NaCl加入培养基中。
如不想浪费此培养基，可再加入 ，
用于培养 。
（3）若除去成分②，加入（CH2O），该培
养基可用于培养 。
（4）表中营养成分共有 类。
（5）不论何种培养基，在各种成分都溶化
后分装前，要进行的是 。
（6）右表中各成分重量确定的原则是 。
（7）若右表培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分是 。
解析：对于一个培养基，它能培养何种微生物，要看它的化学成分。当然这只适用于合成培养基，如果是一个天然培养基就不能从培养基的成分上区分它是培养何种微生物的。分析化学成分要从营养物质的类型出发。右表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类，缺乏碳源和特殊营养物质。对特殊营养物质，有的微生物是不需要的，但没有微生物是不需要碳源的。该培养基中没有碳源，说明培养的微生物是从空气中获得碳源的，即可培养的微生物就是自养型微生物了。该培养基中加入了过量食盐，就可以成为金黄色葡萄球菌鉴别培养基，但金黄色葡萄球菌是异养型微生物，这个培养基就还需要加入有机碳源。该培养基若加入（CH2O），培养基中就有了碳源，但除去成分②，却使培养基中没有了氮源，这时就只能用于培养固氮微生物了。对于菌种鉴定，往往用的是固体培养基，而表中没有凝固剂，需要加入常见的凝固剂——琼脂。
答案：⑴自养型微生物 ⑵含碳有机物 金黄色葡萄球菌 ⑶固氮微生物 ⑷3 ⑸调整pH ⑹依微生物的生长需要确定 ⑺琼脂（或凝固剂）
（五）巩固练习
1．不可能作为异养微生物碳源的是
A．牛肉膏 B．含碳有机物 C．石油 D．含碳无机物
2．根瘤菌能利用的营养物质的组别是
A．NH3，（CH2O），NaCl B．N2，（CH2O），CaCl2
C．铵盐，CO2，NaCl D．NO2，CO2，CaCl2
3．配制培养基的叙述中正确的是
A．制作固体培养基必须加入琼脂 B．加入青霉素可得到放线菌
C．培养自生固氮菌不需氮源 D．发酵工程一般用半固体培养基
4．自养型微生物与异养型微生物的培养基的主要差别是
A．碳源 B．氮源 C．无机盐 D．特殊营养物质
5．下表是有关4种生物的能源、碳源、氮源和代谢类型的概述。其中正确的是( )
生 物 硝化细菌 根瘤菌 酵母菌 谷氨酸棒状杆菌
能 源 氧化NH3 N2的固定 分解糖类等有机物 光 能
碳 源 C02 糖类 糖类 糖类
氮 源 NH3 N2 NH4+、NO3- 尿 素
代谢类型 自养需氧型 异养需氧型 异养兼性厌氧型 自养需氧型
A．根瘤菌、谷氨酸棒状杆菌 B．硝化细菌、酵母菌
C．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌 D．硝化细菌、根瘤菌
6．甲、乙、丙是三种微生物，下表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ种正常生长繁殖；甲能在Ⅰ中正常生长繁殖，而乙和丙都不能；乙能在Ⅱ中正常生长繁殖，甲、丙都不能。下列说法正确的是 （ ）
粉状硫10g K2HPO44g FeSO40.5g 蔗糖10g （NH4）2SO40.4g H2O100ml MgSO49.25g CaCl20.5g
Ⅰ + + + + - + + +
Ⅱ + + + - + + + +
Ⅲ + + + + + + + +
A、甲、乙、丙都是异养微生物
B、甲、乙、丙都是自养微生物、丙是异养微生物
C、甲是固氮微生物、乙是自养微生物、丙是异养微生物
D、甲是异养微生物、乙是固氮微生物、丙是自养微生物
7．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是
A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的
B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子
C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利
D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足。
8．某一种细菌株要从环境中提取现成的亮氨酸（20种氨基酸中的一种）才能生长，此菌株对链霉素敏感。实验者用诱变剂处理此菌株，想筛选出表中细菌菌株类型。根据实验年目的，选用的培养基类型是（　　）
　注：Ｌ—亮氨酸　　Ｓ—链霉素　　“＋”—加入　　“—”—不加入
　如：Ｌ—：不加亮氨酸　　Ｓ＋：加入链霉素
选项 筛选出不需要亮氨酸的菌株 筛选出抗链霉素的菌株 筛选出不需要亮氨酸的抗链霉素的菌株
Ａ Ｌ＋　　Ｓ＋ Ｌ—　　Ｓ— Ｌ＋　　Ｓ－
Ｂ Ｌ－　　Ｓ— Ｌ＋　　Ｓ＋ Ｌ—　　Ｓ＋
Ｃ Ｌ—　　Ｓ＋ Ｌ＋　　Ｓ＋ Ｌ—　　Ｓ—
Ｄ Ｌ＋　　Ｓ— ｌ—　　Ｓ— Ｌ＋　　Ｓ＋
9．要将从土壤中提取的自生固氮菌与其他的细菌分离出来，应将它们接种在
A．加入氮源和杀菌剂的培养基上 B．不加入氮源和不加杀菌剂的培养基上
C．加入氮源，不加杀菌剂的培养基上 D．不含氮源和杀菌剂的培养基上
10．酵母菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长，原因是
A．碳源供应太充足 B．细胞会发生质壁分离
C．改变了酵母菌的pH值 D．葡萄糖不是酵母菌的原料
课后探究
１、收集生活中与微生物有关的实例，并通过所学知识对其进行解释
２、我们打针输液时，首先要用酒精擦拭针刺处，为什么？
★教后小记 ( http: / / www.21cnjy.com / )
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。
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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
平板涂布微生物的培养与应用
一．书本知识梳理
实验原理
目的要求
材料用具
方法步骤
二．思维拓展
培养基配制步骤：称量，溶化，调PH，培养基分装，加棉塞，包扎。
灭菌与消毒：前者常见有高压蒸气灭菌法，火焰灼烧灭菌法等，其理化性质变化剧烈，是指杀死一定环境中所有微生物的细胞芽孢和孢子。后者理化性质变化温和，指杀死表层有害物，主要是有害病原体和微生物营养体。
高压蒸气灭菌法杀菌效力强的原因：湿热穿透力强，空气中有潜热存在，蛋白质容易凝固。
关键操作原由：
培养基分装与调酸碱度要在灭菌前否则会造成培养基污染
培养基分装要趁热否则培养基变成固体不好分装
培养基高度不能超过试管的五分之一否则搁置斜面时会占到棉塞，影响透气性污染培养基
培养基分装后要用普通棉塞比脱脂棉好，因为容易透气
灭菌时要用牛皮纸包住试管，可防止冷凝水润湿棉塞影响透气性污染培养基
接种操作要在火焰旁因为那里形成一个无菌区
对木屑培养基灭菌要进行第二及第三次加热是为了杀死芽孢彻底灭菌
分装平菇培养基时要用木棒钻洞，因为它是需氧型微生物，钻洞能增加底部氧气含量，促进基内菌丝生长
接种划线要注意(1)划线方向应该从里向外（2）线条要细而密（3）不要重复划线
D常用灭菌方法有加热法、过虑法、紫外线法、化学药品法
12（多选）通过选择培养基可以从混杂微生物群体分离出所需微生物，在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌；在培养基中加入10％酚可以抑制细菌和霉菌。利用上述方法能从混杂的微生物群体分离出
A大肠杆菌 B霉菌 C放线菌 D固氮细菌
13、生产谷氨酸等食品添加剂离不开发酵。请就谷氨酸发酵回答下列问题
（1）谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是
（2）若从自然界分离得到的样品中含有谷氨酸棒状杆菌、固褐固氮菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌等，现欲筛选出酵母菌，则简便的方案是
（3）一定容积的培养液中进行谷氨酸发酵，C/N之值为3/1时，活菌数可保持最大；pH呈酸性时，发酵产物是乙酰谷氨酰胺，这些事实说明
（4）为测定谷氨酸棒状杆菌的生长，某同学设计了如下步骤：
配置适宜培养基，分装到5个锥形瓶中，用缓冲液分别调pH为4.0，4.5, 5.0, 5.5
6.0,分别标号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ ；将每瓶培养基等量分装到3支试管中，加棉塞包扎，每捆试管外挂上相应的标签；在酒精灯上加热煮沸10MIN后冷却；无菌条件下接种等量菌种；37度恒温箱中培养24小时；测定每管中谷氨酸的产量；计量、统计并分析结果。上述步骤中有三个明显错误，请指出并改正。
a
b
c
14下面是最早发现抗生素－青霉素的 佛来明的探索过程：
观察及对问题的认识：培养细菌过程中，在青霉菌周围没有其它细菌生长。为什么出现这种情况？
假设：______________________________________________________________。
进行实验：把青霉菌放在培养液中培养后，观察这些培养液对细菌生长的影响。
结果：培养液阻止了细菌的生长和繁殖。
结论：_____________________________________________________________
（1）作为该实验的假设最恰当的是（ ）
A青霉菌能产生有利于人类的物质 B青霉菌污染了细菌生长的培养基
C青霉菌可能产生了有利于细菌繁殖的物质 D青霉菌可能产生了不利于细菌繁殖的物质
（2）结论是_____________________________________________________________
（3）青霉菌和细菌的关系是_____________________________________。
（4）为了证明青霉菌确实是由青霉菌产生的，而不是培养液和培养基中其它微生物产生的，应进一步设计 实验，其实验方法是____________________________________。若实验结果为： ，则能证明青霉菌确实能产生可阻止细菌繁殖的青霉素。
（5）最初使用较少青霉素杀菌效果较好，而现在药效不明显了，这是因为：
。
其根本原因是 。
答案：
选择题：DCCDBCABC;ABC;ACD;BCD.
13.(1)异氧需氧型（2）在培养基中加入青霉素或无氧条件下培养(3)环境条件的变化不仅影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌种代谢产物的形成（4）PH为4.0, 4.5,
5.0,5.5,6.0;在酒精灯上加热煮沸10min;改正：6.5,7.0,7.5,8.0,8.5;在98kpa下高压蒸汽灭菌20min；测定菌体的细胞数目或测重量后再计算出细胞的总重量。
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www.专题1 传统发酵技术的应用
【学习导航】
本章内容包括“果酒和果醋的制作”、“腐乳的制作”、二个课题，每个课题相对独立，没有严格的顺序关系。本专题围绕传统发酵食品的制作展开，主要是通过学习果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作技术，培养学生设计实验、动手操作等科学探究的能力。重点是三项技术的制作原理和设计装置，难点是制作过程中发酵条件的控制。
本专题与微生物联系密切，要求学生有丰富的微生物知识和较强的动手能力，学会摸索发酵的最佳条件并做好记录，同时注意实验的严密性。
课题1 果酒和果醋的制作
【课题目标】
说明果酒和果醋制作的原理，设计制作果酒和果醋的装置，完成果酒和果醋的制作。
【课题重点与难点】
课题重点：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。
课题难点：制作过程中发酵条件的控制。
【基础知识】
（一）果酒制作的原理
知识要点：1. 酵母菌的兼性厌氧生活方式；2.发酵需要的适宜条件；3.传统发酵技术所使用的酵母菌的来源。
教学建议：教师在介绍传统发酵酿酒时，首先应让学生了解酵母菌的兼性厌氧生活方式，理解发酵需要一定的条件，然后再介绍传统发酵方法，分析传统发酵技术中所使用的酵母菌的来源。最后，教师可以组织学生讨论，在发酵过程中，怎样才能保证发酵液不受污染、如何控制好温度。
（二）果醋制作的原理
知识要点：1.酒变醋的原理；2.控制发酵条件的作用；3.制醋所利用的醋酸菌的来源。
教学建议：教师可采用多种形式让学生了解由酒变醋的原理以及在制醋过程中醋酸菌的作用。例如，教师可以组织学生在查找资料的基础上进行讨论和交流。通过学生的自主活动，让学生了解传统制醋的流程、醋酸菌的生活特点、醋酸菌在自然界的分布以及使果酒变为果醋的方法等基础知识。
（三）、实验案例
制作葡萄酒和葡萄醋
建议将实验安排在秋季的9月或10月进行。在这段时间内进行实验，有如下优点：（1）正值收获季节，葡萄的价格便宜，品种多样；（2）此时葡萄上的酵母菌数量多且生活力强，发酵酿酒的效果好；（3）温度适宜，发酵现象非常明显。实验的具体操作步骤如下。
1.对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次,再用体积分数为75%的酒精擦拭消毒，晾干待用。
2. 取葡萄500 g，去除枝梗和腐烂的子粒。
3. 用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物，注意不要反复多次冲洗。
4. 用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中（装置参见教材图1-4b），或将葡萄打成浆后，用洁净的纱布过滤至发酵瓶中，盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置，可以用500 mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。
5. 将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。
6. 由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子（最好选用塑料瓶），每天要拧松瓶盖2～4次，进行排气。
7. 10 d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。
8. 当果酒制成以后，可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后将装置转移至30～35 ℃的条件下发酵，适时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲，可尝试自然接种，但效果不是很好。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶口盖上纱布，以减少空气中尘土等的污染。
（四）、课题成果评价
（一）果酒的制作是否成功
发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检验酒精的存在。如果实验结果不理想，请学生分析失败原因，然后重新制作。
（二）果醋的制作是否成功
首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH作进一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定。
【课本问题答案和提示】
（一）旁栏思考题
1.你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？
答：应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
2.你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？
提示：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。
3.制葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～25 ℃？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35 ℃？
答：温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20 ℃左右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35 ℃，因此要将温度控制在30～35 ℃。
4.制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？
答：醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。
（二）［资料］发酵装置的设计讨论题
请分析此装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？结合果酒、果醋的制作原理，你认为应该如何使用这个发酵装置？
答：充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出CO2的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染，其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。
（三）练习
2.提示：大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑，如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制，以及如何严格控制杂菌污染；等等。此外，无论是葡萄酒或葡萄醋，实验时所检测的发酵液，并非商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下（如橡木桶和地窖）进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。
3.提示：需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。
【导学诱思】
1．果酒制作的原理
（1）人类利用微生物发酵制作果酒，该过程用到的微生物是 ，它的代谢类型是 ，与异化作用有关的方程式有
。
思考：果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，如何使酵母菌成为优势菌种？酵母菌成为优势菌种前存在的生物关系如何？
（2）酵母菌生长的最适温度是 ；酒精发酵一般将温度控制在 。
传统发酵技术所使用的酵母菌的来源是 。
（3）葡萄酒呈现深红色的原因是 。
（4）现在工厂化生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其它微生物的生长，采取的措施是 。
2．果醋的制作原理
（1）果酒进一步发酵能获得果醋，酒变醋的原理是 。
思考：变酸的酒表面有菌膜，菌膜是怎样形成的？溶液内部能形成菌膜吗？
果醋的制作过程中如何进行深层发酵？
（2）果醋发酵时将温度控制在 ℃，原因是 。
（3）醋酸菌与酵母菌相比，最主要的特点是 。
3．操作过程应注意的问题
（1）为防止发酵液被污染，发酵瓶要用 消毒。
（2）葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约 的空间。
（3）制作葡萄酒时将温度严格控制在 ，时间控制在 d左右，可通过 对发酵的情况进行及时的监测。
（4）制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在 ，时间控制在 d，并注意适时在 充气。
思考：酵母菌和醋酸菌的生殖方式有什么不同？
【疑难点拨】
1、认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？
应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
2、认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？
需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。例如：榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。
分析果酒和果醋的发酵装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通3、3、过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？
充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。
【典例解析】
例1．（03上海）生产果醋用的乳酸菌等细菌都具有的特征是 （ ）
A．都是异养生物 B．仅在有水条件下繁殖
C．仅在有氧条件下生长 D．生存温度都超过80℃
解析：细菌的生长所必需的营养元素：碳源、氮源、无机盐、水生长因子，其中碳源、氮源、无机盐、生长因子因细菌种类的不同，所需的种类也不一样，而水是所有微生物生长共同所需要的物质。细菌按同化作用可分为自养型和异养型两种；按异化作用可分为需氧型和厌氧型。
答案：B
例2．发酵过程中，不会直接引起pH变化的是
A．营养物质的消耗 B．微生物呼出的CO2
C．微生物细胞数目的增加 D．次级代谢产物的积累
解析：微生物发酵过程中，微生物的代谢会消耗大量的营养物质，可能造成酸碱物质消耗不均，从而引起pH的变化；微生物的呼吸作用还会产生大量的CO2引起pH的变化；同时产物的种类也能引起pH的变化。
答案：C
例3．在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答以下问题：
（1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是 。
（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。
（3）酒精主要是啤酒酵母菌进行 作用产生的代谢产物。
（4）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵产物。其余1.5%则用于 。
（5）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。
解析：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，有氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式大量繁殖，种群数量增加很快，无氧时能分解糖类产生酒精，释放出的能量，大部分储存在发酵产物中，极少数用于自身生长发育。
答案：（1）既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸
（2）出芽生殖 （3）无氧呼吸 （4）自身的生长繁殖
（5）C12H22O11+H2O→2C6H12O6，C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量
【课堂演练】
一、选择题
1．能为发酵工程提供菌种的是
A．植物体细胞杂交 B．目的基因转移
C．动物细胞融合 D．聚乙二醇处理大肠杆菌
2．具有细胞结构而没有核膜的一组生物是
A.噬菌体、细菌 B.变形虫、草履虫
C.蓝藻、酵母菌 D.放线菌、圆褐固氮菌
3．将乳酸菌接种到彻底灭菌的固体培养基上，要使其正常生长必须给予的条件是
A.充足的氧气 B.隔绝氧气
C.供给分子氮 D.供给大分子蛋白质
4．当环境温度超过最适生长温度以后，微生物的生长速率会急剧下降，是由于细胞内哪些物质发物了不可逆的破坏
A.蛋白质和核酸 B.蛋白质和磷脂
C.核酸和核膜 D.载体和DNA
5．一般情况下不进行二分裂生殖的是
A.草履虫、变形虫 B.酵母菌、放线菌
C.大肠杆菌、固氮菌 D.乳酸菌、黄色短杆菌
6．在微生物的细胞中，占细胞干重90%以上的化学元素为
A.C、H、O、N B.C、H、O、N、P、S
C.N、P、S、K、Ca、Mg D.C、H、O
7．.微生物的代谢速度与高等动植物相比快得多，下列哪项不是这一生命现象的原因
A.表面积与体积的比很大 B.与外界环境物质交换迅速
C.适宜条件下微生物的繁殖速度非常快 D.微生物体内酶的种类比其他生物多
8．下列哪项不是真菌所具有的特征
A.多数真菌能够进行孢子生殖 B.真菌都属于真核生物
C.真菌都属于异养生物 D.真菌多为厌氧型或兼性厌氧型微生物
9．酒厂利用酵母菌酿酒过程中，经检测活菌数量适宜但却不产生酒精，应采取的措施是
A.降低温度 B.隔绝空气 C.加缓冲液 D.加新鲜培养基
10．细胞结构是原核、生长繁殖过程绝对不需氧、体内不含有氧呼吸酶的微生物是
A.乳酸菌 B.酵母菌 C.变形虫 D.固氮菌
二、选择题
11、如图所示表示酵母菌细胞的构造模式。请据图回答：
（1）从细胞核的构造看，酵母菌属于 生物。
（2）写出1、3、5的结构名称：1 ，3 ，5 。
（3）2的主要化学成分为 ，其完成图示功能的结构基础是 。
（4）图中的酵母菌正在进行 生殖。
（5）用 染料使染色体着色，发现一各酵母菌S.Cerevisiae细胞核中有17条染色体，该酵母菌是 倍体。
（6）酵母菌细胞分裂的意义是（ ）
A、产生新个体 B、增加生命活力
C、增加变异性 D、改变遗传性
（7）酵母菌的菌落一般会散发出一股悦人的酒香味，相关的反应式是 。
（8）用酵母制啤酒时，为保证发酵罐中有较多的酵母菌，必须先 ，达到一定数量后，则应该 ，以获得大量的 。
（9）为研究发酵罐中酵母菌的生长状况，常要取样统计分析，并测定pH值，判断取样先后顺序的主要依据是 。右侧生长曲线图中FG下降的主要原因是 。欲收获酵母菌或其代谢产物，应选择曲线中的 段。
（10）自然环境中的酵母菌属于生态系统中的 成分。
答案：1．C 2．D 3．B 4．A 5．A 6．D 7．D 8．B 9．B 10．A
11．（1）真核 （2）细胞壁 线粒体 芽体 （3）磷脂和蛋白质
细胞膜具一定的流动性 （4）出芽 （5）碱性 单 （6）A
（7）C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量
（8）通入空气 密闭发酵罐 酒精 （9）pH值的大小，pH值越小取样越后
发酵罐中营养物质供应不足 EF （10）分解者
【知识拓展】
1.葡萄酒的酿造
传统的葡萄酒酿造，都是采用自然发酵的工艺。所谓自然发酵，就是葡萄破碎入罐以后，不去人为地添加任何菌种，靠葡萄本身携带的自然界的酵母菌，在葡萄浆或分离后的葡萄汁里自发地繁殖，最终发酵成葡萄酒。
温度对发酵的影响 酵母菌只能在一定温度下生活。温度低于10 ℃，酵母菌发育很缓慢。随着温度的升高，繁殖速度加快，20 ℃时为最佳繁殖温度，此时酵母菌生殖速度快、生活力强。超过35 ℃，酵母菌生长受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40 ℃酵母菌停止出芽，开始出现死亡。如果想要获得高酒精浓度的发酵液、减少酒精的损耗，必须控制好发酵温度。
空气对发酵的影响 酵母菌繁殖需要空气。在完全隔绝空气的情况下，酵母菌繁殖几代就停止了。稍微与空气接触，酵母菌又能继续繁殖。如果长时间得不到空气，大部分的酵母菌就会死亡。要维持酵母菌长时间发酵，必须供给微量的氧气。
葡萄汁中酵母菌的种类 葡萄汁中酵母菌的种类大致可以分为以下四类。第一类是在发酵中起主要作用的酵母，即葡萄酒酵母或叫啤酒酵母。这种酵母发酵力强，产酒的风味好，生成有益的副产物多。在葡萄汁还没发酵之前，这种酵母占的比例很小；在发酵的过程中，这种酵母很快地繁殖起来，由它完成主要的发酵任务。第二类在葡萄汁中数量很大，但发酵力很弱，其代表是尖端酵母。在新压榨的葡萄汁中，尖端酵母和葡萄酒酵母的比例约为1 000∶1。在发酵开始时，这种发酵力弱的酵母先引起发酵。在以后的发酵过程中，它的作用逐渐被葡萄酒酵母所代替。第三类是一种产膜的好气性酵母菌。当发酵容器未灌满时，产膜酵母便会在葡萄汁液面生长繁殖，使葡萄汁变质。
发酵是酿造葡萄酒最重要的过程。葡萄汁变成葡萄酒的过程就是酵母菌的酒精发酵过程。发酵过程非常复杂，其主要产物是乙醇和二氧化碳，此外还有其他的副产物。不难设想，如果发酵的最终产物只是乙醇和二氧化碳，而不产生有香味和有口味的物质，那么发酵而成的酒，口味就太单调了。
2.对葡萄酒有害的微生物
产膜酵母 由于产膜酵母是好气性真菌，所以在卫生条件差的情况下，如贮酒容器不满、暴露在空气中的表面积很大时，很容易产生产膜酵母。产膜酵母又叫酒花菌，最初在酒面繁殖时，形成雪花状的斑片，然后连成灰色薄膜，时间长了，就会在酒的液面上形成一个膜盖。产膜酵母能把乙醇分子氧化成乙醛，又把乙醛分子氧化成水和二氧化碳，从而使葡萄酒的酒精含量降低，酒味变淡薄。
乳酸菌 葡萄酒里的糖，为大多数细菌的繁殖提供了良好的营养物质，所以含糖的葡萄酒是最容易被细菌感染的。葡萄酒中有一种有害的乳酸菌，它不分解苹果酸，专门分解葡萄酒中的糖、甘油、酒石酸，使优质的葡萄酒完全变质。
醋酸菌 是一种好气性细菌，在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动。葡萄汁中的糖，是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把葡萄汁中的糖分解成醋酸。在葡萄酒中缺少糖源的情况下，酒精便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇变为乙醛，再变为醋酸。
3.果醋的生产制作过程
清洗 将水果或果皮、果核等投入池中，用清水冲洗干净，拣去腐烂部分与杂质等，取出沥干。
蒸煮 将上述洗净的果物放入蒸气锅内，在常压下蒸煮1～2 h。在蒸煮过程中，可上下翻动二三次，使其均匀熟透。然后降温至50～60 ℃，加入为原料总重量10%的用黑曲霉制成的麸曲，或加入适量的果胶酶，在40～50 ℃温度下，糖化2 h。
榨汁 糖化后，用压榨机榨出糖化液，然后泵入发酵用的木桶或大缸,并调整浓度。
发酵 糖化液温度保持在28～30 ℃，加入酒母液进行酒精发酵，接种量（酒母液量）为糖化液的5%～8%。发酵初的5～10 d，需用塑料布密封容器。当果汁含酸度为1%～1.5%、酒精度为5～8度时，酒精发酵已基本完成。接着将果汁的酒精浓度稀释至5～6度，然后接入5%～10%的醋酸菌液，搅匀，将温度保持在30 ℃，进行醋酸静置发酵。经过2～3 d，液面有薄膜出现，说明醋酸菌膜形成，一般1度酒精能产生1%的醋酸，发酵结束时的总酸度可达3.5%～6%。
过滤灭菌 在醋液中加入适量的硅藻土作为助滤剂，用泵打入压滤机进行过滤，得到清醋。滤渣加清水洗涤1次，将洗涤液并入清醋，调节其酸度为3.5%～5%。然后将清醋经蒸气间接加热至80 ℃以上，趁热入坛包装或灌入瓶内包装，即为成品果醋。
上述液体发酵工艺，能保持水果原有香气。但应注意，酒精发酵完毕后，应立即投入醋酸菌，最好保持30 ℃恒温进行醋酸发酵，温度高低相差太大，会使发酵不正常。如果在糖化液中加入适量饴糖或糖类混合发酵，效果更好。
【教学反思】
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A
B
C
D
E
F
G
时间
Lg(细胞数)
细胞核
5
1
2
3
4
贮藏颗粒课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
考点要求
1．研究培养基对微生物的选择作用，进行微生物数量的测定。
2．能利用选择培养基分离细菌，运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数。
双基过关
一、理论基础
1．筛选菌株
(1)实验室中微生物筛选的原理：人为提供有利于 生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时 或 其他微生物生长。
(2)选择培养基：在微生物学中，将允许 种类的微生物生长，同时 和 其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。
（3）配制选择培养基的依据
根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。例如，培养基中不加入有机物可以选择培养 微生物；培养基中不加入氮元素，可以选择培养 ；的微生物.加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。
2．统计菌落数目
（1）测定微生物数量的常用方法有 和 。
（2）稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理
当样品的 足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个 。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在 的平板进行计数。此外，测定微生物数量的常用方法还有 直接计数。
3．设置对照
设置对照的主要目的是排除实验组中 对实验结果的影响，提高实验结果的 。例如为了排除培养基是否被杂菌污染了，需以培养 的培养基作为空白对照。
二、实验设计
关于土壤中某样品细菌的分离与计数实验操作步骤如下：
1． 取样：从肥沃、湿润的土壤中取样。应先 3 cm左右，再取样，将样品装入事先准备好的 中。
2．制备 ：准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基
将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显 选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基可以作为 ，用来判断选择培养基是否起到了选择作用。
3．微生物的 与观察
将10g土样加入盛有90 mL无菌生理盐水的锥形瓶中(体积为250 mL)，充分摇匀，吸取上清液 ，转移至盛有 的生理盐水的无菌大试管中，将土样以1、101、102…… 依次等比稀释至107稀释度，并按照由107～103稀释度的顺序分别吸取 进行平板涂布操作。每个稀释度下需要3个选择培养基、1个牛肉膏蛋白胨培养基。 将涂布好的培养皿放在30℃温度下培养，及时观察和记录。 挑选选择培养基中不同形态的菌落接入含 培养基的斜面中，观察能否产生如教材中图2-lO的颜色反应。
4．细菌的计数
当菌落数目稳定时，选取菌落数在 的平板进行计数。在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出 ，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。
三：思考与讨论
（1）如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？
（2）为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度？测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？
四：典例分析
【例1】分析下面培养基的配方：KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂。请回答：
(1)在该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别 和 。
(2)想一想这种培养基对微生物是否具有选择作用 如果具有，又是如何进行选择的
【例2】用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中．得到以下几种统计结果，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2墨6，取平均值163
D．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是2l0、240和250，取平均值233
【例3】用来判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是 ( )
A．未接种的选择培养基
B．未接种的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基
C．接种了的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基
D．接种了的选择培养基
基础自测
一、选择题
1．PCR技术要求使用耐高温的DNA聚合酶，这种酶要能忍受93℃左右的高温。如果请你来寻找这种耐高温的酶，你会去哪里寻找………( )
A．土壤中 B．海水中 C．热泉中 D．冷库中
2．下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是………………( )
A．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂、水
B．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、琼脂、水
C．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、尿素、琼脂、水
D．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水；
3.某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每克样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL)…( )
A．2.34×108 B．2.34×109 C．234 D．23.4
4.在做分离分解尿素的细菌实验时，A同学从对应106培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的结果产生原因( )
①由于土样不同 ②由于培养基污染 ③由于操作失误 ④没有设置对照
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
5.关于土壤取样的叙述错误的是………( )
A．土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤 B．先铲去表层土3cm左右，再取样
C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌 D．应在火焰旁称取土壤
6.下列关于从土壤中分离细菌的操作步骤中，正确的是…………( )
①土壤取样 ②称取10g土壤取出加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中 ③吸取0.1mL进行平板涂布 ④依次稀释至101、102、103、104、105、106、107稀释度
A．①→②→③→④ B．①→③→②→④ C．①→②→④→③ D．①→④→②→③
7.下列关于测定土壤中细菌数量的叙述，正确的是………( )
A．一般选用103～107倍的稀液分别涂布
B．测定放线菌的数量，一般选用103、lO 4和105倍稀释
C．测定真菌的数量，一般选用103、104和105倍稀释
D．当第一次测量某种细菌的数量，可以将101～107倍的稀释液分别涂布到平板上培养
8.下列关于微生物的培养叙述错误的是( )
A．细菌一般在30～37℃的温度下培养1～2 d
B．放线菌一般在25～28℃的温度下培养5～7 d
C．霉菌一般在25～28℃的温度下培养3～4 d
D．不同种类的微生物，一般需要相同的培养温度和培养时间
9.下列操作需要在火焰旁进行的一组是( )
①土壤取样 ②称取土壤 ③稀释土壤溶液 ④涂布平板 ⑤微生物的培养
A．①②③④⑤ B．②③④⑤④⑤ C．③④⑤ D．②③④
10.下列可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是 …………( )
A．以尿素为唯一氮源的培养基中加人酚红指示剂
B．以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂
C．以尿素为唯一氮源的培养基中加入苏丹Ⅲ试剂
D．以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂
11.土壤取样时最好选择哪种环境中的土壤做分离细菌的实验……( )
A．街道旁 B．花盆中 C．农田中 D．菜园里
二、非选择题
12.统计菌落数目一般用稀释涂布平板法，当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个 ，来源于样品稀释液中的一个 。计数时一般选择菌落数在 的平板计数。
13.在做本课题实验时，一位同学在稀释倍数为106的培养基中涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212和256，该同学以这3个平板上菌落数的平均值163作为统计结果。你认为这一结果是否接近真实值 如果需要改进，如何改进
14.在进行操作本课题实验时应特别注意： 、 、 。
15．在做本课题实验时，甲同学筛选出的菌落与其他同学不同，并且他在设计实验时并没有设置对照。思考下列问题：
(1)你认为出现甲同学这种结果的原因可能是什么
(2)要帮助甲同学排除可能影响实验结果的因素，需要设置 ，实验方案有两种：一种方案是可以由其他同学用与甲同学 进行实验，如果结果与甲同学一致，则证明甲同学 ，如果结果不同，则证明甲同学存在操作 或 的配制有问题。另一种方案是将甲同学配制的培养基在不加 的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到 。
(3)由此问题你得出的启示是什么
16．在105稀释度下求出3个平板上菌落数的平均值是63，那么每克样品中的菌落数是多少
参考答案：
一、1（1）目的菌珠 抑制 阻止 （2）特定 抑制 阻止(3)自养 能固氮的微生物；
2(1)有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。(2).稀释度 细菌 30-300 显微镜
3.非测试因素 可信度 无杂菌污染
二、1. 土壤，铲去表层土。2. 培养基 多于 对照 3.培养 1ml 9ml 0.1mL 4.30-300 平均数
三：思考与讨论
1统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均值，然后按课本旁栏的公式进行计算
2这是因为土壤中各类微生物的数量（单位：株/kg）是不同的，例如在干旱土壤中的上层样本中：好氧及兼性厌氧细菌数约为2185万，放线菌数约为477万，霉菌数约为23.1万。因此，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离，同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。
四：典例分析
1解析：碳源是提供碳元素的物质，氮源是提供氮元素的物质。所以碳源是葡萄糖，氮源是尿素。绝大多数生物都能利用葡萄糖，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，所以这种培养基对微生物有选择作用。选择的原则是只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
答案：(1)葡萄糖 尿素 (2)有选择作用。因为此配方中尿素是唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
启示：选择培养基筛选微生物的原理：人为提供有利于目的茵株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长。
2 解析：在设计实验时，一定要涂布至少3个平板．作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，所以 A、B不正确。C项虽涂布了3个平板，但是，其中1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3个平板的计数值用来求平均值。
答案：D
启示：在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组；在分析实验结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，结果不一致，意味着操作有误，需重新实验。
3 解析：将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。对照遵循的原则是单一变量，所以与选择培养基一样接种、培养。
答案：C
启示：对照实验是指除了被测试的条件以外，其他条件都相同的实验，其作用是比照实验组，排除任何其他可能原因的干扰，证明确实是所测试的条件引起相应的结果。
基础自测
一、1．C 2．A 3．B 4．A 5．C 6．C 7．B 8．D 9．D 10．A 11．D
二、12．菌落 活菌 30～300 13．不接近真实值，需要重新实验。
14．无菌操作 作好标记 规划时间
15．(1)可能的原因有两种：一是由于土样不同，二是由于培养基污染或操作失误。
(2) 对照实验 一样的土样 ， 无误， 失误 培养基 土样 污染。
(3)启示：做实验时一定要设置对照。
16．6.3×107。
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类型一 选择培养基的配制
类型二 统计菌落数目
类型三 设置对照
类型一 选择培养基的配制专题3 植物的组织培养技术
在《生物技术实践》模块课程标准中，植物组织培养的具体要求是“尝试植物的组织培养”。尝试是技能性目标中的模仿水平，即学生仿照教师的示范性动作完成对实验对象的操作。
植物组织培养是一项操作复杂而精细，操作难度较大的实践活动，其操作流程包括：配制母液、培养基配制与灭菌、外植体选择和消毒、接种、形成愈伤组织、诱导丛芽和生根、组培苗移栽等操作环节。从操作的持续时间看，完成前四项活动需要一天，后三项活动需要1～2个月。为了确保在有限的时间内顺利地开展实验教学，需要确定学生动手操作的一些重要环节和步骤，并针对这些环节和步骤提前做好实验准备。
1 实验室的准备工作
本实验需要作好三项实验准备：一是提前配制各种母液；二是提前准备MS培养基；三是选择外植体并进行预处理。
1.1 配制母液
母液中含有大量元素、微量元素、激素（植物生物调节剂）和维生素等有机成分，母液浓度是实际溶液浓度的5～10倍。配制母液花费时间多，需要用到溶量瓶、移液管等精密仪器，无法由每位学生亲自操作，教师可带领部分学生在课外进行。母液的类型和配制顺序如下：

配制母液的注意事项：⑴自来水或河水中含有大量的矿质元素，勿用配制母液；⑵配制大量元素和微量元素母液时，应将每种化合物单独溶解后，再一一混合，同时还应用适量的蒸馏水清洗烧杯内壁，并将清洗后的蒸馏水倒入混合溶液中，这样可以保证每种元素的浓度，混合时要按照教材附表中的顺序进行，最后加入的是氯化钙溶液，这样可以避免发生沉淀；⑶配制好的母液要先倒入1 000 ml烧杯中，再由烧杯转入1 000 ml细口瓶中，不可由容量瓶直接倒入细口瓶中；⑷注意观察母液中是否有絮状物，出现絮状物表明离子之间发生反应，需要重新配制母液；⑸植物生长调节剂难溶于水，需要碱或酸助溶，一般生长素类物质用碱（0.1 mol/LNaOH1～3 ml）或酒精（75～95％的酒精1～3ml）助溶，细胞分裂素类物质一般用酸（0.1 mol/LHCL1～3 ml）助溶，加入蒸馏水定溶时要缓慢，也可用水浴法助溶；⑹用棕色细口瓶盛装有机物母液和植物生长调节剂母液，避免透射光损害母液中的有机成分；⑺在瓶壁上贴好各种母液的标签（下图所示）；⑻将配制好的母液放入冰箱中或阴凉处保存。

MS是穆拉希吉（Murashige）和斯库克（Skoog）两位科学家第一个字母的缩写，他们于1962年为培养烟草而设计了一种培养基，这就是组培使用中最为广泛的MS培养基；标签中间一行的数字及单位表示的意义如下，例如，100ml/L，即配制1升培养基只需从母液中提取100ml即可；50mg/100ml，表明100ml母液中含有50mg萘乙酸，如取4mg的萘乙酸，只需提取8ml母液。
除母液需提前配制好外，消毒液也需要提前配制好。外植体消毒一般采用75％的酒精、2～10％的次氯酸钠溶液等。

1.2 培养基的配制与灭菌
培养基的类型有很多种，通常采用MS培养基。配制培养基的流程如下：








上述的培养基配制流程中，加入各种母液的时间是在琼脂溶化之后，这样既可避免加热使母液中的各种离子发生反应，又可避免有机物母液和植物生长调节剂因高温受到损害。将母液加入培养基的顺序是：先提取大量元素、微量元素、铁盐、有机物母液，后提取植物生长调节剂母液，切勿先提取植物生长调节剂母液，这是因为该溶液中含有酸或碱，容易与其他元素形成沉淀而失败。

培养基通常采用高压蒸汽灭菌，灭菌时间一般为15～20min，灭好菌的培养基不易保存过长时间，通常是现用现配。在对培养基灭菌的同时，也要对解剖刀、镊子、烧杯、锥形瓶、牛皮纸等必要的仪器设备进行灭菌。

1.3 外植体的选择和预处理
根据植物细胞的全能性原理，选择任何活的植物体都能培养出组培苗，但不同植物的各种组织和器官的分裂能力不同，同时还要考虑消毒处理的特殊情况，因此，选择恰当的外植体进行接种既有利于消毒，避免污染，又有利于在较短时间内形成组培苗，从而提高组培成功率。下面是选择外植体时需要考虑的一些因素及说明。

考虑的因素 说 明
外植体的年龄 一般情况外植体的年龄越小，分化的程度越小，组培的成功率就越高，因此，尽量选择幼嫩的植物组织或器官作为外植体
外植体的大小 外植体很小和很大都不合适，很小的外植体极容易死亡，很大的外植体不容易消毒，因此，要选择大小适中的外植体。例如，如果用菊花的芽进行组培，选取的芽可为3mm左右
外植体所在的部位 一般选择植物的芽尖、根尖或幼嫩的茎作为外植体，这些部位的组织分裂能力强，容易形成愈伤组织
外植体的外观形态 由于外植体的消毒工作非常重要，因此，要选择哪些表面相对光滑容易消毒的外植体较好

选择好外植体后教师还要做一些预处理，以便学生进一步消毒时能有效地杀死外植体表面的微生物。预处理包括：用清水冲洗；用洗涤灵或洗衣粉清洗；芽作为外植体时要放在锥形瓶中加清水反复振荡，如果芽中有很多凹陷，还需要用毛刷轻刷；用自来水细流冲洗2～4小时左右。组培室要进行紫外线消毒，或用化学药剂如甲醛和高锰酸钾进行蒸汽消毒。操作台、接种器械、工作服等都要提前进行消毒，等等。

2 教学建议
2.1 重视实验原理的学习，帮助学生形成网络化的知识结构

组培的原理及过程是教学中的重点，对于学生理解组培在生产实践中的重要性具有十分积极的现实意义，同时，有助于学生理解生命的本质，以及人类对生命现象进行干预的意义。组培的原理、过程及作用可用下面的图示表示。

为帮助学生理解组培的原理、操作和过程，教学时可引导学生讨论下列问题：⑴灭菌和消毒的区别以及在组培中是如何应用的？⑵在脱分化和再分化过程中怎样使用植物生长调节剂 ⑶组培过程中有时需要换瓶操作，这是为什么（改变培养基中的植物生长调节剂的浓度比例） ⑷组培过程中的每一步都需要光照吗（愈伤组织的形成不一定需要光照，但丛芽和根的形成需要光照） ⑸组培中用的蔗糖作为能源和原料物质，用葡萄糖行不行（使用蔗糖主要是考虑经济因素，也可用葡萄糖或果糖替代）？⑹花药离体培养获得的植物幼苗都是单倍体吗（不是，也有正常的植物体）？等等。

2.2 合理安排时间，确保学生动手操作关键的步骤

既然我们不可能让每一位学生都经历组培的全过程，但又要让学生实践操作，因此，选择什么样的操作环节让学生实践就显得尤为重要。以下的几种方案供参考和借鉴。

方案1：学生完成外植物体的消毒和接种工作。外植体的消毒工作至关重要，需要那些操作认真、细致的学生才能够很好地完成，因此这种方案要求学生具备一定的操作技能，并且做到耐心、细致。外植体的消毒流程如下。


上述流程中，酒精起到表面消毒的作用，次氯酸钠溶液的消毒作用更强。这两种消毒剂的使用时间可根据外植体的种类决定，一般而言，芽尖等相对幼嫩的组织消毒的时间要短些，而茎、根的消毒时间可用时长一些。总的原则是，既要杀灭外植体表面的全部微生物，又要避免损害和杀死外植体本身。除上述的消毒剂外，过氧化氢溶液（10％，5～15min）和氯化汞溶液（0.1～0.5％，2～7min）也是极好的消毒剂。通过以上操作学生能体会到无菌对于组织培养成功的重要作用，从而提高他们的实验操作技能、严谨认真的科学精神和态度。

方案2：学生完成愈伤组织的继代培养或分化换瓶。由于减少了外植体消毒这一重要的环节，操作相对简单，成功率很高，学生容易获得成功的满足感。因此，这种方案是针对那些实践操作能力一般的学生而设置的。一方面可以让学生体验组培接种的操作过程，另一方面保证了实验的成功率，节约了实验时间。

方案3：探讨植物生长调节剂的不同浓度对组培的影响。为强凋不同浓度的植物生长调节剂在诱导愈伤组织分化形成丛芽或生根中的作用，可配制植物生长调节剂不同浓度的培养基，然后让学生根据自己的意愿选择这些培养基进行换瓶操作。当学生看到植物生长调节剂的神奇作用时，一定能够深刻地理解激素对植物生长的重要作用，从而激发学生浓厚的探究兴趣。下表为组培中常用的植物生长调节剂的类型及作用。

调节剂 名称 浓度范围 作用
生长素类 2，4－二氯苯氧乙酸（2，4－D）、萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）等 0.01～5mg/L 促进细胞的伸长和分裂，促进愈伤组织和根的形成
细胞分裂素类 激动素（KT）、6－苄基腺嘌呤（BA或6－BA）、玉米素（ZT）等 0.5～10mg/L 促进细胞的横向生长和分裂，促进芽的分化和形成

诱导外植体形成不定芽时，一般用细胞分裂素类物质的浓度较高，生长素类物质的浓度较低；如果这两类物质的浓度相同，则有利于形成愈伤组织；如果其比值小于1，则有利于生根。教学中可选择不同的配比浓度，探讨哪种配比浓度更有利于芽的形成，哪种配比浓度更有利于根的形成。

