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．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
。
生活状态：进行发酵，产生大量。
（2）果酒制作条件
传统发酵技术所使用的酵母菌的来源是。
酵母菌生长的最适温度是； PH呈；
（3）红色葡萄酒呈现颜色的原因是：酒精发酵过程中，随着的提高，红色葡萄皮的进入发酵液，使葡萄酒呈色。
（4）在、的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其它微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
2．果醋的制作原理
（1）果醋发酵菌种是，新陈代谢类型。
（2）当氧气和糖源充足时醋酸菌将糖分解成，当糖源不足时醋酸菌将
变为再变成醋酸，其反应式。
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。
4．酒精的检验
（1）检验试剂：。
（2）反应条件及现象：在条件下，反应呈现。
5.制作果酒、果醋的实验流程
挑选葡萄→→→→
↓↓
果酒果醋
P4旁栏思考题
1．你认为应该先洗葡萄还是先除去枝梗，为什么？
应该先冲洗葡萄，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？
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．制作葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～250C？制作葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～350C？
温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。200C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30～350C，因此要将温度控制在30～350C。
4．制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？
醋酸菌是好氧菌，再将酒精变成醋酸时需要养的参与，因此要适时向发酵液中充气。
P4:
A同学：每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖；制醋时，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。
来防止发酵液被污染，因为操作的每一步都可能混入杂菌
B同学：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。
课题2 腐乳的制作
1.制作原理
（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。
（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、、、上。
（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，保证产品的质量。
2. 腐乳制作的实验流程：
让豆腐长出→→→密封腌制。
3.实验注意事项
（1）在豆腐上长出毛霉时，温度控制在，自然条件下毛霉的菌种来自空气中的。
（2）将长满毛霉的豆腐块分层加盐，加盐量要随着摆放层数的加高而，近瓶口的表层要。加盐的目的是使豆腐块失水，利于，同时也
能的生长。盐的浓度过低，；盐的浓度过高，。
（3）卤汤中酒精的含量应控制在左右，它能微生物的生长，同时也与豆腐乳独特的形成有关。酒精含量过高，；酒精含量过低，。香辛料可以调制腐乳的风味，同时也有
作用。
（4）瓶口密封时，最好将瓶口，防止瓶口污染。
P6旁栏思考题
1.你能利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事？
豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。
2.王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？
盐能防止杂菌污染，避免豆腐腐败。
3．你能总结出王致和做腐乳的方法吗？
让豆腐长出毛霉→加盐腌制→密封腌制。
P7旁栏思考题
1.我们平常吃的豆腐，哪种适合用来做腐乳？
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。
2.吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的呢？它对人体有害吗？它的作用是什么？
“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。
P8练习
1. 腌制腐乳时,为什么要随豆腐层的加高而增加盐的含量？为什么在接近瓶口的表面要将盐厚铺一些？
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。
2．怎样用同样的原料制作出不同风味的腐乳？（可以不看）
在酒和料上作变动
红腐乳：又称红方，指在后期发酵的汤料中，配以着色剂红曲，酿制而成的腐乳。
白腐乳：又称白方，指在后期发酵过程中，不添加任何着色剂，汤料以黄酒、白酒、香料为主酿制而成的腐乳，在酿制过程中因添加不同的调味辅料，使其呈现不同的风味特色，目前大致包括糟方、油方、霉香、醉方、辣方等品种。
青腐乳：又称青方，俗称“臭豆腐”，指在后期发酵过程中，以低度盐水为汤料酿制而成的腐乳，具有特有的气味，表面呈青色。
酱腐乳：又称酱方，指在后期发酵过程中，以酱曲（大豆酱曲、蚕豆酱曲、面酱曲等）为主要辅料酿制而成的腐乳。
课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
1．乳酸菌代谢类型为，在情况狂下，将葡萄糖分解为乳酸。在自然界中分布广泛，在、、、内都有分布。常见的乳酸菌有和两种，其中常用于生产酸奶。
2．亚硝酸盐为，易溶于，在食品生产中用作。一般不会危害人体健康，但当人体摄入硝酸盐总量达g时，会引起中毒；当摄入总量达到g时，会引起死亡。在特定的条件下，如、和
的作用下，会转变成致癌物质——亚硝胺，亚硝胺对动物有致畸和致突变作用。
3．泡菜制作大致流程：原料处理→→装坛→→成品（1）配制盐水：清水和盐的比例为，盐水后备用。
（2）装坛：蔬菜装至时加入香辛料，装至时加盐水，盐水要，盖好坛盖。坛盖边沿水槽中，保证坛内环境。
（3）腌制过程种要注意控制腌制的、
和。温度过高、食盐用量不足10%、过短，容易造
成，。
4．测亚硝酸盐含量的原理是。
将显色反应后的样品与已知浓度的进行比较，可以大致
出泡菜中亚硝酸盐的含量。
测定步骤：配定溶液→→制备样品处理液→
P9旁栏思考题：
为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶？
酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。
P10旁栏思考题：
1．为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜？
有些蔬菜，入小白菜和萝卜等，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。
2．为什么泡菜坛内有时会长一层白膜？你认为这层白膜是怎么形成的？
形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。
P12练习：
2．你能总结果酒、果醋、腐乳、泡菜这几种发酵食品在利用微生物的种类和制作原理方面的不同吗？你能总结出传统发酵技术的共同特点吗？
果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精发酵，
果醋的制作利用的是醋酸菌将酒精转变成醋酸的代谢，
腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶类，
泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸发酵。
传统的发酵技术都巧妙的利用了天然菌种，都为特定的菌种提供了良好的生存条件，
最终的发酵产物不是单一的组分，而是成分复杂的混合物。
专题知识归纳
专题二 微生物的培养与应用
课题1 微生物的实验室培养
1．根据培养基的物理性质可将培养基可以分为 和 。
2．培养基一般都含有 、 、 、 四类营养物
质，另外还需要满足微生物生长对 、 以及 的要求。
3．获得纯净培养物的关键是 。
4．消毒是指
灭菌是指
5．日常生活中常用的消毒方法是 ，此外，人们也常使用化学药剂进行消毒，
如用 、 等。常用的灭菌方法有 、 、 ，此外，实验室里还用 或 进行消毒。
6．制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的方法步骤是⑴ ，⑵ ，
⑶ ，⑷ ，⑸ 。
7．微生物接种的方法中最常用的是 和 。平板划线
是指 。稀释涂布平板法指 。
8．菌种的保藏：
传统发酵技术的应用
果酒和果醋的制作 果酒和果醋的制作原理 果酒和果醋的设计制作装置
