生物選修一必背知識點

高三生物選修一必背知識點

專題一傳統(tǒng)發(fā)技術的應用

課題一果酒和果醋的制作發(fā)酵：通過微生物技術的培養(yǎng)來生產大量代謝產物的過程。2?有氧發(fā)酵：醋酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵?無氧發(fā)酵：酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵3?果酒菌種：附在葡萄皮上的野生型酵母菌（真菌，兼性厭氧，主要出芽生殖還有抱子生殖）4?原理：在有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6+6O2+6H2O^6CO2+12H2O+能量在無氧條件下，酵母菌能進行酒精發(fā)酵。V啓2C2H50H+2C02+能量5?制酒條件：20°C左右最適宜酵母菌繁殖，酒精發(fā)酵時一般將溫度控制在18°C-25°C，發(fā)酵液缺氧呈酸性（酵母菌可以生長繁殖，而其他微生物無法適應這一環(huán)境）在葡萄酒自然發(fā)酵的過程中,起主要作用的是附著在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在發(fā)酵過程中,隨著酒精濃度的提高,紅葡萄皮的色素也進入發(fā)酵液,使葡萄酒呈現深紅色。在缺氧呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數其他微生物都因無法適應這一環(huán)境而受到制約。7?果醋菌種：醋酸菌是單細胞細菌（原核生物），代謝類型是異養(yǎng)需氧型,生殖方式為二分裂。&有兩條途徑生成醋酸：當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；酶當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?。c2h5oh+o2-ch3cooh+h2o9?控制發(fā)酵條件的作用①醋酸菌對氧氣的含量特別敏感，當進行深層發(fā)酵時，即使只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最適生長溫度為30?35C，控制好發(fā)酵溫度，使發(fā)酵時間縮短，又減少雜菌污染的機會。③有兩條途徑生成醋酸：直接氧化和以酒精為底物的氧化。實驗流程：挑選葡萄一沖洗一榨汁一酒精發(fā)酵一果酒（f醋酸發(fā)酵一果醋）酒精檢驗：果汁發(fā)酵后是否有酒精產生，可以用重鉻酸鉀來檢驗。在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應呈現灰綠色。先在試管中加入發(fā)酵液2mL，再滴入物質的量濃度為3mol/L的H2S043滴，振蕩混勻，最后滴加常溫下飽和的重鉻酸鉀溶液3滴，振蕩試管，觀察顏色。5啟g醋酸檢驗：嗅味和品嘗（比較PH）裝置：（1）充氣口制酒時關閉；制醋時，連接充氣泵進行充氣用的，輸入氧氣。（2）排氣口是在酒精發(fā)酵時用來排出二氧化碳的，排氣口長而彎曲的膠管目的是防止空氣中微生物的污染；開口向下的目的是排出酒精發(fā)酵時產生的二氧化碳。（3）出料口是用來取樣檢測。葡萄汁只裝2/3，留1/3空間的目的是讓酵母菌先有氧呼吸進行繁殖。若用瓶子做裝置：制酒時，要每天擰松瓶蓋2—4次，目的是排出二氧化碳，防止氣壓過高引起爆炸；制醋時,將瓶口打開，蓋上紗布。疑難解答：（1）你認為應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？應該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會。（2）你認為應該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？如：要先沖洗葡萄，再除去枝梗；榨汁機、發(fā)酵裝置要清洗干凈，并進行酒精消毒；每次排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。（3）制葡萄酒時，為什么要將溫度控制在18?25C?制葡萄醋時，為什么要將溫度控制在30?35C?溫度是酵母菌生長和發(fā)酵的重要條件。20C左右最適合酵母菌的繁殖。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30?35C，因此要將溫度控制在30?35°C。

課題二腐乳的制作菌種：多種微生物如青霉、酵母，曲霉、毛霉等，主要是毛霉（真菌，代謝類型是異養(yǎng)需氧型，孢子生殖。）傳統(tǒng)作毛霉來自空氣；現代生產將優(yōu)質毛霉菌種直接接種在豆腐上。原理：毛霉等微生物產生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸脂肪酶可將脂肪水解為甘油和脂肪酸。實驗流程：讓豆腐上長出毛霉一加鹽腌制一加鹵湯裝瓶一密封腌制（加鹽之前為前期發(fā)酵，目的是創(chuàng)造條件讓毛霉生長，使毛霉形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。后期發(fā)酵主要是酶與微生物協同作用，生成腐乳的香氣，）將豆腐切成3cmx3cmxlcm的若干塊。所用豆腐的含水量為70%左右，水分過多則腐乳不易成形。