江蘇省灌南高級中學(xué)高三生物 生物技術(shù)實(shí)踐知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

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1、 江蘇省灌南高級中學(xué)高三生物 生物技術(shù)實(shí)踐知識(shí)點(diǎn)總結(jié) ·培養(yǎng)基：人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)，是進(jìn)行微生物培養(yǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 ·培養(yǎng)基按照物理性質(zhì)可分為液體培養(yǎng)基 半固體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑瓊脂（是從紅藻中提取的一種多糖，在配制培養(yǎng)基中用作凝固劑）后，制成瓊脂固體培養(yǎng)基。微生物在固體培養(yǎng)基表面生長，可以形成肉眼可見的菌落。根據(jù)菌落的特征可以判斷是哪一種菌。液體培養(yǎng)基應(yīng)用于工業(yè)或生活生產(chǎn)，固體培養(yǎng)基應(yīng)用于微生物的分離和鑒定，半固體培養(yǎng)基則常用于觀察微生物的運(yùn)動(dòng)及菌種保藏等。 ·按照成分培養(yǎng)基可分為人工合成培養(yǎng)基和天然培養(yǎng)基。合

2、成培養(yǎng)基是用成分已知的化學(xué)物質(zhì)配制而成，其中成分的種類比例明確，常用于微生物的分離鑒定。天然培養(yǎng)基是用化學(xué)成分不明的天然物質(zhì)配制而成，常用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)。 ·按照培養(yǎng)基的用途，可將培養(yǎng)基分為選擇培養(yǎng)基和鑒定培養(yǎng)基。選擇培養(yǎng)基是指在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，以抑制不需要的微生物生長，促進(jìn)所需要的微生物的生長。鑒別培養(yǎng)基是根據(jù)微生物的特點(diǎn)，在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品配制而成的，用以鑒別不同類別的微生物。 ·培養(yǎng)基的化學(xué)成分包括 水 、 無機(jī)鹽 、 碳源 、 氮源 、生長因子等。 ·碳源：能為微生物的代謝提供碳元素的物質(zhì)。如CO2、NaHCO3等無機(jī)碳源；糖類、石油、花生粉餅等有機(jī)碳源

3、。異養(yǎng)微生物只能利用有機(jī)碳源。單質(zhì)碳不能作為碳源。 ·氮源：能為微生物的代謝提供氮元素的物質(zhì)。如N2、NH3、NO3-、NH4+（無機(jī)氮源）蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨（有機(jī)氮源）等。只有固氮微生物才能利用N2。 ·培養(yǎng)基還要滿足微生物生長對pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。例如，培養(yǎng)乳酸桿菌時(shí)需要在培養(yǎng)基中添加維生素，培養(yǎng)霉菌時(shí)須將培養(yǎng)基的pH調(diào)至酸性，培養(yǎng)細(xì)菌是需要將pH調(diào)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(shù)·獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來雜菌的入侵，要注意以下幾個(gè)方面： 無菌技術(shù)除了用來防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還有什么目

4、的？ 答：無菌技術(shù)還能有效避免操作者自身被微生物感染。 ·消毒與滅菌的區(qū)別 消毒指使用較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法（對于一些不耐高溫的液體）還有化學(xué)藥劑（如酒精、氯氣、石炭酸等）消毒、紫外線消毒。 滅菌則是指使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子。滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌。 滅菌方法： ①接種環(huán)、接種針、試管口等使用灼燒滅菌法； ②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 ； ③培養(yǎng)基、無菌水等使用高壓蒸汽滅菌法，所用

5、器械是高壓蒸汽滅菌鍋 。 ④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(xiàng) 理化因素的作用強(qiáng)度 消滅微生物的數(shù)量 芽孢和孢子能否被消滅 消毒 較為溫和 部分生活狀態(tài)的微生物 不能 滅菌 強(qiáng)烈 全部微生物 能 制作牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基 （1）方法步驟：計(jì)算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。 （2）倒平板操作的步驟： ①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。 ②右手拿錐形瓶，將瓶口迅速通過火焰。 ③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

