资源简介

(共4张PPT)
植物芳香油三种提取方法的比较
提取方法
实验原理
方法步骤
适用范围
水蒸气蒸馏法
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、柠檬等易焦糊原料中芳香油的提取
有机溶剂萃取法
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剂中
专题
知识络构建
专题归纨提升MMM
W目(共7张PPT)
影响植物组织培养的因素
细胞全能性大小与细胞种类的关系
脱分化、再分化与植物生长过程的比较
过程名称
过程
形成体特点
条件
脱分化
由外植体成为愈伤组织
排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团
①离体
②提供营
养物质(有机物、无机物)
③提供激素
④提供其他适宜条件　
再分化
由愈伤组织成为幼苗或胚状体结构
有根、芽或有生根发芽的能力
营养生
长、生殖
生长
发育成完整的
植物体
由根、茎、叶、花、果
实、种子
组成
栽培
专题
专题
知识络构建
专题
专题归纨提升MMM
W目第三节
加酶洗衣粉的洗涤条件
一、加酶洗涤剂的优点及酶的种类
1．优点
高性能、低成本、少能耗，利环保。
2．酶的种类
(1)碱性蛋白酶：温度范围是35～50_℃，pH范围9～11，原理是分解蛋白质成为肽和氨基酸。
(2)纤维素酶：温度范围是50～60_℃，pH范围7～11，主要作用于纤维织物上的微纤维。
(3)淀粉酶：温度范围是40～60_℃，pH范围8～10，可将淀粉水解成小分子物质。
能用含碱性蛋白酶的洗衣粉洗真丝衣物吗？
【提示】　不能。真丝衣物主要成分是蛋白质，蛋白酶对其有水解作用。
二、酶的特点和影响酶催化效率的因素
1．酶的特性
酶具有专一性、高效性，酶的活性受温度、pH等因素的影响。
2．影响酶催化效率的因素
(1)酶的种类和数量。
(2)温度。
(3)pH。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、加酶洗衣粉的种类及影响洗涤效果的因素
1．种类
名称
所加酶的种类
洗涤效果
单一加酶洗衣粉
只加一种酶
对某种污渍效果好
复合加酶洗衣粉
加入多种酶
对各种污渍效果都好
2.影响洗涤效果的因素
酶制剂的种类，污物的类型，水温、水量、水质，衣物的质料、大小，洗衣粉的用量，浸泡、洗涤时间等。
3．使用时的注意事项
(1)温度对酶制剂影响较大，温度低酶的活性受到抑制，不能充分发挥作用；温度高酶变性失活，温度以40
℃～70
℃为好。
(2)酶制剂有极强的选择性，应根据不同的污垢选用不同的酶。
(3)加酶洗衣粉不宜长期储存，一般储存期为半年，超过一年酶的活性显著下降。
(4)酶在强酸、强碱中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉不能与强酸、强碱同用。
(5)蛋白酶、淀粉酶的粉尘有害健康，应将其溶解后使用。增白洗衣粉加入了增白剂，对白色、浅色织物有增白作用，增白剂不会破坏织物上的染料色素，但对黄斑或其他污渍色素没有去除作用，有时反而会使有色污渍更明显。
二、探究加酶洗衣粉使用时的最适温度的实验设计
1．实验变量
温度，其他条件相同且适宜。
2．实验原理
温度影响酶的活性，从而影响加酶洗衣粉的洗涤效果。
3．洗涤效果的判断
比较洗涤后污染物的残留情况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。
4．材料器具
加酶洗衣粉、鸡血、新的白色棉布、蒸馏水、烧杯、滴管、温度计、恒温水浴锅、玻璃棒、量筒、直尺、天平等。
5．实验准备
(1)制取带有污染物的实验用布：将等量的鸡血滴到7块大小相同、质地相同的新布上。
(2)称取加酶洗衣粉：用天平准确地称取等量的同种加酶洗衣粉。
6．实验步骤
(1)配制系列温度梯度水溶液
取大烧杯7只，用量筒量取500
mL的蒸馏水放入其中。然后将7只烧杯分别放入25
℃、30
℃、35
℃、40
℃、45
℃、50
℃、55
℃的恒温水浴锅中。
(2)将制好的带有污染物的实验用布和称好的洗衣粉分别放入7只烧杯中。
(3)用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。
(4)经过相同的时间后观察洗涤效果。
①当测出40
℃时洗涤效果最好时，可设置更小的梯度进行实验，直至测出具体的最适温度。
②不同种类的加酶洗衣粉的最适温度不同。
③当用滴管控制污染物的量相同后，需待污染物干燥后再进行实验。
影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素
　某实验小组用实验探究影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素。实验情况如下表：
(1)该实验探究了影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有________和________。
(2)分析实验可知酶A是________________，酶B是__________________。
(3)若要提高洗衣粉的去污能力，方法有__________和__________________。
【审题导析】
【精讲精析】　实验中的自变量为温度和酶的种类，因此实验探究的影响因素是温度和酶的种类。若要提高去污能力应使用温水和加多种酶的洗衣粉。根据实验数据可以看出酶A对蛋白质有作用，酶B对脂肪有作用。
【答案】　(1)温度　酶的种类
(2)蛋白酶　脂肪酶
(3)使用温水　使用复合加酶洗衣粉
影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素
(1)影响酶活力的因素：温度、pH等。
(2)酶的种类及数量。
(3)浸泡的时间。
1．下图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行的研究结果。下列有关叙述，不正确的是(　　)
A．本研究的自变量有温度和洗衣粉是否加酶
B．本研究的因变量可能是污渍残留量
C．两类洗衣粉的最佳使用温度都为t1
D．温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活
【解析】　本题考查探讨加酶洗衣粉的洗涤效果。根据实验目的而人为改变的变量是自变量，随着自变量的变化而变化的变量是因变量。加入的洗衣粉不同，温度不同，都会造成洗涤效果的差异，故A正确。可用污渍的残留量来表示洗涤效果，故B正确。若纵坐标表示污渍残留量，则加酶洗衣粉的最适温度为t1，普通洗衣粉的最佳使用温度为t2，故C错误。温度过高，酶的活性降低甚至失活，故D正确。
【答案】　C
有关加酶洗衣粉的实验设计分析
　某同学为探讨加酶洗衣粉的洗涤效果，按下表的步骤进行操作：
步骤
烧杯(1
000
mL)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1.注入自来水
500
mL
500
mL
500
mL
500
mL
2.放入含相同油渍、相同大小的白布
一件
一件
一件
一件
3.控制不同水温
10
℃水浴10
min
30
℃水浴10
min
50
℃水浴10
min
70
℃水浴10
min
4.加入等量加酶洗衣粉
0.5
g
0.5
g
0.5
g
0.5
g
5.用玻璃棒搅拌
5
min
5
min
5
min
5
min
6.观察现象
(1)步骤3和步骤4顺序能否调换？说明理由。
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号试管加入的洗衣粉、衣服上的油渍及保温时间、搅拌速度和时间均相等，这是为了________________，以便得出科学的结论。
(3)综合本题所研究的问题，你认为下列几项中哪些是使用加酶洗衣粉清洗衣物时应该注意的事项(　　)
A．用温水来溶化加酶洗衣粉
B．用来溶化加酶洗衣粉的清水的pH越接近中性效果越好
C．最好先把衣物放在含有加酶洗衣粉的水中浸泡片刻
D．加酶洗衣粉一般只适宜用于清洗化纤衣物
【审题导析】
【精讲精析】　(1)步骤3与4不能调换，因为调换后酶会提前分解油渍，使实验不准确。
(2)在实验中应保持无关变量不变化，以保证单一变量。
(3)使用加酶洗衣粉时应注意温度、pH要适宜，浸泡片刻是为了让酶将污渍分解。可用加酶洗衣粉洗涤的衣物包括化纤、棉纤维衣物等。
【答案】　(1)不能。因为调换后会使酶在保温前就分解油渍影响实验结果。
(2)保证单一变量
(3)ABC
在进行酶的有关实验时，应注意实验顺序。实验顺序不同直接影响实验结果。如加酶若在保温处理前进行，结果不准确；在做pH影响酶的实验时也应先调节pH，再加酶。
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，看哪一个温度中去污的效果最好
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】　该实验的自变量为温度，在对照实验中，除了要观察的变量之外，其他变量都应保持相同，则A正确，B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错误。37
℃的水中，加酶洗衣粉比普通洗衣粉洗涤效果好，不能得出加酶洗衣粉的最适温度，则D错误。
【答案】　A
1．对各种污渍要考虑其不同情况选用不同的加酶洗衣粉，主要原因是(　　)
A．酶具有多样性　
B．酶具有高效性
C．酶具有专一性
D．酶易受环境影响
【解析】　各种污渍的成分不同，因此要选用不同的加酶洗衣粉，主要是由于酶具有专一性。
【答案】　C
2．有工厂利用酶将废弃动、植物油脂与甲醇等反应生产生物柴油，最适用于该过程的酶是(　　)
A．胆碱酯酶
B．固醇酯酶
C．脂肪酶
D．磷脂酶
【解析】　由题意可知，利用的是废弃的动、植物油脂(主要成分为脂肪)，因此应使用相应的酶——脂肪酶。
【答案】　C
3．某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间的对照表，请依据表中数据作答。
水温/
℃
冷水
20
30
40
50
60
70
80
植物油
48
39
30
20
12
11
17
20
蓝墨水
93
86
80
72
68
67
81
105
奶渍
48
43
28
12
6
4
12
17
(1)要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适宜温度范围是___________。
(2)在适宜温度范围内，加酶洗衣粉对衣物上的________的洗涤效果最佳，对__________的洗涤效果最差，其原因是______________________________。
(3)羊毛、蚕丝等织物________(填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤，因为
______________________________________________________________。
【解析】考查图表分析能力，由表中数据可知，加酶洗衣粉在50～60
℃条件下洗涤效果最好；加酶洗衣粉对奶渍有较强的去污力，说明加酶洗衣粉中有蛋白酶，而羊毛和蚕丝的主要成分是蛋白质，如果使用加酶洗衣粉洗涤，会对衣物造成破坏。
【答案】　(1)50～60
℃
(2)奶渍　蓝墨水　奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，加酶洗衣粉含有蛋白酶和脂肪酶，能使蛋白质和脂肪等有机物水解，而很难使蓝墨水的成分水解
(3)不能　羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质水解，从而使织物受到破坏第二节
DNA片段的扩增——PCR技术
一、DNA在细胞内的复制
1．所需的酶：解旋酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶等。
2．引物：一段RNA。
3．原料：四种脱氧核苷酸。
4．原则：碱基互补配对原则。
二、PCR技术的过程
1．把PCR缓冲液、DNA模板、一对引物、四种脱氧核苷酸、DNA聚合酶、Mg2＋等成分加入到微量离心管中。
2．把离心管置于95℃的高温中，使DNA碱基对之间的氢键断裂，DNA双链拆开成为两条单链。
3．将离心管置于55℃的环境中，使一对引物分别结合到两条分开的模板链上。
4．再将离心管转置于72℃的环境中，在DNA聚合酶的催化下，游离的脱氧核苷酸从引物的一端进行顺次连接，从而形成两条新的子链。这样高温变性、低温复性和中温延伸三个步骤便构成了PCR过程的一个循环。
三、实验操作
1．准备
(1)为了避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的离心管、吸头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌。
(2)如果没有PCR仪，可以设置3个恒温水浴锅，温度分别为95℃、55℃和72℃，然后按要求在3个水浴锅中来回转移PCR的微量离心管即可。
2．扩增
3．检测
利用DNA在260nm的紫外线波段的吸收值曲线来测定相应含量。即：DNA的浓度(μg/mL)＝×稀释倍数。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、DNA复制(体内)与PCR技术(体外)
体内复制
PCR反应
不同点
解旋
在解旋酶作用下，细胞提供能量，部分解开
加热至95
℃左右，双链全部解开，不需解旋酶
引物
一小段RNA
单链DNA分子片段
合成子链
在引物基础上，一条链连续合成，另一条链不连续合成
分别从两条链的引物端开始，都是连续合成，控制温度72
℃
特点
边解旋边复制，半保留复制
体外迅速扩增
TaqDNA聚合酶
不需要
需要
循环次数
受生物体自身控制
30多次
温度
体内温和条件
高温(可变)
相同点
①需提供DNA复制的模板②四种脱氧核苷酸为原料③都需要一定的缓冲溶液④子链延伸的方向都是从5′端到3′端
①解旋酶的作用是使DNA两条链的氢键断开，而DNA聚合酶与DNA连接酶都是催化形成磷酸二酯键。
②DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已有的单链片段的3′端上，需要模板，而DNA连接酶连接的是两条DNA片段的缺口，不需要模板。
二、PCR技术的实验操作程序
1．PCR扩增前的准备
移液
准备三个水浴锅
↓
2．PCR扩增循环
预变性时间延长
最后一次延伸时间延长
↓
3．检测PCR扩增效果
(1)稀释　
↓
4．绘图(DNA的紫外线吸收曲线图)
PCR技术的原理及过程
　如图为某一次循环的产物，请
据图回答问题。
(1)PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可分为________、________、________三个步骤。
(2)PCR技术与细胞内DNA复制在解旋时原理不同：细胞内复制利用________使双链间氢键断裂，而PCR技术利用________原理，使双链氢键断裂。以引物为标识，可判断出此产物最早为第________次循环的产物。
(3)PCR反应中，如果以引物为标识，共有几种DNA分子产生？你能把它们画出来吗？
【审题导析】
【精讲精析】　(1)PCR的每一轮循环包括高温变性、低温复性和中温延伸三步，从第二轮循环开始，每次循环的产物也作为模板参与反应。
(2)DNA分子在细胞内复制时。在解旋酶的作用下使氢键断裂，而在体外，DNA在95
℃的高温中变性。即双螺旋解开，成为单链；当温度慢慢降低后，两条彼此分离的单链又会重新结合形成双链。在PCR反应中，以引物为标记，第一次循环时，以加入的DNA为模板，两条DNA链可分别由引物Ⅰ和引物Ⅱ与其结合并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以形成的每个子DNA中只有一种引物；从第二次循环开始，上次产生的DNA分子又可作为模板参与反应，所以会出现DNA分子两端均含引物的情况，如图所示：
因此题干中所出现的情况是第一次循环的产物。
(3)产生的DNA分子有3种：只含引物Ⅰ的，只含引物Ⅱ的和既含引物Ⅰ也含引物Ⅱ的。
【答案】　(1)高温变性　低温复性　中温延伸
(2)解旋酶　热变性　一
(3)共有3种，分别为：
当PCR反应体系的温度由变性后快速冷却到50
℃左右时，引物与模板结合，一般不考虑解开的两个DNA模板链的重新结合，原因：a.模板DNA比引物长得多而且复杂的多，不易重新结合；b.引物与模板间的碰撞机会远远多于模板互补链间的碰撞；c.加入的引物量足够大而模板链数量少。
PCR技术是把DNA片段在体外酶的作用下，合成许许多多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异地扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段，它的基本过程如图所示：
注：图中短线表示每次扩增过程中需要的引物。每个引物约含20～30个脱氧核苷酸，并分别与两条单链DNA结合，其作用是引导合成DNA子链。
(1)PCR技术的原理是模拟生物体内________的过程。
(2)PCR扩增过程中需要对DNA片段进行高温处理，其目的是________，此过程在生物体内称为______，需________酶的参与。
(3)假如引物都用3H标记，从理论上计算，所得DNA分子中含有3H标记的占________。
(4)假定DNA片段含200对脱氧核苷酸，经3次扩增，从理论上计算需要____________个游离脱氧核苷酸。
【解析】　(1)(2)由图可知高温变性的过程就是DNA在高温条件下解旋的过程，在生物体内则需要酶的催化才能进行。低温复性时两条DNA分子都需要引物；(3)每次低温复性时，引物都与两条单链DNA结合，进而形成双链DNA，所以所得DNA中均含3H。扩增3次一共形成了8个子代DNA片段，需游离的脱氧核苷酸数为(8－1)×400＝2
800个。
【答案】　(1)DNA复制
(2)使DNA两条链彼此分开　解旋　解旋
(3)100%　(4)2
800
1．PCR技术最突出的优点是(　　)
A．原理简单
B．原料易找
C．所用DNA聚合酶具有耐热性
D．快速、高效、灵活、易于操作
【解析】　PCR技术实际上是在体外模拟细胞内的DNA复制过程，形成大量特异性的DNA片段。原理复杂、原料多样，但操作却十分简单。快速、高效、灵活和易于操作正是PCR技术的突出优点。
【答案】　D
2．下列哪种温度下DNA会发生复性(　　)
A．95
℃　　　　
B．55
℃
C．37.5
℃
D．72
℃
【解析】　DNA解旋在95
℃环境下，复性温度为55
℃，在72
℃时，DNA链得以延伸。
【答案】　B
3．TaqDNA聚合酶由水栖高温菌分离而得。其生长适宜温度为70
℃～75
℃。回答下列问题：
(1)用TaqDNA聚合酶代替一般的DNA聚合酶是使PCR普及应用的关键。因为普通的酶不能耐受94
℃时使双链DNA变性的温度。因此，每次循环都要______，TaqDNA聚合酶的发现和应用解决了上述问题，提高了PCR的效率，使PCR技术趋向________。
(2)PCR反应扩增DNA片段时，________决定了扩增片段的长短。
(3)若加入的模板是两个相同的DNA分子，如果只想要“拷贝”这两个长长的DNA分子中“特定区间”，在其他条件均理想时，经过三十次循环，理论上能获得______个“特定区间”片段。