毛霉的生長條件：將豆腐塊平放在籠屜內，將籠屜中的控制在15?18°C，并保持一定的溫度。豆腐生長的白毛是毛霉的白色菌絲。1.來自空氣中的毛霉孢子，2.直接接種優(yōu)良毛霉菌種接種生長約5天，加鹽腌制的時間約為8天左右，密封腌制6個月加鹽：逐層加鹽，隨著層數的加高面增加鹽量，接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些，控制鹽的用量（豆腐：鹽=5：1）：鹽的濃度過低，不足以抑制微生物的生長，可能導致豆腐腐敗變質；鹽的濃度過高會影響豆腐乳的口味。食鹽的作用：1.抑制微生物生長，避免腐敗變質2.析出水分，使豆腐變硬鹵湯中酒的含量：12%左右。作用：1.防止雜菌污染2．賦予腐乳風味3．酒精含量過高，對蛋自酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延長；酒精含量過低，不足以抑制微生物生長，導致豆腐腐敗。香辛料的作用：1．調味2．殺菌10?防止雜菌污染的措施：①玻璃瓶，洗凈后用沸水消毒。②加鹵湯后，用膠條將瓶口密封。③封瓶時將瓶口通過精燈的火焰。疑難解答（1）利用所學的生物學知識，解釋豆腐長白毛是怎么一回事？豆腐生長的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴格地說是直立菌絲，在豆腐中還有匍匐菌絲。（2）為什么要撒許多鹽，將長毛的豆腐腌起來？鹽能防止雜菌污染，避免豆腐腐敗。（3）我們平常吃的豆腐，哪種適合用來做腐乳？含水量為70%左右的豆腐適于作腐乳。用含水量高的豆腐制作腐乳，不易成形。（4）吃腐乳時，你會發(fā)現腐乳外部有一層致密的“皮”。這層“皮”是怎樣形成的呢？它對人體有害嗎？它的作用是什么？“皮”是前期發(fā)酵時在豆腐表面上生長的菌絲（匍匐菌絲），對人體無害。它能形成腐乳的“體”，使腐乳成形。課題三制作泡菜菌種：乳酸（代謝類型異養(yǎng)厭氧，包括乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。乳酸桿菌常用于生產酸奶）配制鹽水：水：鹽=4：1；煮沸冷卻（殺菌和去除溶解氧）用水封閉口作用是：保證發(fā)酵的無氧環(huán)境不封閉結果：①有氧會抑制無氧呼吸，②雜菌污染泡菜腌制過程中，要注意控制施制時間、溫度和食鹽用量。溫度過高、食鹽用量過低，腌制時間過短，造成細菌大量繁殖，硝酸鹽會被微生物還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽含量增加。一般在腌制10天后亞酸鹽含量開始降低，故在10天之后食用最好。含抗生素牛奶不能生產酸奶的原因是抗生素殺死或抑制乳酸菌。醋瓶或啤酒瓶內形成的白膜是醋酸菌：泡菜壇內的白膜是酵母菌。亞硝酸鹽為白色粉末，易溶于水，在食品生產中用作食品添加劑。TOC\o"1-5"\h\z&膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康，國家規(guī)定肉制品中不超過30mg/kg，醬腌菜中不超過20mg/kg，嬰兒奶粉中不超過2mg/kg。亞硝酸鹽被吸收后隨尿液排出體外，但在適宜pH、溫度和一定微生物作用下形成致癌物質亞硝胺。亞9?測定亞硝酸鹽含量的原理（比色法）：在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基硝廠\苯磺酸發(fā)生重氮化反應后，與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料，與酸/\已知濃度的標準顯色液目測比較，估算泡菜中亞硝酸鹽含量。鹽|一^卄測定步驟：配定溶液一制備標準顯色液一制備樣品處理液一比色發(fā)酵時間（d）區(qū)別酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵腐乳的制作泡菜的制作微生物酵母菌醋酸菌主要是毛霉乳酸菌溫度18—25°C30-35C15-18C16-26C氧氣無氧有氧有氧無氧代謝類型異養(yǎng)生物兼性厭氧型異養(yǎng)生物需氧型異養(yǎng)生物需氧型異養(yǎng)生物厭氧型專題二微生物的培養(yǎng)與應用課題一微生物的實驗室培養(yǎng)培養(yǎng)基：人們技照微生物對營養(yǎng)物質的不同需求，配制出供其生長殖的營養(yǎng)基質。培養(yǎng)基按物理性質可分為液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基（加入凝固劑瓊脂，在其表面可形成菌落）按照用途，可分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。選擇培養(yǎng)基是指允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基。鑒別培養(yǎng)基是根據微生物的特點，在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學藥品，用以鑒別不同類別的微生物?！究偨Y】培養(yǎng)基的類型及其應用標準培養(yǎng)基類型配制特點主要應用物理性質固體培養(yǎng)基加入瓊脂較多菌種分離，鑒定，計數半固體培養(yǎng)基加入瓊脂較少菌種保存液體培養(yǎng)基不加入瓊脂工業(yè)生產，大量繁殖目的用途鑒定培養(yǎng)基添加某種指示劑或化學藥品菌種的鑒定選擇培養(yǎng)基添加（或缺少）某種化學成分菌種的分離3?