6、，左手立即蓋上培養(yǎng)皿的皿蓋。 ④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。 ·倒平板操作的討論 1.培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到50℃左右時(shí)，才能用來倒平板。你用什么辦法來估計(jì)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(shí)，就可以進(jìn)行倒平板了。 2.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。 3.平板冷凝后，為什么要將平板倒置？ 答：平板冷凝后，皿蓋上會(huì)凝結(jié)水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā)，又可以防止

7、皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。 4.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(gè)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(gè)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(shù)次劃線后培養(yǎng)，可以分離到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體，這就是菌落。 （3）稀釋涂布平板法是將菌液進(jìn)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

8、養(yǎng)基的表面，進(jìn)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(gè)細(xì)胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落，以便于純化菌種。 （5）平板劃線法操作步驟： ①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。 ③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。 ⑤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(nèi)，劃三至五條平行線，蓋上皿蓋。注意不要?jiǎng)澠婆囵B(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(nèi)劃線。重復(fù)以

9、上操作，在三、四、五區(qū)域內(nèi)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 1.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(jié)束時(shí)，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(jié)束后，接種環(huán)上殘留的菌種，使下一次劃線時(shí)，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(shù)的增加，使每次劃線時(shí)菌種的數(shù)目逐漸減少，以便得到菌落。劃線結(jié)束后灼燒接種環(huán)，能及時(shí)殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者。 2.

10、在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷卻后再進(jìn)行劃線？ 答：以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。 3.在作第二次以及其后的劃線操作時(shí)，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(xì)菌的數(shù)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(xì)菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來的菌落。 （6）涂布平板操作的步驟： ①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。 ③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。 ④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(yīng)在火焰附近進(jìn)行

11、。結(jié)合平板劃線與系列稀釋的無菌操作要求，想一想，第2步應(yīng)如何進(jìn)行無菌操作？ 提示：應(yīng)從操作的各個(gè)細(xì)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(shí)保藏的方法。 ①臨時(shí)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(dāng)菌落長成后，將試管放入4℃的冰箱中保藏。以后每3～6個(gè)月，都要重新將菌種從舊的培養(yǎng)基上轉(zhuǎn)移到新鮮的培養(yǎng)基上。 ②缺點(diǎn)：這種方法保存的時(shí)間不長，菌種容易被污染或產(chǎn)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

12、油瓶中，裝入1mL甘油后滅菌。將1mL培養(yǎng)的菌液轉(zhuǎn)移到甘油瓶中，與甘油充分混勻后，放在－20℃的冷凍箱中保存。 疑難解答 （1）生物的營養(yǎng) 營養(yǎng)是指生物攝取、利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。營養(yǎng)物質(zhì)是指維持機(jī)體生命活動(dòng)，保證發(fā)育、生殖所需的外源物質(zhì)。 人及動(dòng)物的營養(yǎng)物質(zhì)：水、無機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素六類。 植物的營養(yǎng)物質(zhì)：礦質(zhì)元素、水、二氧化碳等三類。 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)：水、無機(jī)鹽、碳源、氮源及特殊營養(yǎng)物質(zhì)五類。 （2）確定培養(yǎng)基制作是否合格的方法 將未接種的培養(yǎng)基在恒溫箱中保溫1～2天，無菌落生長，說明培養(yǎng)基的制備是成功的，否則需要重新制備。 課題二 果酒和果醋的制作

13、1、發(fā)酵：通過微生物技術(shù)的培養(yǎng)來生產(chǎn)大量代謝產(chǎn)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、酵母菌是兼性厭氧菌型微生物真菌 ·酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要) 分裂生殖 孢子生殖 4、在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖。 C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O 5、在無氧條件下，酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。 C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2 6、20℃左右最適宜酵母菌繁殖 酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在18℃-25℃ 7、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