【解析】普通DNA聚合酶在DNA变性温度条件下失活，因此，必须循环一次更换一次新酶才能保证DNA复制顺利进行，而TaqDNA聚合酶在94
℃的DNA变性条件下不会失活，故可以反复利用，解决了PCR聚合酶只能从两引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，是DNA片段延伸的起始位点，两引物的5′端决定了扩增产物DNA片段终点。每个DNA分子中“特定区间”经过30次PCR反应后理论上可获得230个“特定区间”，其中两个位于DNA分子的两条链上，不是“特定区间”片段。故两个DNA经30次PCR循环后获得的“特定区间”片段理论上有230×2－4。
【答案】　(1)加入新酶　自动化　(2)两个引物　(3)230×2－4(共5张PPT)
与传统发酵有关的几类微生物的比较
酵母菌
醋酸菌
乳酸菌
生物分类
真核生物
原核生物
原核生物
适宜温度
20
℃
30
℃～35
℃
室温
主要生殖方式
出芽生殖
二分裂生殖
二分裂生殖
主要用途
酿酒、发面
酿醋
制作酸奶、泡菜
发酵分类
①有氧发酵、厌氧发酵②酒精发酵
①有氧发酵②醋酸发酵
①厌氧发酵②乳酸发酵
果酒和果醋制作时应注意的问题
专题
专题
果酒制作原理
果酒基础知识
和果
果醋制作原理
醋的
制作
箧验流程
发酵与
验设计
食品加
食品加工与食品安
分验步骤与操作
苗
酸发酵
制作泡菜「基础知识
哑亚硝酸盐
箧验流程
实验设训
食品安全测定食品中亚
材料准阁
的评估」「硝酸盐的含量
馁验操们
偌果分析测定亚硝
酸盐含量
知识络构建
专题归纨提升MMM
W目第二节
培养基对微生物的选择作用
一、选择培养基
1．含义
能让特定的微生物生长，抑制其他微生物生长，从而将所需要的微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基。
2．操作原理
配制选择培养基时，可加入某些物质或除去某些营养物质，也可以加入某种化学物质，从而抑制不需要的微生物的生长繁殖。
二、平板培养基的制备
称量：根据培养基配方，准确称取各原料成分。
↓
溶解：在锥形瓶中加适量蒸馏水后，在电炉上边加热边搅拌直至琼脂完全溶化，然后加蒸馏水至1
000
mL。
↓
调节pH
↓　
分装、包扎：做好标记。
↓　
灭菌：置于高压蒸汽灭菌锅中，121
℃下灭菌20
min。
↓　
倒平板：将灭菌后的培养液冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。
接种操作为什么要在酒精灯火焰旁进行？
【提示】　接种时应确保一个无菌的环境。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、培养基的种类
二、无菌技术
1．概念：无菌技术不仅能防止实验室的培养物被其他外来微生物污染，保持微生物的纯培养，而且在分离、转接时亦能防止其他微生物污染。
获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括以下几个方面：
(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洗和消毒(disinfection)。
(2)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(sterilization)。
(3)为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
(4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
2．消毒与灭菌的区别与联系
消毒是指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。消毒属于部分灭菌。
三、接种技术
1．用接种环接种
(1)先点燃酒精灯，再取两支盛有培养基的试管，其中一支内有菌种。用拇指和其他四指夹住试管，使管口平齐，管内培养基斜面向上(如图1)。
(2)手持接种环，将接种环的环端和接种时可能进入试管的部分放在火焰上，来回灼烧多次(如图2)。
图1　　　　　图2
(3)在火焰附近用握有接种环的那只手的小指、无名指、中指和掌心拔去两支试管上的试管塞，迅速将试管口通过火焰2～3次，以杀灭试管口上沾染的微生物(如图3)。
(4)将灭过菌的接种环伸入菌种管，先将环部接触培养基斜面顶端等部位使其冷却，再轻轻挑取少许菌体。在抽出接种环时，注意其带菌部分不要触及管壁或通过火焰(如图4)。
图3　　　　　图4
(5)迅速将上述带菌的接种环伸入待接种的试管中，在培养基斜面上由底部向上轻轻划“S”型曲线，将菌种接种到培养基上。划曲线时不要将培养基的表面划破(如图5)。
(6)将试管口与试管塞通过火焰2～3次，迅速塞紧试管。多次灼烧接种环后，放回原处。将接种过菌种的试管，放在恒温箱中(37
℃)培养24
h(如图6)，观察接种和培养的结果。
图5　　　　
　　图6
2．稀释平板涂布操作
涂布平板时，稀释平板涂布的操作比较复杂，且各个细节均需保证“无菌”，应特别注意：
(1)酒精灯与培养皿的距离要合适。
(2)吸管头不要接触任何其他物体。
(3)吸管要在酒精灯火焰周围使用。
(4)移液管需要经过灭菌。操作时，移液后用手指轻压上端的橡皮头，吹吸三次，使菌液与水充分混匀。
(5)将涂布器末端浸在盛有体积分数为70%的酒精的烧杯中。取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。
选择培养基的配制原理
　下面是某实验室中将用到的培养基配方，请根据下表回答下面的问题。
编号
成分
含量
①
KH2PO4
1.4
g
②
Na2HPO4
2.1
g
③
MgSO4·7H2O
0.2
g
④
葡萄糖
10.0
g
⑤
尿素
1.0
g
⑥
琼脂
15.0
g
将上述物质溶解后，用自来水定溶到1
000
mL
(1)在该培养基的配方中，为微生物提供碳源的是________，提供氮源的是________。
(2)绝大多数微生物都能利用________，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解________。(填编号)
(3)分析该培养基的配方，该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？
【审题导析】
→→
【精讲精析】　表中营养成分中只有葡萄糖含有碳元素，只有尿素含有氮元素。绝大多数微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。选择的原理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)④　⑤
(3)有选择作用。以尿素为氮源的微生物才能生长。
解决选择培养基的问题，关键看培养基中的特殊成分(或缺少的成分)，因为它们对应着一类微生物，如：
纤维素为唯一碳源——分解纤维素的微生物
缺氮源——固氮微生物
加青霉素——有抗青霉素基因的细菌、真菌
1．在培养微生物的培养基中加入某些物质能分离出所需的微生物。下列前项是在培养基中加入的物质，后项是能分离出的微生物，正确的是(　　)
A．氢氧化钠，酵母菌
B．盐酸，放线菌
C．适量的青霉素，霉菌
D．适量的伊红和美蓝，大肠杆菌
【解析】　氢氧化钠和盐酸都不利于微生物的生长；青霉素可以抑制细菌的生长，因而能选出酵母菌和霉菌；加入伊红和美蓝能够鉴别出大肠杆菌的存在，但不能选择出来。
【答案】　C
选择培养基的应用
　植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：
(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将________分解成________。
(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的________。
(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：
酵母膏
无机盐
淀粉
纤维素粉
琼脂
CR溶液
水
培养基甲
＋
＋
＋
＋
－
＋
＋
培养基乙
＋
＋
＋
－
＋
＋
＋
注：“＋”表示有，“－”表示无。
据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是________________________________；
培养基乙________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_________________________________________。
【解析】　(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前两种酶能使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶能将纤维二糖分解成葡萄糖。(2)刚果红是一种染料，可以与培养基中的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，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(3)纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，而用于分离和鉴别纤维素分解菌的培养基为固体培养基，并且培养基中需含有纤维素，才能与CR形成红色复合物，有纤维素分解菌时才能形成以纤维素分解菌为中心的透明圈。
【答案】　(1)纤维二糖　葡萄糖　(2)红　透明圈
(3)不能　液体培养基不能用于分离单菌落　不能　培养基中没有纤维素，不会形成CR—纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌
2．分离菌落特征明显的微生物，还可以用(　　)
A．划线法和稀释平板涂布法
B．液体培养基培养法
C．加青霉素的选择培养基
D．振荡式培养法
【解析】　分离微生物可以使用固体培养基，采用划线法或稀释平板涂布法分离出来。
【答案】　A
1．若在固体培养基中放入纤维滤纸作唯一碳源，下列哪种微生物可以生存
(　　)
A．可以分泌纤维素酶的微生物
B．由于缺乏营养物质，所有微生物均无法生存
C．所有微生物均可以生存
D．病毒
【答案】　A
2．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培养基
C．接种了的牛肉膏蛋白胨培养基
D．接种了的选择培养基
【答案】　C
3．有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。下列叙述错误的一项是(　　)
A．在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以原油为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于选择培养基
B．无菌技术要求实验操作应在酒精灯火焰附近进行，以避免周围环境中微生物的污染
C．为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈小说明该菌株的降解能力强
D．通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌
【解析】　本题考查高效降解原油的菌株筛选的有关知识。欲筛选出能降解原油的菌株，培养基中只含有原油而无其他碳源，这样，不能降解原油的细菌在此培养基上不能生存，这类培养基属于选择培养基，故A正确；无菌技术要求实验室操作应在酒精灯火焰附近进行，故B正确；降解原油能力越强的菌株，在菌落周围形成的分解圈越大，故C错误；实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌，故D正确。
【答案】　C第二节
植物种苗脱毒技术
一、种苗脱毒的含义
1．外植体的来源：从感染病毒的植株上所剥离的茎尖分生组织。
2．培养方法：在离体条件下将外植体进行组织培养。
3．幼苗特点：不含病毒。
二、利用分生组织作为外植体的原因
1．农作物在种植过程中，经常会受到病毒、细菌和真菌等病原体的感染。
2．侵入植物体内的病毒可以通过维管束和细胞壁间的胞间连丝扩散到所有的组织器官。
3．植物的茎尖等分生组织处于分化的初级阶段，其组织内的维管束还未形成，此时植物体内的病毒只能通过胞间连丝移动到分生区，而这一移动过程远不及细胞分裂的速度，所以分生区一般不会受到病毒侵染。
三、马铃薯脱毒苗的培养程序
取材和消毒：剪芽并剥去外叶，自来水下冲洗
10
min，再用质量分数为5%的漂白粉溶液消毒后，用无菌水冲洗2～3次。
↓
剥离和接种：在解剖镜下，用解剖刀小心地除去茎尖周围的叶片组织，露出分生区，用解剖针细心剥取所需的茎尖，并将其接种于MS培养基上，切面接触培养基。
↓
培养：将接种的茎尖置于25
℃、1
500
lx～3
000
lx光照条件下培养。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
植物种苗脱毒的保障与方法
1．保障脱毒苗无毒的方法
(1)选取的外植体为分生组织。
(2)对材料消毒。
(3)所用培养基经过严格灭菌。
(4)操作过程为无菌操作。
(5)培养室为无菌室。
2．几种脱毒方法
脱毒法名称
原理
茎尖微体嫁接脱毒法
多数病毒不经种子传播，所以用种子繁殖的实生苗不带病毒；茎尖培养能够脱毒。因此，将微茎尖嫁接在幼嫩的无菌砧木上培养，能够得到脱毒苗
愈伤组织培养脱毒法
愈伤组织增殖速度比病毒复制速度快或产生抗病毒变异
珠心胚培养脱毒法
珠心组织与维管系统无直接联系，又保持着母体植株的遗传特性，由它形成的珠心胚可作为外植体培育脱毒苗
花药培养脱毒法
花药培养经愈伤组织培养途径产生的花粉植株不带病毒
　材料一　微繁殖技术又称快速繁殖技术，就是将植物体的一部分组织小块进行培养，并诱导分化成大量的小植株，从而达到快速无性繁殖的目的。在20
m2的培养室内最多可容纳100万株试管苗。这一技术已有几十年的历史，现已基本成熟，并形成诸如工厂化生产兰花这样产值巨大的工业生产体系。
材料二　植物的脱病毒技术是微繁殖的一个分支，植物病毒严重地影响着农业生产，对于无性繁殖的植株来说，一旦感染上病毒就会代代相传，日趋严重。但在茎尖分生组织中，细胞繁殖十分迅速，病毒还未侵入，因此就成了植物体相对无病毒的特殊区域。
阅读上述材料请回答：
(1)利用微繁殖技术繁殖植物的方法称为________。
(2)利用微繁殖技术繁殖植物的优点是________。
(3)若要进行兰花无病毒植株的培育，首先要选择外植体，选择对象为兰花的________。
(4)对外植体进行消毒用________、________。克服外植体培养过程中的________是实验成功的关键。
(5)探索愈伤组织诱导和分化的条件需要做大量的工作。实践表明在MS培养基上添加激素的________、________、________、________等都会影响实验结果。另外不同的植物对各种环境条件的要求往往不同，除上述因素外，________、________、________等也影响实验结果。
【审题导析】
【精讲精析】　植物组织培养是人工快速繁殖植物个体的方法，不受自然环境条件的影响，可进行大规模的工厂化生产。利用植物的茎尖等无毒区域作为外植体，经过无菌操作，可获得无病毒植株。培养过程中根据需要配制不同的培养基来满足外植体的需求，除培养基外，温度、酸碱度、光照等也会影响实验结果。
【答案】　(1)植物的组织培养
(2)繁殖速度快、周期短、不受季节气候、自然灾害等因素的影响，并可实现工厂化生产
(3)茎尖分生组织
(4)体积分数为70%的酒精
质量分数为2%的次氯酸钠溶液　污染问题
(5)种类　浓度　使用的先后顺序　用量比例　酸碱度　温度　光照
影响脱毒的因素
(1)母体材料病毒侵染的程度。
(2)起始培养的茎尖大小。
(3)离体茎尖大小对马铃薯脱毒效果的影响。
(4)外植体的生理状态。
植物种苗脱毒成败的关键是(　　)
A．培养基营养是否全面　
B．培养条件是否适宜
C．接种操作是否正确　　
D．无菌操作及是否取得没有侵入病毒的分生区细胞
【解析】　要使种苗脱毒成功，首先外植体不能带毒，其次要进行严格的无菌操作，防止病毒感染。
【答案】　D
1．关于病毒在植物体内扩散途径最准确的描述是(　　)
A．导管　　　　　　　
B．筛管
C．导管和筛管
D．维管束和胞间连丝
【解析】　病毒在植物体内的扩散途径是维管束和细胞壁间的胞间连丝。导管和筛管只是维管束的组成部分。
【答案】　D
2．植物种苗脱毒中的“脱毒”是指(　　)
A．脱去病毒
B．脱去真菌、细菌
C．脱去所有病原微生物
D．以上说法都不对
【解析】　病毒、细菌、真菌等病原体都能导致农作物产量降低、品种退化。种苗脱毒是指清除所有有害的病原体。
【答案】　C
3．“种子银行”获得一批珍贵的种子，后来发现它们已经感染病毒。若要进行脱毒，应选择________作为外植体，利用________技术获得试管苗即可。整个过程要严格进行________操作。
【解析】茎尖和根尖的分生组织一般不含病毒，可作为外植体。利用植物组织培养技术可以获得试管苗，移植得植株。但植物组织培养过程要严格进行无菌操作。
【答案】　茎尖(或根尖)　组织培养　无菌第三节
测定微生物的数量
一、测定微生物数量的方法
测定微生物数量的方法可分为两类：直接计数法和间接计数法。前者常用的是显微镜直接计数法，这种方法是先将待测样品制成悬液，然后取一定量的悬液放在显微镜下进行计数。该方法适用于纯培养悬浮液中各种单细胞菌体的计数。后者最常用的是稀释平板计数法，需要将待测样品配制成均匀的系列稀释液并使其均匀分布于平板中的培养基内，经培养后统计培养基中出现的菌落数，从而推算出样品中的活菌数。
利用血球计数板测出的菌体数与平板计数法相比哪个多些？
【提示】　血球计数板测出的是全部菌体数，而平板计数法只能测出活菌数，而且比实际数偏少。
二、间接计数法的实验设计
1．制备土壤稀释液
取土壤表层5～10
cm处的土样。准确称取1
g土样，放入盛有99
mL无菌水的锥形瓶中，振荡20
min后制成102倍的稀释液。然后进行系列稀释，得到103、104、105、106倍的系列稀释菌液。
2．取样及倒平板
3．培养
4．观察记录
(1)计数时对于细菌、放线菌以每个培养皿内有30～300个菌落为宜，霉菌以每个培养皿内有10～100个菌落为宜。
(2)计算每克样品菌数公式为：每克土壤样品菌数＝×稀释倍数。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、微生物生长量的测定
1.测重量法
干重法：将单位体积待测的培养液离心后，用清水洗涤1～5次，放入干燥器中加热干燥，加热温度一般在100～105
℃之间，再称重。以细菌为例，一个细胞一般重约10－12～10－13g，也可在较低温度(如40
℃)下进行真空干燥。
湿重法：将一定量的菌悬液离心或过滤，得到菌体，反复洗涤后称湿重，干重一般为湿重的20%～25%。
2．计数法
(1)直接计数法
这种方法是利用特定细菌计数板或血球计数板，在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。此法的缺点是不能区分死菌与活菌。计数板是一块特制的载玻片，上面有一个特定的面积1
mm2和高0.1