果酒和果醋的制作过程
腐乳的制作 腐乳的制作原理
腐乳制作过程的控制条件
制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 泡菜制作原理
泡菜发酵条件 亚硝酸盐含量的测定
（1）临时保藏：将菌种接种到试管的，在合适的温度下培养，长成后，放入冰箱中保藏，以后每3—6个月，转移一次新的培养基。
缺点是：保存时间，菌种容易被或产生变异。
（2）长期保存方法：法，放在冷冻箱中保存。
P15旁栏思考题：
无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？
无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
P16旁栏思考题：
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）需要灭菌；（3）需要消毒。
P17倒平板操作的讨论
1.培养基灭菌后，需要冷却到50 ℃左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？
可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。
2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？
通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？
平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
4.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？
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。
P18平板划线操作的讨论
1.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？
操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落。划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。
2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？
以免接种环温度太高，杀死菌种。
3.在作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？
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，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。P19涂布平板操作的讨论
涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想，第2步应如何进行无菌操作？
应从操作的各个细节保证“无菌”。例如，酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围；等等。
P20六、课题成果评价
1.培养基的制作是否合格
如果未接种的培养基在恒温箱中保温1～2 d后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。
2.接种操作是否符合无菌要求
如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基本一致，并符合大肠杆菌菌落的特点，则说明接种操作是符合要求的；如果培养基上出现了其他菌落，则说明接种过程中，无菌操作还未达到要求，需要分析原因，再次练习。
3.是否进行了及时细致的观察与记录
培养12 h与24 h后的大肠杆菌菌落的大小会有明显不同，及时观察记录的同学会发现这一点，并能观察到其他一些细微的变化。这一步的要求主要是培养学生良好的科学态度与习惯。
P20练习
1.提示：可以从微生物生长需要哪些条件的角度来思考。例如，微生物的生长需要水、空气、适宜的温度，食品保存可以通过保持干燥、真空的条件，以及冷藏等方法来阻止微生物的生长。
2.提示：可以从这三种培养技术的原理、操作步骤等方面分别进行总结归纳。例如，这三种培养技术都需要为培养物提供充足的营养，但无土栽培技术的操作并不需要保证无菌的条件，而其他两种技术都要求严格的无菌条件。
3.提示：这是一道开放性的问题，答案并不惟一，重点在于鼓励学生积极参与，从不同的角度思考问题。例如，正是由于证明了微生物不是自发产生的，微生物学才可能发展成为一门独立的学科；巴斯德实验中用到的加热灭菌的方法导致了有效的灭菌方法的出现，而这一灭菌原理也适用于食品的保存等。
课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1．尿素只有被分解成之后，才能被植物吸收利用。选择分解尿素细菌的培养基特点：惟一氮源，按物理性质归类为培养基。
2．．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。
3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。
4．选择培养基是指。
5．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，计数公式是。利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是。另外，也是测定微生物数量的常用方法。
6．一般来说，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。
7．设置对照实验的主要目的是，提高实验结果的可信度。对照实验是。满足该条件的称为，未满足该条件的称为。
8．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。
9．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。
10．土壤有“”之称，同其他生物环境相比，土壤中微生物、。
11．土壤中的微生物约是细菌，细菌适宜在酸碱度接近潮湿土壤中生长。土壤中微生物的数量不同，分离不同微生物采用的的稀释度不同。
12．一般来说，在一定的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征。这些特征包括菌落的、、和等方面。
13．在进行多组实验过程中，应注意做好标记，其目的是。
14．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。
15．在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的将尿素分解成了。氨会使培养基的碱性，PH 。因此，我们可以通过检测培养基变化来判断该化学反应是否发生。在以为唯一氮源的培养基中加入指示剂。培养某种细菌后，如果PH升高，指示剂将变，说明该细菌能够。
P22旁栏思考题
1.想一想，如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？
答：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。
P22
两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数106的培养集中，得到以下两种统计结果：1.第一位同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为
230；2.第二位同学在该浓度下涂布了三个平板……
第一位同学只涂布了一个平板，没有设置重复组，因此结果不具有说服力。第二位同学考虑到设置重复组的问题，涂布了3个平板，但是，其中1个平板的计数结果与另2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。
P22设置对照
A同学的结果与其他同学不同，可能的解释有两种。一是由于土样不同，二是由于培养基污染或操作失误。究竟是哪个原因，可以通过实验来证明。实验方案有两种。一种方案是可以由其他同学用与A同学一样的土样进行实验，如果结果与A同学一致，则证明A无误；如果结果不同，则证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题。另一种方案是将A 同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到污染。通过这个事例可以看出，实验结果要有说服力，对照的设置是必不可少的。
P24旁栏思考题
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：好氧及兼性厌氧细菌数约为2 185万，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。
P25 结果分析与评价
1．培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出菌落
