1、w= 生物技術實踐專題一傳統發酵技術的應用課題1果酒和果醋的制作1.果酒制作的原理(1)人類利用微生物發酵制作果酒，該過程用到的微生物是 ,它的代謝類型是 ,與異化作用有關的方程有 。生活狀態：進行發酵，產生大量 。(2)果酒制作條件傳統發酵技術所使用的酵母菌的來源是 。酵母菌生長的最適溫度是 ; PH呈;(3)紅色葡萄酒呈現顏色的原因是：酒精發酵過程中，隨著 的提高，紅色葡萄皮的 進 入發酵液，使葡萄酒呈 色。(4)在、的發酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數其它微生物都因無法適應這一環境而受到抑制。2 .果醋的制作原理(1)果醋發酵菌種是 ,新陳代謝類型 。(2)當氧氣和糖源充足時醋酸菌

2、將糖分解成 ,當糖源不足時醋酸菌將 變為 再變成醋酸，其反應式 。3 .操作過程應注意的問題(1)為防止發酵液被污染，發酵瓶要用 消毒。(2)葡萄汁裝入發酵瓶時，要留出大約 的空間。(3)制作葡萄酒時將溫度嚴格控制在 ,時間控制在 d 左右，可通過 對發酵的情況進 行及時的監測。(4)制葡萄醋的過程中，將溫度嚴格控制在 ,時間控制在d ,并注意適時在 充氣。4 .酒精的檢驗(1)檢驗試劑：。(2)反應條件及現象：在 條件下，反應呈現 。5 .制作果酒、果醋的實驗流程挑選葡萄_ _f_JJ果酒果醋P4旁欄思考題1 .你認為應該先洗葡萄還是先除去枝梗，為什么？應該先沖洗葡萄，然后再除去枝梗，以避免

3、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酵液被污染？需要從發酵制作的過程進行全面的考慮，因為操作的每一步都可能混入雜菌。例如：榨汁機、發酵裝置要清洗干 凈；每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。3 .制作葡萄酒時，為什么要將溫度控制在18250C?制作葡萄醋時，為什么要將溫度控制在30350C?溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件。200C左右最適合酵母菌繁殖，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30-3500,因此要將溫度控制在 30350C。4 .制葡萄醋時，為什么要適時通過充氣口充氣？醋酸菌是好氧菌，再將酒精變成醋

4、酸時需要養的參與，因此要適時向發酵液中充氣。P4:A同學：每次排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋；制醋時，再將瓶蓋打開，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發酵。來防止發酵液被污染，因為操作的每一步都可能混入雜菌B同學：分析果酒和果醋的發酵裝置中充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什么排氣口要通過一個長而彎曲 的膠管與瓶身連接？充氣口：是在醋酸發酵時連接充氣泵進行充氣用的；排氣口：是在酒精發酵時用來排出二氧化碳的；出料口：是用來取樣的。排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染。使用該裝置制酒時，應該關 閉充氣口；制醋時，應將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。課題2腐乳的制作

5、1 .制作原理(1) .經過微生物的發酵，豆腐中的蛋白質被分解成小分子的 和，脂肪被分解成 和,因而更利于消化吸收。(2) .腐乳的發酵有多種微生物參與，如 、等，其中起主要作用的 是。它是一種絲狀 ,常見、上。(3) .現代的腐乳生產是在嚴格的 條件下，將優良 菌種直接接種在豆腐上，這樣可以避免其 他菌種的 ，保證產品的質量。2 .腐乳制作的實驗流程：讓豆腐長出 -f_密封腌制。3 .實驗注意事項(1)在豆腐上長出毛霉時，溫度控制在 ,自然條件下毛霉的菌種來自空氣中的 。(2)將長滿毛霉的豆腐塊分層加鹽，加鹽量要隨著擺放層數的加高而 ,近瓶口的表層要 。加鹽的目的是使豆腐塊失水，利于 ,同時

6、也能 的生長。鹽的濃度過 低， 。(3)鹵湯中酒精的含量應控制在 左右，它能 微生物的生長，同時也與豆腐乳獨特的 形成有關。酒精含量過高， ;酒精含量過低， 。香辛料可以調制腐乳 的風味，同時也有(4)瓶口密封時，最好將瓶口 ,防止瓶口污染。 P6旁欄思考題1 .你能利用所學的生物學知識，解釋豆腐長白毛是怎么一回事？豆腐上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 .王致和為什么要撒許多鹽，將長毛的豆腐腌起來？鹽能防止雜菌污染，避免豆腐腐敗。3 .你能總結出王致和做腐乳的方法嗎？讓豆腐長出毛霉一加鹽腌制一密封腌制。P7旁欄思考題1 .我們平常吃的豆腐，哪種適合用來

7、做腐乳？含水量為70%右的豆腐適于作腐乳。用含水量過高的豆腐制腐乳，不易成形。2 .吃腐乳時，你會發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”是前期發酵時在豆腐表面上生長的菌絲(匍匐菌絲) ，它能形成腐乳的“體”，使腐乳成形?！捌ぁ睂θ?體無害。P8練習1 .腌制腐乳時，為什么要隨豆腐層的加高而增加鹽的含量？為什么在接近瓶口的表面要將鹽厚鋪一些？越接近瓶口，雜菌污染的可能性越大，因此要隨著豆腐層的加高增加鹽的用量，在接近瓶口的表面，鹽要鋪厚一 些，以有效防止雜菌污染。2 .怎樣用同樣的原料制作出不同風味的腐乳？(可以不看)在酒和料上作變動紅