2.3 成立课外活动小组，培养学生中的积极分子

组培实验的操作繁多而复杂，需要教师提前做好大量的准备工作，因此，成立活动小组，培养学生中的积极分子十分重要。活动小组主要完成以下工作：（1）帮助老师完成实验室的前期准备，如各种母液的配制、各种培养基的配制和灭菌，等等；（2）做好接种的示范操作，并拍成录像，提供给其他学生借鉴；（3）接种后的观察和记录；（4）进行继代培养和分化转瓶；（5）幼苗的移栽及管理；（6）进行课题延伸项目的研究，等等。
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www.第1节 果酒和果醋的制作
最新标准要求
一、知识与技能目标
本节要知道果酒、果醋制作所需的菌种，果酒、果醋制作的原理，会写反应式；说
出果酒、果醋的实验流程，正确理解影响发酵的因素。
二、过程与方法目标
根据实验流程示意图和提供的资料，自行设计果醋制作过程，学会收集、整理和
分析实验资料，定量表述实验结果，得出实验结论；在学习中体会已有知识的不足和
进一步探究、拓展的必要性。
三、情感与价值观目标
积极参加实验设计，在合作交流中探索未知，在发现、探究、操作过程中，获得知
识，体验成功的乐趣，激发学习的热情，树立学习的信心。
教材内容全解
课题1从课题背景人手，然后从实验原理、实验流程示意图和提供的资料，较全
面的介绍了果酒和果醋的制作过程。
一、基础知识
1．果酒制作的原理
(1)酵母菌形态、结构、分布、种类及菌落
①酵母菌是单细胞真菌，其细胞大小为1—5微米X5—30微米，最长可达100微米。呈圆形、椭圆形、卵圆形、柠檬形、香肠形等，某些菌种可形成假菌丝。
②酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，但多以出芽方式进行无性生殖。温度低时形成孢子，进入休眠状态，温度适宜时，进行出芽生殖，繁殖速度快。
③酵母菌在固体培养基上形成的菌落，其表面湿润、黏稠，呈白色或粉红色，在液体培养基中，有些在液体表面形成菌膜，或在容器壁上出现酵母环，或产生沉淀。
④自然界中，酵母菌分布广泛，但多分布在含糖较高的偏酸环境中，如水果、花、树皮上，有些可与昆虫共生，有些使人致病，如白色假丝酵母引发鹅口疮、肺感染。食品中常见的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、鲁氏酵母(酱油酿造)、球拟酵母属、粉状毕赤氏酵母等。一年四季，土壤始终是酵母菌的大本营。
(2)果酒制作的原理
①酵母菌的呼吸
果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，反应式如下：
酶
C6H1206+6O2→6CO2+6H20
在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，反应式如下：
酶
C6H12O6 → 2C2H5OH+2C02
实例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
讲解：酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，把糖类等有机物彻底氧化分解成CO2和
水，不产生酒精。大豆粉主要含蛋白质，用作酿酒不合适，原因有二：一是酵母含有更多的直接把糖类转化为酒精的酶类，发酵快，而蛋白质转化复杂，并产生含氮副产物，
对酵母茵生命活动不利；二是成本高。
答案：C
②影响酵母菌繁殖的因素
酵母菌分布广泛，“喜欢”葡萄汁等含糖量高的果汁。培养酵母菌一般用麦芽汁培养基，麦芽汁组成复杂，能为酵母菌提供足够·的营养物质。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18℃一25℃。酵母菌生活在偏酸环境中，最适pH为4。0～5．8。在最低pH=2．5，最高pH：8．o的两种环境中，酵母菌尚能生存和生长，但生长非常缓慢而且易死亡。
实验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
讲解：通常所指的发酵条件包括温度、pH、溶氧、通气与转速等。酶是自身调节物质，不属于发酵条件。
答案：D
③酵母菌发酵过程
在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。发酵过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌能大量生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
实例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．①②③
讲解：工业微生物所用菌种的4g$-来源是自然环境，筛选分离发酵产品所需的菌株，经培育改良后可能成为菌种。如果已知所需发酵产品的产生种名，则尽量多地收集该种菌的不同菌株，并筛选。一般都是购置专用菌种或向单位购买产量高的菌种。
答案：D
2．果醋制作的原理
(1)醋酸菌形态
醋酸菌的形状从椭圆到杆状，有单个的，成对的，也有成链状的。以鞭运动或不运动，不形成芽孢，幼龄细胞呈革兰氏阴性，老龄菌不稳定。
(2)果醋制作的原理 ，
醋酸菌是—种好氧性细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，醋酸菌对氧气的含当量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通人氧气，也会引起醋酸菌死亡。当
氧气、糖源都充足时，醋酸茵将葡萄汁中的果糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸(反应简式如下)。醋酸菌的最适生长温度为30℃一35℃。
酶
C2H5OH+O2 →CH3COOH +H20
实例4酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌异化作用的类型依次是( )
①需氧型②厌氧型 ③兼性厌氧型
A．①②①③ Ｂ．③②①① C．③②①② Ｄ．②②③①
讲解：酵母茵在有氧时进行有氧呼吸，在无氧时进行无氧呼吸；乳酸菌为严格厌
氧菌；醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌为严格好氧菌。
答案：B
二、实验设计
1．果酒和果醋实验流程示意图(1—L1)
　　　　　　　　 制作果酒和果醋的实验流程示意图
2．实验操作
(1)材料的选择与处理 ：
选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。
(2)灭菌
①榨汁机要清洗干净，并晾干。
②发酵装置要清洗干净，并用70％的酒精消毒。
(3)榨汁
将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。
(4)发酵
①将葡萄汁装人发酵瓶，要留要大约1／3的空间
(如图右图所示)，并封闭充气口。
②制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18℃～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行。及时的监测。
③制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30℃～35℃，时间控制在前7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。
实例5 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
讲解：发酵工程中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(称杂菌)，一旦污染杂菌，将导致产量大大下降，甚至得不到产品。榨油机清洗，并晾干，发酵瓶清洗，并用70％酒精消毒，防止器材上的菌种进入发酵液；装入葡萄汁，封闭充气口，防止空气中的菌种进入，发酵装置的排气O2通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，阻挡外面空气中的菌种进入发酵液。
答案：ABCD
三、结果分析与评价
1．由于发酵作用，葡萄浆中糖分大部分转变为CＯ2和C2H5OH，及少量的发酵副产品。C02排出越来越旺盛，使发酵液出现沸腾，CO2从排气口排出，在发酵10天后，现象最明显。发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在18℃～25℃，发酵过程中，果皮上的色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中；在发酵瓶表面，生成浮槽的盖子。
2．设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入A、B两个发酵瓶，并各留有1／3空间，A组加入酵母菌，B组不加，进行发酵，可证明葡萄酒的产生是由于酵母菌的作用。证明葡萄醋中有醋酸生成，简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定。
3．制作的葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味；果醋具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。
四、课题延伸
果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色，检测时，先在试管中加入发酵液2mL，再滴人物质的量浓度为3mol／L的H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色的变化。想一想，如果要使检验的结果更有说服力，应该如何设计对照
五、相关链接
1．为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。而人工培养酵母菌，首先需要获得纯净的酵母菌菌种。如何将葡萄上附着的酵母菌分离出来，获得纯净的菌种呢 你可以在参考“专题2 微生物的培养与应用”的基础上，进一步查阅资料，再做尝试。
2．制作果醋时，也可以直接在果酒中加入醋酸菌。醋酸菌的菌种可以到当地生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买。你也可以尝试从食醋中分离醋酸菌，分离的方法参见专题2。
例1 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
方法指导：酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢予生殖，在条件好时进行出芽生殖，条件恶劣时进行孢子生殖，但多以出芽生殖方式进行无性生殖。酵母菌在酱油酿造、醋酸发酵、酒精发酵等过程中发挥作用。在含青霉素的培养基中能选择出酵母酋和霉菌。
答案：BCD
例2 食醋生产具有协同作用的菌是( )
①曲霉 ②细菌 ③酵母菌 ④醋酸菌
Ａ．②③④ Ｂ．①②④ C．①③④ Ｄ．①②③
方法指导：食醋酿造与果醋酿造所用原料不同，食醋酿造一般用粮食，内含大量淀粉，先用曲霉使淀粉水解成糖，使蛋白质水解成氨基酸。然后用酵母菌使糖转变成酒精。最后用醋酸菌使酒精氧化成醋酸。食醋生产就是这些菌协同作用的结果。
答案：C
例3 下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是( )
A．含糖量高的培养基 B．温度20℃左右 ．
C．Ph＝2．5 Ｄ．pH—6
方法指导：酵母菌生活在偏酸，含糖量高的环境中，温度为20℃左右，pH约为6时酵母菌能快速生长繁殖，在pH＝2．5的环境中尚能生长，但生长非常缓慢极易死亡
答案：C
例4葡萄的糖分是( )
①乳糖 ②麦芽糖 ③葡萄糖 ④蔗糖 ⑤果糖
A．①②③④⑤ Ｂ．③④ C．①③④⑤ Ｄ．③⑤
方法指导：乳糖在动物乳汁中含有，发芽的小麦种子中含丰富的麦芽糖，葡萄中的糖分全部由葡萄糖与果糖构成，成熟时两者比例相等。
答案：D
例5 关于发酵的叙述，正确的是( )
Ａ．发酵就是无氧呼吸
Ｂ．发酵就是发酵工程
C．发酵就是只获得微生物的代谢产物
Ｄ．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
方法指导：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。包括有氧发酵和无氧发酵，通过发酵可以获得微生物的代谢产物或微生物的菌体——单细胞蛋白，发酵工程是应用于发酵过程的一种生物技术。
答案：D
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www.课题2 月季的花药培养
学习目标
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
一．基础知识
活动1：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1〗由此可见，被子植物的花粉的发育要经历 时期， 期和 期等阶段。
〖思考2〗在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生 个精子；在一枚花药中可以产生 个花粉。
活动2：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 阶段发育为植株，二是通过 阶段发育为植株。这两种途径的区别主要取决于培养基中 的种类及其 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 ，而把从愈伤组织到从芽的过程称为 。
活动3：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： 和 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3〗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。
二．实验设计
活动4：阅读“材料的选择”，回答下列问题：
1．选择花药时一般通过 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 和 ，它们分别可以将细胞核染成 色和 色。
活动5：阅读“材料的消毒”，填写下列流程图：
活动6：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 条件下除去花萼、花瓣。
2．接种花药：剥取的花药要立刻接种到 上。每个培养瓶接种 个花药。
3．培养：花药培养利用的培养基是 培养基，pH为 ，温度为 ℃，幼苗形成之前（需要、不需要）光照。
4．培养20－30d后，花药开裂，长出 或释放出 。前者还要转移到 上进行分化培养成再生植株；后者要尽快 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 的变化，因而需要鉴定和筛选。
〖思考4〗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）
三. 巩固练习
1．在月季花药培养成单倍体植株的过程中，应选择哪个时期最易成活（ ）
A．单核期前的花药 B．单核期后的花药
C．单核期花药 D．双核期
2．影响花药培养的主要因素是
A．材料的选择与培养基的组成 B．亲本植株的生理状况
C．选择合适的花粉发育时期 D．材料的低温处理与接种密度
3．粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两 个不同类型的粗糙脉孢菌A和a融合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为（ ）
A．8个、7条 B．8个、14条
C．4个、7条 D．4个、14条
4．某高等植物体细胞内假设有6条染色体，它们是AaBbDd，那么，一个花粉管中的两个精子中的染色体是（ ）
A．ABD和abd B．AbD和abd
C．AaB和Bbd D．Abd和Abd
5．用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫 （ ）
A．无性生殖 B．组织培养
C．植物克隆 D．有性生殖
6．有同源染色体存在，但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配对联会的是（ ）
A．初级精母细胞 B．次级精母细胞
C．精细胞 D．根尖分生区细胞
7．玉米的体细胞含有20条染色体。在正常情况下，它的卵细胞、一个极核、胚细胞、胚乳细胞、珠被细胞和子房壁细胞所含染色体数目依次应为（ ）
A．10、10、20、20、20、20 B．10、10、30、30、20、20
C．10、10、20、30、20、20 D．10、20、20、30、20、20
8．如果某种植物的基因型为AABb，这两对基因分别位于两对同源染色体上，去雄后授以aabb植株的花粉，其胚乳可能的基因型是（ ）
A．AAaBBb、AAabbb、AAaBbb B．AABB、AABb
C．AaaBBb、Aaabbb D．AaaBbb、Aaabbb
9．番茄的染色体数目是24，一个番茄细胞发生减数分裂，形成的细胞中有三个退化消失。剩下一个细胞迅速发生了三次有丝分裂，你会找到多少个细胞核？这些核含有多少个染色体（ ）
A．4个核，各有12个染色体 B．4个核，各有24个染色体
C．8个核，各有24个染色体 D．8个核，各有12个染色体
10．一个豆荚中种子的数目，从理论上讲取决于（ ）
A．花中雌蕊的数目 B．雌蕊中柱头的数目
C．子房中受精胚珠的数目 D．胚囊中胚的数目
11．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
12．一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
A. 两者产生的配子全部都不正常
B. 前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子不正常
C. 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
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
（无菌水）
清洗
（无菌吸水纸）
吸干水分
（无菌水）
冲洗土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
教学目标：
（一）知识与技能
利用选择培养基分离细菌，运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数
（二）过程与方法
分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性
（三）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：
（一）引入新课
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）进行新课
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）课堂总结、点评
（四）实例探究
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
综合应用
例3．（2005年江苏）抗生素作为治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。
⑴青霉素发酵产生青霉素。青霉菌的新陈代谢类型是 ，青霉素是青霉菌的 代谢产物。
⑵在生产和科研中，常选用处于 期的青霉菌作为菌种或研究材料，因为此时的青霉菌代谢旺盛， 和 比较稳定。
⑶对青霉菌菌体生长情况的测定：取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后， ，再计算发酵罐中菌体的总重量。
解析：青霉菌属于真菌，其代谢类型应为异养需氧型，而青霉素作为它的代谢产物，并不是它生长、繁殖所必需的，所以青霉素应属于次级代谢产物。在测定培养基上青霉菌菌体的生长情况时，常用的方法有两种：一种是测量青霉菌的细胞数目，另一种是测重量，取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后，称菌体的湿重，或烘干后称干重，再由此计算出其中的细胞总重量。在细菌生长的四个主要时期中，因为处于对数期的细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定，常作为生产用的菌种和科研的材料。
答案：⑴异养需氧型 次级 ⑵对数 个体的形态生理特性 ⑶称菌体的湿重（称烘干后的重量）
（五）巩固练习
1．在一个“淀粉—琼脂”培养基的5个圆点位置，分别用不同方法处理，将此实验装置放在37℃恒温箱中，保温处理24h后，将碘液滴在培养基的5个圆点上，其实验结果记录于下表：（C）
淀粉圆点 实验处理方法 碘液处理后的颜色反应
① 新鲜唾液与盐酸混合 蓝黑色
② 经过煮沸的新鲜唾液 蓝黑色
③ 接种面包霉 棕黄色
④ 只有新鲜的唾液 ？
⑤ 只有一定浓度的蔗糖溶液 ？
请指出④和⑤所发生的颜色反应，以及③接种的面包霉的分泌物分别是
A．棕黄色、棕黄色、淀粉酶 B.蓝黑色、棕黄色、麦芽糖酶
C．棕黄色、蓝黑色、淀粉酶 D.棕黄色、蓝黑色、麦芽糖酶
2．实验测定链霉素对3种细菌的抗生素效应，用3种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画3条等长的平行线（3条线均与下图中的链霉素带接触），将平板置于37℃条件下恒温培养3天，结果如图所示。从实验结果分析以下叙述，不正确的是 （ ）
A．链霉素能阻止结核菌的生长 B．链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效
C．链霉素对结核菌比对伤寒菌更有效 D．链霉素可以用于治疗伤寒病人
3.利用生物工程生产啤酒、味精、胰岛素、酸奶的常用菌种分别是
A．酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌
B．酵母菌、大肠杆菌、青霉菌、乳酸菌
C．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌
D．黄色短杆菌、酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌
4．下列操作不属于微生物的分离步骤的是
A． 稀释 B．划线或涂布 C．接斜面 D．培养
5．影响微生物生长的主要环境因素是
A．阳光、温度、水分 B．温度、水分、PH C．水分、PH、氧D．温度、PH、氧
6.下列微生物的产物中没有菌种特异性的一组是
A．氨基酸、核苷酸、多糖、色素
B. 多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸
C．核苷酸、多糖、维生素、毒素、抗生素
D．核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸
7．微生物代谢的人工控制是指
A.改变微生物的遗传特性 B.控制发酵时的温度
C.调节发酵过程中的pH，氧气通入量 D.包括A、B、C三项
8．在微生物群体生长规律的测定中，不可能发生的是
A.繁殖 B.生存斗争 C.种间斗争 D.种内斗争
9．与调整期长短有关的因素中，可缩短调整期的一组是
①用与菌种相同的培养基 ②营养丰富的培养基 ③稳定期获得的菌种 ④对数期获得的菌种 ⑤接种时间提前 ⑥接种量加大 ⑦接种量减小 ⑧接种种类加大
A、①③⑤⑦ B、②③⑤⑦ C、①④⑥ D、②④⑤⑥⑧
10．微生物群体生长善的测定方法可以是
①测定样品的细胞数目 ②测定次级代谢产物的总产量
③测定培养基中细菌的体积 ④测定样品的细胞重量
⑤测定初级代谢产物的总产量
A.②④ B.①④ C.①③⑤ D.②③④
答案：1—5 CDCCD 6—10 DDCCB
★教学体会
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。
www.
菌落计数
配制土壤溶液
系列稀释
涂布平板与培养
实验方案
土壤中尿素分解菌的分离与计数
分离筛选微生物的原理
有利于目的菌株生长
抑制或阻止其他微生物生长
人为
条件
微生物计数方法与原理
稀释涂布平板法
显微镜直接计数
对照设置与重复设置
实验设计
实验操作
结果与分析课题1果酒和果醋的制作
【课题目标】
说明果酒和果醋制作的原理，设计制作果酒和果醋的装置，完成果酒和果醋的制作。
【课题重点与难点】
课题重点：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。
课题难点：制作过程中发酵条件的控制。
【基础知识】
（一）果酒制作的原理
知识要点：1. 酵母菌的兼性厌氧生活方式；2.发酵需要的适宜条件；3.传统发酵技术所使用的酵母菌的来源。
教学建议：教师在介绍传统发酵酿酒时，首先应让学生了解酵母菌的兼性厌氧生活方式，理解发酵需要一定的条件，然后再介绍传统发酵方法，分析传统发酵技术中所使用的酵母菌的来源。最后，教师可以组织学生讨论，在发酵过程中，怎样才能保证发酵液不受污染、如何控制好温度。
（二）果醋制作的原理
知识要点：1.酒变醋的原理；2.控制发酵条件的作用；3.制醋所利用的醋酸菌的来源。
教学建议：教师可采用多种形式让学生了解由酒变醋的原理以及在制醋过程中醋酸菌的作用。例如，教师可以组织学生在查找资料的基础上进行讨论和交流。通过学生的自主活动，让学生了解传统制醋的流程、醋酸菌的生活特点、醋酸菌在自然界的分布以及使果酒变为果醋的方法等基础知识。
（三）、实验案例
制作葡萄酒和葡萄醋
建议将实验安排在秋季的9月或10月进行。在这段时间内进行实验，有如下优点：（1）正值收获季节，葡萄的价格便宜，品种多样；（2）此时葡萄上的酵母菌数量多且生活力强，发酵酿酒的效果好；（3）温度适宜，发酵现象非常明显。实验的具体操作步骤如下。
1.对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次,再用体积分数为75%的酒精擦拭消毒，晾干待用。
2. 取葡萄500 g，去除枝梗和腐烂的子粒。
3. 用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物，注意不要反复多次冲洗。
4. 用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中（装置参见教材图1-4b），或将葡萄打成浆后，用洁净的纱布过滤至发酵瓶中，盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置，可以用500 mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。
5. 将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。
6. 由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子（最好选用塑料瓶），每天要拧松瓶盖2～4次，进行排气。
7. 10 d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。
8. 当果酒制成以后，可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后将装置转移至30～35 ℃的条件下发酵，适时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲，可尝试自然接种，但效果不是很好。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶口盖上纱布，以减少空气中尘土等的污染。
（四）、课题成果评价
（一）果酒的制作是否成功
发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检验酒精的存在。如果实验结果不理想，请学生分析失败原因，然后重新制作。
（二）果醋的制作是否成功
首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH作进一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定。
【课本问题答案和提示】
（一）旁栏思考题
1.你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？
答：应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
2.你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？
提示：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。
3.制葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～25 ℃？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35 ℃？
答：温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20 ℃左右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35 ℃，因此要将温度控制在30～35 ℃。
4.制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？
答：醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。
（二）［资料］发酵装置的设计讨论题
请分析此装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？结合果酒、果醋的制作原理，你认为应该如何使用这个发酵装置？
答：充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出CO2的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染，其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。
（三）练习
2.提示：大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑，如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制，以及如何严格控制杂菌污染；等等。此外，无论是葡萄酒或葡萄醋，实验时所检测的发酵液，并非商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下（如橡木桶和地窖）进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。
3.提示：需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。
【导学诱思】
1．果酒制作的原理
（1）人类利用微生物发酵制作果酒，该过程用到的微生物是 ，它的代谢类型是 ，与异化作用有关的方程式有
。
思考：果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，如何使酵母菌成为优势菌种？酵母菌成为优势菌种前存在的生物关系如何？
（2）酵母菌生长的最适温度是 ；酒精发酵一般将温度控制在 。
传统发酵技术所使用的酵母菌的来源是 。
（3）葡萄酒呈现深红色的原因是 。
（4）现在工厂化生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其它微生物的生长，采取的措施是 。
2．果醋的制作原理
（1）果酒进一步发酵能获得果醋，酒变醋的原理是 。
思考：变酸的酒表面有菌膜，菌膜是怎样形成的？溶液内部能形成菌膜吗？
果醋的制作过程中如何进行深层发酵？
（2）果醋发酵时将温度控制在 ℃，原因是 。
（3）醋酸菌与酵母菌相比，最主要的特点是 。
3．操作过程应注意的问题
（1）为防止发酵液被污染，发酵瓶要用 消毒。
（2）葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约 的空间。
（3）制作葡萄酒时将温度严格控制在 ，时间控制在 d左右，可通过 对发酵的情况进行及时的监测。
（4）制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在 ，时间控制在 d，并注意适时在 充气。
思考：酵母菌和醋酸菌的生殖方式有什么不同？
【疑难点拨】
1、认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？
应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
2、认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？
需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。例如：榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。
分析果酒和果醋的发酵装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通3、3、过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？
充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。
【典例解析】
例1．（03上海）生产果醋用的乳酸菌等细菌都具有的特征是 （ ）
A．都是异养生物 B．仅在有水条件下繁殖
C．仅在有氧条件下生长 D．生存温度都超过80℃
解析：细菌的生长所必需的营养元素：碳源、氮源、无机盐、水生长因子，其中碳源、氮源、无机盐、生长因子因细菌种类的不同，所需的种类也不一样，而水是所有微生物生长共同所需要的物质。细菌按同化作用可分为自养型和异养型两种；按异化作用可分为需氧型和厌氧型。
答案：B
例2．发酵过程中，不会直接引起pH变化的是
A．营养物质的消耗 B．微生物呼出的CO2
C．微生物细胞数目的增加 D．次级代谢产物的积累
解析：微生物发酵过程中，微生物的代谢会消耗大量的营养物质，可能造成酸碱物质消耗不均，从而引起pH的变化；微生物的呼吸作用还会产生大量的CO2引起pH的变化；同时产物的种类也能引起pH的变化。
答案：C
例3．在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答以下问题：
（1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是 。
（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。
（3）酒精主要是啤酒酵母菌进行 作用产生的代谢产物。
（4）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵产物。其余1.5%则用于 。
（5）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。
解析：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，有氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式大量繁殖，种群数量增加很快，无氧时能分解糖类产生酒精，释放出的能量，大部分储存在发酵产物中，极少数用于自身生长发育。
答案：（1）既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸
（2）出芽生殖 （3）无氧呼吸 （4）自身的生长繁殖
（5）C12H22O11+H2O→2C6H12O6，C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量
【课堂演练】
一、选择题
1．能为发酵工程提供菌种的是
A．植物体细胞杂交 B．目的基因转移
C．动物细胞融合 D．聚乙二醇处理大肠杆菌
2．具有细胞结构而没有核膜的一组生物是
A.噬菌体、细菌 B.变形虫、草履虫
C.蓝藻、酵母菌 D.放线菌、圆褐固氮菌
3．将乳酸菌接种到彻底灭菌的固体培养基上，要使其正常生长必须给予的条件是
A.充足的氧气 B.隔绝氧气
C.供给分子氮 D.供给大分子蛋白质
4．当环境温度超过最适生长温度以后，微生物的生长速率会急剧下降，是由于细胞内哪些物质发物了不可逆的破坏
A.蛋白质和核酸 B.蛋白质和磷脂
C.核酸和核膜 D.载体和DNA
5．一般情况下不进行二分裂生殖的是
A.草履虫、变形虫 B.酵母菌、放线菌
C.大肠杆菌、固氮菌 D.乳酸菌、黄色短杆菌
6．在微生物的细胞中，占细胞干重90%以上的化学元素为
A.C、H、O、N B.C、H、O、N、P、S
C.N、P、S、K、Ca、Mg D.C、H、O
7．.微生物的代谢速度与高等动植物相比快得多，下列哪项不是这一生命现象的原因
A.表面积与体积的比很大 B.与外界环境物质交换迅速
C.适宜条件下微生物的繁殖速度非常快 D.微生物体内酶的种类比其他生物多
8．下列哪项不是真菌所具有的特征
A.多数真菌能够进行孢子生殖 B.真菌都属于真核生物
C.真菌都属于异养生物 D.真菌多为厌氧型或兼性厌氧型微生物
9．酒厂利用酵母菌酿酒过程中，经检测活菌数量适宜但却不产生酒精，应采取的措施是
A.降低温度 B.隔绝空气 C.加缓冲液 D.加新鲜培养基
10．细胞结构是原核、生长繁殖过程绝对不需氧、体内不含有氧呼吸酶的微生物是
A.乳酸菌 B.酵母菌 C.变形虫 D.固氮菌
二、选择题
11、如图所示表示酵母菌细胞的构造模式。请据图回答：
（1）从细胞核的构造看，酵母菌属于 生物。
（2）写出1、3、5的结构名称：1 ，3 ，5 。
（3）2的主要化学成分为 ，其完成图示功能的结构基础是 。
（4）图中的酵母菌正在进行 生殖。
（5）用 染料使染色体着色，发现一各酵母菌S.Cerevisiae细胞核中有17条染色体，该酵母菌是 倍体。
（6）酵母菌细胞分裂的意义是（ ）
A、产生新个体 B、增加生命活力
C、增加变异性 D、改变遗传性
（7）酵母菌的菌落一般会散发出一股悦人的酒香味，相关的反应式是 。
（8）用酵母制啤酒时，为保证发酵罐中有较多的酵母菌，必须先 ，达到一定数量后，则应该 ，以获得大量的 。
（9）为研究发酵罐中酵母菌的生长状况，常要取样统计分析，并测定pH值，判断取样先后顺序的主要依据是 。右侧生长曲线图中FG下降的主要原因是 。欲收获酵母菌或其代谢产物，应选择曲线中的 段。
（10）自然环境中的酵母菌属于生态系统中的 成分。
答案：1．C 2．D 3．B 4．A 5．A 6．D 7．D 8．B 9．B 10．A
11．（1）真核 （2）细胞壁 线粒体 芽体 （3）磷脂和蛋白质
细胞膜具一定的流动性 （4）出芽 （5）碱性 单 （6）A
（7）C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量
（8）通入空气 密闭发酵罐 酒精 （9）pH值的大小，pH值越小取样越后
发酵罐中营养物质供应不足 EF （10）分解者
【知识拓展】
1.葡萄酒的酿造
传统的葡萄酒酿造，都是采用自然发酵的工艺。所谓自然发酵，就是葡萄破碎入罐以后，不去人为地添加任何菌种，靠葡萄本身携带的自然界的酵母菌，在葡萄浆或分离后的葡萄汁里自发地繁殖，最终发酵成葡萄酒。
温度对发酵的影响 酵母菌只能在一定温度下生活。温度低于10 ℃，酵母菌发育很缓慢。随着温度的升高，繁殖速度加快，20 ℃时为最佳繁殖温度，此时酵母菌生殖速度快、生活力强。超过35 ℃，酵母菌生长受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40 ℃酵母菌停止出芽，开始出现死亡。如果想要获得高酒精浓度的发酵液、减少酒精的损耗，必须控制好发酵温度。
空气对发酵的影响 酵母菌繁殖需要空气。在完全隔绝空气的情况下，酵母菌繁殖几代就停止了。稍微与空气接触，酵母菌又能继续繁殖。如果长时间得不到空气，大部分的酵母菌就会死亡。要维持酵母菌长时间发酵，必须供给微量的氧气。
葡萄汁中酵母菌的种类 葡萄汁中酵母菌的种类大致可以分为以下四类。第一类是在发酵中起主要作用的酵母，即葡萄酒酵母或叫啤酒酵母。这种酵母发酵力强，产酒的风味好，生成有益的副产物多。在葡萄汁还没发酵之前，这种酵母占的比例很小；在发酵的过程中，这种酵母很快地繁殖起来，由它完成主要的发酵任务。第二类在葡萄汁中数量很大，但发酵力很弱，其代表是尖端酵母。在新压榨的葡萄汁中，尖端酵母和葡萄酒酵母的比例约为1 000∶1。在发酵开始时，这种发酵力弱的酵母先引起发酵。在以后的发酵过程中，它的作用逐渐被葡萄酒酵母所代替。第三类是一种产膜的好气性酵母菌。当发酵容器未灌满时，产膜酵母便会在葡萄汁液面生长繁殖，使葡萄汁变质。
发酵是酿造葡萄酒最重要的过程。葡萄汁变成葡萄酒的过程就是酵母菌的酒精发酵过程。发酵过程非常复杂，其主要产物是乙醇和二氧化碳，此外还有其他的副产物。不难设想，如果发酵的最终产物只是乙醇和二氧化碳，而不产生有香味和有口味的物质，那么发酵而成的酒，口味就太单调了。
2.对葡萄酒有害的微生物
产膜酵母 由于产膜酵母是好气性真菌，所以在卫生条件差的情况下，如贮酒容器不满、暴露在空气中的表面积很大时，很容易产生产膜酵母。产膜酵母又叫酒花菌，最初在酒面繁殖时，形成雪花状的斑片，然后连成灰色薄膜，时间长了，就会在酒的液面上形成一个膜盖。产膜酵母能把乙醇分子氧化成乙醛，又把乙醛分子氧化成水和二氧化碳，从而使葡萄酒的酒精含量降低，酒味变淡薄。
乳酸菌 葡萄酒里的糖，为大多数细菌的繁殖提供了良好的营养物质，所以含糖的葡萄酒是最容易被细菌感染的。葡萄酒中有一种有害的乳酸菌，它不分解苹果酸，专门分解葡萄酒中的糖、甘油、酒石酸，使优质的葡萄酒完全变质。
醋酸菌 是一种好气性细菌，在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动。葡萄汁中的糖，是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把葡萄汁中的糖分解成醋酸。在葡萄酒中缺少糖源的情况下，酒精便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇变为乙醛，再变为醋酸。
3.果醋的生产制作过程
清洗 将水果或果皮、果核等投入池中，用清水冲洗干净，拣去腐烂部分与杂质等，取出沥干。
蒸煮 将上述洗净的果物放入蒸气锅内，在常压下蒸煮1～2 h。在蒸煮过程中，可上下翻动二三次，使其均匀熟透。然后降温至50～60 ℃，加入为原料总重量10%的用黑曲霉制成的麸曲，或加入适量的果胶酶，在40～50 ℃温度下，糖化2 h。
榨汁 糖化后，用压榨机榨出糖化液，然后泵入发酵用的木桶或大缸,并调整浓度。
发酵 糖化液温度保持在28～30 ℃，加入酒母液进行酒精发酵，接种量（酒母液量）为糖化液的5%～8%。发酵初的5～10 d，需用塑料布密封容器。当果汁含酸度为1%～1.5%、酒精度为5～8度时，酒精发酵已基本完成。接着将果汁的酒精浓度稀释至5～6度，然后接入5%～10%的醋酸菌液，搅匀，将温度保持在30 ℃，进行醋酸静置发酵。经过2～3 d，液面有薄膜出现，说明醋酸菌膜形成，一般1度酒精能产生1%的醋酸，发酵结束时的总酸度可达3.5%～6%。
过滤灭菌 在醋液中加入适量的硅藻土作为助滤剂，用泵打入压滤机进行过滤，得到清醋。滤渣加清水洗涤1次，将洗涤液并入清醋，调节其酸度为3.5%～5%。然后将清醋经蒸气间接加热至80 ℃以上，趁热入坛包装或灌入瓶内包装，即为成品果醋。
上述液体发酵工艺，能保持水果原有香气。但应注意，酒精发酵完毕后，应立即投入醋酸菌，最好保持30 ℃恒温进行醋酸发酵，温度高低相差太大，会使发酵不正常。如果在糖化液中加入适量饴糖或糖类混合发酵，效果更好。
【教学反思】
21世纪教育网
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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A
B
C
D
E
F
G
时间
Lg(细胞数)
细胞核
5
1
2
3
4
贮藏颗粒专题4 酶的研究和应用
（一）基础知识回顾
1、探究加酶洗衣粉的洗涤效果
（1）加酶洗衣粉是指含有_______________的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：___________________________________。其中应用最广泛，效果最明显的是______________和________________。
（2）_______________能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的__________或_________________。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶分别能将大分子的_____________、________和_____________水解成小分子物质，这样洗衣粉就具有更好的去污能力。
（3）在本课题中，我们主要探究有关加酶洗衣粉的三个问题：
一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的________效果有什么不同；在探究此问题时，要控制_____________为变量，其它条件一致，同时普通洗衣粉处理污渍物与加酶洗衣粉处理污渍物形成_________实验。
二是探究在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好；在探究此问题时，_________是变量，不同实验组之间形成______________。
三是探究不同种类的加酶洗衣粉，其洗剂效果的区别。在探究此问题时，变量是_________，污渍应是完全相同的。
（4）.实验设计遵循_______________和________________原则
（5）.普通洗衣粉中含有_______。含磷污水的排放可能导致______________________________，造成水体的污染。加酶洗衣粉可以降低____________________的用量，使洗涤剂朝______________方向发展，减少__________________。
2、酵母细胞的固定化
（1）.固定化酶和固定化细胞是指利用________________将___________________固定在_________________内的技术，包括哪三种方法？___________________________________。
一般来说，酶更适合采用___________________，而细胞多采用________________方法。原因在于________________________________________________________________________。
其中包埋法固定化细胞是指将____________均匀地包摆在不溶于水的________________中，常用的载体有__________________________________________________________________。
（2）.固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产：生产高果糖浆所需要的酶是_____________，所使用的反应柱上的孔应满足酶颗粒__________通过筛板上的小孔，而反应液却可以_______出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的________注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与________________接触，转化成___________，从反应柱_________流出。
（3）.固定化酶的优点是_____________________________________________________________
固定化酶存在的实际问题是______________________________________________________
（4）.固定化细胞的应用实例
制备固定化酵母细胞的操作步骤：
①_________________________________②________________________________________
③_________________________________④___________________________ ____________
⑤_________________________________________________________________________
用固定化酵母细胞发酵
①_________________________________________________________________________
②_________________________________________________________________________
（5）.固定化细胞的优点：___________________________________________________________
（二）典型例题
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
2．酶制剂中的酶化学本质是
A．蛋白质 B．有机物 C．RNA D．核酸
3．当前生产酶制剂所需要的酶主要来自
A．动物的组织和器官 B．植物组织和器官
C．微生物 D．基因工程
4．关于使用加酶洗衣粉的好处，不正确的是
A.可有效去除衣服上的油渍、汗渍、血渍 B.使用加酶洗衣粉可减少对环境的污染
C.各种加酶洗衣粉的酶制剂对人体皮肤都没有伤害作用
D.水温过低时不宜使用加酶洗衣粉
5．下列关于影响酶反应速率（V）因素的研究中，条件控制和预期结果的关系合理的是
A．有足够的底物，温度、pH等条件适宜且恒定——V与酶浓度成正比
B．酶浓度恒定，温度、pH等条件适宜且恒定——V与底物浓度成反比
C．酶浓度和底物一定，在pH适宜的条件下——V与温度成反比
D．酶浓度和底物一定，在温度适宜的条件下——V与pH成正比
6．某兴趣小组准备开展“不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果”的探究活动。对下列说法，你认为不正确的是
A．该实验的原理是酶的高效性 B．自变量是不同种类的加酶洗衣粉
C．水质、水量、适宜pH等属于无关变量 D．因变量是加酶洗衣粉的洗涤效果
7．探究温度和pH对酶活性的影响实验中，下列说法错误的是
A需要一系列的温度梯度和一系列的pH梯度 B要注意应用对照原则
C要注意应用单一变量原则 D在研究温度或pH时，都是温度和pH为变量，其他为常量
8．酵母细胞的活化是指
A.让酵母细胞恢复运动状态 B.让酵母细胞在缺水状态下更容易休眠
C.让酵母细胞内酶活性增强 D.让处于休眠状态的酵母细胞重新恢复正常的生活状态
9．右图是应用固定化酵母进行葡萄糖发酵的装置，下列说法中不正确的是
A．为使固定化酵母可以反复使用，实验过程一定要在无菌条件下进行
B．加入反应液后应保持活塞1始终打开，活塞2则必须关闭
C．装置的长导管主要是为了释放CO2并防止杂菌进入反应柱
D．加入反应液的浓度不能过高以免酵母细胞因失水过多而死亡
10．（多选题）下列有关固定化酶和固定化细胞的说法，错误的是
A.某种固定化酶的优势在于能催化系列生化反应
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都能反复使用但酶的活性迅速下降
D. 固定化技术常用的方法有包埋法、交联法、吸附法
11．（多选题）下列有关生物技术的叙述正确的是
A．制作果醋时，必需向发酵装置不断地补充氧气，以保证醋酸菌的生长
B．制作腐乳时，加盐腌制可使豆腐块变硬且能抑制杂菌生长
C．固定化酵母细胞分解葡萄糖速度要比酵母细胞快
D．凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法
12．(6分)人类利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史源远流长。请回答以下有关发酵的问题：
(1)喝剩的葡萄酒放置时间过长后，酒味变酸的原因是___________________________。
(2)工业生产果酒时，为了使果酒清澈透明无沉淀，可加入___________酶。
(3)某研究学习小组同学用固定化的酵母细胞发酵无菌麦芽汁制作酒，发酵条件符合操作要求，10天后检查发酵瓶发现麦芽汁几乎无酒味，请分析发酵失败可能的原因：
①______________________________________________________________；
②_________________________________________________________________。
(4)某校学生用琼脂作载体，用包埋法固定o-淀粉酶来探究固定化酶催化效果。实验结果如下表(假设：加入试管中的固定化淀粉酶量与普通q-淀粉酶量相同)。
1号试管 2号试管
固定化淀粉酶 √
普通o-淀粉酶 √
淀粉溶液 √ √
60℃保温5分钟，取出冷却至室沮，滴加碘液
现象 变蓝 不变蓝
①该实验设计体现了_________________________原则。
②分析1号试管变蓝的原因___________________________。
26．(6分)(1)醋酸菌发酵产生醋酸 (2)果胶酶、蛋白酶
(3)①海藻酸钠浓度太低，固定的酵母菌数量太少
②将海藻酸钠融化时未等冷却就将活化的酵母菌液倒入。
(4)①对照原则、单一变量原则(缺一不得分)
②因为淀粉分子太大难以通过琼脂扩散与淀粉酶接触而导致反应无法进行
13．如下是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：
酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
（1）在 状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复 状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时 。
（2）影响实验成败的关键步骤是
（3）如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目
（4）观察形成凝胶珠的颜色和性状，如果颜色过浅，说明 ；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明 。
（5）固定化细胞技术一般采用包埋法固定化，原因是
（6）该实验中CaCl2溶液的作用是 。
（1）缺水 正常的生活 体积会增大 （2）配制海藻酸钠溶液 （3）少
（4）固定化酵母细胞数目较少 海藻酸钠浓度偏高，制作失败
(5)细胞个体大，不易从包埋材料中漏出 （6）使胶体聚沉
（三）变式训练
1.下列有关生物技术在实践中的应用的叙述，正确的是
A．制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些
B．使用加酶洗衣粉在任何条件下洗衣效果都比普通的洗衣粉好
C．凝胶色谱法是一种根据不同蛋白质对光的吸收率不同而分离蛋白质的有效方法
D．固定化细胞比固定化酶的催化效率高，适用于所有生产过程
2．下列有关酶的叙述正确的是
A．所有酶用双缩脲试剂进行检验都可以呈现紫色反应
B．酶催化的专一性表现在它对底物的选择具有专一性
C．酶催化反应产物对酶的活性不具有调节作用
D．酶分子结构在高温、低温、过酸、过碱条件下均会受到破坏而使酶失去活性
3．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．酵母菌的代谢类型时异养厌氧型
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
4．下列关于酶的活性叙述不正确的是
A．酶的数量越多，酶的活性越高
B．酶的活性可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示
C．是指酶催化一定化学反应的能力 D．在适宜的条件下，酶的活性最高
5．影响加酶洗衣粉的条件不包括
A．温度 B．pH C．表面活性剂 D．水量
6．普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别正确的是
A．普通洗衣粉中含磷，会污染环境
B．表面活性剂只存在于普通洗衣粉中，会产生泡沫，可以将油脂分子分散开
C．水软化剂只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢，
D．加酶洗衣粉是将酶直接添加到洗衣粉中
7．多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣片，这样制作的目的是
A．补充体内糖类物质的供给 B．防止胃液的消化
C．经唾液消化后即可迅速起作用 D．使其中各种酶缓慢的起作用
8．下列有关固定化酶技术和固定化细胞技术的说法不正确的是　　　　　　
A．固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法
B．因为酶分子比较大，所以固定化酶技术更适合采用包埋法
C．与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本低，操作更容易
D．反应物如果是大分子物质应采用固定化酶技术
9．在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2溶液的作用是
A．用于调节溶液的pH B．用于进行离子交换
C．用于胶体聚沉,使凝胶珠形成稳定结构 D．用于为酵母提供Ca2＋
10．麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中，啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵性糖转化成乙醇。
下面是利用固定化酵母细胞发酵生产啤酒的实验过程：
步骤1：酵母细胞的活化。称取lg干酵母置于50mL烧杯中，加l0mL蒸馏水，搅拌，静置1h。
步骤2：配制物质的量浓度为0．05mol／L的氯化钙(CaCl2)溶液。
步骤3：配制海藻酸钠溶液。称取0．7g海藻酸钠置于50mI．烧杯中，加l0mL蒸馏水，由于海藻酸钠在水中溶解速度很慢，所以50mL的烧杯要放在酒精灯上用旺火持续加热，并用玻璃棒搅拌。
步骤4：
步骤5：固定化酵母细胞。以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的氯化钙(CaCl2)溶液中形成凝胶珠，让凝胶珠在氯化钙(CaCl2)溶液中浸泡30分钟。
步骤6：固定化酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2～3次。
步骤7：将适量凝胶珠放人500mL锥形瓶中，加300mL已消毒的麦芽汁，封口于25℃下发酵。
仔细阅读上述过程，回答下列问题：
(1)步骤4的正确操作是： 。
(2)找出上述步骤中的一处错误并改正 。
(3)步骤6用蒸馏水冲洗2～3次的目的是 。
(4)发酵产物酒精可用重铬酸钾进行检验，但需在 性条件下才呈现灰绿色。
11．某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。
( 1 ）制备固定化酵母细胞常用 法。
( 2 ）制备固定化酵母细胞的过程为:
① 使干酵母与 混合并搅拌，使酵母菌活化； ② 将无水CaCl2溶解在蒸馏水中，配成 CaCl2溶液； ③ 用酒精灯加热配制海藻酸钠溶液； ④ 海藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀； ⑤ 用注射器将海藻酸钠和酵母细胞的混合物缓慢滴入氯化钙溶液中。
( 3 ）该实验小组用下图所示的装置来进行葡萄糖发酵：（a 是固定化酵母， b 是反应柱）
从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是：
______________________________。
② 要想得到较多的酒精，加入反应液后的操作是 活塞 1 和 活塞 2。
③ 为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用，实验过程一定要在 条件下进行。
④ 装置中的长导管起的作用是 。
（1）包埋法
（2）蒸馏水
（3）① 葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡 ② 关闭 关闭 ③ 无菌 ④ 释放CO2；防止空气中的杂菌进入反应柱。
12(6分)果胶酶能够催化果胶分解，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，也使得浑浊的果汁变得澄清。请回答下列有关果胶酶的问题：
（1）探究温度对果胶酶活性影响的实验步骤：
①用搅拌器制苹果泥；
②取6个烧杯编号1、2、3、4、5、6，依次注入适量的30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的水，恒温水浴；
③每一烧杯中放入两支试管，分别装有等量苹果泥和果胶酶 ，保温3min；
④向每组烧杯中的苹果泥试管中加入相应的等量的果胶酶，振荡试管，反应一段时间；
⑤过滤，比较获得苹果汁的体积。
a. ③过程中将苹果泥和果胶酶分别装在不同试管中，用相同温度恒温处理然后再混合，这样处理的目的是 。
b.有人认为该实验缺乏对照，应补充一组果汁和蒸馏水相混合的实验，你认为有没有必要？原因是 。
c.若继续探究果胶酶的最适用量，则在实验过程中温度、 等因素应保持不变。（列举两例）
（2）有关果胶酶和纤维素酶的叙述，错误的是（ ）
A．二者都是蛋白酶 B．催化果胶酶水解的酶是淀粉酶
C．二者都是在核糖体上合成的 D．构成纤维素酶的基本单位是葡萄糖
（3）由酵母菌发酵生产果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，若通过固定化酵母菌细胞生产果胶酶，在配置海藻酸钠溶液时，要注意 ，否则可能出现焦糊。固定化细胞技术一般采用包埋法固定化，原因是 。
（1）a.保证底物和酶在混合时的温度是相同的 b.没有，实验的不同温度梯度之间可形成相互对照 c.pH、果胶酶浓度、果泥量(至少答出两点) 21世纪教育网
（2）浓度适宜 加热时用小火或间断加热 细胞个体大，不易从包埋材料中漏出
13.（08江苏高考）为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。
水温/℃ 10 20 30 40 50
组别 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙
清除血渍时间/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67
清除油渍时间/min 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68
（1）提高洗衣粉去污能力的方法有________。甲组在洗衣粉中加入了________。乙组在洗衣粉中加入了_________。
（2）甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_________。
（3）如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。 。
（4）加酶洗衣粉中的酶是特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。
答案：（1）加酶和适当提高温度 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 （2）专一性 （3）没有差异，因为高温使酶失活 （4）未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用。
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www.课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
学习目标：
说出加酶洗衣粉的洗涤原理；
探讨温度对加酶洗衣粉洗涤的影响；
探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别。
学习重点：
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。
学习难点：
实验过程中各种变量的控制。
学习过程：
（一）、基础知识（15分钟）
1、酶绝大多数是蛋白质，少数为 ；酶具有生物 作用；酶具有 性、
性特点，但易受 、 、表面活性剂等因素的影响。
（1）．加酶洗衣粉是指含 的洗衣粉，目前常用的酶制剂有 、 、淀粉酶和纤维素酶四类。
（2）．脂肪酶可以将脂肪分解成 和 ，蛋白酶可以将蛋白质分解成 ，然后在 作用下分解成氨基酸。
（3）．应用最广泛、效果最明显的是 酶和 酶。 酶能将 、 等含有大分子蛋白质水解成可溶性的 或 ，是
污迹容易从衣物上脱落。
2、实验设计
实验设计遵循原则：
是 、 和 ，比如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，用控制 洗衣粉为变量，其他条件完全一致；同时普通洗衣粉处理污渍物与加酶洗衣粉处理污渍物形成 实验。
3、设计实验的两大基本原则(说明)
单一变量原则和对照原则是设计实验的两大基本原则。
例如想探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果是否一致。若只拿加酶洗衣粉去洗一块污物，就不能说明加酶洗衣粉比普通洗衣粉效果好；若向两块一样的污物加入等量的两种酶，但所处的温度不同，最后加酶洗衣粉洗得干净，我们也无法说明加酶洗衣粉的效果好，因为洗得干净也可能是温度适宜造成的。所以设计实验一定要遵循两大基本原则。
（二）典例精析（8分钟）
【例1】下列质地的衣物不能用加酶洗衣粉洗涤的是 ( )
A．化纤类衣物 B．棉麻类衣物
C．尼龙类衣物 D．毛类衣物
【例2】下面是有关普通洗衣粉和加酶洗衣粉对洗涤物效果是否相同的探究实验，请据表回答：
脸盆编号 洗涤物 (等量) 洗涤温度 洗衣粉(等量) 水 量 洗净褪色所需时间
l 油污布 37℃ 加酶 2 L 4 min
2 油污布 37℃ 普通 2 L 7 min
3 油污布 5℃ 加酶 2 L 9 min
4 油污布 5℃ 普通 2 L 8 min
该实验可证明：
(1)能说明加酶洗衣粉效果好的组合方式是 。
(2)能说明酶活性受温度影响的实验是 。
小结：
1、加酶洗衣粉的洗涤原理是什么
2、加酶洗衣粉的最适温度是多少
当堂检测（20分钟）
一、选择题
1．加酶洗衣粉内常用酶制剂不包括下列哪一种 ( )
A．蛋白酶 B．果胶酶 C．淀粉酶 D．脂肪酶
2．脂肪酶的作用是 ( )
A．将甘油和脂肪酸合成脂肪 B．将脂肪分解成CO。和水，同时放出能量
C．将脂肪从肝脏中运出，避免得脂肪肝 D．将脂肪分解成甘油和脂肪酸
3．人类吃食物时，淀粉要被吸收，需要什么酶的催化作用才行 ( )
A．淀粉酶 B．淀粉酶和麦芽糖酶
C．麦芽糖酶 D．纤维素酶
4．下列不是影响酶活性因素的是………( )
A．水的用量 B．表面活性剂 C．酸碱度 D．温度
5．从环保上讲，加酶洗衣粉比普通洗衣粉好在哪种元素含量少甚至没有 ( )
A．N B．P C．Ca D．Mg
6．下列关于加酶洗衣粉说法不正确的是( )
A．加酶洗衣粉的效果总比普通洗衣粉的效果好
B．加酶洗衣粉效果的好坏受很多因素影响
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．加酶洗衣粉相对普通洗衣粉讲有利于环保
7．加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用 ( )
A．适于低温下催化 B．具有高效性 C．具有专一性 D．需适宜的温度
8．下列有关酶的叙述，不正确的是……( )
A．酶是活细胞产生的
B．酶主要是一类特殊的蛋白质
C．酶只在细胞内起作用
D．酶能使生物体内的化学反应在常温、常压条件下迅速而顺利地进行
9．下列验证某种加酶洗衣粉，需要的最适温度实验正确的是… ( )
A．取一系列不同温度、其他条件相同的水。加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度中酶的效果最好
B．在不同温度的水中，加入不等量洗衣粉。看哪种效果好
C．将加酶洗衣粉加入30℃水中发现不如加到45℃的水中洗涤效果好，说明45℃为最适温度
D．将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃
10．蛋白酶洗衣粉容易洗去奶渍、血渍，可是不易洗去汗渍，这体现了酶的 ( )
A．高效性 B．专一性 C．需适宜的条件 D．多样性
二、非选择题
11．普通洗衣粉中含的磷较多，排入水域后，会引起水体的 现象，所以现在的洗涤剂朝 方向发展。
12．使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点：
① 能使蛋白酶水解，因此，蛋白质类织物就不能用加酶洗衣粉洗涤；
②使用加酶洗衣粉时。必须注意洗涤用水的 ；
③加酶洗衣粉不宜长期存放，存放时间过长会导致 损失；
④添加了 的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质。
13．图4—6中A、B、c三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题：
A 反应物浓度 B 温度 C pH
图4—6
(1)图A中，反应物浓度达到一定时，反应速度不再上升，其原因是 。
(2)图B中，a点所对应的温度为 。
(3)图B中，a点到b点的曲线急剧下降，其原因是 。
(4)图C表示了 催化反应的速度变化曲线。
A．唾液淀粉酶 B．胃蛋白酶
C．胰蛋白酶 D．植物淀粉酶
14．现有3％的过氧化氢溶液、pH缓冲液、研磨的新鲜肝脏、试管、滴管等药品和实验器具，请你设计实验，探究过氧化氢酶的最适pH。
15．酶绝大多数是蛋白质，蛋白质的结构易发生改变，体现了蛋白质的 特点，所以温度、pH都易引起酶活性的改变。
参考答案：
一、RNA 催化 高效、专一 温度、pH
1．酶制剂 蛋白酶 脂肪酶
2．甘油 脂肪酸 多肽 肽酶
3．碱性蛋白 碱性脂肪 碱性蛋白 血渍 奶渍
氨基酸 小分子的肽
二、 单一变量原则 对照原则 等量原则 使用不同种类 对照
（二）典例精析
1．解析：因为加酶洗衣粉中含的蛋白酶较多，蛋白酶可将蛋白质分解，所以蛋白质类纤维织物不能用加酶洗衣粉洗涤。
答案：D
2． 解析：(1)只有通过比较，才能说明活性高低，所以需有加酶洗衣粉与普通洗衣粉之间的对照，同时油污褪色时间不能由其他变量干扰，这样的组合只能为1与2或3与4，结合题干是加酶洗衣粉效果好，所以只能为 l与2的组合。(2)由题意知变量为温度不同对酶的影响，所以应为1与3的组合。
答案：(1)1与2 (2)1与3
基础自测
一、1．B 2．D 3．B 4．A 5．B 6．A 7．D 8．C 9．A 10．B
二、11．富营养化 低磷、无磷
12．碱性蛋白酶 温度 酶活性 碱性蛋白酶
13．(1)受反应液中酶浓度的限制 (2)酶反应的最适温度 (3)温度升高使酶活性下降 (4)C
14．(1)将5支(或更多)试管编号，分别注入10 mL3％的过氧化氢溶液。(2)向各试管中加入相应的pH缓冲液，使各试管中的反应液的pH按梯度变化依次稳定在5.0，6.5，7.0，7.5，8.0(或按试管数设置相应的pH梯度变化溶液)。(3)分别向各试管中加入等量的薪鲜肝脏研磨液。(4)记录单位时间内各试管中气泡生成景，或用排气法收集单位时间内产生的氧气。(5)通过分析各试管中氧气的生成量，说明过氯化氢酶的最适pH。
15．变性
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类型一加酶洗衣粉成分的考查
类型二实验设计基本原则的考查
b
a课题1微生物的实验室培养
【课程目标】
了解培养基的基础知识，进行微生物培养和无菌技术的操作。
【课题重点】
无菌技术的操作
【课题难点】
无菌技术的操作
基础知识
一、培养基
1．概念：人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其 的营养基质叫培养基。可分为 培养基和 培养基。
2．营养构成：各种培养基一般都含有 、 、 和 ，此外还要满足微生物生长对 、 以及 的要求。
3．培养乳酸杆菌时需在培养基中添加 、培养霉菌时需将培养基PH调至 、培养细菌时需将PH调至 、培养厌氧微生物则需提供 条件。
〖思考1〗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？
【补充1】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。
二、无菌技术：阅读“无菌技术”，讨论回答下列问题：
(一)获得纯净培养物的关键是 ，具体操作如下：
1．对实验操作的 、操作者的 和 进行 。
2．将用于微生物培养的 、 和 等器具进行 。
3．为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在 附近进行。
4．实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与 相接触。
(二)消毒和灭菌
1．消毒是指 。常用的方法有 、 、 消毒法。
2．灭菌是指 。常用的方法有： 、 、 灭菌。分别适用于那些用具？
〖思考2〗无菌技术除了防止培养物被污染外，还具有的目的是什么？
〖思考3〗利用干热灭菌箱对玻璃器皿灭菌时物品不能摆得太挤，目的是什么？
〖思考4〗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 ；随后关闭排气阀继续加热，气压升至 ，温度为 ，并维持 min；最后切断热源，使温度自然降温，气压务必降至 时打开锅盖，其目的是防止
实验操作----大肠杆菌的纯化培养：
本实验所用的培养基是 ，本实验可分成 和