对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。牛肉膏培养基的菌落数目明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些菌落。
2．样品的稀释操作是否成功
如果得到了2个或2个以上菌落数目在30～300的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数。
3．重复组的结果是否一致
如果学生选取的是同一种土样，统计的结果应该接近。如果结果相差太远，教师需要引导学生一起分析产生差异的原因。
P26练习
2.提示：反刍动物的瘤胃中含有大量的微生物，其中也包括分解尿素的微生物。由于瘤胃中的微生物多为厌氧菌，接触空气后会死亡，因此分离其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基外，还应参照厌氧菌的培养方法进行实验设计。
课题3 分解纤维素的微生物的分离
1．纤维素是类物质，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。
2．纤维素酶是一种酶，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纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成。正是在这三种酶的协同作用下，纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养，同样，也可以为人类所利用。
3．筛选纤维素分解菌可以用法，这种方法能够通过直接对微生物进行筛选。可以与像纤维素这样的多糖物质形成，但并不和水解后的和发生这种反应。纤维素分解菌能产生分解纤维素，从而使菌落周围形成。
4．分离分解纤维素的微生物的实验流程图如下：→→梯度稀释→→。
5．为确定得到的菌是否是纤维素分解菌，还学进行的实验。纤维素酶的发酵方法有发酵和发酵。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测定。
P28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？
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？
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？
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。
P29旁栏思考题
1．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？（两种刚果红染色法的比较）
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。
2.为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？
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。
P29六、课题成果评价
1.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。
2.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。
P30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
专题知识归纳
结果分析与评价
培养基
培养基的类型
培养基的营养物质
无菌技术
避免杂菌污染的方法
实验室常用的消毒方法
实验室常用的灭菌方法
制备牛肉膏蛋白
胨固体培养基
计算
称量
溶化
灭菌
倒平板
纯化大肠杆菌
平板划线法
称释涂布法
课题延伸
微
生
物
的
培
养
与
应
用
微
生
物
的
实
验
室
培
养
土壤
中分
解尿
素的
细菌
的分
离与
计数
筛选菌株
PCR技术
实验室中筛选微生物的原理
选择培养基
统计菌落数目
稀释涂布平板法
显微镜直接计数法
设置对照
设置对照的目的
对照实验的概念
实验设计
土壤取样
样品的稀释
微生物的培养与观
察
无菌操作
做好标记
规划时间
操作提示
结果分析与评价
课题延伸
分解
纤维素与纤维素酶
纤维素酶的组成成分
纤维素酶分解纤维素的实验
纤维素分解菌的筛选
刚果红染料
筛选纤维素分解菌的依据
土壤取样
专题三植物的组织培养技术
课题1 菊花的组织培养
1．有某种生物全套的任何一个活细胞，都具有发育成的能力，即每个生物细胞都具有。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来，这是因为在条件下，通过基因的，构成不同组织和器官。
2. 植物组织培养技术的应用有：实现优良品种的；培育作物；制作种子；培育作物以及细胞产物的等。
3. 细胞分化：个体发育中细胞在上出现差异的过程。
4. 愈伤组织是通过形成的，其细胞排列，高度
呈状态的细胞。
5. 植物组织培养的过程可简单表示为：
材料：植物的种类、材料的和等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择作材料。
7. 营养：常用的培养基是培养基，其中含有的大量元素是，微量元素是，有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。
8.激素：在培养基中需要添加和等植物激素，
其、、等都影响结果。
9.环境条件：PH、、等环境条件。菊花组培所需PH为，温度为，光照条件为。
10. 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，计算用量，并加稀释。
11. 配制培养基：应加入的物质有琼脂、、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液，并用定容到毫升。在菊花组织培养中，可以不添
加，原因是菊花茎段组织培养比较容易。
12.灭菌：采取的灭菌方法是。
13．发酵操作
13.1前期准备：用消毒工作台，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。
13.2接种操作：接种过程中插入外植体时朝上，每个锥形瓶接种
个外植体。外植体接种与细菌接种相似之处是。13.3培养过程应该放在中进行，并定期进行消毒，保持适宜的和。
13.4移栽前应先打开培养瓶的，让其在培养间生长几日，然后用流水清洗根部培养基。然后将幼苗移植到等环境中生活一段时间，进行壮苗。最后进行露天栽培。
课题成果评价
（一）对接种操作中污染情况的分析
接种3～4 d后，在接种操作中被杂菌污染的培养物会表现出被污染的现象。请学生适时统计污染率，分析接种操作是否符合无菌要求。
（二）是否完成了对植物组织的脱分化和再分化
观察实验结果，看看是否培养出了愈伤组织，记录多长时间长出愈伤组织。统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成根和芽的比例和时间。
（三）是否进行了统计、对照与记录
做好统计和对照，填好结果记录表，培养严谨的科学态度。从实验的第一步开始就要求学生做好实验记录，可以让学生分组配制不同培养基，如诱导愈伤或直接分化丛芽的培养基，然后做不同配方的比较。
（四）生根苗的移栽是否合格
生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。一般使用无土栽培的办法。培养基质要提前消毒，可以向培养基质喷洒质量分数为5%的高锰酸钾，并用塑料薄膜覆盖12 h。掀开塑料薄膜后24 h才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天，等壮苗后再定植大田或进行盆栽。学生可以在课后统计自己移栽的成活率，看看移栽是否合格。
答案和提示
（一）旁栏思考题
1.你能说出各种营养物质的作用吗？同专题2中微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？
答：微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；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。与微生物的培养不同，MS培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。
2.你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？
答：教师可以安排学生分组，做不同的材料或配方，最后分别汇报成果。但每种材料
或配方至少要做一组以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。
（二）练习
1.答：植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，对培养条件的要求较高。用
于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。
2.答：外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理
状况好，容易诱导脱分化和再分化。
课题2 月季的花药培养
1.