14、,隨著酒精濃度的提高,紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液,使葡萄酒呈現(xiàn)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(shù)其他微生物都因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到制約。 8、醋酸菌是單細(xì)胞細(xì)菌(原核生物),代謝類型是異養(yǎng)需氧型,生殖方式為二分裂 9、當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿帷?C2H5OH＋4O2→CH3COOH＋6H2O 10、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(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí)，即使只是短時(shí)間中斷通入氧氣，也會(huì)引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最適生長溫度為30～35℃，控制好發(fā)酵溫度，使發(fā)酵時(shí)間縮短

15、，又減少雜菌污染的機(jī)會(huì)。③有兩條途徑生成醋酸：直接氧化和以酒精為底物的氧化。 11、實(shí)驗(yàn)流程：挑選葡萄→沖洗→榨汁→酒精發(fā)酵→果酒（→醋酸發(fā)酵→果醋） 12、酒精檢驗(yàn)：果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可以用重鉻酸鉀來檢驗(yàn)。在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。先在試管中加入發(fā)酵液2ｍL，再滴入物質(zhì)的量濃度為3mol/L的H2SO43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 13、充氣口是在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)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(gè)長而彎曲的膠管與瓶身相連接，其目的是防止空氣中微生物的污染。開

16、口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用該裝置制酒時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制醋時(shí)，應(yīng)該充氣口連接氣泵，輸入氧氣。 疑難解答 （1）你認(rèn)為應(yīng)該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？ 應(yīng)該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時(shí)引起葡萄破損， 增加被雜菌污染的機(jī)會(huì)。 （2）你認(rèn)為應(yīng)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(jī)、發(fā)酵裝置要清洗干凈，并進(jìn)行酒精消毒；每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。 （3）制葡萄酒時(shí)，為什么要將溫度控制在18～25℃？制葡萄醋時(shí)，為什么要將溫度控制在30～35℃？ 溫度是酵母菌生長和發(fā)酵的重要條件。20℃左右最適合酵母菌的

17、繁殖。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30～35℃，因此要將溫度控制在30～35℃。 課題三 腐乳的制作 1、多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一種絲狀真菌。代謝類型是異養(yǎng)需氧型。生殖方式是孢子生殖。營腐生生活。 2、原理：毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質(zhì)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。 3、實(shí)驗(yàn)流程：讓豆腐上長出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制 4、釀造腐乳的主要生產(chǎn)工序是將豆腐進(jìn)行前期發(fā)酵和后期發(fā)酵。 前期發(fā)酵的主要作用：1.創(chuàng)造條件讓毛霉生長。2

18、.使毛酶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(xié)同參與生化反應(yīng)的過程。通過各種輔料與酶的緩解作用，生成腐乳的香氣。 5、將豆腐切成3cm×3cm×1cm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。*水分測定方法如下：精確稱取經(jīng)研缽研磨成糊狀的樣品5～10g(精確到0.02mg)，置于已知重量的蒸發(fā)皿中，均勻攤平后，在100～105℃電熱干燥箱內(nèi)干燥4h，取出后置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱重，然后再烘30min，直至所稱重量不變?yōu)橹埂? ·毛霉的生長：條件：將豆腐塊平放在籠屜內(nèi)，將籠屜中的控制在15～18℃，并保持一定的溫度。 來源：1.來自空氣中的毛

19、霉孢子，2. 直接接種優(yōu)良毛霉菌種 時(shí)間：5天 ·加鹽腌制：將長滿毛霉的豆腐塊分層整齊地?cái)[放在瓶中，同時(shí)逐層加鹽，隨著層數(shù)的加高而增加鹽量，接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些。加鹽腌制的時(shí)間約為8天左右。 ·用鹽腌制時(shí)，注意控制鹽的用量：鹽的濃度過低，不足以抑制微生物的生長，可能導(dǎo)致豆腐腐敗變質(zhì)；鹽的濃度過高會(huì)影響腐乳的口味 ·食鹽的作用：1.抑制微生物的生長，避免腐敗變質(zhì)2.析出水分，是豆腐變硬，在后期制作過程中不易酥爛3.調(diào)味作用，給腐乳以必要的咸味4.浸提毛酶菌絲上的蛋白酶。 ·配制鹵湯：鹵湯直接關(guān)系到腐乳的色、香、味。鹵湯是由酒及各種香辛料配制而成的。鹵湯中酒的含量一般控制在12%左

