第二节固定化酶的制备和应用
学习导航明目标、知重点难点
固定化酶和固定化细胞的应用。(重点)
固定化酶与固定化细胞的制备方法。(难点)
[学生用书P43]
一、阅读教材P63分析固定化酶
1．概念：是指用物理学或化学的方法将酶与固相载体结合在一起形成的仍具有酶活性的酶复合物。
2．优点：在催化反应中，它以固相状态作用于底物，反应完成后容易与水溶性反应物和产物分离，可被反复使用，且保持了酶的催化性能，可实现酶促反应的连续化和自动化。
3．制备固定化酶的常用方法
目前，制备固定化酶的方法主要有物理吸附法、化学结合法、包埋法等。
二、阅读教材P64～65分析固定化细胞技术的应用
1．应用：固定化细胞可以取代游离的细胞进行发酵，生产各种物质。
2．优点
(1)固定化细胞技术无须进行酶的分离和纯化，减少了酶的活力损失，同时大大降低了生产成本。
(2)固定化细胞不仅可以作为单一的酶发挥作用，而且可以利用细胞中所含的复合酶系完成一系列的催化反应。
(3)对于活细胞来说，保持了酶的原始状态，酶的稳定性更高。
(4)细胞生长停滞时间短，反应快等。
3．缺点
(1)固定化细胞只能用于生产细胞外酶和其他能够分泌到细胞外的产物。
(2)由于载体的影响，营养物质和产物的扩散受到一定限制。
(3)在好氧性发酵中，溶解氧的传递和输送成为关键的限制因素。
4．酵母菌细胞的固定化技术的主要流程
准备各种实验药品和器材
↓
制备麦芽汁
↓
活化酵母菌细胞
↓
配制物质的量浓度为0.05 mol/L的氯化钙溶液
↓
制备固定化细胞
↓
浸泡凝胶珠，用蒸馏水洗涤
↓
发酵麦芽汁
判一判
(1)酶在催化时会发生变化，不可反复利用。(×)
(2)某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应。(×)
(3)固定化细胞所固定的酶都在细胞外起作用。(×)
(4)制备固定化细胞的方法主要有包埋法、化学结合法和物理吸附法。(×)
连一连
固定化酶技术[学生用书P44]
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。人们针对酶的这种不足寻着改善的方法之一是固定化酶技术的应用。结合教材P63内容完成以下探究。
(1)图A为物理吸附法，它的显著特点是工艺简便且条件温和，在生产实践中应用广泛。
(2)图B为化学结合法，它是利用多功能试剂进行酶与载体之间的交联，在酶和多功能试剂之间形成共价键，从而得到三维的交联网架结构。
(3)包埋法是将酶包埋在能固化的载体中。将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中(如图C)，包埋成格子型；或包裹在硝酸纤维素等半透性高分子膜中(如图D)，包埋成微胶囊型。
各种固定化酶方法的比较
物理吸附法包埋法
化学结
合法
制备易较难较难结合程度弱强强
活力回收率高，但酶
易流失
高中等
再生可能不可能不可能
固定化成本低低中等
底物专一性不变不变可变
突破1固定化酶的各种固定方法
1．下图是酶的几种固定方式示意图，其所采用的固定方法依次是()
A．物理吸附法、化学结合法、包埋法
B．化学结合法、物理吸附法、包埋法
C．包埋法、物理吸附法、化学结合法
D．包埋法、化学结合法、物理吸附法
解析：选D。①图表示酶包埋在细微网格里，应属包埋法；②图表示许多酶分子通过特殊载体连接起来，成交联网状结构，应属化学结合法；③图表示将酶固定在一定的支持物上，
可用物理吸附法。
突破2 固定化酶特征
2．下图中符合固定化酶特征的是( )
解析：选D 。固定化酶技术是利用物理或化学的方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。固定化酶优点是使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用，在装置中酶是固定不动的，反应物是动的。
判断固定化酶的方法
固定化酶技术是利用物理或化学的方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。所以识别固定化酶的方法是观察酶是否固定不动，若是则属于固定化酶，否则不属于固定化酶。
固定化细胞技术及酵母菌细胞的固定化技术[学生用书P45]
固定化细胞在环境保护、能源开发等领域都有重要的应用。结合教材P 64～65内容完成下面酵母菌细胞的固定化操作流程，理解细胞固定化过程。 准备各种实验药品和器材
主要药品有：干麦芽粉、干酵母、聚乙烯醇 ↓(PV A)、海藻酸钠、无水氯化钙、蒸馏水、葡萄糖溶液、碘液
制备麦芽汁干麦芽粉＋蒸馏水――→58～65 ℃放置3～4 h
麦芽汁――→煮沸、冷却、调pH 灭菌无菌麦芽汁
↓ 活化酵母菌细胞干酵母＋蒸馏水→活化的酵母菌
↓ 配制氯化钙溶液无水氯化钙＋蒸馏水
↓ 制备固定化细胞聚乙烯醇(PV A)＋海藻酸钠＋蒸馏水 ――→加热、冷却加入酵母菌培养液
酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸钠溶液――→滴入氯化钙溶液中凝胶珠 ↓
浸泡凝胶珠，用
蒸馏水洗涤
待凝胶珠在溶液中浸泡30 min后，取出
↓
并用蒸馏水洗涤3次备用
发酵麦芽汁将凝胶珠加入无菌麦芽汁中
1．制备固定化酵母菌细胞的注意事项
(1)选用的干酵母要具有较强的活性，而且物种单一。
(2)酵母菌细胞活化时体积会变大，因此活化前应选择体积足够大的容器，防止酵母菌细胞的活化液溢出。
(3)海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母菌细胞的关键，因为如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠，如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞的数量少，也会影响实验效果。
(4)溶化海藻酸钠时要用小火间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊。
(5)将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母菌细胞混合，避免高温杀死酵母菌。
(6)固定化酵母菌细胞时，应将酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸钠溶液用注射器缓慢滴加到氯化钙溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。
2．直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较
直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种数一种或几种一种一系列酶
制作方法
化学结合法固定化、
物理吸附法固定化
包埋法固定化
是否需要营养物质否否是催化反应单一或多种单一一系列
反应底物
各种物质(大分子、小
分子)
各种物质(大分子、小
分子)
小分子物质缺点
①对环境条件非常敏
感，易失活；②难回
收，成本高，影响产
品质量
不利于催化一系列的
酶促反应
反应物不易与酶接
触，尤其是大分子物
质，反应效率下降优点
催化效率高、耗能低、
低污染
①既能与反应物接
触，又能与产物分离；
②可以反复利用
成本低、操作容易
突破1制备固定化酵母菌细胞
1．下面的流程图表示制备固定化酵母菌细胞的过程，请据图回答：
酵母菌细胞活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合→
固定化酵母菌细胞
(2)影响此实验成败的关键步骤是________________。此步的操作应采用________________。
(3)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞数目________________。
(4)观察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________________，说明海藻酸钠的浓度偏高，实验操作失败。
(5)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)酵母菌在干燥时，处于休眠状态，需加水活化，活化后的酵母菌细胞体积增加。(2)该实验的关键是海藻酸钠溶液的配置。(3)如果海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞的数量过少，影响实验效果。(4)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。如果形成的凝胶珠不是球形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。(5)由于酵母菌细胞个体较大，不易从包埋材料中漏出，故细胞的固定化一般采用包埋法，而固定化酶不宜用此方法。
答案：(1)体积增加较大(多)
(2)配制海藻酸钠溶液小火间断加热
(3)较少
(4)固定的酵母菌细胞数目较少球形或椭圆形
(5)包埋法酶分子很小，容易从包埋材料中漏出
检验凝胶珠的质量是否合格的方法
(1)用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，且没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。
(2)在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成
功的。
突破2固定化技术的比较
2．下列叙述不正确的是()