2. 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 。
3. 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。
4. 产生花粉植物的两种途径
①
② 5. 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，其中影主要因素是：
和 等。
6. 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。
7. 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
移栽
和色。
8.在使用焙花青－铬钒溶液时，需要首先将花药用处理20min。该试剂的配制方法是将按体积比为的比例混合均匀。
9.消毒后的花蕾，要在条件下除去花萼、花瓣。剥取花药时，一是注意不要损伤花药，原因是；二是要彻底除去花丝，原因是。
10.剥取的花药要立刻接种到上。每个培养瓶接种个花药。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。在花药培养基中，用量最高的激素是；在诱导丛芽或胚状体培养基中，用量最高的激素是；在诱导生根的培养基中，用量最高的激素是。
11.培养20－30d后，花药开裂，长出或释放出胚状体。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。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。
课题成果评价
（一）选材是否恰当
选材是否成功是花药培养成功的关键。学生应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。
（二）无菌技术是否过关
如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。
（三）接种是否成功
如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体，花药培养的第一步就成功了。要适时转换培养基，以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。
答案和提示
（一）旁栏思考题
为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？
答：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。
（二）练习
1.答：F2代紫色甜玉米的基因型组成可能为Aasusu或AAsusu。如果运用常规育种方法，将F2代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为AAsusu 纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。如果利用花药培养的技术，在F1代产生的花粉中就可能有Asu的组合，再将花粉植株进行染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体（AAsusu）。这种方法可以大大缩短育种周期。
2.答：植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。两者的不同之处在于：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；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。
专题六 植物有效成分的提取 原理：细胞的全能性 概念： 基础： 条件： 植物组织培养的基本过程： 外植体 愈伤组织 胚状体
幼苗 脱分化 再分化 影响植物组织培养的因素： 外植体的选择 营养、环境等 植物激素的用法 温度、pH 、光照等 实验操作： 制备MS 培养基 外植体消毒 培养 接种 移栽 栽培 植物组织培养 菊
花
的组
织培养
月季的花药培养 被子植物花粉的发育： 花粉母细胞→减数分裂→小孢子母细胞→四分体时期→单核期→双核期→精子
产生花粉植株的两种途径： 花药中的花粉 花药中的花粉 胚状体 丛芽 丛芽愈伤组织 生根 移栽
脱分化 脱分化 分化 再分化 影响花药培养的因素： 主要因素：材料的选择与培养基的组成 重要因素：选择合适的花粉发育时期
影响因素：亲本植株的生长条件、低温处理和接
种密度等
实验操作： 材料的消毒：
材料的选取：确定花粉发育时期的方法
接种和培养：
鉴定和筛选：
课题1 植物芳香油的提取
【导学诱思】
1.植物芳香油的来源
天然香料的主要来源是和。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，工业生产中，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，其组成也，主要包括及其
思考：你能说出一些用于提取某些植物芳香油的器官吗？并分别可提取哪种芳香油？
2.植物芳香油的提取方法
植物芳香油的提取方法有、和等。具体采用那种方法要根据植物原料的特点来决定。是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是。根据蒸馏过程中的位置，可以将水蒸气蒸馏法划分为、和。其中，水中蒸馏的方法对于有些原料不适用，如柑橘和柠檬。这是因为
等问题。因此，柑橘、柠檬芳香油的制备通常使用法。
植物芳香油不仅，而且易溶于，如石油醚、酒精、乙醚和戊烷等。不适于用水蒸气蒸馏的原料，可以考虑使用法。萃取法是将
的方法。芳香油溶解于有机溶剂后，只需蒸发出有机溶剂，就可以获得纯净的了。但是，用于萃取的有机溶剂必须，，否则会影响芳香油的质量。
3、玫瑰精油的提取
玫瑰精油是制作的主要成分，能使人产生愉悦感。由于玫瑰精油化学性质，难溶于，易溶于，能随一同蒸馏，通常采用
法中的法。提取玫瑰精油的实验流
程、、、、、。
思考：在提取过程中，如何对乳浊液的处理和玫瑰液的回收？
4、橘皮精油的提取
从橘皮中提取的，主要成分为，具有很高的经济价值。橘皮精油主要储藏在部分，由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，所以一般采用法。
具体的流程是、、、、、、。
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。
课题成果评价
（一）是否提取出了植物精油
观察学生提取出的玫瑰精油或橘皮精油，从颜色、气味等方面来评价所提取的精油的纯度和质量。从玫瑰花提取的芳香油是浅黄色至黄色的液体，并带有甜韵的玫瑰香；从橘皮提取的橘皮精油无色透明，具有诱人的橘香味。本课题只是对两种精油进行了初步的提取，其中仍然含有大量的杂质。
（二）出油率的计算
根据教科书提供的公式计算出油率。如果出油率高，说明实验方案设计合理；如果出油率低，教师可以帮助学生从实验方法的选择、实验过程的操作等各方面分析原因，改进后再作尝试。
答案和提示
练习
1.答：植物芳香油一般都是由2～3种芳香油混合调配而成的，其中的基底油常取自植物的种子或果实，比如胡桃油、甜杏油。基底油与其他芳香油调配在一起，能够加强功效。
从玫瑰花中提取出的玫瑰油称为“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等化妆品。提取出的玫瑰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、平抚肌肤细纹，还具有使人放松、愉悦心情的功效。
杏仁油富含矿物质和维生素，是一种质地轻柔、高渗透性的保湿剂。
熏衣草精油取自熏衣草花，具有怡神、助睡眠、舒缓压力的作用，此外它还具有降压、止痛、促进细胞再生的功能，可以用于治疗烫伤和蚊虫叮咬、预防和改善脱发。
柠檬精油取自柠檬果皮，具有消除紧张、焦虑、振奋精神的作用，可用于治疗神经衰弱、关节炎，还具有促进血液循环、杀菌止痛、平衡油脂分泌、舒缓肌肤老化、滋养头发的功效。
茶树精油具有新鲜、强烈的药草香味，能改善毛孔阻塞，净化肌肤，抗感染，对治疗青春痘有奇效。它也能消除疲劳、缓解压力。
天竺葵精油能收敛皮肤，平衡、调理、润滑中干性皮肤和敏感性皮肤，改善橘皮样表皮，还有助于恢复精力，平缓心情。
茉莉精油能防止肌肤老化，对中干性皮肤和敏感性皮肤具有良好的保湿和滋润作用，尤其对女性的妊娠纹和内分泌有独特的改善效果。
橙花精油具有清新的水果香味，不但能使人镇静，还能防止中干性肌肤的老化现象发生，给肌肤赋予青春活力，促进皮肤再生。
2.建议：教师可以组织学生进行一次社会调查，并要求学生写出详细的调查报告。
课题2 胡萝卜素的提取
【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？
实验案例
提取胡萝卜素的主要步骤如下。