两个阶段进行。
一制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
1制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的操作步骤是：
、 、 、 、 。
〖思考5〗在制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的称量操作中，动作要迅速，原因是什么？
溶化操作中需要不断用玻璃棒搅拌的目的是什么？
〖思考6〗牛肉膏和蛋白胨主要为微生物提供什么等营养物质？
2． 倒平板：待培养基冷却至 ℃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 ，左手 ；
②使锥形瓶的瓶口 ；
③左手将培养皿 ，右手 ，立刻盖上皿盖。
④待平板冷却凝固后，将平板 。
〖思考7〗锥形瓶的瓶口通过火焰的目的是什么？
〖思考8〗倒平板的目的是什么？
〖思考9〗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？
〖思考10〗配制斜面培养基作用是什么？，试管为什么要加塞棉塞？
二、纯化大肠杆菌
微生物接种：最常用的是 法和 法。另外还有穿刺接种和斜面接种等。
1．平板划线法是 的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
其操作步骤是：①将 在酒精灯火焰上灼烧直至 。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 的目的。④将冷却的接种环伸入到 。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 ，盖上皿盖，不要划破培养基。⑦灼烧接种环，冷却后从 划线。重复上述过程，完成三、四、五区域内划线。注意不要将 相连。
⑧将平板 培养。
〖思考11〗取菌种前灼烧接种环的目的是什么？ 为什么除第一次划线外，其余划线前都要灼烧接种环？ 取菌种和划线前都要求接种环冷却后进行，其目的是？
最后灼烧接种环的目的是？ 在第1次划线后都从上次划线末端开始的目的是？
2．稀释涂布平板法则是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将 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。
　系列稀释操作：
①取盛有 mL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 mL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 mL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12〗系列稀释操作的注意事项是什么？
〖思考13〗涂布平板操作的步骤是什么？
结果分析与评价
1　培养未接种培养基的作用是什么？，若有菌落形成，说明什么？
2　在肉汤培养基上，大肠杆菌菌落颜色？形态？
3　培养12h和24h后的菌落大小？；菌落分布位置？原因？
〖思考14〗在某培养基上出现了3种特征不同的菌落是什么原因？
〖思考15〗频繁使用的菌种利用什么法保存？长期保存菌种的方法是什么？
典例精析
【例1】下列关于微生物营养的说法，正确的是……………………………………( )
A．同一种物质不可能既作碳源又作氮源 B．凡是碳源都能提供能量
c．除水以外的无机物仅提供无机盐 D．无机氮源也能提供能量
【例2】细菌培养过程中分别采用了高压蒸气、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理，这些方法依次用于杀灭哪些部位的杂菌………( )
A．接种针、手、培养基 B．高压锅、手、接种针
C．培养基、手、接种针 D．接种针、手、高压锅
【例3】以下关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的叙述错误的是………………………( )
A．操作顺序为计算、称量、溶化、倒平板、灭菌
B．将称好的牛肉膏连同称量纸一同放人烧杯
C．待培养基冷却至50℃左右时进行倒平板
D．待平板冷却凝固约5～10 min后将平板倒过来放置
【例4】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
◇◇知识拓展
3．消毒与灭菌的区别
消毒是一种采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌，而对被消毒的物体基本无害的措施。例如一些常用的对皮肤、水果、饮用水进行药剂消毒的方法；对啤酒、牛奶、果汁和酱油等进行消毒处理的巴氏消毒法，等等。
灭菌是采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。例如各种高温灭菌措施等。
4．微生物的营养类型
异养微生物生命活动所需要的能源，主要靠有机物氧化分解释放能量，碳源是异养微生物的主要能源物质，碳源对异养微生物来说，不仅可为机体提供构成细胞物质，而且为机体提供完成整个生理活动所需能量。某些异养微生物也可以光能作为能源，例如红螺菌，在环境中没有有机物的条件下，它可以利用光能，把环境中的CO2合成为自身有机物；在有有机物存在的条件下，可以利用有机物进行生长，其代谢类型为兼性营养型细菌。依微生物生长所需碳源的性质以及所需能源，将微生物的营养类型归纳如下：
各类微生物所需碳源和能源的比较
在生产实践和社会生活中，我们可以利用某些微生物碳源的特殊性来解决环境污染、粮食危机等问题。我们可以利用某些细菌、放线菌、酵母菌以石油作为碳源的原理，消除石油污染。运用某些细菌可以分解、利用氰化物、酚等有毒物质的原理处理有毒物质。研究开发以纤维素、石油、CO2等作为碳源和能源的工业微生物，缓解粮食危机。
自养微生物和异养微生物类型的划分，主要依靠能否以CO2作为生长的主要或唯一碳源，而不是决定于氮源。例如异养微生物最常用的氮源是无机氮源中的铵盐和硝酸盐。
【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。
【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。
知识拓展题
为了检测饮用水中是否含有某种细菌，配制如下培养基：
成分 乳糖 蔗糖 磷酸氢钾 伊红Y 美蓝 蒸馏水 PH
含量 5g 5g 2g 0.4g 0.065g 1000g 7.2
（1）该培养基所含的碳源是-----------------，其功能是---------------------------。
（2）该培养基所含的氮源是-----------------，其功能是---------------------------。
（3）该培养基除含碳源、氮源外，还有微生物需要的营养物质是---------------------------。
（4）该细菌在同化作用上的代谢类型是---------------
（5）该培养基用来鉴别的细菌是（ ）
A霉菌 B大肠杆菌 C 酵母菌 D 乳酸菌
基础自测
一、选择题、
1．下列有关培养基的叙述正确的是……( )
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．固体培养基中加入少量水即可制成液体培养基
D．微生物在固体培养基上生长时，可以形成肉眼可见的单个细菌
2.不同培养基的具体配方不同，但一般都含( )
A．碳源、磷酸盐和维生素 B．氮源和维生素
C．水、碳源、氮源和无机盐 D．碳元素、氧元素、氢元素、氮元素
3．获得纯净培养物的关键是……………( )
A．将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌 B．接种纯种细菌
C．适宜环境条件下培养 D．防止外来杂菌的入侵
4．下列常用的无菌操作中错误的是……( )
A．用酒精擦拭双手 B．用氯气消毒水源
c．实验操作应在酒精灯火焰附近进行 D．玻璃器皿(吸管、培养皿)可用酒精擦拭
5．制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是( )
A．计算、称量、倒平板、溶化、灭菌 B．计算、称量、溶化、倒平板、灭菌
C．计算、称量、溶化、灭菌、倒平板 D．计算、称量、灭菌、溶化、倒平板
6．有关倒平板的操作错误的是…………( )
A．将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上 B．使打开的锥形瓶瓶口迅速通过火焰
c．将培养皿打开，培养皿盖倒放在桌子上 D．等待平板冷却凝固后需要倒过来放置
7．有关平板划线操作正确的是…………( )
A．使用已灭菌的接种环、培养皿，操作过程中不再灭菌
B．打开含菌种的试管需通过火焰灭菌，取出菌种后需马上塞上棉塞
c．将沾有菌种的接种环迅速伸人平板内，划三至五条平行线即可
D．最后将平板倒置，放人培养箱中培养
8．有关稀释涂布平板法，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．再放在适宜条件下培养 D．结果都可在培养基表面形成单个的菌落
9．涂布平板操作需要用到………………( )
A．接种环、滴管、酒精灯 B．接种环、移液管、酒精灯
C．涂布器、移液管、酒精灯 D．涂布器、接种环、酒精灯
10．将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入37℃恒温箱的目的是……………( )
A．对比观察培养基有没有被微生物利用 B．对比分析培养基是否被杂菌污染
C．没必要放人未接种的培养基 D．为了下次接种时再使用
11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
12．作为自养生物唯一碳源的是（ ）
A糖类 B 石油 C 二氧化碳 D 花生粉饼
13．大肠杆菌的代谢类型是（ ）
A 自养需氧 B异氧严格厌氧 C异养需氧 D 异养兼性厌氧
14．菌种保藏应控制的条件是（ ）
（1）湿度 （2） 低温 （3） 干燥 （4） 有光 （5）隔绝空气 （6）适当有氧
A（1）（4）（6） B（2）（3）（6） C（1）（5）（6） D（2）（3）（5）
15．下列物质中，不能用作酵母菌碳源的是（ ）
A含碳有机物 B蛋白胨 C含碳无机物 D花生粉饼等天然物质
16．平板冷却凝后要将平板倒置，其意义是（ ）
A利于大肠杆菌的接种 B防止杂菌污染
C利于培养的冷却 D 防止皿盖冷却水倒流入培养基
17。含C、H、O、N的大分子化合物可以作为（ ）
A异养微生物的氮源、能源 B异养微生物的碳源、氮源
C自养微生物的氮源、能源、碳源 D自养微生物的氮源、能源、碳源
二、非选择题
18．鉴定培养基的制作是否合格的方法是：将制备好的培养基放在 中保温1-2天看有无 ，如果没有 说明制作合格，反之则不合格。
19．请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要，请选择合适的方法。
(1)培养细菌用的培养基与培养皿
(2)玻棒、试管、烧瓶和吸管
(3)实验操作者的双手
(1) 、 (2) 、 (3)
20．19世纪中期，关系到法国经济命脉的酿造业曾一度遭受毁灭性的打击。在生产过程中，出现了葡萄酒变酸、变味的怪事。
(1)根据你所掌握的知识分析导致生产失败的根源是什么
(2)由此得出研究和应用微生物的前提是防止
21．在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗 为什么
22．在做第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线
参考答案
基础知识
一、1.营养物质 生长繁殖 液体 固体
2水.碳源 氮源 无机盐 PH 特殊营养物质 氧气
3维生素，酸性，中性或微碱性，无氧
〖思考1〗: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。
二 （一）杂菌 1.空间 衣着 手，清洁和消毒 2.器皿 接种用具，培养基，灭菌 3. 酒精灯火焰 4.周围的物品
（二）1.略 巴氏消 酒精 2.略 灼烧 干热 高压蒸气
〖思考2〗:防止感染实验操作者 。
〖思考3〗避免妨碍热空气流通。
〖思考4〗有利于锅内温度升高，100k Pa，121℃，15～30，零，容器中的液体暴沸，
实验操作、
一1计算→称量→溶化→灭菌→倒平板
思考5：防止牛肉膏吸收空气中水分。防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。
〖思考6〗糖 维生素 和 有机氮
2：50，锥形瓶，拔出棉塞，迅速通过火焰，打开一条缝隙，将培养基倒入培养皿，倒过来放置
〖思考7〗消灭瓶口的杂菌，防止杂菌感染培养基。
〖思考8〗防止培养基冷却过程中形成的水滴落到培养基表面。
〖思考9〗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10〗增大接种面积，保持通气并防止杂菌感染。
答案。二、平板划线 .稀释涂布平板
1通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线，①接种环，烧红。③，消灭试管口杂菌。
④菌液中取出一环菌种。⑥，伸入平板内划3～5条平行线，⑦，第一区划线末端开始向第二区域内，，第五区的划线与第一区划线，⑧，倒置放在培养箱中
〖思考11〗消灭接种环上的微生物，的目的是消灭接种环上残留菌种，防止高温杀死菌种；防止细菌污染环境和操作者。获得由单个细菌形成的标准菌落。
2不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，
①，9mL，灭菌。②，1。③，1
〖思考12〗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
结果分析与评价
1对照，培养基灭菌不彻底。2呈白色，为圆形，光滑有光泽，边缘整齐。3大小不同；菌落分布位置相同。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14〗有培养基灭菌不彻底或杂菌感染等。
〖思考15〗临时保藏法和甘油管藏法。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。
【例1】解析：此题考查学生对微生物的营养和能源的理解。对异养微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源。CO2是光能自养细菌的碳源，但不能提供能量。CO2和N。是无机物，也是微生物的碳源和氮源。硝化细菌所利用的氮源是无机氮源氨，同时氨也为硝化细菌提供用以化能合成作用的能源。答案：D
启示：含C、H、o、N的化合物既是微生物的碳源，又是微生物的氮源；有机碳源能提供能量，无机碳源不能提供能量；无机物也可提供碳源、氮源和能源。
【例2】 解析：此题考查学生对无菌技术的掌握。高压蒸气灭菌锅是灭菌的一个设备，通常用于培养基的灭菌。用酒精擦拭双手是消毒的一种方法。火焰灼烧，可以迅速彻底地灭菌，适用于微生物的接种工具，如接种环。 答案：C
启示：微生物培养过程中的无菌操作包括消毒和灭菌两大类，分别又有各种不同的方法。对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒；将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。
【例3】解析：制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板，不能颠倒。牛肉膏容易吸潮，所以当牛肉膏溶化并与称量纸分离后，用玻棒取出称量纸。待培养基冷却至50℃，用手触摸锥形瓶刚刚不烫手，并且培养基处于溶化状态。平板冷却几分钟后还需倒置。答案：A
启示：固体培养基的制作步骤是：“计算→称量→溶化→灭菌→倒平板” 顺序不能颠倒。并且在制作过程特别是倒平板时彻底做到“无菌”。
【例4】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
基础自测 一、1．A 2．C 3．D 4．D 5．C 6．C 7．D 8．D 9．C 10．B。11D。。12。C。13。D。14。B。15。C。16。D。17。B。
二、18． 恒温箱 菌落生长，菌落生长 19(1)需要灭菌 (2)需要灭菌 (3)需要消毒
20(1)导致生产失败的根源在于发酵物中混入了杂菌。(2)杂菌入侵，获得纯净的培养物。
21．不能 因空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养微生物。
22．因划线后线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，这样最终就能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
类型一 微生物的营养要素
类型二 无菌技术
素
类型三 制备培养基课题3 血红蛋白的提取和分离
一、学习目标：
本课题尝试对血液中血红蛋白的提取和分离，使学生能够体验从复杂体系中提取生物大分子的基本过程和方法，并了解色谱法，电泳法等分离生物大分子的基本原理，为今后学习运用这些技术打下基础。
二、重点：
凝胶色谱法的原理和方法
三、难点：
样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。
【基础梳理】
一、凝胶色谱法
1、概念：也称做 ；是根据 分离蛋白质的有效方法。
2、原理
（1）由 构成的凝胶，内部有许多贯穿的的 。
（2）当 不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量 的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程 ，移动速度 ，而相对分子质量 的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在 移动，路程 ，移动速度 ，从而使 不同的蛋白质分子得以分离。
二、缓冲溶液
1、作用：在一定范围内，抵制 的 对溶液pH的影响，维持pH 。
2、配制：由 种缓冲剂溶解于 中配制而成，通过调节缓冲剂的 就可以得到不同pH范围内使用的缓冲液。
三、电泳
1、概念：指 在电厂的作用下发生 的过程。
2、原理：在一定的 下， 、 等生物大分子的可解离基团会带上
或 ，在 的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷 的电极移动。
3、作用：电泳利用了待分离样品中各种分子 的差异及分子本身的 、
的不同，使带电分子产生不同的 ，从而实现样品中 的分离。
4、方法：常用的电泳方法有 和 。测定蛋白质分子量时通常使用 。
四、实验操作
1、样品处理:通过 、 、 等操作收集血红蛋白溶液。
(1)红细胞的洗涤：目的是 。分离时采取 ，直至上清液中没有 ，表明红细胞已洗涤干净。
(2)血红蛋白的释放：在 和 的作用下，红细胞破裂，释放出血红蛋白。
(3)分离血红蛋白溶液：把 离心后，将试管中的液体用 过滤、除去
，于 中静置片刻后，分离出下层的 。
2、粗分离：即透析
(1)方法：将血红蛋白溶液装入 ，将 放入一定量适宜浓度的 中，透析 。
(2)目的：将 的杂质除去。
(3)原理：透析袋能使小分子自由进出，而将大分子物质保留在袋内。
3、纯化:通过凝胶色谱柱将相对分子质量较大的杂质蛋白除去。操作如下：
(1)凝胶色谱柱的制作。
(2)凝胶色谱柱的装填
①材料：本实验使用的是 。
②方法：凝胶用 充分溶胀后。配成 ，一次性 倒人色谱柱内。不能有 存在；不能发生 流干露出凝胶颗粒的现象。
(3)样品的加入和洗脱
①a、准备：加样前，打开流出口，使柱内凝胶面上的 缓慢下降到与 平齐，关闭出口。
b、加样：用 小心地将1mL透析后的样品加到 的顶端，注意不要破坏 。
c、加样后：打开下端出口，使样品渗入 内。
②洗脱：加入 ，打开下端出口，进行 。
4、纯度鉴定：在鉴定的方法中，使用最多的是 。五、操作提示
1、红细胞的洗涤： 、 与 十分重要。 过少，无法除去血浆蛋白； 过高和 过长会使 等一同沉淀，达不到分离效果。
2、色谱柱填料的处理：商品凝胶使用前需直接放在 中膨胀，可以将加入其中的
用 加热，加速膨胀。
3、凝胶色谱柱的装填：在装填凝胶柱时，不得有气泡存在。气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的 ，降低 。
4、蛋白质的分离：如果红色区带 地移动，说明色谱柱制作成功。
【探究归纳】
一、人们用鸡的红细胞提取DNA，而用人成熟的红细胞提取血红蛋白的原因是什么
二、洗涤红细胞时为什么不能用蒸馏水代替生理盐水
三、在血红蛋白释放过程中。加入蒸馏水和甲苯的目的是什么
四、凝胶色谱法的原理归纳
【典例导析】
类型一 凝胶色谱法分离蛋白质
【例l】凝胶色谱技术是一种快速而又简单的分离技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果，目前已经被生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域广泛应用，不但应用于科学实验研究，而且，已经大规模地用于工业生产。据图回答问题：
（1）a、b均为蛋白质分子，其中先从层析柱中洗脱出来的是 ，原因是
。
（2）自己制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部d位置相当于多孔板的结构可由
替代。
（3）装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，原因是 。
（4）洗脱用的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体 (填“相同”或“不同”)，洗脱时，对洗脱液的流速要求是 。
【思路点拨】用凝胶色谱技术分离各种大分子物质时，大分子物质先洗脱出来，然后是小分子物质。大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布于颗粒之间，所以向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔，即进入凝胶相内，在向下移动的过程中，从一个凝胶颗粒内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质从而落后于大分子物质洗脱出来。在色谱柱中装填凝胶的时候要尽量紧密，以降低凝胶颗粒之间的空隙。一是在装填凝胶柱时，不得有气泡存在，因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。二是凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干，露出凝胶颗粒的现象。一旦发生上述两种情况，凝胶色谱柱需要重新装填。
互动探究
(1)凝胶色谱柱的直径大小会影响分离的效果吗
(2)题目中a和b的分离度与凝胶色谱柱的高度有关吗
(3)除了题目中提到的气泡需要重装以外，还有哪种情况需要重装？
类型二 探讨电泳的原理
【例2】蛋白质分子中，氨基酸的α-氨基和α-羧基虽然大部分结合成为肽键，但是蛋白质分子内仍含有各种酸性基团和碱性基团，如肽链末端的α-氨基和α-羧基、天冬氨酸和谷氨酸残基中的羧基、赖氨酸和组氨酸残基中的各种碱性基团，所以蛋白质是两性电解质。在酸性溶液中，碱性基团的解离增大，使蛋白质带正电荷；在碱性溶液中酸性基团的解离加强，使蛋白质带负电荷。当溶液到达某一pH时，蛋白质可因内部酸性和碱性基团的解离相等而呈等电状态，这时的溶液pH叫做蛋白质的等电点。不处于等电点状态的蛋白质分子的正、负电荷量是不相同的。试回答下列问题：
(1)多数蛋白质的等电点近于5，一般含碱性基团较多的蛋白质的等电点 (“偏高”还是“偏低”)。
(2)根据等电点的不同，你能用 方法将不同种类的蛋白质分子分开。
(3)简述根据等电点分离不同种类的蛋白质分子的原理。
【思路点拨】本题深入到蛋白质内部，从蛋白质分子带电性质及数量的角度，引导学生理解电泳法分离蛋白质的原理。含碱性基团较多的蛋白质溶液，在pH近于5时解离程度较大， 蛋白质带正电荷。要使蛋白质内部酸性和碱性基团解离相等呈等电状态，必须提高溶液的pH，使酸性基团解离增加，故蛋白质的等电点提高。根据等电点不同，可以利用电泳法将特定的蛋白质分离出来。
【提能演练】
一、选择题
1、凝胶色谱分离法分离蛋白质时，凝胶的种类较多，但其作用的共同点是 ( )
A、改变蛋白质分子通过凝胶时的路径
B、吸附一部分蛋白质，从而影响蛋白质分子的移动速度
C、将酶或纽胞固定在凝胶中
D、与蛋白质分子进行化学反应，从而影响其移动速度
2、下列各项中，一般不影响凝胶色谱法分离蛋白质中的分离度的是 ( )
A、层析柱高 B、层析柱的直径
C、缓冲溶液 D、样品的分布
3、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中决定蛋白质或多肽移动速度的主要因素是 ( )
A、蛋白质分子所带的电荷
B、蛋白质分子的形状
C、蛋白质分子的相对分子质量
D、缓冲溶液的pH
4、为了提取血红蛋白，从学校附近的屠宰场索取新鲜的猪血，对猪血处理的正确操作是
A、要在采血容器中预先加人抗凝血剂柠檬酸钠
B、取血回来后，马上进行高速长时问离心
C、将离心后的血细胞加入清水缓慢搅拌
D、重复洗涤直到上清液呈红色为止
5、下面说法不正确的是 ( )
A、在一定范围内，缓冲溶液能够抵制外界的酸和碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变
B、缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成
C、电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程
D、透析袋能使大分子自由进出，而将小分子保留在袋内
6、蛋白质的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
7、洗涤红细胞时，离心所采用的方法是
A、低速长时间离心 B、低速短时间离心
C、高速长时间离心 D、高速短时间离心
8、凝胶色谱法分离蛋白质中使用的凝胶是交联葡聚糖凝胶(Sephadex G一75)，其中G、75的含义为 ( )
A、G表示凝胶的使用量，75表示加25 g水
B、G表示凝胶的交联程度，75表示需加热到75℃
C、G表示凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围，75表示每克凝胶膨胀时吸水7、5g
D、G表示凝胶的膨胀体积,75表示每克凝胶膨胀时体积可达75cm3
二、非选择题
9、下面是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品的加入(图I)和洗脱(图Ⅱ)示意图，请据图回答下列问题。
(1)在加样示意图中，正确的加样顺序是 。
(2)用吸管加样时，应注意正确操作，分别是① 。②贴着管壁加样、③ 。(3)等样品 。时，才加入缓冲液 。
待 接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每 mL收集一管，连续收集。
10、PCR技术可扩增DNA分子，电泳技术是将待测样品放在光滑的凝胶薄膜上，并加上直流电场，可利用分子带电荷不同分离和分析氨基酸和多核苷酸片段等有机物。这两项技术综合应用于现代刑侦，可以获得最可靠的证据。如图是一次寻找嫌犯的测试结果：图申是把遗迹中含有21个氨基酸的多肽进行水解，将氨基酸混合物进行电泳的结果；图乙是通过提取罪犯B遗迹DNA和四位嫌犯的DNA进行扩增，并采用特定限制酶处理后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱。
(1)在同一电场下，由于蛋白质或DNA的 以及 、 不同而产生不同的迁移方向或速度，从而实现样品的分离。
(2)在电泳过程中，带电分子会向着 的电极移动。
(3)由图甲得知，多肽由 种氨基酸组成；由图乙可知B最可能的对象是 。
11、(能力拔高题)测定蛋白质的相对分子质量是研究蛋白质的一项重要技术，常用凝胶(由多孔性网状物质构成的颗粒，其孔能让小分子物质进出)过滤法测定，即在一根垂直的玻璃柱中装满凝胶，然后在其上端加入蛋白质混合液并用缓冲液进行洗脱。根据各种蛋白质洗脱的先后顺序可以比较它们的相对分子质量大小。利用下列材料,鉴定样品液(含有A、B两种相对分子质量大小不同的蛋白质)中蛋白质相对分子质量的大小。
材料用具:支架台、符合要求的凝胶柱、吸管、缓冲液洗脱瓶、带有开关的玻璃导管、橡胶软管、夹子、试管若干、足量的缓冲液等。
(1)实验步骤：
①加样前先 。
②加样： 。
③洗脱： 。
④收集并检测它们洗脱的先后顺序。
(2)实验结果及结论： 。
(3)请用坐标图表示出不同蛋白质相对分子质量大小与洗脱液体积的关系：
12、(2008·山东高考)科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。
(1)分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的 、大小及形状不同，在电场中的 不同而实现分离。
(2)可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供 和 。
(3)分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养一定时间后，比较两种培养基中菌落的 ，确定该蛋白质的抗菌效果。
(4)细菌培养常用的接种方法有 和 。实验结束后，对使用过的培养基应进行 处理。课时1 DNA的粗提取与鉴定
一、实验目的：
初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法。
二、实验原理：
1．DNA的溶解性：
思考题1：DNA在氯化钠溶液中的溶解度有什么特点？对此有什么应用？
思考题2：利用什么原理来将DNA与蛋白质分离开？
2．DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解 ，但对 没有影响
大多数蛋白质不能忍受 ℃的高温，而DNA在 ℃以上才会变性。 能够瓦
细胞膜，但对DNA没有影响。
3．细胞在 中易吸水而导致细胞膜和细胞核膜的破裂，据此可得到含有核DNA的溶液。
4．DNA的鉴定：
思考题3：依据什么原理来鉴定DNA？
三、实验材料：鸡血细胞液
思考题4：生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，他们能否选用牛、羊、马血做
实验材料？为什么？
四、实验步骤：
1．制备鸡血细胞液：在鸡血中加入质量浓度为0．1g/mL的 溶液，离心处理；
2．提取鸡血细胞的细胞核物质：向鸡血细胞液中加入蒸馏水，搅拌、过滤；
思考题5：加入蒸馏水的目的是什么？为什么能达到此目的？
3．溶解细胞核内的DNA：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态；
4．析出含DNA的黏稠物：加入蒸馏水，用玻璃棒搅拌；
思考题6：此时加入蒸馏水的目的是什么？
5．滤取含DNA的黏稠物：过滤；
思考题7：这次过滤与上次过滤的目的一样吗？为什么？
6．将DNA的黏稠物再溶解：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态；
7．过滤含有DNA的氯化钠溶液：过滤；
思考题8：这一步骤的目的是什么？
思考题9：为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？
8．提取含杂质较少的DNA：加入冷却的95%的酒精，搅拌；
思考题10：这一步骤的目的是什么？
思考题11：为什么加入的酒精需要冷却的？
9．DNA的鉴定：取两支试管，各加入0．015mol/L的氯化钠溶液5mL，一支加入提取的DNA
两支各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后置于沸水中加热。
思考题12：为什么要设置对照组？实验中能观察到什么现象？
五、课堂练习：
1．为了便于提取鸡血细胞中的DNA，下列所采取的措施中，最恰当的是：向经抗凝剂处理的鸡血液加入 （ ）
A．蒸馏水 B．ATP
C．0.3g/mL的蔗糖溶液 D．二氧化碳
2．下列不适宜作为DNA提取的实验材料是 （ ）
A．鸡血细胞 B．蛙的红细胞
C．人的成熟红细胞 D．菜花
3．用过滤的方法得到细胞中的氯化钠溶液后，还要用酒精处理，可以得到较纯化的DNA．这是因为： （ ）
　　A．DNA易溶于酒精，而滤液中某些杂质不易溶于酒精
B．DNA不易溶于酒精，而滤液中某些杂质易溶于酒精
C．DNA和滤液中其他成分更易溶于酒精
D．DNA和滤液中其他成分都不溶于酒精
4．（多选）下表是关于DNA粗提取与鉴定实验中所使用的材料、操作及其作用的表述，正确的是： （ ）
试剂 操作 作用
A 柠檬酸钠溶液 与鸡血混合 防止血液凝固
B 蒸馏水 与鸡血细胞混合 保持细胞形状
C 蒸馏水 加入到溶解有DNA的NaCl中 析出DNA丝状物
D 冷却的酒精 加入到过滤后DNA的NaCl中 产生特定的颜色反应
5．在进行DNA粗提取实验时，为得到含DNA的黏稠物，某同学进行了如下操作：
在新鲜鸡血中加入适量的柠檬酸，经离心后，除去血浆留下血细胞备用。取5―10ml血细胞放入50ml的塑料烧杯中，并立即注入20ml 0.015mol／L的氯化钠溶液，快速搅拌5分钟后经滤纸过滤，取得其滤液。滤液中加入40ml 2mol／L的氯化钠溶液，并用玻璃棒沿一个方向快速搅拌1分钟。上述溶液中缓缓加入蒸馏水，同时用玻璃棒沿一个方向不停地轻轻搅拌，直到溶液中出现丝状物为止，再进行过滤而得到含DNA的黏稠物。实验结果是：所得到的含DNA的黏稠物极少，导致下一步试验无法进行。
（1）指出并改正上述实验操作中的错误：
　　　　　　　 　　　　，　　　　　　　 　　　　　　　　，
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)要进一步提取DNA时，需加入冷却的酒精，其作用是　　　 和　　　　　　　。
(3)能否用牛血或牛肝代替鸡血做实验？　　　　　　为什么？　　　　　　　　　　　　　
6．在DNA粗提取与鉴定的实验中，选择适当浓度
的NaCl溶液就能充分溶解DNA而使杂质沉淀，
或析出DNA过滤去除溶液中的可溶性杂质。请
在右图中作出DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线。
参考答案
思考题：
思考题1、DNA在氯化钠溶液中的溶解度，随着氯化钠的浓度的变化而改变的。当氯化钠的物质的量浓度为0．14mol/L时，DNA的溶解度最低。利用这一原理，可以使溶解在氯化钠溶液中的DNA析出；
思考题2、DNA不溶于酒精，但细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步地分离。
思考题3、DNA遇二苯胺（沸水浴）被染成蓝色，所以可用二苯胺作鉴定。
思考题4、不能。因为哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，仅靠白细胞和淋巴细胞中的少数DNA，在实验中很难提取到。
思考题5、加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，从而释放出DNA；蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞胀裂。
思考题6、使氯化钠溶液浓度接近0．14mol/L，使DNA最大限度地析出。
思考题7、不一样；这次过滤是为了去除不溶于氯化钠溶液的杂质，而上次过滤是为了去除破裂的细胞膜等物质。
思考题8、除去含有DNA滤液中的杂质；
思考题9、用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
思考题10、去除溶于酒精的杂质；
思考题11、可抑制核酸水解酶的活性，防止降解DNA；降低分子的运动，易于形成沉淀析出；低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。
思考题12、确定二苯胺不与氯化钠发生颜色反应；实验组试管中可看到溶液变蓝色。
课堂练习：
1．A 2．C 3．B 4．AC
5．（1）②中“20ml 0.015mol／L的氯化钠溶液”错误，应改为“20ml蒸馏水”
②中“经滤纸过滤”错误，应改为“经纱布过滤”
④中“直到溶液中出现丝状物为止”错误，应改为“直到溶液中丝状物不再增加时为止”
（2）凝集DNA 溶解其他细胞物质 （3）不能 哺乳动物的红细胞无DNA
6．胡萝卜素的提取
【课题目标】
本课题通过从胡萝卜中提取胡萝卜素，了解有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素的基本原理，初步学会胡萝卜素的提取技术和纸层析的操作方法，并初步了解有机溶剂的相关知识。
【课题重点与难点】
课题重点：胡萝卜素的提取，纸层析的操作。
课题难点：胡萝卜素的提取。
【知识要点】
1.胡萝卜素的性状；
2.胡萝卜素的提取方法
【导学诱思】
1. 胡萝卜素是 ，化学性质比较 ，不溶于水，微溶于 ，易溶于 等有机溶剂。根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为α、β、γ三类。 是其中最主要的组成成分。与β-胡萝卜素化学结构类似的胡萝卜素约有100多种,它们大多存在于蔬菜中。 等蔬菜是提取天然β-胡萝卜素的原料。
工业生产上，提取天然β-胡萝卜素的方法主要有三种，一是从 中提取，二是从 中获得，三是利用 生产。本课题所提供的方法只能提取胡萝卜素的 ，若要获得β-胡萝卜素，还需要进一步的 。
2.提取胡萝卜素的实验流程有 、 、 、
、 、 。
思考：影响萃取的因素有哪些？
【疑难点拨】
1、萃取剂的选择
根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可以考虑有机溶剂萃取的方法。
有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。乙醇和丙酮能够与水混溶，是水溶性有机溶剂；石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶，称为水不溶性有机溶剂。
萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的溶点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水溶。最佳萃取剂为石油醚。
思考：（1）乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？
解答：胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮，但它们是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它们作萃取剂。
（2）在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种溶剂中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？
解答：在这五种溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂。
2、纸层析的操作
（1）层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以带手套进行操作。
（2）点样时应注意点样斑点不能太大（直径应小于0.5㎝），如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。
（3）将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。
3、比较水蒸气蒸馏法、压榨法和有机溶剂萃取法在实验原理、方法步骤及适用范围方面的异同，并分析这三种方法的优点和局限性。
提取方法 实验原理 方法步骤 适用范围
水蒸气蒸馏 利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来 1.水蒸气蒸馏2.分离油层3.除水过滤 适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
压 榨 法 通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油 1.石灰水浸泡、漂洗2.压榨、过滤、静置3.再次过滤 适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
有机溶剂萃取 使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油 1.粉碎、干燥2.萃取、过滤3.浓缩 适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中
【典例解析】
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
例2、根据胡萝卜素的提取原理与方法,请你设计叶绿素的提取
解析:叶绿体中的色素主要由叶绿素a叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素组成,根据它们在有机溶剂中的溶解特性,可用丙酮将它们从叶片中提取出来,并可根据它们在不同有机溶剂中的溶解度不同以及吸附剂上的吸附能力不同,将它们彼此分离开,即纸层析法.
【课本问题答案和提示】
（一）［资料一］ 萃取剂的选择讨论题
1.乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？
答：胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮，但它们是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它们作萃取剂。
2.在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？
答：在这五种有机溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂。
（二）练习
1.答： 列表分析如下。
提取方法 实验原理 方法步骤 适用范围
水蒸气蒸馏 利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来 1.水蒸气蒸馏2.分离油层3.除水过滤 适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
压榨法 通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油 1.石灰水浸泡、漂洗2.压榨、过滤、静置3.再次过滤 适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
有机溶剂萃取 使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油 1.粉碎、干燥2.萃取、过滤3.浓缩 适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中
【知识拓展】
1.β-胡萝卜素的应用
1831年，瓦坎罗德尔（Wackenroder）从胡萝卜中分离到了胡萝卜素，但直到20世纪30年代，胡萝卜素的化学结构才得以确定。植物中的胡萝卜素经人体吸收后，可以在体内转变为有生理活性的维生素A。通常，我们把能在体内转变为维生素的物质称为维生素原，胡萝卜素就是维生素A原，其中起主要作用的是β-胡萝卜素。胡萝卜素能够治疗因维生素A缺乏所引起的各种疾病。此外，胡萝卜素还能够有效清除体内的自由基，预防和修复细胞损伤，抑制DNA的氧化，预防癌症的发生。
β-胡萝卜素还可以作为禽畜饲料添加剂，能提高鸡的产蛋率，还可以提高牛的生殖能力。β-胡萝卜素具有优良的着色性能，着色范围是黄色、橙红，着色能力强，色泽稳定均匀，能与K、Zn、Ca等元素并存而不变色，尤其适合添加在儿童食品中。因此，被广泛作为食品、饮料及饲料的添加剂使用。β-胡萝卜素本身是油溶性的，非常适合油性产品或蛋白质类产品的开发，如人造奶油、胶囊、鱼浆制品、素食产品、速食面、调理包，等等。因此，β-胡萝卜素是联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合委员会认可的无毒、有营养的食品添加剂。研究还表明，将抗氧化维生素涂抹在皮肤上，不仅能防止紫外线的伤害，还能促进对已被伤害皮肤的修复，使皮肤保持弹性，β-胡萝卜素因而也逐渐应用于化妆品等新兴市场。
2.胡萝卜素的理化性质
胡萝卜素为紫红色或暗红色结晶粉末，稍有臭味，不溶于水和甘油，溶于石油醚，在橄榄油和苯中的溶解度为0.1 g/100 mL，在氯仿中溶解度为4.3 g/100 mL。胡萝卜素在弱碱条件下比较稳定，在酸中不稳定，在光照和含氧条件下也不稳定。胡萝卜素低浓度时为黄色，高浓度时为橙红色。重金属离子，特别是铁离子，可促使胡萝卜素褪色。除胡萝卜外，绿色蔬菜和黄玉米、小米等粮食中也含有一定量的胡萝卜素。
【教学反思】
专题知识归纳
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
学习目标：
说出加酶洗衣粉的洗涤原理；
探讨温度对加酶洗衣粉洗涤的影响；
探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别。
学习重点：
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。
学习难点：
实验过程中各种变量的控制。
学习过程：
（一）、基础知识（15分钟）
1、酶绝大多数是蛋白质，少数为 ；酶具有生物 作用；酶具有 性、
性特点，但易受 、 、表面活性剂等因素的影响。
（1）．加酶洗衣粉是指含 的洗衣粉，目前常用的酶制剂有 、 、淀粉酶和纤维素酶四类。
（2）．脂肪酶可以将脂肪分解成 和 ，蛋白酶可以将蛋白质分解成 ，然后在 作用下分解成氨基酸。
（3）．应用最广泛、效果最明显的是 酶和 酶。 酶能将 、 等含有大分子蛋白质水解成可溶性的 或 ，是
污迹容易从衣物上脱落。
2、实验设计
实验设计遵循原则：
是 、 和 ，比如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，用控制 洗衣粉为变量，其他条件完全一致；同时普通洗衣粉处理污渍物与加酶洗衣粉处理污渍物形成 实验。
3、设计实验的两大基本原则(说明)
单一变量原则和对照原则是设计实验的两大基本原则。
例如想探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果是否一致。若只拿加酶洗衣粉去洗一块污物，就不能说明加酶洗衣粉比普通洗衣粉效果好；若向两块一样的污物加入等量的两种酶，但所处的温度不同，最后加酶洗衣粉洗得干净，我们也无法说明加酶洗衣粉的效果好，因为洗得干净也可能是温度适宜造成的。所以设计实验一定要遵循两大基本原则。
（二）典例精析（8分钟）
【例1】下列质地的衣物不能用加酶洗衣粉洗涤的是 ( )
A．化纤类衣物 B．棉麻类衣物
C．尼龙类衣物 D．毛类衣物
【例2】下面是有关普通洗衣粉和加酶洗衣粉对洗涤物效果是否相同的探究实验，请据表回答：
脸盆编号 洗涤物 (等量) 洗涤温度 洗衣粉(等量) 水 量 洗净褪色所需时间
l 油污布 37℃ 加酶 2 L 4 min
2 油污布 37℃ 普通 2 L 7 min
3 油污布 5℃ 加酶 2 L 9 min
4 油污布 5℃ 普通 2 L 8 min
该实验可证明：
(1)能说明加酶洗衣粉效果好的组合方式是 。
(2)能说明酶活性受温度影响的实验是 。
小结：
1、加酶洗衣粉的洗涤原理是什么
2、加酶洗衣粉的最适温度是多少
当堂检测（20分钟）
一、选择题
1．加酶洗衣粉内常用酶制剂不包括下列哪一种 ( )
A．蛋白酶 B．果胶酶 C．淀粉酶 D．脂肪酶
2．脂肪酶的作用是 ( )
A．将甘油和脂肪酸合成脂肪
B．将脂肪分解成CO。和水，同时放出能量
C．将脂肪从肝脏中运出，避免得脂肪肝
D．将脂肪分解成甘油和脂肪酸
3．人类吃食物时，淀粉要被吸收，需要什么酶的催化作用才行 ( )
A．淀粉酶 B．淀粉酶和麦芽糖酶
C．麦芽糖酶 D．纤维素酶
4．下列不是影响酶活性因素的是………( )
A．水的用量 B．表面活性剂
C．酸碱度 D．温度
5．从环保上讲，加酶洗衣粉比普通洗衣粉好在哪种元素含量少甚至没有 ( )
A．N B．P C．Ca D．Mg
6．下列关于加酶洗衣粉说法不正确的是( )
A．加酶洗衣粉的效果总比普通洗衣粉的效果好
B．加酶洗衣粉效果的好坏受很多因素影响
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．加酶洗衣粉相对普通洗衣粉讲有利于环保
7．加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用 ( )
A．适于低温下催化 B．具有高效性
C．具有专一性 D．需适宜的温度
8．下列有关酶的叙述，不正确的是……( )
A．酶是活细胞产生的
B．酶主要是一类特殊的蛋白质
C．酶只在细胞内起作用
D．酶能使生物体内的化学反应在常温、常压条件下迅速而顺利地进行
9．下列验证某种加酶洗衣粉，需要的最适温度实验正确的是… ( )
A．取一系列不同温度、其他条件相同的水。加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度中酶的效果最好
B．在不同温度的水中，加入不等量洗衣粉。看哪种效果好
C．将加酶洗衣粉加入30℃水中发现不如加到45℃的水中洗涤效果好，说明45℃为最适温度
D．将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃
10．蛋白酶洗衣粉容易洗去奶渍、血渍，可是不易洗去汗渍，这体现了酶的 ( )
A．高效性 B．专一性
C．需适宜的条件 D．多样性
二、非选择题
11．普通洗衣粉中含的磷较多，排入水域后，会引起水体的 现象，所以现在的洗涤剂朝 方向发展。
12．使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点：
① 能使蛋白酶水解，因此，蛋白质类织物就不能用加酶洗衣粉洗涤；
②使用加酶洗衣粉时。必须注意洗涤用水的 ；
③加酶洗衣粉不宜长期存放，存放时间过长会导致 损失；
④添加了 的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质。
13．图4—6中A、B、c三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题：
A 反应物浓度 B 温度 C pH
图4—6
(1)图A中，反应物浓度达到一定时，反应速度不再上升，其原因是 。
(2)图B中，a点所对应的温度为 。
(3)图B中，a点到b点的曲线急剧下降，其原因是 。
(4)图C表示了 催化反应的速度变化曲线。
A．唾液淀粉酶 B．胃蛋白酶
C．胰蛋白酶 D．植物淀粉酶
14．现有3％的过氧化氢溶液、pH缓冲液、研磨的新鲜肝脏、试管、滴管等药品和实验器具，请你设计实验，探究过氧化氢酶的最适pH。
15．酶绝大多数是蛋白质，蛋白质的结构易发生改变，体现了蛋白质的 特点，所以温度、pH都易引起酶活性的改变。
参考答案：
一、RNA 催化 高效、专一 温度、pH
1．酶制剂 蛋白酶 脂肪酶
2．甘油 脂肪酸 多肽 肽酶
3．碱性蛋白 碱性脂肪 碱性蛋白 血渍 奶渍
氨基酸 小分子的肽
二、 单一变量原则 对照原则 等量原则 使用不同种类 对照
（二）典例精析
1．解析：因为加酶洗衣粉中含的蛋白酶较多，蛋白酶可将蛋白质分解，所以蛋白质类纤维织物不能用加酶洗衣粉洗涤。
答案：D
2．解析：(1)只有通过比较，才能说明活性高低，所以需有加酶洗衣粉与普通洗衣粉之间的对照，同时油污褪色时间不能由其他变量干扰，这样的组合只能为1与2或3与4，结合题干是加酶洗衣粉效果好，所以只能为 l与2的组合。(2)由题意知变量为温度不同对酶的影响，所以应为1与3的组合。
答案：(1)1与2 (2)1与3
基础自测
一、1．B 2．D 3．B 4．A 5．B 6．A 7．D 8．C 9．A 10．B
二、11．富营养化 低磷、无磷
12．碱性蛋白酶 温度 酶活性 碱性蛋白酶
13．(1)受反应液中酶浓度的限制 (2)酶反应的最适温度 (3)温度升高使酶活性下降 (4)C
14．(1)将5支(或更多)试管编号，分别注入10 mL3％的过氧化氢溶液。(2)向各试管中加入相应的pH缓冲液，使各试管中的反应液的pH按梯度变化依次稳定在5.0，6.5，7.0，7.5，8.0(或按试管数设置相应的pH梯度变化溶液)。(3)分别向各试管中加入等量的薪鲜肝脏研磨液。(4)记录单位时间内各试管中气泡生成景，或用排气法收集单位时间内产生的氧气。(5)通过分析各试管中氧气的生成量，说明过氯化氢酶的最适pH。
15．变性
类型一加酶洗衣粉成分的考查
类型二实验设计基本原则的考查
b
a课题3 酵母细胞的固定化
学习目标
1．说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。
2．尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。
学习重点：制备固定化酵母细胞。
学习难点：制备固定化酵母细胞。
学习过程
（一）课题背景
酶：优点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。
实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本；反应后的酶会混合在产物中，如不除去，会影响产品质量。
设想：
固定化酶：优点
实际问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成 都是通过一系列的酶促反应才能得到的
设想：
固定化细胞：优点
（二）、固定化酶的应用实例
高果糖浆是指
能将葡萄糖转化为果糖的酶是 。使用固定化酶技术，将
这种酶固定在一种 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 。酶颗粒无法通过筛板的小孔，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 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，提高了
果糖的产量和质量。
（三）、固定化细胞技术
固定化酶和固定化细胞是利用 或 方法将酶或细胞固定
在一定空间内的技术，包括 、 和 法。一般
来说，酶更适合采用 和 法固定，而细胞多采用
法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被
或 ，而个小的酶容易从 中漏出。
包埋法法固定化细胞即将微生物细胞 包埋在不溶于水的
中。常用的载体有 、 、 、 和
等。
〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？
〖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（ ）；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定（ ）。
（四）、实验操作
(1)制备固定化酵母细胞
制备固定化酵母细胞需要的材料是 、 和
1.酵母菌的活化
活化就是处于 状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2.配制物质的量尝试为0.05mol/L的Cacl2溶液
3.配制海藻酸钠溶液
加热溶化海藻酸钠时要注意：
4.海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合
5.固定化酵母细胞
以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的
溶液中，并浸泡 (时间)。
(2)用固定化酵母细胞发酵
1.将固定好的酵母细胞用 冲洗2-3次。
2.发酵时的温度就为 ，时间 。
〖思考4〗加热溶化海藻酸钠时微火加热并不断搅拌的目的是什么？
〖思考5〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？
〖思考6〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封？
〖思考7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？
〖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？
（五）、结果分析与评价
（一）观察凝胶珠的颜色和形状
如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。
（二）观察发酵的葡萄糖溶液
利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多 ，同时会闻到 。
反馈练习
1.使用固定化细胞的优点是( )
A.能催化大分子物质的水解 　 B．可催化一系列化学反应
C．与反应物易接近 　 D．有利于酶在细胞外发挥作用
2.酶的固定方法不包括( )
A.将酶吸附在固体表面上
B．将酶相互连接起来
C．将酶包埋在细微网格里
D． 将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶
3.下列关于酶制剂的叙述错误的是( )。
A． 酶制剂是包含酶的制品
B．包内酶和包外酶均可用于制成酶制品
C．酶制品的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等
D．固定化细胞不属于酶制剂
4.如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制( )。
A．直接使用酶 B．使用化学方法结合的酶
C．使用固定化细胞 D．使用物理吸附法固定的酶
5.下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是( )。
A． 酶分子很小，易采用包埋法
B．酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶
C．细胞个大，难被吸附或结合
D．细胞易采用包埋法固定
6. 关于固定化酶的叙述不正确的是 ( )。
A． 既能与反应物接触，又能与反应物分离
B．固定在载体上的酶可被反复利用
C．可催化一系列反应
D．酶的活性和稳定性受到限制
7.固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是( )。
A．避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程
B．固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用
C．促化反应结束后，能被吸收和重复利用
D．细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用
8.关于酵母细胞活化的说法，不正确的是( )。
A．酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸
B．活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态
C．酵母细胞活化所需要的时间较短
D．酵母细胞活化后体积增大
9.下列关于酶的叙述中正确的是( )。
A． 酶都提取于动植物细胞
B．酶制剂能够重复利用
C．果酒和果汁能够用酶制剂澄清
D．酶固定后称为酶制剂
10.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是( )。
A．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环
B.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量
C．海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠
D．海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋细胞过少
11．目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自（ ）
A．化学合成
B动物体内
C植物体内
D微生物体内
12.下图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：
(1)请请在横线上填出各标号名称.①________
②_________ ③_________。
(2) 与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点
是_____________和_____________,
固定化细胞的优点是___________________。
(3)③的作用是_______________。
（4）制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有__________
或_______________。
（5）据图说出反应柱的作用原理
13.下图是制备固定化酵母细胞实验步骤图解，请据图回答：
酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→配置海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
(1) 在_______________状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休
眠状态的微生物恢复_________状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵
母细胞活化时_________。(2) 影响实验成败的关键步骤是 _______ 。
(3) 如果海藻酸钠浓度过低，形成凝胶珠包埋酵母细胞数目______。
（4）观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明
如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明 。
（5）制备固定化酶不宜用包埋法，为什么？
参考答案
（一）能否有一种方法使酶发挥它的优点，而没有这些缺点？
酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。
细胞中有多种酶，能否用固定化酶类似的技术来处理细胞？ 成本低，操作更容易
（二） 果糖含量为42%的糖浆 葡萄糖异构酶 颗粒状的载体上 筛板 葡萄糖异构酶 （三） 物理 化学 包埋 化学结合法 物理吸附法 化学结合法、 物理吸附法 包埋法 难以化学结合 吸附 包埋料中 均匀 多孔性载体 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等
（四） 干酵母 CaCl2 海藻酸钠溶液 休眠 微火加热并不断搅拌，防止海藻酸南焦糊CaCl2 30分钟 25℃ 24h。
思考1 吸附法 思考2 细胞 酶 思考4防止海藻酸南焦糊
思考5防止高温杀死酵母细胞 思考六 酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件
思考7酵母菌进行无氧呼吸产生的。 思考8 需要。
BDDCA CDACC D
12、答案：（1）反应柱； 固定化酶； 分布着小孔的筛板 （2）既能与反应物接触，又能与反应物分离； 能被反复利用，成本更低，操作更容易 （3）酶颗粒无法通过筛板上的小孔，反应溶液可自由出入。（4）将酶相互连接起来；将酶吸附在载体表面上 （5）反应物溶液从反应柱上端注入，使反应物溶液流过反应柱，与固定化酶接触，得到产物，从反应柱下端流出。
13、答案：（1）缺水； 正常生活状态； 体积增大（2）配制海藻酸钠溶液； (3)少
（4）固定化酵母细胞数目较少； 海藻酸钠浓度偏高，制作失败
（5）因为酶分子很小，容易从包埋材料中露出
①
②
③
①
②
③DNA的粗提取与鉴定
教学目标：
1、知识与能力目标
理解DNA的理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定的原理，初步掌握DNA的粗提取和鉴定方法，理解相关溶液的作用机理，培养学生的分析能力，通过实验使学生能够简述科学探究的基本过程。
2、情感态度与价值目标
通过探索培养科学的怀疑精神和创新精神；通过实验结果，学生树立生命物质性的观点。
教学重点：提取DNA的相关原理和步骤
教学难点：提取DNA的相关原理和步骤
教学过程：
开门见山：
讲解本实验的目的是提取DNA和DNA的鉴定，其中提取DNA是本实验的重点和难点。
提出问题：“DNA主要存在于什么结构上？”“如何提取DNA？”“选什么材料好？”
达成共识：
1、造适宜材料：选动物细胞，易打破细胞结构
2、破坏细胞膜、核膜结构，得核物质。
3、将DNA与蛋白质等物质分开，得DNA
4、去掉DNA中杂质，提纯DNA。
探究实验原理：
屏幕展示表格1
NaCl2mo1/L NaC10.14mo1/L NaC10.015mo1/L
DNA
蛋白质
表格2
DNA 蛋白质 杂质
95%酒精
不同浓度的NaC1溶液可溶解或析出DNA。95%酒精可提取DNA。
填表1：
NaCl2mo1/L NaC10.4mo1/L NaC10.015mo1/L
DNA 最大 最小 变大
蛋白质 解聚 最大 变小
填表2：
DNA 蛋白质 杂质
95%酒精 不溶 可溶 可溶
通过对实验原理的预习，表格的比较，使学生明确了各溶液的用途，保证理解实验。
请学生代表简述DNA提取实验步骤
投影展示实验设计思路：
鸡血细胞液①aDNA 释放 ②bDNA与蛋白质的分离 ③cDNA析出④dDNA浓缩（提纯）
获得鸡血细胞核物质：提核物质→溶解→析出→溶解→析出
实验步骤：
引导学生讨论、回忆并回答目的①~⑨。
①防止血凝。
②加速血细胞破裂。
③溶解DNA。
④使2 mol/L的NaCl溶液稀释至0.14 mol/L，促DNA最大限度地析出。
⑤使含DNA的黏稠物被留在纱布上。
⑥使含DNA的黏稠物尽可能多地溶于溶液中。
⑦除去含DNA的滤液中的杂质。
⑧提取DNA。
⑨A：出现蓝色。B：无变化
讨论与结论：
投影给出如下讨论提纲，供学生讨论。
（1）DNA粗提取过程中的关键是哪几步？
（2）提取鸡血中的DNA时，为什么要除去血液中的上清液？
（3）DNA的直径约为2 nm，实验中出现的丝状物的粗细是否表示一个DNA分子直径的大小？
学生分组进行讨论并发表讨论结果。教师对讨论进行全程指导，并与学生一起归纳总结。
（1）a．提取鸡血细胞的核物质。应用低渗原理和机械搅拌，可得到最大量的DNA。
b．析出DNA黏稠物。加蒸馏水要慢，搅拌要轻。
c．沉淀DNA时，必须用冷酒精。
（2）提取DNA，去除杂质是关键。由于上清液是血液中的血浆部分，不含DNA，所以要除去（含蛋白质）。
（3）实验中出现的丝状物是肉眼可以观察到的，这种丝状物的直径要比DNA分子的直径2 nm大许多倍，所以实验中出现的丝状物并不表示一个DNA分子的直径。
实验结论：细胞中有DNA，DNA遇二苯胺试剂在沸水浴中变蓝色。
教学目标巩固
1．实验中步骤1和步骤3都需要加入蒸馏水，两次加入的作用相同吗？为什么？
2．实验中NaCl的物质的量浓度为2 mol/L和0.14 mol/L 对DNA有何影响？
3．DNA遇二苯胺（沸水浴）会染成 A．砖红色　B．橘黄色　C．紫色 D．蓝色
补充知识：
1、鉴定DNA的其他方法
用紫外灯照射法鉴定DNA效果很好。具体鉴定方法如下。
1．配制染色剂。用蒸馏水配制万分之五的溴化乙锭（EB）溶液。
2．将玻璃棒上缠绕的白色絮状物抹于蜡纸上，再滴一滴EB溶液染色。
3．将蜡纸放在紫外灯（260 nm）下照射（暗室中），可见橙红色的萤光（DNA的紫外吸收高峰在280 nm处）。
2、DNA粗提取与鉴定的另一种方法
1．材料用具
新鲜菜花（或蒜黄、菠菜）。
塑料烧杯，量筒，玻璃棒，尼龙纱布，陶瓷研钵，试管，试管架，试管夹，漏斗，酒精灯，石棉网，三角架，火柴，刀片，天平。
研磨液，体积分数为95%的酒精溶液，二苯胺试剂，蒸馏水。
2．方法步骤
A．DNA的粗提取
（1）准备材料：将新鲜菜花和体积分数为95%的酒精溶液放入冰箱冷冻室，至少24小时。
（2）取材：称取30 g菜花，去梗取花，切碎。
（3）研磨：将碎菜花放入研钵中，倒入10 mL研磨液，充分研磨10 min。
（4）过滤：在漏斗中垫上尼龙纱布，将菜花研磨液滤入烧杯中（有条件的学校可将滤液倒入塑料离心管中进行离心，用1000 r/min 的旋转频率，离心2~5 min；取上清液放入烧杯中）。在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。
（5）加冷酒精：将一倍体积的上清液倒入两倍体积的体积分数为95%的酒精溶液中，并且玻璃棒缓缓地轻轻搅拌溶液（玻璃棒不要直插烧杯底部）。沉淀3~5 min后，可见白色的DNA絮状物出现。用玻璃棒缓缓旋转，絮状物会缠在玻璃棒上。
B．DNA的鉴定
（1）配制二苯胺试剂：取0.1 mL B液；滴入到10 mL A液中，混匀。
（2）鉴定：取4 mL DNA提取液放入试管中，加入4 mL二苯胺试剂，混匀后观察溶液颜色（不变蓝）。用沸水浴（100℃）加热10 min。在加热过程中，随时注意试管中溶液颜色的变化（逐渐出现浅蓝色）。
结课：这节课咱们验证了细胞是由化合物按照一定的方式组成的这一结论。从知识结构角度来说，一要加深对生物的物质性理解；二要掌握一般的物质提取方法；三要注意不同的化学物质要用不同的原理鉴定。从实验过程角度来说，要理解各种溶液和试剂的作用和目的。
www.课题3：分解纤维素的微生物的分离
【课程标准】
1．简述纤维素酶的种类及作用
2．从土壤中分离出分解纤维素的微生物
3．讨论分解纤维素的微生物的应用价值。
【课题重点】
从土壤中分离分解纤维素的微生物。
【课题难点】
从土壤中分离分解纤维素的微生物。
【基础知识】
是纤维素含量最高的天然产物。
2．纤维素酶是一种 酶，它至少包括三种组分，即 ， ， 。前两种酶使纤维素分解为 ，第三种酶将纤维素分解为 。
3。纤维素分解菌的筛选方法是利用 。
4。刚果红染色法的原理是 。
5．分解纤维素的微生物的分离的试验流程是 、 、 、 、
6．鉴别培养基用于菌种的鉴别，其中加入 可以鉴别出
出现的现象是 。
7．选择培养的操作方法是
。
8．常用的刚果红染色法有两种即
。
9．分解纤维素的微生物的分离实验完成后为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行 实验 ，纤维素酶的发酵方法有两种即 、 。
10．分解纤维素的微生物的分离实验中要选择 样品进行分离纤维素分解菌，该样品的特点是 、 。作出这种选择的理由是 。
11．选择培养能够浓缩所需微生物，原因是 。
12．分解纤维素的微生物的分离与土壤中分解尿素的细菌的分离流程有何区别？
13．刚果红染色法有两种，这两种的主要优缺点是什么？
【跟踪练习】
1．下列生物能分解纤维素的是（ ）
（1）人 （2）兔 （3）牛 （4）蘑菇 （5）纤维杆菌
A（1）（2）（3）（4）（5） B（2）（3）（5）
C （2）（3）（4）（5） D（3）（5）
2．纤维素分解菌的培养基中胶木膏能提供的主要营养物质是（ ）
（1）碳源 （2） 氮源 （3）生长因子 （4） 无机盐
A（3） B（1）（2） C（1）（2）（3） D（1）（2）（3）（4）
从土壤中筛选蛋白酶产生菌时，所用培养基为（ ）
A加富培养基 B 选择培养基
C 基础培养基 D鉴别培养基
分离土壤中纤维素 分解菌用到的方法是（ ）
（1）稀释倒平板法 （2） 涂布平板法 （3） 单细胞挑取法 （4） 选择培养分离
A（1）（2） B（2）（3）（4） C（2）（3） D（1）（3）（4）
5．鉴别纤维素分解菌的培养基中碳源为（ ）
A CMC-Na B 木聚糖 C 纤维素 D 裂解酶
6．在酸性贫瘠的土壤中分解纤维素占优势的菌为（ ）
A真菌 B 细菌 C 兼性厌氧细菌和真菌 D 放线菌
7．CX 酶能水解（ ）
A纤维素和CMC-Na B纤维素和果胶
C纤维二糖和微晶纤维 D麦芽糖和蔗糖
8．在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是（ ）
A分解尿素的细菌 B 消化细菌 C 分解纤维素的细菌 D 乳酸菌
9．在对纤维素分解菌进行培养时，培养基中酵母膏的主要作用是（ ）
A提供碳源 B 提供氮源 C 提供微生素 D 凝固剂
10．要将能分解纤维素的细菌从土壤中分离出来，应将它们接种在( )
A 加入指示剂的鉴别培养基上
B 含有蛋白胨的固体培养基上
C 只含纤维素粉无其他碳源的选择培养基上
D 含四大营养素的培养基上
11． 纤维素分解菌选择培养基的选择作用原因在于（ ）
A 硝酸钠 B 氯化钾 C 酵母膏 D 纤维素粉
12．选择培养的结果，培养液变（ ）
A 清澈 B 浑浊 C 红色 D 产生透明圈
13．在对纤维素分解菌进行选择培养时用液体培养基的目的是（ ）
A 可获得大量菌体
B 纤维素分解菌适宜在液体培养基上生长
C 可以充分利用培养基中的营养物质
D 可获得高纯度的纤维素分解菌
14．使用选择培养基的目的是（ ）
A 培养细菌 B 培养真菌 C 使需要的微生物大量繁殖
D 表现某微生物的特殊性状，与其他微生物加以区别
15．刚果红可与哪种物质形成红色复合物（ ）
A纤维二糖 B纤维素 C 葡萄糖 D 麦芽糖
16．刚果红染色时，加入刚果红应在（ ）
（1）制备培养基时 （2） 剃度稀释时 （3）倒平板时 （4）涂布时
（5） 长出菌落时
A（1）（3） B（2）（5） C（3）（5） D（4）（5）
17．寻找纤维素分解菌应到（ ）
A湿润的环境 B 富含纤维素的环境中
C 富含无机盐的环境中 D 池塘中
18．在将样品稀释图布到鉴别纤维素分解菌的培养基之前，先进行选择培养的目的是（ ）
A完全除去其他微生物
B无意义，去掉这一步
C增加纤维素分解菌的浓度
D使纤维素分解菌充分长大
19．下表为纤维素分解菌的鉴别培养基配方，请设计实验测定该培养基用于鉴定纤维素分解菌的最适PH。
CMC-Na 酵母膏 磷酸二氢钾 琼脂 土豆汁 蒸馏水
5-10g 1g 0.25g 15g 100ml 1000ml
实验步骤：
（1） 。
（2） 。
。
（3） 。
。（4） 。
。
（5）放在适宜条件下培养，观察并记录结果。
（6）仅凭1次实验能否准确测出培养基的最适PH？为什么？
