资料详情(天天资源网)

天天资源网 / 教案学案 / 生物教案 / 高三生物复习教案 / 生物选修一集体教案-1.doc

生物选修一集体教案-1.doc

2021-01-19
200页
258.6 B

还剩 9 页未读，点击继续阅读

继续阅读

点击预览全文

点击下载高清阅读全文，WORD格式文档可编辑

立即下载

有任何问题请联系天天官方客服QQ：403074932

资料简介

高中生物选修一（人教版）教案 ——戴鹏专题一传统发酵技术的应用课题 1 果酒和果醋的制作【教学目标】（一）知识与技能 1．了解传统发酵技术在日常生活中的应用。 2．掌握发酵作用的基本原理和方法。 3．学习制作果酒、果醋的实际操作技能。 4．设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置（二）过程与方法 1．引导学生主动参与探究过程，培养学生搜集和处理科学信息的能力，获取新知识的能力以及用简约科学术语表达问题的能力。 2．培养学生综合分析能力。 3．培养学生利用已建立的知识解决实际问题的能力。（三）情感、态度与价值观 1．对学生进行科学方法和科学态度的教育。 2．体验和感受生物技术给人类生活带来的变化。 3．培养学生合作精神。。【教学重点】说明果酒和果醋的制作原理，设计制作装置，制作出果酒和果醋【教学难点】制作过程中发酵条件的控制【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课俗语“无酒不成席”、“开门五件事、油盐酱醋茶”。酒和醋是人们日常生活离不开的传统发酵产品。从这节课开始，我们以果酒、果醋等为例学习一些传统发酵技术。（二）进行新课（阅读“果酒制作的原理”，引导考学生自学基础知识。） 1．基础知识 1．1 果酒制作原理（1）利用的微生物是酵母菌，其异化作用类型是兼性厌氧型，明确酵母菌发酵的反应式：①有氧条件： ②无氧条件：（2）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和 ph。 ①酒精发酵是一般将温度控制在 18～25℃范围内，在 20℃时最适宜。 ②酒精发酵过程中，要保持缺氧、酸性环境。（阅读教材资料，师生讨论并完成思考 1～4。）〖思考 1〗为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？ “通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖。 “密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。〖思考 2〗酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，然后进行无氧呼吸才产生酒精。〖思考 3〗葡萄酒呈现深红色的原因？在发酵过程中葡萄皮的色素进入到发酵液中。〖思考 4〗酵母菌是如何进行生殖的？酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不适宜时产生孢子进入休眠状态。（阅读果醋制作的原理，引导考学生自学基础知识） 1．2 果醋制作原理（1）利用的微生物是醋酸菌，其异化作用类型是需氧型。在氧气和糖源都充足时，降糖分解形成醋酸；当缺少糖源时可将乙醇转变成乙醛，并进一步转变成醋酸。明确醋酸发酵的反应式。（2）醋酸发酵的最适宜温度为 30～35 ℃。（师生讨论并完成思考 5～ 6）〖思考 5〗影响醋酸发酵的环境因素还有哪些？氧气和 ph。〖思考 6〗醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜”。它是怎样形成的？醋酸菌大量繁殖形成的。 2．实验设计 2．1 实验流程课件展示流程图（讨论并完成思考 7，提问）〖思考 7〗酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系：2．2 设计发酵装置：根据图 1－4a、4b 回答（1）在酒精发酵过程中，每隔一段时间（12h）拧松瓶盖或打开排气口，其原因是什么？在发酵过程中产生 co2 ，防止瓶内气压过高引起爆裂。（2）在醋酸发酵过程中，需要注意什么？要持续向发酵液中补充氧气。（3）在图 1－4b 装置中： ①充气口的作用是在醋酸发酵中补充氧气； ②排气口的作用是在发酵中排出 co2 或残余气体； ③出料口的作用是便于取样检查和放出发酵液； ④排气口胶管长而弯曲的作用是防止防止空气中杂菌感染。 3．发酵操作 3．1 材料选择和处理选择新鲜优质的葡萄，然后依次冲洗、除去枝梗和榨汁。〖思考 9〗先冲洗后去枝梗的目的是什么？