8、腐乳：又稱紅方，指在后期發酵的湯料中，配以著色劑紅曲，釀制而成的腐乳。白腐乳：又稱白方，指在后期發酵過程中，不添加任何著色劑，湯料以黃酒、白酒、香料為主釀制而成的腐乳， 在釀制過程中因添加不同的調味輔料，使其呈現不同的風味特色，目前大致包括糟方、油方、霉香、醉方、辣方等品 種。青腐乳：又稱青方，俗稱“臭豆腐”，指在后期發酵過程中，以低度鹽水為湯料釀制而成的腐乳，具有特有的氣 味，表面呈青色。醬腐乳：又稱醬方，指在后期發酵過程中，以醬曲(大豆醬曲、蠶豆醬曲、面醬曲等)為主要輔料釀制而成的腐 乳。課題3制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量1 .乳酸菌代謝類型為 ,在 情況狂下，將葡萄糖分解為乳酸。在自然界中

9、分布廣泛，在、內都有分布。常見的乳酸菌有 和 兩種，其中 常用于生產酸奶。2 .亞硝酸鹽為 ,易溶于 ,在食品生產中用作 。一般不會危害人體健康，但當人體 攝入硝酸鹽總量達 g時，會引起中毒；當攝入總量達到 g時，會引起死亡。在特定的條件下， 如、和 的作用下，會轉變成致癌物質一一亞硝胺，亞硝胺對動物有致畸和致突變作用。3 .泡菜制作大致流程：原料處理一 一裝壇一 一成品(1)配制鹽水：清水和鹽的比例為 ,鹽水 后備用。(2)裝壇：蔬菜裝至 時加入香辛料，裝至 時加鹽水，鹽水要 ,蓋好壇蓋。 壇蓋邊沿水槽中 ，保證壇內 環境。(3)腌制過程種要注意控制腌制的 、和。溫度過高、食鹽用量 不足10

10、%、過短，容易造成 , 。4 .測亞硝酸鹽含量的原理是 。將顯色反應后的樣品與已知濃度的 進行比較，可以大致 出泡菜中亞硝酸鹽的含量。測定步驟：配定溶液一 一 制備樣品處理液一 P9旁欄思考題：為什么含有抗生素的牛奶不能發酵成酸奶？酸奶的制作依靠的是乳酸菌的發酵作用?？股啬軌驓⑺阑蛞种迫樗峋纳L，因此含有抗生素的牛奶不能發酵 成酸奶。P10旁欄思考題：1 .為什么日常生活中要多吃新鮮蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜？有些蔬菜，入小白菜和蘿卜等，含有豐富的硝酸鹽。當這些蔬菜放置過久發生變質(發黃、腐爛)或者煮熟后存 放太久時，蔬菜中的硝酸鹽會被微生物還原成亞硝酸鹽，危害人體健康。2 .為什么泡菜壇內有

11、時會長一層白膜？你認為這層白膜是怎么形成的？形成白膜是由于產膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厭氧微生物，泡菜發酵液營養豐富，其表面氧氣含量也很豐富， 適合酵母菌繁殖。P12練習：2.你能總結果酒、果醋、腐乳、泡菜這幾種發酵食品在利用微生物的種類和制作原理方面的不同嗎？你能總結出傳統 發酵技術的共同特點嗎？果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精發酵，果醋的制作利用的是醋酸菌將酒精轉變成醋酸的代謝，腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶類，泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸發酵。傳統的發酵技術都巧妙的利用了天然菌種，都為特定的菌種提供了良好的生存條件，最終的發酵產物不是單一的 組分，而是成分復雜的混合物。專

12、題二微生物的培養與應用課題1微生物的實驗室培養1 .根據培養基的物理性質可將培養基可以分為 和。2 .培養基一般都含有 、四類營養物質，另外還需要滿足微生物 生長對 、以及 的要求。3 .獲得純凈培養物的關鍵是 。4 .消毒是指滅菌是指5 .日常生活中常用的消毒方法是 ，此外，人們也常使用化學藥劑進行消毒，如用、等。常用的滅菌方法有 、,此外，實驗室里還用 或 進行消毒。6 .制備牛肉膏蛋白月東固體培養基的方法步驟是 ，。7 .微生物接種的方法中最常用的是 和。平板劃線是指。稀釋涂布平板法指。8 .菌種的保藏：(1)臨時保藏：將菌種接種到試管的 ,在合適的溫度下培養， 長成后，放入 冰箱中 保

13、藏，以后每36個月，轉移一次新的培養基。缺點是：保存時間 ,菌種容易被 或產生變異。(2)長期保存方法： 法，放在 冷凍箱中保存。P15旁欄思考題：無菌技術除了用來防止實驗室的培養物被其他外來微生物污染外，還有什么目的？無菌技術還能有效避免操作者自身被微生物感染。P16旁欄思考題：請你判斷以下材料或用具是否需要消毒或滅菌。如果需要，請選擇合適的方法。(1)培養細菌用的培養基與培養皿(2)玻棒、試管、燒瓶和吸管(3)實驗操作者的雙手(1)、(2)需要滅菌；(3)需要消毒。P17倒平板操作的討論1 .培養基滅菌后，需要冷卻到 50 C左右時，才能用來倒平板。你用什么辦法來估計培養基的溫度？可以用手

14、觸摸盛有培養基的錐形瓶，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。2 .為什么需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養基。3 .平板冷凝后，為什么要將平板倒置？平板冷凝后，皿蓋上會凝結水珠，凝固后的培養基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養基表面的水分更好地揮發，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養基，造成污染。4 .在倒平板的過程中，如果不小心將培養基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養微生物嗎？為什么？空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養基上滋生，因此最好不要用這個平板培養微生物。P18平板劃線操作的討論1 .為什么在操作的第一步以及