培養(yǎng)基的基本成分：水、無機鹽、碳源、氮源等。還要滿足微生物生長對生長因子、PH、特殊營養(yǎng)物質以及氧氣的要求。（1）碳源：能為微生物的代謝提供碳元素的物質。如C02、NaHCO3等無機碳源；糖類、石油、花生粉餅等有機碳源。異養(yǎng)微生物只能利用有機碳源。單質碳不能作為碳源。（2）氮源：能為微生物的代謝提供氮元素的物質。如N2、NH3、N03-、NH+（無機氮源）蛋白質、氨基酸、尿素、2334牛肉膏、蛋白胨（有機氮源）等。只有固氮微生物才能利用％。（3）培養(yǎng)基還要滿足微生物生長對PH、特殊營養(yǎng)物質以及氧氣的要求。例如，培養(yǎng)乳酸桿菌時需要在培養(yǎng)基中添加維生素，培養(yǎng)霉菌時須將培養(yǎng)基的pH調至酸性，培養(yǎng)細菌是需要將pH調至中性或微堿性，培養(yǎng)厭氧型微生物是則需要提供無氧的條件無菌技術：獲得純凈培養(yǎng)物的關鍵是防止外來雜菌的入侵，要注意以下幾個方面：對實驗操作的空間、操作者的衣著和手，進行清潔和消毒。將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進行滅菌。為避免周圍環(huán)境中微生物的污染，實驗操作應在酒精燈火焰附近進行。實驗操作時應避免已經滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。無菌技術除了用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還有什么目的？答：無菌技術還能有效避免操作者自身被微生物感染。消毒指使用較為溫和的物理或化學方法殺死物體表面或內部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。分為煮沸消毒法，巴氏消毒法（不耐高溫的液體），化學藥劑消毒法（如酒精、氯氣、石碳酸等），紫外線消毒法。滅菌是指使用強烈的理化因素殺死物體內外所有的微生物，包括芽孢和孢子。滅菌方法：接種環(huán)、接種針等金屬工具、試管口等使用灼燒滅菌法；吸管、培養(yǎng)皿等玻璃器皿、金屬用具等使用干熱滅菌法，所用器械是干熱滅菌箱；培養(yǎng)基、無菌水等使用高壓蒸汽滅菌法，所用器械是高壓蒸汽滅菌鍋。表面滅菌和空氣滅菌等使用紫外線滅菌法，所用器械是紫外燈。比較項理化因素的作用強度消滅微生物的數量芽抱和抱子能否被消滅消毒較為溫和部分生活狀態(tài)的微生物不能滅菌強烈全部微生物能制作牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基方法步驟：（1）方法步驟：計算、稱量、溶化（包指定容和調PH）,滅菌、倒平板（待培養(yǎng)基冷卻至50°C左右）（2）倒平板操作的步驟：將滅過菌的培養(yǎng)皿放在火焰旁的桌面上，右手拿裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，左手拔出棉塞。右手拿錐形瓶，將瓶口迅速通過火焰。用左手的拇指和食指將培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，右手將錐形瓶中的培養(yǎng)基（約10?20mL）倒入培養(yǎng)皿，左手立即蓋上培養(yǎng)皿的皿蓋。等待平板冷卻凝固，大約需5?10min。然后，將平板倒過來放置，使培養(yǎng)皿蓋在下、皿底在上。倒平板操作的步驟：拔棉塞一瓶口迅速通過火焰一將培養(yǎng)皿打開一條縫，倒培養(yǎng)基（培養(yǎng)的皿蓋始終在手中）冷卻凝周一倒置平板（從此以后一直倒置）平板冷凝后，要將平板倒置的原因：防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。平板劃線法只能得到單個的菌落，不能計數。劃線時不要將最后一區(qū)的與第一區(qū)相連。稀釋涂布平板法不僅能得到單個的菌落，還能計數。稀釋涂布的所有操作都應在火焰附近進行。?倒平板操作的討論培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到50C左右時，才能用來倒平板。你用什么辦法來估計培養(yǎng)基的溫度？提示：可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶，感覺錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時，就可以進行倒平板了。為什么需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？答：通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。平板冷凝后，為什么要將平板倒置？答：平板冷凝后，皿蓋上會凝結水珠。將平板倒置，既可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，又可以避免培養(yǎng)基中的水分過快地揮發(fā)。在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養(yǎng)微生物嗎？為什么？答：空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生，因此最好不要用這個平板培養(yǎng)微生物。