防止杂菌感染。 3．2 防止发酵液被污染为防止发酵液被杂菌污染，实验中所用的榨汁机、发酵装置等器械进行消毒，并使发酵装置处于封闭状态。〖思考 10〗在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是什么？消灭发酵液中的杂菌。 3．3 控制发酵条件（1）发酵液装瓶后保持 1/3 的剩余空间。（2）酒精发酵的温度要控制在 18～25℃ 范围内，发酵时间控制在 10 ～12 天左右。（3）醋酸发酵的温度要控制在 30～35℃范围内，发酵时间控制在 7～8 天左右，并保持不断充气。（学生分组讨论并完成思考 11～12）〖思考 11〗在发酵液装瓶后问什么要保持 1/3 的剩余空间？暂时存储发酵产生的 co2，起到缓冲作用。〖思考 12〗在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通入无菌空气。 4．结果分析与评价 4．1 实验现象：4．2 （1）原理：在酸性条件下重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。【补充】为了控制和了解发酵进程，不断进行取样检查，其中检查的项目有原料浓度、产物浓度、发酵菌含量、溶氧量和 ph 等。（2）方法：（填表，注意对照原则） 5、相关链接为了提高果酒和果醋的产量和品质，抑制其他微生物的生长，还应直接向发酵液中加入人工培养的优良菌种。（三）课堂总结、点评本节课主要学习了以下几个问题： 1．果酒和果醋制作的原理 2．制作果酒和果醋的实验流程 3．实验操作中的注意事项 4．实验结果分析与评价学生应当重点掌握果酒和果醋制作的原理，并且学会分析操作过程中注意的问题。通过小组讨论、联系生活来提高合作探究的能力，并且增强学习生物学的兴趣。（四）实例探究例 1．生产果醋用的醋酸菌等细菌都具有的特征是（） a．都是异养生物 b．仅在有水条件下繁殖 c．仅在有氧条件下生长 d．生存温度都超过 80℃ 解析：细菌的生长所必需的营养元素：碳源、氮源、无机盐、水生长因子，其中碳源、氮源、无机盐、生长因子因细菌种类的不同，所需的种类也不一样，而水是所有微生物生长共同所需要的物质。细菌按同化作用可分为自养型和异养型两种；按异化作用可分为需氧型和厌氧型。答案：b 例 2．发酵过程中，不会直接引起 ph 变化的是 a．营养物质的消耗 b．微生物呼出的 co2 c．微生物细胞数目的增加 d．次级代谢产物的积累解析：微生物发酵过程中，微生物的代谢会消耗大量的营养物质，可能造成酸碱物质消耗不均，从而引起 ph 的变化；微生物的呼吸作用还会产生大量的 co2 引起 ph 的变化；同时产物的种类也能引起 ph 的变化。答案：c ☆综合应用例 3．在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答以下问题：（1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是。（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是。（3）酒精主要是啤酒酵母菌进行作用产生的代谢产物。（4）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵产物。其余 1.5%则用于。（5）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。解析：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，有氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式大量繁殖，种群数量增加很快，无氧时能分解糖类产生酒精，释放出的能量，大部分储存在发酵产物中，极少数用于自身生长发育。答案：（1）既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸（2）出芽生殖（3）无氧呼吸（4）自身的生长繁殖（5 ）c12h22o11+h2o→2c6h12o6 c6h12o6→2c2h5oh+2co2+能量【板书设计】酶酶【巩固练习】 1．利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的适宜原料和在生产酒精阶段要控制的必要条件分别是( ) a．玉米粉和有氧ｂ．大豆粉和有氧 c．玉米粉和无氧ｄ．大豆粉和无氧答案：c2．严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高，产量多的理想产物，通常所指的发酵条件不包括( ) a．