15、每次劃線之前都要灼燒接種環？在劃線操作結束時，仍然需要灼燒接種環嗎？為什么？操作的第一步灼燒接種環是為了避免接種環上可能存在的微生物污染培養物；每次劃線前灼燒接種環是為了殺死上次劃線結束后，接種環上殘留的菌種，使下一次劃線時，接種環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，能及時殺死接種環上殘留的菌種，避免細菌污染環境和感染操作者。2 .在灼燒接種環之后，為什么要等其冷卻后再進行劃線？以免接種環溫度太高，殺死菌種。3 .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？劃線后，線條末端細菌

16、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。P19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？應從操作的各個細節保證“無菌”。例如，酒精燈與培養皿的距離要合適、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。P20六、課題成果評價1 .培養基的制作是否合格如果未接種的培養基在恒溫箱中保溫12d后無菌落生長，說明培養基的制備是成功的，否則需要重新制備。2 .接種操作是否符合無菌要求如果培養基上生長的菌落的顏色、形

17、狀、大小基本一致，并符合大腸桿菌菌落的特點，則說明接種操作是符合要 求的；如果培養基上出現了其他菌落，則說明接種過程中，無菌操作還未達到要求，需要分析原因，再次練習。3 .是否進行了及時細致的觀察與記錄培養12 h與24 h后的大腸桿菌菌落的大小會有明顯不同，及時觀察記錄的同學會發現這一點，并能觀察到其他一些細微的變化。這一步的要求主要是培養學生良好的科學態度與習慣。P20練習1 .提示：可以從微生物生長需要哪些條件的角度來思考。例如，微生物的生長需要水、空氣、適宜的溫度，食品 保存可以通過保持干燥、真空的條件，以及冷藏等方法來阻止微生物的生長。2 .提示：可以從這三種培養技術的原理、操作步驟

18、等方面分別進行總結歸納。例如，這三種培養技術都需要為培 養物提供充足的營養，但無土栽培技術的操作并不需要保證無菌的條件，而其他兩種技術都要求嚴格的無菌條件。3 .提示：這是一道開放性的問題，答案并不惟一，重點在于鼓勵學生積極參與，從不同的角度思考問題。例如， 正是由于證明了微生物不是自發產生的，微生物學才可能發展成為一門獨立的學科；巴斯德實驗中用到的加熱滅菌的 方法導致了有效的滅菌方法的出現，而這一滅菌原理也適用于食品的保存等。課題2土壤中分解尿素的細菌的分離與計數1 .尿素只有被 分解成 之后，才能被植物吸收利用。選擇分解尿素細菌的培養基特點： 惟一氮源，按物理性質歸類為 培養基。1.1.

19、PCR ()是一種在體外將 。此項技術的自動化，要求使用耐 高溫的DNA聚合酶。3實驗室中微生物的篩選應用的原理是：人為提供有利于 生長的條件(包括 等)，I4 .選擇培養基是指。5 .常用來統計樣品中活菌數目的方法是 。即當樣品的稀釋度足夠高時，培養基表面生長的一 個菌落，來源于樣品稀釋液中的 。通過統計平板上的菌落數，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。為了保 證結果準確，一般選擇菌落數在 _的平板進行計數，計數公式是 。利用稀釋涂布平板法成功統計菌落數目的關鍵是 。 另外，也是測定微生物數量的常用方法。6 . 一般來說，統計的菌落數往往比活菌的實際數目 。這是因為 。因此，統計結果一般用

20、而不是活菌數來表示。7 .設置對照實驗的主要目的是 ,提高實驗結果的可信度。對照實驗 是。滿足該條件的稱為 ,未滿足該條件的稱為 。8 .實驗設計包括的內容有： 、和,具體的實驗步驟以及時間安排等的綜合考慮和安排。9 .不同種類的微生物，往往需要不同的培養 和培養。在實驗過程中，一般每隔 24 小時統計一次菌落數目，選取菌落數目穩定時的記錄作為結果，這樣可以 。10 . 土壤有“ ”之稱，同其他生物環境相比，土壤中微生 物、。11 . 土壤中的微生物約 是細菌，細菌適宜在酸堿度接近 潮濕土壤中生長。土壤中微生物的 數量不同，分離不同微生物采用的 的稀釋度不同。12 . 一般來說，在一定的培養條

21、件下，同種微生物表現出穩定的菌落特征。這些特征包括菌落 的 、和 等方面。13 .在進行多組實驗過程中，應注意做好標記，其目的是 。14 .對所需的微生物進行初步篩選，只是分離純化菌種的第一步，要對分離的菌種進行一步的鑒定，還需要借助 的方法。15 .在細菌分解尿素的化學反應中，細菌合成的 將尿素分解成了 。氨會使培養基的堿性 , PH。因此，我們可以通過檢測培養基 變化來判斷該化學反應是否發生。在以 為唯一氮源的培養基中加入 指示劑。培養某種細菌后，如果PH升高，指示劑將變 ，說明該細菌能夠 。P22旁欄思考題1.想一想，如何從平板上的菌落數推測出每克樣品中的菌落數？答：統計某一稀釋度下平板

22、上的菌落數，最好能統計3個平板，計算出平板菌落數的平均值，然后按課本旁欄的公式進行計算。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的培養集中，得到以下兩種統計結果：1.第一位同學在該濃度下涂布了一個平板，統計的菌落數為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