純化大腸桿菌（1）微生物接種的方法最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法。（2）平板劃線法是通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作。將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。在數次劃線后培養(yǎng)，可以分離到由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體，這就是菌落。（3）稀釋涂布平板法是將菌液進行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進行培養(yǎng)。分為系列稀釋操作和涂布平板操作兩步。（4）用平板劃線法和稀釋涂布平板法接種的目的是：使聚集在一起的微生物分散成單個細胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落，以便于純化菌種。（5）平板劃線法操作步驟：將接種環(huán)放在火焰上灼燒，直到接種環(huán)燒紅。②在火焰旁冷卻接種環(huán)，并打開棉塞。將試管口通過火焰。④將已冷卻的接種環(huán)伸入菌液中蘸取一環(huán)菌液。將試管通過火焰，并塞上棉塞。⑥左手將皿蓋打開一條縫隙，右手將沾有菌種的接種環(huán)迅速伸入平板內，劃三至五條平行線，蓋上皿蓋。注意不要劃破培養(yǎng)皿。⑦灼燒接種環(huán)，待其冷卻后，從第一區(qū)域劃線的末端開始往第二區(qū)域內劃線。重復以上操作，在三、四、五區(qū)域內劃線。注意不要將最后一區(qū)的劃線與第一區(qū)相連。⑧將平板倒置放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。?平板劃線操作的討論為什么在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環(huán)？在劃線操作結束時，仍然需要灼燒接種環(huán)嗎？為什么？答：操作的第一步灼燒接種環(huán)是為了避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物；每次劃線前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線結束后，接種環(huán)上殘留的菌種，使下一次劃線時，接種環(huán)上的菌種直接來源于上次劃線的末端，從而通過劃線次數的增加，使每次劃線時菌種的數目逐漸減少，以便得到菌落。劃線結束后灼燒接種環(huán)，能及時殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細菌污染環(huán)境和感染操作者。在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷卻后再進行劃線？答：以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。在作第二次以及其后的劃線操作時，為什么總是從上一次劃線的末端開始劃線？答：劃線后，線條末端細菌的數目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細菌的數目隨著劃線次數的增加而逐步減少，最終能得到由單個細菌繁殖而來的菌落。（6）涂布平板操作的步驟：將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。②取少量菌液，滴加到培養(yǎng)基表面。將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃盡后，冷卻8?10s。用涂布器將菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基表面。涂布平板操作的討論涂布平板的所有操作都應在火焰附近進行。結合平板劃線與系列稀釋的無菌操作要求，想一想，第2步應如何進行無菌操作？提示：應從操作的各個細節(jié)保證“無菌”。例如，酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周圍；等等。菌種的保存（1）對于頻繁使用的菌種，可以采用臨時保藏的方法。臨時保藏方法將菌種接種到試管的固體斜面培養(yǎng)基上，在合適的溫度下培養(yǎng)。當菌落長成后，將試管放入4°C的冰箱中保藏。以后每3?6個月，都要重新將菌種從舊的培養(yǎng)基上轉移到新鮮的培養(yǎng)基上。缺點：這種方法保存的時間不長，菌種容易被污染或產生變異。（2）對于需要長期保存的菌種，可以采用甘油管藏的方法。在3mL的甘油瓶中，裝入1mL甘油后滅菌。將1mL培養(yǎng)的菌液轉移到甘油瓶中，與甘油充分混勻后，放在一20°C的冷凍箱中保存。課題二土壤中分解尿素的細菌的分離與計數尿素：是一種重要的農業(yè)氮肥，尿素并不能直接被農作物吸收。只有當土壤中的細菌將尿素分解成氨之后，才能被植物利用。土壤中的細菌之所以能分解尿素，是因為他們能合成脲酶。2?微生物的篩選應用的原理：人為提供有利于目的菌株生長的條件（包括營養(yǎng)、溫度、PH等）同時抑制或阻止其他微生物生長。