20、右。 ·酒的作用：1.防止雜菌污染以防腐2.與有機(jī)酸結(jié)合形成酯，賦予腐乳風(fēng)味3.酒精含量的高低與腐乳后期發(fā)酵時(shí)間的長短有很大關(guān)系，酒精含量越高，對蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延長；酒精含量過低，蛋白酶的活性高，加快蛋白質(zhì)的水解，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。 ·香辛料的作用：1.調(diào)味作用2.殺菌防腐作用3.參與并促進(jìn)發(fā)酵過程 ·防止雜菌污染：①用來腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干凈后要用沸水消毒。②裝瓶時(shí)，操作要迅速小心。整齊地?cái)[放好豆腐、加入鹵湯后，要用膠條將瓶口密封。封瓶時(shí)，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口被污染。 疑難解答 （1）利用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)，解釋豆腐長白毛是怎

21、么一回事？ 豆腐生長的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴(yán)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(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)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(shí)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。 課題四 酵母細(xì)胞的固定化 一、實(shí)驗(yàn)原理 1．使用固定化酶技術(shù)，將這種酶固定在一

22、種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一個(gè)反應(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應(yīng)溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱的下端流出。反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。 2．固定化酶和固定化細(xì)胞是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。一般來說，酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定，而細(xì)胞多采用包埋法固定化。這是因?yàn)榧?xì)胞個(gè)大，而酶分子很?。粋€(gè)大的難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶容易從包埋材

23、料中漏出。 固定化酶優(yōu)點(diǎn)：使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，還可以被反復(fù)利用。 固定化細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)：成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化學(xué)反應(yīng)。 二、實(shí)驗(yàn)步驟 1。細(xì)胞的活化 稱取lg干酵母，放入50 mL的小燒杯中，加人蒸餾水10 mL，用玻璃棒攪拌，使酵母細(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右，使其活化。 【注】活化：讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài) 2。配制物質(zhì)的量濃度為0.05mo1/L的CaCl2溶液 稱取無水CaCl2 0.83g。放人200mL的燒杯中，加入150mL的蒸餾水，使其充分溶解，待用。 3。配制海藻酸鈉溶液 稱取0.7g

24、海藻酸鈉，放入50mL小燒杯中。加人10mL水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉調(diào)成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至10 mL。注意，加熱時(shí)要用小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止。 4。海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合 將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加人已活化的醉母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁蛊浠旌暇鶆?，再轉(zhuǎn)移至注射器中。 【注】冷卻至室溫的目的：防止殺死酵母菌 5。固定化酵母細(xì)胞 以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右。 【注】Ca

25、Cl2溶液的作用：使膠體聚沉 6 使用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵 a) 將固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2-3次。 b) 將150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200mL的錐形瓶中，再加入固定好的 酵母細(xì)胞，置于25℃下發(fā)酵24h。 三、注意事項(xiàng) 1.配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會(huì)發(fā)生焦糊。 2.海藻酸鈉溶液與酶母細(xì)胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進(jìn)入氣泡 3.制備固定化酵母細(xì)胞：高度適宜，并勻速滴入 4．剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCL2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便Ca2+與Na+充分交換，形成的凝膠珠穩(wěn)定。檢驗(yàn)?zāi)z珠是否形成，可