A．从操作角度来考虑，固定化细胞比固定化酶更容易
B．固定化细胞比固定化酶对酶活性的影响更小
C．固定化细胞固定的是一种酶
D．将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应选择固定化细胞技术
解析：选C。固定化细胞内酶的活性基本没有损失，保留了细胞内原有的多酶系统，所以固定化细胞不同于固定化酶，它能固定多种酶。
选择固定化酶与固定化细胞的方法
(1)根据固定方法选择
①固定化酶技术：由于酶分子较小，可以采用物理吸附法和化学结合法进行固定，它催化的是单一的化学反应。
②固定化细胞技术：细胞一般体积较大，适合应用包埋法固定，而且细胞能够产生多种酶，因此固定化细胞可以催化一系列化学反应。
(2)根据反应液中加入物质选择
①在固定化酶应用过程中，反应溶液中只需要加入酶的底物。
②固定化细胞在应用过程中，要保持细胞的正常生命活动，反应溶液中除需要加入反应的底物外，还应加入满足细胞生命活动所需的营养物质等。
(3)根据反应的特点选择
①固定化酶可以催化的反应物是小分子或大分子。
②固定化细胞则只能催化小分子反应物。
核心知识小结
[网络构建] [关键语句]
固定化酶是指用物理学或化
学的方法将酶与固相载体
．．．．结合
在一起形成的仍具有酶活性的
酶复合物。
制备固定化酶的方法主要有
物理吸附法、化学结合法
．．
．．．．．、包埋
法．等。
在固定化细胞技术中，从操
作角度考虑，包埋
．．法更容易；固
定化细胞对酶活性的影响小；如
果想将微生物的发酵过程变成
连续的酶反应，应选择固定化细
胞的方法；如果反应物是大分
子，应选择固定化酶
．．．．方法。
[随堂检测] [学生用书P47]
知识点一固定化酶技术
1．下列关于固定化酶技术的说法正确的是()
A．固定化酶技术就是固定反应物，让酶依附着载体围绕反应物旋转的技术
B．固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应
C．固定化酶中的酶无法重复利用
D．固定化酶技术是将酶固定在一定空间内的技术
解析：选D。固定化酶是指通过物理或化学的方法，将水溶性的酶与不溶性的载体结合，使酶固定在载体上，并在一定的空间范围内进行反应的酶。因此，固定化酶技术固定的不是反应物而是酶。因为被固定的只是一种酶，所以不能催化一系列的酶促反应，但固定的酶可以重复利用。
2．固定化酶与普通酶制剂相比较，主要优点是()
A．可以反复使用，降低成本
B．固定化酶不受酸碱度、温度等的影响
C．酶的制备更简单容易
D．酶能够催化的反应类型大大增加
解析：选A。固定化酶与普通酶制剂相比较主要优点是可以反复使用，降低成本，固定化酶仍具有酶的特性。
知识点二固定化细胞技术
3．下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述，正确的是()
A．活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状
B．配制CaCl2溶液时，需要边小火加热边搅拌
C．将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时，凝胶珠成形后应即刻取出
D．海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色，过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
解析：选A。将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状，可以活化酵母，A项正确；配制海藻酸钠溶液时需用小火间断加热，配制CaCl2溶液时不需加热，B项错误；凝胶珠成形后应在CaCl2溶液中浸泡30分钟左右，以便形成稳定的结构，C项错误；海藻酸钠溶液浓度过低时固定的酵母细胞数目少，凝胶珠呈白色，过高时凝胶珠易呈蝌蚪状，D项错误。
4．小球藻可用于污水净化，其繁殖能力(生长量)在一定程度上可以反映小球藻细胞消耗N、P等的能力。科研人员比较游离小球藻和用海藻酸钠固定化后的小球藻生长量变化，结果如图所示。下列相关叙述错误的是()
A．本研究中固定化小球藻采用的方法是包埋法
B．实验中可用CaCl2浸泡凝胶珠使其形成稳定结构
C．结果表明固定化小球藻的生长期较短、生长速率低
D．使用固定化小球藻有利于重复使用且可避免水体二次污染
解析：选C。固定化小球藻常用的方法为包埋法，实验中凝胶珠加入到CaCl2中主要是为了维持凝胶珠的稳定结构，固定化小球藻可以反复使用而且有利于回收防止造成二次污染，据曲线分析，固定化小球藻生长速率变低、生长期延长。
5．下列在制备固定化酵母细胞的操作中，正确的是()
A．制备好海藻酸钠后，需立即将其与酵母细胞混合以防凝固
B．制备固定化酵母细胞过程应用注射器
C．以恒定的速度把酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸钠胶液滴入CaSO4溶液内
D．凝胶珠在硼酸—CaCl2溶液中应浸泡10 min左右
解析：选B。海藻酸钠应先冷却至室温，否则会把酵母细胞杀死。胶液滴入硼酸—CaCl2溶液中。凝胶珠应在硼酸—CaCl2溶液中浸泡30 min左右。
6．在上个世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了
固定化酶与固定化细胞技术。
(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是________。
(2)制备固定化酵母菌细胞，常用的包埋材料是________，使用了下图中方法[]________(填出号码及名称)。
(3)制作固定化酵母菌细胞时，充分混合均匀的酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸钠溶液可在________溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是球形或椭圆形，其主要原因是____________________。
解析：(1)固定化酶使酶与反应物易接触，与产物易分离，并且能反复利用，降低了生产成本。固定化酶固定的是纯净的酶。固定化细胞能固定一系列酶。
(2)制备固定化酵母菌细胞，由于细胞比酶分子体积大，难以被吸附或结合，多采用包埋法，常用的载体是海藻酸钠等。
(3)酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸钠溶液能在CaCl2溶液中形成凝胶珠。若海藻酸钠浓度过高或针筒距离液面过近，得到的凝胶珠可能不是球形或椭圆形。
答案：(1)酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用多酶系统(一系列酶、多种酶)(2)海藻酸钠③包埋法(3)CaCl2海藻酸钠浓度过高(或针筒口离液面距离过近，高度不够)
[课时作业] [学生用书P85(单独成册)]
一、选择题
1．下列不属于固定化酶在利用时的特点的是()
A．有利于酶与产物分离
B．可以被反复利用
C．能自由出入依附的载体
D．一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应
解析：选C。固定化酶由于酶被固定在不溶于水的载体上，很容易与产品分离，同时酶也能反复使用，这是固定化酶的主要优点。但酶已被固定在载体上，不能自由出入。通常固
定化酶的种类单一，所以不能催化一系列酶促反应。
2．固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，其中适合细胞固定化的方法是()
A．包埋法B．物理吸附法
C．化学结合法D．高温冷却法
解析：选A。固定化酶常用物理吸附法和化学结合法，因为酶分子较小；而固定化细胞常用包埋法，因为细胞较大，难以被吸附或结合。
3．关于固定化酶中的酶，说法正确的是()
A．酶的种类多样，可催化一系列的酶促反应
B．酶被固定在不溶于水的载体上，可反复利用
C．酶作为催化剂，反应前后结构不改变，所以固定化酶可永远利用下去
D．固定化酶由于被固定在载体上，所以丧失了酶的高效性和专一性特点
解析：选B。固定化酶不能催化一系列的酶促反应，因此A错误；固定化酶被固定在不溶于水的载体上，可以重复利用，但是随着利用次数的增加，受到外界因素的影响，其活性会逐渐降低，故B正确、C错误；固定化酶虽被固定在载体上，但仍有高效性和专一性的特点，故D错误。
4．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌中得到的磷酸二酯酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药。与微生物降解相比，其作用不需要适宜的()
A．温度B．pH
C．水分D．营养
解析：选D。酶与微生物相比较，它的活性发挥不需要营养。
5．下列关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法，错误的是()
A．固定化酶可长久使用
B．一般酶制剂应用后和产物混在一起，产物的纯度不高
C．一般酶制剂参加反应后不能重复利用
D．固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量
解析：选A。固定化酶是将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与底物接触，又能与产物分离；同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用，降低成本，产物中也不含酶，提高了产品的纯度。固定化酶虽可以多次利用，但不可长久使用。