温度控制 b．溶氧控制 c．ph 控制 d．酶的控制答案：d 3．生产用菌种的来源主要是( ) ①自然环境 ②收集菌株筛选 ③购置生产用菌种 ④培养基ａ．①②④ ｂ．①③④ c．②③④ ｄ．①②③ 答案：d 4．酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌异化作用的类型依次是( ) ①需氧型②厌氧型 ③兼性厌氧型 a．①②①③ ｂ．③②①① c．③②①② ｄ． ②②③① 答案：b 5．下列叙述能够防止发酵液被污染的是( ) ａ．榨汁机要清洗干净，并晾干ｂ．发酵瓶要清洗干净，用体积分数为 70％的酒精消毒 c．装入葡萄汁后，封闭充气口ｄ．发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接答案：abcd 6．关于酵母菌的叙述，错误的是( ) a．酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧 b．酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖 c．酵母菌只在酒精发酵中发挥作用ｄ．酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存答案：bcd 7．在微生物的细胞中，占细胞干重 90%以上的化学元素为（） a. c、h、o、n b.c、h、o、n、p、s c.n、p、s、k、ca、mg d.c、h、o 答案：b 8．下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是( ) a．含糖量高的培养基 b．温度 20℃左右． c．ph＝2．5 ｄ．ph—6 答案：c 9．葡萄的糖分是( ) ①乳糖 ②麦芽糖 ③葡萄糖 ④蔗糖 ⑤果糖 a．①②③④⑤ ｂ．③④ c．①③④⑤ ｄ．③⑤ 答案：d 10．关于发酵的叙述，正确的是( ) ａ．发酵就是无氧呼吸ｂ．发酵就是发酵工程 c．发酵就是只获得微生物的代谢产物ｄ．发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程答案：d 【课后练习】 2.提示：大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑，如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制，以及如何严格控制杂菌污染；等等。此外，无论是葡萄酒或葡萄醋，实验时所检测的发酵液，并非商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下（如橡木桶和地窖）进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。 3.提示：需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。【教学反思】 [资料]------葡萄酒的类别葡萄酒若以颜色区分，可分为白酒、红酒和玫瑰红酒，但无论是红葡萄或白葡萄所压榨出来的果汁都是没有颜色的，所以白酒可以用红葡萄酿造，红酒是由于在酿造时连葡萄的皮一起发酵，吸收红葡萄皮所释放出来的色素而成为有颜色的红葡萄酒，如将红葡萄皮提早分开，让酒的颜色变淡，即成为玫瑰红酒。每家酒厂的玫瑰红酒由于葡萄皮与酒接触的时间长短不一，故颜色的深浅也不一致。白葡萄皮因没有色素效果，故酿造时并没有连皮一起发酵。葡萄在成熟后便含有果糖、果酸，所谓酿造葡萄酒，简单来说，只是把葡萄压榨后的果汁，在发酵过程中将果糖转换成酒精，如果果糖全部转成酒精，则我们称这些为不甜或乾(dry)的酒，如在转换个程中，提前终止发酵，保留多一点糖份，便变成甜酒。葡萄在发酵过程时，并同时产生热能和二氧化碳（汽泡），通常一般葡萄酒会让汽泡跑掉，但如把汽泡保存于葡萄酒中，便成为汽泡葡萄酒(sparkling wine)，香槟便是名闻世界之代表作（只有在法国香槟产区依规定酿制之汽泡酒，才能命名香槟，法国其它地区或世界各地之酿制，只能称作汽泡酒）。课题 2 腐乳的制作【教学目标】（一）知识与技能：说明腐乳制作的原理（二）过程与方法：注意实验流程的操作环节；动手实践，体验其中的变化（三）情感、态度与价值观以制作腐乳为例，了解古代劳动人民对发酵技术的应用；养成细心严谨的科学态度【教学重点】说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作【教学难点】在实践中摸索影响腐乳品质的条件【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课在人们的餐桌上的饭菜不但与“香”相联系，而且与“臭”也有牵连：臭豆腐、臭鸡蛋、臭虾酱等等。