23、解釋有兩種。一是由于土樣不同，二是由于培養基污染或操作失誤。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基的配制有問題。另一種方案是將A同學配制的培養基在不加土樣的情況下進行培養，作為空白對照，以證明培養基是否受到污染。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。 P24旁欄思考題為什么分離不同的微生物要采用不同的稀釋度？測定土壤中細菌的總量和測定土壤中能分解尿素的細菌的數量，選用的稀釋范圍相同嗎？這是因為土壤中各類微生物的數

24、量（單位：株 /kg）是不同的，例如在干旱土壤中的上層樣本中：好氧及兼性厭氧 細菌數約為2 185萬，放線菌數約為 477萬，霉菌數約為23.1萬。因此，為獲得不同類型的微生物，就需要按不同的 稀釋度進行分離，同時還應當有針對性地提供選擇培養的條件。P25結果分析與評價1 .培養物中是否有雜菌污染以及選擇培養基是否篩選出菌落對照的培養皿在培養過程中沒有菌落生長，說明培養基沒有被雜菌污染。牛肉膏培養基的菌落數目明顯大于選擇 培養基的數目，說明選擇培養基已篩選出一些菌落。2 .樣品的稀釋操作是否成功如果得到了 2個或2個以上菌落數目在 30300的平板，則說明稀釋操作比較成功，并能夠進行菌落的計數

25、。3 .重復組的結果是否一致如果學生選取的是同一種土樣，統計的結果應該接近。如果結果相差太遠，教師需要引導學生一起分析產生差異 的原因。P26練習4 .提示：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基外，還應參照厭氧菌的培養方法進行 實驗設計。課題3分解纖維素的微生物的分離1 .纖維素是 類物質，是自然界中纖維素含量最高的天然產物，此外，木材、作物秸稈等也富含纖維素。2 .纖維素酶是一種 酶，一般認為它至少包括三種組分，即 、和,前兩種 酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖

26、維二糖分解成 。正是在這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，同樣，也可以為人類所利用。3 .篩選纖維素分解菌可以用 法，這種方法能夠通過 直接對微生物進行篩選。 可以與像纖維素這樣的多糖物質形成 ，但并不和水解后的 和 發生這種反應。纖維素分解菌能產生 分解纖維素，從而使菌落周圍形成 。4 .分離分解纖維素的微生物的實驗流程圖如下：_一_一梯度稀釋一 一。5 .為確定得到的菌是否是纖維素分解菌，還學進行 的實驗。纖維素酶的發酵方法有 發酵和 發酵。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 進行定量測定。P28旁欄思考題1 .本實驗的流程與課題 2中

27、的實驗流程有哪些異同？本實驗流程與課題 2的流程的區別如下。課題 2是將土樣制成的菌懸液直接涂布在以尿素為惟一氮源的選擇性培 養基上，直接分離得到菌落。本課題通過選擇培養，使纖維素分解菌得到增殖后，再將菌液涂布在選擇培養基上。其 他步驟基本一致。2 .為什么要在富含纖維素的環境中尋找纖維素分解菌？由于生物與環境的相互依存關系，在富含纖維素的環境中，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境。3 .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境。一般應將紙埋 于深約

28、10 cm左右腐殖土壤中。P29旁欄思考題1 .想一想，這兩種方法各有哪些優點與不足？你打算選用哪一種方法？（兩種剛果紅染色法的比較）方法一是傳統的方法，缺點是操作繁瑣，加入剛果紅溶液會使菌落之間發生混雜；其優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，它們在長時間培養過程中會降解

29、剛果紅形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區分。2 .為什么選擇培養能夠“濃縮”所需的微生物？在選擇培養的條件下，可以使那些能夠適應這種營養條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應這種營養條件的 微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。P29六、課題成果評價1 .培養基的制作是否合格以及選擇培養基是否篩選出菌落：對照的培養基在培養過程中沒有菌落生長則說明培養 基制作合格。如果觀察到產生透明圈的菌落，則說明可能獲得了分解纖維素的微生物。2 .分離的結果是否一致：由于在土壤中細菌的數量遠遠高于真菌和放線菌的數量，因此最容易分離得到的是細菌。但由于所取土樣的環境不同，學生也可能得到真菌和放線菌

30、等不同的分離結果。P30練習3 .答：流程圖表示如下。土壤取樣一選擇培養（此步是否需要，應根據樣品中目的菌株數量的多少來確定）一梯度稀釋一將菌懸液涂布到 有特定選擇作用的培養基上一挑選單菌落一發酵培養專題三植物的組織培養技術課題1菊花的組織培養1 .有某種生物全套 的任何一個活細胞， 都具有發育成 的能力，即每個生物細胞都具有 。 但在生物體的生長發育過程中并不表現出來，這是因為在 條件下，通過基因的 ,構 成不同組織和器官。2 .植物組織培養技術的應用有：實現優良品種的 ;培育 作物；制作 種子；培育作物 以及細胞產物的 等。3 .細胞分化：個體發育中細胞在 上出現 差異的過程。4 .愈傷組

31、織是通過 形成的，其細胞排列 ,高度呈狀態的細胞。5 .植物組織培養的過程可簡單表示為:（脫分化*/傷組織 二（生長）M新個體作材料。6 .材料：植物的種類、材料的 和 等都會影響實驗結果。菊花組織培養一般選擇7 .營養：常用的培養基是 培養基，其中含有的大量元素是 ,微量元素是 有機物有甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等。8 .激素：在培養基中需要添加 和 等植物激素，其 、等都影響結果9 .環境條件：PH 、等環境條件。菊花組培所需 PH為,溫度為,光照條件為 。10 .配制各種母液：將各種成分按配方比例配制成的濃縮液。使用時根據母液的 ，計算用量，并加 稀釋。11 .配制培養基：應加入的