（1）實驗室中微生物的篩選應用的原理人為提供有利于目的菌株生長的條件（包括營養(yǎng)、溫度、pH等），同時抑制或阻止其他微生物生長。選擇性培養(yǎng)基（1）在微生物學中，將允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基，稱作選擇培養(yǎng)基。（2）配制選擇培養(yǎng)基的依據根據選擇培養(yǎng)的菌種的生理代謝特點加入某種物質以達到選擇的目的。例如，培養(yǎng)基中不加入有機物可以選擇培養(yǎng)自養(yǎng)微生物；培養(yǎng)基中不加入氮元素，可以選擇培養(yǎng)能固氮的微生物；加入高濃度的食鹽可選擇培養(yǎng)金黃色葡萄球菌等。4?測定微生物數量的常用方法：有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計數；（1）稀釋涂布平板法（一般設置3?5個平板，選擇菌落數在30-300的平板進行計數，并取平均值，統(tǒng)計的菌落數往往比活菌的實際數且低，原因是兩個細胞沒分開一起生長為一個菌落）；（2）顯微鏡直接計數法使用血細胞計數板計數，計數結果比實際數高，原因是不能區(qū)分死細胞或活細胞。（3）稀釋涂布平板法統(tǒng)計樣品中活菌的數目的原理當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌。通過統(tǒng)計平板上的菌落數，就能推測出樣品中大約含有多少活細菌。（4）稀釋涂布平板法計算公式：每克樣品中的菌落數=（C/V）M其中，C代表基一稀釋度下平板上生長的平均落數，V代表涂布平板時所用的種釋液的體積（mL）,M代表稀釋倍數。菌落特征：形狀、大小、隆起程度、顏色6?鑒別方法：在以尿素為唯一源的培養(yǎng)基中加入加酚紅指示劑，培養(yǎng)某種細菌后，指示劑變紅（細菌合成的脲酶將尿素分解成氨，pH升高）則可初步鑒定該種細菌能分解尿素。大腸桿菌鑒定方法：在伊紅美藍培養(yǎng)基上培養(yǎng)，大腸桿菌的菌落呈現黑色，還可看到金屬光澤。設置對照（1）設置對照的主要目的是排除實驗組中非測試因素對實驗結果的影響，提高實驗結果的可信度。對照實驗是指除了被測試的條件以外，其他條件都相同的實驗，其作用是比照試驗組，排除任何其他可能原因的干擾，證明確實是所測試的條件引起相應的結果。（2）為了檢測培養(yǎng)基是否有污染：設置的對照組為培養(yǎng)基一樣，接種等量的無菌水或空白對照，如果對照組有菌落生長，說明培養(yǎng)基被雜菌污染。（3）為了檢測培養(yǎng)基是否具有選擇作用：設置的對照組為完全培養(yǎng)基，接種等量的同種菌種，觀察菌落數目，如果選擇培養(yǎng)基的菌落數比對照組少，說明具有選擇作用。實驗設計實驗設計包括實驗方案，所需儀器、材料、用具和藥品，具體的實施步驟以及時間安排等的綜合考慮和安排。(1)土壤取樣：同其他生物環(huán)境相比，土壤中的微生物，數量最大，種類最多。在富含有機質的土壤表層，有更多的微生物生長。從富含有機物、潮濕、pH~7的土壤中取樣。鏟去表層土，在距地表約3?8cm的土壤層取樣。樣品的稀釋：樣品的稀釋程度將直接影響平板上生長的菌落數目。在實際操作中，通常選用一定稀釋范圍的樣品液進行培養(yǎng)，以保證獲得菌落數在30~300之間、適于計數的平板。測定土壤中細菌的數量，一般選用104105106測定放線菌的數量，一般選用103104105測定真菌的數量，一般選用102103104微生物的培養(yǎng)與觀察不同種類的微生物，往往需要不同的培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時間。細菌30?37°C1~2天放線菌25?28°C5?7天霉菌25?28°C3?4天每隔24小時統(tǒng)計一次菌落數目，選取菌落數目穩(wěn)定時的記錄作為結果，這樣可以防止因培養(yǎng)時間不足而導致一樓菌落的數目。一般來說，在一定的培養(yǎng)條件下(相同的培養(yǎng)基、溫度及培養(yǎng)時間)，同種微生物表現出穩(wěn)定的菌落特征。形狀、大小、隆起程度、顏色。疑難解答(1)如何從平板上的菌落數推測出每克樣品中的菌落數？統(tǒng)計某一稀釋度下平板上的菌落數，最好能統(tǒng)計3個平板，計算出平板菌落數的平均值每克樣品中的菌落數=(C/V)*M其中，C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數，V代表涂布平板時所用的稀釋液的體積(ml),M代表稀釋倍數反芻動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為厭氧菌，接觸空氣后會死亡，因此分離其中能分解尿素的微生物除了需要準備選擇培養(yǎng)基外，還應參照厭氧菌的培養(yǎng)方法進行實驗設計。P22兩位同學用稀釋涂布平板法測定同一土壤樣品中的細菌數，在對應稀釋倍數106的培養(yǎng)集中，得到以下兩種統(tǒng)計結果：1.第一位同學在該濃度下涂布了一個平板，統(tǒng)計的菌落數為230；2.第二位同學在該濃度下涂布了三個平板……第一位同學只涂布了一個平板，沒有設置重復組，因此結果不具有說服力。第二位同學考慮到設置重復組的問題，涂布了3個平板，但是，其中1個平板的計數結果與另2個相差太遠，說明在操作過程中可能出現了錯誤，因此，不能簡單地將3個平板的計數值用來求平均值。