20．分析下面培养基的配方，回答问题：
纤维素分解菌的选择培养基
纤维素粉 5g 硝酸钠1g 7水磷酸氢二钠1.2g
磷酸二氢钾0.9 g 7水硫酸镁0.5 g 氯化钾0.5 g
酵母膏 0.5 g 水解酪素0.5 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000ml。
（1）此培养基配方中为微生物提供碳源和氮源的分别是 。 。
（2）此配方为 培养基（根据物理状态）
（3）此培养基选择的微生物主要是 。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.课题3 酵母细胞的固定化
学习目标
1．说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。
2．尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。
学习重点：制备固定化酵母细胞。
学习难点：制备固定化酵母细胞。
学习过程
（一）课题背景
酶：优点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。
实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本；反应后的酶会混合在产物中，如不除去，会影响产品质量。
设想：
固定化酶：优点
实际问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成 都是通过一系列的酶促反应才能得到的
设想：
固定化细胞：优点
（二）、固定化酶的应用实例
高果糖浆是指
能将葡萄糖转化为果糖的酶是 。使用固定化酶技术，将
这种酶固定在一种 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 。酶颗粒无法通过筛板的小孔，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 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，提高了
果糖的产量和质量。
（三）、固定化细胞技术
固定化酶和固定化细胞是利用 或 方法将酶或细胞固定
在一定空间内的技术，包括 、 和 法。一般
来说，酶更适合采用 和 法固定，而细胞多采用
法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被
或 ，而个小的酶容易从 中漏出。
包埋法法固定化细胞即将微生物细胞 包埋在不溶于水的
中。常用的载体有 、 、 、 和
等。
〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？
〖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（ ）；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定（ ）。
（四）、实验操作
(1)制备固定化酵母细胞
制备固定化酵母细胞需要的材料是 、 和
1.酵母菌的活化
活化就是处于 状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2.配制物质的量尝试为0.05mol/L的Cacl2溶液
3.配制海藻酸钠溶液
加热溶化海藻酸钠时要注意：
4.海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合
5.固定化酵母细胞
以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的
溶液中，并浸泡 (时间)。
(2)用固定化酵母细胞发酵
1.将固定好的酵母细胞用 冲洗2-3次。
2.发酵时的温度就为 ，时间 。
〖思考4〗加热溶化海藻酸钠时微火加热并不断搅拌的目的是什么？
〖思考5〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？
〖思考6〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封？
〖思考7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？
〖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？
（五）、结果分析与评价
（一）观察凝胶珠的颜色和形状
如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。
（二）观察发酵的葡萄糖溶液
利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多 ，同时会闻到 。
反馈练习
1.使用固定化细胞的优点是( )
A.能催化大分子物质的水解 　 B．可催化一系列化学反应
C．与反应物易接近 　 D．有利于酶在细胞外发挥作用
2.酶的固定方法不包括( )
A.将酶吸附在固体表面上
B．将酶相互连接起来
C．将酶包埋在细微网格里
D． 将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶
3.下列关于酶制剂的叙述错误的是( )。
A． 酶制剂是包含酶的制品 B．包内酶和包外酶均可用于制成酶制品
C．酶制品的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等
D．固定化细胞不属于酶制剂
4.如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制( )。
A．直接使用酶 B．使用化学方法结合的酶
C．使用固定化细胞 D．使用物理吸附法固定的酶
5.下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是( )。
A． 酶分子很小，易采用包埋法
B．酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶
C．细胞个大，难被吸附或结合 D．细胞易采用包埋法固定
6. 关于固定化酶的叙述不正确的是 ( )。
A． 既能与反应物接触，又能与反应物分离
B．固定在载体上的酶可被反复利用
C．可催化一系列反应 D．酶的活性和稳定性受到限制
7.固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是( )。
A．避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程
B．固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用
C．促化反应结束后，能被吸收和重复利用
D．细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用
8.关于酵母细胞活化的说法，不正确的是( )。
A．酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸
B．活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态
C．酵母细胞活化所需要的时间较短 D．酵母细胞活化后体积增大
9.下列关于酶的叙述中正确的是( )。
A． 酶都提取于动植物细胞
B．酶制剂能够重复利用
C．果酒和果汁能够用酶制剂澄清
D．酶固定后称为酶制剂
10.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是( )。
A．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环
B.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量
C．海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠
D．海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋细胞过少
11．目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自（ ）
A．化学合成 B动物体内
C植物体内 D微生物体内
12.下图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：
(1)请请在横线上填出各标号名称.①________
②_________ ③_________。
(2) 与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点
是_____________和_____________,
固定化细胞的优点是___________________。
(3)③的作用是_______________。
（4）制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有__________
或_______________。
（5）据图说出反应柱的作用原理
13.下图是制备固定化酵母细胞实验步骤图解，请据图回答：
酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→配置海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
(1) 在_______________状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休
眠状态的微生物恢复_________状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵
母细胞活化时_________。(2) 影响实验成败的关键步骤是 _______ 。
(3) 如果海藻酸钠浓度过低，形成凝胶珠包埋酵母细胞数目______。
（4）观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明
如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明 。
（5）制备固定化酶不宜用包埋法，为什么？
参考答案
（一）能否有一种方法使酶发挥它的优点，而没有这些缺点？ 酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。 细胞中有多种酶，能否用固定化酶类似的技术来处理细胞？ 成本低，操作更容易
（二） 果糖含量为42%的糖浆 葡萄糖异构酶 颗粒状的载体上 筛板 葡萄糖异构酶 （三） 物理 化学 包埋 化学结合法 物理吸附法 化学结合法、 物理吸附法 包埋法 难以化学结合 吸附 包埋料中 均匀 多孔性载体 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等
（四） 干酵母 CaCl2 海藻酸钠溶液 休眠 微火加热并不断搅拌，防止海藻酸南焦糊CaCl2 30分钟 25℃ 24h。
思考1 吸附法 思考2 细胞 酶 思考4防止海藻酸南焦糊 思考5防止高温杀死酵母细胞 思考六 酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件
思考7酵母菌进行无氧呼吸产生的。 思考8 需要。
BDDCA CDACC D
12、答案：（1）反应柱； 固定化酶； 分布着小孔的筛板 （2）既能与反应物接触，又能与反应物分离； 能被反复利用，成本更低，操作更容易 （3）酶颗粒无法通过筛板上的小孔，反应溶液可自由出入。（4）将酶相互连接起来；将酶吸附在载体表面上 （5）反应物溶液从反应柱上端注入，使反应物溶液流过反应柱，与固定化酶接触，得到产物，从反应柱下端流出。
13、答案：（1）缺水； 正常生活状态； 体积增大（2）配制海藻酸钠溶液； (3)少
（4）固定化酵母细胞数目较少； 海藻酸钠浓度偏高，制作失败
（5）因为酶分子很小，容易从包埋材料中露出
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①
②
③
①
②
③分解纤维素的微生物的分离
【学习目标】
1．能简述纤维素酶的种类及作用，
2．能从土壤中分离出分解纤维素的微生物，了解这类微生物的应用。
3．能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。
【学习重点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。
【学习难点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。
【自主探究】
一、课题背景分析
纤维素是一种由 首尾相连而成的高分子化合物，植物每年产生的纤维素能被土壤中的某些微生物分解利用，是因为它们能产生 。对这些微生物的研究与利用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产 ，用 处理服装面料等。
二.基础知识：
（一）纤维素和纤维素酶
阅读课本27页基础知识部分第一、二段，回答下列问题：
1、纤维素在生物圈的分布状况？
纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质。植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。其中 是自然界中纤维素含量最高的天然产物。
2、纤维素酶的组成及作用？
纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即 、 和 ，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将 分解成葡萄糖。
（二）纤维素分解菌的筛选
阅读课本课本28页相关部分，回答下列问题：
1、纤维素分解菌的筛选方法-- ，这种方法能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选
2、纤维素分解菌的筛选方法的原理
刚果红是一种染料，它可以与纤维素形成 ，但并不和 、 发生这种反应。当纤维素被纤维素酶分解后刚果红—纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解为中心的 。这样我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌
〖针对性练习1〗下列关于纤维素酶的说法，错误的是
A、纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种 B、纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖
C、纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁 D、葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖
三、实验操作
分离分解纤维素的微生物实验流程：
土壤取样→ →梯度稀释→ → 。
〖旁栏思考题〗本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同？
提示：本实验流程与课题2的流程的区别如下。课题2是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮源的选择性培养基上，直接分离得到菌落。本课题通过选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液涂布在选择培养基上。其他步骤基本一致。
土壤取样
采集土样时，应选择富含纤维素的环境。若找不到合适环境，可将滤纸埋在土壤中一个月左右，也会有能分解纤维素的微生物生长。
〖旁栏思考题〗取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？
选择 的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。根据生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中 的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。
〖旁栏思考题〗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？
提示：将滤纸埋在土壤中能使 ，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约 cm左右腐殖土壤中。
（二）选择培养
选择培养的目的：
增加 ，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。
制备选择培养基：参照课本29页旁栏中的比例配置，回答下列问题：
①旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？
是液体培养基，原因是配方中无凝固剂。
②这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的？
有选择作用，本配方中的碳源是纤维素，所以能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。
③你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用
用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照。
3、选择培养
将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养
〖旁栏思考题〗为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？
提示：在选择培养的条件下，可以使那些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
（三）梯度稀释
按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释101～107倍。将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。
（四）将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
制备培养基:参照课本旁栏中的比例配制。
倒平板操作。涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布到平板培养基上，30℃倒置培养，菌落周围会出现明显的透明圈。
挑选产生透明圈的菌落（参照课本刚果红染色法，挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。）
（五）刚果红染色法
方法一：先 ，再加入刚果红进行颜色反应。
方法二：在 时就加入刚果红。
〖旁栏思考题〗这两种方法各有哪些优点与不足？
提示：方法一 缺点是操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。
方法二 优点是操作简便，不存在菌落混杂问题。
缺点一是由于培养基中还含有淀粉类物质，可以使能产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应；缺点二有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红，形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。
〖针对性练习2〗有关选择培养正确的叙述是（ ）
A、可以增加纤维素分解菌的浓度 B、可以减少纤维素分解菌的浓度
C、所用培养基是固体培养基 D、所用培养基是平板培养基
四、结果分析与评价
（一）培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落？
设置对照，若对照的培养基在培养过程中无菌落生长则说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。
（二）分离的结果是否一致
如果不同，分析产生不同结果的原因。
五、课题延伸
本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，但是这只是分离纯化的第一步。为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行 的实验，纤维素酶的测定方法一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的 进行定量的测定。
【达标练习】
1．下列材料中纤维素含量最高的是……( )
A．杨树 B．小麦 C．玉米 D．棉花
2．纤维素酶能够分解……………………( )
A．纤维素的微生物 B．淀粉的微生物 C．纤维素 D．淀粉
3．刚果红能与哪项物质形成红色复合物( )
A．纤维二糖 B．纤维素 C．葡萄糖 D．麦芽糖
4．寻找纤维素分解菌应到………………( )
A．湿润的环境中 B．富含纤维素的环境中
C．富含无机盐的环境中 D．池塘中
5．纤维素分解菌的选择培养基有选择作用，原因在于其含有………………………( )
A．NaNO3 B．KCl C．酵母膏 D．纤维素粉
6．下列哪种生物能产生纤维素酶 …( )
A．纤维素分解菌 B．牛 C．羊 D．兔
7．选择培养时应将锥形瓶固定在………( )
A．桌子上 B．温箱里 C．窗台上 D．摇床上
8．选择培养的结果：培养液变…………( )
A．清澈 B．浑浊 C．红色 D．产生透明圈
9．刚果红染色时，加入刚果红可在……( )
①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤培养基上长出菌落时
A．①③ B．②⑤ C．③⑤ D．④⑤
10．两种刚果红染色法的结果是………( )
A．均会出现透明圈 B．均不会出现透明圈
C．方法一出现，方法二不出现 D．方法一不出现，方法二出现
11、在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌，符合下列哪一生物学观点？（ ）
A、生物结构与功能相适应的观点 B、生物结构与功能整体性观点
C、生物与环境相适应的观点 D、生物发展进化的观点
12、从土壤中分离获得某种微生物的步骤是（ ）
①土壤取样 ②梯度稀释 ③选择培养 ④菌悬液涂布平板 ⑤挑选出单个菌落
A、 ①②③④⑤ B、①③②④⑤ C、 ①②④③⑤ D、①④②③⑤
13、利用刚果红法可以筛选出纤维素分解菌，下列说法错误的是
A、刚果红能与纤维素形成红色复合物
B、刚果红能与纤维二糖形成红色复合物
C、刚果红不能与葡萄糖形成红色复合物
D、若培养基上产生了透明圈，则说明已筛选出了纤维素分解菌
14、下表为纤维素分解菌的鉴别培养基配方，请设计试验测定培养基用于鉴定纤维素分解菌的最适Ph。
CMC-Na 酵母膏 KH2PO4 琼脂 土豆汁 蒸馏水
5-10g 1g 0.25g 15g 100mL 1000mL
实验步骤：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）放在适宜条件下培养，观察并记录结果。
（6）仅凭一次实验能否准确测出培养基的最适Ph 为什麽？
15．选做题：
某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。
（1）培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了____和______。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是_____和______。
（2）对培养基进行灭菌，应该采用的方法是_______。
（3）为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于______中培养，培养的温度设定在37℃。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种______作为对照进行实验。
（4）培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有_____种细菌。一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越_______。
（5）如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐_______细菌，这种培养基被称为____。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.课题2 腐乳的制作
【导学诱思】
1．经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的 和 ，脂肪被分解成 和 ，因而更利于消化吸收。
思考：（1）豆腐变为腐乳的过程中，有机物总量、有机物种类有何变化？
（2）腐乳的主要成份是什么？你所吃的食物主要成份相同吗？试举几例。
2．腐乳的发酵有多种微生物参与，如 、 、 、 等，其中起主要作用的是 。它是一种丝状 ，常见于 、 、 、 上。
思考：毛霉与豆腐之间什么关系？毛霉的代谢类型是什么？
3．现代的腐乳生产是在严格的 条件下，将优良 菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品的质量。
4．长满毛霉的豆腐块要逐层加盐，随层数的加高加盐量要 ，接近瓶品表面的盐要铺的厚一些，为什么？
5．腐乳装瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染，该过程灭菌的原理是什么？
【疑难点拨】
1．王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？盐在该过程中起什么作用？
盐能防止杂菌污染，避免豆腐腐败。盐能抑制多种微生物的生长。
2．配制卤汤时，一般将酒精含量控制在12%左右，过高过低都不行，为什么？
酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。
【典例解析】
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
例3．下面对发酵过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。D也是正确的，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：C
【课堂演练】
一、选择题
1．在培养基中加入适量的青霉素，可抑制哪些微生物的生长繁殖？
A、酵母菌、霉菌 B、病毒、酵母菌
C、细菌、放线菌 D、大肠杆菌、青霉菌
2．蘑菇、硝化细菌、超级细菌、乳酸菌的代谢类型依次是
①需氧自养型 ②需氧异养型 ③厌氧自氧型 ④厌氧异型 ⑤兼性厌氧型
⑥既可自养又可异养
A、①②③⑤　B、②①②④　C、②①④②　D、①②④⑥
3．以下发酵产品不属于微生物代谢产物的是
A、味精 B、啤酒 C、“人造肉” D、人生长激素
4．微生物代谢的人工控制是指
A、改变微生物的遗传特性 B、控制发酵时的温度
C、调节发酵过程中的pH，氧气通入量 D、包括A、B、C三项
5．测定3类细菌对氧的需要，让它们在3个
不同的试管中生长，右图显示了细菌的生
长层。据此判断：只能在需氧培养基中
繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧
和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
A、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ B、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ
C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ D、Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ
6．下列各项叙述中正确的是
A、微生物的遗传物质都是DNA B、微生物都属于原核生物
C、微生物的遗传物质是核酸 D、微生物的生殖方式是孢子生殖
7．下表列出了两种微生物生长所必需的营养物质和它们合成并释放的代谢产物。如果把这两种微生物共同培养在一个培养基中，它们之间最可能的关系是
微生物名称 生长因子 次级代谢产物
红酵母 嘧啶 噻唑
毛霉 噻唑 嘧啶
A、竞争 B、寄生 C、共生 D、腐生
8．豆腐发酵过程中，毛霉消耗的能量主要来自于哪种物质的分解
A．脂肪 B．磷脂 C．葡萄糖 D．蛋白质
9．霉菌细胞内各种细胞器所含酶的
A．种类有差异，数量相同 B．种类有差异，数量不同
C．种类无差异，数量相同 D．种类无差异，数量不同
10．霉菌的细胞渗透压与X浓度的食盐水相当，去掉细胞壁后浸在Y浓度食盐水中破裂，浸在Z浓度食盐水中收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次是
A．X>Y>Z B．Y>X>Z C．Z>Y>X D．Z>X>Y
11．若用呼吸抑制剂处理酵母菌，则会明显影响其细胞吸收的物质是
A．氧气、甘油 B．脂肪酸、水
C．葡萄糖、水 D．钾离子、氨基酸
二、非选择题
12．以下是证明食物腐败是由细菌引起的实验，阅读这段材料和图示，请回答：
①把碎肉或大豆加水煮烂，用两层纱布滤取肉
（豆）汤备用。
②在3只三角瓶里注入50ml肉（豆）汤，
第3个瓶用装有S型弯玻璃管的药棉瓶塞
塞住。（如图所示）
③把3只三角瓶放入盛水的锅里隔水
加热，使锅里的水沸腾5min，取出
3只三角瓶，冷却后放在温暖的阴暗处（日平均温度在20℃以上）。
④以后逐天观察肉汤的变化。结果一天后，不加塞三角瓶里的肉汤已混浊，液面有一层薄膜，这是细菌的群体。瓶内可能有臭味，说明肉汤已腐败。加药棉瓶塞三角瓶的肉汤几天后也开始腐败。加药棉瓶塞和S型玻璃管的三角瓶维持时间最长，但肉汤也最终腐败。
（1）本实验采用的是什么实验法？ 。
（2）不加塞的瓶内肉汤为什么会腐败？ 。
（3）加药棉塞三角瓶内肉汤几天后为什么也开始腐败？
。
（4）实验操作的第1个瓶起 作用。
答案:
1．C 2．B 3．C 4．D 5．A 6．D 7．C 8．C 9．B 10．D
11．D
12．（1）对比实验法 （2）不加瓶塞的三角瓶直接接触空气，腐败细菌进入机会最多 （3）加有棉塞的三角瓶，尽管细菌进入机会减少但也很难防止细菌侵入，同时由于灭菌不彻底，留在瓶内的细菌芽孢可能繁殖 （4）对照
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www.课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段
学习目标：
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
重点：PCR的原理和PCR的基本操作
难点：PCR的原理
Ⅰ．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．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
2．细胞内DNA复制过程的解析：
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。
DNA聚合酶结合：DNA聚合酶与模板链结合，标志着单链合成开始。
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： 。
［思考］DNA分子能准确复制的原因有哪些？
。
3． DNA分子复制的人工控制
解开螺旋：在 ℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。
恢复螺旋：在 ℃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： 。
反应场所： （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 ℃时DNA解旋
复性：在 ℃时引物与DNA单链结合
延伸：在 ℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）
Ⅱ．实验操作
（1） PCR反应体系：缓冲液、 ， 、 、两种RNA引物，水
（2） 实验操作步骤
①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。
⑤DNA在PCR仪中大量扩增。
2．4 水浴法：将微型离心管依次在 ℃、 ℃、 ℃的恒温水浴锅中循环处理相应时间。
3．实验注意事项
（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。
（2）缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。
（3）每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。
（4）混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。
（三）课堂总结、点评
（五）巩固练习
1．DNA分子复制时，解旋的两条链中（ ）
A仅一条作为复制模板
B两条链作为模板并复制出两个不同的DNA分子
C两条链作为模板并复制出两个相同的DNA分子
D两条链作为模板，各自合成一条子链，然后两条母链重新结合为原来的双螺旋分子，两条新链结合成一个全新的DNA分子
2.下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ ）
①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键 ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋 ④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构
A①③④②⑤ B①④②⑤③
C①③⑤④② D③①④②⑤
3.下列各项过程中，遵循“碱基互补配对原则”的有（ ）
①DNA复制②RNA复制③转录④翻译⑤逆转录
A①②③④⑤ B①②③④
C①②③⑤ D①③④⑤
4.实验室内模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是（ ）
①酶 ②游离的脱氧核苷酸 ③ATP④DNA分子 ⑤mRNA ⑥tRNA ⑦适宜的温度 ⑧适宜的酸碱度
A①②③④⑤⑥ B②③④⑤⑥⑦
C②③④⑤⑦⑧ D①②③④⑦⑧
5.利用PCR技术，把一个双链DNA分子当作第一代，经过3次循环，在第四代DNA分子中，有几条第一代脱氧核苷酸的长链？（ ）
A 2 B 4 C 8 D 16，
6.关于DNA分子的叙述中，正确的是（ ）
A .DNA的两条链是极性相同，同向平行 B.DNA的两条链是极性相同，反向平行
C.DNA的两条链中极性不同，反向平行的 D.DNA的两条链是极性不同，同向平行
7.假设PCR反应中，只有一个DNA的片段作为模板，请计算在30次循环后，反应物中大约有多少这样的DNA片段（ ）
A 215 B 230 C 260 D 231
8.DNA的合成方向总是（ ）延伸。
A从DNA分子的左端向右端 B从DNA分子的右端向左端
C从子链的5，端向3，端 D从子链的3，端向5，端
9.要使PCR反应在体外的条件下顺利地进行，需要严格的控制（ ）
A 氧气的浓度 B酸碱度
C温度 D 大气的湿度
10.DNA分子经PCR反应循环一次后，新合成的那条子链的脱氧核苷酸的序列应与（ ）
A模板母链相同 B非模板母链相同
C两条模板母链相同 D两条模板母链都不相同
11.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℃
12.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
13. 下列有关PCR描述，不正确的是（ ）
A. 是一种酶促反应 B. 引物决定了扩增的特异性
C. 扩增对象是DNA序列 D. 扩增对象是氨基酸序列
延伸
复性
变性
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
计算课题3 制作泡菜并检验亚硝酸盐含量
★课题目标
（一）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
（二）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
（三）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
★课题重点
制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐含量
★课题难点
泡菜中亚硝酸盐含量的测定
★教学方法
启发式教学
★教学工具
多媒体课件
★教学过程
（一）引入新课
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）进行新课
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）课堂总结、点评
（四）实例探究
例1．以下不属于发酵的是
A、利用需氧型青霉菌生产青霉素 B、缺氧时人的组织细胞产生乳酸
C、利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精 D、利用乳酸菌制作泡菜
解析：解答该题首先要理解发酵的概念，发酵是指在生产实际中，人们通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程。这里有3个要点，一是用于生产，二是培养微生物，三是生产代谢产物。根据概念可知，生产代谢产物青霉素有一个培养青霉菌的过程；生产酒精有一个培养酵母菌的过程；制作泡菜实质是培养乳酸菌，使其利用菜中的营养物质生产代谢产物乳酸的过程。因此，A、C、D都符合发酵的概念。而B项中虽有代谢产物乳酸，但不是微生物所为，也不存在培养微生物的过程，更不是用于生产，因此不属于发酵。
答案：B
例2．将等量萌发的种子和煮沸自然冷却后的种子分别放入甲、乙两个试管中，如下图所示本实验中石蜡油短期内不影响生物的生长）。两试管中均无空气存在。据图分析回答：
（1）甲试管放置几个小时后，管内顶部出现气泡，其中的气体成分主要是________；将该气体引入________溶液中，可使该溶液变混浊。
（2）甲试管中产生气泡的现象是种子进行________________造成的，写出表示这一过程的反应式________________________________。
（3）乙试管在与甲试管同样的时间内，试管内顶部未出现气泡，原因是 ________________________________。
（4）乙试管继续放置几天，一些微生物开始繁殖，导致试管内顶部也出现少量气体，这是这些微生物从试管中的________获得了所需要的营养物质进行新陈代谢的结果。一般来说，微生物所需要的营养要素可归纳成_______、_______、______、_________和_______五大类。
（5）这些微生物可能的来源是（答出两个来源即可。）________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：根据题意，试管中无空气，所以甲试管顶部的气体是种子进行无氧呼吸产生的CO2，CO2能使Ca（OH）2溶液变混浊。被煮沸过的种子已死亡，新陈代谢已停止，不能进行呼吸作用。微生物需要的营养物质包括碳源、氮源、生长因子、无机盐和水，死亡的种子可以为微生物的生长提供所需要的营养物质。乙试管中微生物可能的来源有：未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中的菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类等。
答案：（1）CO2 、Ca(OH)2(2)无氧呼吸 C6H12O6－酶－→2C2H5OH(酒精) + 2 CO2+ 能量（3）被煮沸过的种子已经死亡，不能进行呼吸作用（4）死亡种子中、碳源、 氮源、生长因子、无机盐、水（5）未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类。
☆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
（五）巩固练习
1．某人利用乳酸菌制作泡菜因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是
①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖 ②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖 ③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖 ④罐口封闭不严促进了需氧腐生菌的生长和繁殖
A、①③ B、②④ C、②③ D、①④
答案:B
2．乳酸菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长，原因是
A、碳源供应太充足 B、细胞会发生质壁分离
C、改变了乳酸菌的pH值 D、葡萄糖不是乳酸菌的原料
答案:B
3．夏天，煮沸过的肉汤很快就会腐烂变质，主要原因是
A、蛋白质被破坏 B、细菌大量繁殖C、肉汤中水分过多 D、空气使肉氧化分解
答案:B
4．细菌细胞壁与植物细胞壁的区别是
A、功能不同 B、细菌细胞壁具流动性 C、组成不同 D、细菌可形成芽孢
答案:C
5．下列有关细菌的叙述中正确的是
A、细菌只能进行分裂生殖 B、分裂生殖时大型环状DNA平均分配
C、分裂生殖时细胞质平均分配 D、分裂生殖时DNA平均分配
答案:C
6．关于微生物的叙述中，正确的是
A、所有的微生物都是形体微小、结构简单、对人类有害的
B、微生物包含了除动物界、植物界以外的一切生物
C、所有微生物均属于原核生物界、真菌界、原生生物界
D、细菌、放线菌、酵母菌都属于原核生物
答案:B
7．耐热性最强的细菌结构是
A、质粒 B、芽孢 C、细胞质 D、核糖体
答案:B
8．下列有关细菌代谢的叙述中，正确的是
A、细菌没有细胞器，只能进行无氧呼吸B、细菌的蛋白质合成在自身的核糖体上进行
C、细菌的代谢终产物也是CO2和H2O D、细菌的储藏性颗粒是蛋白质，淀粉，脂肪
答案:B
9．下列细胞中不能合成蛋白质的是
A．乳酸菌 B．醋酸菌 C．成熟红细胞 D．酵母菌
答案:C
10．葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质，实验过程中提供18O2，则18O2进入酵母菌细胞后，最先出现的放射性化合物是
A．丙酮酸 B．乳酸 C．二氧化碳 D．水
答案:D
★课余作业
1．从形态上来看，乳酸菌呈 短杆 状；从结构上来看，乳酸菌为 原 核细胞。
2．根据你的理解，汇出泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间的变化趋势曲线，并分析回答：
（1）亚硝酸盐含量在第 4 天达到最高峰。
（2）亚硝酸盐含量升高的原因是 蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性增强，将硝酸盐还原为亚硝酸 。
（3）亚硝酸盐含量降低的原因是 蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性减弱，硝酸盐还原减少 。
★教学体会
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。
★资料袋
泡菜的历史和功效
《三国史记》记载，神文王于683年娶王妃时下令准备的聘礼中包括酱油、大酱、酱汁类等食品，说明发酵食品当时已非常普及。即，泡菜类早已从3000年前开始在中国以(菹)为名出现，三国时代传至我国，经过统一新罗时代、高丽时代，其制作方法不断改变。在当时，泡菜可能是以萝卜为主原料的泡萝卜、咸菜、酱菜为主。据估计，今天的以整稞白菜和辣椒面为主原料的泡菜类是随着朝鲜时代中期以后白菜和辣椒传到我国时开始普及的。
1. 泡菜随着发酵，产生抗菌作用。 有害菌的作用在发酵过程中产生的乳酸菌的作用下得到抑制，且在随着发酵的成熟产生酸味的乳酸菌，不仅使泡菜更具美味，还能抑制肠内的其他菌，防止不正常的发酵，抑制病菌。
2. 另外，泡菜还能预防过分摄取肉类或酸性食品时，因血液的酸性化导致的酸中毒。在泡菜中使用的主材料均含有许多水分。因此，营养素的成分显得比较少，但乳酸菌具有抑制肠内有害菌的繁殖，净化肠胃的作用。
3. 泡菜还有助于成人病的预防，对肥胖、高血压、糖尿病、消化系统癌症的预防也有效果。
4. 此外泡菜类因蔬菜类的液汁和食盐等的复合作而有净化胃肠的作用。泡菜促进胃肠内的蛋白质分解酶-胃蛋白酶的分泌，并使肠内微生物的分布趋于正常化。
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修整、洗涤
晾晒、切分
原料加工
条状或片状
加盐
泡菜盐水
加入_______
并装坛
泡菜的制作
原理
在无氧条件下，乳酸菌将糖分解为乳酸（反应式）。
设计
原料选择、预处理
调味装坛
发酵
成品
操作
泡菜坛的选择
腌制时间、温度和食盐量的控制
亚硝酸盐含量测定
原理
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。
步骤
配制溶液
配制标准液
配制样品液
比色计算
结果分析与评价
亚硝酸盐的形成、含量变化及其危害
亚硝酸盐含量
发酵时间（d）教学设计
一、课题目标
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，讨论这类微生物的应用价值。
二、课题重点与难点
课题重点：从土壤中分离分解纤维素的微生物。
课题难点：从土壤中分离分解纤维素的微生物。
三、课题背景分析
教材首先说明了纤维素的化学组成以及纤维素在生物圈的广泛分布，由此转入到如何对纤维素进行有效利用的问题。接着，教材介绍了产纤维素酶的微生物能够分解纤维素，因此，对纤维素的利用离不开对分解纤维素的微生物的研究。最后，教材点明了本课题的研究主题，即从土壤中分离能够分解纤维素的微生物。
四、基础知识分析与教学建议
（一） 纤维素与纤维素酶
知识要点： 1.纤维素在生物圈的分布；2.纤维素酶的作用。
教学建议：有关纤维素的知识，教师可以联系必修模块《分子与细胞》中多糖的知识并安排学生通过阅读进行自学，学生自学后应该能够说出纤维素的化学组成以及在生物圈中的分布状况。关于纤维素酶的作用，教师可以参照课本的楷体字部分做演示实验。该实验的现象明显，能使学生对纤维素酶的作用留下深刻的印象。如果不做实验，也可以参照课本中图2-12来了解纤维素酶的作用。
（二）纤维素分解菌的筛选
知识要点： 1.刚果红染色法；2.刚果红染色法的原理。
教学建议：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。教师还可以结合本专题课题2介绍选择培养基的有关内容，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。
五、实验案例
土壤中纤维素分解菌的分离
实验的具体操作步骤如下。
1.土样采集 土样采集的方法与本专题课题2类似。土样的采集要选择富含纤维素的环境，这是因为在纤维素含量丰富的环境，通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，过一个月左右也会有能分解纤维素的微生物生长。
2.选择培养 选择培养需要的仪器有：250 mL锥形瓶、无菌称量瓶、药匙、1 mL和10 mL的移液管、天平、摇床、温度计等。
培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制。在250 mL锥形瓶中装入30 mL培养基，用8层纱布做成瓶塞，将瓶口塞紧，再在瓶塞外包裹两层包装纸（或报纸），用线绳扎紧，在121 ℃下高压蒸汽灭菌20 min。
选择培养的操作：称取土样20 g，在无菌条件下加入装有30 mL培养基的摇瓶中。将摇瓶置于摇床上，在30 ℃下振荡培养1～2 d，至培养基变混浊。此时可以吸取0.1 mL培养液进行梯度稀释和涂布平板，也可以按课本中所述，重复选择培养的步骤一次，然后再进行梯度稀释和涂布平板。
3.刚果红染色法分离 纤维素分解菌这一步所需要的仪器有：无菌培养皿、涂布器、1 mL移液管，装有9mL无菌水的20 mL大试管，温箱等。
培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制。在500 mL三角瓶中装入200 mL培养基，在121 ℃下高压蒸汽灭菌20 min。
倒平板操作：将灭菌后的固体培养基熔化，按无菌操作的要求，在无菌的培养皿中倒入15～20 mL培养基，凝固后待用。
制备菌悬液：按照本专题课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释，稀释最大倍数至106。
涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1 mL，滴加在平板培养基上，用涂布器将菌液涂布均匀，在30 ℃倒置培养，至菌落长出。每个稀释度下需涂布3个平板，并注意设置对照。刚果红染色的具体操作步骤参照课本［资料三］。
六、课题成果评价
（一）培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落：对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。
（二）分离的结果是否一致：由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。
七、答案和提示
（一）旁栏思考题
1.本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同？
答：本实验流程与课题2的流程的区别如下。课题2是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮源的选择性培养基上，直接分离得到菌落。本课题通过选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液涂布在选择培养基上。其他步骤基本一致。
2.为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？
答：由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。
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？
答：将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约10 cm左右腐殖土壤中。
4.想一想，这两种方法各有哪些优点与不足？你打算选用哪一种方法？
提示：参看本课题参考资料的内容。
5.为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？
答：在选择培养的条件下，可以使那些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。
（二）练习
2.答：流程图表示如下。
土壤取样→选择培养（此步是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定）→梯度稀释→将菌悬液涂布到有特定选择作用的培养基上→挑选单菌落→发酵培养
八、参考资料
1.纤维素与纤维素酶
纤维素与淀粉都是由葡萄糖组成的，但组成两者的葡萄糖的连接方式不同，因而使两者的形态完全不同。纤维素是由葡萄糖分子按β-1,4糖苷键连接而成的，淀粉是由葡萄糖分子按α-1,4糖苷键连接而成的。
人类以淀粉为主要能量来源，但完全不能消化纤维素，而反刍动物和大量的微生物则主要以纤维素为能量来源。这是因为，在反刍动物的瘤胃中生活着大量的可以分解纤维素的微生物。微生物产生的纤维素酶是一种复合酶，包括内切酶（Cx酶）、外切酶（C1酶）和葡萄糖苷酶。内切酶作用于无定型的纤维素区域，使纤维素断裂成片段；外切酶又叫纤维二糖水解酶，它可以作用于纤维素的结晶区或小片段纤维素，从糖链末端开始切掉两个葡萄糖分子，产生纤维二糖；葡萄糖苷酶则将纤维二糖分解成葡萄糖。
2.两种刚果红染色法的比较
刚果红在筛选纤维素分解菌上的应用已经有超过20年的历史，在本课题中我们给出了两种方法。方法一是传统的方法，缺点是操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；其优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂问题，缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素占主要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。方法二的另一缺点是：有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.4.1 果胶酶在果汁生产中的作用
[教学目标]
1．简述果胶酶作用。
2．检测果胶酶活性。
3．探究温度和pH对果胶酶活性影响。
4．探究果胶酶的最适用量，搜集有关果胶酶应用的资料。
[教学重点]
探究温度和pH对果胶酶活性影响
[教学难点]
探究果胶酶的最适用量
[教学过程]
讨论：果汁生产中存在的问题
（1、果肉的出汁率低,耗时长．2、榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀．）
怎么能够提高水果的出汁率并使果汁变得澄清？
在生产上，使用果胶酶、纤维素酶等解决。
果胶酶有什么作用？
一、基础知识
（一）酶的基础知识
回忆：在高一我们学习过有关酶的知识，请回忆以下问题，
1、酶的概念：酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物；
2、酶的本质：蛋白质（大多数）或RNA；
基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸
3、酶的功能：在各种化学反应中起催化作用。
原因：酶能降低化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。
4、酶的特性
（1）高效性： 酶的催化效率是无要催化剂的107～ 1013倍。
（2）专一性： 一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。
（3）需要适宜的条件： 适宜的温度、适宜的PH值。
（二）果胶酶的作用
阅读课本P42的内容，回答以下问题：
（1）细胞壁的组成成分？
（2）果胶的单体是什么？
（3）果胶酶的作用？
1、果胶
是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。
思考：要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？结果一样吗？
2、果胶对果汁制作的影响：
影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。
3、果胶酶：
它是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。
果胶 半乳糖醛酸
4、果胶酶在果汁制作中的作用
① 分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；使果胶水解为半乳糖醛酸。
② 提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。
（三）酶的活性与影响酶活性的因素
1、酶的活性： 指酶催化一定化学反应的能力。
2、酶催化能力高低的衡量标准
在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度。
酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
3、影响酶活性的因素：
①温度
A、温度对酶的影响
在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐提高，达到最适温度时，酶的催化能力最高，但高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。
B、果胶酶的最适温度
果胶酶的最适温度为45～500C。
C、讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？
不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活性丧失后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。
②pH：
A、 pH对酶的影响
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升高，高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降，pH过高或过低会使蛋白质变性，当蛋白质变性后，酶也就完全丧失了活性。
B、果胶酶的最适pH
果胶酶的最适pH范围为3.0～6.0。
③酶的抑制剂：
Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金属离子对果胶酶有抑制作用。
你知道这些离子为什么能抑制酶的活性？
（四）果胶酶的用量
1、酶的生产
①提取法：
采用各种技术，直接从动物或微生物的细胞或组织中将酶提取出来（在原料充分的地区得以应用）。
②发酵法：
通过微生物发酵来获得人们所需的酶（20世纪50年代以来生产酶的主要方法），如用曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。
③化学合成法：
成本比较高，只能合成已知结构的酶。
2、控制酶的用量
为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量。
二、实验设计
（一）探究温度对果胶酶活性的影响
1、实验原理
果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。
2、实验操作流程
你能设计吗？
（1）获取苹果泥；
（2）保温——苹果泥和果胶酶分别进行；（多个温度）
（3）混合后保温；
（4）过滤。
讨论：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？
将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。
（二）探究pH对果胶酶活性的影响
1、实验原理
果胶酶的活性受pH影响，处于最适pH，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。
2、实验操作流程
你能设计吗？
想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？
果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。
在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？
需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。
4、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，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度。下面是师大附中某研究性学习小组同学在“探究果胶酶催化果胶水解的适宜pH”的课题过程中遇到的问题。
（1）本课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥（假定pH的改变对苹果泥成分无影响），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……10。
方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调到4、5、6……10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合
请问哪一种方法更为科学： ，并说明理由：
方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始达到实验预设的pH（或“方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应”）。
（2）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使 以减少实验误差。（酶和反应物（果胶）充分地接触）
（3）如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示 果胶分解速率 ，该实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图： 甲 。若实验所获得的最适宜pH=m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。
（“m”点的位置如右图所示，m点标在曲线上的不给分）
(三)探究果胶酶的用量
1、实验原理
在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，在增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。
2、实验操作
请你设计。
（1）配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥；
①配制不同浓度的果胶酶溶液
准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等体积的水溶液，取等量放入9支试管中，并编号1～9。
②制备水果泥
搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g，等量装入9支试管中，并编号1～9。
（2）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。
（3）将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。
（4）恒温水浴约20分钟
（5）过滤后测量果汁的体积
在最适温度和pH条件下制作1升苹果汁，使用多少果胶酶最合适？
一般为50mg/l左右，因为用此浓度处理果汁2～4小时后果汁率增加10％后不再增加。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
果胶酶土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
【导学诱思】
1．尿素只有被 分解成 之后，才能被植物吸收利用。
2．以土壤中能分解尿素的细菌为研究对象，要达到的两个主要目的是：
⑴ ；⑵ 。
3．PCR（ ）是一种在体外将 。此项技术的自动化，要求使用耐高温的DNA聚合酶。
思考：怎样找耐高温的酶呢？
4．实验室中微生物的筛选应用的原理是：人为提供有利于 生长的条件（包括 等），同时抑制或阻止其他微生物生长。
5．选择培养基是指 。
6．常用来统计样品中活菌数目的方法是 。即当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的 。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
的平板进行计数。另外， 也是测定微生物数量的常用方法。
7．比较教材中两位同学的操作方法，哪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呢？如需要，如何改进？
8．一般来说，统计的菌落数往往比活菌的实际数目 。这是因为
。因此，统计结果一般用 而不是活菌数来表示。
9．设置对照实验的主要目的是 ，提高实验结果的可信度。
10．对照实验是
。
11．实验设计包括的内容有： 、 、 和 ，具体的实验步骤以及时间安排等的综合考虑和安排。
12．不同种类的微生物，往往需要不同的培养 和培养 。在实验过程中，一般每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以
。
13．无菌操作应注意什么问题？
⑴
⑵
⑶
14．在进行多组实验过程中，应注意做好标记，其目的是 。
思考：应标记哪些内容？怎样操作更有利于实验的进行？
15．对所需的微生物进行初步筛选，只是分离纯化菌种的第一步，要对分离的菌种进行一步的鉴定，还需要借助 的方法。
思考：有哪些方法可以对菌种进行鉴定？
【疑难点拨】
1．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。
2．如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？
统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均值，然后按课本旁栏的公式进行计算。
3．为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度？测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？
这是因为土壤中各类微生物的数量（单位：株/Kg）是不同的，例如在干旱土壤中的上层样本中：好氧及兼性厌氧型细菌数约为2185万，放线菌数约为477万，霉菌数约为23.1万。因此，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离，同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。
【典例解析】
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
例3．（2005年江苏）抗生素作为治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。
⑴青霉素发酵产生青霉素。青霉菌的新陈代谢类型是 ，青霉素是青霉菌的 代谢产物。
⑵在生产和科研中，常选用处于 期的青霉菌作为菌种或研究材料，因为此时的青霉菌代谢旺盛， 和 比较稳定。
⑶对青霉菌菌体生长情况的测定：取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后， ，再计算发酵罐中菌体的总重量。
解析：青霉菌属于真菌，其代谢类型应为异养需氧型，而青霉素作为它的代谢产物，并不是它生长、繁殖所必需的，所以青霉素应属于次级代谢产物。在测定培养基上青霉菌菌体的生长情况时，常用的方法有两种：一种是测量青霉菌的细胞数目，另一种是测重量，取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后，称菌体的湿重，或烘干后称干重，再由此计算出其中的细胞总重量。在细菌生长的四个主要时期中，因为处于对数期的细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定，常作为生产用的菌种和科研的材料。
答案：⑴异养需氧型 次级 ⑵对数 个体的形态生理特性 ⑶称菌体的湿重（称烘干后的重量）
【课堂演练】
选择题
1．在一个“淀粉—琼脂”培养基的5个圆点位置，分别用不同方法处理，将此实验装置放在37℃恒温箱中，保温处理24h后，将碘液滴在培养基的5个圆点上，其实验结果记录于下表：（C）
淀粉圆点 实验处理方法 碘液处理后的颜色反应
① 新鲜唾液与盐酸混合 蓝黑色
② 经过煮沸的新鲜唾液 蓝黑色
③ 接种面包霉 棕黄色
④ 只有新鲜的唾液 ？
⑤ 只有一定浓度的蔗糖溶液 ？
请指出④和⑤所发生的颜色反应，以及③接种的面包霉的分泌物分别是
A．棕黄色、棕黄色、淀粉酶 B.蓝黑色、棕黄色、麦芽糖酶
C．棕黄色、蓝黑色、淀粉酶 D.棕黄色、蓝黑色、麦芽糖酶
2．实验测定链霉素对3种细菌的抗生素效应，用3种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画3条等长的平行线（3条线均与下图中的链霉素带接触），将平板置于37℃条件下恒温培养3天，结果如图所示。从实验结果分析以下叙述，不正确的是 （D）
A．链霉素能阻止结核菌的生长 B．链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效
C．链霉素对结核菌比对伤寒菌更有效 D．链霉素可以用于治疗伤寒病人
3.利用生物工程生产啤酒、味精、胰岛素、酸奶的常用菌种分别是
A．酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌
B．酵母菌、大肠杆菌、青霉菌、乳酸菌
C．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌
D．黄色短杆菌、酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌
4．下列操作不属于微生物的分离步骤的是
A． 稀释 B．划线或涂布 C．接斜面 D．培养
5．影响微生物生长的主要环境因素是
A．阳光、温度、水分 B．温度、水分、PH C．水分、PH、氧 D．温度、PH、氧
6.下列微生物的产物中没有菌种特异性的一组是
A．氨基酸、核苷酸、多糖、色素 B. 多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸
C．核苷酸、多糖、维生素、毒素、抗生素 D．核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸
7．微生物代谢的人工控制是指
A.改变微生物的遗传特性 B.控制发酵时的温度
C.调节发酵过程中的pH，氧气通入量 D.包括A、B、C三项
8．在微生物群体生长规律的测定中，不可能发生的是
A.繁殖 B.生存斗争 C.种间斗争 D.种内斗争
9．与调整期长短有关的因素中，可缩短调整期的一组是
①用与菌种相同的培养基 ②营养丰富的培养基 ③稳定期获得的菌种 ④对数期获得的菌种 ⑤接种时间提前 ⑥接种量加大 ⑦接种量减小 ⑧接种种类加大
A、①③⑤⑦ B、②③⑤⑦ C、①④⑥ D、②④⑤⑥⑧
10．微生物群体生长善的测定方法可以是
①测定样品的细胞数目 ②测定次级代谢产物的总产量
③测定培养基中细菌的体积 ④测定样品的细胞重量
⑤测定初级代谢产物的总产量
A.②④ B.①④ C.①③⑤ D.②③④
二、非选择题
11．下图示酵母菌细胞的结构模式和生长曲线图，据图回答：
(1)从细胞核的构造看，酵母菌属于 生物，如果发现一种酵母菌细胞核中17条染色体，该酵母菌是 倍体。
(2)图中(1)的结构名称为 。
(3)酵母菌细胞分裂的意义是( )
A. 产生新个体 B. 增加生产力 C. 增加变异性 D. 改变遗传性
(4)用酵母菌制啤酒时，为保证发酵罐中有较多的酵母菌，必须先通入氧气，达到一定数量后，则应该密闭，以获得大量的酒精，这充分说明酵母菌的异化作用类型是 。
(5)研究发酵罐中酵母菌的生长状况，常用取样统计分析，判断取样先后顺序的最简单的方法是测定发酵罐中的 。
A. 氧气量 B. 葡萄糖量 C. 酒精量 D. pH值
(6)欲收获酵母菌或其代谢产物，应选择曲线中的 段。
(7)自然环境中的酵母菌属于生态系统中的 成分。
12． (15分)(1)在锥形瓶内装入一定量液体培养基，接人N0个乳酸菌之后密封，放在250C温箱中连续培养若干小时，其间每30min测定一次菌数，测得数量变化曲线如下图所示。请分析并回答问题：
①乳酸菌以 方式生殖，这代表 类生物普遍具有的生殖方式。
②用N表示总菌数，N0表示初始菌数，t表示增殖世代数，乳酸菌数量增长的数学表达式为N=N02t(假设生长条件理想稳定)。当在理想条件下乳酸菌每30min繁殖一代，按上式计算，当N0=1000时，连续培养5h，总菌数可达 个。
③在实际培养条件下，乳酸菌增长速度与理想条件下乳酸菌增长速度不同，如果5h前的总菌数等于活菌数，请在上面的图中将5h后活菌数的变化趋势用曲线表示出来。造成菌群密度变化的外界因素是 。
④培养基中不断产生的乳酸来自乳酸菌的 作用。
⑤实验过程中，为什么要在25℃的条件下进行 。
(2)某同学进行了温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验：
实验步骤：
①取三支试管，分别加入质量分数为3％的可溶性淀粉溶液。
②将试管分别放人25℃、60℃的水中和冰块中，在三支试管中分别加入质量分数为2％的淀粉酶溶液，两支试管中的pH=6.8，第三支试管中的pH=4，摇匀后维持各自温度5min。
③在三支试管中各滴1滴碘液，并摇匀。观察并记录：(略)
结论：温度过高或过低都影响酶的活性。
请回答：
[1]该实验能否得出上述实验结论
。
[2]指出步骤中不正确之处并在此基础上加以纠正或补充相应的内容。
。
13．下面是发现和研究青霉素的过程：
问题：在培养细菌的培养基中，发现青霉菌，在其周围没有细菌生长。没有青霉菌的培养基内布满了细菌。假设：实验：把青霉菌放入培养液内培养，一段时间后除去青霉菌，并用这种培养液培养细菌，观察细菌的生长情况。结果：这种培养液阻止了细菌的生长和繁殖。结论：青霉菌可产生一种阻止细菌生长繁殖的物质。
请回答：
⑴该实验的假设是 。
⑵以上实验还不足以论证以上结论，请在以上实验的基础上，补充相应的实验方法。
答案：
1—5 CDCCD 6—10 DDCCB
11．(1)真核；单 (2)芽体 (3)A (4)兼性厌氧型
(5)D (6)EF (7)分解者
12．(1)分裂生殖(或无性生殖) 原核(或单细胞) ②1024000 ③如下图
(会绘曲线呈下降趋势给分) 营养物质减少
④无氧呼吸(或乳酸发酵)
⑤25℃时有利于酶的催化功能(或25oC 时酶的催化效率高)