6．下列有关酵母细胞固定化实验操作目的及结果分析，错误的是()
A．干酵母细胞处于休眠状态，需置于蒸馏水中活化
B．配制海藻酸钠溶液时需要小火间断加热，以防海藻酸钠焦糊
C．若海藻酸钠的浓度偏低时凝胶珠呈白色，固定的细胞数目过少
D．凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡时间的长短，不影响发酵效果
解析：选D。凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡时间的长短，会影响酶的活性，所以会影响发酵效果，D错。
7．在用包埋法固定细胞时，下列哪一项不是常用的载体()
A．明胶B．琼脂
C．海藻酸钠凝胶D．纤维素
解析：选D。纤维素不能用于细胞的包埋。
8．下列关于固定化酶的说法，不正确的是()
A．固定化酶需要适宜的反应条件
B．固定化酶可再次利用
C．固定后的酶既能与反应物接触，又能与反应物和产物分离
D．固定化酶易溶于水
解析：选D。酶制剂本身不够稳定，价格昂贵且不能回收以反复利用，从而限制了酶制剂的进一步发展；固定化酶解决了普通酶制剂的缺点，既能与反应物接触，又能与反应物和产物分离，能重复利用；固定化酶不溶于水。
9．制备固定化酵母菌细胞的正确步骤是()
①用无菌水洗涤凝胶珠②制备固定化细胞③制备麦芽汁④活化酵母菌细胞⑤发酵麦芽汁⑥配制CaCl2溶液
A．①②③④⑤⑥B．③④⑥②①⑤
C．②③④⑥①⑤D．⑥④③①②⑤
解析：选B。制备固定化酵母菌细胞的基本步骤是：③制备麦芽汁→④活化酵母菌细胞→⑥配制CaCl2溶液→②制备固定化细胞→①用无菌水洗涤凝胶珠→⑤发酵麦芽汁。
10．下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是()
A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药
C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用
D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌
解析：选C。化学结合法可能影响酶的活性部位而影响反应效果，而吸附法是物理方法不影响酶的分子结构，故A正确；消化酶在消化道内起作用，则蛋白酶制剂以口服方式给药，故B正确；尿糖试纸由于使用后不能将反应物和酶分开，而不能再次使用，故C错误；固定化酵母细胞在凝胶珠中，用无菌水冲洗可洗去CaCl2和表面的杂菌，故D正确。
11．下列有关制备固定化酵母细胞的叙述，错误的是()
A．在向溶化好的海藻酸钠溶液中加入的必须是已活化的酵母细胞
B．溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，才能加入细胞
C．溶解海藻酸钠，最好采用小火，或者持续加热的方法
D．在固定化酵母细胞的过程中，要以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中
解析：选C。向溶化的海藻酸钠溶液中加入的是活化的酵母细胞，故A正确。溶化好的海藻酸钠溶液需要冷却到室温才能加入细胞，否则细胞可能失去活性，故B正确。溶解海藻酸钠需用小火，或者间断加热，故C错误。固定化酵母细胞过程中，需要以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，故D正确。
12．固定化脂肪酶的方法一般是：将酶液和一定浓度的海藻酸钠溶液混合后，用注射器滴到一定浓度的硼酸—氯化钙溶液中，25 ℃静置固定化2 h，过滤、洗涤，再加入到戊二醛溶液中，25 ℃化学结合2 h，过滤、洗涤、干燥后就可得到颗粒状固定化脂肪酶。某兴趣小组对固定化酶的性质和其最佳固定化条件进行了探究，如图显示的是部分研究结果(注：纵坐标为酶活力包括酶活性和酶的数量，a为游离酶，b为固定化脂肪酶)，下列分析中正确的是()
A．在温度或pH变化时，与游离酶相比，固定化酶具有的缺点是稳定性较低
B．这种固定化脂肪酶使用的方法是物理吸附法、包埋法和化学结合法三种方法的结合C．氯化钙的量太少时，酶活力较低的原因可能是包埋不完全，包埋在内部的部分酶会
流失
D．海藻酸钠浓度较高时，酶活力较低的原因可能是形成的凝胶孔径较大，影响酶与底物的结合
解析：选C。在温度或pH变化时，与游离酶相比，固定化酶的优点是稳定性比较高；此酶采用了包埋法和交联法两种方法相结合，并未用物理吸附法；氯化钙的作用是使凝胶珠稳固聚沉，如果含量太少，可能会使部分酶流失；海藻酸钠浓度较高时，形成的凝胶孔径比较小。
二、非选择题
13．如图1表示制备固定化酵母细胞的某步操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，请据图分析回答：
(1)图1中，将溶化好的海藻酸钠溶液____________，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。
(2)图1中X溶液为______，其作用是______。
(3)
某同学在图1步骤结束后得到右图所示的实验结果，出现此结果的可能原因有海藻酸钠浓度过______(填“高”或“低”)或注射器中的混合液推进速度过______(填“快”或“慢”)。
(4)图1中制备的凝胶珠用____________后再转移到图2装置中，发酵过程中搅拌的目的是____________。
解析：(1)刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温，才能与活化的酵母细胞混合制备混合液，以免高温使酵母细胞失活。(2)将注射器中的海藻酸钠与酵母菌混合液滴加到CaCl2溶液中进行固定化酵母细胞，故图1中X溶液为CaCl2溶液，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠。
(3)图3中所示的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明海藻酸钠浓度偏高或注射器中的混合液推
进速度过快。(4)制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤(去除残留的CaCl2)后再转移到图2装置中进行发酵，发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触，以利于发酵过程的顺利进行。
答案：(1)冷却至室温
(2)CaCl2溶液使海藻酸钠形成凝胶珠
(3)高快
(4)蒸馏水洗涤为了使培养液与酵母菌充分接触
14．酶和细胞的固定化技术在生产实践中已得到广泛的应用。请根据材料回答问题：Ⅰ.某大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作载体来包埋小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果。(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶的活性和酶的数量)
(1)从图1可以看出：固定化小麦酯酶比游离的小麦酯酶对温度变化的适应性更__________。
(2)从图2可以看出：海藻酸钠浓度为__________时的小麦酯酶活力最强。当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因是__________。
Ⅱ.某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下：
①活化酵母细胞：称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌，使酵母细胞活化；
②配制饱和氯化钙溶液：将氯化钙溶解在定量蒸馏水中，配制成一定浓度的饱和氯化钙溶液；
③配制海藻酸钠溶液：在定量的海藻酸钠中加入定量的蒸馏水，用大火加热，使其迅速溶解，配制成溶液；
④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合：将活化的酵母细胞迅速加入到刚配制成的海藻酸钠溶液中，充分搅拌混合均匀；
⑤固定化酵母细胞：用注射器以恒定的速度缓慢地将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴加到配制好的饱和氯化钙溶液中，观察凝胶珠形成。
(1)请你改正其中两处错误的操作：第一处是____________________________；第二是__________________________________。
(2)刚形成的凝胶珠要在饱和氯化钙溶液中浸泡30 min左右，目的是________________。
(3)如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，则说明海藻酸钠浓度__________ (过低/过高)。
解析：Ⅰ.(1)通过分析图1可知，固定化酶与游离酶相比，对温度变化的适应性更强且应用范围较广。
(2)图2曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时酶活力最高。当海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足，因此酶活力较低。
Ⅱ.(1)③配制海藻酸钠溶液应在定量海藻酸钠中加入定量蒸馏水并适当小火间断加热至完全溶化，加热时注意防止焦糊；④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合：刚配制成的海藻酸钠液需冷却至室温后再加入活化的酵母细胞，否则温度过高会使酵母菌失去活性。