这些嗅起来“臭”而吃起来“香”的食品也与发酵有着密切关系。（二）进行新课（阅读“腐乳制作原理”，完成基础知识）1．基础知识 1．1 腐乳的制作原理腐乳制作过程中发挥作用的微生物主要是毛霉，其属于真菌，其同化作用类型是异养型。毛霉等微生物产生的蛋白质酶等能将豆腐中蛋白质分解成小分子的多肽和氨基酸；产生的脂肪酶能将豆腐中脂肪水解为甘油和脂肪酸。〖思考 1〗写出蛋白质和脂肪的水解的反应式: 〖思考 2〗在日常生活中，人们通常将鱼和肉腌制起来长时间保存，其原因是在高浓度盐水溶液中细菌脱水死亡。 2．实验设计阅读“实验设计”及有关资料，完成以下问题：〖思考 3〗什么样的豆腐适合于做腐乳？为什么？含水量适中（70％左右）。含水量过高腐乳不易成型。2．1，保持一定的。〖思考 4〗自然条件下毛霉来自空气中的毛霉孢子；在工厂化生产中毛霉来自严格无菌条件下的直接接种优良菌种。〖思考 5〗腐乳表面的“皮”主要是由毛霉的菌丝构成的。 2．2 加盐腌制：在长满毛霉的豆腐块上加盐的目的是变质。〖思考 6〗瓶口处多加盐的原因是瓶口处容易被杂菌污染。〖思考 7〗加盐为什么能防止食品腐败？高浓度盐溶液能有效抑制微生物的生长。（3）配制卤汤：卤汤的作用是调节腐乳的色、香、味，并可以抑制微生物的生长。〖思考 8〗卤汤中的哪些成分具有防腐杀菌作用？酒精和香辛料。 3．发酵操作阅读“操作提示”，完成相关问题。3．1 控制好材料的用量一是控制好盐的用量：过多影响口味，过少容易腐败变质。二是控制卤汤中酒精含量在 12％左右：过高会延长腐乳的成熟，过低可能导致豆腐变质。 2．防止杂菌感染防止杂菌感染的措施有：玻璃瓶用沸水消毒；装瓶过程中操作要迅速小心；装瓶后用胶带密封；密封后用酒精灯消灭瓶口杂菌。〖思考 9〗在整个制作过程中，还有哪些防止杂菌感染的措施？加盐腌制、卤汤中的酒精和香辛料等。〖思考 10〗制作腐乳的配方有红方、槽方和青方等。红色腐乳是由于制作中利用了红曲而使腐乳呈现红色。【补充】腐乳发酵：前期发酵：一是毛霉生长，分泌以蛋白质酶为主的各种酶，使蛋白质水解成氨基酸；二是毛霉形成菌膜包住豆腐使之成形。后期发酵：酶与微生物协同参与生化反应。腌制处理：各种辅料及酶的缓慢作用，使腐乳生成香气。 4．结果分析与评价 4．1 用盐量对腐乳制作有哪些影响？调节口味、杀菌、脱水等。 4．2 发酵温度对腐乳制作有什么影响？温度过低或过高会影响毛霉的生长和酶的作用，从而影响发酵的进程和发酵质量。 4．3 发酵时间对腐乳制作有什么影响？时间过短，发酵不充分；时间过程，豆腐会软化不易成型，从而影响腐乳的口味。（三）课堂总结、点评解析：四种生物全为真核生物，同化作用类型都为异养型，不同的是酵母菌的异化作用类型是兼性厌氧型，而其它三项全为需氧型。答案：b 例 2．葡萄糖在毛霉细胞质内分解至丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是（） a．在线粒体中进行的无氧呼吸 b．需在有氧条件下进行 c．不产生 co2 d．反应速度不受温度影响解析：葡萄糖在细胞质基质中分解成两分子丙酮酸和少量[h]及少量的能量，这一阶段也是无氧呼吸的第一阶段，因此不需氧的参与。答案：c ☆综合应用例 3．腐乳味道鲜，易于消化、吸收，是因为其内主要含有的营养成分是a．无机盐、水、维生素 b．氯化钠、氨基酸、甘油和脂肪酸 c．多肽、氨基酸、甘油和脂肪酸 d．蛋白质、脂肪、氯化钠、水解析：豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪。在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等营养成分答案：c 【板书设计】【巩固练习】 1．在豆腐的发酵过程中，其主要作用的是 a．青霉 b．酵母 c．毛霉 d．醋酸菌答案：c 2．在制作腐乳时，如果没有加盐，结果会怎样 a．豆腐腐败 b、腐乳口味不好 c．不易酥烂 d、发酵时间延长答案：b3．在培养基中加入适量的青霉素，可抑制哪些微生物的生长繁殖 a、酵母菌、霉菌 b、病毒、酵母菌 c、细菌、放线菌 d、大肠杆菌、青霉菌答案：c 4．蘑菇、硝化细菌、超级细菌、乳酸菌的代谢类型依次是 ①需氧自养型 ②需氧异养型 ③厌氧自氧型 ④厌氧异养型 ⑤兼性厌氧型 ⑥既可自养又可异养 a、①②③⑤ b、②①②④ c、②①④② d、①②④⑥ 答案：b 5．以下发酵产品不属于微生物代谢产物的是 a、味精 b、啤酒 c、“人造肉” d、人生长激素答案：d 6．