mm的计数室，在1
mm2的面积里又被划分成25个(或16个)中格，每个中格进一步划分成16个(或25个)小格，但计数室都是由400个小格组成。
将稀释的样品滴在计数板上，盖上盖玻片，然后在显微镜下计数4～5个中格的细菌数，并求出每个小格所含细菌的平均数，再按下面公式求出每毫升样品所含的细菌数。
每毫升原液所含细菌数＝每小格平均细菌数×400×1
000×稀释倍数
(2)间接计数法(活菌计数法)
稀释平板涂布法，常用来统计样品中的活菌数。此法是根据微生物在固体培养基上所形成的一个菌落是由一个单细胞繁殖而成的现象进行的，也就是说一个菌落即代表一个单细胞。计数时先将待测样品做一系列稀释，再取一定量的稀释菌液接种到培养皿上，使其均匀分布于平板中的培养基内，经培养后，由单个细胞生长繁殖形成菌落，统计菌落数目，即可换算出样品中的含菌数。
说明：①为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板上进行计数。
②将待测样品经一系列10倍稀释，然后选择三个稀释度的菌液，分别取0.1
mL接种到已制备好的平板上，然后用无菌涂布器将菌液涂布整个平板表面，放入适宜的温度下培养计算菌落数。为使结果接近真实值可将同一稀释度加到三个或三个以上的平板中，经涂布、培养计算出菌落平均数。
③统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，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而不是活菌数来表示。
④涂布平板法所选择倒平板的稀释度很重要，一般以三个稀释度中的第二个稀释度倒平板所出现的平均菌落数在50个左右为最好。
每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M，其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。
二、测定土壤中的微生物数量
土壤中生活的微生物种类和数量是极其丰富的，这些数量众多的微生物对提高土壤肥力有重要作用。因此，测定土壤的含菌量可以作为判定土壤肥力的一个重要指标。
1．实验原理
平板菌落计数法是将待测定的微生物样品按比例作一系列稀释后，将其中的微生物充分分散成单个细胞，吸取一定量某几个稀释度的菌液接种到平板上，培养一段时间后，每个单细胞生长繁殖形成单个菌落，根据稀释倍数、取样接种量和菌落数即可换算出样品的含菌数。
2．材料用具
土壤样品：尿素，酵母粉，磷酸二氢钾，磷酸氢二钠、酚红、琼脂，1
mol/L
NaOH溶液，无菌吸管，盛有9
mL无菌水的试管，盛有90
mL无菌水并带有玻璃珠的锥形瓶，试管架，无菌培养皿，记号笔，烧杯等。
3．方法步骤
(1)制备尿素固体培养基
准确称取尿素20
g，酵母粉0.1
g，磷酸二氢钾9.1
g，磷酸氢二钠9.5
g，酚红0.01
g，琼脂20
g，依次加入盛有900
mL蒸馏水的烧杯中，加热溶解后，用1
mol/L
NaOH溶液调pH至7.2～7.4，补加蒸馏水至1
000
mL。
(2)制备土壤样品稀释液
称取土样10
g，放入盛有90
mL无菌水并带有玻璃珠的锥形瓶中，振荡约20
min，使土样和水充分混合，将土壤悬液制成10－1、10－2、10－3、10－4、10－5、10－6不同稀释度的稀释液。
制备土壤样品稀释液时应注意每个吸管只能接触一个浓度的稀释液，且取样前需充分摇匀。
(3)加样
取10套无菌培养皿，取10－4、10－5和10－6每种稀释度做3个重复平板，留下一个平板作空白对照。分别用1
mL无菌移液管精确吸取10－4、10－5、10－6三个稀释度菌悬液各0.2
mL，加至相应编号的无菌培养皿中(如图)。
微生物数量测定的流程图
(4)倒平板
将菌液移入培养皿后立即倒入溶化并冷却至45
℃左右的尿素培养基(倒入量约15
mL)，随即快速晃动培养皿，使菌液和培养基充分混匀后平置，待凝。
(5)培养
待平板完全凝固后，倒置于恒温箱中37
℃培养。
(6)统计菌落数
培养48
h后取出平板，统计各皿中的菌落数，将结果记录在表格中，计算结果时，应选取每皿菌落数在30～300(如图)的一组平板为代表进行统计。
每皿菌落数示意图
(7)计算样品中菌数的公式
每克样品的菌数＝同一稀释度的菌落平均数÷0.2÷稀释度×10
直接计数法统计菌数
　在探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中，需利用计数板对微生物细胞进行直接计数。计数板是一个特制的可在显微镜下观察的玻片，样品就滴在计数室内。计数室由25×16＝400个小室组成，容纳液体总体积为0.1
mm3。某同学操作时将1
mL酵母菌样品加99
mL无菌水稀释，用无菌吸管吸取少许使其自行渗入计数室，盖上盖玻片并用滤纸吸去多余菌液，进行观察计数。
(1)在实验中，某同学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加入计数板进行计数，并记录数据；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3处错误：
①______________________________________________________________。
②______________________________________________________________。
③______________________________________________________________。
(2)在实验前应该对计数板、吸管等器具进行______处理。
(3)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应采取的措施是____________。
(4)如果观察到如图所示a、b、c、d、e
5个大格共80个小室内共有酵母菌48个，则上述1
mL酵母菌样品中约有酵母菌________个；要获得较为准确的数值，减少误差，你认为该怎么做？__________________。
【解析】　对各小题逐项分析如下
题号
分析
(1)
在从试管中吸取酵母菌之前，应将试管轻轻振荡几次，目的是使酵母菌在培养液中均匀分布。酵母菌的培养液应置于适宜条件下，并且每隔24小时就要统计一次菌落数目
(2)
为了避免杂菌污染，实验中所用吸管、计数板等器具需进行灭菌处理
(3)(4)
解答时要注意以下两点：①统一单位；②注意体积的变化。400个小室共容纳液体总体积为0.1
mm3，则80个小格容纳体积为：2×10－2
mm3，含酵母菌48个，又因酵母菌培养液总体积为100
mL，统一单位后即可求出酵母菌个数
【答案】　(1)①应将试管轻轻振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)灭菌　(3)适当稀释
(4)2.4×108　多次计数，求平均值
1．上题中某同学用一支移液管连续三次取1
mL菌液进行稀释，(过程如图)中间忘记冲洗移液管，计数结果将(　　)
A．偏低　　　　　
B．偏高
C．不变
D．无法判断
【解析】　由于移液管未冲洗，下一次使用时会带有上次的高浓度菌液，使计数结果偏高。
【答案】　B
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
　图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程，图乙是脲酶基因转录的mRNA部分序列。
(1)图中选择培养基应以________为唯一氮源；鉴别培养基还需添加________作指示剂，产脲酶细菌在该培养基上生长一段时间后，其菌落周围的指示剂将变成________色。
(2)在5个细菌培养基平板上，均接种稀释倍数为105的土壤样品溶液0.1
mL，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。
该过程采取的接种方法是________________，每克土壤样品中的细菌数量为________×108个；与血细胞计数板计数法相比，此计数方法测得的细菌数较________。
(3)现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活，突变后基因转录的mRNA在图乙箭头所示位置增加了70个核苷酸，使图乙序列中出现终止密码(终止密码有UAG、UGA和UAA)。突变基因转录的mRNA中，终止密码为________，突变基因表达的蛋白含________个氨基酸。
【审题导析】
【精讲精析】　(1)脲酶能够催化尿素水解释放出氨和二氧化碳，因此选择培养基中应以尿素为唯一氮源。挑取单菌落接种到加有酚红指示剂的鉴别培养基中，培养一段时间后，菌落周围的氨增加，pH升高，酚红指示剂将变红。(2)该过程采取的接种方法为稀释涂布平板法。利用稀释涂布平板计数法对细菌进行计数时，应选择菌落数在30～300的平板，因此平板上长出的细菌菌落平均数为(156＋178＋191)÷3＝175个。每克土壤样品中的细菌数为175÷0.1×105＝1.75×108。血细胞计数板计数法能将死细胞计算在内，而稀释涂布平板计数法只能计数活细胞(只有活细胞才能在平板上生长)，故一般血细胞计数板计数法要比稀释涂布平板计数法的结果大。(3)箭头处插入70个核苷酸，箭头后密码子的解读方式为
AG，UGA，GAA……对比3种终止密码可发现，此处的终止密码为UGA。从起始密码到终止密码之前共有273＋72个碱基，因此突变基因表达的蛋白含115个氨基酸。
【答案】　(1)尿素　酚红　红　(2)稀释涂布平板法　1.75　少　(3)UGA　115
稀释平板计数法的误差分析
(1)稀释时移液管不冲洗，偏大；
(2)平板中菌落数太多，(可能重复)偏小；
(3)稀释时未混合均匀，可能大可能小。
2．在做土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验时，甲组实验用氮源只含尿素的培养基，乙组实验用氮源除含尿素外还含硝酸盐的培养基，其他成分都相同，在相同条件下操作、培养与观察，则乙组实验属于(　　)
A．空白对照　　　　　
B．标准对照
C．相互对照
D．条件对照
【解析】　本实验甲组为实验组，乙组为对照组，给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理，为条件对照。
【答案】　D
1．噬菌斑(如图1)是在长满细菌的培养基上，由一个噬菌体侵染细菌后不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆区，它是检测噬菌体数量的重要方法之一。
现利用培养基培养并连续取样的方法，
得到噬菌体在感染大肠杆菌后数量的变化曲线(如图2)，对该曲线的叙述正确的是(　　)
A．曲线a～b段噬菌体数量不变，说明噬菌体还没有开始侵染细菌
B．曲线a～b段，细菌内正旺盛地进行细菌DNA的复制和有关蛋白质的合成
C．曲线b～c段所对应的时间内噬菌体共繁殖了10代
D．限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解
【解析】　图中a～b段噬菌斑已有一定数量，说明噬菌体已开始侵染细菌。b～c段噬菌斑增加了10倍，说明噬菌体数约增加了10倍，而噬菌体繁殖10代，噬菌体数目应增加到210倍。c～d段噬菌斑数目增加减缓，很可能由于绝大多数宿主细菌细胞已被裂解。
【答案】　D
2．菌种鉴定的重要依据是(　　)
A．细菌的大小、形状和颜色
B．菌落的大小、形状、颜色
C．有无鞭毛
D．培养基的不同
【解析】　不同种类的细菌所形成的菌落在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定特征，所以，每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为鉴定的重要依据。单个细菌用肉眼是看不见的，故细菌的个体特征不能作为菌种鉴定的依据。
【答案】　B
3．请选出进行土壤中细菌计数的正确的操作步骤(　　)
①土壤取样　②称取1
g土壤放入盛有99
mL无菌水的锥形瓶中　③吸取0.5
mL进行平板涂布　④依次稀释至102、103、104、105、106倍稀释度
A．①→②→③→④　
B．①→③→②→④
C．①→②→④→③
D．①→④→②→③
【解析】　在分离土壤中某细菌时，应先选取土样(1
g)，然后加无菌水获得土壤浸出液，并进行不同倍数稀释，最后将稀释液涂布到培养基表面进行培养，并分离和计数。
【答案】　C第一节
酶的制备及活力测定
一、酶的存在及提取
1．酶是在生物体活细胞中合成的。其参与反应部位可以在细胞内，也可以在细胞外。
2．在酶的提取过程中，温度、酸碱性等多种环境条件都可能影响酶的空间结构，导致酶变性，甚至丧失活力。因而提取出的酶首先需要检测酶的活力。
3．酶的活力通常以单位时间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示。在测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的活力的实验中，测麦芽糖的产量可用分光光度法。
二、酶活力的测定方法和原理
1．提取酶液：研磨水稻种子时需加石英砂，目的是充分研磨。制取匀浆并离心后，取上清液，其中一份要在水浴中加热，目的是使酶失活。
2．滴加酶液。
3．恒温处理。
4．钝化处理：酶促反应进行一段时间后要向反应液中加物质的量浓度为0.4
mol/L的NaOH溶液，目的是钝化酶的活性，使反应终止。
5．测定吸光值：测定吸光值时要把反应液与2_mL3,5—二硝基水杨酸试剂混匀，并沸水浴5
min，才能产生麦芽糖产物。然后分别移入四支比色杯，用分光光度计在波长520
nm处进行比色。
6．绘制标准曲线。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、植物淀粉酶活力的测定
原理：淀粉酶将淀粉水解成麦芽糖。在NaOH和丙三醇存在下，3,5?二硝基水杨酸(DNS)与还原糖共热后被还原生成氨基化合物。在过量的NaOH碱性溶液中此化合物呈橘红色，在520
nm波长处有最大吸收峰，在一定的浓度范围内，还原糖的量与光吸收值呈线性关系，利用比色法可测定样品中的含糖量。
如果在反应系统中加入适当过量的过氧化氢溶液，经酶促反应后，在酸性条件下，用标准高锰酸钾溶液滴定多余的H2O2，反应如下：
5H2O2＋2KMnO4＋4H2SO4―→5O2＋2KHSO4＋8H2O＋2MnSO4
根据消耗的H2O2的量计算出过氧化氢酶的活力。
酶活力用每克鲜重样品1
min内分解H2O2的毫克数表示。
过氧化氢酶活力[mg/(g·min)]＝(A－B)×(VT/VS)×1.7/W×t
式中：A为对照KMnO4滴定毫升数(mL)；B为酶反应后KMnO4滴定毫升数(mL)；VT为提取酶液总量(mL)，VS为反应时所用酶液量(mL)，W为样品鲜重(g)；t为反应时间(min)；1.7为换算系数，即每消耗1
mL物质的量浓度为0.1
mol/L的高锰酸钾溶液，相当于样品中含有1.7
mgH2O2。
用分光光度法也可测定过氧化氢酶的活力。在有过氧化氢存在时，H2O2将愈创木酚氧化生成茶褐色物质，后者在波长为470
nm处有最大吸收峰，再用721型分光光度计进行测定。
探究影响酶活力的因素
　为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20
℃)、B组(40
℃)和C组(60
℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：
(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。
(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10
℃，那么A组酶催化反应的速度会________。
(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量________，原因是_________________________。
(4)生物体内酶的化学本质是____________，其特性有____________(答出两点即可)。
【审题导析】
—
【精讲精析】　(1)在60
℃条件下，反应的最终产物浓度比20
℃和40
℃条件下小很多，说明酶在60
℃条件下最终失活。20
℃与40
℃条件下相比，40
℃时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明40
℃条件下酶活性较高。(2)在时间t1前，如果A组温度提高10
℃变成30
℃，由该酶活性随温度的变化规律可知，30
℃条件下的该酶活性大于20
℃条件下的，那么A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度条件下t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。
【答案】　(1)B　(2)加快　(3)不变　60
℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
(4)蛋白质或RNA　高效性和专一性(其他合理答案可酌情给分)
将实验数据转换成曲线图的方法
(1)以自变量为横坐标，以因变量为纵坐标建立直角坐标系；
(2)注明坐标轴的名称、单位、坐标原点以及曲线名称；
(3)每个坐标轴上的取值单位要相等；
(4)将实验数据标到坐标系中，并用相应线型连接起来。
1．种子萌发时，贮藏物质发生水解作用过程中，活力最高的酶应该是(　　)
①脂肪酶　②淀粉酶　③蛋白酶　④转氨酶　⑤过氧化氢酶　⑥蔗糖酶
A．①②③　　　　
B．②④⑤
C．④⑤⑥
D．①③⑤
【解析】　植物种子中贮存的是不能被细胞直接利用的大分子物质，如蛋白质、脂肪、淀粉等。它们必须转化成溶于水的小分子物质才能被植物细胞所利用，在转化过程中，起作用的是各种水解酶。如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等。
【答案】　A
酶的制备和应用
　下列有关淀粉酶制备的描述错误的是(　　)
A．选材应选萌发的水稻种子(或其他含淀粉多的种子)
B．研磨时加入石英砂使研磨更加充分
C．用蒸馏水稀释的目的是让细胞吸水涨破
D．室温下放置及振荡的目的是让酶充分溶解
【审题导析】
【精讲精析】　植物细胞有细胞壁不能用吸水涨破法。
【答案】　C
制备酶时应注意选材，具体有：
(1)所要制备的酶是什么酶
(2)它所存在的组织或细胞
(3)含量较多的时期
2．食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：
(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知，________更适宜作为食品添加剂，理由是___________________________________。
蛋白酶的活力可用____________________________的量来表示。
(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：
兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02～0.06
mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0～8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。
【解析】　(1)题目中已经提供了信息“食品种类多，酸碱度范围广”，所以选择的食品添加剂应该有较广的酸碱度适应范围。由图可知，木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化，所以可以选作食品添加剂。酶的活力可用单位时间内、单位体积中底物的减少量(或产物的增加量)来表示。(2)由题中信息已知酶保护剂的适宜浓度范围和提取液pH的适宜范围，故实验的自变量是酶保护剂的浓度和提取液的pH，需在适宜范围内确定较小的梯度进行实验。实验结果记录表要包含自变量酶保护剂的浓度和提取液的pH以及因变量底物的减少量(或产物的产生量)。
【答案】　(1)木瓜蛋白酶　木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化　单位时间内、单位体积中底物减少(或产物增加)　(2)课题：探究酶保护剂的浓度和提取液的pH的最佳组合
1．下列与酶的活性有关的说法不正确的是(　　)
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．酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力
C．酶的活性受温度、酸碱性等因素的影响
D．酶活性高低与反应物浓度无关
【解析】　酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，其高低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。酶的催化作用受外界条件影响，温度、酸碱性等对酶的催化能力都有较大影响，反应物浓度与酶的活性高低无关。
【答案】　A
2．下列关于酶的论述错误的是(　　)
A．酶的数量随化学反应的进行而减少
B．有的酶是蛋白质，有的是核酸
C．酶的活性与pH有关
D．细胞内、外都可能有酶存在
【解析】　酶的特性之一就是反应前后保持不变。
【答案】　A
3．如图表示在不同条件下，酶促反应的速度变化曲线，试分析：
(1)酶促反应的速度可以用________来表示。
(2)Ⅱ和Ⅰ相比较，酶促反应速度慢，这是因为_________________。
(3)图中AB段和BC段影响酶促反应速度的主要限制因子分别是___和____。
(4)若想探究酶的最适pH，至少应设计__________种不同的pH。
(5)请在原图中绘出在酶浓度相对值为1个单位、温度为25
℃条件下酶促反应速度曲线。
【解析】　酶促反应速度可用底物利用速率或产物生成速率表示。图中Ⅱ与Ⅰ的不同在于反应温度，AB段说明影响反应速度的是底物浓度，而BC段则是酶浓度。在探究pH(或温度)对酶活性的影响时，常设置高、适、低三个条件。
【答案】　(1)底物利用速率(或产物生成速率)
(2)温度低，酶活性降低
(3)底物浓度　酶浓度　(4)3
(5)如图(虚线所示)第一节
植物快速繁殖技术
一、植物组织培养简介
1．理论基础：植物细胞的全能性。
(1)愈伤组织的特点：细胞是一种高度液泡化的薄壁细胞，呈无定形状态，排列疏松而无规则，具有很强的分生能力。
(2)脱分化：由高度分化的细胞重新恢复到未分化的状态。
(3)再分化：愈伤组织在适当的人工培养基上继续培养又可以重新分化成芽、根等器官，进而发育成一棵完整的植株。
3．培养基
(1)成分：除含外植体所需的各种营养物质外，还需添加生长素和细胞分裂素两种植物激素。
(2)类型：据外植体在不同发育阶段的要求，需配制“脱分化培养基”、“生芽培养基”、“生根培养基”。
4．无菌条件：培养基的灭菌要彻底、外植体的消毒要充分、接种时的无菌操作要严格。
二、月季的快速繁殖程序
1．配制培养基
先将各种营养成分按比例配制成MS培养基母液，再利用母液配制所需的三种培养基。
(1)脱分化培养基：母液中加入质量浓度为0.1
mg/L的6－BA和IAA。
(2)生芽培养基：去掉脱分化培养基中的IAA即可。
(3)生根培养基：无机盐浓度为MS的，另外添加质量浓度均为0.1
mg/L的NAA和IAA。
2．外植体消毒
清水洗净→体积分数为70%的酒精浸5
s→质量分数为2%的次氯酸钠溶液中浸泡6
min～10
min→用无菌水清洗至少3次，漂净消毒液→用无菌滤纸吸干。
3．接种：将已消毒的月季嫩茎接种到脱分化培养基上，使嫩茎的形态学下端接触培养基。
4．培养：接种后的锥形瓶放在恒温培养箱中培养，将愈伤组织接种到生芽培养基上，每天用日光灯光照12
h，培养10
d左右长出小芽，小芽继续长成枝条。待枝条长到3
cm左右时，将它切下后插在生根培养基上诱导生根。
5．驯化试管苗
6．移栽
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、植物组织培养
1．原理——细胞的全能性
(1)原因：生物体的每个细胞都含有本物种生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。
(2)实现全能性的条件：离体状态和适宜的环境条件(如营养物质、激素、温度等)。
2．过程
植物组织(外植体)或细胞愈伤组织
根芽―→植物体
3．培养基
(1)脱分化培养基：生长素与细胞分裂素比例适中。
(2)生芽培养基：生长素与细胞分裂素比例偏低。
(3)生根培养基：生长素与细胞分裂素比例偏高。
二、试管苗的培养过程中应注意的问题
1．培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，然后进行生根培养，如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。
2．试管苗应该进行见光培养。
3．试管苗一般在高湿、弱光、恒温下异养生长，出瓶后一定要保温、保湿。
4．试管苗光合作用能力低，在移栽前给予较强光照闭瓶炼苗，以促进小苗向自养转化。
植物组织培养的过程及应用
　为提高玉米产量，科学家在育种和栽培中进行大量实验研究。下面是科学家关于玉米培养的实验过程，请回答：
玉米种子―→幼苗―→取茎尖①②―→移栽
(1)选取玉米幼苗茎尖进行脱分化处理，是因为茎尖细胞_________________。
(2)①表示________，它能被再次培养成为幼苗的根本原因是___________。
(3)若想制作人工种子，应选用________，若利用此项技术来获取细胞的代谢产物，培养将进行到________。(填编号)
【审题导析】　解答此题应注意：(1)掌握植物组织培养的过程，(2)了解各步骤的注意事项，(3)了解植物组织培养的应用。
【精讲精析】　茎尖细胞是具有旺盛分裂能力的细胞，更容易通过培养表达出全能性，同时由于细胞刚刚分裂产生，还没有被病毒或细菌感染，可以直接培养出无病毒植株。植物组织培养的原理是细胞具有全能性。在人工种子的制作中，必须培养到具有根、芽分化的胚状体方可进行，而要获取细胞代谢产物则应在愈伤组织阶段。
【答案】　(1)分裂旺盛且没有被病毒或细菌感染
(2)愈伤组织　植物细胞具有全能性
(3)②　①
植物组织培养技术的应用
(1)快速繁殖、培养无病毒植株。病毒在植株上的分布是不均匀的，老叶、老的组织和器官中病毒含量高，幼嫩的未成熟的组织和器官中病毒含量较低，茎尖、根尖生长点几乎不含病毒或病毒较少。
(2)组织培养除了在农业上的应用外，目前世界各国都在重视另一个方面，即有用化合物的工业化生产。有用化合物包括药物、橡胶、香精油、色素……这些化合物许多都是高等植物的次生代谢物。
(3)制作“人工种子”。所谓“人工种子”，是指以胚状体为材料，经过人工薄膜包装的种子。在适宜条件下它能萌发长成幼苗。
(4)转基因植物的培养也要利用植物组织培养技术。
1．利用植物的茎尖或叶片、茎段等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株，这种技术可以用来培育植物新品种，可以在较短的时间内大量繁殖植物，可以防止病毒的侵害。下列关于这种技术的叙述，正确的是(　　)
①这种技术利用了植物细胞的全能性
②这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体
③这种技术属于细胞工程的应用领域之一
④这种技术是一种无性繁殖的方式
A．①　　
B．①②③　
C．①②　
D．①②③④
【答案】　D
植物组织培养的影响因素
　植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果。请分析回答：(其中6－BA是一种细胞分裂素，IAA是一种生长素)
实验组别
1
2
3
4
激素种类及激素含量关系
6－BA
6－BA＞IAA
6－BA＝IAA
6－BA＜IAA
结果
组织块产生愈伤组织
组织块分化出芽
愈伤组织不断生长
愈伤组织有生根趋势
(1)促进愈伤组织产生的条件是________，愈伤组织生长的条件是________。
(2)芽的分化条件是______，根的分化条件是________。
(3)在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验________和实验________中的激素含量关系，再分化时可用的激素组合是实验________和实验________中的激素含量关系。整个实验表明，植物的生根、发芽等生命活动是________的结果。
(4)植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有______，它的成分至少应该含有______、______等。
(5)判断愈伤组织的依据是_____________________________。
【审题导析】　(1)根据实验结果寻找条件，判断不同组织分化所需的条件。(2)掌握植物组织培养的条件。
【精讲精析】　从表中数据可以看出，只有靠细胞分裂素和生长素的共同作用及适当的比例，才能使组织培养过程顺利进行。培养基中必须具备植物激素、无机物(矿质元素)、有机物等营养物质。而愈伤组织的特点是细胞排列疏松而无规则，呈无定形状态。
【答案】　(1)必须有细胞分裂素　细胞分裂素和生长素含量相等
(2)细胞分裂素的含量大于生长素　生长素的含量大于细胞分裂素
(3)1　3　2　4　多种激素共同作用
(4)营养物质　无机物(矿质元素)　有机物
(5)细胞排列疏松而无规则，呈无定形状态
生长素和细胞分裂素的使用对分化的影响
使用顺序
实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素
有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素
细胞既分裂也分化
同时使用
分化频率提高
生长素量与细胞分裂素量比值高
有利于根的分化
生长素量与细胞分裂素量比值低
有利于芽的分化，抑制根的形成
生长素量与细胞分裂素量比值适中
促进愈伤组织的生长
2．为了探究6—BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6—BA和IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表。
回答下列问题：
(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为________和________两类。上述培养基中，6—BA属于________类生长调节剂。
(2)在该实验中，自变量是______________，因变量是______________，自变量的取值范围是________________。
(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是________号培养基。
(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入________(填“6—BA”或“IAA”)。
【解析】　按照植物的需求量，在培养基中加入的无机盐的元素可分为大量元素和微量元素。6—BA是细胞分裂素类生长调节剂，由于该实验探究的是6—BA和IAA对菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，而6—BA的浓度在各实验组中相同，因此实验的自变量是IAA浓度，取值范围是0～0.5
mg·L－1，因变量是再生丛芽外植体的比率及再生丛芽外植体上的丛芽平均数，即表中的m和n。再生外植体数乘以外植体上的丛芽平均数即为丛芽总数，计算可知诱导丛芽总数最少的是1号培养基。在植物组织培养中，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化，细胞分裂素主要促进细胞分裂和分化出不定芽，因此为了诱导生根，培养基中一般不加6—BA(细胞分裂素类生长调节剂)而加入IAA(生长素类生长调节剂)。
【答案】　(1)大量元素　微量元素　细胞分裂素　(2)IAA浓度　再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)　0～0.5
mg·L－1
(3)1　(4)6—BA
1．下列实例中能体现细胞全能性的是(　　)
①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株
②植物用种子繁殖后代
③用烟草组织的单个细胞培养出可育的完整植株
A．①②　　　　　　　
B．①③
C．②③
D．①②③
【解析】　细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育的潜能。其中①和③都是属于由分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的全能性。植物用种子繁殖后代，实际上就是由一个受精卵，通过细胞的增殖和分化发育成新个体，所以是由未经分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程，因此不能体现细胞的全能性。
【答案】　B
2．在工业化大量培养植物试管苗的过程中，一般进行如下操作，则正确的操作顺序是(　　)
①诱导形成芽
②取合适外植体
③诱导形成愈伤组织
④诱导形成未分化状态的细胞
⑤诱导形成根
A．②①③④⑤
B．②④③①⑤
C．②③④①⑤
D．②⑤①④③
【解析】　外植体经过诱导脱分化，形成未分化状态的细胞，进而形成愈伤组织。再分化的诱导应该先诱导生芽，再诱导生根。
【答案】　B
3．如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：
(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素，营养物质包括________和小分子有机物；激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。
(2)此过程要无菌操作，主要是指对__________进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是________。
(3)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因________的结果。
【解析】此题综合考查了植物组织培养过程、所需条件等方面的知识。植物组织培养是用离体的植物组织片段或器官接种到经消毒灭菌的培养基中，培养基含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还有供调节细胞分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育到试管苗，脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件。
【答案】　(1)无机物(或矿质元素)　生长素　(2)培养基　
叶绿素的形成需要光照条件　(3)选择性表达第二节
植物芳香油的提取
一、植物芳香油的特性及提取方法
1．芳香油具挥发性，利用水蒸气可将芳香油携带出来，形成油水混合物；冷却后，油水混合物又会重新分成油层和水层。因此可用蒸馏法进行提取。
2．芳香油易溶于有机溶剂，可将材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸点的有机溶剂中，使芳香油充分溶解后，蒸去低沸点的溶剂，剩下的就是芳香油。因此可用萃取法进行提取。
3．橘子、柠檬、甜橙等植物的果皮中，芳香油的含量较多，可用机械压力直接榨出。因此可用压榨法提取。
二、实验设计
1．玫瑰油的提取
(1)用途：生产名贵香水的重要原料。
(2)方法：蒸馏法。
(3)流程：
鲜玫瑰花＋蒸馏水(1∶4)―→蒸馏―→油水混合物―→分离油层除水玫瑰油。
2．橘皮油的提取
(1)方法：压榨法。
(2)流程：
橘皮漂洗、干燥―→压榨―→过滤(除去固体物和残渣)
①静置(5
d～7
d)→用吸管将上层的橘皮油分离出来。
②将压榨液倒入分液漏斗，静置(5
d～7
d)，排去下层的
沉淀物及水分，即可得到澄清的橘皮油。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、植物芳香油的提取方法
方法
原理
举例
蒸馏法
利用水蒸气将植物芳香油携带出来，再将油水分开
玫瑰油、薄荷油、肉桂油、檀香油等
萃取法
芳香油易溶于有机溶剂，需要新鲜的香花等材料
多数花中的芳香油都可
压榨法
用机械压力榨出
橘子、柠檬等(含油量较高)
二、用蒸馏法提取玫瑰油
1．原理：玫瑰油难溶于水，易溶于有机溶剂能随水蒸气一同蒸馏。
2．操作流程
浸泡花瓣：玫瑰花瓣100
g＋蒸馏水400
mL，浸泡1
h
↓
加热蒸馏：注意：温度太高，时间太短、品质较差。
↓
乳浊液的分离：加入适量的氯化钠(利于分层)静置后排出水
↓
吸收残留的水：加无水硫酸钠
三、其他植物芳香油的提取
1．薰衣草油的提取：具有挥发性，可用蒸馏法。
2．桂花油的提取：易溶于有机溶剂，可用萃取法。
3．橘皮油的提取：含油量高，可用压榨法。
植物芳香油提取方法的选择
　写出下列植物芳香油的提取方法及选择理由：
(1)玫瑰油提取方法__________，理由：__________。
(2)桂花油提取方法__________，理由：__________。
(3)柠檬油提取方法__________，理由：__________。
【审题导析】
【精讲精析】　(1)玫瑰油易挥发，可随水蒸气蒸馏——蒸馏法。
(2)桂花油易溶于四氯化碳等有机溶剂——萃取法。
(3)柠檬油含量较高，可机械压榨——压榨法。
【答案】　(1)蒸馏法　易挥发
(2)萃取法　易溶于有机溶剂
(3)压榨法　含油量较高
提取方法的选择
植物芳香油提取方法的选择要遵循以下原则：
(1)根据芳香植物的情况和芳香油的化学性质选择方法。
(2)根据经济实惠的原则。
(3)根据所需纯度的要求进行选择。
1．某同学发现一种植物，含有一种特殊的芳香物质。当将一小片叶子放入乙醚中一段时间取出，芳香味完全消失，而放入水中则不消失。那么他提取此芳香物质的最佳方法是(　　)
A．萃取法　　　　　
B．压榨法
C．过滤法
D．蒸馏法
【解析】　由题意可知，该芳香物质易溶于有机溶剂(乙醚)，故可用萃取法提取。
【答案】　A
从生物材料中提取特定成分的实验设计与分析
　　
　通过对玫瑰油、橘皮油提取过程的学习，某生物学习小组设计了一个提取茉莉油的工艺流程：