(2)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是让凝胶珠形成稳定的结构。
(3)如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，则说明海藻酸钠浓度过低。
答案：Ⅰ.(1)强
(2)3%酶的数量不足
Ⅱ.(1)③中应用小火间断加热使海藻酸钠溶解④海藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞
(2)让凝胶珠形成稳定的结构
(3)过低
15．猪饲料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中，猪由于缺乏有关酶，造成磷源浪费，而且植酸随粪便排出后易造成环境有机磷污染。下图为对植酸酶进行不同处理时其活性与温度的关系。
(1)生产中从土壤中筛选出产酶菌株，土壤悬液首先经80 ℃处理15分钟，其目的是筛选______。
(2)在产酶菌株的筛选过程中，固体培养基中添加不溶于水的植酸钙，植酸钙被植酸酶分解后可以在培养基上产生透明圈，可根据透明圈的__________选择目的菌株。
(3)所得菌株还需要进一步测定植酸酶的活性，活性的测定可以用__________作为底物，活性可用________________表示。
(4)在生产中_________(填“未固定”或“固定化”)植酸酶更适于添加到猪饲料中，使用的最适温度为_____________℃。
解析：(1)生产中从土壤中筛选出产酶菌株，经80 ℃处理15分钟的目的是筛选耐高温的菌株。(2)在产酶菌株的筛选过程中，固体培养基中添加不溶于水的植酸钙，植酸钙被植酸酶分解后可以在培养基上产生透明圈，可根据透明圈的大小或直径选择目的菌株，透明圈的直径越大说明植酸酶的活性越高。(3)植酸酶能够催化植酸钙的分解，所以要对所得菌株进一步测定植酸酶的活性，可以用植酸钙作为底物。活性可用单位时间内植酸钙的消耗量或单位时间内底物的消耗量或单位时间内产物的生成量来表示。(4)由图中曲线可知，固定化植酸酶发挥活性的温度范围较广，所以在生产中更适于添加到猪饲料中，使用的最适温度为60 ℃。
答案：(1)耐高温的菌株(2)大小(直径)
(3)植酸钙单位时间内植酸钙的消耗量(单位时间内底物的消耗量或单位时间内产物的生成量)
(4)固定化60
16．为了探究啤酒酵母菌固定化的最佳条件，科研人员研究了氯化钙浓度对固定化酵母菌发酵性能的影响，结果如下图。请回答下列问题：
(1)与利用游离酵母菌生产啤酒相比，利用固定化酵母菌的优点有________________________________________________________________________。
(2)本实验结果表明，随氯化钙浓度的增大，凝胶珠机械强度增大，完整率________。
(3)结合发酵性能分析，制备凝胶珠适宜的氯化钙浓度为________。当氯化钙浓度过高时，发酵液中的糖度升高，酒精度下降，发酵受到影响，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)用海藻酸钠作载体包埋酵母菌细胞，溶解海藻酸钠时最好采用______________的方法，以防发生焦糊。溶化好的海藻酸钠溶液应________后，再与已活化的酵母菌细胞充分混
合。若海藻酸钠浓度过低，会导致______________________________，固定效果大大降低。
(5)下图中，与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母菌细胞相似的是________。
解析：(1)与游离酵母菌发酵相比，利用固定化酵母菌的优点有：可多次使用、便于与产物分离、提高产品质量等。
(2)氯化钙可使海藻酸钠聚沉，形成多孔的含酵母菌的凝胶珠，随着氯化钙浓度增大，凝胶珠机械强度增大，完整率增加。
(3)制备凝胶珠的适宜氯化钙浓度为2.0 mol/L，当氯化钙浓度过高时，凝胶珠机械强度大，通透性降低，影响糖进入颗粒内部。
(4)溶解海藻酸钠时最好采用小火间断加热的方法，避免发生焦糊；融化后的海藻酸钠应冷却至室温后，再与已经活化的酵母细胞充分混合；若海藻酸钠浓度过低，易导致酵母菌细胞从颗粒中漏出，固定效果降低。
(5)制备固定化酵母菌细胞用的是包埋法，即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中，与D 相似。
答案：(1)可多次使用、便于与产物分离、提高产品质量等
(2)增加
(3)2.0 mol/L凝胶珠机械强度大，通透性降低，影响糖进入颗粒内部
(4)小火间断加热冷却至室温酵母菌细胞从颗粒中漏出
(5)D
选修一知识总结（专题一、二、三、六） （请妥善保存） 专题一 传统发酵技术的应用 课题1 果酒和果醋的制作 广义发酵→有氧发酵和无氧发酵；狭义发酵→微生物的无氧呼吸。发酵≠无氧呼吸 （一） 果酒制作 1．原理：菌种 ，属于 核生物，新陈代谢类型 ， 有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖。反应式为： ； 无氧条件下，进行无氧呼吸，产生酒精。反应式为： 。 2．控制的发酵条件： 。 3．菌种来源：??? 。：。：菌菌种分离获得得纯净的酵母人工培养型酵母菌附着于葡萄皮上的野生自然发酵 4．实验设计流程图 挑选葡萄→冲洗→______________→_______________→_______________ ↓ ↓ 果酒 果醋 5．实验结果分析与评价：可通过嗅觉和品尝初步鉴定，并用____________检验酒精存在。可观 察到的现象为 。葡萄酒呈红色的原因： 6.注意事项： (1) 在 、 的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而多数其它微生物都因无法适应这 一环境而受到抑制，从而在不灭菌情况下，使酵母菌成为优势菌种。 (2)新鲜葡萄的处理: 为防止杂菌感染应先 （冲洗/去枝梗），注意不要反复冲洗，否则酵母菌数 量减少，影响发酵。 (3)为防止发酵液被污染，发酵瓶要用 消毒。发酵液装瓶后保留 的空间,目的是 (4)装置各部件作用 ①出料口：___________ ；②___________ ：醋酸发酵时连接充气泵；③___________ ： 排出酒精发酵时产生的CO2。 ④排气口连接一个长而弯曲胶管的作用是 ___________ 。使用该装置制酒 时，应该______充气口；制醋时，应该充气口连接____________。 （二）果醋的制作： 1．原理：菌种____________，属于________核生物，新陈代谢类型为___ ______ 。 当 、 都充足时，醋酸菌将 分解成醋酸； 当缺少 时，醋酸菌将 变为 ，再将 变为醋酸。 反应式为__________ _________ _________ 。 2．条件：最适合温度为__________，需要充足的______________。 3．菌种来源：可以从食醋中分离醋酸菌，也可以购买。 4．设计实验流程及操作步骤： 果酒制成以后，在发酵液中加入___________或醋曲，然后将装置转移至 _____ 0C 条件下发 酵，适时向发酵液中通入________。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶盖上纱布，以减 少空气中尘土污染。 5.注意事项: (1)严格控制发酵条件,因为醋酸菌对_______的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断 通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。此外,醋酸菌最适生长温度为_________℃，控制好发酵温度，使发酵时 间缩短，又减少杂菌污染的机会。 (2)有两条途径生成醋酸：直接氧化和以 为底物的氧化。
高中生物选修一生物技术实践 知识点总结 专题一 传统发酵技术的应用 课题一 果酒和果醋的制作 1、发酵：通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。 2、有氧发酵：醋酸发酵 谷氨酸发酵 无氧发酵：酒精发酵 乳酸发酵 3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌 酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要) 分裂生殖 孢子生殖 4、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。 C 6H 12O 6＋6O 2→6CO 2＋6H 2O 5、在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。 C 6H 12O 6→2C 2H 5OH ＋2CO 2 6、20℃左右最适宜酵母菌繁殖 酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃ 7、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌。在发酵过程中, 随着酒精浓度的提高,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，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。 