26、用下列方法：用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓，如果不容易破裂，沒有液體流出就表明成功地制成了凝膠珠，還可以用手將凝膠珠在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打，如果凝膠珠很容易彈起，也表明制備的凝膠珠是成功的。 5．凝膠珠的顏色和形狀 如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。 課題五 探討加酶洗衣粉的洗劑效果 一、實(shí)驗(yàn)原理 1．加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶，其中，應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶

27、。 2．堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì)，使洗衣粉具有更好的去污能力。 3．在本課題中，我們主要探究有關(guān)加酶洗衣粉的三個(gè)問題：一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有什么不同；二是在什么溫度下使用加酶洗衣粉效果最好，三是添加不同種類的酶的的洗衣粉，其洗劑效果有哪些區(qū)別。 二、實(shí)驗(yàn)步驟 2探究用加酶洗衣粉洗滌的最佳溫度條件 ①在3個(gè)編號的燒杯里，分別注入500mL清水。 ②取3塊大小相等的白棉布，用滴管在每塊白布上分別滴上一滴食用油、

28、雞血、牛奶，分別放入燒杯里，用玻璃棒攪拌。 ③將3個(gè)燒杯分別放入50攝氏度的熱水、沸水和冰塊中，保溫5分鐘。 ④稱取5克加酶洗衣粉3份，分別放入3個(gè)燒杯中，用玻璃棒均勻攪拌。保溫10分鐘。 ⑤觀察并記錄3個(gè)燒杯中的洗滌效果。 3探究不同種類的加酶洗衣粉洗滌的效果 污染物 蛋白酶洗衣粉 脂肪酶洗衣粉 復(fù)合酶洗衣粉 普通洗衣粉 油漬 汗?jié)n 血漬 觀察并記錄四種洗衣粉分別洗滌三種污染的洗滌效果。 三、注意事項(xiàng) 1．變量的分析和控制 影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素有水溫、水量、水質(zhì)、洗衣粉的用量，衣物的質(zhì)料、大小及

29、浸泡時(shí)間和洗滌的時(shí)間等。在這些因素中，水溫是我們要研究的對象，而其他因素應(yīng)在實(shí)驗(yàn)中保持不變。選擇什么樣的水溫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)需要實(shí)驗(yàn)者根據(jù)當(dāng)?shù)匾荒曛械膶?shí)際氣溫變化來確定水溫，通常情況下，冬季、春季、秋季和夏季可分別選取5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水溫，因?yàn)檫@4個(gè)水溫是比較符合實(shí)際情況的，對現(xiàn)實(shí)也有指導(dǎo)意義。 2．洗滌方式和材料的選擇。 在洗滌方式中有機(jī)洗和手洗兩種方式，應(yīng)考慮其中哪一種比較科學(xué)？哪一種更有利于控制變量？再有，洗衣機(jī)又可以分為半自動(dòng)和全自動(dòng)兩種，相比之下，采用全自動(dòng)洗衣機(jī)比較好，并且應(yīng)該盡量使用同一型號小容量的洗衣機(jī)，其機(jī)械攪拌作用相同。關(guān)于洗滌材料的選擇也有一些講究。用衣

30、物作實(shí)驗(yàn)材料并不理想，這是因?yàn)樽鳛閷?shí)驗(yàn)材料的衣物，其大小、顏色、潔凈程度等應(yīng)該完全一致，而這并不容易做到；此外，人為地在衣物上增加污物，如血漬、油漬等，也令人難以接受。因此，選用布料作為實(shí)驗(yàn)材料比較可行。在作對照實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以控制布料的大小、顏色以及污物的量，使其相同；同時(shí)，也便于洗滌效果的比較。 3．水量、水質(zhì)和洗衣粉用量的問題。 水的用量和布料的大小是成正比的。做實(shí)驗(yàn)用的布料不易過大，水量不易過多，但應(yīng)該讓布料充分浸泡在水中。水量和洗衣粉的用量可以參考下表。實(shí)驗(yàn)時(shí)可根據(jù)表中的數(shù)據(jù)換算出實(shí)際用量。如果在實(shí)驗(yàn)中使用手洗的方法，如課本中圖4-4所示，使用1 000 mL的燒杯作為容器，可以用5