(1)采摘原料：提炼茉莉油的原料是茉莉花，应在盛花期采收，此时，茉莉油的含量较高。
(2)流程：
茉莉花＋水
↓　
蒸馏器―→―→―→油水混合物―→―→乳浊液―→加―→过滤―→茉莉油
A表示______过程，B表示______过程，C表示______，通过C提取出的乳浊液，可能还混有一定的水分，所以要向提取液中加入D________吸水，放置过夜，再过滤除去固体物质，即可得到茉莉油。
【审题导析】　(1)明确提取茉莉油的方法，(2)明确蒸馏法的提取流程。
【精讲精析】　茉莉油的提取与玫瑰油的提取类似，也是从植物花中提取芳香油，而且茉莉油也难溶于水，易挥发，因此整个提取过程只要把提取玫瑰油中的原料改为茉莉花即可，整个的流程不变，还是采用蒸馏法提取。
【答案】　(2)蒸馏　冷凝　分离油层　无水硫酸钠
植物芳香油的提取方法有多种，采用什么方法由植物原料的特点决定。不管采用什么方法都离不开过滤和提纯。
2．玫瑰精油被称为“液体黄金”，其提取方法为(　　)
A．只能用水蒸气蒸馏法
B．可用蒸馏法和压榨法
C．可用蒸馏法和萃取法
D．可用压榨法和萃取法
【解析】　玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂。因此，用玫瑰花提取精油，根据玫瑰花的干湿情况可采用不同的提取方法，鲜玫瑰花可采用水蒸气蒸馏法，干玫瑰花可使用有机溶剂萃取法，一般不采用压榨法。
【答案】　C
1．压榨完橘皮而获得的油水混合物，除去糊状残渣应先用什么过滤(　　)
A．布袋过滤　　　　　
B．滤纸过滤
C．纱布过滤
D．离心
【解析】　将果皮进行机械压榨后得到糊状压榨液，用普通布袋过滤除去固体物和残渣得到油水混合物。
【答案】　A
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具有特殊的植物香味
A．①②③
B．②③④
C．①③④
D．①②④
【解析】　植物芳香油的组成主要包括萜类化合物及其衍生物，易溶于有机溶剂，具有很强的挥发性和特殊的香味。
【答案】　C
3．生物组织中有机物的提取方法有很多种，如蒸馏法、压榨法和萃取法等。
(1)玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料。提取玫瑰精油通常采用水蒸气蒸馏法，其实验流程如下图所示。图中A表示__________过程，B表示________。
(2)橘皮精油是食品、化妆品和香水配料的优质原料，具有很高的经济价值，主要贮藏在橘皮中。若采用水蒸气蒸馏法提取时，橘皮精油的有效成分会发生
________，若采用水中蒸馏法，又会出现________的问题，因此在生产实践中一般采用________法提取。
【解析】　(1)水蒸气蒸馏后，乳浊液经冷凝后形成油水混合物，加入NaCl，增加盐的浓度，从而达到分离油层的目的。
(2)提取橘皮精油时一般采用压榨法，若采用水蒸气蒸馏法，橘皮精油的有效成分会发生部分水解，使用水中蒸馏又会出现原料焦糊的问题。
【答案】　(1)冷凝　分离油层
(2)部分水解　原料焦糊　压榨第一节
蛋白质的提取和分离
一、蛋白质分离提纯技术
常用的蛋白质分离提纯技术包括离心技术、层析技术和电泳技术等。其中电泳技术最为快捷灵敏、简便易行。
二、电泳技术分离蛋白质的原理
1．蛋白质中含有游离的氨基和羧基，是两性电解质，在一定pH条件下带有电荷。
2．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相反的电极方向移动。
3．蛋白质所带的电荷数越多，移动得越快；电荷数相同时，分子量越小，移动越快。
三、结果分析
不同蛋白质的混合溶液经过同一电场电泳后，会在凝胶上形成不同的带纹，每种带纹可能就是一种蛋白质。
四、“血清蛋白的提取和分离”活动程序
1．点样：取新制血清5微升、质量浓度为0.4克/毫升的蔗糖溶液和质量分数为0.1%的溴酚蓝指示剂等体积混匀后，用微量加样器吸取5
μL样品加到电泳样品槽的胶面上。
2．电泳。
3．染色：用质量分数为0.05%的考马斯亮蓝R250染色液对凝胶进行染色。
4．脱色：用体积分数为7%的醋酸溶液对凝胶板进行浸泡漂洗，至底色脱净。
5．制干胶板：将已脱色的凝胶板放在保存液中浸泡3
h～4
h后，放在两层透气的玻璃纸中间自然干燥。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、蛋白质分离提纯的方法
1．蛋白质分离的基本过程
破碎细胞―→抽提(粗制品)―→纯化蛋白质
2．破碎细胞的方法
在分离与纯化蛋白质之前，必须采用适当的方法使蛋白质呈溶解状态释放出来：通常先将生物组织进行机械破碎，再根据细胞的特点，选择不同的破碎细胞方法(常用的有研磨法、超声波法、酶解法)。
3．抽提
细胞破碎后，各种蛋白质被释放出来，再根据蛋白质的不同性质，选择不同的溶剂进行抽提。
4．纯化
(1)原理：纯化主要是指根据蛋白质之间以及蛋白质与其他物质之间在分子大小、溶解度大小、所带电荷的多少、吸附性质等方面存在的差异进行的。
(2)方法：①透析法——分子大小
②离心沉淀法——分子大小、密度大小
③电泳——所带电荷多少
二、“血清蛋白质的分离”实验中应注意的问题
1．由于制备凝胶的丙烯酰胺和双丙烯酰胺具有很强的神经毒性，并且容易被皮肤吸收，因此操作必须在通风橱内或通风处进行。
2.将电泳凝胶片放在考马斯亮蓝R250染色液中染色30
min后，多次更换脱色液至背景清晰。脱色后，可将凝胶浸于保存液中，长期封装在塑料袋内使其不会降低染色强度。为保存永久性记录，可对凝胶进行拍照，或将凝胶干燥成胶片。
电泳的原理及应用
　如图为某些氨基酸在pH为6时进行电泳的结果，请回答：
(1)由图示可知，带正电荷的氨基酸是________，带负电荷的氨基酸是________。请说明理由_____________________________________。
(2)假设谷氨酸和赖氨酸所带电荷数相同，它们到达两极的速度一样吗？为什么？
(3)若把氨基酸换成蛋白质，会出现什么现象？
【审题导析】　解答此题应准确把握以下几点：(1)氨基酸的带电情况，(2)影响电泳速度的因素，(3)可用电泳法分离的物质。
【精讲精析】　氨基酸是一种两性电解质，在一定pH条件下带电荷，作为带电粒子，氨基酸向与其自身所带电荷相反的电极运动，即向正极运动的氨基酸带负电荷，向负极运动的氨基酸带正电荷，在原点不动的氨基酸，所带正电荷和负电荷相等。蛋白质也是一种两性电解质。
【答案】　(1)赖氨酸　谷氨酸　氨基酸是一种两性电解质，在一定pH条件下带电荷，作为带电粒子，在进行电泳时氨基酸向与其自身所带电荷相反的电极方向运动
(2)不一样。进行电泳时，若氨基酸带相同的电荷数，分子量越小，则移动越快。两者分子量不相等，因此，到达两极的速度不同。
(3)蛋白质同氨基酸一样，在一定pH条件下带电荷，也会向与其自身所带电荷相反的电极方向运动。
在电场作用下，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极方向移动。许多重要的生物大分子，如多肽、蛋白质、核酸等都具有可解离基团，都能够对其利用电泳技术分离、鉴定和提纯。
根据血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳图谱示意图判断，所带负电荷最少的球蛋白是(　　)
A．α1－球蛋白　　　　
B．α2－球蛋白
C．β－球蛋白
D．γ－球蛋白
【解析】　根据电泳的原理进行分析。带电粒子在电场中向与其电性相反的电极泳动的现象称为电泳。因此，移动越快的，所带负电荷就越多(点样是在负极)，移动越慢的，所带负电荷就越少。所以γ－球蛋白所带负电荷最少。
【答案】　D
1．关于电泳，下列叙述不正确的是(　　)
A．蛋白质所带的电荷数越多，移动得越快
B．蛋白质所带的电荷数越少，移动得越快
C．电荷数相同时，分子量越大，移动越慢
D．电荷数相同时，分子量越小，移动越快
【解析】　电泳时蛋白质移动的速度与所带电荷，蛋白质分子量大小有关，电荷越多、分子量越小、移动越快。
【答案】　B
2．下列有关电泳现象的叙述，错误的是(　　)
A．相同蛋白质的溶液，经过同一个电场电泳后，会在支持物凝胶上形成相同的带纹
B．不同蛋白质的混合溶液，经过同一个电场电泳后，在支持物凝胶上形成不同的带纹
C．每一种带纹可能就是一种蛋白质
D．每一种带纹一定不是一种蛋白质
【解析】　不同蛋白质的混合溶液，在经过同一个电场电泳后，会在凝胶上形成不同的带纹。不同的蛋白质可以在同一带纹中，同一种蛋白质一定存在于同一带纹中。
【答案】　D
3．关于血清蛋白的提取和分离过程中点样的叙述，正确的是(　　)
A．只用新制血清5
μL点样
B．只用质量浓度为0.4
g/mL的蔗糖溶液点样
C．只用质量分数为0.1%的溴酚蓝指示剂点样
D．用5
μL新制血清、质量浓度为0.4
g/mL的蔗糖溶液和质量分数为0.1%的溴酚蓝指示剂等体积混匀液点样
【解析】　用新制血清5
μL、质量浓度为0.4
g/mL的蔗糖溶液和质量分数为0.1%的溴酚蓝指示剂等体积混匀液点样。
【答案】　D第四节
酶的固定化
一、固定化酶
1．含义
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催化反应。
2．方法
(1)共价键结合法：通过化学反应将酶以共价键结合到尼龙等载体上。
(2)包埋法：将酶包埋到多孔性凝胶中的固定化方法。
(3)物理吸附法。
3．优点
(1)固定化酶的活性稳定，可反复使用；
(2)固定化酶能与反应液分开，制品较易纯化；
(3)工业化生产可实现大批量、连续化、自动化；
(4)极大地降低了生产成本。
4．缺点
需要制备纯净的酶，稍有不慎，酶就会失活。
二、固定化细胞
1．含义
用适当的载体将合成酶的细胞固定起来。
2．优点
比固定化酶更简捷，使用寿命更长。
三、木瓜蛋白酶的固定化操作技术
取尼龙布浸入等体积的CaCl2溶液和甲醇溶液中10
s左右―→盐酸溶液中室温下水解45
min―→蒸馏水冲洗至中性―→室温下放入戊二醛溶液中浸泡20
min―→磷酸缓冲液(pH为7.8)反复洗涤―→木瓜蛋白酶溶液中固定3.5
h，温度为4_℃―→用NaCl溶液洗去多余的蛋白酶。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、酶、固定化酶与固定化细胞的比较
直接使用酶
固定化酶
固定化细胞
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
反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降
优点
催化效率高、耗能低、污染低
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、寿命长
①固定化细胞使用的都是活细胞，因此应提供一定的营养物质。
②固定化细胞由于保证了细胞的完整性，因而酶的环境改变较小，酶活性受外界影响也较小。
二、固定化酶的制备及利用
1．酶的固定化：(1)18.6%的CaCl2溶液和甲醇溶液处理(10
s)，冲洗、吸干。
(2)3.65
mol/L的盐酸水解(45
min)，蒸馏水冲洗至中性。
(3)在5%的戊二醛溶液中浸泡(20
min)。
(4)0.1
mol/L的磷酸缓冲液洗涤，(多次)吸干。
(5)放1
mg/mL的木瓜蛋白酶溶液中(4
℃处理3.5
h)。
　
↓　
2．检验酶的活性：(1)用固定化酶在适宜温度下分解蛋白质(10
min)
(2)用双缩脲试剂检验
↓　　　
3．酶的再利用：用取出的固定化酶再分解蛋白质
细胞的固定化技术
　请参照细胞固定化技术的相关基础知识，完成下列问题。
(1)细胞固定化技术一般采用包埋法固定化，采用该方法的原因是_________。
(2)包埋法固定化是指_________________________。
(3)与固定化酶技术相比，固定化细胞技术的优点是___________。
(4)制备固定化大肠杆菌的步骤为：
①______________________________________________________________；
②______________________________________________________________；
③______________________________________________________________；
④______________________________________________________________。
【审题导析】
　　
【精讲精析】　(1)固定化细胞的方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法，一般来说多采用包埋法固定化，因为个大的细胞难以被吸附或结合，且不易从包埋材料中漏出。
(2)包埋法固定化即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。
(3)与固定化酶技术相比，固定化细胞技术的成本更低，操作更容易。
(4)制备固定化大肠杆菌的程序为：培养大肠杆菌―→与生理盐水和琼脂混合―→琼脂凝固后切块―→用生理盐水和蒸馏水洗净。
【答案】　(1)细胞个大，不易从包埋材料中漏出
(2)将微生物细胞均匀地包埋在琼脂糖凝胶等多孔性载体中
(3)成本更低，操作更容易
(4)①用液体培养基培养大肠杆菌　②取1
mL菌液与8
mL生理盐水和体积分数为2%的琼脂16
mL搅拌均匀　③琼脂凝固后切成小块　④用生理盐水和蒸馏水洗净
固定化细胞的优点
(1)固定化细胞含有一系列的酶，可以催化一系列的反应。
(2)反应的条件较易控制。
(3)使用时间更长。
1．生产酒精时，使用固定化细胞比固定化酶更好，原因不包括(　　)
A．固定化细胞中含有一系列酶(与生产酒精有关)
B．固定化细胞比固定化酶更经济、成本更低
C．固定化细胞需要提供营养物质
D．固定化细胞比固定化酶对环境条件要求低
【解析】　固定化细胞由于有活细胞存在，含有的酶是一系列的酶，对酒精生产更有利，固定化细胞对环境条件的要求更低，生产成本更低。但是需要一定的营养物质。
【答案】　C
固定化酶的应用
　关于固定化酶中的酶的说法正确的是(　　)
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
【审题导析】
【精讲精析】　酶是蛋白质，会出现老化、变性失活现象；作为催化剂，反应前后酶的结构不变，具有专一性和高效性。酶被固定化后，仍然具有这些特性，并且由于固定在载体上，可以反复利用，但不能永远利用。
【答案】　B
固定化酶在工业生产中的应用
(1)固定化酶活性稳定，可反复使用。
(2)固定化酶可用于工业上大规模生产。
(3)用固定化酶生产可实现大批量、连续化、自动化，极大地降低生产成本。
2．关于固定化酶和一般酶制剂应用效果的说法中，错误的是(　　)
A．固定化酶生物活性强，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】　固定化酶只是将酶固定在载体上，活性不变，仍具有蛋白质的特性，可以发生老化、变性、失活等。
【答案】　A
1．下图中所示的酶固定化技术中属于包埋法的一组是(　　)
①　　　
　　②　
③　　　
　④　
A．①②　　　　　　　　
B．①③④
C．①④
D．③④
【解析】　①为吸附法，②为化学结合法，③④为包埋法，③包埋于网格中，④包埋于微胶囊中。
【答案】　D
2．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】　固定化酶只是将酶固定在载体上，仍然具有酶的特点(如专一性)，此外固定化酶还具有易与产物分离、能反复利用等优点。
【答案】　C
3．为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验，流程及结果如下。请回答下列问题：
图1
图2
(1)实验中的海藻酸钠作用是________，CaCl2的作用是________。
(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用________洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24
h后，移动凝胶球，溶液呈绿色，原因是________________。
(3)为探索固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，应选用浓度为____________海藻酸钠制备凝胶球。
(4)图2中空白凝胶球组Zn2＋浓度下降的原因是________。结合图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48
h间Zn2＋浓度下降速度较快的主要原因是____________；72～96
h间Zn2＋浓度下降速度较慢的原因有_________________。
【解析】　(1)绿球藻为单细胞生物，可用包埋法固定化，实验中海藻酸钠的作用是包埋绿球藻。配制好的海藻酸钠溶液需要滴入CaCl2溶液中，与CaCl2反应形成凝胶球，刚形成的凝胶球应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，有利于形成稳定的结构。(2)将固定好的凝胶球用绿球藻的培养液(生理盐水)清洗2～3次，能够洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻的活性。如果包埋绿球藻用的海藻酸钠浓度过低，或形成的凝胶球孔径过大，在培养过程中会有绿球藻从包埋材料中漏出来，使溶液呈绿色。(3)分析图绿球藻数量变化曲线可知，浓度为2.0%的海藻酸钠对绿球藻的包埋效果最好，凝胶球中包埋的绿球藻数量最多，故应选用该浓度的海藻酸钠制备凝胶球。(4)由Zn2＋浓度变化曲线可知，空白凝胶球组Zn2＋浓度下降的原因是凝胶对Zn2＋有一定的吸附作用。培养初期，绿球藻生长(增殖)速度较快，导致Zn2＋浓度下降速度较快；培养后期，由于绿球藻生长(增殖)速度减慢、溶液中Zn2＋浓度较低等，Zn2＋浓度下降速度较慢。
【答案】　(1)包埋绿球藻(包埋剂)　与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)　(2)培养液(生理盐水)　海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)　(3)2.0%　(4)凝胶吸附Zn2＋　绿球藻生长(增殖)速度快　绿球藻生长(增殖)速度减慢，溶液中Zn2＋浓度较低(共9张PPT)
分光光度法与高锰酸钾滴定法的比较
方法名称
分光光度法
高锰酸钾滴定法
原理
直接测定溶质对光的吸收能力来确定溶液的浓度
在酸性条件下，高锰酸钾溶液滴定多余的H2O2
5H2O2＋2KMnO4＋4H2SO4→5O2＋2KHSO4＋8H2O＋2MnSO4
步骤
①配制一系列浓度梯度的标准溶液，测吸光值
②在方格坐标纸上绘出标准曲线
③比色测定待测样品
①在反应中加入过量H2O2，经过一段时间反应
②用标准高锰酸钾溶液滴定多余H2O2
注意事项
①选取特定波长
②比色时，待测样品与标准液绘制标准曲线时操作条件相同
当滴定至红色不变时，标志着滴定达到终点
常用酶制剂的洗涤原理和实例
种类
洗涤原理
洗涤实例
蛋白酶
可将蛋白质水解为易溶解或分散于洗涤液中的多肽或氨基酸
血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢
脂肪酶