测定 3 类细菌对氧的需要，让它们在 3 个不同的试管中生长，右图显示了细菌的生长层。据此判断：只能在需氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是 ⅰ ⅱ ⅲ a、ⅲ、ⅰ、ⅱ b、ⅲ、ⅱ、ⅰ c、ⅰ、ⅱ、ⅲ d、ⅰ、ⅲ、ⅱ 答案：a 7．下列各项叙述中正确的是a、微生物的遗传物质都是 dna b、微生物都属于原核生物 c、微生物的遗传物质是核酸 d、微生物的生殖方式是孢子生殖答案：c 8．豆腐发酵过程中，毛霉消耗的能量主要来自于哪种物质的分解 a．脂肪 b．磷脂 c．葡萄糖 d．蛋白质答案：d 9．霉菌的细胞渗透压与 x 浓度的食盐水相当，去掉细胞壁后浸在 y 浓度食盐水中破裂，浸在 z 浓度食盐水中收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次是 a．x>y>z b．y>x>z c． z>y>x d．z>x>y 答案：d 10．若用呼吸抑制剂处理毛霉，则会明显影响其细胞吸收的物质是 a．氧气、甘油 b．脂肪酸、水 c．葡萄糖、水 d．钾离子、氨基酸答案：d 课余作业1、豆腐长白毛是怎么回事？毛霉与醋酸菌在结构上的最明显区别是什么？ 2、查阅资料，了解更多的有关腐乳生产的的背景知识【教学反思】资料——家庭风味腐乳的制作大豆营养成分丰富，富含蛋白质，是人体蛋白质的主要来源。以大豆为主要原料，经自然发酵制成的腐乳基本上保留了大豆所有的成分，而且风味独特，具有广泛的市场和发展前景。一、工艺流程：黄豆浸泡→磨浆→离心去渣→煮浆→过滤→埋花→压榨去水→切分成型→排乳→自然发酵→搓毛→腌制→装瓶→加酒水、辣椒→后发酵成熟→贴标→成品。二、技术要点： 1、黄豆的清洗浸泡。去除病、虫以及霉变的黄豆，无碎石、铁块、木棍混入原料之中。浸泡时间依黄豆品种、天气不同有所差别，冬季 10－14 小时，夏季 6－8 小时，一般浸泡至黄豆豆瓣平面平整为佳。 2、磨浆。及时调整磨浆机的间隙达到规定要求，如磨浆细度不够影响豆浆得率，蛋白质的利用率低。3、离心去渣。利用二级离心机离心去渣，滤网的规格为 80 目。 4、煮浆。煮浆的原则是一次性将浆煮熟，压力在 0．2mpa 煮 20 分钟。5 、过滤、埋花。将煮熟的豆浆经振动筛过滤，除去经第一次离心而残留的豆渣。待豆浆温度降至 80℃ 左右加酸水，酸水是用冰醋稀释配制而成的，酸度约 0．25－0．30 左右，以醋酸计。缓慢搅动豆浆，豆浆慢慢变清，停止加酸水，并静止片刻。 6、压榨去水、切分成型。豆腐经压榨去水的含水量应恰当，勿过干过湿，影响切分成型。用利刀将豆腐切成长、宽为 2．40 厘米，厚 1．25－1．40 厘米的小块。 7、排乳、自然发酵。切分成型的小块均匀排到发酵筛，然后放入发酵房自然发酵。也可人工接种毛霉，控制好接种量及库房的温度 28－32℃，湿度 88－95％，34 小时左右菌丝浓厚。 8、搓毛、腌制。经发酵，将浓厚的菌丝搓掉，用食盐腌制，使其含盐量为 12 个盐度左右。 9、装瓶、加酒水。盐坯装瓶，加酒水，辣椒，麻辣油封住液面，打紧盖，放入库中。 10、后发酵成熟。库温 28－30℃放置一个月左右即可发酵成熟。 11、贴标、成品。经洗瓶身、换盖，贴标即为成品。课题 3 制作泡菜并检验亚硝酸盐含量【教学目标】（一）知识与技能泡菜制作过程中乳酸菌发酵的原理；泡菜中亚硝酸盐含量变化及测定（二）过程与方法乳酸菌发酵与细胞呼吸的联系；测定亚硝酸盐时的化学操作（三）情感、态度与价值观认同劳动人民在时间中利用微生物进行泡菜制作的技能；对泡菜中亚硝酸盐含量的测定，引导学生关注食品安全，维护身体健康【教学重点】制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐含量【教学难点】泡菜中亚硝酸盐含量的测定【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课泡菜不但味美，而且还可以提高人的食欲。泡菜是怎样制作的？泡菜中含有亚硝酸盐，亚硝酸盐有什么危害？怎样测定泡菜中亚硝酸盐含量？（二）进行新课阅读“乳酸菌发酵”，完成基础知识学习 1．基础知识 1．1 1．2 。〖思考 1〗含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌。活动 2：阅读“亚硝酸盐”，回答下列问题：1．3 亚硝酸盐在食品生产中常用作食品添加剂。 1．4 国家规定肉制品中不超过。 1．5 亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外，但在适宜 ph 、温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。