P22設置對照A同學的結果與其他同學不同，可能的解釋有兩種。一是由于土樣不同，二是由于培養(yǎng)基污染或操作失誤。究竟是哪個原因，可以通過實驗來證明。實驗方案有兩種。一種方案是可以由其他同學用與A同學一樣的土樣進行實驗，如果結果與A同學一致，則證明A無誤；如果結果不同，則證明A同學存在操作失誤或培養(yǎng)基的配制有問題。另一種方案是將A同學配制的培養(yǎng)基在不加土樣的情況下進行培養(yǎng)，作為空白對照，以證明培養(yǎng)基是否受到污染。通過這個事例可以看出，實驗結果要有說服力，對照的設置是必不可少的。課題三分解纖維素的微生物的分離纖維素，一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是地球上含量最豐富的多糖類物質。纖維素與纖維素酶棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產物，木材、作物秸稈等也富含纖維素。纖維素酶是一種復合酶，一般認為它至少包括三種組分，即q酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。在三種酶的協同作用下，纖維素最終被水解成葡萄糖，為微生物的生長提供營養(yǎng)。纖維素分解菌的篩選（1）篩選方法：剛果紅染色法。能夠通過顏色反應直接對微生物進行篩選。（2）剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質形成紅色復合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應。當我們在含有纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時，剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復合物。當纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅－纖維素的復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣，我們就可以通過是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌。分離分解纖維素的微生物的實驗流程土壤取樣-選擇培養(yǎng)（此步是否需要，應根據樣品中目的菌株數量的多少來確定）-梯度稀釋-將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上-挑選產生透明圈的菌落（1）土壤采集選擇富含纖維素的環(huán)境。（2）剛果紅染色法分離纖維素分解菌的步驟倒平板操作、制備菌懸液、涂布平板（3）剛果紅染色法種類一種是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應，另一種是在倒平板時就加入剛果紅。課題延伸對分解纖維素的微生物進行了初步的篩選后，只是分離純化的第一步，為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進行發(fā)酵產纖維素酶的實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種。纖維素酶的測定方法，一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產生的葡萄糖進行定量的測定。疑難解答：（1）為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌？由于生物與環(huán)境的相互依存關系，在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分解菌的含量相對提高，因此從這種土樣中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。（2）將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認為濾紙應該埋進土壤多深？將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對聚集，實際上是人工設置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般應將紙埋于深約10cm左右腐殖土壤中。（3）兩種剛果紅染色法的比較方法一是傳統(tǒng)的方法，缺點是操作繁瑣，加入剛果紅溶液會使菌落之間發(fā)生混雜；其優(yōu)點是這樣顯示出的顏色反應基本上是纖維素分解菌的作用。方法二的優(yōu)點是操作簡便，不存在菌落混雜問題，缺點是由于纖維素和瓊脂、土豆汁中都含有淀粉類物質，可以使能夠產生淀粉酶的微生物出現假陽性反應。但這種只產生淀粉酶的微生物產生的透明圈較為模糊，因為培養(yǎng)基中纖維素占主要地位，因此可以與纖維素酶產生的透明圈相區(qū)分。方法二的另一缺點是：有些微生物具有降解色素的能力，它們在長時間培養(yǎng)過程中會降解剛果紅形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分。（4）為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。