商丘市一高2010-2011学年下学期 高三生物 选修1 1.1果酒和果醋的制作 编制：秦伟 审定： 备课组长： 使用时间： 总第 期 1 1．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 2．酒厂用酵母菌酿酒时，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 3．将葡萄汁制成果酒和果醋后 （ ） A ．能量减少，有机物种类变化 B ．能量增加，有机物种类不变 C ．能量不变，有机物种类变化 D ．能量减少，有机物种类不变 4．细胞结构是原核细胞、生长繁殖过程不需氧、体内不含有氧呼吸酶的微生物是 ( ) A ．酵母菌 B ．醋酸菌 C ．乳酸菌 D ．变形虫 5．在醋酸菌利用葡萄酒生产葡萄醋的过程中，因为培养环境的改变，醋酸菌也可能出现变异现象，这种变异来源是 ( ) A ．染色体变异 B ．基因突变 C ．基因重组 D ．等位基因分离 6．(多选)若在制作葡萄酒时，在发酵液中同时生成了葡萄醋，可能的原因是 ( ) A ．密封不严，有氧气进入 B ．有空气中的醋酸菌进入 C ．发酵罐消毒不彻底 D ．发酵液灭菌不彻底 7．(多选)制作葡萄酒的过程中，涉及的操作过程有 ( ) A ．发酵装置的消毒 B ．接种菌种 C ．通人氧气量和酸碱度的控制 D ．发酵过程高温加热 8．下列关于果酒和果醋制作的叙述，错误的是 ( ) A ．制作果酒时瓶口需密闭，而制作果醋时中断通氧可能会引起醋酸菌死亡 B ．温度对酵母菌酒精发酵的影响很大，而对醋酸菌的发酵影响不大 C ．在变酸的果酒的表面观察到的菌膜可能是醋酸菌在液面大量繁殖形成的 D ．制作果酒和果醋时都应用70%的酒精对发酵瓶消毒并注意无菌操作 9．利用微生物发酵制作果酒，该过程利用的微生物是___________，其代谢类型是 ____________，与生产实际相关的反应式是_______________ ， 在不灭菌的情况下，如何使酵母菌成为优势菌种?____ ________________________ _____________________________ ___________。 10．酵母菌是自然界中常见的一类真菌． (1)从细胞核的结构看，酵母菌属于_______________________ 生物． (2)酵母菌常进行___________________生殖，在基因工程中，也常用酵母菌作为转入基因的受体细胞，是因为___________________________________________________。 (3)用染料使染色体着色，发现一酵母菌细胞核中有17条染色体，该酵母菌是______倍 体．在自然环境中，酵母菌属于生态系统中的___ ___成分． (4)酵母菌体内遗传物质主要在 上，而醋酸菌的遗传物质主要在________上． 11．下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题： (1)完成图1中的实验流程。 (2)冲洗的主要目的是_________，冲洗应特别注意不能____________，以防止菌种的流失。 (3)图2装置中的充气口在________时关闭，在_______时连接充气泵，并连续不断地向内________________________________________________________________________。 (4)排气口在酒精发酵时排出的气体是由_______产生的______，在醋酸发酵时排出的是________________________________________________________________________。 (5)写出与(4)题有关的反应方程式： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (6)若在果汁中就含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明原因_______________________________________________________________________________________________________________。 (7)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制在________。醋酸发酵时温度一般应控制在________。 1.1答案 1—8 DBACB ABCD ABC B 9、酵母菌 异养兼性厌氧型 C 6H 12O 6 2C 2H 5OH+2CO 2+能量 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 10、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 11、(1)醋酸发酵 (2)洗去浮尘 反复冲洗 (3)酒精发酵 醋酸发酵 泵入空气(氧) (4)酵母菌 CO 2 ( 含氧量少的)空气、CO 2 (5)C 6H 12O 6―→2C 2H 5OH ＋2CO 2 C 6H 12O 6＋2O 2―→2CH 3COOH ＋2CO 2＋2H 2O ， C 2H 5OH ＋O 2―→CH 3COOH ＋H 2O (6)不能。因为酒精发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，且醋酸菌发酵条件是氧气充足 (7)18 ～25 ℃ 30 ～35 ℃ 作 业 班级： 学号 ： 姓名： 高三生物 酶
胚胎工程应用及前景——胚胎移植导学案 教学目标： （一）知识与技能：理解胚胎移植的概念、生理学基础 掌握胚胎移植的基本程序 举例说明胚胎移植的意义 （二）过程与方法：运用所学知识解释有关胚胎工程的生物学现象 （三）情感态度与价值观：认同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用 关注胚胎工程的研究进展和应用价值 教学重点： 1、胚胎移植的概念及生理学基础 2、胚胎移植基本程序 3、胚胎移植的意义及应用 教学难点：胚胎移植的生理学基础、基本程序 基本知识网络： 一、概念：是指将雌性动物的，或者通过及其他方式得到的胚胎，移植到的、相同的其他动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。 供体：受体：处理： 实质：；地位： 二、胚胎移植生理基础 探究一： ●准备移植的小牛胚胎移植到任何一头母牛的子宫内都能发育吗？ ●动物体内的早期胚胎容易取出来吗？ ●供体与受体之间进行胚胎移植会不会发生免疫排斥反应？ 三、胚胎移植过程 探究二：阅读教材77页，讨论回答 1、供受体母牛的选择和处理： 供体：受体： 处理：具体做法： （2）超数排卵处理 方法： 具体做法： （3）配种或人工受精 精子来源： 受精方式： （4）胚胎的收集 时间： 冲卵： （5）胚胎检查 检查胚胎的发育状况，处于或 （6）胚胎的保存或移植 胚胎去向：或 储存温度：摄氏度的中保存 （7）胚胎的移植 方法一： 具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。方法二： 将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。（8）对受体母牛进行的检查 （9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛 犊牛性状： 胚胎移植成功的标志： 四、胚胎移植的应用与意义 探究三：讨论教科书75页，图3—17，阐述胚胎移植的意义 1、 2、 3、 4、
专题5课题3 血红蛋白的提取和分离 一、基础知识 （一）凝胶色谱法 1、凝胶色谱法也称做，是根据分离蛋白质的有效方法。 2、凝胶实际上是一些微小的球体，这些小球体大多数是由构成的，如葡聚糖或琼脂糖。 3、在小球体内部有许多贯穿的通道，相对分子质量不同的蛋白质分子通过凝胶时速度不同，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。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。 （二）缓冲溶液 1、缓冲溶液的作用是。 2、缓冲溶液通常由溶解于水中配制而成的。 3、生物体内进行的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的，为了 ，必须保持体外的pH与体内的。 （三）电泳 1、电泳是指。 2、许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH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所带电荷的电极移动。电泳利用了待分离样品中各分子的差异以及分子本身的、的不同，使带电分子产生不同的，从而实现样品中各种分子的分离。 3、两种常用的电泳方法是和，在凝胶中加入SDS，电泳速率完全取决于 ，因此，在测定蛋白质分子量时通常使用。 二、实验操作 蛋白质的提取和分离一般分为四步：、、和。（一）样品处理 1、红细胞的洗涤：洗涤红细胞的目的是，采集的血样要及时分离红细胞，分离时采用离心（500r/min），然后用胶头吸管吸出上层透明的，将下层暗红色的 倒入烧杯，再加入（质量分数为），缓慢搅拌 min，离心，如此重复洗涤三次，直至，表明红细胞已洗涤干净。 2、血红蛋白的释放：在和作用下，红细胞破裂释放出血红蛋白。 3、分离血红蛋白溶液：将搅拌好的混合溶液离心（2000r/min）后，试管中的溶液分为4层。第一层为无色透明的，第2层为白色薄层固体，是，第3层是红色透明液体，这是 ，第4层是的暗红色沉淀物。将试管中的液体用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出下层的。 （二）粗分离：透析 取1mL的血红蛋白溶液装入中，将透析袋放入盛有300mL的物质的量的浓度为20mmol/L的