〖思考 2〗日常生活中不宜食用放置时间过长和变质蔬菜的原因是什么？亚硝酸盐含量较高。 2．实验设计 2．1 实验流程：填写流程图。〖思考 3〗在哪些操作过程中会感染乳酸菌？原料加工和装瓶。 2．2 泡菜的制作①将新鲜蔬菜预先处理成条状或片状。 ②泡菜盐水按清水和盐为 4∶1 质量比配制煮沸冷却备用。 ③预处理的新鲜蔬菜装至半坛时放入蒜瓣、生姜、香辛料等佐料，并继续装至八成满。 ④倒入配制好的盐水，使盐水浸没全部菜料。 ⑤盖上泡菜坛盖子，并用水密封发酵。发酵时间受到温度影响。〖思考 4〗泡菜坛内的“白膜”是怎样形成的？产膜酵母繁殖。 2．3 测定亚硝酸盐含量的原理在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与 n-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，与已知浓度的标准显色液目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐含量。 3．发酵操作 3．1 泡菜坛的选择标准是，否则容易引起蔬菜腐烂。 3．2 腌制时要控制腌制的时间、温度和食盐的用量。〖思考 5〗导致细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加的因素有食盐用量不足 10％和腌制时间过长。一般在腌制 10 天后亚硝酸盐含量开始降低。 4．结果分析与评价 4．1 测定亚硝酸盐的含量（1）需要配制的溶液有：对氨基苯磺酸溶液、n-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液、亚硝酸钠溶液、提取剂、氢氧化铝乳液和氢氧化钠溶液。〖思考 6〗哪些溶液需要避光保存？提取剂的成分有哪些？对氨基苯磺酸溶液、n-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液；氯化镉和氯化钡。（2）配制标准显色液的基本步骤是： ①用刻度移液管吸取体积 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5ml 的亚硝酸钠溶液分别置于比色管中，另取 1 支比色管为空白对照。 ②向各管加入 2.0ml 对氨基苯磺酸溶液混匀静置 3～5 分钟。 ③向各管加入 1.0ml n-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液。 ④最后用蒸馏水定容到 50ml。活动 9：阅读“制备样品处理液”，讨论并回答下列问题：（3）制备样品处理液的步骤是： ①称取 0.4 kg 泡菜，粉碎榨汁，过滤得约 200ml 汁液。 ②取 100ml 汁液倒入 500ml 容量瓶，添加 200ml 蒸馏水和 100ml 提取剂，摇床振荡 1h，再加 40ml 氢氧化钠溶液，最后用蒸馏水定容到 500ml 并立刻过滤获得滤液。 ③将滤液 60ml 移入 100ml 容量瓶，用氢氧化铝乳液定容后过滤，获得无色透明的滤液。活动 10：阅读“比色”，讨论并回答下列问题：（4）比色的步骤是： ①将 40ml 滤液移入 50ml 比色管中，并编号。 ②分别依次加入 2.0ml 的对氨基苯磺酸溶液和 1.0ml 的 n-1-萘基乙二胺盐酸溶液，并定容到 50ml，混匀静置 15min。 ③观察颜色变化，并与标准显色液比较，记录亚硝酸盐含量。④计算样品滤液（40ml）中亚硝酸盐含量。计算公式是：〖思考 7〗经测定某样品滤液中亚硝酸盐含量为 5.0μg，40ml 滤液的质量为 41.3g，则泡菜中亚硝酸盐含量为 0.12mg/kg 。 4．2 制作的泡菜一般在 10 天之后食用最好，原因是亚硝酸盐含量明显降低。〖思考 8〗在酸奶制作过程会（不会、会）产生亚硝酸盐。（三）课堂总结、点评（四）实例探究例 1．以下不属于发酵的是 a、利用需氧型青霉菌生产青霉素 b、缺氧时人的组织细胞产生乳酸 c、利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精 d、利用乳酸菌制作泡菜解析：解答该题首先要理解发酵的概念，发酵是指在生产实际中，人们通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程。这里有 3 个要点，一是用于生产，二是培养微生物，三是生产代谢产物。根据概念可知，生产代谢产物青霉素有一个培养青霉菌的过程；生产酒精有一个培养酵母菌的过程；制作泡菜实质是培养乳酸菌，使其利用菜中的营养物质生产代谢产物乳酸的过程。