8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂 9、当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变 为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 2C 2H 5OH ＋4O 2→CH 3COOH ＋6H 2O 10、控制发酵条件的作用①醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中 断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最适生长温度为30～35℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。③有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。 11、实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（→醋酸发酵→果醋） 12、酒精检验：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。先在试管中加入发酵液2ｍL ，再滴入物质的量浓度为3mol/L 的H 2SO 43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 13、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 管与瓶身相连接，其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利 于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应该充气 口连接气泵，输入氧气。 疑难解答 （1）你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）你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？ 如：要先冲洗葡萄，再除去枝梗；榨汁机、发酵装置要清洗干净，并进行酒精消毒；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酶 酶 酶
2019-2020学年高中生物第一章无茵操作技术实践第二节植物 组织培养技术教案苏教版选修1 1．简述植物组织培养的原理和过程。(重难点) 2．了解MS基本培养基贮备液的配制方法。(重点) 3．举例说出使用的激素及其对脱分化、再分化的作用。(难点) 1．植物组织培养 (1)概念：在无菌和人工控制的条件下，诱导离体的植物器官、组织等在适宜的培养条件下发育成完整植株的技术。 (2)原理：植物细胞的全能性，是指植物体的每个体细胞都携带来自受精卵的完整基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。 2．植物组织培养的过程 (1)脱分化：由已经分化的植物细胞或组织产生愈伤组织的过程。 (2)再分化：在一定条件下继续培养脱分化的愈伤组织可以重新诱导根、芽等器官的分化。 [合作探讨] 探讨1：同一株植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成一定相同吗？ 提示：不一定相同，如取的是花粉，是通过减数分裂形成的，获得的愈伤组织染色体数是体细胞的一半，所以与体细胞形成的愈伤组织基因组成不同。 探讨2：同微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？ 提示：微生物培养基以有机营养为主。而MS培养基则需提供大量无机营养，主要包括
植物生长必需的大量元素和微量元素两大类。 探讨3：马铃薯长期种植，产量会降低而且易感染病毒，要想提高马铃薯的产量，应该怎样培育无病毒的马铃薯？ 提示：长期进行无性繁殖的植物，只有根尖和茎尖中几乎无病毒，因此可利用马铃薯的茎尖或根尖进行植物组织培养获得无病毒的马铃薯植株。 [思维升华] 1．植物组织培养的过程 离体的植物组织、器官或细胞(外植体)――→脱分化愈伤组织――→再分化 根、芽或胚状体―→新个体。 (1)愈伤组织与根尖分生组织的异同： (1)使用顺序的比较 (2)使用比例的比较
模块综合测评 (时间：45分钟，分值：100分) 一、选择题(共8小题，每小题5分，共40分) 1．下列有关果酒、果醋和腐乳制作的叙述，正确的是( ) A．参与果酒发酵和果醋发酵的微生物都含有线粒体 B．果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制作果醋 C．在腐乳制作过程中必须有能分解蛋白质的微生物参与 D．在腐乳装瓶时自下而上随层数的增加逐渐减少盐的用量 【解析】果醋发酵利用的醋酸菌为原核生物，不含有线粒体；制作果醋不仅需要比果酒制作温度较高的环境，还需要氧气；在腐乳装瓶时，自下而上随层数的增加逐渐增加盐的用量。 【答案】 C 2．下面两图是某研究人员研究甘蓝自然乳酸发酵过程中硝酸盐、亚硝酸盐、pH的变化曲线。图中各曲线代表的是( ) A．①硝酸盐②亚硝酸盐③亚硝酸盐④pH B．①亚硝酸盐②硝酸盐③亚硝酸盐④pH C．①硝酸盐②亚硝酸盐③pH④亚硝酸盐 D．①亚硝酸盐②硝酸盐③pH④亚硝酸盐 【解析】植物体内含有的硝酸盐，在发酵初期，具有还原能力的大肠杆菌等杂菌，能将硝酸盐转化成亚硝酸盐；随着乳酸菌产生乳酸量的不断增加，环境pH不断下降，杂菌生长受到抑制，亚硝酸盐的生成量减少，约在pH为4.0左右时，亚硝酸盐已达到最大积累量，尔后，随着pH降低，亚硝酸盐迅速分解。
【答案】 C 3．下列有关微生物营养的说法正确的是( ) A．纤维素分解菌与硝化细菌所利用的碳源是相同的 B．在纤维素分解菌生长的培养基中只需碳源、氮源、水、无机盐即可正常生长 C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的生长越有利 D．生长因子是微生物生长必需的，而微生物本身合成这些物质的能力往往不足 【解析】纤维素分解菌与硝化细菌的同化作用类型不同，因此所利用的碳源不同；任何微生物都不能合成所必需的全部物质；培养基的浓度影响细胞的渗透作用，与细胞代谢有关。 【答案】 D 4．下列关于微生物培养和利用的叙述不正确的是( ) A．利用涂布平板法只能分离微生物不能对微生物进行计数 B．接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释获得单菌落 C．以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌 D．用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是先增加后减少 【解析】用涂布平板法可以分离微生物也可以对微生物进行计数；接种划线可以将聚集的菌种分散，最后得到单个细胞，经过培养可以得到单个菌落；以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌；在泡菜的腌制过程中，开始亚硝酸盐含量增加，10 d 后含量开始下降。 【答案】 A 5．下列关于植物芳香油提取技术的叙述中，正确的是( ) 【导学号：67850065】 ①提取植物芳香油都必须用蒸馏法②水蒸气蒸馏法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萃取法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．①②③B．②③④ C．①②④ D．①③④ 【解析】水蒸气蒸馏法的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，适用于提取挥发性较强的芳香油，如玫瑰精油、薄荷油等。萃取法原理是植物芳香油易溶于有机溶剂，只要把溶剂蒸发出来，就可获得纯净的植物芳香油，适用范围较广。压榨法是通过机械加压、压榨出果皮中的芳香油，适用于易焦糊原料的提取，如柑橘、柠檬等。 【答案】 B 6．下列说法不正确的是( ) A．科学家从70～80 ℃热泉中分离得到耐高温的Taq DNA聚合酶
人教版高中生物选修三知识点总结(详细)
选修3 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 操作水平：DNA分子水平 原理：基因重组 优点：1.突破物种界限 2.定向改造生物的遗传特性 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割，因此具有专一性。 （3）作用的化学键：切割磷酸二酯键 (4)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)作用：将两个具有相同粘性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA （2）连接的化学键：磷酸二酯键 （3）与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种环状DNA分子。 （3）其它载体：噬菌体、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.从基因文库中获取（不知道目的基因的核苷酸序列的情况下采用） 2.人工合成。常用方法有：（1）反转录法（已经获得mRNA的情况下采用） （2）化学合成法（知道目的基因的核苷酸序列、基因比较小的情况下采用）