1.3 基因工程的应用 学习目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。(重难点) 2.关注基因工程的进展。(重点) 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。(重点) |基础知识| 植物基因工程的成果 1.植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 (1)抗虫转基因植物 ①杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。 ②成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。 (2)抗病转基因植物 ①植物的病原微生物：病毒、真菌和细菌等。 ②抗病基因种类：a.抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因。 b.抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因。 ③成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。 (3)抗逆转基因植物 ①抗逆基因：调节细胞渗透压基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。 ②成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。 (4)利用转基因改良植物品质 ①优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。 ②成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。 2.动物基因工程的成果
(1)提高动物的生长速度 ①生长基因：外源生长激素基因。 ②成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。 (2)改善畜产品的品质 ①优良基因：肠乳糖酶基因。 ②成果：转基因牛产生的牛奶，乳糖含量少。 (3)用转基因动物生产药物 ①基因来源：药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子。 ②成果：乳腺生物反应器。 (4)用转基因动物作器官移植的供体 ①器官供体：抑制或除去抗原决定基因。 ②成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。 3.基因工程药物 (1)来源：转基因工程菌。 (2)成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 4.基因治疗 (1)概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 (2)成果：将腺苷酸脱氧酶基因导入患者的淋巴细胞。 |自查自纠| 1.科学家利用转基因技术培育了抗玉米螟玉米，种植该玉米的农田就不需要进行防虫管理了。(×) 2.利用转基因改良植物品质，目的基因一定是控制该性状的基因。(×) 3.基因工程育种比传统育种所需的时间短，并且可以解决远缘亲本难以杂交的问题。(√) 4.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，能获得产生人干扰素的菌株。(√) 5.通过基因工程生产干扰素与传统的生产方法相比较，患者的治疗费用大大提高了。(×)
最新人教版高中生物选修一导学案（全册）专题1 传统发酵技术的应用课题1 果酒和果醋 的制作 【学习目标】 1.说明果酒和果醋制作的原理 2.设计制作果酒和果醋的装置 【重点难点】 重点：说明果酒和果醋的制作原理，设计制作装置，制作出果酒果醋。 难点：制作过程中发酵条件的控制。 【预习案】 任务一、果酒制作的原理 1．菌种是，属于生物，新陈代谢类型，有氧时，进行，大量繁殖，反应式为；无氧时，能进行，反应式为。 2．酵母菌繁殖的最适温度℃左右，且为有氧条件； 酒精发酵一般控制在℃，缺氧酸性条件。（原因：） 3．自然发酵过程中，起作用的主要是附着于上的野生型酵母菌。也可以在果汁中加入人工培养的酵母菌。 4.葡萄酒呈深红色的原因： 任务二、果醋制作的原理 1．菌种是，属于生物，新陈代谢类型为。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分解成，当缺少糖源时，醋酸菌将变为，再将乙醛变为，反应简式为。 3．醋酸菌的最适合生长温度为℃。 任务三、实验设计 流程图 葡萄发酵发酵 任务四、操作提示 （一）材料的选择与处理
选择______的葡萄，榨汁前先将葡萄进行_______，然后再除去_______。 （二）防止发酵液被污染 1.榨汁机要清洗_______，并_______。 2.发酵瓶要清洗_________，用体积分数________的酒精消毒。 3.装入葡萄汁后，_________充气口。 （三）控制好发酵条件 1.葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约______的空间。 2.制作葡萄酒过程中，将温度严格控制在_________℃，时间控制在_________d左 右，可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测。 3.制作葡萄醋的过程中，将温度严格控制在__________℃，时间控制在_______d 左右，并注意适时通过充气口_______。 任务五、课题延伸 果汁发酵后是否有酒精产生，可以用____________来检验。在________条件下， 重铬酸钾与酒精反应呈现____________。 检测时，先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量的浓度为3mol/L的 _______3滴，振荡混匀，最后滴加常温下______________________3滴。 【探究案】 探究点一 你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？ 探究点二 你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？ 探究点三 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 ℃？
选修1基础知识点背诵 《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） 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 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。
新课标高中生物选修三全套导学案 1、简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用 2、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新 DNA重组技术所需的三种基本工具的作用；基因工程载体需要具备的条件 1、基因工程的原理：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外类型和生物产品。由于基因工程是在水平上进行设计和施工的，因此又叫做。 2、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 切割DNA的工具是，又称 这类酶在生物体内能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。 由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。 DNA分子经限制酶切割产生的DNA的片段，末端通常有两种形式，即和 例1、下列关于限制酶的说法正确的是 A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少 B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端
D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键 3、DNA连接酶——“分子缝合针” 根据DNA连接酶的来源不同，可以将它分为两类： 一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为E?coliDNA连接酶。E?coliDNA连接酶只能将连接起来，不能将双链DNA的片段平末端之间进行另一类是从分离出来的，称为T4DNA连接酶。T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA的片段互补的，又可以“缝合”双链DNA的片段 例2、下图为DNA分子的切割和连接过程。 (1)EcoRI是一种与。 (2)不同来源DNA的片段结合，在这里需要的酶应是连接酶，此酶的作用是在与之间形成键，而起“缝合”作用的。还有一种连接平末端的连接酶是。 4、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 基因操作过程中使用载体两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。 现在通常使用的载体是，它是一种相对分子质量较小、独立于拟核DNA之外的环状DNA，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。 质粒通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以复制，也可整合细菌拟核DNA中，随着拟核DNA的复制