(2)[1]按此实验步骤不能得出以上实验结论
[2]
①试管上没有做标记，应用字母(或数字)标记，如三支试管分别标A、B、C
②步骤①、②中加入试管中的两种溶液应有量的描述，如步骤①应补充3％的可溶性淀粉溶液2mL．
③实验组与对照组未遵循单一变量原则，两组中存在酸碱度和温度两个变量，应只有温度一个变量，酸碱度应一致pH都为6.8。
13．⑴青霉菌可能阻止了其他细菌的生长和繁殖。
⑵增加对照实验。具体方法为：将另一组相同的细菌放在未培养过青霉菌的，其他成分完成相同的培养液中，在完全相同的环境中进行培养，观察其生长繁殖情况。血红蛋白的提取和分离
思考1：分离生物大分子的基本思路是什么？
选用一定的物理或化学的方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。
思考2：蛋白质的分离和提取的原理是什么？
根据蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度和吸附的性质和对其他分子的亲和力等等，可以用来分离不同蛋白质。
思考3： 高温灭菌和酒精灭菌分别利用蛋白质的何种作用，作用结果是什么被破坏？
变性、变性、空间结构
思考4：人们用鸡的红细胞提取DNA，用人的红细胞提取血红蛋白的原因是什么？
鸡的红细胞具有细胞核，含有DNA，便于进行DNA的提取，人的红细胞无细胞核，结构简单，血红蛋白含量丰富便于提取血红蛋白
一、基础知识：
㈠ 凝胶色谱法（分配色谱法）：
1、概念：根据被分离蛋白质的（ ），利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用，来分离蛋白质的有效方法。
2、原理：当不同的蛋白质通过凝胶时，相对（ ）的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程（ ），移动速度（ ），而（ ）的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在（ ）移动，路程（ ），移动速度（ ），相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。
3、具体过程：
A. 的蛋白质由于 作用进入凝胶颗粒内部而被滞留； 的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在了里之间迅速通过。
B.（1） 混合物上柱；
（2）洗脱开始， 的蛋白质扩散进入凝胶颗粒内； 的蛋白质被排阻于凝胶颗粒之外；
（3） 的蛋白质被滞留； 的蛋白质被向下移动。
（4） 不同的蛋白质分子完全分开；
（5） 的蛋白质行程较短，已从 中洗脱出来， 的蛋白质还在行进中。
㈡ 缓冲溶液：
1、概念：在一定的范围内，能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液PH发生明显变化的作用叫做缓冲作用，具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。
2、作用：能够抵制（ ）的对溶液的（ ）的影响，维持PH基本不变。
3、缓冲溶液的配制
通常由（ ）种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的（ ）就可以制得（ ）使用的缓冲液。
思考：说出人体血液中缓冲对？
思考：在血红蛋白整个实验室中用的缓冲液是什么？它的目的是什么？
使用的是磷酸缓冲液，目的是利用缓冲液模拟细胞内的PH环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便于观察（红色）和材料的科学研究（活性）
㈢电泳：
1、概念：指带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。
2、原理：许多重要的生物大分子，如（ ）等都具有( ) 在( )下，这些基团会带上（ ） 。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其（ ）
移动。电泳利用了待分离样品中各种分子（ ）以及分子本身（ ）、（ ）的不同使带电分子产生不同的（ ），从而实现样品中各种分子的分离。
3、分类：
琼脂糖凝胶电泳
聚丙稀酰胺凝胶电泳。
测定（ 蛋白质相对分子质量 ）通常用十二烷基硫酸钠（SDS）—聚丙稀酰胺凝胶电泳
蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带静电荷的多少以及分子的大小等因素。
为了消除静电荷对迁移率的影响可以在凝胶中加入( )。SDS能使蛋白质发生完全变性。由几条肽链组成的蛋白质复合体在SDS的作用下会解聚成单条肽链，因此测定的结果只是( )。SDS能与各种蛋白质形成蛋白质—SDS复合物，SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有电荷量。因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完全取决于( )。
二 实验操作
蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理——粗分离——纯化——纯度鉴定
1.样品处理
(1)红细胞的洗涤
①目的：去除（ ）
②方法：（ ）离心（速度越高和时间越长会使白细胞和淋巴细胞等一同沉淀达不到分离的效果），然后用胶头吸管吸出上层透明的（ ），将下层（ ）的红细胞液体倒入（ ）
再加入用（ ）的（ ）质量分数为0.9％的氯化钠溶液洗涤
⑤低速离心（低速短时间）
⑥重复4、5步骤（ ）次，直至上清液中已没有（ ），表明洗涤干净。利于后续血红蛋白的分离纯化，不可洗涤次数过少。
(2)血红蛋白的释放
加（ ）到（ ）体积，再加40％体积的（ ）（ 溶解细胞膜） ，置于（ ）上充分搅拌10分钟（加速细胞破裂）, 细胞破裂释放出血红蛋白.
(3)分离血红蛋白溶液：将搅拌好混合液转移到离心管内，以2000r/min的速度离心10 min ，试管中的溶液分为4层:
第1层（最上层）：（ ）甲苯层
第2层（中上层）：（ ）的沉淀层，（ ）色薄层固体
第3层（中下层）：（ ）的水溶液层，（ ）的液体
第4层（最下层）：其它杂质（ ）的沉淀层
(4)透析
2.凝胶色谱制作
1）凝胶色谱柱的制作
①取长40厘米，内径1.6厘米的玻璃管，两端需用砂纸磨平。
②底塞的制作：打孔 挖出凹穴 安装移液管头部 覆盖尼龙网，再用100目尼龙纱包好。
a、选择合适的的橡皮塞，中间打孔；
b、在橡皮塞顶部切出锅底状的（ ），在0.5ml的（ ）头部切下（ ）长的一段，插入橡皮塞孔内，上部不得超过橡皮塞的凹穴底面。
c.剪尼龙网小圆片覆盖在（ ）上，用（ ）的尼龙纱将橡皮塞（ ）包好，插到玻璃管一端。
d、色谱柱下端用移液头部做（ ），连接一细的（ ），并用螺旋夹控制尼龙管的（ ），另一端放入收集（ ）的收集器内
③顶塞的制作：
插入安装了玻璃管的橡皮塞
④组装：将上述三者按相应位置组装成一个整体。
⑤安装其他附属结构。
2）凝胶色谱柱填料的处理
（1）凝胶的选择：（ ）。
（2）方法：
配置凝胶悬浮液：计算并称取一定量的凝胶浸泡于（ ）中充分溶胀后，配成（ ）。
（3）凝胶色谱柱的装填方法
固定：将色谱柱处置固定在支架上
②装填：将（ ）一次性的缓慢倒入（ ）内，装填时轻轻敲动色谱柱，使凝胶填装均匀。
③洗涤平衡
装填完毕后，立即用缓冲液洗脱瓶，在( )高的操作压下，用300ml的20mmol/l的磷酸缓冲液（pH为7.0）充分（ ）12小时。
3）样品加入与洗脱
（1）加样前：打开下端出口，使柱内凝胶面上的（ ）缓慢下降到与（ ）平齐，关闭出口
（2）加透析样品
①调整缓冲液面：与凝胶面平齐
②滴加透析样品：用（ ）将1ml（ ）的样品加到色谱柱的（ ）
③样品渗入凝胶床：（ ）
④洗脱：打开下端，用磷酸缓冲液洗脱
⑤收集：待（ ）接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每（ ）收集一试管连续收集
思考：与其它真核细胞相比，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？
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。
思考：你能描述血红蛋白分离的完整过程吗？
血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步，包括：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品的处理；再经过透析去除分子量较小的杂质，即（ ）；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大杂质蛋白除去，即样品的（ ）；最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行（ ）。
3.SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳
判断（ ）的蛋白质是否达到要求，需要进行蛋白质纯度的鉴定。
SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白纯度
电泳方法步骤
1)根据厂家说明书安装电泳用的玻璃板 2）SDS—聚丙烯酰胺凝胶制备
3）样品处理： 4）把凝胶固定于电泳装置上
5)加样：按顺序加样，加样量通常为10—25 μL。样品可以多加几个，例如，血浆样品红细胞破碎后(即进行凝胶色谱分离之前)的样品和凝胶色谱分离之后的样品
6)电泳　 7）剥胶 8）染色 9)脱色 10)观察结果
SDS电泳的成功关键之一是电泳过程中，待别是样品制备过程中蛋白质与SDS的结合程度。
三 实验结果分析与评价
观察血液样品离心后是否分层，如果分层不明显，可能是洗涤次数少、未能除去血浆蛋白的原因。此外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。
如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确的话，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出；如果红色区带歪曲、散乱、变宽，说明分离的效果不好，这与凝胶色谱柱的装填有关。
讨论：如何测定蛋白质的分子量？
使用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质的分子量时，可选用一组已知分子量的标准蛋白同时进行电泳，根据已知分子量的标准蛋白的电泳区带位置，用电泳迁移率和分子量的对数作标准曲线，可以测定未知蛋白质的分子量。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
凝胶颗粒
相对分子质量较小的蛋白质
相对分子质量较大的蛋白质
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
B
A
多孔板
阴极
阳极
加入待分离的样品
带电性质、分子大小和形状的不同，使分子迁移速度不同
分子向阳极移动
缓冲液
琼脂胶
溶液槽
凝胶电泳原理示意图课题1 菊花的组织培养
★课题目标
（一）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
（二）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。
（三）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。
★课题重点
植物组织培养过程中使用的无菌技术
★课题难点
　植物组织培养过程中使用的无菌技术
★教学方法
启发式教学
★教学工具
多媒体课件
★教学过程
（一）引入新课
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）进行新课
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：21
2．1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）课堂总结、点评
（四）实例探究
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
☆综合应用
例3、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
解析：离体的植物器官、组织或细胞脱分化过程是在无菌条件下进行的，在愈伤组织形成过程中，需要适宜的温度、一定的营养物质和植物激素的诱导，但不需要阳光。
答案：C
（五）巩固练习
1.植物组织培养技术的理论基础之一是：
A.植物细胞的完整性 B.植物细胞的多样性
C.植物细胞的全能性 D.植物细胞杂交
2.要大量繁殖用植物体细胞杂交方法获得的植物，应该采用哪种繁殖方式？
A.种子繁殖 B.分裂生殖 C.出芽生殖 D.营养生殖
3.下列关于愈伤组织的说法中不正确的是
A.愈伤组织的细胞能够进行细胞分裂
B.用叶培养形成的愈伤组织细胞能够进行光合作用
C.培养愈伤组织的培养基中应含有有机养料
D.人们可以从愈伤组织中提取所需物质
4.在一个多细胞生物体内，存在形态、结构和生理功能上具有稳定性差异的细胞，是因为
A.细胞失去全能性 B．不同的细胞，基因是不同的
C.不同细胞中基因选择性表达的结果 D．变异一般是不定向的
5.细胞具有全能性的原因是
A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能
B.生物体的每一个细胞都具有全能性
C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因
D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的
6.植物组织培养过程中的脱分化是指
A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞
B.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程
C.植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程
D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程
7.下列植物细胞全能性最高的是
A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞
8．植物组织培养是指
A．离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织
B．愈伤组织培育成植株
C．离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体
D．愈伤组织形成高度液泡化组织
9．某园艺场经过长期精心选育，培养出一株形态优美的兰花，如果要保持母本的优良性状，并尽快大规模繁殖，最适合的繁殖方式是 （ ）
A．分裂生殖 B．有性生殖 C．孢子生殖 D．组织培养
10．胡萝卜的韧皮部细胞通过组织培养，能发育成新的植株。下列有关的叙述中，不正确的是 （ ）
A．说明高度分化的植物细胞具有全能性
B．植物细胞的全能性得以表达要离开母体
C．新植株的形成是细胞分裂和分化的结果
D．高度分化的动物细胞也具有全能
答案：1～5 C DBCC 6～10 CACDD
★课余作业
1、为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植株？
2、植物组织培养与花药培养技术有何相同点与不同点？
★教学体会
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。
★资料袋
克隆羊多利
2003年2月14日苏格兰罗斯林研究所证实世界上首只成年体细胞克隆动物多利已经死亡。多利的尸体将被制成标本，存放在苏格兰国家博物馆。
多利于1996年7月5日出生，于1997年2月23日被介绍给公众，它是用一只6岁母羊的体细胞进行克隆，由罗斯林研究所与英国PPL医疗公司共同培育而成的。罗斯林研究所所长哈里·格里芬说，绵羊通常能活11到12年。但2002年1月科学家发现多利羊的左后腿患上了关节炎这种典型的“高龄病症”，现在，多利羊壮年死于老年羊常得的肺部感染疾病。研究人员对它实施了“安乐死”。世界第一只体细胞克隆动物多利羊的诞生曾震惊了世界，它的死也引起了人们对克隆动物的关注、以及对克隆技术发展前景的再思考。
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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
栽培课题2 腐乳的制作
一、教学目标的确定
在课程标准中，对该节内容描述为“运用发酵食品加工的基本方法”。该条内容标准属于独立操作水平，要求同学们能够独立完成腐乳制作的操作，并能对教材中给出的操作方法进行调整和改进，使之更加完善合理，并分析腐乳制作过程的科学原理及影响腐乳品质的条件。通过本课题的开展，可以使同学们留心生活中的一些细节，培养自己动手动脑的习惯。通过自行设计实验，可以使同学们在发现问题的过程中，体验发现的乐趣，在实践中体验成功的愉快，在探索中提高自己能力。
据此，本节教学目标确定为：
1.以制作腐乳为例，了解传统发酵技术的应用，说明腐乳制作过程的科学原理。
2.说出腐乳制作的流程，知道影响发酵的因素。
3.根据实验流程示意图和提供的资料，设计实验步骤，尝试腐乳制作的过程。
4.理解实验变量的控制，分析影响腐乳品质的条件
其中说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作，是本节的重点；在实践中摸索影响腐乳品质的条件是本节的难点。在进行本课题的教学时，要以实验为依托，通过实验使学生掌握实验设计的一般步骤、思路、原理和影响因素的分析。
二、教学设计思路
以课题背景为切入点，通过介绍腐乳制作的历史和腐乳较高的营养价值，引导学生对制作腐乳产生兴趣，从而展开课题。
对于腐乳制作的原理这一部分的教学，教师可以利用关于腐乳制作方法的传说，结合旁栏思考题，组织学生讨论，认识微生物的发酵作用，总结腐乳制作的大致过程。其中涉及到的各种微生物，如毛霉、青霉、曲霉、酵母菌等在腐乳制作中的作用要求学生通过看课本总结出来。
了解了腐乳制作的原理后，结合课本的实验流程示意图和给出的三个资料，要求同学们自己设计腐乳制作的步骤，然后各实验小组进行讨论交流，找出最完善的一种制作方法，进行推广。教师在学生进行设计时给以适当的提示，如控制好材料的用量、防止杂菌污染、控制好发酵的条件等。
经过一段时间的发酵之后，同学们相互交流自己的制作成果，进行结果的分析和评价，并对课题进行延伸和相关链接的教学，激发同学们的爱国热情和对我国各族人民的风土人情的了解。
本节内容实验操作部分共1课时，发酵部分在课下时间完成。
三、教学实施的程序
学习阶段 教师的组织和引导 学生活动 教学意图
引入课题 从课题背景入手，介绍腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品。千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱。提问：人们为什么偏爱腐乳呢？引导学生讨论 学生进行分析、讨论、交流 通过课题背景，激发学生对劳动人民的敬意，展开课题
腐乳制作的原理 教师可以利用关于腐乳制作方法的传说，结合旁栏思考题，组织学生讨论，认识微生物的发酵作用，总结腐乳制作的大致过程。教师提出问题：1.你能解释豆腐上为什么能长出白毛吗？2.为什么普通的豆腐经过多种微生物的作用后，变成了我们爱吃的腐乳了呢？3.用豆腐做腐乳，从微生物培养的角度来看，豆腐应该称作什么？要想保证毛霉的生长，所需要的营养物质从理论上可以分为几种？ 学生讨论，总结腐乳制作的大致过程学生回答老师的提问 掌握腐乳制作的原理，并对腐乳制作的大致流程有所了解
主动探索，相互交流，进行实验设计 教师组织学生看教材中的实验流程示意图和三个资料，同学们结合所给的流程图和资料，设计腐乳制作的步骤，然后各实验小组进行讨论交流，找出最完善的一种制作方法，进行推广。教师在学生进行设计时给以适当的提示，如控制好材料的用量、防止杂菌污染、控制好发酵的条件等。[案例] 在腐乳制作的过程中，需要各种各样的因素，其中包括微生物的培养过程、严格的消毒过程以及腐乳风味的制作和长期的腌制，其中各种独特风味更使得腐乳这项传统技术有了很大的发展。1.腐乳的制作过程包括哪几步？其中每步需要注意的问题是什么？2.根据你目前掌握的知识和实践，你所了解的腐乳有多少种类型？各种类型的成因是什么？3.加盐的作用是什么？4.如何控制好材料的用量？为什么要这么做？ 学生阅读所给的三个资料，结合腐乳制作的流程，讨论设计实验流程对案例中提出的问题展开讨论 学生通过阅读和讨论，设计出腐乳制作的一般流程 这是本节的重点和难点，引导学生通过自主学习，独立的完成实验设计，这是对学生思维能力和动手能力的训练
结果分析与评价 通过实验设计，进行实验来制备腐乳。通过一段时间的发酵后，你所制备的腐乳是否已经成功？在制备腐乳的过程中，你是否通过探究掌握了食盐的用量、发酵的温度、发酵的时间对腐乳品质的影响？同学们相互交流自己制作的腐乳。 同学们相互交流 对制作的腐乳进行结果分析和评价。
相关链接 由于我国地域广阔，各地风土人情不同，生活习惯不同，腐乳的制作方法也不一样，同学们可调查当地腐乳制作的方法，并结合自己在课上制作的腐乳进行对照，提出优点和不足。 学生进行调查，培养学生适应社会的能力
四、教学反思
通过本课题的学习，学生自己动手制作出了自己的第一份生活调味品，这能使他们对生活中的知识充满好奇，促使他们积极的投入到学习中去，通过学习来解决生活中的实际问题，这对于学生的某些能力的锻炼是很有好处的。教师在教学过程中，把课堂的大部分时间多放给学生，通过学生自己阅读、观察、讨论来设计实验方案，寻求最佳实验步骤，从这一点上来说，实验是最能锻炼学生的学习能力、思维能力和合作学习的能力的。通过腐乳制作的实验的开展，使学生学习到了在课堂教学中所不能学到的东西，同时也是对学生能力的一个检测。
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www.课题2 胡萝卜素的提取
学习目标：
1、本课题通过从胡萝卜中提取胡萝卜素，了解有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素的基本原理，
2、初步学会胡萝卜素的提取技术和之层析的操作方法，并初步了解有机溶剂的相关知识。
重点：
胡萝卜素的提取，纸层析的操作
难点：
胡萝卜素的提取
基础梳理
一、胡萝卜素的基础知识
1、种类：依据 的数目可以划分为 三类，其中 是最主要的组成成分，一分子的β-胡萝卜素被氧化成两分子的 。
2、用途
(1)治疗因缺乏 而引起的各种疾病。
(2)广泛地用作 。 、
(3)使 恢复成正常细胞。
3、性质：胡萝卜素是 结晶，化学性质比较 ，不溶于 ，微溶于 ，易溶于 等有机溶剂。
4、提取途径：一是从 ，二是从 中获得，三是利用 。
二、实验设计
1、流程：胡萝卜 干燥 过滤 胡萝卜素。
2、萃取剂的选择
(1)种类：有机溶剂分为 和 两种。
(2)原则：萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有 ，能够充分溶解 ，并且不 。
3、影响萃取的因素、
主要有 和 ，同时还受到 、 、紧密程度、含水量、萃取的 等条件的影响。
三、操作提示
1、在干燥时要注意控制温度，温度太高、 会导致胡萝卜素分解。
2、胡萝卜干燥的速度和效果与 、 有关。
四、结果分析与评价
l、方法：可通过 进行鉴定。
2、步骤
量做基线：在18 cm×30 cm滤纸下端距底边 处做一基线，在基线上取A、B、C、D四点
对照点样：A、D点点 ， --，B、C点点
干燥层析：吹干 ，放入 中层析
对比观察：对比观察 点与 点的异同
思考归纳
35.思考：通过什么现象可以证明胡萝卜素的提取实验的成功？
35.是否出现对应的层析带,如果萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带,说明提取胡萝卜素 的实验成功.由于提取物中含有杂质,萃取样品的颜色可能比标准样品的颜色浅,我们也可以通过颜色的比较,初步确定提取的胡萝卜素的量。
36. 根据胡萝卜素的提取原理与方法,请你设计叶绿素的提取
36．解析:叶绿素主要由叶绿素a叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素组成,根据它们在有机溶剂中的溶解特性,可用丙酮将它们从叶片中提取出来,并可根据它们在不同有机溶剂中的溶解度不同以及吸附剂上的吸附能力不同,将它们彼此分离开,即纸层析法.
典型例析
类型一 胡萝卜素的性质和提取方法
分析图示，完成下列问题
(l)萃取剂可分为 和 两种，乙醇和丙酮属于 。在提取β-胡萝卜素时，常采用的原料是 ，因为其不仅 ，而且 。
(2)萃取的效率主要取决于 ，同时也受 等条件的影响。
(3)萃取过程中，第一步需 ，以提高萃取效率。因为 ，所以应避免明火加热，而采用水浴加热的方法。通过加热处理，β-胡萝卜素溶解在萃取液中；再经 得到萃取液；经过 后，可 得到纯净的β-胡萝卜素。
【思路点拨】本题主要考查胡萝卜素的性质和提取方法。
(1)萃取剂可分为水溶性和水不溶性两种，乙醇和丙酮属于水溶性。在提取β-胡萝卜素时，常采用的原料是胡萝卜，因为其不仅廉价易得，而且β-胡萝卜素含量也较高。
(2)萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时也受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。
(3)萃取过程中，第一步需将胡萝卜进行粉碎和干燥，以提高效率。因为有机溶剂都是易燃物，所以应避免明火加热，而采用水浴加热的方法。通过加热处理，β-胡萝卜素溶解在萃取液中，再经过滤、蒸馏得到纯净的β-胡萝卜素。
类型二 胡萝卜素萃取装置及实验流程分析
下面是甲、乙两位同学用萃取法提取胡萝卜素时的有关做法，请予以评价：
(1)如图是甲同学提取胡萝卜素的装置示意图。该装置有一处明显的错误。请指出错在哪里 如何改正
(2)乙同学，操作步骤如下：①选用新鲜的胡萝卜100g，清水洗净，然后切碎。②将切碎的原料放入圆底烧瓶中，加入50 mL酒精。③将圆底烧瓶置于水浴装置中固定在铁架台上，用酒精灯缓缓加热20 min左右，移去酒精灯，待圆底烧瓶冷却。④过滤(略)。⑤浓缩干燥(略)。⑥鉴定(略)。指出上述操作不当之处，并加以改正。
【思路点拨】用于提取胡萝卜素的有机溶剂挥发性极强，又易燃烧，应避免直接明火加热，否则易引起燃烧、爆炸等。胡萝卜块较大，不容易萃取，胡萝卜中的水分将在提取后难以分离，应提前烘干；水溶性有机溶剂会与水混溶而影响萃取效果；在加热时有机溶剂容易挥发，故圆底烧瓶上应安装冷凝回流装置。
【提能演练】
一、选择题
1、一分子的β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官内被氧化分解成某种物质，用于治疗夜盲症、干皮症等，这种物质是 ( )
A、维生素A B、维生素B
C、维生素C D、维生素D
2、在用胡萝卜做菜时，菜中浮油会呈现出橘黄色，为了增加胡萝卜中营养物质的吸收，在进食胡萝卜的同时，应 ( )
A、多喝水 B、多吃蛋白质类食品
C、多吃脂质食品 D、多吃蔬菜
3、下列物质中，除哪种外，胡萝卜素均能溶于其中( )
A、乙醇 B、石油醚 C、水 D、四氯化碳
4、作为萃取胡萝卜素的有机溶剂，哪一项不符合实验要求( )
A、能充分溶解色素 B、与水混溶
C、对人无毒害作用 D、易与产品分离
5、有同学想研究萃取胡萝卜素的最佳温度，在设计实验时应注意 ( )
A、萃取时间不用考虑是否相同
B、使用不同的萃取剂，但量要相同
C、原料颗粒大小不同
D、除温度外，其他因素相同，以保证单一变量
6、使用纸层析法鉴定胡萝卜素，需要在基线上点样，点标准样品的点与提取样品的点分别是 （ ）
A、A、B和C、D B、A、C和B、D
C、A、D和B、C D、B、C和A、D ，
7、提取胡萝卜素和提取玫瑰油时都需要加热，但用萃取法提取胡萝卜素时，采用的是水浴加热法，而用水蒸气蒸馏法提取玫瑰油时是直接加热。其原因是 ( )
A、前者需保持恒温，后者不需要恒温
B、前者容易蒸发，后者不容易蒸发
C、胡萝卜素不耐高温，玫瑰油耐高温
D、前者烧瓶里含有机溶剂，易燃易爆，后者是水
8、食入的胡萝卜素在人体内分解代谢的最终产物主要是( )
A、胡萝卜素 B、β-胡萝卜素
C、维生素A D、C02和H20
二、非选择题
9、如图为提取胡萝卜素的装置图，请据图回答下列问题：
(1)冷凝管的作用是 。
(2)烧瓶内加入的萃取液一般是 ，原料在加入前，一般要进行 、 处理。
(3)该萃取过程采用的是水浴加热，
其目的是 。
(4)为了取得最佳萃取效果，萃取的时间应该 o
10、天然胡萝卜素是国际癌症协会研究中心、美国癌学会推崇的
防癌抗癌食品、保健品和药品。作为保健品食用，可医治维生素A缺乏症、皮肤病、抗光敏症等疾病。科学研究证明，胡萝卜素能防治或延缓癌症，是具有广泛免疫功能的药物和不可缺少的饮料添加剂。
请根据上述材料及所学知识，回答下列问题：
(1)新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在胡萝卜素的提取过程中，要对新鲜的胡萝卜进行 ，但要注意控制 和时间，这是因为
。
(2)天然胡萝卜素可医治维生素A缺乏症，是因为 。
(3)如图为提取胡萝卜素的实验装置，请据图完成以下实验流程。
11、(能力拔高题)仔细观察如图所示的层析装置，并回答下列问题：
(1)该实验装置有哪些错误，并分析造成的后果：
① ，会造成的后果是 ；
② ，会造成的后果是 ；
③ ，会造成的后果是 。
(2)色素分离采用纸层析法的原因是 。
(3)色素在层析液中扩散最快的是 ，呈 ；最宽的是 ，呈 。
(4)在提取胡萝卜素后进行鉴定时，也用纸层析法，与上述层析相比较，不同点在于 。
12、根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质，回答下列问题。
(1)胡萝卜素是 色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用 作为溶剂，原因是 。
(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是 法。用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、 、 、 。
(3)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将 和 控制在一定范围内，原因是 。
(4)提取的胡萝卜素可通过 法进行鉴定，在鉴定过程中需要用 对照。
(5)一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成 比。
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www.课题3 分解纤维素的微生物的分离
考点要求
1．能简述纤维素酶的种类及作用，
2．能从土壤中分离出分解纤维素的微生物，了解这类微生物的应用。
3．能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。
双基过关
一、纤维素与纤维素酶
1．纤维素的化学组成： 三种元素，是一种 糖。
2．纤维素的分布： 是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。
3．纤维素酶的作用：纤维素酶是一种 ，一般认为它至少包括三种组分，即 酶、 酶 酶，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将纤维二糖分解成 。
二、纤维素分解菌的筛选
1．筛选方法： 染色法。
2．筛选原理：刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成 ，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以 为中心的透明圈，我们可以通过 来筛选纤维素分解菌。
三、试验设计
土壤中纤维素分解菌的分离的实验方案 ： 分解纤维素的微生物的分离的试验流程
、 、 、 、
1．土壤取样：采集土样时，应选择富含 的环境。
2．选择培养： 阅读资料二“选择培养基”，回答以下三个问题：
〖思考1〗纤维素分解菌选择培养基属于 培养基，原因是什么？。
〖思考2〗培养基选择作用机制是什么？
〖思考3〗若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是什么？
(1)目的：增加纤维素分解菌的 ，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。
(2)制备选择培养基：参照课本旁栏中的比例配制。
(3)选择培养：称取土样20 g，在无菌条件下加入装有30mL培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在 上，在一定温度下振荡培养1～2 d，直至培养液变 。也可重复选择培养。
（4）梯度稀释： 依次将培养液稀释101～107倍。思考是如何操作的？
(5)．将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
<1>制备培养基：参照课本旁栏中的比例。 <2>倒平板操作。 <3>涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0．1 mL涂布在平板培养基上，30℃倒置培养。
(6)．刚果红染色法：挑选产生 的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。
〖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？
3刚果红染色法：常用的刚果红染色法有两种即
。
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
是 、 。
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？
四：结果分析与评价
1为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行 实验，纤维素酶的发酵方法有 发酵和 发酵。
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 含量进行定量测定。
典例精析
【例1】纤维素酶可以将下列哪种物质分解…………( )
A．牛肉片 B．鱼片 C．滤纸条 D．塑料条
【例2】在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是……………………( )
A．分解尿素的细菌 B．硝化细菌
C．分解纤维素的细菌 D．乳酸菌
【例3】本实验关于选择培养目的叙述正确的是…( )
A．可以增加纤维素分解菌的浓度
B．可以减少纤维素分解菌的浓度
C．所用培养基是固体培养基
D．所用培养基是平板培养基
基础自测
一、选择题
1．下列材料中纤维素含量最高的是( )
A．杨树 B．小麦 C．玉米 D．棉花
2．纤维素酶能够分解（ ）
A．纤维素的微生物 B．淀粉的微生物
C．纤维素 D．淀粉
3．刚果红能与哪项物质形成红色复合物( )
A．纤维二糖 B．纤维素
C．葡萄糖 D．麦芽糖
4．寻找纤维素分解菌应到…（ ）
A．湿润的环境中 B．富含纤维素的环境中
C．富含无机盐的环境中 D．池塘中
5．纤维素分解菌的选择培养基有选择作用，原因在于其含有…( )
A．NaNO3 B．KCl
C．酵母膏 D．纤维素粉
6．下列哪种生物能产生纤维素酶( )
A纤维素分解菌 B．牛 c．羊 D．兔
7．选择培养时应将锥形瓶固定在( )
A．桌子上 B．温箱里 C．窗台上 D．摇床
8．选择培养的结果：培养液变…（ ）
A．清澈 B．浑浊 C．红色 D．产生透明圈
9．刚果红染色时，加入刚果红可在……( )
①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤培养基上长出菌落时
A．①③ B．②⑤ C．③⑤ D．④⑤
10．两种刚果红染色法的结果是（ ）
A．均会出现透明圈 B均不会出现透明圈
C方法一出现方法二不出现 D方法一不出现方法二出
11．下面是弗来明对青霉素的早期研究过程：
发现问题：在培养细菌的器具中发现一种青霉菌，在这种青霉菌的周围有没有其它细菌生存 为什么会产生这种现象
提出假设：
设计实验：在液体中培养青霉菌后，考察这种液体对细菌增殖的影响。
实验结果：培养液使细菌的增殖停止。
结论：下面几项最适合作为该实验假设的是
A．青霉菌与细菌之间是共生关系 B．青霉菌污染了细菌生存的环境
C．青霉菌产生了对人体有益的物质 D．青霉菌能产生抑制细菌增殖的物质
12．培养流感病毒时，应选用
A．固体培养基 B．含有多种无机盐的培养液
C．活的鸡胚 D．无菌的牛肉汤
13．以下关于微生物对氧的需求的叙述中正确的是
A．产甲烷杆菌属厌氧呼吸，但氧的存在不影响其生存
B．链球菌进行厌氧呼吸，不能接触空气
C．黄色短杆菌在氧气充足时才能产生谷氨酸
D．谷氨酸棒培育杆菌是厌氧呼吸
14．可以使微生物细胞内蛋白质、核酸发生不可逆破坏的环境因素是
A．高温 B.营养成分的变化
C.氧含量 D.温度、pH、氧的共同作用
15．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是
A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的
B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子
C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利
D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足
16．下列有关味精生产的一些措施的叙述，正确的是
A．常用的菌种是谷氨酸棒状杆菌和金黄色葡萄球菌
B．培养基是含有五种营养成分的合成培养基
C．在发酵中要控制的只是温度、pH、通气量
D．味精是谷氨酸经Na2CO3中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离而成
17．菌落形成的根本原因是
A．细菌有鞭毛 B．细菌能运动
C．培养基有琼脂 D．子细胞成为群体
18．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
19．高压蒸气灭菌的原理是
A．高压使细菌DNA变性 B．高压使细菌蛋白质凝固变性
C．高温烫死细菌 D．高温使细菌DNA变性
20．某种细菌每30分钟分裂一次，开始接种时为3个细胞，在对数生长期培养5个小时后，问此时有多少细胞？
A．15 B．48 C．1024 D．3072
二、非选择题
21．纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括 种组分，即 、
和 。
22．当纤维素被 分解后，刚果红一纤维素自合物就无法形成，培养基中会出现以
为中心的透明圈。这样，我们就可以通过是否产生 来筛选纤维素分解菌。
23．为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维分解菌
24．请分析下面的培养基配方，回答下面的问题：
纤维素分解菌的选择培养基
纤维素粉 5 g
NaN03 1 g
Na2HP04·7H 20 1.2 g
KH2P04 0.9 g
MgS04·7H 20 0.5 g
KCl 0.5 g
酵母膏 0.5 g
水解酪素 0.5 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000 mL
(1)上述配方是液体培养基还是固体培养基 为什么
(2)这个培养基对微生物是否具有选择作用 如果具有，又是如何选择的
(3)如果要证明该培养基的选择培养作用可用　　　　　　　　培养基做　　　实验。
25.请你设计实验来证明纤维素酶的作用。
实验步骤：
(1)取2支20mL的试管,分别放入1cm×6cm的　　　。
(2)再分别加入pH为4.8，物质的量浓度为0.1 mol·L-1的　　　　　　　　缓冲液10mL、11mL。
(3)在加入lOmL缓冲液的试管中加入1mL　　　　　　。
(4)将2支试管固定在摇床上，振荡反应1ｈ。结果：加纤维素酶的滤纸条被分解，另一支中的未分解。则证明： 。
综合应用
26、淀粉酶可以通过微生物发酵生产，为了提高酶的产最，请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。①写出主要实验步骤。②根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预期实验结果。
提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随其生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈。（2004天津理科综合能力测试）
参考答案：
一、1.C H O 多糖 2.棉花 3.复合酶C1 菜纤维素 葡萄糖纤维二糖
二 1. 刚果红 2.红色复合物，纤维素分解菌，是否产生透明圈
三 1. 纤维素
2〖思考1〗液体，没有添加琼脂成分.
〖思考2〗以纤维素粉为唯一碳源，只有纤维素分解菌才能生存。
〖思考3〗将纤维素粉改为葡萄糖。
(1)纯度 (3).摇床 混浊(4)参照专题1的稀释操作， (6).透明圈
〖思考4〗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。
3填表
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。
〖思考5〗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。
四 1 发酵产纤维素酶 ， 液体 发酵和 固体 发酵
2葡萄糖
◇◇ 典例精析
【例1】 解析：纤维素酶只能使纤维素分解，本题中只有C项滤纸条的主要成分是纤维素，所以可以将滤纸条分解。
答案：C
启示：酶具有专一性，纤维素酶只能分解含纤维素的物质。
【例2】解析：分解纤维素的细菌能将纤维素分解，则刚果红一纤维素的复合物就无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
答案：C
启示：在合纤维素的培养基中加入刚果红时出现的透明圈，一般是以纤维素分解菌为中心。
【例3】解析：这里选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度，所用培养基是液体培养基，以便于下一步的稀释涂布操作。
答案：A
启示：掌握选择培养的目的。
课题3分解纤维素的微生物的分离参考答案
基础自测
一、1．D 2．C 3．B 4．B 5．D 6．A 7．D 8．B 9．C 10．A
11—15 DCCAD 1 6—20 DDCBD
二、21．C1酶 CX酶 葡萄糖苷酶
22．纤维素酶 纤维素分解菌 透明圈
23．由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对较高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。
24．(1)是液体培养基，原因是配方中无琼脂。
(2)有选择作用，本配方中的碳源是纤维素，所以能分解纤维素的细菌可以大量繁殖，不能利用纤维素的微生物则难以生存。
(3)　牛肉膏蛋白胨　对照。
25．(1) 滤纸条。
(2) 醋酸—醋酸钠
(3) 纤维素酶。
(4) 纤维素酶有分解纤维素的作用。
☆综合应用
26解析：这是一道以诱变育种、选择培养和鉴别培养等知识为载体的实验设计题，综合性强，难度较大。既要求学生掌握实验原理，也要求学生具备较强的实验设计的能力及对实验结果的预测和分析能力。
答案：
①主要实验步骤：
第一步：将培养好的生产菌株分两组。一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照。
第二步：制备含淀粉的固体培养基。
第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同条件下培养。
第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株。
②预期实验结果：
a．由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同。
b．由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小。
◇◇知识拓展
1．两种刚果红染色法的比较
刚果红染色法在本课题中我们给出了两种方法：方法一是传统的方法，缺点是操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；其优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂问题，缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素占主要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。
方法二的另一缺点是有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。
染色法 优点 缺点
方法一
方法二
类型一 纤维素酶的作用
类型二 纤维素分解菌筛选的原理
类型三 选择培养基第1节 果胶酶在果汁生产中的作用
学习目标：
简述果胶酶的作用；检测果胶酶的活性；探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量；搜集有关果胶酶应用的资料。
学习重点：
温度和pH对果胶酶活性的影响。
学习难点：
果胶酶的最适用量。
学习过程
（一）．基础知识
1．植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分有_________和________。并且两者不溶于水，在果汁加工中，既影响出汁率，又使果汁浑浊。
2．果胶酶的作用是能够将_________分解成可溶性的_____________，瓦解植物的细胞壁及胞间层，并且使果汁变得澄清。
3、果胶酶是一类酶总称，包括______________________________________等。
4．影响酶活性的因素包括：___________、___________和_____________等。
（二）．实验设计
〔设计一〕探究温度对酶活性的影响
1．进行实验前要解决的几个问题：
①此实验的自变量是__________；根据单一变量原则，你应确保各实验组相同的变量有____________________________________________。
②你准备如何测定果胶酶的活性，即你要观测的因变量是 ____________。
③你如何控制实验要求的温度梯度？
2．设计实验
（1）实验原理：______________________________________________________。
（2）实验步骤：
①搅拌器搅拌制苹果泥。
②_______________________________________________________________。
③______________________________________________________________。
④__________________________________________，并记录实验结果。
⑤改变不同的温度后重复上面的实验。
（3）实验结果、结论：_________________________________。
〔设计二〕探究PH对酶活性的影响
进行实验前要解决的几个问题：
①你准备如何设置pH梯度，又将如何控制实验要求的pH？
②此实验应选一个适宜的_______进行水浴加热，并且要控制好其他的因素。
2．设计实验
可参考温度对酶活性的影响实验，作相应的变动。
〔设计三〕探究果胶酶的用量
1．进行实验前要解决的几个问题：
①此探究实验是建立在________和_______对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是_______，其他因素保持不变。
②实验时可以配制___________的果胶酶溶液，也可以只配制___________的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可，但必需保证反应液的用量必须相同，否则影响实验结果的准确性。
2．设计实验
可参考前两个探究实验，作相应的变动。
三．结果分析与评价
1．绘制出温度和pH对果胶酶活性的影响曲线图。
2．绘制不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓度和体积相同的条件下）。
（二）、典例精析（10分钟）
【例1】将肠液和果胶酶混合一段时间后，向混合液中加入果汁，结果是果汁 。
【例2】在生物体内，各种化学反应之所以能有条不紊地进行，是因为 ( )
A．酶的催化效率具有高效性
B．酶的种类具有多样性
C．酶的催化作用具有专一性
D．酶的空间结构具有稳定性
类型三 酶活性影响因素的考查
【例3】 下图横坐标均表示酶的反应条件，纵坐标为酶的反应速度，能正确反映温度和PH与酶反应速度关系的是 ( )
甲 乙 丙
A．甲和乙 B.乙和丙
C. 甲和丙 D.丙和丙
（三）课堂小结：
简述果胶酶的作用：
果胶酶的最适温度是
（四）当堂检测
选择题
1．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．果胶酶不特指某酶，而是分解果胶的一类酶的总称
D．果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA
2．下列不是果胶酶成分的是（ ）
A．纤维素酶 B.果胶分解酶 C．多聚半乳糖醛酸酶 D.果胶酯酶
3．下列关于果胶酶作用的叙述错误的是（ ）
A．果胶酶是催化剂可改变反应速度
B．果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层
C．在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清
D．果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸
4．下列与酶的活性有关的说法不准确的是（ ）
A．酶的活性是由蛋白质结构决定的，不受外界条件的影响
B．酶的活性是酶催化一定化学反应的能力
C.酶的活性常驻温度PH等因素的影响
D.酶活性高低与反应物浓度无关
5.下列表示酶活性高低的是………………( )
A.单位时间单位体积内反应的总量
B.一段时间后生成物的总量
C.一段时间后,一定体积中消耗的反应物的量
D.单位时间单位体积中反应物的减少量或产物的增加量
6．下列各图中，横轴均表示酶的反应条件，纵轴为酶促反应速度。能分别正确反映温度和pH与酶促反应速度关系的是( )。
甲 乙 丙 丁
A．甲和乙 B．乙和乙 C．丙和丁 D．甲和丁
7．多酶片中含有蛋白质、淀粉酶和脂肪酶，具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣片，这样制作的目的是 （ ）
A．补充体内糖类物质的供应 B．防止胃液的消化作用
c．经唾液消化后即可迅速起作用 D．使其中各种酶缓慢地释放
8．能正确说明酶特性的是………………( )
A．酶都是蛋白质
B．酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用
C．酶的活性随着温度升高而不断提高
D．每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应
9．在37℃，pH=6．8时，用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，比用等量的FeCl。作催化剂所释放02的量及说明的问题分别是 ……( )
A．少 酶具有专一性
B．多 酶具有高效性
C．少 酶具有高效性
D．多 酶需要适宜的条件
10．图4—4纵轴为酶促反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是………………( )
A B C D
非选择题
11．如图4—5所示，表示温度对酶的催化效率的影响。请据图回答下列问题：
10 20 30 40 50温度(°C)
图4—5
(1)曲线中的AB段表示 。
(2)曲线中的B点表示 。
(3)曲线中的BC段表示 。
12．果胶是由 聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。在果胶酶的作用下，可以被分解成 ，果胶酶的化学本质是 。
13．酶的活性受温度、pH等的影响，其中使酶暂时失活的是 ，改变酶结构使酶彻底失活的是_____________、____________ 、_______ 。
14．设计实验证明温度会影响酶的催化活性。
材料用具：3支试管、淀粉、碘液、水浴锅、冰箱。
(1)实验步骤和结果：
步骤l：制备6 mL淀粉溶液并在常温下冷却。
步骤2：取唾液若干。
步骤3：取3支试管各加入2 mL可溶性淀粉。
步骤4：
步骤5：
步骤6：
(2)步骤4与步骤5能否调换顺序 请说明理由。
答案：
1．纤维素 果胶 2。半乳醛酸 3 果胶分解酶 多聚半乳糖醛酸酶 果胶酯酶
4 温度 PH 酶的抑制剂
设计一 1 ①温度 PH 底物浓度 底物量 实验器材 酶的用量 等等 ② 出汁量
③各个烧杯内加入不同温度的水
2 （1）在一恒定PH下，通过改变温度来确定最适宜的温度
（2）参考课本第 43页
设计二① 5 6 7 8 9 选取不同的试管，调至所需PH ② 温度
设计三 温度 PH 酶的用量
例一 仍然浑浊 例二 C 例三 D
基础自测
一、1．C 2．A 3．D 4．A 5．D 6．B 7．B 8．D 9．B 10．A
二、11．(1)在一定温度范围内，随温度升高，酶的催化效率提高 (2)B点所对应的温度是该酶的最适温度，此温度下酶的催化效率提高 (3)超过一定的温度范围，随温度升高，酶的催化效率降低
12．半乳糖醛酸半乳糖醛酸蛋白质
13．低温 高温 过酸 过碱
14．(1)步骤4：将1号、2号、3号试管分别放入37℃温水、沸水、冰块环境中。步骤5：向3支试管中加等量的稀释的唾液，摇匀后放置5分钟。步骤6：向3支试管中各滴加1滴碘液，结果1号不变蓝，2、3号均变蓝。(2)不能。因为如果调换顺序，在常温下，2号和3号试管内的淀粉酶能将其中的淀粉分解一部分。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
出计量
（mL）
出计量
（mL）
pH
温度（℃）
出计量
（mL）
果胶酶量（mL）
类型一 酶的化学本质是蛋白质
类型二 酶特性的考查课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
考点要求
1．研究培养基对微生物的选择作用，进行微生物数量的测定。
2．能利用选择培养基分离细菌，运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数。
双基过关
一、理论基础
1．筛选菌株
(1)实验室中微生物筛选的原理：人为提供有利于 生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时 或 其他微生物生长。
(2)选择培养基：在微生物学中，将允许 种类的微生物生长，同时 和 其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。
（3）配制选择培养基的依据
根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。例如，培养基中不加入有机物可以选择培养 微生物；培养基中不加入氮元素，可以选择培养 ；的微生物.加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。
2．统计菌落数目
（1）测定微生物数量的常用方法有 和 。
（2）稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理
当样品的 足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个 。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在 的平板进行计数。此外，测定微生物数量的常用方法还有 直接计数。
3．设置对照
设置对照的主要目的是排除实验组中 对实验结果的影响，提高实验结果的 。例如为了排除培养基是否被杂菌污染了，需以培养 的培养基作为空白对照。
二、实验设计
关于土壤中某样品细菌的分离与计数实验操作步骤如下：
1． 取样：从肥沃、湿润的土壤中取样。应先 3 cm左右，再取样，将样品装入事先准备好的 中。
2．制备 ：准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基
将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显 选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基可以作为 ，用来判断选择培养基是否起到了选择作用。
3．微生物的 与观察
将10g土样加入盛有90 mL无菌生理盐水的锥形瓶中(体积为250 mL)，充分摇匀，吸取上清液 ，转移至盛有 的生理盐水的无菌大试管中，将土样以1、101、102…… 依次等比稀释至107稀释度，并按照由107～103稀释度的顺序分别吸取 进行平板涂布操作。每个稀释度下需要3个选择培养基、1个牛肉膏蛋白胨培养基。 将涂布好的培养皿放在30℃温度下培养，及时观察和记录。 挑选选择培养基中不同形态的菌落接入含 培养基的斜面中，观察能否产生如教材中图2-lO的颜色反应。
4．细菌的计数
当菌落数目稳定时，选取菌落数在 的平板进行计数。在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出 ，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。
三：思考与讨论
（1）如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？
（2）为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度？测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？
四：典例分析
【例1】分析下面培养基的配方：KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂。请回答：
(1)在该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别 和 。
(2)想一想这种培养基对微生物是否具有选择作用 如果具有，又是如何进行选择的
【例2】用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中得到以下几种统计结果，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2墨6，取平均值163
D．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是2l0、240和250，取平均值233
【例3】用来判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是 ( )
A．未接种的选择培养基
B．未接种的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基
C．接种了的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基
D．接种了的选择培养基
基础自测
一、选择题
1．PCR技术要求使用耐高温的DNA聚合酶，这种酶要能忍受93℃左右的高温。如果请你来寻找这种耐高温的酶，你会去哪里寻找………( )
A．土壤中 B．海水中
C．热泉中 D．冷库中
2．下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是………………( )
A．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂、水
B．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、琼脂、水
C．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、尿素、琼脂、水
D．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水；
3.某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每克样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL)…( )
A．2.34×108 B．2.34×109
C．234 D．23.4
4.在做分离分解尿素的细菌实验时，A同学从对应106培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的结果产生原因( )
①由于土样不同 ②由于培养基污染 ③由于操作失误 ④没有设置对照
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
5.关于土壤取样的叙述错误的是………( )
A．土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤
B．先铲去表层土3cm左右，再取样
C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌
D．应在火焰旁称取土壤
6.下列关于从土壤中分离细菌的操作步骤中，正确的是…………( )
①土壤取样 ②称取10g土壤取出加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中 ③吸取0.1mL进行平板涂布 ④依次稀释至101、102、103、104、105、106、107稀释度
A．①→②→③→④ B．①→③→②→④
C．①→②→④→③ D．①→④→②→③
7.下列关于测定土壤中细菌数量的叙述，正确的是………( )
A．一般选用103～107倍的稀液分别涂布
B．测定放线菌的数量，一般选用103、lO 4和105倍稀释
C．测定真菌的数量，一般选用103、104和105倍稀释
D．当第一次测量某种细菌的数量，可以将101～107倍的稀释液分别涂布到平板上培养
8.下列关于微生物的培养叙述错误的是( )
A．细菌一般在30～37℃的温度下培养1～2 d
B．放线菌一般在25～28℃的温度下培养5～7 d
C．霉菌一般在25～28℃的温度下培养3～4 d
D．不同种类的微生物，一般需要相同的培养温度和培养时间
9.下列操作需要在火焰旁进行的一组是( )
①土壤取样 ②称取土壤 ③稀释土壤溶液 ④涂布平板 ⑤微生物的培养
A．①②③④⑤ B．②③④⑤④⑤
C．③④⑤ D．②③④
10.下列可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是 …………( )
A．以尿素为唯一氮源的培养基中加人酚红指示剂
B．以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂
C．以尿素为唯一氮源的培养基中加入苏丹Ⅲ试剂
D．以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂
11.土壤取样时最好选择哪种环境中的土壤做分离细菌的实验……( )
A．街道旁 B．花盆中
C．农田中 D．菜园里
二、非选择题
12.统计菌落数目一般用稀释涂布平板法，当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个 ，来源于样品稀释液中的一个 。计数时一般选择菌落数在 的平板计数。
13.在做本课题实验时，一位同学在稀释倍数为106的培养基中涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212和256，该同学以这3个平板上菌落数的平均值163作为统计结果。你认为这一结果是否接近真实值 如果需要改进，如何改进
14.在进行操作本课题实验时应特别注意： 、 、 。
15．在做本课题实验时，甲同学筛选出的菌落与其他同学不同，并且他在设计实验时并没有设置对照。思考下列问题：
(1)你认为出现甲同学这种结果的原因可能是什么
(2)要帮助甲同学排除可能影响实验结果的因素，需要设置 ，实验方案有两种：一种方案是可以由其他同学用与甲同学 进行实验，如果结果与甲同学一致，则证明甲同学 ，如果结果不同，则证明甲同学存在操作 或 的配制有问题。另一种方案是将甲同学配制的培养基在不加 的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到 。
(3)由此问题你得出的启示是什么
16．在105稀释度下求出3个平板上菌落数的平均值是63，那么每克样品中的菌落数是多少
参考答案：
一、1（1）目的菌珠 抑制 阻止 （2）特定 抑制 阻止(3)自养 能固氮的微生物；
2(1)有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。(2).稀释度 细菌 30-300 显微镜
3.非测试因素 可信度 无杂菌污染
二、1. 土壤，铲去表层土。2. 培养基 多于 对照 3.培养 1ml 9ml 0.1mL 4.30-300 平均数
三：思考与讨论
1统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均值，然后按课本旁栏的公式进行计算
2这是因为土壤中各类微生物的数量（单位：株/kg）是不同的，例如在干旱土壤中的上层样本中：好氧及兼性厌氧细菌数约为2185万，放线菌数约为477万，霉菌数约为23.1万。因此，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离，同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。
四：典例分析
1解析：碳源是提供碳元素的物质，氮源是提供氮元素的物质。所以碳源是葡萄糖，氮源是尿素。绝大多数生物都能利用葡萄糖，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，所以这种培养基对微生物有选择作用。选择的原则是只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
答案：(1)葡萄糖 尿素 (2)有选择作用。因为此配方中尿素是唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
启示：选择培养基筛选微生物的原理：人为提供有利于目的茵株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长。
2 解析：在设计实验时，一定要涂布至少3个平板．作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，所以 A、B不正确。C项虽涂布了3个平板，但是，其中1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3个平板的计数值用来求平均值。
答案：D
启示：在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组；在分析实验结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，结果不一致，意味着操作有误，需重新实验。
3 解析：将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。对照遵循的原则是单一变量，所以与选择培养基一样接种、培养。
答案：C
启示：对照实验是指除了被测试的条件以外，其他条件都相同的实验，其作用是比照实验组，排除任何其他可能原因的干扰，证明确实是所测试的条件引起相应的结果。
基础自测
一、1．C 2．A 3．B 4．A 5．C 6．C 7．B 8．D 9．D 10．A 11．D
二、12．菌落 活菌 30～300 13．不接近真实值，需要重新实验。
14．无菌操作 作好标记 规划时间
15．(1)可能的原因有两种：一是由于土样不同，二是由于培养基污染或操作失误。
(2) 对照实验 一样的土样 ， 无误， 失误 培养基 土样 污染。
(3)启示：做实验时一定要设置对照。
16．6.3×107。
类型一 选择培养基的配制
类型二 统计菌落数目
类型三 设置对照
类型一 选择培养基的配制课题2 腐乳的制作
学习目标
1．说明腐乳制作的原理
2．设计腐乳制作实验的过程
课题重点
说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作
课题难点
在实践中摸索影响腐乳品质的条件
学习过程
（一）基础知识
⒈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 ，其属于 ，其同化作用类型是 。毛霉等微生物产生的 酶等能将豆腐中蛋白质分解成小分子的 和 ；产生的 酶能将豆腐中脂肪水解为 和 。
〖思考1〗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
。
2．实验设计
阅读“实验设计”及有关资料，完成以下问题：
〖思考2〗什么样的豆腐适合于做腐乳？为什么？
（1）毛霉的生长：毛霉生长的适宜条件：温度 ，保持一定的 。
〖思考3〗自然条件下豆腐块上的毛霉来自空气中的 毛霉孢子 ；在工厂化生产腐乳过程中毛霉来自 。
〖思考4〗腐乳表面的“皮”主要是由 构成的。
加盐腌制：在长满毛霉的豆腐块上加盐的目的是
。
〖思考5〗瓶口处多加盐的原因是 。
〖思考6〗加盐为什么能防止食品腐败？
（3）配制卤汤：卤汤的作用是调节腐乳的 ，并可以抑制 。
〖思考8〗卤汤中的哪些成分具有防腐杀菌作用？
（二）．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 的用量：过多影响口味，过少容易 。
二是控制卤汤中 含量在12％左右：过高会延长腐乳的 ，过低可能导致 。
2．防止杂菌感染
防止杂菌感染的措施有：玻璃瓶用 消毒；装瓶过程中操作要 ；装瓶后用胶带 ；密封后用 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？
4．结果分析与评价
（1）用盐量对腐乳制作有哪些影响？
（2）发酵温度对腐乳制作有什么影响？
（3）发酵时间对腐乳制作有什么影响？
巩固练习
1．在豆腐的发酵过程中，其主要作用的是
A．青霉　　　B．酵母　　C．毛霉　　　D．醋酸菌
2．在制作腐乳时，如果没有加盐，结果会怎样
A．豆腐腐败 B、腐乳口味不好
C．不易酥烂 D、发酵时间延长
3．在培养基中加入适量的青霉素，可抑制哪些微生物的生长繁殖
A、酵母菌、霉菌 B、病毒、酵母菌 C、细菌、放线菌 D、大肠杆菌、青霉菌
4．蘑菇、硝化细菌、超级细菌、乳酸菌的代谢类型依次是
①需氧自养型 ②需氧异养型 ③厌氧自氧型 ④厌氧异养型 ⑤兼性厌氧型
⑥既可自养又可异养
A、①②③⑤　B、②①②④　C、②①④②　D、①②④⑥
5．以下发酵产品不属于微生物代谢产物的是
A、味精 B、啤酒 C、“人造肉” D、人生长激素
6．测定3类细菌对氧的需要，让它们在3个
不同的试管中生长，右图显示了细菌的生
长层。据此判断：只能在需氧培养基中
繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧
和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
A、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ B、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ
C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ D、Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ
7．下列各项叙述中正确的是
A、微生物的遗传物质都是DNA B、微生物都属于原核生物
C、微生物的遗传物质是核酸 D、微生物的生殖方式是孢子生殖
8．豆腐发酵过程中，毛霉消耗的能量主要来自于哪种物质的分解
A．脂肪 B．磷脂 C．葡萄糖 D．蛋白质
9．霉菌的细胞渗透压与X浓度的食盐水相当，去掉细胞壁后浸在Y浓度食盐水中破裂，浸在Z浓度食盐水中收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次是
A．X>Y>Z B．Y>X>Z C．Z>Y>X D．Z>X>Y
10．若用呼吸抑制剂处理毛霉，则会明显影响其细胞吸收的物质是
A．氧气、甘油 B．脂肪酸、水 C．葡萄糖、水 D．钾离子、氨基酸
11．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
12．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
13．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
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www.专题4 酶的研究与应用
“酶的应用”包括“研究酶的存在和简单制作方法”、“尝试利用酶活力测定的一般原理和方法”、“探讨酶在食品制造中的应用”、“探讨酶在洗涤等方面的应用”、“尝试制备和应用固相化酶”等五项具体内容标准。在人教版高中生物教科书中，这些具体内容标准体现在“果胶酶在果汁生产中的作用”、“探讨加酶洗衣粉的洗涤效果”和“ 酵母细胞的固定化”三个课题内容及具体要求方面。下面谈谈对“酶的应用”专题的教学组织。