把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸
食品的油渍、人体皮脂、口红
淀粉酶
能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等
来自面条、巧克力等的污垢
纤维素酶
使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果
细胞的比较
专题
专题
专题
直接使用酶固定化酶
固定化细胞
酶的
种数种或几种
种
系列酶
价键结
制作
合法、物
埋法
方法
理吸附法
要营养
物质
反应各种物质(大各种物质
底物分子、小分
分子物质
分子
①对环境条
件非常敏感,不利于催
反应物不易与酶接
缺点易失活
化一系列
②难回收,成的酶促反近,尤其是大分子物
质,反应效率下降
高,影响产应
品质
知识络构建
①既能
催化效高反应物接
触,又能
优点耗能低、污
成本低操作容易
与产物分
染低
离②可以
反复利用
专题归纨提升MMM
W目第二节
酶在食品加工中的应用
一、果胶酶及作用
1．未成熟果实较硬的原因
未成熟果实含果胶质较多，果肉结合紧密。
2．果胶酶的分布和获取
(1)果胶酶广泛存在于植物果实和微生物中。
(2)工业上采用曲霉、青霉等微生物发酵来生产果胶酶。
3．果胶酶的作用
果胶酶可以把果胶分解成小分子有机酸，使不溶性的果胶溶解。
二、不同浓度果胶酶对澄清苹果汁出汁率的影响
　本实验的实验程序是制备苹果汁、配制不同浓度的酶液、降解苹果汁、沉淀、记录结果。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、果胶和果胶酶的组成及作用比较
果胶
果胶酶
组成
半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物
多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等
作用
参与细胞壁的组成，不溶于水
将不溶性的果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸
二、探究温度对果胶酶活力的影响
1．实验原理
果胶酶活力受温度影响。处于最适温度时，酶活力最高。在一定范围内，果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活力大小成正比。
2．操作步骤
实验温度
30
℃
35
℃
40
℃
45
℃
50
℃
55
℃
60
℃
65
℃
70
℃
果汁量(mL)
3.注意事项
(1)在混合苹果泥和果胶酶之前进行恒温处理的目的是：保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免混合后的温度变化，确保实验结果的准确性。
(2)通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶的活性的原理是：果胶酶将果胶分解为小分子物质，可通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶能力的大小。
(3)本实验的探究对象是酶的活性，温度作为自变量，属于探究性的定量实验。自变量温度可设置梯度来确定最适值。温度梯度越小，实验结果越精确。
①本实验仍是对照实验(相互对照)，每支试管中苹果泥和果胶酶的用量要严格控制相等。
②严格控制各实验组的pH、操作的程序等。
③在实验过程中被操纵的特定因素或条件称为变量。
三、探究pH对果胶酶活力的影响
1．实验原理
果胶酶的活力受pH影响，其催化作用都有最适pH，在低于或高于此值时，酶活力都会减弱，过酸或过碱则导致酶变性失活。
2．实验步骤
制备苹果泥分装,调pH―→加果胶酶―→反应一段时间―→过滤果汁―→观察、记录、比较果汁量
3．注意事项
(1)本实验是对照实验，其变量是pH。每支试管中加入的苹果泥和果胶酶的量应相等，温度也应相同(可取上一实验测出的最适温度)。
(2)pH梯度调节时可用体积分数均为0.1%的NaOH溶液或HCl溶液。
(3)为了使果胶酶充分地催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物。
(4)可通过比较果汁体积大小来判断酶活性的高低，也可以观察果汁的澄清度来判断果胶酶活性的强弱。
探究果胶酶的特性
　有一瓶酶试剂，由于标签遗失，不能确定其具体成分。为确定其成分，做了如下6组实验：
试管编号
加入物质
条件
现象
1
2
mL水＋10
mL果汁
室温并振荡
无明显变化
2
2
mL该试剂＋10
mL果汁
室温并振荡
果汁变得澄清
3
2
mL该试剂＋10
mL果汁
煮沸后降至室温并振荡
无明显变化
4
2
mL水＋小段滤纸条
室温并振荡
无明显变化
5
2
mL该试剂＋小段滤纸条
室温并振荡
无明显变化
6
2
mL该试剂＋小段滤纸条
煮沸后降至室温并振荡
无明显变化
(1)根据试管2、5可以判断该试剂的成分含有______酶，不含________酶。
(2)对照试管2、3可以说明果胶酶的活力受______影响。
(3)试管2、5说明果胶酶具有________，若要证明其活力随温度变化而变化，应选________号试管继续实验。
(4)果汁生产中，要解决的两个主要问题是：
①______________________________________________________________；
②______________________________________________________________。
【审题导析】　(1)要明确果胶酶的作用和特性。
(2)正确分析实验。
【精讲精析】　室温下，2
mL该试剂能使果汁变澄清，说明该试剂中有果胶酶；在正常情况下2
mL该试剂未能使滤纸条分解，说明该试剂中没有纤维素酶。果胶酶能催化果胶水解，而不能催化纤维素水解，说明酶具有专一性。煮沸冷却后的试剂不能使果汁变澄清，因为高温使酶失去活性。果汁生产中，要解决的两个主要问题，一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。在生产上人们常使用果胶酶和纤维素酶来解决上述问题。
【答案】　(1)果胶　纤维素　(2)温度
(3)专一性　2和3
(4)①果肉的出汁率低，耗时长
②榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀
影响果胶酶活力的因素
(1)温度和pH。
(2)进行实验设计时注意对照实验的设计。
(3)设计酶活力随温度(或pH)变化时应设计一系列梯度变化。
1．果胶酶常在0～4
℃下保存，其原因是(　　)
A．此温度条件下，酶的活性最高
B．此温度条件下，酶变性失活
C．低温可降低酶的活性，但酶不变性失活
D．自然条件下，果胶酶常在0～4
℃下发生催化作用
【解析】　酶的活性受温度的影响。酶都有一个最适温度，但果胶酶的最适温度是45～50
℃，而不是0～4
℃。保存果胶酶时，降低温度，使其活性降低，但酶并不失活，当温度恢复到适宜时，酶的活性也处于最高。
【答案】　C
探究pH对果汁澄清度的影响
　某同学为探究pH对果汁澄清度的影响，进行实验如下：
(1)操作步骤：
①用榨汁机获得苹果汁匀浆，加热钝化酶活性后冷却至50
℃左右
②在1～6号试管中分别加入制备的苹果汁2
mL；
③加完苹果汁后，向各试管中加入相应的缓冲液3
mL，使各试管中反应液的pH依次稳定在3、4、5、6、7、8，分别向1～6号试管中加入果胶酶1
mL，然后进行45
℃恒温水浴；
④5
min后过滤并用量筒测量苹果汁，记录结果。
(2)结果见下表：
试管编号
1
2
3
4
5
6
pH
3
4
5
6
7
8
结果(得率)
68%
75%
85%
75%
62%
60%
请回答：
(1)实验过程选择45
℃恒温是因为只有在恒温条件下，才能排除________对结果的干扰，而45
℃是果胶酶起催化作用的________。
(2)如果反应速度过快，应当对果胶酶做怎样的调整？
__________。
(3)该实验得出的结论是：果胶酶发挥催化作用的最适pH是______，高于或低于此pH，酶的活力______。
(4)在本实验中该同学是否已设计对照实验？哪个因素为自变量？
______________________________________________________________。
(5)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力的高低？
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
【审题导析】
【精讲精析】　该实验是在教材实践案例的基础上，进一步探究pH对苹果汁得率的影响，培养学生的思维发散能力和实验设计能力。在本实验设计之前学生必须对实验设计的思路有一个清晰的认识，必须遵循几个原则：对照原则、单一变量原则等。本实验是探究pH对果汁澄清度的影响，所以单一变量就应是pH，在实验设计时应体现pH的变化梯度，由此可以对照不同的结果来分析最适pH。不同pH之间形成了相互对照，所以本实验中体现了对照原则。果胶酶的作用是将果胶分解为小分子物质，所以苹果汁的体积就在一定程度上反应了酶活性的大小。
【答案】　(1)温度　最适温度
(2)提高果胶酶的稀释倍数
(3)5　逐渐降低
(4)已设计(相互对照)，pH
(5)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映了果胶酶催化分解果胶的能力。在不同的pH下，果胶酶的活性越高，苹果汁的体积就越大
实验中的变量
(1)自变量：也叫实验变量；是实验中所控制的因素和条件。
(2)因变量：也叫反应变量；是由于自变量引起的变化和结果。
(3)无关变量：实验中不设为自变量的变量，也可引起因变量的改变，因此要控制好无关变量。
2．探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活性的影响、果胶酶用量三个实验中，实验变量依次为(　　)
A．温度、酶活性、酶用量
B．苹果泥用量、
pH、果汁量
C．反应时间、酶活性、酶用量
D．温度、pH、果胶酶用量
【解析】　实验变量也称自变量，是指实验者所操纵的因素或条件。反应变量也称因变量，是指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常，实验变量是原因，反应变量是结果。二者具有因果关系。实验的目的就在于获得和解释这种前因后果。
实验一是探究果胶酶的最适温度，温度为实验变量，同理，实验二和三的实验变量为pH和果胶酶用量。
【答案】　D
1．某同学利用果胶酶分解植物组织，它将作用于(　　)
A．细胞核　　　　　
B．细胞质
C．细胞间隙
D．细胞壁及细胞间层
【解析】　果胶存在于细胞壁及胞间层，因此果胶酶只作用于此。
【答案】　D
2．在用果胶酶处理苹果泥时，为了使果胶酶能够充分地发挥催化反应，应采取的措施是(　　)
A．加大苹果泥用量
B．加大果胶酶用量
C．进一步提高温度
D．用玻璃棒不时地搅拌反应混合物
【解析】　使用果胶酶催化苹果泥分解制果汁时，应注意让果胶酶与苹果泥充分混合，方法即用玻璃棒不时地搅拌。
【答案】　D
3．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁和胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。
实验用具和材料：磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布等；苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。
实验方法及步骤：
①将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。
②取7个1
mL洁净烧杯和7支试管并分别编号。
③烧杯中注入等量的苹果泥，试管中注入等量的2%的果胶酶溶液，之后进行下面两种操作：
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：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至4、5、6、…、10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。
(1)请问上述哪一种方法更科学？______________。理由是_______________。
(2)该实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使________________，以减少实验误差。
(3)如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，以横坐标表示pH，纵坐标表示______________(填“果汁体积”或“试管体积”)，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为________。
【解析】　方法二是将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的pH分别调至4、5、6…、10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。这样操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH。否则，由于酶有高效性，在升高或降低pH过程中把果胶分解了，造成错解。实验中玻璃棒搅拌的目的是使酶和果胶充分地接触，以减少实验误差。对于实验结果以坐标图的形式表示，以横坐标表示pH，纵坐标表示果汁体积较恰当。在一定范围内，随着pH的增加，酶的活性增强，果汁体积增大，当超过最适pH后，随着pH的增加，酶的活性减弱，果汁体积减少。
【答案】　(1)方法二
方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH
(2)酶和反应物充分地接触
(3)果汁体积　甲第一节
植物色素的提取
一、植物色素的种类
1．划分依据：溶解性的差异。
2．类别
(1)水溶性色素
①特点：一般易溶于水或酒精，不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂。
②举例：甜菜红色素、花青素等。
(2)脂溶性色素
①特点：一般不溶于水，易溶于酒精、乙醚和氯仿等有机溶剂。
②举例：叶绿素、叶黄素、胡萝卜素、番茄红色素和辣椒红色素等。
二、提取植物色素
1．方法：常用萃取法。
2．过程：用溶剂充分溶解植物材料中的色素后，滤去不溶残渣，经浓缩蒸馏掉溶剂，适度干燥便得到所需色素。
3．对溶剂的要求
(1)该溶剂对色素成分的溶解度要大，对杂质的溶解度要小。
(2)不能与色素成分起化学反应。
(3)易与色素分离，使用安全。
(4)一般情况下，水溶性色素用水作溶剂，脂溶性色素用有机溶剂作溶剂。
三、胡萝卜素的提取
1．步骤
胡萝卜粉碎、干燥―→萃取―→过滤―→浓缩干燥―→鉴定。
2．胡萝卜素粗品的鉴定
用纸层析法鉴定所提取的色素。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、胡萝卜素的提取
1．原理：根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可采取用有机溶剂萃取的方法来提取胡萝卜素。
2．操作流程
胡萝卜―→粉碎―→干燥―→萃取―→过滤―→浓缩―→胡萝卜素
3．萃取剂的选择
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，是水不溶性有机溶剂。
萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的溶点，能够充分溶解胡萝卜素且不与水混溶。另外，还要考虑对人体是否有毒性等安全问题。因乙醚沸点较低，苯和四氯化碳对人有毒性，所以本实验选用石油醚或乙酸乙酯作为萃取剂。
4．影响萃取的因素
主要因素：萃取剂的性质和使用量；次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、温度、萃取时间的长短等。总的来讲，溶解越充分，效果就越好。
5．提取胡萝卜素装置的设计
提取装置：铁架台、酒精灯、水浴锅、烧瓶、冷凝管等。安装顺序仍是由下而上，拆除时相反。
6．操作流程
取胡萝卜粉碎、烘干、研磨成粉―→加入四氯化碳(或醋酸乙酯)―→萃取20
min―→过滤―→浓缩―→得到胡萝卜素
二、用层析法鉴定时应注意的问题及结果分析
1．注意事项
(1)选择干净的滤纸，为防止操作时滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。
(2)点样时应注意点样斑点不能太大(直径应小于0.5
cm)，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互相接触，以免因毛细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。
2．结果分析及评价
(1)如果提取到的胡萝卜素含杂质，则层析后在滤纸上出现多个不同高度的色素点样。
(2)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，可通过颜色的比较，初步确定提取的胡萝卜素的量。
胡萝卜素的性质及提取方法
　图为胡萝卜素的提取装置示意图，回答有关问题：
(1)提取胡萝卜素的实验流程是________→________→萃取→过滤→浓缩。
(2)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这五种有机溶剂中，最适宜用于萃取胡萝卜素的是________，这是因为________________。
(3)一般来说，要想萃取效果好，要保证________________________。
(4)萃取过程应该避免明火加热，采用________加热，其原因是___________。
(5)装置1的名称是________，其作用是______________________。
(6)本实验将提取的胡萝卜素粗品通过________进行鉴定。鉴定时要对________样品和________样品进行点样。如果___________________说明提取胡萝卜素的实验成功。
【审题导析】
【精讲精析】　(1)提取胡萝卜素的步骤是粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩。
(2)萃取剂的选择要注意以下特点：较高的沸点、能够充分溶解萃取物等。
(3)影响萃取的因素有多种，一般情况下，如果原料颗粒小且含水量少，萃取温度高，时间较长，提取的物质就能够充分溶解，萃取的效果就会好一些。
(4)萃取剂容易挥发，如果直接用明火加热，容易引起爆炸，故宜用水浴加热。
(5)装置中的冷凝管具有防止加热时有机溶剂挥发的作用。
(6)可用纸层析法对胡萝卜素进行鉴定，要将标准样品和提取样品进行对比，如果两者的层析带一样，说明胡萝卜素提取成功。
【答案】　(1)粉碎　干燥
(2)石油醚　石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发
(3)原料颗粒小、萃取温度高，时间长