专题1 传统发酵技术的应用 课题1：果酒和果醋的制作 学习目标： 1、说明果酒和果醋制作的原理。 2、设计制作果酒和果醋的装置。 3、尝试果酒和果醋的制作。 4、果酒和果醋制作中发酵需要的条件。 学习重难点： 1、说明果酒果醋制作的原理 2、果酒和果醋制作中发酵需要的条件 自主学习： 一、果酒制作的原理 1、酵母菌的生物学特征 ⑴属于生物。 ⑵新陈代谢类型：异氧兼性厌氧型。 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，。反应式为：。在无氧条件下，酵母菌能进行，反应式为：。 ⑶繁殖方式：酵母菌可以通过出芽进行无性生殖，也可以通过形成孢子进行有性生殖。但多以出芽方式进行无性生殖。无性生殖即在环境条件适合时，从母细胞上长出一个芽，逐渐长到成熟大小后与母体分离。在营养状况不好时，一些可进行有性生殖的酵母菌会形成孢子（一般是四个），进入休眠状态，在条件适合时再萌发。 2、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。 3、果酒制作时需控制温度在。 4、红色葡萄果酒的颜色成因：在发酵过程中，随着的提高，红葡萄皮的进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。 一、果醋制作的原理 1、醋酸菌的生物学特性 ⑴属于生物。 ⑵新陈代谢类型：异氧需氧型。 有氧呼吸的场所：细胞膜。好氧细菌与呼吸作用有关的酶主要分布在细胞膜上。 ⑶繁殖方式：二分裂 细菌没有核膜，只有一个大型的环状DNA分子，细菌细胞分裂时，DNA分子附着在细胞膜上并复制为二，然后随着细胞膜的延长，复制而成的两个DNA分子彼此分开；同时，细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，形成隔膜，将细胞质分成两半，形成两个子细胞，这个过程就被称为细菌的二分裂。 2、果醋制作的原理 ⑴当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成。 ⑵当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为，再变为。 反应式为：。 3、果醋制作时需控制的条件 ⑴环境条件：充足。⑵温度：醋酸菌生长的最适温度为。 4、在变酸的酒的表面观察到的菌膜是在液面大量繁殖而形成的。溶液内部能形成菌膜吗？ 三、果酒和果醋的制作过程 挑选葡萄→冲洗→________→______________→______________ ↓↓ 果酒果醋 四、发酵装置的设计 果酒和果醋的发酵装置示意图 1、设计思路 ⑴因为果酒制作初期需要氧，果醋整个制作过程都需氧，所以需要带开关的充气口，以调控对气体的需求。
高三生物选修1 专题2 微生物的培养与应用导学案 （一）微生物的实验室培养 1. 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。按物理性质可分为＿＿＿＿培养基和＿＿＿＿培养基。 （2）营养构成：各种培养基一般都含有＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。从细胞的化学元素组成来看，培养基中都含有这些营养成分的原因是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （3）在上述主要营养物质的基础上，还要满足微生物生长对＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿以及＿＿＿＿的要求，例如：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。 2. 无菌技术 （1）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。 （2）消毒和灭菌 ①消毒是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（不包括芽孢和孢子）。日常生活中常用的方法有＿＿＿＿＿＿＿＿；不耐高温的液体用＿＿＿＿＿＿；人们也常使用（如酒精、氯气、石炭酸、煤酚皂溶液等）消毒、＿＿＿＿消毒。 ②灭菌是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（包括芽孢和孢子）。常用的方法有：＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿。 ③无菌技术除了防止培养物被污染外，还能＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ④利用干热灭菌箱对玻璃器皿灭菌时物品不能摆得太挤，避免＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ⑤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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 3.实验操作 （1）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 ①基本操作步骤：＿＿＿→＿＿＿＿→＿＿＿＿→调pH→＿＿＿＿→＿＿＿＿＿＿＿。 ②相关问题：a.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，原因是防止＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ b.溶化操作中需要不断用玻璃棒搅拌的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ c.牛肉膏和蛋白胨主要为微生物提供的营养物质有：＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
血红蛋白的提取和分离学案 [导学诱思] 1．凝胶色谱法 凝胶色谱法也称做，是根据分离蛋白质的有效方法。凝胶实际上是一些由构成的多孔球体，在小球体内部有许多贯穿的通道，相对分子质量不同的蛋白质分子通过凝胶时速度不同，相对分子质量较小的蛋白质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。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。 2．缓冲溶液 缓冲溶液的作用是。缓冲溶液通常由溶解于水中配制而成的。生物体内进行的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的，例如：血浆的pH是，要在实验条件下准确模拟生物体内的过程，必须保持体外的pH与体内的基本一致。 3．电泳 电泳是指。许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH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所带电荷的电极移动。电泳利用了待分离样品中各分子以及分子本身的、的不同，使带电分子产生不同的，从而实现样品中各种分子的分离。 两种常用的电泳方法是和，在测定蛋白质分子量时通常使用。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于以及等因素。 4．蛋白质的提取和分离 蛋白质的提取和分离一般分为四步：、、和。5．样品处理 血液由和组成，其中红细胞最多。红细胞具有 的特点。红细胞中有一种非常重要的蛋白质，其作用是 ，血红蛋白有个肽链组成，包括，其中每条肽
链环绕一个，磁基团可携带。血红蛋白因含有呈现红色。 红细胞的洗涤洗涤红细胞的目的是，采集的血样要及时采用分离红细胞，然后用胶头吸管吸出上层透明的，将下层暗红色的倒入烧杯，再加入，缓慢搅拌，低速短时间离心，如此重复洗涤三次，直至，表明红细胞已洗涤干净。 血红蛋白的释放在和作用下，红细胞破裂释放出血红蛋白。 分离血红蛋白溶液将搅拌好的混合溶液离心后，试管中的溶液分为4层。第一层为无色透明的，第2层为白色薄层固体，是，第3层是红色透明液体，这是，第4层是其他杂质的暗红色沉淀物。将试管中的液体用滤纸过滤，除去之溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出下层的红色透明液体。 透析取1mL的血红蛋白溶液装入中，将透析袋放入盛有300mL的物质的量的浓度为20mmol/L的中，透析12h。透析可以去除样品中的杂质，或用于更换样品的。 6．凝胶色谱操作 第一步要制作，第二步要，因为，所以装柱前需要根据色谱柱的内体积计算所需要的凝胶量。在装填凝胶柱时，不得有存在。因为气泡会，降低分离效果。第三步是。 [疑难点拨] 1．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
3.3胚胎工程的应用及前景 目标导航 1.结合牛胚胎移植示意图，说出胚胎移植的生理基础，以及具体操作程序。2.根据胚胎发育各个阶段的特点，简述进行胚胎分割的注意事项及其实际意义。3.依据胚胎干细胞的分离途径，说出胚胎干细胞的分类、功能和用途。 一、胚胎移植(阅读P74－78) 1．胚胎工程技术 胚胎工程技术目前在生产中应用较多的是家畜的胚胎移植、胚胎分割和体外生产胚胎技术。2．胚胎移植 (1)概念 ①对象：雌性动物体内的早期胚胎或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎。 ②移植条件：同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内。 ③供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。 ④受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。 ⑤地位：是胚胎工程的最后一道“工序”。 (2)胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量。 (3)胚胎移植成功的保障(生理学基础)