高中生物选修一生物技术实践 专题一传统发酵技术的应用 课题1 果酒和果醋的制作 1、发酵：通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。 2、有氧发酵：醋酸发酵谷氨酸发酵·无氧发酵：酒精发酵乳酸发酵 3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌·酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要) 分裂生殖孢子生殖 4、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O 5、在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2 6、20℃左右最适宜酵母菌繁殖酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃ 7、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在发酵过程中,随着酒精 浓度的提高,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，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。 8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂 9、当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙 醛，再将乙醛变为醋酸。2C2H5OH＋4O2→CH3COOH＋6H2O 10、控制发酵条件的作用①醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入 氧气，也会引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最适生长温度为30～35℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。③有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。 11、实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（→醋酸发酵→果醋） 12、酒精检验：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。先在试管中加入发酵液2ｍL，再滴入物质的量浓度为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 13、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 的胶管与瓶身相连接，其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的 是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时， 应该充气口连接气泵，输入氧气。 疑难解答 （1）你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）你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？ 如：要先冲洗葡萄，再除去枝梗；榨汁机、发酵装置要清洗干净，并进行酒精消毒；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～
1专题一传统发酵技术的应用 课题1 果酒和果醋的制作 1、发酵：通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。 2、有氧发酵：醋酸发酵谷氨酸发酵· 无氧发酵：酒精发酵乳酸发酵 3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌·酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要)分裂生殖孢子生殖 4、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。 C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O 5、在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。 C6H12O6→2C2H5OH+2CO2 6、20℃左右最适宜酵母菌繁殖酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃ 7、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在发酵过程中,随着酒精浓度的提高,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，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。 8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂 9、当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 1
2C2H5OH+4O2→CH3COOH+6H2O 10、控制发酵条件的作用①醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最适生长温度为30～35℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。③有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。 11、实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒(→醋酸发酵→果醋) 12、酒精检验：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。先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量浓度为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. 13、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相连接，其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时，应该关闭充气口;制醋时，应该充气口连接气泵，输入氧气。 课题2 腐乳的制作 1、多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌。代谢类型是异养需氧型。生殖方式是孢子生殖。营腐生生活。 2、原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。 3、实验流程：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制 4、酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。 前期发酵的主要作用： （1）创造条件让毛霉生长。 2
2019-2019学年苏教版高中生物选修一第一章无菌操作技术实践单元测试 一、单选题 1.下列关于刚果红染色法的说法中，正确的是（） A. 先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，不需用氯化钠溶液洗去浮色 B. 倒平板时就加入刚果红，可在培养皿中先加入1mlCR溶液后加入100ml培养基 C. 纤维素分解菌菌落周围出现刚果红 D. 倒平板时就加入刚果红，长期培养刚果红有可能被其他微生物分解形成透明圈 2.下列关于植物组织培养的叙述，错误的是（） A. 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B. 培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C. 离体器官或组织的细胞通过脱分化形成愈伤组织 D. 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型相同 3.欲分离筛选出能分泌脂肪酶的细菌，应选择下列固体培养基（仅列出了碳氮源）中的（） A. 蛋白胨、柠檬酸铁铵 B. 植物油、牛肉膏 C. 植物油、硫酸铵 D. 葡萄糖、蛋白胨 4.下列有关微生物的叙述中正确的是（） A. 病毒的致病性是由衣壳决定的 B. 微生物的繁殖方式都是二分裂 C. 诱变育种可以达到人工控制微生物代谢的目的 D. 微生物的次级代谢产物是其自身生长繁殖所必需的 5.下面与发酵工程有关的叙述中，不正确的是（） A. 发酵罐中必须通入无菌空气 B. 不经处理排放的废弃培养液是一种污染物 C. 培育新菌种，可用于分解更多种类的有机污染物 D. 发酵工程在医药工业、食品工业和环境保护等方面均有广泛应用 6.下列对月季花药培养的有关认识，错误的是() A. 材料的选择与培养基的组成影响花药培养的成功率 B. 选择花药时最常用的方法是醋酸洋红法 C. 幼小植株形成前不需要光照 D. 培养形成的愈伤组织可继续在原培养基中分化形成植株 7.对分解纤维素的微生物选择培养时，应将锥形瓶固定在_____振荡培养一段时间，直到培养液变_ ___时为止．（） A. 桌子上红色 B. 温箱里产生透明圈 C. 窗台上清澈 D. 摇床上混浊 8.“分离土壤中以尿素为氮源的微生物”实验，配制LB全营养培养基的目的是（） A. 作为实验组，分离尿素分解菌 B. 作为对照组，检测培养基灭菌是否彻底