因此，a、c、d 都符合发酵的概念。而 b 项中虽有代谢产物乳酸，但不是微生物所为，也不存在培养微生物的过程，更不是用于生产，因此不属于发酵。答案： b 例 2．将等量萌发的种子和煮沸自然冷却后的种子分别放入甲、乙两个试管中，如下图所示本实验中石蜡油短期内不影响生物的生长）。两试管中均无空气存在。据图分析回答：（1）甲试管放置几个小时后，管内顶部出现气泡，其中的气体成分主要是________；将该气体引入________溶液中，可使该溶液变混浊。（2）甲试管中产生气泡的现象是种子进行________________造成的，写出表示这一过程的反应式________________________________。（3）乙试管在与甲试管同样的时间内，试管内顶部未出现气泡，原因是 ________________________________。（4）乙试管继续放置几天，一些微生物开始繁殖，导致试管内顶部也出现少量气体，这是这些微生物从试管中的________获得了所需要的营养物质进行新陈代谢的结果。一般来说，微生物所需要的营养要素可归纳成_______、_______、______、_________和 _______五大类。（5）这些微生物可能的来源是（答出两个来源即可。） ________________________ 解析：根据题意，试管中无空气，所以甲试管顶部的气体是种子进行无氧呼吸产生的 co2，co2 能使 ca（oh）2 溶液变混浊。被煮沸过的种子已死亡，新陈代谢已停止，不能进行呼吸作用。微生物需要的营养物质包括碳源、氮源、生长因子、无机盐和水，死亡的种子可以为微生物的生长提供所需要的营养物质。乙试管中微生物可能的来源有：未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中的菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类等。酶答案：（1）co2 、ca(oh)2(2)无氧呼吸 c6h12o6－－ →2c2h5oh(酒精) + 2 co2+ 能量（3）被煮沸过的种子已经死亡，不能进行呼吸作用（4）死亡种子中、碳源、氮源、生长因子、无机盐、水（5）未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类。 ☆综合应用例 3．腐乳味道鲜，易于消化、吸收，是因为其内主要含有的营养成分是 a．无机盐、水、维生素 b．氯化钠、氨基酸、甘油和脂肪酸 c．多肽、氨基酸、甘油和脂肪酸 d．蛋白质、脂肪、氯化钠、水解析：豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪。在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等营养成分答案：c 【板书设计】【巩固练习】 1．某人利用乳酸菌制作泡菜因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是 ①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖 ②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖 ③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖 ④罐口封闭不严促进了需氧腐生菌的生长和繁殖 a、①③ b、②④ c、②③ d、 ①④ 答案:b 2．乳酸菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长，原因是 a、碳源供应太充足 b、细胞会发生质壁分离 c、改变了乳酸菌的 ph 值 d、葡萄糖不是乳酸菌的原料答案:b 3．夏天，煮沸过的肉汤很快就会腐烂变质，主要原因是 a、蛋白质被破坏 b、细菌大量繁殖 c、肉汤中水分过多 d、空气使肉氧化分解答案:b 4．细菌细胞壁与植物细胞壁的区别是a、功能不同 b、细菌细胞壁具流动性 c、组成不同 d、细菌可形成芽孢答案:c 5．下列有关细菌的叙述中正确的是 a、细菌只能进行分裂生殖 b、分裂生殖时大型环状 dna 平均分配 c、分裂生殖时细胞质平均分配 d、分裂生殖时 dna 平均分配答案:c 6．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、植物界以外的一切生物 c、所有微生物均属于原核生物界、真菌界、原生生物界 d、细菌、放线菌、酵母菌都属于原核生物答案:b 7．耐热性最强的细菌结构是a、质粒 b、芽孢 c、细胞质 d、核糖体答案:b 8．