專題四酶的研究與應用課題一果膠酶在果汁生產中的作用果膠是植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一。不溶于水，化學本質是半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物。果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶。果膠酶的作用是能夠將果膠分解成半乳糖醛酸。植物、霉菌、酵母菌、細菌均能產生果膠酶。霉菌發(fā)酵產生的果膠酶是食品工業(yè)中使用量最大的酶制劑之一。果膠對果汁制作的影響：影響果汁的出汁率，還會使果汁渾濁。果膠酶的作用：①瓦解植物的細胞壁及胞間層，使榨取果汁變得更容易。②使果汁變澄清。酶的活性是指酶催化一定化學反應的能力。酶活性的高低可以用一定條件下，酶所催化的某一化學反應來表示。酶催化能力高低的衡量標準：酶反應速度用單位時間內、單位體積中反應物的減少量或產物的增加量來表示7?探究影響因素（溫度、pH、酶的抑制劑）對酶活性的影響。因變量（觀察指標）：果汁的體積、果汁越澄清。設計思路：①在一恒定溫度下，通過設置PH梯度，觀察蘋果汁的體積，果汁越多說明果膠酶的活性越高，確定酶催化反應的最適PH。在一恒定的PH下，通過設置溫度梯度，觀察蘋果汁的體積，果汁越多說明果膠酶的活性越高，確定酶催化反應的最適溫度。在一適宜的PH、溫度下，通過設置酶的用量梯度，觀察蘋果汁的體積，確定酶的用量。如果隨著酶的用量增加，過濾到的果汁的體積也增加，說明酶的用量不足；當酶的用量增加到某個值后，再增加酶的用量，過濾到的果汁的體積不再改變，說明酶的用量已經足夠，那么，這個值就是最適用量。注意：（1）探討溫度對酶活性影響時，水果泥與果膠酶應分別保溫再混合保溫（2）為使果膠酶能夠夠充分催化反應，應用玻璃棒不時地攪拌反應混合物課題2探討加酶洗衣粉的洗滌效果加酶洗衣粉是指含酶制劑的洗衣粉，目前常用的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶四類。應用最廣泛的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。脂肪酶可以將脂肪分解成甘油和脂肪酸；蛋白酶可以將蛋白質分解成小分子肽和氨基酸。溫度、酸堿度和表面活性劑都會影響酶的活性，利用基因工程生產出能夠耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高溫度的酶，并且通過特殊的化學物質將酶層層包裹，與洗衣粉的其他成分隔離。這些隔離層遇到水后，很快溶解，包裹在其中的酶能迅速發(fā)揮催化作用。加酶洗衣粉的作用可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷無磷的方向發(fā)展，減少對環(huán)境的污染。課題3酵母細胞的固定化酶：對環(huán)境條件敏感，易失活；溶液中的酶很難回收，不能再次利用，提高了生產成本；反應后的酶會混合在產物中，影響產品質量。固定化酶優(yōu)點：使酶既能與反應物接觸，又能與產物分離；固定在載體上的酶還可以被反復利用。固定化細胞優(yōu)點：成本低，操作更容易，對酶影響小，能同時進行一系列反應。4?固定化酶的應用實例：①能將葡萄糖轉化為果糖的酶是葡萄糖異構酶。固定化酶技術：將酶固定在一種載體上，再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通小孔，而反應溶液卻可以自由出入。生產過程中，將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱，與固定化葡萄糖異構酶接觸，轉化成果糖，從反應柱的下端流出。固定化酶及固定化細胞技術固定化酶和固定化細胞是利用物理或化學方法，將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括包埋法、化學結合法和物理吸附法（對固定酶的作用影響?。?。酶更適合采用后兩種方法固定，而細胞多采用包埋法固定化。這是因為細胞個大，而酶分子很??；個大的細胞難以被吸附或結合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。包埋法固定化細胞即將微生物細胞均勻包埋在不溶于水的多孔性載體中。常用的載體有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。6?固定化酵母細胞的流程：制備固定化酵母細胞一用固定化酵母細胞發(fā)酵制備固定化酵母細胞的實驗步驟酵母菌的活化一配制CaCl2溶液一配制海藻酸鈉溶液（小火間斷加熱并不斷攪拌，防止焦糊，是制作成功的關鍵步驟）一海藻酸鈉溶液與酵母菌細胞混合（冷卻后）一固定化酵母細胞（凝膠珠應黃色，若白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數目較少；若凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高。）用固定化酵母細胞發(fā)酵：固定好的凝膠珠用蒸餾水沖洗2-3次一凝膠珠加入葡萄糖溶液，溫度25°C，時間24h。課題3血紅蛋白的提取和分離1?分離蛋白質的依據一一根據蛋白質的特性（如：相對分子質量的大小），分離不同種類的蛋白質。蛋白質具有各種特性：如分子的形狀和大小、所帶電荷的性質和多少、溶解度、吸附質性和對其他分子的親和力等等，可以用來分離不同種類的蛋白質。