1. 探讨果胶酶在果汁生产中的作用

1.1 探究课题的确定 果胶酶是多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等一系列酶的总称，其作用是分解细胞壁及胞间层的半糖醛酸高分子聚合物，将果胶等物质分解成可溶性的半乳糖醛酸等物质，使浑浊的果汁变得澄清，增加果汁的稳定性，提高果汁的品质。影响果胶酶活性的常见因素是温度和pH，因此，实验程序应起始于引导学生提出一个适于他们探究的问题。一般情况下，可将学生分成两大组，一组学生探究温度对果胶酶活性的影响，别一组探究pH对果胶酶活性的影响。在此基础上，可继续探究在适宜的温度和pH条件下，果胶酶的适宜用量，最后计算将水果通过果胶酶的作用形成果汁饮料的价值。

1.2 学生分组设计实验方案 在必修模块的学习过程中，学生曾参与“影响酶活性的条件”一组探究实验。本实验的原理和操作基本步骤相对容易些，可让学生在阅读教材的基础上，确定下列实验流程及操作：

在此基础上，要求学生根据具体课题讨论实验设计中的变量，并提出相应问题供学生思考和讨论：（1）本实验的自变量是什么？因变量是什么？有哪些无关变量？（2）自变量如何进行定量控制？（3）因变量如何进行有效的检测？（4）怎样严格控制无关变量？

下表是以不同温度对果胶酶活性探讨的分析，可通过表中的部分内容引导学生讨论。

试管编号 1号 2号 3号 4号
无关变量 50mL苹果汁
无关变量 5mL质量分数为2％的果胶酶
自变量 20℃恒温水浴 40℃恒温水浴 60℃恒温水浴 80℃恒温水浴
无关变量 分开保温及保温时间等
因变量检测 生果汁产量（果胶酶活性检测）

1.3 操作注意事项 果胶酶的催化效果远不如过氧化氢酶明显，教师最好提前配制果胶酶溶液，适当增加果胶酶浓度，以缩短实验时间。果胶酶价格较贵，酶液浓度过高会增加实验成本。果胶酶是利用微生物发酵生产的，适宜温度比较宽泛，实验设置的温度梯度可相应间隔大一些，可采取20℃、30℃、50℃、60℃、70℃等温度梯度。设置pH梯度时，可参考下述中的右图。



测定酶活力的方法很多，除用单位时间内的果汁产量来反映酶活性外，比较科学的方法是用分光光度法测定，上图就是依据测定单位时间内果汁（橘子）的透光率而获得的酶活力数据，分光光度法不仅可以获得准确的数据，而且还可以减少实验的时间。

2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

加酶洗衣粉中一般添加了蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等酶制剂，可以有效地清除奶渍、油渍、血渍和果汁渍等不易清洗的污渍。该实验可分成几个小的探讨课题：一是探讨普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果，二是探讨温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响，三是探讨加酶洗衣粉对不同污渍的洗涤效果。三个课题可分组进行。

进行实验设计时要解决好控制变量的问题，可以启发学生讨论下列思考性问题：⑴检验洗涤效果最好采用机洗、手洗，还是人工模拟洗衣机洗？为什么（人工模拟洗衣机洗。这是因为洗衣机太大，而污染太小，无法控制水量等无关变量；手洗时无法控制手的搓洗的力度和次数等）？ ⑵用人工模拟洗衣机洗时需要考虑哪些因素（搅拌的方式、力度和时间需要保持一致等）？⑶水温如何控制（水浴）？⑷选择衣服还是布料为实验材料？对实验材料的质地有何要求？为什么（布料；布料应大小一致，相对较小，而且为白色的棉布类；白色的棉布易吸附污渍，显色明显，洗后容易判断效果）？⑸水的用量和洗衣粉的用量怎样确定（一般采用500 mL的水，洗衣粉的用量为1 g或1.5 g）？⑹如何判断洗涤效果（比较污渍的大小和深浅）？ 等等。

探究温度对加酶洗衣粉的影响时，学生往往会不加思索地设计从0 ℃开始到100 ℃的温度梯度，这时应提醒学生思考确定温度范围应考虑季节性变温，采用5 ℃、10 ℃（相当于冬季，下同）、15 ℃、20 ℃、25 ℃（春季和秋季）、30 ℃、35 ℃（夏季），这7个水温值比较符合实际。一般来说，北方学生可探讨冬季（低温）时使用加酶洗衣粉的效果，南方学生探讨夏季（高温）时使用加酶洗衣粉的效果。

3 酵母细胞的固定化

3.1 重视实验中的认知成分

在生物技术实践活动中，经常涉及技术原理和实践意义等内容，实验教学中要重视这些认知成分。自1969年世界上首次成功地将氨基酰化酶固定化用于拆分氨基酶以来，固定化酶和固定化细胞技术得到迅猛地发展，已广泛应用于氨基酸的拆分和提纯、葡萄糖和果糖的生产、诊断和分析试剂的制造、消除环境污染、特定的化学反应等等。教学中，不仅应遵循人类对固定化技术的研究历程来逐步引导学生理解固定化技术的意义，而且要重视用典型实例（高果糖浆的生产）的剖析来引导学生认识固定化技术的应用价值。以下为人类对固定化技术的认识历程。

常用的固定化技术：包埋法、吸附法和结合法，教学时先让学生讨论哪些方法适于酶固定化？哪些方法适于细胞的固定化？在讨论的基础上加以总结如下：


常用方法 操作缺陷
酶 包埋法 酶分子一般相对较小，容易从大分子有机物网格中逸出；如果反应物分子较大，则不易进入网格中与酶接触
吸附法 将酶吸附在不溶于水的载体上比较困难，同时酶也容易从载体上脱落
结合法 需要改变酶的某些结构（基团），酶的催化作用受到一定程度的影响
细胞 包埋法 处于中心的细胞容易缺氧而受到损害，同时，反应原料不易进入到这些细胞之中


3.2 操作的注意事项

本实验是一个定量实验，海藻酸钠溶液的浓度和酵母细胞溶液混合后的溶液浓度是决定实验成败的关键因素，这有赖于实验操作的各个环节严格按照要求进行。教学时结合下图分析可能存在的操作误差。从左图看，成功的凝胶珠如珍珠状，色白而圆润，而那些不规则的凝胶珠在CaCl2溶液的位置通常是飘浮在溶液的上面或中间，这主要是混合溶液的浓度过小或混入空气而造成的。









下表为实验步骤中的一些注意事项，可结合上图进行分析。

实验步骤 注意事项
酵母细胞的活化 活化时应用大一点的小烧杯，避免细胞溶液逸出，活化时间不易过长，20℃时只需1小时即可，该步骤由教师在课前完成
配制CaCl2溶液 可实验前配制好，放入冰箱中储存
配制海藻酸钠溶液 小火间断加热，并不断搅拌，直到完全融化，最后一定要定容
海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 待海藻酸钠溶液冷却至室温时再混合，要充分搅拌并避免出现气泡。转移至注射器时，也要注意不要产生气泡
固定化酵母细胞 注射器与CaCl2溶液的距离应保持在1米左右，混合溶液滴入烧杯时应保持匀速

Ca2+与Na+交换需要一定时间，形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间。只有形成稳定的凝胶珠，才能在后续反应中进行利用。是否形成凝胶珠的检验方法是：用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，若不容易破裂且没有液体流出，表明制备凝胶珠成功。还可以将凝胶珠用力摔打在实验桌上，若凝胶珠容易弹起，表明制备凝胶珠成功。

4 教学实施的总体建议

4.1 做好实验预处理 为方便大家提前做好准备，本人以人教版教材为例，将本专题所需要的仪器、设备和药品列表如下：

课题名称 实验仪器和设备 实验试剂或药品
果胶酶在果汁生产中的作用 榨汁机、烧杯、量筒、锥形瓶、试管、漏斗、温度计、水浴箱、玻璃棒、注射器、酒精灯、三角架、石棉网等 果胶酶、盐酸、氢氧化钠
探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 普通洗衣粉、加酶洗衣粉、白棉布
酵母细胞的固定化 海藻酸钠、CaCl2、干酵母、葡萄糖

4.2 做好课时安排及计划 以下为本专题的三个课题的课题数及其说明。

课题名称 课时数 说明
果胶酶在果汁生产中的作用 3 基本知识0.5；实验讨论及设计1；动手实验1；结果的分析与讨论0.5
探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 3 基本知识0.5；实验讨论及设计1；动手实验1；结果的分析与讨论0.5
酵母细胞的固定化 3 基本知识1；实验讨论和操作1；实验结果的分析与讨论1