31、00 mL的水，洗衣粉的用量可以用1 g或1.5 g。 洗滌方式 機(jī)洗 手洗 水量 0.5 L 0.5 L 洗衣粉量 0.5 g 1 g或1.5 g 其他相關(guān)問題簡述如下。實(shí)驗(yàn)中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；布料應(yīng)放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時(shí)間；采用玻璃棒或筷子攪拌的方式模擬洗衣過程；模擬攪拌的時(shí)間、次數(shù)和力量應(yīng)基本相同。 課題六?。模危恋拇痔崛∨c鑒定 ·提取DNA的溶解性原理包括哪些方面？ DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精。 ·DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度有何特點(diǎn)？要使DNA溶解，需要使用什么濃度？要使DNA析出

32、，又需要使用什么濃度？ 在0.14mol/L時(shí)溶解度最小；較高濃度可使DNA溶解；0.14mol/L可使DNA析出。 ·在溶解細(xì)胞中的DNA時(shí)，人們通常選用2mol/LNaCl溶液；將DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中緩慢注入蒸餾水，以稀釋NaCl溶液。酒精是一種常用有機(jī)溶劑，但DNA卻不能溶于酒精（特別是95％冷卻酒精），但細(xì)胞中蛋白質(zhì)可溶于酒精。 從理論上分析，預(yù)冷的乙醇溶液具有以下優(yōu)點(diǎn)。一是抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解；二是降低分子運(yùn)動(dòng)，易于形成沉淀析出；三是低溫有利于增加DNA分子柔韌性，減少斷裂。 ·采用DNA不溶于酒精的原理，可以達(dá)到什么目的？ 將D

33、NA和蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。 ·提取DNA還可以利用DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性原理。利用該原理時(shí)，應(yīng)選用怎樣的酶和怎樣的溫度值？ 蛋白酶，因?yàn)槊妇哂袑Ｒ恍?，蛋白酶只水解蛋白質(zhì)而不會(huì)對DNA產(chǎn)生影響。溫度值為60～80℃，因?yàn)樵摐囟戎档鞍踪|(zhì)變性沉淀，而DNA不會(huì)變性。 補(bǔ)充：DNA的變性是指DNA分子在高溫下解螺旋，其溫度在80℃以上，如在PCR技術(shù)中DNA變性溫度在95℃。 ·洗滌劑在提取DNA中有何作用？ 洗滌劑將細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，從而瓦解細(xì)胞膜。 ·當(dāng)鑒定提取出的物質(zhì)是否是DNA時(shí)，需要使用什么指示劑進(jìn)行鑒定？ 在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺呈現(xiàn)藍(lán)色。 原理總結(jié)：通過利用

34、不同濃度NaCl溶液溶解或析出DNA，可以從細(xì)胞中提取和提純DNA；再利用酒精進(jìn)一步將DNA與蛋白質(zhì)分離開來，達(dá)到提純的目的；最后利用二苯胺試劑鑒定提取的物質(zhì)是否是DNA。 實(shí)驗(yàn)材料的選取 不同生物的組織中DNA含量不同。在選取材料時(shí)，應(yīng)本著DNA含量高、材料易得、便于提取的原則。 本實(shí)驗(yàn)用雞血細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料有兩個(gè)原因。一是因?yàn)殡u血細(xì)胞核的DNA含量豐富，材料易得；二是雞血細(xì)胞極易吸水脹破，而用動(dòng)物肝臟細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料常常需要?jiǎng)驖{和離心，對設(shè)備要求較高，操作繁瑣，歷時(shí)較長。 雞血細(xì)胞破碎以后釋放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，所以在提取過程中為了減少DNA的損失，最好使用塑料的燒杯和試管