32、物質有瓊脂、 、大量元素、微量元素、有機物和植物激素的母液，并用 定容到 毫升。在菊花組織培養中，可以不添加 ,原因是菊花莖段組織培養比較容易。12 .滅菌：采取的滅菌方法是 。13 .發酵操作13.1 前期準備：用 消毒工作臺，點燃酒精燈。注意所有接種工作都必須在酒精燈旁進行，器械使用前 后都要用火焰灼燒。13.2 接種操作：接種過程中插入外植體時 朝上，每個錐形瓶接種 個外植體。外植體接種與 細菌接種相似之處是 。13.3 培養過程應該放在 中進行，并定期進行消毒，保持適宜的 和。13.4 移栽前應先打開培養瓶的 ,讓其在培養間生長幾日，然后用流水清洗根部培養基。然后將幼苗移植到等環境中生

33、活一段時間，進行壯苗。最后進行露天栽培。課題成果評價（一）對接種操作中污染情況的分析接種34d后，在接種操作中被雜菌污染的培養物會表現出被污染的現象。請學生適時統計污染率，分析接種操作是否符合無菌要求。（二）是否完成了對植物組織的脫分化和再分化觀察實驗結果，看看是否培養出了愈傷組織，記錄多長時間長出愈傷組織。統計更換培養基后愈傷組織進一步分 化成根和芽的比例和時間。（三）是否進行了統計、對照與記錄做好統計和對照，填好結果記錄表，培養嚴謹的科學態度。從實驗的第一步開始就要求學生做好實驗記錄，可以讓學生分組配制不同培養基，如誘導愈傷或直接分化叢芽的培養基，然后做不同配方的比較。（四）生根苗的移栽是

34、否合格生根苗移栽技術的關鍵是既要充分清洗根系表面的培養基，又不能傷及根系。一般使用無土栽培的辦法。培養基 質要提前消毒，可以向培養基質噴灑質量分數為5%勺高鎰酸鉀，并用塑料薄膜覆蓋12 h o掀開塑料薄膜后24 h才能移栽。新移栽的組培苗要在溫室過渡幾天，等壯苗后再定植大田或進行盆栽。學生可以在課后統計自己移栽的成活率，看看移栽是否合格。答案和提示（一）旁欄思考題1 .你能說出各種營養物質的作用嗎？同專題2中微生物培養基的配方相比，MS培養基的配方有哪些明顯的不同？答：微量元素和大量元素提供植物細胞生活所必需的無機鹽；蔗糖提供碳源，同時能夠維持細胞的滲透壓；甘氨 酸、維生素等物質主要是為了滿足

35、離體植物細胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產生的特殊營養需求。微生物培養 基以有機營養為主。與微生物的培養不同，MS培養基則需提供大量無機營養，無機鹽混合物包括植物生長必須的大量元素和微量元素兩大類。2 .你打算做幾組重復？你打算設置對照實驗嗎？答：教師可以安排學生分組，做不同的材料或配方，最后分別匯報成果。但每種材料或配方至少要做一組以上的 重復。設置對照實驗可以取用一個經過滅菌的裝有培養基的錐形瓶，與接種操作后的錐形瓶一同培養，用以說明培養 基制作合格，沒有被雜菌污染。（二）練習1 .答：植物組織培養所利用的植物材料體積小、抗性差，對培養條件的要求較高。用于植物組織培養的培養基同 樣適合于

36、某些微生物的生長，如一些細菌、真菌等的生長。而培養物一旦受到微生物的污染，就會導致實驗前功盡棄， 因此要進行嚴格的無菌操作。2 .答：外植體的生理狀態是成功進行組織培養的重要條件之一。生長旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導脫分化和 再分化。課題2月季的花藥培養1.2.3.4.育被子植物花粉的發育要經歷形成的，因此花粉是 等階段。花粉是由花粉母細胞經過在正常情況下，一個小抱子母細胞可以產生 產生花粉植物的兩種途徑個精子；在一枚花藥中可以產生個花粉。代號自代 脫分化化藥中的化粉 代業八 脫分化花藥中的花粉一叢芽羋匚生根二叢芽移栽5.6.等。誘導花粉植株能否成功及誘導成功率的高低，受多種因素影響，其中影

37、主要因素是： 材料的選擇：從花藥來看，應當選擇（初花期、盛花期、晚花期）的花藥；從花粉來看，應當選擇（四分體期、單核期、雙核期、萌發期）的花粉;從花蕾來看，應當選擇（完全未開放、略微開放、完全盛開）的花蕾。7 .選擇花藥時一般通過 確定花粉發育時期，此時需要對花粉細胞核進行染色，最常用的染色劑是和,它們分別可以將細胞核染成 色和 色。8 .在使用焙花青-銘鈕溶液時，需要首先將花藥用 處理20min。該試劑的配制方法是將按體積比為 的比例混合均勻。9 .消毒后的花蕾，要在 條件下除去花萼、花瓣。剝取花藥時，一是注意不要損傷花藥，原因是;二是要徹底除去花絲，原因是 。10 .剝取的花藥要立刻接種到

38、 上。每個培養瓶接種 個花藥?；ㄋ幣囵B利用的培養基是 培養基， pH為，溫度為 C,幼苗形成之前（需要、不需要）光照。在花藥培養基中，用量最高的激素是 ; 在誘導叢芽或胚狀體培養基中，用量最高的激素是;在誘導生根的培養基中，用量最高的激素11 .培養20-30d后，花藥開裂，長出 或釋放出胚狀體。 前者還要轉移到 上進行分化培養成再生植株；后者要盡快 并轉移到新的培養基上。 通過愈傷組織形成的植株， 常常會出現 的 變化，因而需要鑒定和篩選。課題成果評價（一）選材是否恰當選材是否成功是花藥培養成功的關鍵。學生應學會通過顯微鏡觀察處于適宜發育期的花粉。（二）無菌技術是否過關如果出現了污染現象，說