(4)水浴　有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热，容易引起燃烧、爆炸
(5)冷凝管　防止加热时有机溶剂的挥发
(6)纸层析　标准　提取　萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带
胡萝卜素的性质及提取时的注意事项
(1)胡萝卜素可溶于乙醇、丙酮和四氯化碳等，但前两者是亲水性有机溶剂，能与水混溶而影响萃取效果，所以用四氯化碳提取。
(2)萃取的效率取决于萃取剂和原料两方面的关系。
(3)原料要进行胡萝卜颗粒的加热干燥的脱水处理。
回答与胡萝卜素有关的问题：
(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是________(填“α 胡萝卜素”、“β 胡萝卜素”或“γ 胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子________，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为________。胡萝卜素是________(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。
(2)工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，________(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。
(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的________作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是_____________________。
【答案】　(1)β 胡萝卜素　维生素A　夜盲症　非挥发性
(2)需要
(3)乙酸乙酯　萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇为水溶性有机溶剂
1．下列属于水溶性色素的是(　　)
①甜菜红色素　②叶绿素　③花青素　④叶黄素　⑤胡萝卜素　⑥番茄红色素　⑦辣椒红色素
A．①③④⑤⑦　
B．①②
C．①③
D．①②④⑤⑥⑦
【解析】　根据植物色素的溶解性差异，可分为水溶性色素和脂溶性色素两大类。
水溶性色素一般易溶于水或酒精，不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂，如甜菜红色素、花青素等。
脂溶性色素一般不溶于水，易溶于酒精、乙醚和氯仿等有机溶剂，常见有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素、番茄红色素和辣椒红色素等。
【答案】　C
2．实验室在选用溶剂溶解色素时，对溶剂的要求是(　　)
A．要求溶剂对色素成分的溶解度要大，对杂质的溶解度要大
B．要求溶剂对色素成分的溶解度要大，对杂质的溶解度要小
C．要求溶剂对色素成分的溶解度要小，对杂质的溶解度要小
D．要求溶剂对色素成分的溶解度要小，对杂质的溶解度要大
【解析】　实验室的溶剂要求溶剂对色素成分的溶解度要大，使色素充分溶解，对杂质的溶解度要小，杂质不溶解，易过滤、除去。
【答案】　B
3．辣椒红色素色泽鲜艳、具较强的着色能力，日渐成为人们餐桌上的食用色素，口味也好，深受人们喜爱，请参照胡萝卜素提取的过程来设计提取辣椒红色素的实验。
(1)色素特性：辣椒红色素不溶于水，易溶于植物油和酒精，属________色素。
(2)提取方法：萃取法。
(3)步骤及分析
辣椒粉碎、干燥―→________―→______―→浓缩干燥―→辣椒红色素。
①萃取剂可为________。
②除辣椒自身因素外，操作中应控制好________和________，以免影响色素质量。
【解析】辣椒红色素同胡萝卜素一样，为脂溶性色素，故可用有机溶剂萃取获得。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。因此在萃取过程中应特别控制好温度和时间。
【答案】　(1)脂溶性
(3)萃取　过滤　①四氯化碳
②时间　温度(共7张PPT)
微生物技术
测定某种微生物的数量
专题
专题
微生物类群
培养基及类型
微生物的分离
和纯培养
接种及方法
灭菌和消毒
肠杆菌的分离和纯培养
微生物所需的营养物质
物
培养基对微生
物的选择作用选择培养基的配制
养
术
直接计数法
测量方法
间接计数法
测定微生物
的数量
稀释平板计数操作过程
知识络构建
专题归纨提升MMM
W目第一节
微生物的分离和纯培养
一、培养基
1．含义
由于微生物代谢方式的不同，因而对营养物质的需求也是有差异的。根据微生物生长繁殖和代谢的需要，将各种营养物质混合在一起而配制的营养基质。
2．平板培养基
将溶化后的固体培养基基质倒入无菌培养皿中，冷却凝固后制成的培养基。
二、无菌技术
1．目的和要求
在微生物的分离和纯培养中，一定不能有外来的污染性杂菌，所以必须采用无菌技术进行操作。因此，在实验过程中，要对所用的器材、培养基进行严格的灭菌，对工作场所要进行消毒。
2．灭菌和消毒
(1)灭菌：用强烈的理化因素杀死环境或物体内外所有的微生物，常用的方法是高温灭菌法。
(2)消毒：用相对温和的理化方法杀死环境或物体上的病原微生物和有害微生物的营养细胞，常用的方法是射线消毒法和化学药剂消毒法。
三、接种技术
1．含义
把相应的研究对象移入培养基中的过程。
2．分类
在平板培养基上接种的方法有平板划线法、稀释平板涂布法、稀释混合平板法等。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、微生物的概念及特点
1．概念
微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。
2．特点
微生物
微生物
二、微生物的营养及功能
微生物的化学组成成分与其他生物大体相同，也是由C、H、O、N、P、S等元素组成，其中C、H、O、N占细胞干重的90%以上，这些元素最终来自外界环境中的各种无机化合物和有机化合物。这些化合物可归纳成碳源、氮源、生长因子、无机盐和水这五大类营养要素。
营养物质
定义
作用
主要来源
碳源
凡能提供所需碳元素的物质
构成生物体的细胞物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质
无机化合物：CO2、NaHCO3等；有机化合物：糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等
氮源
凡能提供所需氮元素的物质
合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物
无机化合物：N2、NH3、铵盐、硝酸盐；有机化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等
生长因子
生长必不可少的微量有机物
酶和核酸的组成成分
维生素、氨基酸、碱基等
水
在生物体内含量很高，在低等生物体内含量更高
不仅是优良的溶剂而且可维持生物大分子结构的稳定
外界摄入
无机盐　
为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素，包括大量元素
细胞内的组成成分，生理调节物质，某些化能自养菌的能源，酶的激活剂
无机化合物
①微生物最常利用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源是铵盐、硝酸盐。
②在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源，新陈代谢同化作用类型的划分也是根据是否能合成含碳有机物为依据，能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。
③对异养微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物既是碳源又是氮源、能源。
④微生物之所以需要补充生长因子，往往是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。一些天然物质如酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等可为微生物提供生长因子。
三、大肠杆菌的分离方法和实验过程
1．实验原理
微生物的分离与纯化就是将待检测微生物样品通过划线或涂布接种在固体培养基上，样品中的每一个细胞或孢子都可以生长繁殖形成单个菌落。将单个菌落接种到斜面培养基上，经培养后，即可得到一个微生物的纯种。
2．材料用具
培养16～24
h的大肠杆菌(E.coli)培养液，灭菌的牛肉膏蛋白胨琼脂培养基斜面和平板，盛有9
mL无菌水的试管，无菌玻璃涂棒，无菌吸管，接种环等。
3．方法步骤
微生物的分离包括样品稀释、划线或涂布及培养三个步骤。
微生物分离操作流程图
(1)稀释　用1
mL无菌吸管吸取
1
mL大肠杆菌培养液，加入到盛有9
mL无菌水的大试管中，充分混匀，然后用无菌吸管从此试管中吸取1
mL加入另一支盛有9
mL无菌水的试管中，混合均匀，依次制成10－1、10－2、10－3、10－4、10－5、10－6系列稀释度的大肠杆菌稀释液。
(2)划线或涂布
平板划线分离法：在近火焰处，左手拿皿底，右手拿接种环，沾取大肠杆菌培养液在平板上划线，常用的划线方法有交叉划线和连续划线两种(如下图)。交叉划线时，每转一个角度烧一次接种环。划线完毕后，盖上培养皿盖，做好标记。
划线法示意图
涂布分离法：取3个平板，底面分别用记号笔写上10－4、10－5和10－6三种稀释度，然后用无菌吸管分别吸取相应稀释度的稀释液各0.1
mL，放入已标记好的平板上，用无菌玻璃涂棒在培养基表面轻轻地涂布均匀，室温下静置5～10
min，使菌悬液吸附进培养基(如下图)。
涂布法示意图
(3)培养　将划线或涂布接种的平板倒置于培养箱或温室中37
℃培养16～24
h，即可长出单个的菌落。
四、平板划线操作应注意的问题
第一次划线及每次划线之前都需灼烧接种环灭菌，划线操作结束仍需灼烧接种环，每次灼烧目的如下表：
第一次灼烧
每次划线之前灼烧
划线结束灼烧
目的
避免接种环上可能存在的微生物污染培养物
杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，使每次划线的菌种来自上次划线末端
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
①灼烧接种环之后，要等其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。
②划线时最后一区域不要与第一区域相连。
③画线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破。
培养基的营养成分
　下表是某微生物实验室的培养基配方。据表回答：
编号
成分
含量
①
(NH4)2SO4
0.4
g
②
KH2PO4
4.0
g
③
FeSO4
0.5
g
④
CaCl2
0.5
g
⑤
H2O
100
mL
(1)上表中培养基可培养的微生物类型是________。
(2)此培养液能否用于植物的无土栽培？________，理由是__________，若用于无土栽培，还应注意培养液中________的含量。
(3)若除去①，加入(CH2O)，该培养基可用于培养__________。
【解析】　培养基中未提供碳源，据此可判定该生物应为自养型，但对植物来说，无土栽培时所用培养液必须是全素培养液(即含所有必需元素)，因此，该培养液不可直接用于植物的无土栽培。从培养基中除去(NH4)2SO4(氮源)，加入(CH2O)(有机碳源)，该培养基可用于培养固氮微生物。
【答案】　(1)自养型微生物
(2)不能　缺乏Mg等矿质元素　氧气
(3)固氮微生物
自养微生物和异养微生物的营养比较
微生物
自养型微生物
异养型微生物
碳源
CO2、NaHCO3
糖类、脂肪酸等
氮源
NH3、铵盐、硝酸盐等
铵盐、硝酸盐、蛋白质等
生长因子
一般不需要
有些种类需要
举例
硝化细菌
乳酸菌
1．关于培养基配制的说法不正确的是(　　)
A．配制的培养基需要进行灭菌
B．微生物的适应性强，配制培养基时可以不考虑pH
C．虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有碳源、氮源、水和无机盐
D．配制培养基时要注意各种养分的浓度和比例
【解析】　pH影响微生物的生长、代谢和繁殖，因此配制培养基时pH一定要适宜。
【答案】　B
微生物的纯化
　氯苯化合物是重要的有机化工原料，不易降解，会污染环境。某研究小组依照下列实验方案(如图)筛选出能高效降解氯苯的微生物SP1菌，培养基配方如表。
图a
表b　培养基的组成
液体培养基
蛋白胨
牛肉膏
氯苯
氯化钠
硝酸铵
无机盐(无碳)
蒸馏水
Ⅰ号
10
g
5
g
5
mg
5
g
—
—
1
L
Ⅱ号
—
—
50
mg
5
g
3
g
适量
1
L
Ⅲ号
—
—
20～80
mg
5
g
3
g
适量
1
L
下列有关说法正确的是(　　)
A．图中有筛选作用的只有Ⅱ号培养基
B．Ⅱ号、Ⅲ号培养基中无碳源只能培养自养微生物
C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号培养基中氯苯含量逐渐增加，是为了逐步选择降解氯苯能力强的微生物
D．微生物中原来就存在能降解氯苯的SP1菌，因此可以直接用Ⅲ号培养基进行一次性选择
【审题导析】
【精讲精析】　Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号培养基都对SP1菌有筛选作用；从培养基配方可以看出，Ⅱ、Ⅲ号培养基的碳源为氯苯；Ⅲ号培养基中氯苯的含量太高，直接使用，可能无法得到SP1菌(自然状态下具高效降解能力的变异很少)。
【答案】　C
2．上题将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的Ⅲ号培养基中培养，得到生长曲线(如下图)，下列叙述不正确的是(　　)
A．随着氯苯含量升高，SP1菌体数增多
B．在20
mg/L氯苯的培养基中菌体数最先达到最高
C．氯苯为SP1菌提供碳源
D．SP1菌在只含氯苯的培养基中就可以生长
【解析】　培养基中除了含有氯苯外，还应含有氮源、无机盐等营养物质。
【答案】　D
1．据食品产业网报道，近些年出现的一种膨化食品，合格率仅为76.2%，这两年不断有名牌企业出现食品质量问题，其主要原因大部分为铝含量超标，以及微生物超标。下列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、植物界的其他生物
C．微生物的结构简单到没有细胞核
D．微生物的结构简单到没有细胞结构
【答案】　B
2．有关平板划线法操作的叙述不正确的是(　　)
A．第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物
B．每次划线前，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种
C．在每一区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于菌液
D．划线结束后，灼烧接种环，能及时杀死接种环上的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者
【解析】　在用平板划线法分离大肠杆菌的实验中，接种环取菌种前灼烧的目的是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物。以后每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线后残留的菌种；划线结束后仍需灼烧接种环，是为了避免细菌污染环境和感染操作者。从第二次划线开始，每次划线时接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端。
【答案】　C
3．空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：
①配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；
②制作无菌平板；
③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；
④将各组平板置于37
℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题：
(1)该培养基中微生物所需的氮来源于__________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________。　
(2)步骤③中，实验组的操作是______________________。
(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。
【解析】　(1)牛肉膏和蛋白胨中均含有氮元素，因此微生物所需的氮来源于牛肉膏和蛋白胨。若要完成步骤②，需要进行倒平板操作，用到的是固体培养基，所以培养基中要有琼脂。(2)该实验的空白对照组为不进行处理的无菌平板，实验组的操作为将各无菌平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露相同时间。(3)若空白对照组的平板上出现了菌落，说明实验过程中出现了污染现象。
【答案】　(1)牛肉膏、蛋白胨　琼脂　(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间　(3)污染第二节
食品安全的评估
一、食品安全性
1．含义：食品安全性是指食品中不应含有可能损害人体健康的有害、有毒物质或因素，从而消除对消费者及其后代健康造成危害的隐患。
2．内容：微生物致病、自然毒素、环境污染物、人为加入到食物链中的有害化学物质、营养失控和其他不确定的饮食风险。
二、亚硝酸盐的常识
1．亚硝酸盐包括亚硝酸钠和亚硝酸钾，为白色或微蓝色的结晶或颗粒状粉末，味微咸，易溶于水。
2．少量的亚硝酸盐不会在人体内蓄积，可随尿液排出。但人体一次性误食工业用亚硝酸盐0.3～0.5_g，就可能引起中毒；当一次性食用总量超过3_g，则可能导致死亡。
3．亚硝酸盐在酸性条件下与对氨基苯磺酸重氮化后，再与α—萘胺反应生成紫红色溶液。将经过反应显色后的待测样品与标准液比色，即可定量计算出样品中的亚硝酸盐含量。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、亚硝酸盐
1．物理性质：亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂(一般用作防腐剂)。
2．分布：在自然界中，亚硝酸盐分布广泛。据统计，蔬菜中亚硝酸盐的平均含量约为4
mg/kg，咸菜中亚硝酸盐的平均含量在7
mg/kg以上，而豆粉中的平均含量可达10
mg/kg。
3．对人体的影响：膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但是，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5