35、盛放雞血細(xì)胞液。 破碎細(xì)胞，獲取含DNA的濾液 ·若選用雞血和洋蔥作實(shí)驗(yàn)材料，則怎樣獲取含DNA的濾液？ 在雞血細(xì)胞液中加入一定量蒸餾水并用玻棒攪拌，過濾后收集濾液；切碎洋蔥，加入一定量洗滌劑和食鹽，攪拌研磨，過濾后收集濾液。 ·為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？ 答：蒸餾水對于雞血細(xì)胞來說是一種低滲液體，水分可以大量進(jìn)入血細(xì)胞內(nèi)，使血細(xì)胞脹裂，再加上攪拌的機(jī)械作用，就加速了雞血細(xì)胞的破裂(細(xì)胞膜和核膜的破裂)，從而釋放出DNA。 ·在以上實(shí)驗(yàn)中，加入蒸餾水、洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？過濾時(shí)應(yīng)當(dāng)選用（濾紙、尼龍布）。血細(xì)胞在蒸餾水中大量吸水而張裂；洗滌劑瓦解細(xì)胞膜；食鹽溶解DN

36、A物質(zhì)；選用尼龍布進(jìn)行過濾。 ·在處理植物組織時(shí)需要進(jìn)行研磨，其目的是什么？研磨不充分產(chǎn)生什么結(jié)果？ 破碎細(xì)胞壁，使核物質(zhì)容易溶解在NaCl溶液中；研磨不充分會(huì)使DNA的提取量減少，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍(lán)色等。 。具體做法。10mL雞血＋20mL蒸餾水→同方向攪拌→3層尼龍布過濾→濾液 去除濾液中的雜質(zhì) 為什么反復(fù)地溶解與析出DNA，能夠去除雜質(zhì)？ 用高鹽濃度的溶液溶解DNA，能除去在高鹽中不能溶解的雜質(zhì)；用低鹽濃度使DNA析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。因此，通過反復(fù)溶解與析出DNA，就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質(zhì)。 析出與鑒定

37、·在濾液中仍然含有一些雜質(zhì)，怎樣除去這些雜質(zhì)呢？得到的DNA呈何顏色？ 濾液與等體積的冷卻酒精混合均勻，靜置2～3分鐘，析出的白色絲狀物就是DNA。DNA呈白色。 ·怎樣鑒定析出的白色絲狀物就是DNA呢？ 具體做法。試管2支，編號甲乙→各加等量5mLNaCl溶液→甲中放入少量白色絲狀物，使之溶解→各加4mL二苯胺，混合均勻→沸水浴5min→觀察顏色變化 實(shí)驗(yàn)操作 制備雞血細(xì)胞液…………加檸檬酸鈉，靜置或離心 ↓ 破碎細(xì)胞，釋放DNA… 加蒸餾水，同一方向快速通方向攪拌 ↓→過濾，除去細(xì)胞壁、細(xì)胞膜等。 溶解核內(nèi)DNA………… 加入NaCl至2mol/L，同一方向緩慢攪拌 ↓ DNA析出……………… 加蒸餾水至0.14mol/L，過濾，在溶解到2mol/L溶液中 ↓→除去細(xì)胞質(zhì)中的大部分物質(zhì)。 DNA初步純化………… 與等體積95％冷卻酒精混合，析出白色絲狀物 ↓→除去核蛋白、RNA、多糖等。 DNA鑒定……………… 二苯胺，沸水浴，呈現(xiàn)藍(lán)色 注意事項(xiàng)：在雞血中加入檸檬酸鈉防止凝固；雞血靜置或離心以提高細(xì)胞懸液濃度；使用塑料燒杯；使用尼龍布過濾；玻棒沿同一方向攪拌；玻棒攪拌要緩慢（細(xì)胞破裂快速攪拌）；玻棒不要碰到燒杯壁；二苯胺試劑要現(xiàn)用現(xiàn)配等。 8