39、明某些操作步驟，如培養基滅菌、花蕾消毒或接種等有問題。（三）接種是否成功如果接種的花藥長出愈傷組織或釋放出胚狀體，花藥培養的第一步就成功了。要適時轉換培養基，以便愈傷組織 或胚狀體進一步分化成再生植株。答案和提示（一）旁欄思考題為什么花瓣松動會給材料的消毒帶來困難？答：花瓣松動后，微生物就可能侵入到花藥，給材料的消毒帶來困難。（二）練習1 .答：F2代紫色甜玉米的基因型組成可能為 Aasusu或AAsusu。如果運用常規育種方法， 將F2代中的紫色甜玉米 與白色甜玉米（aasusu）進行測交，可以選擇出基因型為 AAsusu純種紫色甜玉米。 但這種方法比較繁瑣， 耗時也較長， 需要至少三年的選

40、種和育種時間。 如果利用花藥培養的技術， 在F1代產生的花粉中就可能有 Asu的組合，再將花粉植 株進行染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的純合體（ AAsusu）。這種方法可以大大縮短育種周期。2 .答：植物組織培養技術與花藥培養技術的相同之處是：培養基配制方法、無菌技術及接種操作等基本相同。兩 者的不同之處在于：花藥培養的選材非常重要，需事先摸索時期適宜的花蕾；花藥裂開后釋放出的愈傷組織或胚狀體 也要及時更換培養基；花藥培養對培養基配方的要求更為嚴格。這些都使花藥培養的難度大為增加。概念：原理：細胞的全能性 基礎：L條件：脫分化再分化菊花的組植物組織培養的基本過程：外植體-愈傷組織胚狀體

41、-幼苗外植體的選擇專題5 DNA和蛋白質技術(一)DNA的粗提取與鑒定1 .實驗原理提取生物大分子的基本思路是。對于DNA的粗提取而言，就是要利用 與、等在物理和化學性質方面的差異，提取DNA去除其他成分。(1) DNA勺溶解性DNAO蛋白質等其他成分在不同濃度的 溶液中溶解度不同，利用這一特點，選擇適當的鹽濃度就能使充分溶解，而使雜質沉淀，或者相反，以達到分離目的。DNA不溶于 溶液，但是細胞中的某些蛋白質則溶于酒精。利用這一原理，可以將DNAW蛋白質進一步的分離。(2) DNA寸酶、高溫和洗滌劑的耐受性蛋白酶能水解，但是對 沒有影響。大多數蛋白質不能忍受6080oC的高溫，而DNA才會變性

42、。洗滌劑能夠瓦解，但對DNA沒有影響。(3) DNA勺鑒定在 條件下，DNA禺會被染成 色，因此二苯胺可以作為鑒定DNA勺試劑。2 .實驗設計(1)實驗材料的選取凡是含有 的生物材料都可以考慮，但是使用 的生物組織，成功的可能性更大。(2)破碎細胞，獲取含 DNA的濾液破碎動物細胞：如在雞血細胞液中加入一定量的,同時用 攪拌，過濾后收集濾液即可。破碎植物細胞(如洋蔥)，需在切碎的洋蔥中加入一定的 和,進行充分的攪拌和研磨，過濾后收集研磨液。加入蒸儲水作用：蒸儲水對于雞血細胞來說是一種 液體，使血細胞,再加上攪拌的機械作用，加速了雞血細胞的破裂(細胞膜和核膜的破裂)，從而釋放出DNA加入洗滌劑的

43、作用是：洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解,有利于 的釋放；加入食鹽的作用是：溶解。如果研磨不充分，會使細胞核內的 釋放不完全，提取的DNAS變,影響實驗結果，導致看不到、用二苯胺鑒定不顯示 等。(3)去除濾液中的雜質方案一：利用 DNA在不同濃度NaCl溶液中 不同，通過控制 去除雜質。方案二：根據酶的專一性，利用木瓜蛋白酶分解,而不分解;方案三：利用 DN府口蛋白質對高溫耐受性的不同，從而使 變性，與 分離。(4) DNA勺析出與鑒定DNA的析出：將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積相等、冷卻的,靜置23min,溶液中會出現,這就是粗提取的DNADNA的鑒定：將白色絲狀物用 的NaCl溶液再溶解

44、，加入 4ml的,混合均勻后，在條件下，溶液被染成色。3.注意事項(1)以血液為實驗材料時，需要加入檸檬酸鈉防止(2)要提取洋蔥等的 DNA寸，加入洗滌劑后，動作要, 否則容易產生大量的泡沫，不利于后續步驟地操作。(3)加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要,以免,導致DNA分子不能形成絮狀沉淀。(4)二苯胺試劑要,否則會影響鑒定的效果。(5)當NaCl溶液濃度低于0.14mol/L時，隨濃度的升高，DNA勺溶解度;當 NaCl溶 液濃度高于0.14mol/L時，隨濃度升高，DNA勺溶解度。專題六 植物有效成分的提取課題1植物芳香油的提取【導學誘思】1 .植物芳香油的來源天然香料的主要來源是 和。動