g时，会中毒；当摄入总量达到3
g时，会引起死亡。膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿液排出，只有在特定条件下(适宜的pH、温度和特定的微生物作用)，才会转变成致癌物质——亚硝胺。亚硝胺具有致癌、致畸等作用。
4．要求标准：我国卫生标准规定，亚硝酸盐的残留量在肉制品中不得超过30
mg/kg，酱腌菜中不得超过20
mg/kg，而婴儿奶粉中不得超过2
mg/kg。
亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中携带氧的低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。
亚硝酸盐在pH＝3，温度适宜和一定微生物的作用下转变成致癌物质亚硝胺，因此，霉变的食品亚硝胺可增数十倍至数百倍。
二、泡菜中亚硝酸盐含量测定的实验
1．研究目的：学习测定亚硝酸盐含量的方法。
2．推荐器材：泡菜，亚硝酸钠、氨水，七水合硫酸锌，浓盐酸，氢氧化钠，对氨基苯磺酸，N 1 萘基乙二胺，pH试纸，量筒，容量瓶，烧杯，移液管，比色管，试管架，托盘天平，榨汁机等。
3．研究指导：(1)问题与假设：小组查阅有关食物中亚硝酸盐的产生过程及其危害的资料，提出测定泡菜中亚硝酸盐含量的问题。针对问题，作出相应的假设。
(2)设计与实验：根据问题与假设，小组讨论并设计测定泡菜中亚硝酸盐含量的方案。
①配制试剂(实验用水应为蒸馏水，试剂应为分析纯试剂)：
氯化铵缓冲液：1
L容量瓶中加入500
mL水，准确加入20
mL浓盐酸，振荡混合均匀，准确加入50
mL氨水，用水稀释至刻度。必要时用稀盐酸和稀氨水溶液将pH调至9.6～9.7。
硫酸锌溶液(67
g/L)：称取120
g七水合硫酸锌，用水溶解，并稀释至1000
mL。
氢氧化钠溶液(20
g/L)：称取20
g氢氧化钠，用水溶解，并稀释至1000
mL。
对氨基苯磺酸溶液(10
g/L)：称取10
g对氨基苯磺酸，溶于700
mL水和300
mL冰乙酸中，置棕色瓶中混合均匀，室温保存。
N 1 萘基乙二胺溶液(1
g/L)：称取0.1
g
N 1 萘基乙二胺，加入质量分数为60%的乙酸溶解并稀释至100
mL，混合均匀后，置于棕色瓶中，在冰箱中保存，一周内稳定。
显色剂：临用前，将N 1 萘基乙二胺溶液(1
g/L)和对氨基苯磺酸溶液(10
g/L)等体积混合。
亚硝酸钠标准溶液：准确称取250.0
mg于硅胶干燥器中干燥24
h后的亚硝酸钠，加水溶解移入500
mL的容量瓶中，加100
mL氯化铵缓冲液，再加水至刻度，混合均匀，在4
℃避光条件下保存。
亚硝酸钠标准使用液：临用前，吸取亚硝酸钠标准溶液1
mL，置于50
mL的容量瓶中，加水稀释至刻度，此溶液每毫升相当于10.0
μg亚硝酸钠。
②样品处理：称取样品泡菜约100
g，经榨汁机粉碎(下图)过滤，加70
mL水和12
mL氢氧化钠溶液(20
g/L)；混合均匀后用氢氧化钠溶液(20
g/L)将样品pH调至8.0，定量转移至200
mL的容量瓶中加10
mL硫酸锌溶液，混合均匀；如不产生白色沉淀，再补加2～5
mL氢氧化钠溶液，混合均匀。将样品置于60
℃水浴中加热10
min，取出后冷却至室温，加水至刻度，再次混合均匀。放置0.5
h，用滤纸过滤，收集滤液备用。
③配制系列亚硝酸钠标准溶液。吸取0.5
mL、1.0
mL、1.5
mL、2.0
mL、2.5
mL、3.0
mL亚硝酸钠标准使用液(相当于5
μg、10
μg、15
μg、20
μg、25
μg、30
μg亚硝酸钠)，分别加入6支50
mL的比色管，再加入显色剂至标线；再取一支50
mL的比色管作为空白对照。在各比色管中分别加入2.0
mL对氨基苯磺酸溶液，混合均匀后静置3
min，再分别加入1.0
mL的N 1 萘基乙二胺溶液，添加蒸馏水使各比色管内溶液总体积为50
mL，混合均匀后观察亚硝酸钠溶液颜色的梯度变化(下图)。
亚硝酸钠标准显色液
④样品测定：吸取20
mL备用滤液移入50
mL的带塞比色管中，分别加入对氨基苯磺酸溶液和N 1 萘基乙二胺溶液，并定容至50
mL，混合均匀，静置15
min后，观察样品颜色的变化，并与标准显色液比较，找出与标准显色液最相近的颜色，记录对应的亚硝酸钠含量。每隔2
d再取样品测定，记录测定结果。
⑤计算亚硝酸盐的含量：
可以按照下列公式计算样品中的亚硝酸盐含量：
X1＝
式中：X1表示样品中亚硝酸盐的含量(mg/kg)；m1表示样品质量(g)；m2表示测定用样液中亚硝酸盐的质量(μg)；V1表示样品处理液总体积(mL)；V2表示测定用样液体积(mL)。
⑥计算算术平均值(有效数保留到小数点后的第2位)。
泡菜制作过程中亚硝酸盐含量测定及影响因素分析
　某同学在泡菜腌制过程中每隔3～4天测一次亚硝酸盐的含量，其结果如下表：
(1)测定亚硝酸盐的方法是：先让亚硝酸盐在______条件下与________重氮化，再与________反应生成标准显色溶液。最后用待测样品显色后与之对比计算出样品中亚硝酸盐的含量。
(2)在下图中绘出1号坛泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化图。
(3)结合曲线和表中数据分析亚硝酸盐含量变化的原因。
(4)3个泡菜坛亚硝酸盐含量为何有差别？原因何在？在泡菜腌制过程中应如何减少亚硝酸盐的含量？
【审题导析】
【精讲精析】　本实验的亚硝酸盐是在盐酸酸化条件下，发生重氮化反应后才能与显色剂发生反应，然后与已知浓度的标准显色液进行比较，估算出亚硝酸盐的含量。此外，本题解答时应注意分析各种数据的变化趋势，而不是着眼于某一个具体数值。亚硝酸盐的含量变化与腌制的泡菜中杂菌数量有密切的关系，杂菌越多，亚硝酸盐含量越高。
【答案】　(1)酸性　对氨基苯磺酸　α—萘胺
(2)
(3)由于泡菜在开始腌制时，坛内环境有利于杂种细菌的繁殖(包括一些硝酸盐还原菌)，这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。但随着腌制时间的延长，乳酸菌也大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用，使其生长繁殖受到影响，造成泡菜中亚硝酸盐的含量又有所下降。
(4)三个泡菜坛中亚硝酸盐含量，2号坛最小，最多的为3号坛。3号坛亚硝酸盐含量多的原因是泡菜在腌制的过程中被污染。在泡菜腌制过程中要注意腌制时间，控制好温度和食盐用量。
制作泡菜过程中亚硝酸盐的含量变化是(　　)
A．先减少后增加　　
B．先增加后减少
C．逐渐增加
D．逐渐减少
【解析】　在泡菜的腌制过程中，由于坛内硝酸盐还原菌的繁殖，促进硝酸盐还原为亚硝酸盐，但随腌制时间延长，乳酸菌大量繁殖，产生乳酸，抑制硝酸盐还原菌的繁殖，使亚硝酸盐的含量逐渐下降。
【答案】　B
1．下列有关食品安全性问题的叙述，正确的是(　　)
A．安全食品就是指食品中不含致病微生物的食品
B．尽量食用自己喜欢的食品有利于身体健康
C．环境污染物属于现代食品安全性问题
D．检测食品中有害物质就是检测其亚硝酸盐含量
【解析】　安全食品不仅仅是食品中不含致病微生物，也不能含有其他有害物质；饮食应注意营养全面均衡；检测亚硝酸盐含量并不能代表全部有害物质的检测。
【答案】　C
2．亚硝酸盐对人体的危害不包括(　　)
A．一次性大剂量地摄入亚硝酸盐能够引起人组织缺氧中毒死亡
B．亚硝酸盐在适宜环境条件下可以转化为亚硝胺，亚硝胺具有强烈的致癌作用
C．亚硝酸盐能够透过胎盘进入胎儿体内，对胎儿有致畸作用
D．长期食用含微量亚硝酸盐的食品，会引起亚硝酸盐在体内脂肪组织中积累，在达到一定剂量后使人中毒死亡
【解析】　微量的亚硝酸盐可以随尿液排出，不会积累。
【答案】　D
3．已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个实验，实验材料、试剂及用具包括：刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。
回答相关问题：
(1)请完善下列实验步骤：
①标准管的制备：用________和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。
②样品管的制备：用刻度移液管分别吸取一定量的___________，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管。
③将每个________分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅________的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。
(2)如图表示的是泡菜中________________趋势。
(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是________(填“醋酸杆菌”或“乳酸菌”)。
【解析】　(1)在亚硝酸盐的含量测定中，可利用亚硝酸盐与显色剂发生颜色反应，根据颜色的深浅可确定亚硝酸盐含量的多少。用不同浓度的亚硝酸钠标准溶液与显色剂可制成颜色深浅不同的系列标准管，不同颜色深浅对应的亚硝酸钠浓度是已知的；用不同泡制天数的泡菜滤液与显色剂反应，制备一系列的样品管，将样品管的颜色与标准管进行颜色比对，找到与样品管颜色深浅最接近的标准管，所对应的亚硝酸钠浓度即可代表样品管中的亚硝酸盐含量。
(2)图示曲线横轴为时间，纵轴为亚硝酸盐含量，则该曲线表示泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间的变化趋势。
(3)泡菜制作的原理是乳酸发酵，产酸的细菌主要是乳酸菌。
【答案】　(1)①不同浓度亚硝酸钠标准溶液　②不同泡制天数的泡菜滤液　③样品管　最相近(其他合理答案也可)
(2)亚硝酸盐含量随泡制时间的变化(其他合理答案也可)
(3)乳酸菌第一节
发酵与食品加工
一、酒精酿制原理
1．在生产中，利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程，称为发酵。根据发酵过程对氧的需求情况，可分为需氧发酵和厌氧发酵；根据发酵生成的产物，可分为酒精发酵和乳酸发酵等。
2．食品工业中，酒精是采用厌氧发酵法生产的，其原理是：先将淀粉水解成葡萄糖；再利用酵母菌分解葡萄糖生成丙酮酸，然后在厌氧和微酸性条件下，转变成酒精。
二、酵母菌生物学特征
酵母菌属真核生物，代谢类型为兼性厌氧型。
三、醋酸菌生物学特征
醋酸菌属于原核生物，繁殖方式是分裂生殖，新陈代谢类型是需氧型。
四、果醋的制作原理
在果醋制作过程中，若氧气和糖类都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当糖类不足时，将酒精转变成乙醛，再转变为醋酸。
五、发酵工程
1．含义：把微生物发酵与现代工程技术手段相结合，利用微生物的某些特定功能，生产有用的产品或直接把微生物应用于工业生产过程中。
2．优点：提高了原料的利用率，缩短了生产周期，便于机械化生产。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
一、果酒制作的原理
1．酵母菌
(1)酵母菌是单细胞真菌，其细胞大小为1～5
μm×5～30
μm，最长可达100
μm。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。
一种酿酒酵母菌
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：
C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O
在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，反应式如下：
C6H12O62C2H5OH＋2CO2
酒厂用含丰富淀粉的农产品做原料发酵酿酒时，向原料中充入足够空气，目的是让酵母菌进行有氧呼吸，产生大量酵母菌种，当耗尽氧气时，酵母菌进行酒精发酵产生酒精。
(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18～25
℃。
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＝8.0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。
(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。
二、果醋制作的原理
1．醋酸菌
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。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
醋酸菌是一种好氧性细菌，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。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌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
～35
℃。
C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O
三、发酵
1．概念：利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程。
2．分类
据培养基的物理状态分
据生成产物分
发酵条件的控制
　生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋的制作就是生活中常见的例子。如图是果酒制果醋的发酵装置，分析回答：
(1)在果醋发酵过程中，要向发酵瓶中通入空气，原因是____________；制醋过程中，将温度严格控制在30
℃～35
℃，原因是___________________。
(2)在果醋发酵过程中，用______证明是否有醋酸生成。
(3)在果醋的制作中，提供碳源的物质主要是__________________。
【审题导析】　(1)熟练掌握果醋发酵的过程；(2)发酵条件的不同对应的不同产物；(3)发酵产物的检验方法应掌握。
【精讲精析】　本题主要考查果酒和果醋制作的实验流程及所涉及的物质变化和条件控制，对应分析如下：
【答案】　(1)醋酸菌是好氧性细菌　醋酸菌的最适生长温度是30
℃～35
℃
(2)pH试纸检测流出液的pH
(3)葡萄糖或乙醇
微生物发酵过程中，应当严格控制条件，因为发酵条件的不同会直接影响产物。如酿酒时没有密封好，产物将是醋。
1．用下列原料及条件酿酒能得到酒精的是(　　)
选项
原料
菌种
条件
A
葡萄糖
酵母菌
有氧
B
淀粉
醋酸菌
无氧
C
玉米粉
酵母菌
无氧
D
大豆粉
醋酸菌
有氧
【解析】　酿酒需要酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖或淀粉。因此能产生酒精的是C项。
【答案】　C
对发酵影响因素的分析
　苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：
(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的______中进行，其产物乙醇与________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的________中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度________。
(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在________条件下才能完成。
(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________(填“低于”或“高于”)第二阶段的。
(4)醋酸杆菌属于________核生物，其细胞结构中________(填“含有”或“不含有”)线粒体。
【审题导析】
【精讲精析】　(1)图中过程①和②是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。过程③为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为18～25
℃，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为30～35
℃，第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体。
【答案】　(1)细胞质基质　重铬酸钾　线粒体　快　(2)有氧　(3)低于　(4)原　不含有
酵母菌与醋酸菌的比较
酵母菌
醋酸菌
生物学分类
真核生物
原核生物
生活方式
异养兼性厌氧型
异养需氧型
最适生长繁殖温度
20
℃
30
℃～35
℃
主要生殖方式
出芽生殖
二分裂生殖
日常生活应用
酿酒、发面
酿醋
2．上题中若乙同学忘记用夹子夹住进气口和排气口对实验的影响是(　　)
A．无影响　　　　　　
B．产生的酒精增多
C．产生的酒精减少
D．不产生酒精
【解析】　在有氧条件下酵母菌不能进行无氧呼吸，且醋酸菌的生长繁殖快，会产生醋酸。
【答案】　D
1．下列关于酵母菌的叙述，说法错误的是(　　)
A．酵母菌是营异养生活的真菌
B．酵母菌无氧呼吸时能产生乳酸
C．酵母菌在有氧气存在时，能将C6H12O6分解成CO2和H2O
D．酵母菌的无氧呼吸叫发酵
【解析】　酵母菌是真菌，不具有叶绿体，不能合成有机物，属异养生物；酵母菌属兼性厌氧微生物，在无氧条件下进行无氧呼吸，也称酒精发酵，其产物是酒精和CO2。
【答案】　B
2．下列关于果醋的制作，错误的是(　　)
A．果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是一种好氧性细菌，所以在制作过程中需通氧气
B．利用醋酸菌制作果醋要先通风后密闭
C．醋酸菌能将果酒变成果醋
D．当氧气、糖类充足时，醋酸菌可将葡萄中的糖分解成醋酸
【解析】　醋酸菌是好氧性细菌，所以在发酵过程中需要适时地通入氧气；在糖类、氧气充足时，醋酸菌能将葡萄中的糖分解成醋酸；当缺少糖类时，可将酒精转变为乙醛，再将乙醛转变为醋酸。
【答案】　B
3．下列关于中学“腐乳的制作”实验，叙述正确的是(　　)
A．加盐主要是为了调节水分，利于毛霉生长
B．加料酒主要是为了灭菌，避免腐败变质
C．发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌
D．实验室制作的腐乳不宜直接食用
【解析】　加盐主要是为了抑制杂菌的生长，同时也可析出水分，有利于腐乳成形，而不是调节水分，利于毛霉生长，A选项错误；加料酒可以抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的风味，但不能灭菌，B选项错误；在腐乳制作的发酵过程中起主要作用的是毛霉，C选项错误；实验室制作的腐乳因未经质量鉴定，不宜直接食用，D选项正确。
【答案】　D

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