4.3 与研究性学习相结合 果胶酶在果汁生产中的作用和探讨加酶洗衣粉的洗涤效果这两个课题除在课堂上完成相应的实验外，如果学生感兴趣，可以组织部分学生进一步研究，对于课题1果胶酶在果汁生产中的作用，我们可以准确探讨果胶酶对苹果、橘子等果汁的最适宜的温度和pH；对于课题2，我们可以探究普通洗衣粉与加酶洗衣粉的洗涤效果的比较，同一加酶洗衣粉对不同污渍的洗涤效果的比较，不同品牌的加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果的比较，这都具有实际意义，都会激发学生的探究兴趣。
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www.课题2 腐乳的制作
一、课题目标
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
二、课题重点与难点
1．课题重点：说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作
2．课题难点：在实践中摸索影响腐乳品质的条件
三、学习过程
自主学习
（一）．基础知识
⒈ 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 ，其属于 ，其同化作用类型是 。毛霉等微生物产生的 酶等能将豆腐中蛋白质分解成小分子的
和 ；产生的 酶能将豆腐中脂肪水解为 和 。
〖思考1〗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
。
2．实验设计
阅读“实验设计”及有关资料，完成以下问题：
〖思考2〗什么样的豆腐适合于做腐乳？为什么？
（1）毛霉的生长：毛霉生长的适宜条件：温度 ，保持一定的 。
〖思考3〗自然条件下豆腐块上的毛霉来自空气中的 毛霉孢子 ；在工厂化生产腐乳过程中毛霉来自 。
〖思考4〗腐乳表面的“皮”主要是由 构成的。
加盐腌制：在长满毛霉的豆腐块上加盐的目的是
。
〖思考5〗瓶口处多加盐的原因是 。
〖思考6〗加盐为什么能防止食品腐败？
（3）配制卤汤：卤汤的作用是调节腐乳的 ，并可以抑制 。
（二）．发酵操作
阅读“操作提示”，完成相关问题。
1．控制好材料的用量
一是控制好 的用量：过多影响口味，过少容易 。
二是控制卤汤中 含量在12％左右：过高会延长腐乳的 ，过低可能导致 。
2．防止杂菌感染
防止杂菌感染的措施有：玻璃瓶用 消毒；装瓶过程中操作要 ；装瓶后用胶带 ；密封后用 消灭瓶口杂菌。
〖思考7〗在整个制作过程中，还有哪些防止杂菌感染的措施？
3．结果分析与评价
（1）用盐量对腐乳制作有哪些影响？
（2）发酵温度对腐乳制作有什么影响？
B．重点、难点突破
（一）、制作腐乳实验的具体操作步骤如下：
1、将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70％左右，水分过多则腐乳不易成形。
2、将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内，粽叶可以提供菌种，并能起到保温的作用。每块豆腐等距离排放，周围留有一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时，将平盘用保鲜膜包裹，但不要封严，以免湿度太高，不利于毛霉的生长。
3、将平盘放入温度保持在15～18 ℃的地方。毛霉逐渐生长，大约5 d后豆腐表面丛生着直立菌丝。
4、当毛霉生长旺盛，并呈淡黄色时，去除包裹平盘的保鲜膜以及铺在上面的粽叶，使豆腐块的热量和水分能够迅速散失，同时散去霉味。这一过程一般持续36 h以上。
5、当豆腐凉透后，将豆腐间连接在一起的菌丝拉断，并整齐排列在容器内，准备腌制。
6、长满毛霉的豆腐块（以下称毛坯）与盐的质量分数比为5∶1。将培养毛坯时盘没长直立菌丝的一面统一朝向玻璃瓶边，将毛坯分层盘立摆放在容器中。分层加盐，并随层加高而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些，以防止杂菌从瓶口进入。约腌制8 d。
7、将黄酒、米酒和糖，按口味不同而配以各种香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在12％左右为宜［注］酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。
8、将广口玻璃瓶刷干净后，用高压锅在100 ℃蒸汽灭菌30 min。将腐乳咸坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料后，将瓶口用酒精灯加热灭菌，用胶条密封。在常温情况下，一般六个月可以成熟。
（二）、课题成果评价
1、是否完成腐乳的制作
学生是否完成腐乳的制作依据是：能够合理地选择实验材料与用具；前期发酵后豆腐的表面长有菌丝，后期发酵制作基本没有杂菌的污染。
2、腐乳质量的评价
制作成功的腐乳应该具有以下特点：色泽基本一致、味道鲜美、咸淡适口、无异味、块形整齐、厚薄均匀、质地细腻、无杂质。
3、能否总结不同条件对腐乳风味和质量的影响。
从盐、酒的用量、发酵的温度、发酵时间的长短，以及香辛料等因素中的某一因素来说明其对腐乳风味或质量的影响。
C．反馈矫正
1．毛霉等微生物能产生的酶类主要有
A．蛋白酶和脂肪酶 B．蛋白酶和淀粉酶 C．脂肪酶和淀粉酶 D．肽酶和麦芽糖酶
2．为了让豆腐上更多更快地长出毛霉，所需的条件是
A．温度为15～18℃，干燥环境 B．温度为15～18℃，用水浸泡豆腐
C．温度为15～18℃，并保持一定湿度 D．温度为25℃，并保持一定湿度
3．在配制卤汤时，酒是不可缺少的，对酒量的要求是
A．30％ B．20％ C．15％ D．12％
4．我们平常吃的豆腐含水量不同，下列哪种含水量的豆腐适合用来制作腐乳
A．70％ B．80％ C．60％ D．40%
5．卤汤的主要成分是
A．氯化镁溶液、氯化钠、香辛料 B．酒及香辛料
C．氯化镁溶液、香辛料 D．酒及氯化镁溶液
6．霉菌细胞内各种细胞器所含的酶
A．种类有差异，数量相同 B．种类有差异，数量不同
C．种类无差异，数量相同 D．种类无差异，数量不同
7．以下各种生物属于真核生物的是
A．酵母菌、毛霉 B．乳酸菌、醋酸菌 C．酵母菌、醋酸菌 D．流感病原体、蘑菇
8．测定三类微生物对氧气的需要，让它们在三个不同的试管中生长，下图显示了细菌的生长层，据此判断：只能在有氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧培养基中都能繁殖的微生物依次是
A．Ⅲ、I、Ⅱ
B．Ⅲ、Ⅱ、I
C．I、Ⅱ、Ⅲ
D．I、Ⅲ、Ⅱ
9．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他三项有明显区别
A．青霉 B．酵母 C．曲霉 D．毛霉
10．（多选）下列豆腐“毛坯”装瓶时的操作中，正确的是
A．动作要迅速小心 B．加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封
C．加入卤汤后，瓶口不用密封，因为其内有盐，不会再滋生其他微生物
D．封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯火焰
11．（多选）下列有关腐乳制作的过程中，消毒灭菌的说法正确的是
A．用来腌制腐乳的容器，洗刷干净后要用沸水消毒
B．装瓶前，要将腐乳进行高温消毒避免杂菌污染
C．装瓶时，要将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染
D．灭菌不仅是杀灭细菌，还要杀灭其他的微生物
12．（多选）下列因素中会影响腐乳口味的有（ ABCD）
A．食盐的用量 B．酒的种类和用量
C．菌种的选择和用量 D．温度、湿度、培养时间等培养条件
13．以下是证明食物腐败是由细菌引起的实验，阅读这段材料和图示，请回答：
①把碎肉或大豆加水煮烂，用两层纱布滤取肉(豆)汤备用．
②在3只三角瓶里注入50 mL肉(豆)汤，第3个瓶
用装有S型弯玻璃管的药棉瓶塞塞住．(如图所示)
③把3只三角瓶放人盛水的锅里隔水加热，使锅里
的水沸腾5 min，取出3只三角瓶，冷却后放在温
暖的阴暗处(日平均温度在20℃以上)．
④以后逐天观察肉汤的变化．结果一天后，不加塞三
角瓶里的肉汤已混浊，液面有一层薄膜，这是细菌的群体．瓶内可能有臭味，说明肉汤已腐败．加药棉瓶塞和直玻璃管的三角瓶的肉汤几天后也开始腐败．加药棉瓶塞和S型玻璃管的三角瓶维持时间最长，但肉汤也最终腐败．
(1)本实验采用的是什么实验法
(2)不加塞的瓶内肉汤为什么会腐败
(3)加药棉瓶塞三角瓶内肉汤几天后为什么也开始腐败
(4)实验操作的第1个瓶起 作用．
附：课题1 果酒和果醋和制作
A、自主学习基础知识
(一)制作原理
酵母菌； 兼性厌氧型 ； C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量 ；
C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 ； 温度、酸碱度、氧气量、时间等 ；18~25℃ ；
20℃ ；将混合菌置于缺氧，酸性环境下，利用酵母菌兼性厌氧的特点，而绝大多数其他微生物都无法适应这一环境受到抑制。
1、先通气，使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，后密封使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
2、酵母菌先进行有氧呼吸产生了水，后进行了无氧呼吸产生了酒精
3、红葡萄皮的色素进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。
酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，在条件好时进行出芽生殖，条件恶劣时进行孢子生殖，但多以出芽生殖方式进行无性生殖。
出芽生殖 ；孢子 ；醋酸菌 ；需氧型 ；氧气、糖源充足 ；乙醇 ；乙醛
C2H5OH+O2 CH3COOH +H20 ； 30~350C ；
1、氧气 、 温度、酸碱度等；2、是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。
(二)实验设计
榨汁 ； 酒精发酵；醋酸发酵； 放出CO2 ，防止发酵瓶气压过大而爆破；O2 ；CO2 ；
取样；空气中微生物的污染；
区别 酒精发酵 醋酸发酵
微生物 酵母菌 醋酸菌
温度 18~25℃ 30~350C
氧气 不需要氧气 需要氧气
联系 酒精发酵为醋酸发酵提供原料
新鲜的红色； 冲洗； 应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会； 杀死发酵液中杂菌； 1/3 ； 18℃一25℃； 10～12d ；
30℃～35℃ ；7～8d ； 通过充气口充气 ；有一定的氧气量，有利于酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；空气；
发酵 酒精发酵 醋酸发酵
气味和味道 制作的葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味； 果醋具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩
发酵液颜色 混浊 混浊，液面形成白色菌膜
重铬酸钾 ；灰绿色
C．反馈矫正
1．A 2．B 3．D 4．C 5．B 6．C 7．D 8．A 9．C 10．B 11．A 12．A 13．B
14．(多选)ABCD 15．ABC
16．真菌 出芽 酵母菌繁殖快 遗传物质相对少 单 分解者 细胞核 拟核
自身生长发育
附：课题2 腐乳的制作的参考答案
A、自主学习
（一）．基础知识
⒈ 腐乳的制作原理
毛霉；真核生物；异养型；蛋白；肽；氨基酸；脂肪；甘油；脂肪酸；高渗溶液能使微生物细胞渗透失水死亡；含水量为70%左右的豆腐适于作腐乳。用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形；15～18 ℃ ；湿度；优良毛霉菌种；“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝（匍匐菌丝），它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形。“皮”对人体无害；防止杂菌污染，避免豆腐腐败；越接近瓶口，杂菌污染的可能性越大，因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量，在接近瓶口的表面，盐要铺厚一些，以有效防止杂菌污染；高渗溶液能使微生物细胞渗透失水死亡；调节腐乳的风味；杂菌的生长；
（二）．发酵操作
盐；使腐乳变质；酒的；成熟时间；腐乳腐败；沸水；迅速小心；密封；酒精灯的火焰；加足够的盐腌制、卤汤中加入一定量酒和香辛料等；调节腐乳的风味、抑制微生物生长；发酵的温度为15～18 ℃，此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于毛霉慢慢生长；
C．反馈矫正
1．A2．C3 D．4．A5．B6．B7．A8．A9．B10．ABD11．ACD12．ABCD
13．对照实验 ；不加塞直接接触空气，腐败细菌进入机会最多； 加塞细菌进入机会减少，
但也很难防止细菌侵入，同时灭菌不彻底，留在瓶内的细菌芽孢可能繁殖；对照。
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www.腐乳的制作
一、课题目标：
以制作腐乳为例了解传统发酵技术的应用，说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作，分析影响腐乳品质的条件。
二、课题重点：
说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作。
三、课题难点：
在实践中摸索影响腐乳品质的条件。
四、教学过程：
（一）简述课题背景
（二）阅读课文，回忆相关知识点并思考下列问题：
1、关于毛霉
（1）细胞结构：真核细胞 毛霉是一种丝状真菌，它的菌丝可分为直立菌丝和匍匐菌丝
（2）繁殖方式：孢子生殖
（3）新陈代谢类型：异养需氧型
（4）应用：腐乳、豆鼓
2、毛霉在腐乳制作中的作用：在豆腐的发酵过程中，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
3、传统腐乳的生产中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，而现代的腐乳生产是在严格无菌条件下，将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品质量。
4、腐乳酿造选择优良菌种的条件：（1）不产生毒素，菌丝壁细软、棉絮状，色白或淡黄；（2）生长繁殖快速，且抗杂菌力强；（3）生产的温度范围大，不受季节限制；（4）有蛋白酶、脂肪酶、肽酶及有益于腐乳质量的酶系；（5）使产品气味正常良好。
5、腐乳制作的实验流程
让豆腐长出毛霉――→加盐腌制――→加卤汤装瓶――→密封腌制
6、实验操作过程
（1）题目：腐乳的制作
（2）实验原理：豆腐中的蛋白质和脂肪经微生物分解为小分子肽，氨基酸和甘油、脂肪酸等，再经过加工腌制成为腐乳，其主要生产过程离不开微生物的发酵。
（3）实验材料和用具：豆腐块、小刀、电热干燥箱、干棕叶、托盘、保鲜膜、恒温箱、盐、广口瓶、黄酒、米酒、糖、香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）、酒精灯、大烧杯、小广口瓶（自备腐乳瓶）
（4）操作步骤（见教参）
五、练习
六、小结
七、反思w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.专题3 植物的组织培养技术
【学习目标】
1.说明植物组织培养的基本原理，进行菊花或其它植物组织培养。
2.学习植物组织培养的基本技术。
3.植物组织培养过程中使用的无菌技术。
【学法指导】
通过对生活中的实例进行分类总结，导出生态系统中的信息的种类及各种信息的举例；通过对教材中所给资料的分析，总结出信息传递在生态系统中的作用；简述信息传递在农业生产中的应用。
【自主学习】
一．植物组织培养的基本过程
1．细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在________、_________和_________上都会出现___________差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。
2．过程总结：
_____________ ___________ 试管苗 完整的植物体
（注意脱分化、再分化、愈伤组织三个概念）
愈伤组织（callus），原指植物在受伤之后于伤口表面形成的一团薄壁细胞．在组织培养中，则是指在人工培养基上由外植体组织的增生细胞产生的一团排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态薄壁细胞。
阅读材料：
①植物细胞可以摆脱原来的遗传控制和生理制约，在一定条件下，发生回复变化，从而失去分化状态，变为分生细胞，实现脱分化过程。
②植物细胞的全能性，可以脱分化之后再次分化为完整的植株，几乎所有高等植物的各种器官离体后都可以脱分化。
③脱分化后的细胞经过连续的有丝分裂，形成愈伤组织。
二．影响植物组织培养的因素
1．材料
①不同的植物组织，培养的难度差别较大。
②对于同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短也会影响实验结果
2．营养——适宜的培养基
最常用的培养基是______培养基
成分：大量元素____________________________
微量元素____________________________
有机物_______________________________
3．植物激素：_________和____________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。
①使用顺序不同而得到不同的实验结果
使用顺序 实验结果
先使用生长素再使用细胞分裂素
先使用细胞分裂素再使用生长素
同时使用
②使用的量及比例
生长素用量比细胞分裂素用量，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。比值适中时，促进愈伤组织的生长。
4.PH、温度、光照等条件
思考：①植物组织培养体现了____________。植物细胞的分裂方式是______。
②植物细胞表现出全能性的条件是________________________。
三．实验操作
1.制备MS固体培养基
2.外植体消毒 （70％酒精、氯化汞、无菌水、无菌吸水纸）
3.接种（步骤）
4.培养（条件）
5.移栽
6.栽培
思考：①试验操作过程中的无菌操作有哪些？
②一般情况下操作过程中哪些步骤中可能污染杂菌？采取哪些措施可以避免？
阅读材料
①组织培养在快速繁育方面的确有很大优势，尤其是在林木的培育方面，对于发育周期长的植物种类尤为明显．
②在转基因盛行的今天，是不是也加快了对病虫害的选择、加快了它们的进化？而且基因安全一直困扰着分子生物，基因是不是真的会逃逸，真的不是人们所想的那么简单．但是无论是与否。转基因植物的繁育还是需要组织培养的技术的支持。
③转基因真的安全的话，也只是实现了优良性状的初步转移，而真正起到推广作用的还是组织培养的手段．
④降低技术手段的难度和成本是推广的关键，立足科研与生产才能使科技转化为第一生产力．
【巩固练习】
1．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列说法错误的是（ ）
A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
B.该愈伤组织的细胞没有全能性
C.该愈伤组织是有排列疏松的薄壁细胞组成
D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
2．植物细胞表现出全能性的必要条件是（ ）
A.给予适宜的营养和外部条件 B.导入其它细胞的基因
C.脱离母体后，给予适宜的营养和外部条件
D.将成熟筛管细胞核移植到去核的卵细胞内
3．细胞分化是稳定的，其方向一般（ ）
A.可逆 B.不可逆 C. 有时可逆 , 有时不可逆D. 无法确定
4．以下成为组织培养条件的是 ( )
① C02 ②有机物 ③生长素 ④细胞分裂素 ⑤水 ⑥矿质元素
A. ①③⑤⑥ B. ②③⑤⑥ C. ②③④⑤⑥ D. ①②⑤⑥
5．关于操作后出现培养物被污染的情况 , 正确的叙述是 ( )
①可立即打开培养瓶 , 进行清洗 ②先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌 , 然后再打开培养瓶 , 进行清洗 ③按要求操作一定不出现培养物被污染 ④细菌污染可能是由接种人员未戴口罩、接种时说话等引起的 ⑤真菌污染可能是植物材料灭菌不当引起的
A. ②③⑤ B. ②③④⑤ C. ①③④⑤
6．要将菊花茎段细胞培养成完整的植株 , 需要 ( )
①具有完整细胞核的细胞 ②离体状态 ③导入外源基因④一定的营养物质和激素⑤选用生长旺盛的嫩枝
A. ①②③④⑤ B. ②③④⑤ C. ①②④⑤ D. ①③④⑤
7．愈伤组织分化过程中 , 当培养基中细胞分裂素 / 生长素的比值较低时 , 诱导分化的器官是 ( )
A. 根 B. 芽 C. 叶 D. 胚性细胞团
8．无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键 , 以下说法正确的是 ( )
①由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差 , 对无菌操作的要求非常严格 ②对培养基及器械用高压蒸汽灭菌 ③对培养材料进行表面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 ④不同药剂、不同植物材料甚至不同器官要区别对待 ⑤对培养材料可用高压蒸汽灭菌 ⑥如果不小心导致污染 , 将可能造成培养工作的前功尽弃
A. ①②③④⑤ B. ①②③④ C. ①②③④⑤ D. ①②③④⑤⑤
9． 当先使用细胞分裂素 , 后使用生长素时 , 实验结果是 ( ) 。
A. 有利于细胞分裂 , 但细胞不分化 B. 细胞既分裂又分化
C. 分化频率提高 D. 有利于细胞分化 , 但不分裂
10．关于生根的试管苗的移栽, 下列说法不正确的是 ( ) 。
A. 关键是既要充分清洗根系表面的培养基 , 又不能伤及根系
B. 一般使用无土栽培的办法
C. 在培养基上移栽试管苗后要用 5% 的高锰酸钾消毒
D. 新移栽的试管苗要在温室生长几天 , 等壮苗后再定植大田
11．MS培养基和微生物培养基相比有哪些不同 ( )
A.MS培养基不含有机物 B. 微生物培养基以有机物为主
C.MS培养基不含微量元素 D.MS培养基需提供大量无机营养
12．生长素比细胞分裂素比值低时 , 则 ( ) 。
A. 有利于根的分化 , 抑制芽的形成
B. 有利于芽的分化 , 抑制根的形成
C. 促进愈伤组织形成
D. 促进根和芽的分化
13．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激素的运用 ④消毒 ⑤温度、 pH 、光照
A. ①②③④⑤ B. ①②③ C. ①②③④ D. ①②③⑤
14．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
答案：1－5BCBCD 6－10CACBC 11－14BD、B、A、C、
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（ ）
发育
（ ）
生芽、根课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段
学习目标：
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
重点：PCR的原理和PCR的基本操作
难点：PCR的原理
Ⅰ．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．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
2．细胞内DNA复制过程的解析：
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。
DNA聚合酶结合：DNA聚合酶与模板链结合，标志着单链合成开始。
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： 。
［思考］DNA分子能准确复制的原因有哪些？
。
3． DNA分子复制的人工控制
解开螺旋：在 ℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。
恢复螺旋：在 ℃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： 。
反应场所： （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 ℃时DNA解旋
复性：在 ℃时引物与DNA单链结合
延伸：在 ℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）
Ⅱ．实验操作
（1） PCR反应体系：缓冲液、 ， 、 、两种RNA引物，水
（2） 实验操作步骤
①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。
⑤DNA在PCR仪中大量扩增。
2．4 水浴法：将微型离心管依次在 ℃、 ℃、 ℃的恒温水浴锅中循环处理相应时间。
3．实验注意事项
（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。
（2）缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。
（3）每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。
（4）混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。
（三）课堂总结、点评
（五）巩固练习
1．DNA分子复制时，解旋的两条链中（ ）
A仅一条作为复制模板
B两条链作为模板并复制出两个不同的DNA分子
C两条链作为模板并复制出两个相同的DNA分子
D两条链作为模板，各自合成一条子链，然后两条母链重新结合为原来的双螺旋分子，两条新链结合成一个全新的DNA分子
2.下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ ）
①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构
A①③④②⑤ B①④②⑤③ C①③⑤④② D③①④②⑤
3.下列各项过程中，遵循“碱基互补配对原则”的有（ ）
①DNA复制②RNA复制③转录④翻译⑤逆转录
A①②③④⑤ B①②③④ C①②③⑤ D①③④⑤
4.实验室内模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是（ ）
①酶 ②游离的脱氧核苷酸 ③ATP④DNA分子 ⑤mRNA ⑥tRNA ⑦适宜的温度 ⑧适宜的酸碱度
A①②③④⑤⑥ B②③④⑤⑥⑦ C②③④⑤⑦⑧ D①②③④⑦⑧
5.利用PCR技术，把一个双链DNA分子当作第一代，经过3次循环，在第四代DNA分子中，有几条第一代脱氧核苷酸的长链？（ ）
A 2 B 4 C 8 D 16，
6.关于DNA分子的叙述中，正确的是（ ）
A .DNA的两条链是极性相同，同向平行 B.DNA的两条链是极性相同，反向平行
C.DNA的两条链中极性不同，反向平行的 D.DNA的两条链是极性不同，同向平行
7.假设PCR反应中，只有一个DNA的片段作为模板，请计算在30次循环后，反应物中大约有多少这样的DNA片段（ ）
A 215 B 230 C 260 D 231
8.DNA的合成方向总是（ ）延伸。
A从DNA分子的左端向右端 B从DNA分子的右端向左端
C从子链的5，端向3，端 D从子链的3，端向5，端
9.要使PCR反应在体外的条件下顺利地进行，需要严格的控制（ ）
A 氧气的浓度 B酸碱度 C温度 D 大气的湿度
10.DNA分子经PCR反应循环一次后，新合成的那条子链的脱氧核苷酸的序列应与（ ）
A模板母链相同 B非模板母链相同 C两条模板母链相同 D两条模板母链都不相同
11.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℃
12.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
13. 下列有关PCR描述，不正确的是（ ）
A. 是一种酶促反应 B. 引物决定了扩增的特异性
C. 扩增对象是DNA序列 D. 扩增对象是氨基酸序列
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延伸
复性
变性
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
计算课题3 分解纤维素的微生物的分离
考点要求
1．能简述纤维素酶的种类及作用，
2．能从土壤中分离出分解纤维素的微生物，了解这类微生物的应用。
3．能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。
双基过关
一、纤维素与纤维素酶
1．纤维素的化学组成： 三种元素，是一种 糖。
2．纤维素的分布： 是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。
3．纤维素酶的作用：纤维素酶是一种 ，一般认为它至少包括三种组分，即 酶、 酶 酶，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将纤维二糖分解成 。
二、纤维素分解菌的筛选 1．筛选方法： 染色法。
2．筛选原理：刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成 ，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以 为中心的透明圈，我们可以通过 来筛选纤维素分解菌。
三、试验设计
土壤中纤维素分解菌的分离的实验方案 ： 分解纤维素的微生物的分离的试验流程
、 、 、 、
1．土壤取样：采集土样时，应选择富含 的环境。
2．选择培养： 阅读资料二“选择培养基”，回答以下三个问题：
〖思考1〗纤维素分解菌选择培养基属于 培养基，原因是什么？。
〖思考2〗培养基选择作用机制是什么？
〖思考3〗若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是什么？
(1)目的：增加纤维素分解菌的 ，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。
(2)制备选择培养基：参照课本旁栏中的比例配制。
(3)选择培养：称取土样20 g，在无菌条件下加入装有30mL培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在 上，在一定温度下振荡培养1～2 d，直至培养液变 。也可重复选择培养。
（4）梯度稀释： 依次将培养液稀释101～107倍。思考是如何操作的？
(5)．将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
<1>制备培养基：参照课本旁栏中的比例。 <2>倒平板操作。 <3>涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0．1 mL涂布在平板培养基上，30℃倒置培养。
(6)．刚果红染色法：挑选产生 的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。
〖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？
3刚果红染色法：常用的刚果红染色法有两种即
。
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
是 、 。
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？
四：结果分析与评价
1为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行 实验，纤维素酶的发酵方法有 发酵和 发酵。
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 含量进行定量测定。
典例精析
【例1】纤维素酶可以将下列哪种物质分解…………( )
A．牛肉片 B．鱼片 C．滤纸条 D．塑料条
【例2】在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是……………………( )
A．分解尿素的细菌 B．硝化细菌 C．分解纤维素的细菌 D．乳酸菌
【例3】本实验关于选择培养目的叙述正确的是…( )
A．可以增加纤维素分解菌的浓度 B．可以减少纤维素分解菌的浓度
C．所用培养基是固体培养基 D．所用培养基是平板培养基
基础自测
一、选择题
1．下列材料中纤维素含量最高的是( )
A．杨树 B．小麦 C．玉米D．棉花
2．纤维素酶能够分解（ ）
A．纤维素的微生物 B．淀粉的微生物 C．纤维素 D．淀粉
3．刚果红能与哪项物质形成红色复合物( )
A．纤维二糖 B．纤维素 C．葡萄糖 D．麦芽糖
4．寻找纤维素分解菌应到…（ ）
A．湿润的环境中 B．富含纤维素的环境中
C．富含无机盐的环境中 D．池塘中
5．纤维素分解菌的选择培养基有选择作用，原因在于其含有…( )
A．NaNO3 B．KCl C．酵母膏 D．纤维素粉
6．下列哪种生物能产生纤维素酶( )
A纤维素分解菌 B．牛 c．羊 D．兔
7．选择培养时应将锥形瓶固定在( )
A．桌子上 B．温箱里C．窗台上D．摇床
8．选择培养的结果：培养液变…（ ）
A．清澈 B．浑浊 C．红色 D．产生透明圈
9．刚果红染色时，加入刚果红可在……( )
①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤培养基上长出菌落时
A．①③ B．②⑤ C．③⑤ D．④⑤
10．两种刚果红染色法的结果是（ ）
A．均会出现透明圈 B均不会出现透明圈
C方法一出现方法二不出现 D方法一不出现方法二出
11．下面是弗来明对青霉素的早期研究过程：
发现问题：在培养细菌的器具中发现一种青霉菌，在这种青霉菌的周围有没有其它细菌生存 为什么会产生这种现象
提出假设：
设计实验：在液体中培养青霉菌后，考察这种液体对细菌增殖的影响。
实验结果：培养液使细菌的增殖停止。
结论：下面几项最适合作为该实验假设的是
A．青霉菌与细菌之间是共生关系 B．青霉菌污染了细菌生存的环境
C．青霉菌产生了对人体有益的物质 D．青霉菌能产生抑制细菌增殖的物质
12．培养流感病毒时，应选用
A．固体培养基 B．含有多种无机盐的培养液
C．活的鸡胚 D．无菌的牛肉汤
13．以下关于微生物对氧的需求的叙述中正确的是
A．产甲烷杆菌属厌氧呼吸，但氧的存在不影响其生存
B．链球菌进行厌氧呼吸，不能接触空气
C．黄色短杆菌在氧气充足时才能产生谷氨酸
D．谷氨酸棒培育杆菌是厌氧呼吸
14．可以使微生物细胞内蛋白质、核酸发生不可逆破坏的环境因素是
A．高温 B.营养成分的变化 C.氧含量 D.温度、pH、氧的共同作用
15．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是
A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的
B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子
C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利
D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足
16．下列有关味精生产的一些措施的叙述，正确的是
A．常用的菌种是谷氨酸棒状杆菌和金黄色葡萄球菌
B．培养基是含有五种营养成分的合成培养基
C．在发酵中要控制的只是温度、pH、通气量
D．味精是谷氨酸经Na2CO3中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离而成
17．菌落形成的根本原因是
A．细菌有鞭毛 B．细菌能运动 C．培养基有琼脂 D．子细胞成为群体
18．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
19．高压蒸气灭菌的原理是
A．高压使细菌DNA变性 B．高压使细菌蛋白质凝固变性
C．高温烫死细菌 D．高温使细菌DNA变性
20．某种细菌每30分钟分裂一次，开始接种时为3个细胞，在对数生长期培养5个小时后，问此时有多少细胞？
A．15 B．48 C．1024 D．3072
二、非选择题
21．纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括 种组分，即 、
和 。
22．当纤维素被 分解后，刚果红一纤维素自合物就无法形成，培养基中会出现以
为中心的透明圈。这样，我们就可以通过是否产生 来筛选纤维素分解菌。
23．为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维分解菌
24．请分析下面的培养基配方，回答下面的问题：
纤维素分解菌的选择培养基
纤维素粉 5 g
NaN03 1 g
Na2HP04·7H 20 1.2 g
KH2P04 0.9 g
MgS04·7H 20 0.5 g
KCl 0.5 g
酵母膏 0.5 g
水解酪素 0.5 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000 mL
(1)上述配方是液体培养基还是固体培养基 为什么
(2)这个培养基对微生物是否具有选择作用 如果具有，又是如何选择的
(3)如果要证明该培养基的选择培养作用可用　　　　　　　　培养基做　　　实验。
25.请你设计实验来证明纤维素酶的作用。
实验步骤：
(1)取2支20mL的试管,分别放入1cm×6cm的　　　。
(2)再分别加入pH为4.8，物质的量浓度为0.1 mol·L-1的　　　　　　　　缓冲液10mL、11mL。
(3)在加入lOmL缓冲液的试管中加入1mL　　　　　　。
(4)将2支试管固定在摇床上，振荡反应1ｈ。结果：加纤维素酶的滤纸条被分解，另一支中的未分解。则证明： 。
综合应用
26、淀粉酶可以通过微生物发酵生产，为了提高酶的产最，请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。①写出主要实验步骤。②根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预期实验结果。
提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随其生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈。（2004天津理科综合能力测试）
参考答案：
一、1.C H O 多糖 2.棉花 3.复合酶C1 菜纤维素 葡萄糖纤维二糖
二 1. 刚果红 2.红色复合物，纤维素分解菌，是否产生透明圈
三 1. 纤维素
2〖思考1〗液体，没有添加琼脂成分.
〖思考2〗以纤维素粉为唯一碳源，只有纤维素分解菌才能生存。
〖思考3〗将纤维素粉改为葡萄糖。
(1)纯度 (3).摇床 混浊(4)参照专题1的稀释操作， (6).透明圈
〖思考4〗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。
3填表
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。
〖思考5〗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。
四 1 发酵产纤维素酶 ， 液体 发酵和 固体 发酵
2葡萄糖
◇◇ 典例精析
【例1】 解析：纤维素酶只能使纤维素分解，本题中只有C项滤纸条的主要成分是纤维素，所以可以将滤纸条分解。
答案：C
启示：酶具有专一性，纤维素酶只能分解含纤维素的物质。
【例2】解析：分解纤维素的细菌能将纤维素分解，则刚果红一纤维素的复合物就无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
答案：C
启示：在合纤维素的培养基中加入刚果红时出现的透明圈，一般是以纤维素分解菌为中心。
【例3】解析：这里选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度，所用培养基是液体培养基，以便于下一步的稀释涂布操作。
答案：A
启示：掌握选择培养的目的。
课题3分解纤维素的微生物的分离参考答案
基础自测
一、1．D 2．C 3．B 4．B 5．D 6．A 7．D 8．B 9．C 10．A
11—15 DCCAD 1 6—20 DDCBD
二、21．C1酶 CX酶 葡萄糖苷酶
22．纤维素酶 纤维素分解菌 透明圈
23．由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对较高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。
24．(1)是液体培养基，原因是配方中无琼脂。
(2)有选择作用，本配方中的碳源是纤维素，所以能分解纤维素的细菌可以大量繁殖，不能利用纤维素的微生物则难以生存。
(3)　牛肉膏蛋白胨　对照。
25．(1) 滤纸条。
(2) 醋酸—醋酸钠
(3) 纤维素酶。
(4) 纤维素酶有分解纤维素的作用。
☆综合应用
26解析：这是一道以诱变育种、选择培养和鉴别培养等知识为载体的实验设计题，综合性强，难度较大。既要求学生掌握实验原理，也要求学生具备较强的实验设计的能力及对实验结果的预测和分析能力。
答案：
①主要实验步骤：
第一步：将培养好的生产菌株分两组。一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照。
第二步：制备含淀粉的固体培养基。
第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同条件下培养。
第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株。
②预期实验结果：
a．由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同。
b．由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小。
◇◇知识拓展
1．两种刚果红染色法的比较
刚果红染色法在本课题中我们给出了两种方法：方法一是传统的方法，缺点是操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；其优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂问题，缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素占主要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。
方法二的另一缺点是有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。
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染色法 优点 缺点
方法一
方法二
类型一 纤维素酶的作用
类型二 纤维素分解菌筛选的原理
类型三 选择培养基第3节 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
一、教学目标的确定
在课程标准中，对该节内容描述为“运用发酵食品加工的基本方法”。该条内容标准属于独立操作水平，要求学生能够独立完成泡菜的制作，并尝试对亚硝酸盐的含量进行检测。通过本课题的开展，可以使学生了解生活中我们所吃的泡菜是怎么制作的，泡菜中可能含有较多的亚硝酸盐是怎么产生的，如何去测定泡菜中的亚硝酸盐的含量。据此，将本节教学目标确定为：
1.了解泡菜制作的原理、方法，尝试制作泡菜；
2.了解亚硝酸盐对人体的危害及测定其含量的原理，尝试用比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量变化，讨论与此相关的食品安全问题。
其中制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐含量是本节的重点；泡菜中亚硝酸盐含量的测定是本节的难点。在进行本课题的教学时，要以实验为依托，通过实验使学生掌握泡菜制作的方法、步骤以及亚硝酸盐含量的测定方法。
二、教学设计思路
通过日常生活中人们喜爱的泡菜食品，引入主题──制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐含量，引导学生关注食品安全，注重身体健康。教学时，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，激发学生的求知欲，从而顺利进入本课题的研究。在进行实验设计时，先给学生展示泡菜制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程，让学生依据实验流程设计制作泡菜的实验步骤，并学会检测泡菜中亚硝酸盐的方法。
1.泡菜制作流程图
三、教学程序设计
学习阶段 教师的组织和引导 学生活动 教学意图
引入课题 从课题背景入手，介绍泡菜是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的腌制食品。泡菜是怎样腌制的呢？在腌制过程中，为什么需要对亚硝酸盐的含量进行检测？ 学生进行分析、讨论、交流。 通过课题背景，激发学生的学习兴趣，展开课题。
泡菜制作的基础知识 教师引导学生看课本，了解有关乳酸菌的基础知识：泡菜的制作离不开乳酸菌，乳酸菌包括乳酸杆菌和乳酸链球菌，它们都是严格的异养厌氧型的细菌，在自然界中广泛分布。亚硝酸盐：亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中常用作食品添加剂。在自然界中，亚硝酸盐分布广泛。思考：为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不吃存放时间过长，变质的蔬菜？有些蔬菜，如小白菜和萝卜等，含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久发生变质（发黄、腐烂）或者煮熟后存放太久时，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。亚硝酸盐在通常情况下对人体无害，但人体摄入亚硝酸盐过量时，会引起中毒甚至引起死亡。在特定的条件下（适宜的pH，温度和一定的微生物的作用），亚硝酸盐可转变成具有致癌作用的物质——亚硝胺。 学生看课本，掌握有关泡菜的基础知识。 通过阅读，掌握有关乳酸菌和亚硝酸盐的基础知识，为泡菜的制作打下基础。
泡菜的制作 [案例] 泡菜制作是以乳酸发酵为主，同时利用食盐的高渗透压作用，兼有蛋白质分解的微生物发酵过程的冷加工方法，对蔬菜的营养成分、色香味等的保存十分有利。千百年来，泡菜不但以其酸鲜纯正、嫩脆芳香、清爽可口、回味悠长的特点吸引众多食客，还因其开胃口、促消化、解荤腥、增强食欲的功效为世人所乐意接受。泡菜的制作工艺(见图)：泡菜的制作看上去很简单，但要泡出色香味俱佳、营养卫生的泡菜，应该掌握原料性质，注意选择容器、制备盐水、搭配调料、装坛等技术。如调料是泡菜风味形成的关键，泡菜坛的选择亦关乎泡菜的制作成败。教师组织学生看教材中的实验流程示意图，结合所给的案例，回答下列问题：1.试举出日常生活中应用乳酸菌的其他实例。 2.在四川，人们用的是一种坛口突起，坛口周围有一圈凹形托盘（即水槽，可盛水），扣上碗可以密封的坛子。制作泡菜的坛子必须密封，试说明其道理。3.为什么泡菜坛内有时会长出一层白膜？你认为这层白膜是怎么形成的？4.试讨论泡制泡菜的过程中应注意的问题及原因。 学生阅读泡菜制作的流程，讨论设计实验流程。 对案例中提出的问题展开讨论 学生通过阅读和讨论，设计出泡菜制作的一般流程。 这是本节的重点和难点，引导学生通过自主学习，独立的完成实验设计，这是对学生思维能力和动手能力的训练。通过对问题的讨论与研究，使学生对泡菜制作中可能出现的问题有所了解。
测定亚硝酸盐含量的原理及测定方法 教师引导学生看课本，了解测定亚硝酸盐含量的原理。如何测定亚硝酸盐的含量呢？学生通过看课本，掌握测定亚硝酸盐的一般流程，及在测定中所要注意的问题。 配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色→计算思考：1.在配制溶液时，所配制的各种溶液的作用是什么？2.如何制备标准显色液？3.制备样品处理液的步骤是怎样的？ 同学们相互讨论，交流，得出答案。 使学生掌握测定亚硝酸盐的一般方法。
结果分析与评价通 通过一段时间的发酵后，依据测定亚硝酸盐含量，我们对三坛泡菜分别在腌制过程中的第3 天、第5天、第7 天、第9 天、第11 天和第13 天分别对食盐浓度为4%、6%、8%的泡菜做了亚硝酸盐含量的检测。 实验结果与分析：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。同学们相互交流评价各自的作品并进行如下讨论：1.泡菜的腌制是否成功？色泽口味如何？2.亚硝酸盐的含量是否符合卫生标准。3.随着泡菜时间的延长，三只泡菜坛内亚硝酸盐的含量的变化趋势如何？能分析形成这种趋势的原因吗？4.如何改进泡菜制作的方法。 学生进行实验。 针对评价的原则，学生对各自的作品进行评价。 使学生学会对实验数据的处理。
附： 韩国泡菜的制作方法
白菜 10棵(30kg), 粗盐 19杯(3kg), 萝卜 3棵(4.5以斤), 葱白1捆(400g), 芥菜　1捆(1kg), 水芹　2捆(600g), 大葱　半捆(400g), 蒜10头(400g), 生姜　3棵(100g), 辣椒面　10杯(800g), 温水　2杯,适量的盐和白糖
① 挑选鲜嫩的白菜，把黄色的叶子摘掉，粗大的白菜切成四块，小的切成两半。
② 适量粗盐放入水中溶解，将切开的白菜浸入水中浸渍后再捞出，
在白菜梗上撒适量的盐，切开的面朝上，一层层放入大容器中腌渍。
大约过5个小时后，上下调换一下，使所有白菜腌匀。
③ 将腌白菜用凉水清洗数次后捞出，扣在篓子里沥干水分。颗大的白菜再切
成两半，并将粗大的根部剜出。
④ 挑选坚实而光滑的萝卜去除萝卜须，洗干净后控干水分，然后切成2cm的
片后切成丝。
⑤ 择洗葱白、芥菜、水芹后切成4cm，大葱只取白色部分粗略地切成段。
⑥ 生姜和蒜去皮清洗后控干水分，放入臼中捣碎。
⑦ 用温水将辣椒面泡开后,把泡开的辣椒面放入萝卜丝中搅拌成红颜色之后用盐调味。
⑧ 放入捣碎的蒜、生姜搅拌后，再放入水芹、芥菜、 葱白和大葱轻轻掺和。
⑨ 再用盐和白糖调味。把调料馅倒入宽敞的容器中，在白菜叶层间添进去，然后用外层的
叶子包住整棵白菜，并使切开的面朝上拌制。
⑩ 将泡菜添满缸容量的五分之四左右，并把腌渍的白菜外层叶子放在上部压实。
欲长期储藏的泡菜，要撒充分的盐后储藏。
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www.植物芳香油的提取
一、课题目标
本课题通过设计简易的实验装置来提取植物芳香油，使学生了解提取植物芳香油的基本原理，研究从生物材料中提取特定成分的方法，初步学会某些植物芳香油的提取技术。
二、课题重点与难点
课题重点：植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采用适宜的提取方法。
课题难点：植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采用适宜的提取方法。
三、学习过程
（一）基础知识
四、课堂练习
1．下面不能用于提取芳香化合物的是 ( )
A．杏仁 B．真菌 C．玫瑰花 D．细菌
2．植物芳香油的主要化学成分 ( )
A．酚类化合物及衍生物 B．萜类化合物及衍生物
C．醚类化合物 D．烃类化合物
3．植物芳香油易溶于 ( )
A．水 B．盐酸 C．碳酸 D．酒精
4．水上蒸馏和水气蒸馏的标准是 ( )
A．原料的种类 B．原料的特性
C．原料放置的位置 D．原料的成分
5．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
6．用于提取植物芳香油的植物器官包括
( )
A．花、茎、叶 B．树干、树皮
C．根、果实、种子D．以上三项全是
7．柑橘、柠檬芳香油的制备常使用 ( )
A．蒸馏法 B．压榨法
C．萃取法 D．浸泡法
8．若植物有效成分易水解，则不宜采用下列哪
种提取方法 ( )
A．压榨 B．萃取 C．蒸馏 D．渗析
9．玫瑰精油提取的过程是 ( )
A．鲜玫瑰花+水一水蒸气蒸馏一油水混合物一分离油层一除水
B．鲜玫瑰花+水一油水混合物一水蒸气蒸馏一分离油层一除水
C．鲜玫瑰花+水一油水混合物一除水一分离油层
D．鲜玫瑰花+水一油水混合物一水蒸气蒸馏一分离油层一除水
10．使用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，是因为 ( )
A．其化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏
B．其化学性质稳定，难溶于水，难溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏
C．其化学性质不稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，不能随水蒸气一同蒸馏
D．其化学性质不稳定，难溶于水，难溶于有机溶剂，不能随水蒸气一同蒸馏
11、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
12．蒸馏装置完毕后，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
13．橘皮中提取的橘皮精油具有什么特点 ( )
A．黄色透明 B．红色透明 C．无色透明 D．粉色透明
14．在蒸馏过程中，要提高产品质量，应采取的措施是 ( )
A．提高蒸馏温度，延长蒸馏时间 B．提高蒸馏温度，缩短蒸馏时间
C．降低蒸馏温度，缩短蒸馏时间 D．严控蒸馏温度，延长蒸馏时间
15．在橘皮精油提取过程中石灰水的作用 ( )
A．使溶液呈碱性 B．为彻底清洗脏物 C．防止橘皮压榨时滑脱 D．漂去橘皮颜色
16．玫瑰精油可以使用有机溶剂萃取，但方法有不足之处，是 ( )
A．过程复杂且出油率不高 B．提取的玫瑰精油纯度不高
C．有些萃取剂不能萃取玫瑰精油 D．萃取一般用于制膏状物，所以不能用萃取剂萃取玫瑰精油
17．对分液漏斗的使用正确的有 ( )
A．首先把活塞擦干，为活塞均匀涂上一层润滑脂
B．塞好活塞后，把活塞旋转几圈，使润滑脂分布均匀
C．检查分液漏斗的顶塞与活塞处是否渗漏，确认是否漏水
D．取下分液漏斗，用左手手掌顶住漏斗顶塞并握住漏斗颈，右手握住漏斗活塞处，大拇指压紧活塞，将分液漏斗略倾斜，前后振荡
18．下列关于植物芳香油的提取技术的叙述．正确的有 ( )
①提取植物芳香油有三种基本方法：蒸馏、压榨和萃取②水蒸气蒸馏是利用水蒸气将挥发性强的芳香油携带出来 ③压榨法是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油 ④萃取是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油
A．一个 　　 B．二个 C．三个 D．四个
19．在提取玫瑰精油的过程中，除去分离的油层中一定的水分，需加入 ( )
A．氯化钠 B．硫酸铜 C．无水硫酸钠 D．氯化锌
二、多选题
20．柑橘、柠檬芳香油的制备通常不是水蒸馏法，是因为 ( )
A．水中蒸馏会导致原料焦糊 B．柑橘、柠檬芳香油易溶于水
C．会使芳香油的有效成分水解 D．所需实验装置复杂
21．压榨完橘皮后，处理压榨液时，下列不属于离心的目的的是 ( )
A．除去质量较小的残留固体物 B．除去固体物和残渣
C．除去果蜡、果胶 D．除去水分
22．天然香料的主要来源是 ______________和____________，其中植物香料的来源更为广泛．植物芳香油可以从大约50多个科的植物中提取．例如玫瑰花用于提取 _________．樟树树干用于提取__________．提取出的植物芳香油具有很强的_____________，其组成主要包括________________________________．
23．根据提取橘皮精油的实验流程示意图回答下列问题：
(1)①步之前对橘皮的处理是 _________________。
①处理的作用是 ____________________________________________________________。
(2)新鲜的橘皮中含有大量的_________、____________和________，如果直接压榨，出油率较低。
(3)压榨是个机械加压过程，要求是_____________________________ _______。
(4)为了使橘皮油易与水分离，还要分别加入_____________________________________，并调节pH至___________。
(5)④步用_______________过滤，目的是除去_____________________________。
(6)⑤步要求是_____________________________，目的是_______________________。
(7)⑥步用__________________过滤。
表3 水蒸气蒸馏山苍子三种方法实验比较
条件、 结果 方法
水中蒸馏 水上蒸馏 水气蒸馏
加热方式 直火，间接蒸气，直接蒸气 直火，间接蒸气，直接蒸气 水蒸气直接通入山苍子加热
温度 94～96℃ 94～96℃ 可控
压力 常压 常压
精油质量 高沸点成分难于蒸出，直火加热易糊焦 较好，但效率不高 最好
　　从实验结果可以看出，利用水气蒸馏是从山苍子提取精油的最好方法，提取率可以达到90%以上w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.专题1 传统发酵技术的应用
发酵的历史
　　发酵现象早巳被人们所认识，但了解它的本质却是近200年来的事。英语中发酵一词fermentation是从拉丁语fervere派生而来的，原意为“翻腾”，它描述酵母作用于果汁或麦芽浸出液时的现象。沸腾现象是由浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生的二氧化碳所引起的。在生物化学中把酵母的无氧呼吸过程称作发酵。我们现在所指的发酵早已赋予了不同的含义。发酵是生命体所进行的化学反应和生理变化，是多种多样的生物化学反应根据生命体本身所具有的遗传信息去不断分解合成，以取得能量来维持生命活动的过程。发酵产物是指在反应过程当中或反应到达终点时所产生的能够调节代谢使之达到平衡的物质。实际上，发酵也是呼吸作用的一种，只不过呼吸作用最终生成CO2和水，而发酵最终是获得各种不同的代谢产物。因而，现代对发酵的定义应该是：通过微生物（或动植物细胞）的生长培养和化学变化，大量产生和积累专门的代谢产物的反应过程。
发酵的菌种
微生物
　　微生物(microorganism简称microbe)是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活密切相关。微生物在自然界中可谓“无处不在，无处不有”，涵盖了有益有害的众多种类，广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域。
　　原核：细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体、衣原体。
　　真核：真菌、藻类、原生动物。
　　非细胞类：病毒和亚病毒。
发酵的定义
　　复杂的有机化合物在微生物的作用下分解成比较简单的物质。发面、酿酒等都是发酵的应用。也作酦酵。
　　汉词“发酵”作为名词表示一个过程，作为动词表示一种行动。
　　(1)微生物生理学严格定义的“发酵”：
　　有机物被生物体氧化降解成氧化产物并释放能量的过程统称为生物氧化。
　　微生物生理学把生物氧化区分为呼吸和发酵，呼吸又可进一步区分为有氧呼吸和无氧呼吸。因此，发酵是生物氧化的一种方式。
　　发酵是这样一种生物氧化方式：在没有外源最终电子受体的条件下，化能异养型微生物细胞对能源有机化合物的氧化与内源的（已经经过该细胞代谢的）有机化合物的还原相耦合，一般并不发生经包含细胞色素等的电子传递链上的电子传递和电子传递磷酸化，而是通过底物（激酶的底物）水平磷酸化来获得代谢能ATP；能源有机化合物释放的电子的一级电子载体NAD，以NADH的形式直接将电子交给内源的有机电子受体而再生成NAD，同时将后者还原成发酵产物（不完全氧化的产物）。
　　细胞中的NAD是有限的，如果作为一级电子载体的辅酶NAD不能得到再生，就不能被回用，有效的电子载体就会愈来愈少，脱氢反应就不能持续进行下去了。因此辅酶NAD的再生是生物氧化（包括发酵）继续进行下去的必要条件。
　　(2)工业生产上定义的发酵——“工业发酵”
　　工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产均称为“发酵”。这样定义的发酵就是“工业发酵”。工业发酵要依靠微生物的生命活动，生命活动依靠生物氧化提供的代谢能来支撑，因此工业发酵应该覆盖微生物生理学中生物氧化的所有方式：有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。
　　近百年来，随着科学技术的进步，发酵技术发生了划时代的变革，已经从利用自然界中原有的微生物进行发酵生产的阶段进入到，按照人的意愿改造成具有特殊性能的微生物以生产人类所需要的发酵产品的新阶段。
　　(3) 专业词汇“发酵（fermentation）”
　　“发酵”这个词汇在生活中往往是人联想到发面制作大饼、油条、馒头、包子，或者联想到食品酸败物品霉烂。
　　“发酵”作为专业词汇其含义不但覆盖发面制作大饼、油条、馒头、包子，更重要的是指用发酵的手段工业化生产酒及酒精饮料、食品及食品添加剂、饲料及饲料添加剂、药品、化工材料等等。
发酵的特点
　　发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应。其主要特点如下：
　　1，发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。
　　2，发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。
　　3，发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单—的代谢产物。
　　4，由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。
　　5，发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成更大的危害。因而维持无菌条件是发酵成败的关键。
　　6，微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。
　　7，工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快，开可以取得显著的经济效益。
　　基于以上特点，工业发酵日益引起人们重视。和传统的发酵工艺相比，现代发酵工程除了上述的发酵特征之外更有其优越性。除了使用微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的“工程菌’来进行反应；反应设备也不只是常规的发酵罐，而是以各种各样的生物反应器而代之，自动化连续化程度高，使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新。
发酵的类型
　　根据发酵的特点和微生物对氧的不同需要，可以将发酵分成若干类型：
　　1，按发酵原料来区分：糖类物质发酵、石油发酵及废水发酵等类型。
　　2，按发酵产物来区分：如氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵等。
　　3，按发酵形式来区分，则有：固态发酵和深层液体发酵。
　　4，按发酵工艺流程区分则有：分批发酵、连续发酵和流加发酵。
　　5，按发酵过程中对氧的不同需求来分，一般可分为：厌氧发酵和通风发酵两大类型。
　　发酵工程在生物工程中的位置
　　生物工程主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程等5个部分；
　　基因工程和细胞工程的研究结果，目前大多需要通过发酵工程和酶工程来实现产业化。基因工程、细胞工程和发酵工程中所需要的酶，往往是通过酶工程来获得；酶工程中酶的生产，一般要通过微生物发酵的方法来进行。由此可见，生物工程各个分支之间存在着交叉渗透的现象。
生物工程　　 主要操作对象　　 工程目的　　 与其它工程的关系　　
基因工程　　 基因及动物细胞、植物细胞、微生物　　 改造物种　　 通过细胞工程、发酵工程使目的基因得以表达　　
细胞工程　　 动物细胞、植物细胞、微生物细胞　　 改造物种　　 可以为发酵工程提供菌种、使基因工程得以实现　　
发酵工程　　 微生物　　 获得菌体及各种代谢产物　　 为酶工程提供酶的来源　　
酶 工 程　　 微生物　　 获得酶制剂或固定化酶　　 为其它生物工程提供酶制剂　　
反应
　　主条目：糖酵解
　　主条目：呼吸作用
　　发酵反应的过程依据不同糖的利用与产物的生产而不同。以下以葡萄糖生产酒精为例，说明酿酒发酵的过程，同时这也是最经典的发酵反应：
　　化学式：C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (放出能量:118 kJ/mol) 文字式：糖（葡萄糖、果糖或蔗糖） → 醇类（乙醇） + 二氧化碳 + 能量 (ATP) 就实际反应的生化途径而言，在厌氧呼吸的初期，往往是糖酵解途径，之后的途径与终产物有关。
应用
　　食品工业中经常应用发酵过程，应用到淀粉，可以使淀粉分解为较小的片段，同时放出二氧化碳，是制造面包的必须过程；应用到酿酒过程，使糖类分解成酒精同时放出二氧化碳；应用到制茶工艺，使茶叶中的没食子茶素分解再合成为茶黄素，使茶叶成为红茶；此外像制作丹贝、腐乳、奶酪、酸奶等都需要发酵过程。
　　在制药工业上，现代发酵工程借由生物反应器-发酵罐，来进行胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物;天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料等的生产。现在，利用植物细胞之植物发酵，真菌细胞等发酵生物技术，生产高价之生物性医药产品，例如灵芝发酵，也成为追捧的热点。
　　化学工业上则用于生产氨基酸、香料、生物高分子、酶以及维生素和单细胞蛋白等。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.月季的花药培养
【导学诱思】
被子植物的花粉发育
被子植物花粉的发育要经历 、 和 等阶段。花粉是由花粉母细胞经过 而形成的，因此花粉是 。
产生花粉植物的两种途径
通过花药培养产生花粉植株的两种途径：
①
②
思考：（1）花药培养产生花粉植株的两种途径的差别主要取决于什么？
（2）什么是体细胞胚？
（3）单倍体性细胞产生的花粉胚，也可发育成为单倍体植株，这和植物的体细胞克隆有区别吗？
影响花药培养的因素
诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素影响，其中 与
是主要的影响因素； 也是提高诱导成功率的重要因素；另外亲本植株的生长条件、 以及 等对诱导成功率都有一定影响。
思考：（1）为什么选择合适的花粉发育期是诱导花药培养成功率的重要因素？
（2）为什么花药的培养要选择完全未开放的花蕾？
实验操作
材料的选取
选择花药时，一般要通过 来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的方法有 和 。
（2）材料的消毒
材料消毒过程中用的0.1%的氯化汞溶液,实验完毕应如何处理
（3）接种和培养
剥离花药时，应注意哪些问题？花药培养过程中应注意哪些问题？
【疑难点拨】
1．为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？
花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。
2．植物组织培养技术与花药培养技术有何区别？
相同之处：培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。
不同之处：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花北培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药的培养难度加大。
【典例解析】
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
例3．下图是被子植物的受精过程
写出图中数字所代表的结构的名称：
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
（2）草履虫进行 生殖；蘑菇进行 生殖，酵母菌和水螅常常进行 生殖。
（3）下列图解表示水稻（2n=24）胚珠中胚囊的发育过程，试根据图回答：
薄壁细胞 直接发育 减数分裂
珠心 孢原细胞（2n）
三次有丝分裂
①水稻种子的种皮遗传物质应为 n，其中遗传物质应与 相同。
②水稻胚珠中的胚囊应共有染色体 条，其中卵细胞中含染色体 条；若水稻授粉受精后发育成胚和胚乳，则胚细胞中含有染色体 条，胚乳细胞中含染色体 条。
③7细胞或8核中的7细胞其中就包括了一个卵细胞和两个极核，若水稻的基因型为AaBb，则胚囊母细胞基因型为 。
④如果水稻卵细胞基因型应为Ab，则极核的基因型为 ，其原因是
。
解析：图中给出一个被子植物子房结构示意图，首先要求学生能够正确识图，弄清各数字代表的结构名称。胚囊中7个细胞，从图解中我们可以看出是由一个胚囊母细胞发育而来的，所以这几个细胞的基因型完全相同（卵细胞和极核的基因型完全相同）。花粉粒落到雌蕊柱头上萌发生出花粉管，花粉管通过珠孔进入胚囊，释放出两个精子，一个精子与卵细胞结合，形成受精卵，受精卵发育成植物的胚；另一个精子与极核结合，形成受精极核，将来发育成胚乳（双子叶植物胚乳发育过程中，胚乳被子叶吸收）。
答案：
（1）花粉管 子房壁 珠被 受精极核 受精卵 珠孔 （2）分裂 孢子
出芽 （3）2 母方 12 24 36 AaBb Ab 卵细胞和极核是由单核胚囊经三次有丝分裂而来w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
花药中的花粉
花药中的花粉
丛芽
丛芽
诱导
生根
移栽
脱分化
脱分化
①
②
③
⑤
④
⑥
四分体（n）
胚囊母细胞（2n）
成熟胚囊（7细胞8核）
单核胚囊（n）植物芳香油的提取
教材内容解读
要点1　植物芳香油的来源
（1）植物芳香油的来源
天然香料的主要来源是动物和植物。动物香料主要来源于麝、灵猫、海狸和抹香鲸等。植物香料的来源更为广泛，植物芳香油可以从大约50多个科的植物中提取。例如，玫瑰花用于提取玫瑰油，樟树树干用于提取樟油。
（2）植物芳香油的主要化学成分
提取出的植物芳香油的组成主要包括萜类化合物及其衍生物，具有很强的挥发性。
要点2　植物芳香油的提取方法
提取植物芳香油的三种基本方法：蒸馏、压榨和萃取。
（1）蒸馏法
①水蒸气蒸馏法的原理
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。是植物芳香提取的常用方法。
②水蒸气蒸馏法的类型
根据蒸馏过程中原料放置的位置，可以将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏。
③水中蒸馏的方法对于有些原料不适用的原因
如柑橘和柠檬不适用水中蒸馏的方法，这是因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题。因此，柑橘、柠檬芳香油的制备通常使用压榨法。
（2）萃取法
①萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中的方法。
②原理
植物芳香油易溶于有机溶剂，如石油醚、乙醚和戊烷等。芳香油溶解于有机溶剂后，只需蒸发出有机溶剂，就可以获得纯净的植物芳香油。
③不适于用水蒸气蒸馏的原料，可以考虑使用萃取法。
要点3　实验设计
（1）提取玫瑰精油的实验流程
（2）提取橘皮精油的实验流程
石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油
要点4　实验案例
案例一 玫瑰精油的提取
5月上、中旬是玫瑰的盛开期，最好是选用当天采摘的鲜玫瑰花。将花瓣用清水冲洗，去掉上面的灰尘等杂质，沥干水分。由于玫瑰精油化学性质稳定，从玫瑰花中提取玫瑰精油可采取水中蒸馏法。本实验的具体操作步骤如下。
1.称取50 g玫瑰花瓣，放入500 mL的圆底烧瓶中，加入200 mL蒸馏水。按教科书图6-2所示安装蒸馏装置。蒸馏装置包括：铁架台两个、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、锥形瓶，以及连接进水口和出水口的橡皮管。所有仪器必须事先干燥，保证无水。整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分，其中左边的部分通过加热进行蒸馏，中部将蒸馏物冷凝，右边的部分用来接收。安装仪器一般都按照自下而上、从左到右的顺序。拆卸仪器的顺序与安装时相反。具体安装顺序和方法如下。
（1）固定热源──酒精灯。
（2）固定蒸馏瓶，使其离热源的距离如教科书中图6-2所示，并且保持蒸馏瓶轴心与铁架台的水平面垂直。
（3）安装蒸馏头，使蒸馏头的横截面与铁架台平行。
（4）连接冷凝管。保证上端出水口向上，通过橡皮管与水池相连；下端进水口向下，通过橡皮管与水龙头相连。
（5）连接接液管（或称尾接管）。
（6）将接收瓶瓶口对准尾接管的出口。常压蒸馏一般用锥形瓶而不用烧杯作接受器，接收瓶应在实验前称重，并做好记录。
（7）将温度计固定在蒸馏头上，使温度计水银球的上限与蒸馏头侧管的下限处在同一水平线上。
2.蒸馏装置安装完毕后，可以在蒸馏瓶中加几粒沸石，防止液体过度沸腾。打开水龙头，缓缓通入冷水，然后开始加热。加热时可以观察到，蒸馏瓶中的液体逐渐沸腾，蒸气逐渐上升，温度计读数也略有上升。当蒸气的顶端达到温度计水银球部位时，温度计读数急剧上升。在整个蒸馏过程中，应保证温度计的水银球上常有因冷凝作用而形成的液滴。控制蒸馏的时间和速度，通常以每秒1～2滴为宜。蒸馏完毕，应先撤出热源，然后停止通水，最后拆卸蒸馏装置，拆卸的顺序与安装时相反。
3.收集锥形瓶中的乳白色的乳浊液，向锥形瓶中加入质量浓度为0.1 g/mL的氯化钠溶液，使乳化液分层。然后将其倒入分液漏斗中，用分液漏斗将油层和水层完全分开。打开顶塞，再将活塞缓缓旋开，放出下层的玫瑰精油，用接收瓶收集。向接收瓶中加入无水硫酸钠，吸去油层中含有的水分，放置过夜。
为了更好地将油、水两层液体分离，操作时应注意正确使用分液漏斗。分液漏斗的使用方法如下。
（1）首先把活塞擦干，为活塞均匀涂上一层润滑脂，注意切勿将润滑脂涂得太厚或使润滑脂进入活塞孔中，以免污染萃取液。
（2）塞好活塞后，把活塞旋转几圈，使润滑脂分布均匀。并用水检查分液漏斗的顶塞与活塞处是否渗漏，确认不漏水后再使用。
（3）将分液漏斗放置在大小合适的、并已固定在铁架台上的铁圈中，关好活塞。将待分离的液体从上部开口处倒入漏斗中，塞紧顶塞，注意顶塞不能涂润滑脂。
（4）取下分液漏斗，用右手手掌顶住漏斗顶塞并握住漏斗颈，左手握住漏斗活塞处，大拇指压紧活塞，将分液漏斗略倾斜，前后振荡（开始振荡时要慢）。
（5）振荡后，使漏斗口仍保持原倾斜状态，左手仍握在漏斗活塞处，下部管口指向无人处，用拇指和食指旋开活塞，使其释放出漏斗内的蒸气或产生的气体，以使内外压力平衡，这一步操作也称做“放气”。
（6）重复上述操作，直至分液漏斗中只放出很少的气体时为止。再将分液漏斗剧烈振荡2～3 min，然后将漏斗放回铁圈中，待液体静置分层。
案例二 橘皮精油的提取
课前准备
在实验前一天，教师需要准备新鲜的、没有霉烂的橘皮，用量可根据实验人数来决定。用清水冲洗橘皮，去掉灰尘等杂质，沥干水分后，将橘皮摊放在干燥通风处。将晾干的橘皮浸泡在pH大于12、质量分数为7%～8%的石灰水中，时间为16～24 h，中间翻动2～3次。浸泡好的橘皮呈黄色、无白芯、稍硬、脆而不断、具有弹性。这样的橘皮在压榨时不易打滑，橘油的喷射力强；压榨后的残渣呈颗粒状，残渣中的含水量低，黏稠度不太高，过滤时比较顺利，不易堵塞筛孔。
提取橘皮精油的具体步骤如下。
1.将浸泡后的橘皮，用流动的水漂洗，洗净后捞起、沥干。切记一定要将橘皮彻底冲洗干净。然后将橘皮粉碎至3 mm大小，放入家用榨汁机或手动压榨机中粉碎。粉碎时加入与橘皮同质量的质量分数为0.25%的小苏打和质量分数为5%的硫酸钠溶液，并调节pH为7～8。
2.在榨出的油水混合液中加入明矾，使之沉淀并变澄清，然后用布袋过滤，除去糊状残渣。再将得到的混合物，用6 000 r/min～8 000 r/min的转速进行高速离心。在正常情况下，离心后获得的香精油将是澄清透明的。
3.分离出的香精油往往带有少量水分和蜡质等杂质，为了进一步除去杂质，可以将分离的产品放在5 ℃～10 ℃的冰箱中，静置5～7 d，让杂质与水下沉。然后用吸管吸出上层澄清的油层，再通过垫有滤纸或石棉纸的漏斗进行减压抽滤，得到黄色油状的橘皮精油。 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
鲜玫瑰花＋清水　　　　　油水混合物　　　　　分离油层　　　　　　　玫瑰油
水蒸气蒸馏　　　　　　　加入氯化钠　　　　　　加入无水硫酸钠
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　除水、过滤制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
一、教学目的
1.了解泡菜制作的原理、方法，尝试制作泡菜；
2.了解亚硝酸盐对人体的危害及测定其含量的原理，尝试用比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量变化，讨论与此相关的食品安全问题。
二、教学重点
制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐含量
三、教学难点
泡菜中亚硝酸盐含量的测定
四、教学过程
<一>引入新课
从课题背景入手，介绍泡菜是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的腌制食品。泡菜是怎样腌制的呢？在腌制过程中，为什么需要对亚硝酸盐的含量进行检测？
<二>泡菜的制作
泡菜制作是以乳酸发酵为主，同时利用食盐的高渗透压作用，兼有蛋白质分解的微生物发酵过程的冷加工方法，对蔬菜的营养成分、色香味等的保存十分有利。
千百年来，泡菜不但以其酸鲜纯正、嫩脆芳香、清爽可口、回味悠长的特点吸引众多食客，还因其开胃口、促消化、解荤腥、增强食欲的功效为世人所乐意接受。
泡菜的制作工艺如下：
选料→预处理→配制调料→泡制
泡菜的制作看上去很简单，但要泡出色香味俱佳、营养卫生的泡菜，应该掌握原料性质，注意选择容器、制备盐水、搭配调料、装坛等技术。如调料是泡菜风味形成的关键，泡菜坛的选择亦关乎泡菜的制作成败。
教师组织学生看教材中的实验流程示意图，结合所给的案例，回答下列问题：
1.试举出日常生活中应用乳酸菌的其他实例。