45、物香料主要來源于麝、靈貓、海貍和抹香鯨等，植物香料的來源更 為廣泛。植物芳香油可以從大約 50多個科的植物中提取。例如，工業生產中，玫瑰花用于提取 ,樟樹樹干用于 提取。提取出的植物芳香油具有很強的 ,其組成也 ,主要包括 及其思考：你能說出一些用于提取某些植物芳香油的器官嗎？并分別可提取哪種芳香油？2 .植物芳香油的提取方法植物芳香油的提取方法有 、和 等。具體采用那種方法要根據植物原料的特點來決定。是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是 。根據蒸儲過程中 的位置，可以 將水蒸氣蒸儲法劃分為 、和。其中，水中蒸儲的方法對于有些原料不適用，如柑橘和檸檬。這是 因為 等問題。因此，柑橘、檸檬芳香

46、油的制備通常使用 法。植物芳香油不僅 ,而且易溶于 ,如石油醒、酒精、乙醛和戊烷等。不適于用水蒸氣蒸儲的原料， 可以考慮使用 法。萃取法是將 的方法。芳香油溶解于有機溶劑后，只需蒸發出有機溶劑，就 可以獲得純凈的 了。但是，用于萃取的有機溶劑必須 , ,否則會影響芳香油的質量。 3、玫瑰精油的提取玫瑰精油是制作 的主要成分，能使人產生愉悅感。由于玫瑰精油化學性質 ，難溶£ 易溶于,能隨 一同蒸儲， 通常采用 法中的 法。 提取玫瑰精油的實驗流程、 、。思考：在提取過程中，如何對乳濁液的處理和玫瑰液的回收？4、橘皮精油的提取從橘皮中提取的 ,主要成分為 ,具有很高的經濟價值。橘皮精油主

47、要儲藏在 部分，由于橘皮 精油的有效成分在用水蒸氣蒸儲時會發生部分水解，使用水中蒸儲法又會產生原料焦糊的問題，所以一般采用 法。具體的流程是 、。實驗案例案例一玫瑰精油的提取5月上、中旬是玫瑰的盛開期，最好是選用當天采摘的鮮玫瑰花。將花瓣用清水沖洗，去掉上面的灰塵等雜質， 瀝干水分。由于玫瑰精油化學性質穩定，從玫瑰花中提取玫瑰精油可采取水中蒸儲法。本實驗的具體操作步驟如下。1 .稱取50 g玫瑰花瓣，放入 500 mL的圓底燒瓶中，加入 200 mL蒸儲水。按教科書圖 6-2所示安裝蒸儲裝置。蒸 儲裝置包括：鐵架臺兩個、酒精燈、石棉網、蒸儲瓶、橡膠塞、蒸儲頭、溫度計、直型冷凝管、接液管、錐形瓶

48、，以 及連接進水口和出水口的橡皮管。所有儀器必須事先干燥，保證無水。整套蒸儲裝置可分為左、中、右三部分，其中 左邊的部分通過加熱進行蒸儲，中部將蒸儲物冷凝，右邊的部分用來接收。安裝儀器一般都按照自下而上、從左到右 的順序。拆卸儀器的順序與安裝時相反。具體安裝順序和方法如下。(1)固定熱源酒精燈。(2)固定蒸儲瓶，使其離熱源的距離如教科書中圖6-2所示，并且保持蒸儲瓶軸心與鐵架臺的水平面垂直。(3)安裝蒸儲頭，使蒸儲頭的橫截面與鐵架臺平行。(4)連接冷凝管。保證上端出水口向上，通過橡皮管與水池相連；下端進水口向下，通過橡皮管與水龍頭相連。(5)連接接液管(或稱尾接管)。(6)將接收瓶瓶口對準尾接

49、管的出口。常壓蒸儲一般用錐形瓶而不用燒杯作接受器，接收瓶應在實驗前稱重，并 做好記錄。(7)將溫度計固定在蒸儲頭上，使溫度計水銀球的上限與蒸儲頭側管的下限處在同一水平線上。2 .蒸儲裝置安裝完畢后，可以在蒸儲瓶中加幾粒沸石，防止液體過度沸騰。打開水龍頭，緩緩通入冷水，然后開 始加熱。加熱時可以觀察到，蒸儲瓶中的液體逐漸沸騰，蒸氣逐漸上升，溫度計讀數也略有上升。當蒸氣的頂端達到 溫度計水銀球部位時，溫度計讀數急劇上升。在整個蒸儲過程中，應保證溫度計的水銀球上常有因冷凝作用而形成的 液滴?？刂普魞Φ臅r間和速度，通常以每秒12滴為宜。蒸儲完畢，應先撤出熱源，然后停止通水，最后拆卸蒸儲裝置，拆卸的順序

50、與安裝時相反。3 .收集錐形瓶中的乳白色的乳濁液，向錐形瓶中加入質量濃度為0.1 g/mL的氯化鈉溶液，使乳化液分層。然后將其倒入分液漏斗中，用分液漏斗將油層和水層完全分開。打開頂塞，再將活塞緩緩旋開，放出下層的玫瑰精油，用接 收瓶收集。向接收瓶中加入無水硫酸鈉，吸去油層中含有的水分，放置過夜。為了更好地將油、水兩層液體分離，操作時應注意正確使用分液漏斗。分液漏斗的使用方法如下。(1)首先把活塞擦干，為活塞均勻涂上一層潤滑脂，注意切勿將潤滑脂涂得太厚或使潤滑脂進入活塞孔中，以免 污染萃取液。(2)塞好活塞后，把活塞旋轉幾圈，使潤滑脂分布均勻。并用水檢查分液漏斗的頂塞與活塞處是否滲漏，確認不 漏