6.请回答下列有关微生物的一些问题。 (1)微生物的分布：微生物主要分布在富含的土壤表层；不同微生物对pH的要求不同，细菌常生活在酸碱度的潮湿土壤中。 (2)微生物的消毒和灭菌：在微生物培养中，对培养基常用方法进行灭菌。对于空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能。如果要检测灭菌是否彻底，可以采用的方法是：。 (3)微生物的应用：在葡萄酒的自然发酵过程中，运用吸附在葡萄皮上的野生酵母菌发酵产生酒精，请写出该过程的化学反应式：。在果醋制作时，运用醋酸菌在和糖源充足时，将糖分解成醋酸。 (4)微生物的接种：微生物接种的方法很多，最常用的是和。 (5)微生物的计数：根据培养基上出现的菌落数目和稀释倍数计算得出细菌数目往往比实际的数目低，原因是。 (6)微生物的鉴定：为检测尿素分解菌的存在与否，在以尿素为唯一氮源的(选择、鉴别)培养基中加入指示剂，如果存在尿素分解菌，则指示剂将变色。 答案：(1)有机质接近中性 (2) 高压蒸汽灭菌损伤DNA的结构将灭菌过的培养基在适宜的温度下放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生 (3) 有氧 (4)平板划线法稀释涂布平板法 (5)当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 (6)选择酚红红 7.某些农作物秸秆富含纤维素，纤维素经过水解可以形成葡萄糖，葡萄糖再经过发酵可以生产酒精。如图是利用农作物秸秆生产酒精的大致流程，请回答下列问题： (1)农作物秸秆含有丰富的纤维素，纤维素要经过纤维素分解菌分解成葡萄糖。人们常常是从土壤中分离纤维素分解菌。筛选纤维素分解菌常用的方法是__________________。其实验流程是：土壤取样→选择培养→________→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生__________的菌落。 (2)纤维素分解菌能合成纤维素酶，纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少含有三种组分，即_____________________________。前两种酶使纤维素分解成________，第三种酶将它分解成葡萄糖。 (3)图中发酵阶段常用的菌种是酵母菌，在酒精发酵时一般将温度控制在________℃。发酵后是否有酒精产生，可以用 ________________来检验。 (4)利用葡萄能生产果酒，进而生产果醋，生产果醋常用的菌种是醋酸杆菌，醋酸杆菌与酵母菌在代谢类型上的区别是______________________________________________。 答案：(1)刚果红染色法梯度稀释透明圈(2)C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶纤维二糖 (3)18～25酸性重铬酸钾(4)醋酸杆菌是好氧菌，酵母菌是兼性厌氧菌 8.尿素是一种重要的农业氮肥，不能直接被农作物吸收，只有当土壤中的微生物将尿素分解后才能被植物吸收利用．因此，对土壤中分解尿素的微生物进行分离和鉴定具有重要意义．回答下列问题： （1）对土壤中分解尿素的微生物的分离过程如下： 第一步：土壤取样．取土样用的工具和盛土样的信封等在使用前都需要_____ _ （填“消毒”或“灭菌”）． 第二步：样品稀释．通常分离不同种类的微生物要采用不同的稀释度，原因是______ ． 第三步：微生物的培养与观察．将一定稀释度的样品接种在以尿素为唯一氮源的培养基上，并在适宜的条件下培养．分解尿素的微生物能在该培养基上生长繁殖，而_____ 则不能生长繁殖．（注：实验中所用的培养基经检测符合要求，且均在无菌条件下操作） （2）若对土壤悬液进行梯度稀释时，未经振荡而直接取上层悬液进行梯度稀释，用稀释倍数为104的样液涂布到平板上进行培养和计数，统计出的菌落数往往比正确操作统计出的菌落数_____ _ ． （3）对土壤中分解尿素的微生物作进一步的鉴定 若要对上述初步筛选出的分解尿素的微生物作进一步的鉴定，需在上表培养基配方中添加的物质是_____ _ 、___ ___ ．若分离得到的是尿素分解菌，则培养基中p H升高使酚红指示剂变为红色，p H升高的原因是_____ _ ． （4）分解尿素的微生物在生态系统中的作用是_____ _ ． 答案：灭菌；土壤中不同生物的数量不同；不能利用尿素的微生物；偏高；葡萄糖；琼脂；尿素分解菌合成的酮酶将尿素分解成氨；将有机物分解为无机物（将尿素分解为氨）
生物选修1知识点总结 专题1传统发酵技术的应用 课题1果酒和果醋的制作 【补充知识】发酵 1.概念：利用微生物或其他生物的细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其代谢产物的过程。 2.类型： (1)根据是否需要氧气分为：需氧发酵和厌氧发酵。 (2)根据产生的产物可分为：酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等。 一.基础知识 (一)果酒制作的原理 1.菌种是酵母菌，属于真核生物，新陈代谢类型异养兼性厌氧型，有氧时，进行有氧呼吸， 大量繁殖，反应式为：C 6H 12O 6+6H 2O+6O 2 →6CO 2+12H 2O+能量；无氧时， 能进行酒精发酵，反应式为：C 6H 12O 6→2C 2H 5OH+2CO 2+能量。 酶 酶
2.酵母菌繁殖的最适温度20℃左右，酒精发酵一般控制在18～25℃。 3.自然发酵过程中，起作用的主要是附着于葡萄皮上的野生型酵母菌。也可以在 果汁中加入人工培养的酵母菌。(二)果醋制作的原理 1.菌种是醋酸菌，属于原核生物，新陈代谢类型为异养需氧型。只有在氧气充足时，才能进行旺盛的生命活动。变酸的酒表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖形成的。 2.当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，当缺少糖源时， 醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应简式为C 2H 5OH+O 2→CH 3COOH+H 2O 。 3.醋酸菌的最适合生长温度为30～35℃。 4.菌种来源：到生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买，或从食醋中分离醋酸菌。二.实验设计 1.流程图 挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵 ↓↓ 果酒 果醋 2.制作实例 (1)实验材料葡萄、榨汁机、纱布、醋酸菌(或醋曲)、发酵瓶(如右图)、气泵、体积分数为70%的酒精等。 (2)实验步骤 酶
选修3 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 操作水平：DNA分子水平 原理：基因重组 优点：1.突破物种界限 2.定向改造生物的遗传特性 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割，因此具有专一性。 （3）作用的化学键：切割磷酸二酯键 (4)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)作用：将两个具有相同粘性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA （2）连接的化学键：磷酸二酯键 （3）与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种环状DNA分子。 （3）其它载体：噬菌体、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.从基因文库中获取（不知道目的基因的核苷酸序列的情况下采用） 2.人工合成。常用方法有：（1）反转录法（已经获得mRNA的情况下采用） （2）化学合成法（知道目的基因的核苷酸序列、基因比较小的情况下采用） 3.PCR技术扩增目的基因（知道目的基因两端的核苷酸序列、基因比较大的情况下采用） （1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 （2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程：第一步：变性，加热至90～95℃DNA解链为单链；（高温解旋） 第二步：复性，冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：延伸，加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。