分離純化蛋白質的方法——凝膠色譜法2.1概念：凝膠色譜法也稱做分配色譜法，是根據相對分子質量的大小分離蛋白質的有效方法。2.2凝膠：多糖類化合物構成的微小的多孔球體，如葡聚糖、瓊脂糖。2.3凝膠色譜法原理：相對分子質量小的蛋白質容易進入凝膠內部的通道，路程較長，移動速度較慢，而相對分子質量較大的蛋白質無法進入凝膠內部的通道，只能在凝膠外內部移動，路程較短，移動速度較快，從而使相對分子質量不同的蛋白質分子得以分離。鑒定蛋白質純度的原理與方法——電泳3.1電泳：利用各種分子帶電性質的差異及分子本身的的大小、形狀的不同，使帶電分子遷移速度不同，從而實現樣品中各種分子的分離。3.2原理：①許多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解離的基團，在一定的pH下，這些基團會帶上正電荷或負電荷。②在電場的作用下，這些帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動。電泳利用了待分離樣品中各分子帶電性質的差異以及分子本身的大小、形狀的不同，使帶電分子產生不同的遷移速度，從而實現樣品中各種分子的分離。3.3類型：兩種常用的電泳方法是瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳，在測定蛋白質分子量時常用電泳方法為SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳，其中SDS指十二烷基硫酸鈉。蛋白質在聚丙烯酰胺凝膠中的遷移率取決于它所帶凈電荷的多少以及分子的大小等因素，為了消除凈電荷對遷移率的影響，可以在凝膠中加入SDS。SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳SDS作用機理：SDS能與各種蛋白質形成蛋白質-SDS復合物，SDS所帶負電荷的量大大超過了蛋白質分子原有的電荷量。因而掩蓋了不同種蛋白質間的電荷差別，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。用SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白質分子量的方法使用SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白質的分子量時，可選用一組已知分子量的標準蛋白同時進行電泳，根據已知分子量的標準蛋白的電泳區(qū)帶位置，可以測定未知蛋白質的分子量。4?緩沖溶液的作用：在一定范圍內，緩沖溶液能夠抵制外界的酸和堿對溶液pH的影響，維持PH值基本不變。在本課題中使用的緩沖液是20mmol/L的磷酸緩沖液（PH為7.0），利用緩沖液模擬細胞內的PH環(huán)境，保證血紅蛋白正常的結構與功能，便于觀察（紅色）和科學研究（活性）。本實驗的洗脫液與透析液都是使用20mmol/L的磷酸緩沖液（PH為7.0）。5?以血紅蛋白為例，進行提取和分離血紅蛋白的實驗操作一般分為四步：樣品處理一粗分離一純化一純度鑒定。（1）樣品處理：紅細胞的洗滌（①目的：去除雜蛋白；②方法：血液+生理鹽水低速短時離心）一血紅蛋白的釋放（加蒸餾水和40%體積的甲苯，攪拌）一分離血紅蛋白溶液（離心后，試管分4層：從上向下第1層無色透明甲苯層，第2層為白色薄層固體——脂溶性物質的沉淀層，第3層是紅色透明液體——血紅蛋白，第4層為其他雜質的暗紅色沉淀物。濾紙過濾，濾液于分液漏斗中靜置，分出下層的紅色透明液體）（2）粗分離：即透析，目的除去小分子雜質（3）純化：提取的蛋白質進行純化的常用方法是凝膠色譜法分離蛋白質，包括的步驟是凝膠色譜柱的制作+凝膠色譜柱的裝填+樣品的加入和洗脫（4）純度鑒定：常用SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳法。5.操作提示5.1紅細胞的洗滌:洗滌次數、離心速度與離心時間十分重要。洗滌次數過少，無法除去血漿蛋白；離心速度過高和時間過長會使白細胞等一同沉淀，達不到分離的效果。5.2色譜柱填料的處理:商品凝膠是干燥的顆粒，使用前需直接放在洗脫液中膨脹。為了加速膨脹，可以將加入洗脫液的濕凝膠用沸水浴加熱，逐漸升溫至接近沸騰。這種方法不但節(jié)約時間，而且可以除去凝膠中可能帶有的微生物，排除膠粒內的空氣。5.3凝膠色譜柱的裝填在色譜柱中裝填凝膠的時候要盡量緊密，以降低凝膠顆粒之間的空隙。在裝填凝膠柱時，

不得有氣泡存在。氣泡會擾亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分離效果。在凝膠色譜操作過程中，不能發(fā)生洗脫液流干，露出凝膠顆粒的現象。一旦發(fā)生這種情況，凝膠色譜柱需要重新裝填。5.4蛋白質的分離在蛋白質分離過程中，仔細觀察紅色區(qū)帶在洗脫過程中的移動情況。如果紅色區(qū)帶均勻一致的移動，說明色譜柱制作成功。專題六植物有效成分的提取課題1植物芳香油的提取天然香料的來源：植物、動物（麝、靈貓、海貍、抹香鯨）、真菌。植物芳香油的組成：萜類化合物及其衍生物。芳香油的提取方法：蒸餾、壓榨、萃取等。具體采用哪種方法是根據原料的特點（如：沸點高低、在溶劑中的溶解性、揮發(fā)性）來決定。（1）水蒸氣蒸餾法：（玫瑰精油）a原理：水蒸汽可將揮發(fā)性較強的芳香油攜帶出來形成油水混合物，冷卻后水油分層。