二、胚胎分割(阅读P78－79) 1．概念：指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 2．主要仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。 3．繁殖方式：无性生殖。 4．特点：后代遗传性状相同。 5．操作程序 (1)选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。 (2)用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将祼半胚移植入受体。分割囊胚阶段的胚胎时要注意将内细胞团均等分割。此时还可用分割针分割滋养层，做胚胎DNA分析性别鉴定。 三、胚胎干细胞(简称ES或EK细胞)(阅读P80－83) 1．来源：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。 2．特点 (1)在形态上表现为：体积小、细胞核大、核仁明显。 (2)在功能上：具有发育的全能性。 (3)在体外培养的条件下，可以只增殖，而不分化。可以对它进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。 3．应用前景 ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。
选修一：专题二：课题1微生物的实验室培养学案 【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。
专题1 1?1 DNA重组技术的基本工具 一、学习目标及重难点 1、简述DNA重组技术所需的三种基本工具。 2、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 学习重点：DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 学习难点：基因工程载体需要具备的条件。 二、学习过程 1、基因工程的概念 回答：什么是基因工程？ 2、科技探索之路（基因工程是如何发展起來的？阅读课本P2—3页） 思考并回答： （1）基因工程是在哪些学科的基础上发展起来的？ （2）哪些基础理论的突破催生了基因工程？ （3）哪些技术发明促进了基因工程的实施？ （4）你觉得，基因工程的诞生和发展能否离不开理论研究和技术创新？ 3、限制性核酸内切酶一一“分子手术刀” 思考并冋答： （1）从噬菌体侵染细菌的实验来看，细菌等单细胞原核生物容易受到自然界外源DNA 的入侵，那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭，有什么保护机制？由此可知，限制酶可以从哪些生物中分离出来？ （2）限制酶是如何切割DNA分子的？ （3）参考课本P4图1—2,指出限制酶能破坏那个磷酸二酯键。 （4）以EcoRI为例，画出限制酶切割后形成的末端。 4、D NA连接酶一一“分子缝合针” 思考并冋答： （1）DNA连接酶是怎么分类的？ （2）DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事儿吗？有哪些区别？ （3）E?coliDNA连接酶和T4DNA连接酶作用效果一样大吗？为什么？ 5、基因进入受体细胞的载体一一“分子运输车” 思考并回答： （1）载体的作用是什么？为什么需要载体？把单独的DNA片段导入受体细胞不行吗？ （2）我们选用从霍乱弧菌中分离出来的质粒做载体，可以吗？为什么？ （3）我们能不能用肉眼直接观察到载体进入受体细胞？那如何鉴定呢？ （4）如果载体上没有限制酶切割位点，能否把目的基因运输进入受体细胞？ 6、活动：模拟操作重组DNA分子 （分组进行；完成后小组Z间进行交流） 四、当堂检测专题一1?2基因工程的基本操作程序
5.1 生态工程的基本原理 【学习目标】站得高——明确学习目标。 1.简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。 2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。 【重点和难点】 重点：生态工程的基本原理。 难点：生态工程的系统学和工程学原理。 【学法提示】 结合课本给出的案例，通过案例理解原理，通过原理分析讨论案例。生态系统的基本原理包括生态学、系统学和工程学的原理,生态学原理可结合必修模块《生态系统及其稳定性》中的内容来学习，而系统学和工程学原理应计算机网络结构示意图，重在理解“结构决定功能”，“总体功能大于部分之和”。 【课前预习】起步稳——知识源于生活。 1.生态工程建设目的就是遵循自然界①的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止②，达到③和④的同步发展。生态工程特点是少消耗、多效益、⑤。 2.生态经济主要是通过实行“ ①”的原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的②，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一是③。 3.生态工程所遵循的原理主要有①原理、②原理、 ③原理、④原理、⑤原理等。 4.物种循环再生原理：物质能够在各类生态系统中，进行①和②，循环往复，③利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果；物种多样性原理：物种繁多复杂的生态系统具有较高的④；协调与平衡原理：协调就是生物要与⑤相适应，平衡就是生物的数量不能超过⑥（又称环境容纳量）的限度；整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，还要考虑到⑦等系统的影响力，只有应用整体性原理，才能统一协调⑧、⑨、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定；系统学和工程学原理：通过改善
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．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 。 生活状态：进行发酵，产生大量。 （2）果酒制作条件 传统发酵技术所使用的酵母菌的来源是。 酵母菌生长的最适温度是； PH呈； （3）红色葡萄酒呈现颜色的原因是：酒精发酵过程中，随着的提高，红色葡萄皮的进入发酵液，使葡萄酒呈色。 （4）在、的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其它微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。 2．果醋的制作原理 （1）果醋发酵菌种是，新陈代谢类型。 （2）当氧气和糖源充足时醋酸菌将糖分解成，当糖源不足时醋酸菌将变为再变成醋酸，其反应式。 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。 4．酒精的检验 （1）检验试剂：。 （2）反应条件及现象：在条件下，反应呈现。 5.制作果酒、果醋的实验流程 挑选葡萄→→→→ ↓↓ 果酒果醋 P4旁栏思考题 1．你认为应该先洗葡萄还是先除去枝梗，为什么？ 应该先冲洗葡萄，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？ 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．制作葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～250C？制作葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～350C？
2009年高考生物选修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 【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。［来源：学嘶
b5E2RGbCAP 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。plEanqFDPw 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。DXDiTa9E3d 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。RTCrpUDGiT 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。5PCzVD7HxA 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。jLBHrnAILg 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。XHAQX74J0X 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。LDAYtRyKfE 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。Zzz6ZB2Ltk 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。dvzfvkwMI1 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。rqyn14ZNXI 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。EmxvxOtOco 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