选修一知识总结（专题一、二、三、六）（请妥善保存） 专题一传统发酵技术的应用 课题 1 果酒和果醋的制作 广义发酵→ 有氧发酵和无氧发酵；狭义发酵→ 微生物的无氧呼吸。发酵≠无氧呼吸 （一）果酒制作 1．原理：菌种，属于核生物，新陈代谢类型， 有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖。反应式为：； 无氧条件下，进行无氧呼吸，产生酒精。反应式为：。 2．控制的发酵条件：。 自然发酵：附着于葡萄皮上的野生型酵母菌。 3．菌种来源： 人工培养：分离获得得纯净的酵母菌菌种。 4．实验设计流程图 挑选葡萄冲洗____________________________________________ 果酒果醋 5．实验结果分析与评价：可通过嗅觉和品尝初步鉴定，并用____________ 检验酒精存在。可观察到的现象为。葡萄酒呈红色的原因： 6. 注意事项： (1)在、的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而多数其它微生物都因无法适应这 一环境而受到抑制，从而在不灭菌情况下，使酵母菌成为优势菌种。 (2) 新鲜葡萄的处理:为防止杂菌感染应先（冲洗/去枝梗），注意不要反复冲洗，否则酵母菌数 量减少，影响发酵。 (3) 为防止发酵液被污染，发酵瓶要用消毒。发酵液装瓶后保留的空间,目的是 (4) 装置各部件作用①出料口：___________；② ___________：醋酸发酵时连接充气泵；③___________：排出酒精发酵时产生的CO2。④排气口连接一个长而弯曲胶管的作用是___________。使用该装置制酒 时，应该 ______充气口；制醋时，应该充气口连接____________ 。 （二）果醋的制作： 1．原理：菌种____________，属于 ________核生物，新陈代谢类型为___ ______。 当、都充足时，醋酸菌将分解成醋酸； 当缺少时，醋酸菌将变为，再将变为醋酸。 反应式为 __________ __________________。 2．条件：最适合温度为__________，需要充足的 ______________。 3．菌种来源：可以从食醋中分离醋酸菌，也可以购买。 4．设计实验流程及操作步骤： 果酒制成以后，在发酵液中加入___________或醋曲，然后将装置转移至_____0C条件下发 酵，适时向发酵液中通入________。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶盖上纱布，以减 少空气中尘土污染。 5. 注意事项 : (1)严格控制发酵条件 , 因为醋酸菌对 _______的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断 通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。此外 , 醋酸菌最适生长温度为 _________℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩 短，又减少杂菌污染的机会。 (2) 有两条途径生成醋酸：直接氧化和以为底物的氧化。
选修1知识点总结 1.1 果酒和果醋的制作 一、实验原理 1．酒精发酵的原理： ① 酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，表达式为：C 6H 12O 6+O 2→CO 2+H 2O+能量 ② 酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，表达式为：C 6H 12O 6→C 2H 5OH+CO 2+能量 ③ 酵母菌的营养代谢类型为异养兼性厌氧型。在有氧时，酵母菌大量繁殖，但是不起到发酵效果；在无氧时，繁殖速度减慢，但是此时可以进行发酵。在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖，再隔绝氧气进行发酵。20℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵的最佳温度是在18℃～25℃，pH 最好是弱酸性。 2．醋酸发酵的原理： ① 醋酸菌是好氧型细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇（酒精）氧化成醋酸。 表达式为：C 2H 5OH+O 2→CH 3COOH+H 2O ； 当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。 醋酸菌生长的最佳温度是在30℃～35℃ 二、实验步骤 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。 酶 酶 酶
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。 三、注意事项 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？ 充气口 出料口 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。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。 1.2 腐乳的制作 一、实验原理 1．参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种，其中起主要作用的是毛霉。 2．毛霉是一种丝状真菌，营养代谢类型为异养需氧型，最适生长温度为15-18℃，常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上，具有发达的白色菌丝。 3.毛酶等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。 二、实验步骤 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。将培养毛坯时靠近平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。 〔注：加盐可以析出豆腐中的水分，有利于腐乳成型；盐能够抑制微生物的生长，并且可以调味。用盐腌制时，注意盐都用量。盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。〕
新课标选修 1 知识点归纳（苏教版） 《果酒和果醋和制作》 一、果酒制作 1．原理：菌种，属于核生物，新陈代谢类型 ，有氧时，呼吸的反应式为：；无氧时，呼吸的反应式为：。 2．条件：繁殖最适温度，酒精发酵一般控制在。 （传统发酵技术所使用的酵母菌的来源） 自然发酵：附着于葡萄皮上的野生型酵母菌。 3．菌种来源： 人工培养：分离获得得纯净的酵母菌菌种。 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。 4．实验设计流程图 挑选葡萄冲洗______________ _______________ _______________ 果酒果醋 5．根据教材P4 操作提示设计实验步骤及装置。 充气口作用；排气口作 用； 出料口作用。 排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的 是。 使用该装置制酒时，应该关闭；制醋时，应将充气口。6．实验结果分析与评价：可通过嗅觉和品尝初步鉴定，并用______________检验 酒精存在。可观察到的现象为 二、果醋的制作： 1．原理：菌种：___________，属于___________核生物，新陈代谢类为_________
醋酸生成反应式是___________________ _________ 。 2．条件：最适合温度为__________，需要充足的______________。3．菌种来源： 到________或_________购买。 4．设计实验流程及操作步骤： 果酒制成以后，在发酵液中加入______________ 或醋曲，然后将装置转移至 ______________0C条件下发酵，适时向发酵液中______________。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶盖上纱布，以减少空气中尘土污染。 三、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。 【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。 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。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。 《腐乳的制作》 一、腐乳制作的原理 1．腐乳的发酵有多种微生物的协同作用，如、、、等， 其中起主要作用的是。它是一种丝状，常见
专题1传统发酵技术的应用 本专题围绕传统发酵食品的制作展开，主要操作技术归纳如下。 1.果酒与果醋的制作技术。 2.腐乳的制作技术。 3.泡菜的腌制与亚硝酸盐含量的测定。 课题1果酒和果醋的制作 一、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。 （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。 二、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。 三、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。 课题2腐乳的制作 一、基础知识 知识要点：相关的微生物，如毛霉等在腐乳制作中的作用。