2.在四川，人们用的是一种坛口突起，坛口周围有一圈凹形托盘（即水槽，可盛水），扣上碗可以密封的坛子。制作泡菜的坛子必须密封，试说明其道理。

3.为什么泡菜坛内有时会长出一层白膜？你认为这层白膜是怎么形成的？

4.试讨论泡制泡菜的过程中应注意的问题及原因。

<三>测定亚硝酸盐的含量及测定方法
教师引导学生看课本，了解测定亚硝酸盐含量的原理。
如何测定亚硝酸盐的含量呢？
学生通过看课本，掌握测定亚硝酸盐的一般流程，及在测定中所要注意的问题。
配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色→计算
思考：
1.在配制溶液时，所配制的各种溶液的作用是什么？
2.如何制备标准显色液？
3.制备样品处理液的步骤是怎样的？
<四>结果分析及评价
通过一段时间的发酵后，依据测定亚硝酸盐含量，我们对三坛泡菜分别在腌制过程中的第3 天、第5天、第7 天、第9 天、第11 天和第13 天分别对食盐浓度为4%、6%、8%的泡菜
做了亚硝酸盐含量的检测，经过多次实验检测，我们得到以下数据：
实验结果与分析：
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如下。
从曲线图中我们可以看出，泡菜中亚硝酸盐含量在发酵刚刚开始的时候都处于上升趋势，在5 d或7 d的时候会达到一个最高值，之后就会慢慢下降，在发酵时间达到13 d左右的时候下降到一个相对比较稳定的数值，达到平稳状态。
同学们相互交流评价各自的作品并进行如下讨论：
1.泡菜的腌制是否成功？色泽口味如何？
2.亚硝酸盐的含量是否符合卫生标准。
3.随着泡菜时间的延长，三只泡菜坛内亚硝酸盐的含量的变化趋势如何？能分析形成这种趋势的原因吗？
4.如何改进泡菜制作的方法。
五、课后反思（略）
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www.课题：分解纤维素的微生物的分离
教学目标：
（一）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
（二）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
（三）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
（一）引入新课
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）进行新课
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：投影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：阅读投影资料一“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：阅读投影资料二“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：阅读投影资料三“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）课堂总结、点评
（四）实例探究
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
综合应用
例3、淀粉酶可以通过微生物发酵生产，为了提高酶的产最，请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。①写出主要实验步骤。②根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预期实验结果。
提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随其生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈。（2004天津理科综合能力测试）
解析：这是一道以诱变育种、选择培养和鉴别培养等知识为载体的实验设计题，综合性强，难度较大。既要求学生掌握实验原理，也要求学生具备较强的实验设计的能力及对实验结果的预测和分析能力。
答案：
①主要实验步骤：
第一步：将培养好的生产菌株分两组。一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照。
第二步：制备含淀粉的固体培养基。
第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同条件下培养。
第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株。
②预期实验结果：
a．由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同。
b．由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小。
（五）巩固练习
1．下面是弗来明对青霉素的早期研究过程：
发现问题：在培养细菌的器具中发现一种青霉菌，在这种青霉菌的周围有没有其它细菌生存 为什么会产生这种现象
提出假设：
设计实验：在液体中培养青霉菌后，考察这种液体对细菌增殖的影响。
实验结果：培养液使细菌的增殖停止。
结论：下面几项最适合作为该实验假设的是
A．青霉菌与细菌之间是共生关系 B．青霉菌污染了细菌生存的环境
C．青霉菌产生了对人体有益的物质 D．青霉菌能产生抑制细菌增殖的物质
2．培养流感病毒时，应选用
A．固体培养基 B．含有多种无机盐的培养液
C．活的鸡胚 D．无菌的牛肉汤
3．以下关于微生物对氧的需求的叙述中正确的是
A．产甲烷杆菌属厌氧呼吸，但氧的存在不影响其生存
B．链球菌进行厌氧呼吸，不能接触空气
C．黄色短杆菌在氧气充足时才能产生谷氨酸
D．谷氨酸棒培育杆菌是厌氧呼吸
4．可以使微生物细胞内蛋白质、核酸发生不可逆破坏的环境加素是
A．高温 B.营养成分的变化 C.氧含量 D.温度、pH、氧的共同作用
5．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是
A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的
B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子
C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利
D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足
6．下列有关味精生产的一些措施的叙述，正确的是
A．常用的菌种是谷氨酸棒状杆菌和金黄色葡萄球菌
B．培养基是含有五种营养成分的合成培养基
C．在发酵中要控制的只是温度、pH、通气量
D．味精是谷氨酸经Na2CO3中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离而成
7．菌落形成的根本原因是
A．细菌有鞭毛 B．细菌能运动
C．培养基有琼脂 D．子细胞成为群体
8．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
9．高压蒸气灭菌的原理是
A．高压使细菌DNA变性 B．高压使细菌蛋白质凝固变性
C．高温烫死细菌 D．高温使细菌DNA变性
10．某种细菌每30分钟分裂一次，开始接种时为3个细胞，在对数生长期培养5个小时后，问此时有多少细胞？
A．15 B．48 C．1024 D．3072
答案：1—5 DCCAD 6—10 DDCBD
★教后小记
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。
www.
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
分离出分解菌专题6 植物有效成分的提取
——玫瑰精油的提取
1.精油的来源
精油是从各种植物提炼而得，而且每一种植物可供萃取制造精油的部份不同：桉树的叶，玫瑰的花，鼠尾草的花和叶，佛手柑是果皮，经过专业仪器及实验检定，视其有效部位，再用专业技术与机器提炼萃取制成。
你或许觉得市面上的精油怎麼会一小瓶就要价若干，这实在是精油来源可贵，取之不易的关系。一公斤的玫瑰精油需要 6000 公斤的玫瑰花瓣，而至少也要 8,000,000 朵的茉莉花才能够制造出一公斤的茉莉花精油。既然精油的来源与价钱如此珍贵，所以使用的时候呢，也不要为了求得快又强的疗效，硬是不按照规定，超过剂量使用；恰如其分才能获得最确实的效果。
2.精油的制造
制造精油的方式有几种，最常被运用的有蒸馏法、溶剂法、脂吸法，还有榨取法。
蒸馏法
蒸馏法又是所有制造精油的方法中，最早被应用来制造精油，也是最普遍常见的一种。
这种制造方法，是先将确定要用来制造经由的植物各部位，例如像黑胡椒的果实、柠檬的果皮，又或是薄荷的花，将这些植物来源搜集妥当，清洗乾净，稍微晾乾，再放进蒸馏器的容器里。
植物放进容器之后，就用水或者是水蒸气在蒸馏器底下加热，使得这些植物不管是花、叶或树干中的水蒸气，因此而完全散发出来，并且在蒸馏器里留下该植物的精油浓缩液。
但这并不就是精油喔，还要将浓缩液中的水和油隔离，隔离之后所获得的油质部份，便是该植物的精油，再经过简易的加工制作成罐装，便是我们在市面买到的精油。
溶剂法
如果是利用植物的花朵来制作精油的话，大半就是以萃取法来搜集植物精油。
怎麼做呢？首先将花朵与石油精以一定的比例完全融合，泡置一段时间，再一起将混合溶液放到特制的容器当中。
接著再以电热的方式加热前述的容器，以温火慢慢加热，让混合溶液因此取得一定量的芬芳物质，这份液体物质就是该植物精油的最原始状态。
然后便把这份液体物质经过过滤，便会再生成一份深黑色的稠状物。接著把准备好一定份量的酒精倒进这份稠状物，顺同一方向慢慢地搅拌，务必使酒精能够充份与稠状物调合。
待稠状物溶解至酒精中并冷却后，再经过过滤的手续，让酒精成份慢慢蒸发掉，余留的物质便是我们要的精油。
脂吸法
关於精油制作的方法中，最新奇有趣的当属脂吸法。这是利用一种特制的脂肪来吸取植物具有利用价值部位的精油，不过这种脂肪的配方，是各种制作精油者的最高机密外人还真是无法一窥究竟。
一旦要利用脂吸法来提制精油，制造者会在乾净的镶嵌玻璃片的木框上先涂满薄薄的脂肪，再把采集而来的花朵，假设是橙花，将橙花铺满在涂抹过脂肪的玻璃上，橙花也不要放得太密集，花与花之间距离疏密有致。
大约经过一天至三十六个小时的时间，橙花中的精油便会被特制的脂肪给吸收完毕。这时只要将玻璃木框反置，毋须你动手，玻璃上的橙花便会自己掉下来。再把玻璃木框反过来，就可以再铺上其他的橙花花朵。
当玻璃上满满是脂肪吸收的橙花精油之后，便用酒精将这些精油给洗下来，并予以适当的酒精份量加以搅拌，经过滤蒸发后，便是橙花精油了。
压榨法
压榨法者，顾名思义就是利用机器将植物经由给压榨出来。像本书所介绍的佛手柑、橘子及柠檬等，便都是用压榨法，从他们的果皮中取得它们的精油。
其实，这种压榨法早期是利用人为大小均匀的力道，压榨出植物果皮中的精油成份，晚近才发明出合适的机器来压榨果皮。
同样是利用压榨的道理，这儿姑且先教你一招小小的 DIY。 柠檬与橘子，这两种水果都是台湾冬天常见的水果，可以将青绿色果皮的柠檬与金黄色的橘子皮，拨下一小片置於食指与拇指之间，往你的耳颊方向轻轻地按果皮，你的皮肤会感觉到果皮中有少少的汁喷射，连同芳香的味道扑鼻而来；柠檬皮与橘子皮的油脂与清香，让你全身舒爽，提振你的精神。不信的话，就赶快来个压榨法 DIY ，试试效果如何吧！
精油应该保存在深色的玻璃瓶里，并远离光线、热和潮湿。不用的时候，请把盖子盖紧，以防有效成份散失。
相比之下国内的精油品牌大大小小举不胜举，太多了通过这些精油厂牌，原料来自世界各地，自行包装自创品牌，在这里例举几个大家有些耳熟的！ 奥斯汀娜 广州升信化妆品有限公司”隶属于著名美籍华人、芳香理疗专家——沈斐斐女士。是一家以植物芳香精油为主营目标，综合芳香疗法技术研究与销售的化妆品公司。自1998年“奥斯汀娜专业芳香理疗”登陆中国大陆以来，沈女士经过长期的研究和验证将芳香疗法与各国的自然疗法有机结合，使芳香疗法发挥出最快，最好的疗效，引导着中国大陆美容业界的新潮流，创建了一个又一个行业新起点，取得了可喜的成就。在沈斐斐女士的领导下,促使芳香理疗这一学科在中国大陆扎下深厚的根基同时也为升信公司赢得了如潮的好评，声誉鹊起！ 一直走专业线，现在如今网上各地都能找到团购！真是一个牌子做久了，销售通路就那么不容易管控吗？ 尹姬 1967年韩国国立汉城大学医学美容博士尹姬道教授与助手金正业博士创新提出“药用”美容理念，并于同年成立韩国尹姬株式会社，从事药用美容的科研、开发、推广及服务，同年如药品一般安全而有效的药用美容品“尹姬天然药用理疗养肌系列”开发成功并上市。 2002年尹姬进入中国并在广州设立支社：尹姬（广州）美容科技有限公司成立，同年在香港设立韩国尹姬香港亚太美容集团有限公司全权负责尹姬品牌在大中华区域市场的推广及提供专业服务，先后向中国区市场推出“天然药用理疗养肌系列、药草芳香SPA系列”。 佰草集 佰草集，是上海家化公司1998年推向市场的一个具有全新概念的品牌，是中国第一套具有完整意义的现代中草药中高档个人护理品。她以中草药添加剂为特色，秉承了中国美容经典的精髓，糅合中草药精华与现代生物科技的最新成果。自上市之日起，佰草集就以其独特的定位及销售方式，在国内化妆品市场上独树一帜，并逐步建立了清新、自然、健康的品牌形象。 泛蒂尔 泛蒂尔诞生在杭州，做为一个有着十年孕期的新生儿，正蓄势待发；以平实的具有五千年中国文化的思想与欧洲自然芳香疗法的全新结合，不断完善强大的后台支持系统，为所有崇尚健康、热爱自然与生活的人们提供全心服务。至今，Pandear已逐渐构建出芳香养生连锁、芳香保养品、Spa用品、健康食品四个连锁品牌，并配以完善的研发教育、信息管理和咨询管理系统。
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www.课题1 植物芳香油的提取
一、学习目标：
本课题通过设计简易的试验装置来提取植物芳香油，使学生了解提取植物方向有的基本原理，研究从生物材料中提取特定成分的方法，初步学会某些植物芳香油的提取技术。
二、重点：
植物芳香油的提取技术；针对原料的不同点，采取适宜的提取方法。
三、难点：
植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采取适宜的提取方法。
基础梳理
一、植物芳香油的来源、特点和提取方法
1、来源： ；
2、特点：具有很强的 ，主要包括 及其 。
3、提取方法：主要有 、 和 等，具体采用的方法要根据 的特点来决定。
(1)水蒸气蒸馏法
①原理：利用 将 较强的植物芳香油携带出来，形成 ，冷却后，混合物又会重新分出 和 。
②分类：根据蒸馏过程中 的位置，可以将水蒸气蒸馏法划分为 、
和 。
③局限性：水中蒸馏对于有些原料不适用(如 和 )，原因是水中蒸馏会导致 和 等。
(2)萃取法
①原理：植物芳香油不仅 ，而且易溶于 。
②步骤：将 、 的植物原料用浸泡，使 溶解于有机溶剂后，只需蒸发出 即可达到目的。
③注意事项：用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去 ，否则会影响 。
二、玫瑰精油的提取
1、用途：是制作 的主要成分。
2、 性质：化学性质 ，难溶于 ，易溶于 ，能随水蒸气一同蒸馏， 。
3、方法：一般可采用 提取；同时根据其化学性质，也可采用 提取。
4、流程：鲜玫瑰花+ (1：4) 加入NaCl 分离油层加入（ ）
水除水（ ）玫瑰油。
三、橘皮精油的特征及提取方法_
1、橘皮精油的特征
(1)性质： ，具有诱人的 。
(2)成分：主要为 。
(3)用途：是 、 和 的优质原料。
2、橘皮精油的提取
(1)方法：一般采用 。
(2)流程： 浸泡 漂洗 过滤 再次过滤 橘皮油。
四、操作提示
1、玫瑰精油的提取
蒸馏时温度不能 ，时间不能 。
2、橘皮精油的提取
橘皮在 中浸泡时间为 以上，这样压榨时不会 ，出油率 ，并且 时不会堵塞筛眼。
归纳小结：
比较水蒸气蒸馏、压榨法和有机溶剂萃取在实验原理、方法步骤以及适应范围方面的异同，并分析这三种方法的优点和局限性。
提取方法 实验原理 方法步骤 适用范围 优点 局限性
水蒸气蒸馏 利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来 1.水蒸气蒸馏2.分离油层3.除水过滤 适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油 简单易行，便于分离 水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题
压 榨 法 通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油 1.石灰水浸泡、漂洗2.压榨、过滤、静置3.再次过滤 适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取 生产成本低，以保持原料原来的结构和功能 分离较为困难，出油率相对较低
有机溶剂萃取 使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油 1.粉碎、干燥2.萃取、过滤3.浓缩 适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中 出油率高，易分离 使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量
典例分析
类型 水中蒸馏提取玫瑰精油的原理及操作关键
【例】阅读以下材料，完成相关问题：
从玫瑰花中提取出的玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料，多用于制造高级香水、化妆品等。提取出的玫瑰精油不含有任何添加剂或化学原料，是纯天然的 护肤品，具有极好的抗衰老和止痒作用，能够促进细胞再生、防止肌肤老化、抚平肌肤细纹，还具有使人放松、愉悦心情的功效。
玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，挥发性较强。
(1)根据材料中介绍的玫瑰精油的性质，要提取玫瑰精油可以用水中蒸馏 法，但一般采用水中蒸馏的方法，其原因是该法具有 的优点。
(2)某同学在实验中设计了如图所示装置提取玫瑰精油，指出该装置中的两处错误，并予以改正。
①错误1： 。
改正： 。
②错误2： 。
改正： 。
(3)对用上述装置接收到的乳浊液进行如下处理：
玫瑰油与水的混合物 试剂A 分层 装置B 油层试剂C无水玫瑰精油过滤 纯净玫瑰精油。
试剂A是 ，试剂C是 ，装置B是 ，试剂C的作用是 。
【思路点拨】
(1)应根据原料特点来选择提取方法。根据玫瑰精油挥发性强，化学性质稳定，可以用蒸馏法，而玫瑰精油也不溶于水，易溶于有机溶剂，故对干玫瑰花还可以用有机溶剂萃取的方法。
(2)蒸馏装置中，温度计测的是水蒸气温度，应使其下端与支管口下沿相平；冷凝管进水口在下，出水口在上，与水蒸气流向相反。
(3)蒸馏得到的乳浊液，为促进其分层，可加入NaCl，而后用分液漏斗将其分开，得到的油层中还含有少量的水分，可以用无水：Na2SO4吸去，然后过滤。
提能演练
一、选择题
1、提取玫瑰精油的方法是 ( )
A、水气蒸馏 B、压榨法
C、水中蒸馏 D、萃取法
2、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具有特殊植物香味
A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④
3、若植物的有效成分易水解，则不宜采用哪种方法提取 ( )
A、压榨 B、萃取 C 、蒸馏 D、渗析
4、关于植物芳香油的叙述，错误的是 ( )
A、挥发性强，易溶于有机溶剂，一般来说价格昂贵
B、都是天然植物的茎、叶、树干、花、果实和种子等部位经过萃取而来的浓缩液体
C、它是植物免疫和维护系统的精华
D、马蜂或蚊虫叮咬后，只需涂一滴精油就能很快消除疼痛
5、玫瑰精油的提取中玫瑰花瓣与清水混合的质量比为 ( )
A、 1：l B、 1：2 C、 1：3 D、1：4
6、在把用水蒸气蒸馏法制取的玫瑰乳浊液提纯的过程中，先后使用NaCl、无水Na2S04，其作用分别是 ( )
A、分层、吸水 B、溶解、吸水
C、吸水、分层 D、分层、萃取
7、分离出的橘皮精油一般要放在5℃～10℃的冰箱中，静置5d ～7d，其主要目的是( )
A、低温保持橘皮精油的活性 B、低温降低精油的挥发性
C、去除水和蜡质等杂质 D、低温使精油凝固
二、非选择题
8、据图完成下列问题：
(1)水蒸气蒸馏装置，包括 、 、 三部分。
(2)蒸馏过程中，要控制好 、 来提高产品质量，如果提取的是高沸点成分的芳香油，为了提高产品质量和得油率，可采取 。
(3)写出粗提取玫瑰精油的实验步骤：
①在开花的 (时期)采收玫瑰花瓣，与清水以 的比例进行混合。
②在 装置中进行蒸馏，在锥形瓶中收集到 (颜色)的乳浊液。
③向乳浊液中加入 ，增加盐的浓度， ，出现 。
④用 将其两层分开，得到 。
⑤向油层中加入一些 吸水，静置约 ， o
9、根据提取橘皮精油的实验流程示意图，回答下列问题。
石灰水浸泡一 漂洗 压榨 过滤 静置 再次过滤 橘皮油。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
(1)①步之前对橘皮的处理是 。
①处理的作用是 。
(2)新鲜的橘皮中含有大量的 、 和 ，如果直接压榨，出油率较低。
(3)压榨是个机械加压过程，要求是 。
(4)为了使橘皮油易与水分离，还要分别加入 ，并调节pH至 。
lO、物质的提取广泛应用于轻工业、化妆品、饮料和食品制造等方面。请结合你的操作实践回答以下问题：
用萃取法提取植物芳香油利用了植物芳香油的什么特点
(2)在采用鸡血为材料对DNA进行粗提取的实验中，若需进一步提取杂质较少的DNA，可以依据的原理是 。
A、在物质的量浓度为O、14’moll／L的氯化钠溶液中DNA的溶解度最小
B、DNA遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色
C、DNA不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精
D、质量浓度为O、1 g／mL的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用
(3)在用压榨法提取橘皮精油时，影响出油率的关键操作是
(4)用水蒸气蒸馏法提取芳香油时，影响产品品质的主要因素有 。生物选修1复习资料
【高考要求】
2009年高考生物大纲关于《生物技术实践》的要求
知识内容 要求
5-1 微生物的利用
（1）微生物的分离和培养（2）某种微生物数量的测定（3）培养基对微生物的选择利用（4）利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用 掌握程度参考本考试大纲中的：一、考试的能力要求2、实验与探究能力
5-2 酶的应用
（1）酶的存在与简单制作方法（2）酶活力测定的一般原理和方法（3）酶在食品制造和洗涤等方面的应用（4）制备和应用固相化酶 掌握程度参考本考试大纲中的：一、考试的能力要求2、实验与探究能力
5-3 生物技术在食品加工及其他方面的应用
（1）从生物材料中提取某些特定的成分（2）运用发酵加工食品的基本方法（3）测定食品加工中可能产生的有害物质（4）植物的组织培养（5）蛋白质的提取和分离（6）PCR技术的基本操作和应用 掌握程度参考本考试大纲中的：一、考试的能力要求2、实验与探究能力
【考点分析】
1．对葡萄酒有害的微生物
①产膜酵母：由于产膜酵母是好气性真菌，所以在卫生条件差的情况下，如贮酒容器不满、暴露在空气中的表面积很大时，很容易产生产膜酵母。产膜酵母又叫酒花菌，最初在酒面繁殖时，形成雪花状的斑片，然后连成灰色薄膜，时间长了，就会在酒的液面上形成一个膜盖。产膜酵母能把乙醇分子氧化成乙醛，又把乙醛分子氧化成水和二氧化碳，从而使葡萄酒的酒精含量降低，酒味变淡薄。
②乳酸菌：葡萄酒里的糖，为大多数细菌的繁殖提供了良好的营养物质，所以含糖的葡萄酒是最容易被细菌感染的。葡萄酒中有一种有害的乳酸菌，它不分解苹果酸，专门分解葡萄酒中的糖、甘油、酒石酸，使优质的葡萄酒完全变质。
③醋酸菌：是一种好气性细菌，在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动。葡萄汁中的糖是醋酸菌重要的能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把葡萄汁中的糖分解成醋酸。在葡萄酒中缺少糖源的情况下，酒精便是醋酸菌的能源，它将乙醇变为乙醛，再变为醋酸。
2．毛霉
①毛霉是一种丝状真菌，它的菌丝可分为直立菌丝和匍匐菌丝，繁殖方式为孢子生殖，新陈代谢类型为异养需氧型，应用于腐乳等发酵工艺。
②毛霉在腐乳制作中的作用：在豆腐的发酵过程中，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
③传统腐乳的生产中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，而现代的腐乳生产是在无菌条件下，将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品质量。
④毛霉优良菌种的标准：不产生毒素；生长繁殖快，抗杂菌力强；生长的温度范围大，不受季节的限制；有蛋白酶、脂肪酶、肽酶等酶系；使产品气味正常良好。
3．判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法
可在洗涤后比较污物的残留状况，如：已消失、颜色变浅、面积缩小等。
4．酶和细胞的固定化方法
一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。原因是细胞个大，酶分子很小；个大的难以被吸附或结合，个小的酶容易从包埋材料中漏出。
5．在《酵母细胞的固定化》的操作过程中，应该注意下列问题。
①酵母细胞的活化。在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.5～1 h；酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。
②加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，涉及到实验的成败。如果海藻酸钠浓度过高，很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
③刚形成的凝胶珠应在CaCl2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，没有液体流出，就表明凝胶珠制作成功。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。
6．DNA的粗提取与鉴定过程
提取DNA的第一步是材料的选取，其目的是选取DNA含量较高的生物材料，否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难；第二步是DNA的释放和溶解，这一步是实验成功与否的关键，要尽可能使细胞内的DNA全部溶解；第三步是DNA的纯化，即根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性，最大限度地将DNA与杂质分开；第四步是对DNA进行鉴定，这是对整个实验的结果的检测。
7．凝胶色谱法分离蛋白质的原理
凝胶色谱法也称为分配色谱法，它是根据分子量的大小分离蛋白质的方法之一。所用的凝胶实际上是一些微小的多孔球体，这些小球体大多数是由多糖类化合物构成，小球体内部有许多贯穿的通道，当一个含有各种分子的样品溶液缓慢流经时，各分子在色谱柱内进行两种不同的运动，即垂直向下的运动和无规则的扩散运动，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的通道，通过的路程较长，移动速度较慢。因此，样品中相对分子质量较大的蛋白质先流出，相对分子质量中等的分子后流出，相对分子质量最小的分子最后流出，这种现象又叫分子筛现象。此外，凝胶本身具有三维网状结构，相对分子质量大的分子通过这种网状结构上的空袭时阻力大，而相对分子质量小的分子通过时阻力小，因此不同分子量的蛋白质分子可以获得分离。
8．与其他真核细胞相比，红细胞的特点及这一特点对进行蛋白质的分离的意义
哺乳动物及人的成熟的红细胞呈双面凹圆饼状，没有细胞核和细胞器。其含有的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。
【典型例题解析】
例1：（2007山东理综，34）乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为：
（1）玉米秸秆预处理后，应该选用 酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。
（2）从以下哪些微生物中可以提取上述酶？ （多选）
A．酿制果醋的醋酸菌 B．生长在腐木上的霉菌
C．制作酸奶的乳酸菌 D．生产味精的谷氨酸棒状杆菌
E．反刍动物瘤胃中生存的某些微生物
（3）从生物体提取出的酶首先要检测 ，以便更好地将酶用于生产实践。在生产糖液的过程中，为了使酶能够反复利用，可采用 技术。
（4）发酵阶段需要的菌种是_ ，生产酒精是要控制的必要条件是 。
【解析】（1）植物秸秆中的有机物主要是纤维素，因此需要纤维素酶才能将其水解成葡萄糖；（2）解答本小题的关键是看微生物生活的环境，生长在腐木上的霉菌及反刍动物瘤胃中生存的某些微生物中含有纤维素酶；（3）若从土壤中分离产生纤维素酶的微生物，所用的培养基为选择培养基，利用的能源为纤维素；（4）在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。
【答案】（1）纤维素（酶）（2）B、E (3)选择培养基；纤维素
（3）酶的活性 固定化酶（固定化细胞） （4）酵母菌 无氧（密封、密闭）
例2：下列验证某种加酶洗衣粉需要的最适温度的实验正确的是
A．取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度中酶的效果最好
B．在不同温度的水中，加入不等量洗衣粉，看哪种效果好
C．将加酶洗衣粉加入30℃水中发现不如加到45℃水中洗涤效果好，说明45℃为最适温度
D．将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃
【解析】本实验的自变量为温度，在对照实验中，除了要观察的变量外，其它变量都应保持相同，B选项错误；C选项可以说明加酶洗衣粉在45℃时比30℃时洗涤效果好，但不能说明45℃为最适温度，C选项错误；D选项只能比较加酶洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果，不能得出加酶洗衣粉的最适温度，D选项错误。
【答案】A
例3：酵母菌是一种单细胞真菌，酿酒和做面包都需要酵母菌，根据所学知识回答：
（1）在探究“培养液中酵母菌种群的数量变化”的实验中，某学生的部分实验操作过程是这样的：①从静置试管中吸取酵母菌培养液进行计数，记录数据；②把酵母菌培养液放置在冰箱中；③第七天再取样计数，记录数据，统计分析绘成曲线。请纠正该同学实验操作中的错误： 。
（2）下面的流程图示意制备固定化酵母细胞的过程，请据图回答：
酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
①图中酵母菌活化就是 状态。
②影响此实验成败的关键步骤是 ，此步的操作应采用 。
③观察形成的凝胶珠颜色和形状：如果颜色过浅，说明 。
④本实验所用的固定化技术是 ，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是 。
【解析】（1）为了使培养液中的酵母菌混合均匀，在从试管中吸出培养液进行计数之前，应将试管轻轻震荡几次；酵母菌的正常生长、繁殖需要适宜的温度；本实验的目的是探究培养液中酵母菌种群数量的变化，因此应该每天取样计数，记录数据，统计分析绘成曲线。（2）在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态；加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，涉及到实验的成败；如果固定化酵母细胞数目较少，凝胶的颜色偏浅；固定化细胞技术包括包埋法、化学结合法和物理吸附法，由于细胞个大，因此多采用包埋法固定化，而酶分子小，容易从包埋材料中漏出，不宜采用包埋法。
【答案】（1）①应将试管轻轻震荡几次再吸取酵母菌培养液进行计数 ②应将酵母菌培养液放置在适宜温度下培养 ③应连续七天，每天观察、取样计数并记录数据
（2）①让酵母菌恢复正常生活 ②配制海藻酸钠溶液 小火间断加热
③固定化酵母细胞数目较少 ④包埋法 酶分子很小，容易从包埋材料中漏出
例4：（2007江苏高考，21）在采用鸡血为材料对DNA进行粗提取的实验中，若需进一步提取杂质较少的DNA，可以依据的原理是
A．在物质的量浓度为0.14 mol／L的氯化钠溶液中DNA的溶解度最小
B．DNA遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色
C．DNA不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精
D．质量浓度为0.1g／mL的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用
【解析】DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步地分离。
【答案】C
例5：红细胞含有大量血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成。我们可以选用猪、牛、羊等动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白，请回答下列有关问题：
（1）实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。
①其中加入柠檬酸钠的目的是___________________。
②此过程即是样品处理，它应包括红细胞洗涤、___________、分离血红蛋白溶液。
③洗涤红细胞的目的是________________________。
（2）收集的血红蛋白溶液在透析袋中透析，这就是样品的粗分离。
①透析的目的是____________________________________________。
②透析的原理是_______________________________________________。
（3）然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电脉进行纯度鉴定。其中通过凝胶色谱法将样品纯化的目的是___________________________。
【解析】（1）柠檬酸钠是一种抗凝剂，加入柠檬酸钠可以防止血液凝固；样品处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液；洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化。（2）透析袋一般是用硝酸纤维素制成的，透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内，透析可以去除样品中分子量较小的杂质或用于更换样品的缓冲液。（3）凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法，因此通过凝胶色谱法去除相对分子质量较大的杂质。
【答案】（1）①防止血液凝固 ②血红蛋白的释放 ③去除杂蛋白
（2）去除相对分子质量较小的杂质 透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内
（3）通过凝胶色谱法去除相对分子质量较大的杂质多聚酶链式反应扩增DNA片段
【课题目标】
本课题通过尝试PCR（DNA多聚酶链式反应）技术的基本操作，使学生体验PCR这一常规的分子生物学实验方法，理解PCR的原理，讨论PCR的应用。
【课题重点与难点】
课题重点：PCR的原理和PCR的基本操作。
课题难点：PCR的原理。
[导学诱思]
1．PCR原理
填写下列表格
参与的组分 在DNA复制中的作用
解旋酶
DNA母链
合成子链的原料
DNA聚合酶
引物
DNA的两条链是反向平行的，通常将DNA的羟基末端称为 ，而磷酸基团的末端称为 。DNA聚合酶不能 开始合成DNA，而只能 ，因此，DNA复制需要引物。DNA的合成方向总是 。
在DNA的复制过程中，复制的前提是 。在体外可通过控制 来实现。在 的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为 。PCR利用了DNA的 原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。由于PCR过程的温度高，导致DNA聚合酶失活，后来 的DNA聚合酶的发现和应用，大大增加了PCR的效率。
PCR反应需要在一定的缓冲溶液中提供： ， ，
， ，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
2．PCR的反应过程
PCR一般要经历 循环，每次循环可以分为 、 和 三步。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，并且由 延伸而成的DNA单链会与 结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能
，使这段固定长度的序列成指数扩增。
3．实验操作
在实验室中，做PCR通常使用 ，它是一种薄壁塑料管。具体操作时，用微量移液器，按PCR反应体系的配方在 中依次加入各组分，，再参照下表的设置设计好PCR仪的循环程序即可。
4．操作提示
为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的 、 、 以及蒸馏水等在使用前必须进行 。PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在
储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。在微量离心管中添加反应成分时，移液管上的枪头要 。
[疑难点拨]
1.PCR技术简介
PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它能以极少量的DNA为模板，在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。这项技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题，被广泛的应用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等各方面。
2．细胞内参与DNA复制的各种组成成分及其作用
①解旋酶：打开DNA双链 ②DNA母链：提供DNA复制的模板 ③4种脱氧核苷酸：合成子链的原料 ④DNA聚合酶：催化合成DNA子链 ⑤引物：使DNA聚合酶能够从引物的3，端开始连接脱氧核苷酸（引物是一小段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。用于PCR的引物长度通常为20—30个核苷酸）
3．DNA的合成方向
DNA的两条链是反向平行的，通常将DNA的羟基末端称为3，端，而磷酸基团的末端称为5，端。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3，端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物。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。
4．PCR的反应过程
PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性（当温度上升到90oC以上时，双链DNA解聚为单链）、复性（温度下降到50oC左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合）和延伸（温度上升到72oC左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链）三步。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，并且由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能特异的复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列成指数扩增。
5．PCR技术与DNA的复制
PCR反应是通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。PCR反应的实质就是DNA复制，所以有关PCR反应的题目与DNA复制的原理相同，计算方法也大体相同。例如：PCR反应中的目的片段一般以2n的方式积累，其中n为反应循环次数。一个DNA片段在30次循环后反应物中大约有10亿个这样的片段。（230）
[典例解析]]
一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，利用PCR循环5次后标记的DNA分子总数的（ ）
A 1/10 B 1/5 C 1/16 D1/25
答案：C
解析：一个DNA分子利用PCR技术循环5次后产生的DNA分子数目为2n。而DNA的复制是半保留复制，其特点是：新形成的DNA双链，一条是来自亲代DNA分子的母链，另一条是新形成的子链。这样最初由15N标记的DNA分子复制后，其标记的两条链就分别进入两个子代DNA分子中，这样两个子代DNA分子被标记了。以后均是在没有标记的环境中培养，不论经过多少次复制，最初标记的两条链始终存在于两个DNA分子中，这样经过n次循环后，标记的DNA分子中2/2n,即1/2n-1。
【课本问题答案和提示】
练习
1.提示：绘图可参考教科书中图5-9。PCR反应中的目的片段一般以2n的方式积累，其中n为反应循环次数。一个DNA片段在30次循环后反应物中大约有10亿个这样的片段（2n=230=1 073 741 824)。
2.提示：PCR引物是根据需要扩增的目标DNA的碱基序列来设计的。引物的设计需要丰富的分子生物学实验经验，感兴趣的学生可以参考《分子克隆实验指南》（见本专题参考书目），书中有详尽的论述。
【参考资料】
1.琼脂糖凝胶浓度与DNA分离范围的关系
凝胶浓度要依据DNA分子的大小来确定。编码双歧杆菌16srRNA的DNA片段大小约为1 500个核苷酸的长度，因此根据表4-1选用1％（1 g/100 mL，下同）的凝胶浓度。
表4-1琼脂糖凝胶浓度与DNA分离范围的关系
琼脂糖凝胶浓度(%) 线型DNA分子的分离范围(千碱基对，kb)
0.3 5～60
0.6 1～20
0.7 0.8～10
0.9 0.5～7
1.2 0.9～6
1.5 0.2～3
12.0 0.1～2
2.核酸电泳缓冲液
核酸电泳缓冲液有三种，分别是Tris—硼酸(TBE)、Tris—乙酸(TAE)和Tris—磷酸(TPE)。在上述三种缓冲液中：TBE与TPE缓冲液容量高，对DNA的分离效果好，但TPE液中含磷酸盐的浓度偏高，容易使DNA沉淀。TAE液的缓冲容量低，价格较便宜。本实验选用的是TBE缓冲液。缓冲液中的EDTA可螯合正价阳离子，从而抑制DNA酶的活性，防止PCR产物被降解。
10倍浓缩的TBE缓冲液配方如下。
Tris　　108 g　　EDTA　9.3 g　硼酸　　55 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1 000 mL，调节pH为8.0～8.2备用，使用时需稀释10倍。
3.核酸电泳的指示剂与染色剂
核酸电泳常用的指示剂是溴酚蓝，溴酚蓝在碱性条件下呈蓝紫色。指示剂一般与蔗糖、甘油或聚蔗糖400组成载样缓冲液。载样缓冲液的作用是：能够增加样品密度，确保DNA均匀沉入加样孔内；能够在电泳中形成肉眼可见的蓝紫色指示带，从而帮助预测核酸电泳的速度和位置；能够使样品呈现蓝紫色，使加样操作更方便。
核酸电泳后，需要染色才能在紫外线下观察到带型。最常用的染色方法是溴化乙锭染色法。溴化乙锭(EB)是一种荧光染料，有剧毒，因此操作时要非常小心。EB可嵌入DNA双链的碱基对之间，在紫外线激发下，能发出红色荧光。染色的方法有两种。一种是在凝胶电泳液中加入EB，使其终浓度为0.5 μg/mL；一种是在电泳后，将凝胶浸入0.5 μg/mL的EB溶液中，染色10～15 min。当凝胶染色过深时，可以将凝胶放入蒸馏水中浸泡30 min后再观察。
4.PCR的常见问题
PCR实验很容易出现假阳性或假阴性的结果。出现假阴性结果的常见原因有：Taq DNA聚合酶活力不够或其活性受到抑制；引物设计不合理；提取的模板质量或数量不过关以及PCR系统的建立欠妥当；循环次数不够；等等。当实验中出现假阴性的情况时，应首先在原来扩增的产物中再加入Taq DNA聚合酶，并增加5～10次循环。为了防止假阴性结果的出现，在选用Taq DNA聚合酶时，要注意用活力高、质量好的酶。同时，在提取DNA模板时，应特别注意避免提取物中含有抑制酶活性的污染物，如酚、氯仿等的存在。尽管Taq DNA聚合酶对模板纯度的要求不高，但也不允许有机试剂的污染。PCR扩增的先决条件以及特异性的高低，很大程度上取决于引物与靶DNA的互补情况，尤其需要保证引物的3′ 端与靶基因互补。
PCR技术高度灵敏，极其微量的靶基因污染都会造成非目标DNA片段的大量扩增，因此模板DNA的污染是PCR假阳性结果的主要原因。此外，样品中存在靶基因的同源序列也可能造成假阳性结果。为了避免因污染而造成的假阳性结果，PCR操作时要注意做到：隔离操作区，分装试剂，简化操作程序，使用一次性吸头等
【教学反思】
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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