51、水后再使用。(3)將分液漏斗放置在大小合適的、并已固定在鐵架臺上的鐵圈中，關好活塞。將待分離的液體從上部開口處倒 入漏斗中，塞緊頂塞，注意頂塞不能涂潤滑脂。(4)取下分液漏斗，用右手手掌頂住漏斗頂塞并握住漏斗頸，左手握住漏斗活塞處，大拇指壓緊活塞，將分液漏 斗略傾斜，前后振蕩(開始振蕩時要慢)。(5)振蕩后，使漏斗口仍保持原傾斜狀態，左手仍握在漏斗活塞處，下部管口指向無人處，用拇指和食指旋開活 塞，使其釋放出漏斗內的蒸氣或產生的氣體，以使內外壓力平衡，這一步操作也稱做“放氣”。(6)重復上述操作，直至分液漏斗中只放出很少的氣體時為止。再將分液漏斗劇烈振蕩23 min ,然后將漏斗放回鐵圈中，待

52、液體靜置分層。案例二橘皮精油的提取課前準備在實驗前一天，教師需要準備新鮮的、沒有霉爛的橘皮，用量可根據實驗人數來決定。用清水沖洗橘皮，去掉灰塵等雜質，瀝干水分后，將橘皮攤放在干燥通風處。將晾干的橘皮浸泡在pH大于12、質量分數為7。%8%勺石灰水中，時間為1624 h ,中間翻動23次。浸泡好的橘皮呈黃色、無白芯、稍硬、脆而不斷、具有彈性。這樣的橘皮在壓 榨時不易打滑，橘油的噴射力強；壓榨后的殘渣呈顆粒狀，殘渣中的含水量低，黏稠度不太高，過濾時比較順利，不 易堵塞篩孔。提取橘皮精油的具體步驟如下。1.將浸泡后的橘皮，用流動的水漂洗，洗凈后撈起、瀝干。切記一定要將橘皮徹底沖洗干凈。然后將橘皮粉碎

53、至3 mm大小，放入家用榨汁機或手動壓榨機中粉碎。粉碎時加入與橘皮同質量的質量分數為0.25%的小蘇打和質量分數為5%勺硫酸鈉溶液，并調節 pH為78。2 .在榨出的油水混合液中加入明磯，使之沉淀并變澄清，然后用布袋過濾，除去糊狀殘渣。再將得到的混合物， 用6 000 r/min8 000 r/min 的轉速進行高速離心。在正常情況下，離心后獲得的香精油將是澄清透明的。3 .分離出的香精油往往帶有少量水分和蠟質等雜質，為了進一步除去雜質，可以將分離的產品放在5 c10 c的冰箱中，靜置 57 d,讓雜質與水下沉。然后用吸管吸出上層澄清的油層，再通過墊有濾紙或石棉紙的漏斗進行減 壓抽濾，得到黃色

54、油狀的橘皮精油。課題成果評價（一）是否提取出了植物精油觀察學生提取出的玫瑰精油或橘皮精油，從顏色、氣味等方面來評價所提取的精油的純度和質量。從玫瑰花提取 的芳香油是淺黃色至黃色的液體，并帶有甜韻的玫瑰香；從橘皮提取的橘皮精油無色透明，具有誘人的橘香味。本課 題只是對兩種精油進行了初步的提取，其中仍然含有大量的雜質。（二）出油率的計算根據教科書提供的公式計算出油率。如果出油率高，說明實驗方案設計合理；如果出油率低，教師可以幫助學生 從實驗方法的選擇、實驗過程的操作等各方面分析原因，改進后再作嘗試。答案和提示練習1 .答：植物芳香油一般都是由 23種芳香油混合調配而成的，其中的基底油常取自植物的種

55、子或果實，比如胡桃油、甜杏油。基底油與其他芳香油調配在一起，能夠加強功效。從玫瑰花中提取出的玫瑰油稱為“液體黃金”，是世界香料工業不可取代的原料，多用于制造高級香水等化妝品。提取出的玫瑰油不含有任何添加劑或化學原料，是純天然的護膚品，具有極好的抗衰老和止癢作用，能夠促進細胞再 生、防止肌膚老化、平撫肌膚細紋，還具有使人放松、愉悅心情的功效。杏仁油富含礦物質和維生素，是一種質地輕柔、高滲透性的保濕劑。熏衣草精油取自熏衣草花，具有怡神、助睡眠、舒緩壓力的作用，此外它還具有降壓、止痛、促進細胞再生的功 能，可以用于治療燙傷和蚊蟲叮咬、預防和改善脫發。檸檬精油取自檸檬果皮，具有消除緊張、焦慮、振奮精神

56、的作用，可用于治療神經衰弱、關節炎，還具有促進血 液循環、殺菌止痛、平衡油脂分泌、舒緩肌膚老化、滋養頭發的功效。茶樹精油具有新鮮、強烈的藥草香味，能改善毛孔阻塞，凈化肌膚，抗感染，對治療青春痘有奇效。它也能消除 疲勞、緩解壓力。天竺葵精油能收斂皮膚，平衡、調理、潤滑中干性皮膚和敏感性皮膚，改善橘皮樣表皮，還有助于恢復精力，平 緩心情。茉莉精油能防止肌膚老化，對中干性皮膚和敏感性皮膚具有良好的保濕和滋潤作用，尤其對女性的妊娠紋和內分 泌有獨特的改善效果。橙花精油具有清新的水果香味，不但能使人鎮靜，還能防止中干性肌膚的老化現象發生，給肌膚賦予青春活力， 促進皮膚再生。2 .建議：教師可以組織學生進行一次社會調查，并要求學生寫出詳細的調查報告。課題2胡蘿卜素的提取【導學誘思】1 .胡蘿卜素是,化學性質比較,不溶于水，微溶于