下列有关细菌代谢的叙述中，正确的是 a、细菌没有细胞器，只能进行无氧呼吸 b、细菌的蛋白质合成在自身的核糖体上进行 c、细菌的代谢终产物也是 co2 和 h2o d、细菌的储藏性颗粒是蛋白质，淀粉，脂肪答案:b 9．下列细胞中不能合成蛋白质的是 a．乳酸菌 b．醋酸菌 c．成熟红细胞 d．酵母菌答案:c 10．葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质，实验过程中提供 18o2 ，则 18o2 进入酵母菌细胞后，最先出现的放射性化合物是 a．丙酮酸 b．乳酸 c．二氧化碳 d．水答案:d 课余作业 1 2．根据你的理解，汇出泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间的变化趋势曲线，并分析回答：（1 （2）亚硝酸盐含量升高的原因是蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性增强，将硝酸盐还原为亚硝酸。（3）亚硝酸盐含量降低的原因是蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性减弱，硝酸盐还原减少。【教学反思】资料——泡菜的历史和功效《三国史记》记载，神文王于 683 年娶王妃时下令准备的聘礼中包括酱油、大酱、酱汁类等食品，说明发酵食品当时已非常普及。即，泡菜类早已从 3000 年前开始在中国以( 菹)为名出现，三国时代传至我国，经过统一新罗时代、高丽时代，其制作方法不断改变。在当时，泡菜可能是以萝卜为主原料的泡萝卜、咸菜、酱菜为主。据估计，今天的以整稞白菜和辣椒面为主原料的泡菜类是随着朝鲜时代中期以后白菜和辣椒传到我国时开始普及的。 1. 泡菜随着发酵，产生抗菌作用。有害菌的作用在发酵过程中产生的乳酸菌的作用下得到抑制，且在随着发酵的成熟产生酸味的乳酸菌，不仅使泡菜更具美味，还能抑制肠内的其他菌，防止不正常的发酵，抑制病菌。 2. 另外，泡菜还能预防过分摄取肉类或酸性食品时，因血液的酸性化导致的酸中毒。在泡菜中使用的主材料均含有许多水分。因此，营养素的成分显得比较少，但乳酸菌具有抑制肠内有害菌的繁殖，净化肠胃的作用。 3. 泡菜还有助于成人病的预防，对肥胖、高血压、糖尿病、消化系统癌症的预防也有效果。 4. 此外泡菜类因蔬菜类的液汁和食盐等的复合作而有净化胃肠的作用。泡菜促进胃肠内的蛋白质分解酶-胃蛋白酶的分泌，并使肠内微生物的分布趋于正常化。专题二微生物的培养与应用课题 1 微生物的实验室培养【教学目标】（一）知识与技能了解有关培养基的基础知识；掌握培养基的制备、高压蒸汽灭菌和平板划线法等基本操作技术（二）过程与方法分析实验思路的确定和形成的原因，分析实验流程，对比前面的实验设计，归纳共性，分析差异，增加印象（三）情感、态度与价值观：形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神【教学重难点】无菌技术的操作【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课在传统发酵技术的应用中，都利用了微生物的发酵作用，其中的微生物来自于制作过程中的自然感染。而在工业化生产中，为了提高发酵的质量，需要获得优良菌种，并保持发酵菌种的纯度。这就要涉及到微生物的培养、分离、鉴别等基本技术。现在我们开始学习微生物的培养和应用专题。（二）进行新课 1．基础知识 1．1 培养基的种类包括固体培养基和液体培养基等。〖思考 1〗琼脂是从红藻中提取的多糖，在配制培养基中用作为凝固剂。【补充】培养基的类型及其应用：1．2 〖思考 2〗从细胞的化学元素组成来看，培养基中为什么都含有这些营养成分？ c、h、o、n、p、s 是构成细胞原生质的基本元素，约占原生质总量的 97 ％以上。【补充】碳源：如 co2、糖类、脂肪酸等有机物，构成微生物的结构物质和分泌物，并提供能量。氮源：如 n2、氨盐、硝酸盐、牛肉膏、蛋白胨等，主要用来合成蛋白质、核酸及含氮代谢物等。含有 c、h、o、n 的化合物既可以作为碳源，又可以作为氮源，如氨基酸等。 1．3 培养基除满足微生物生长的等要求。【补充】生长因子：某些微生物正常生长代谢过程中必须从培养基中吸收的微量有机小分子，如某些氨基酸、碱基、维生素等。〖思考 3〗牛肉膏和蛋白胨主要为微生物提供糖、维生素和有机氮等营养物质。〖思考 4〗培养乳酸杆菌时需要添加维生素，培养霉菌时需要将培养基 ph 调节为酸性，培养细菌时需要将 ph 调节为中性或微碱性。活动 2：阅读“无菌技术”，讨论回答下列问题： 1．4 获得纯净培养物的关键是 1．5 无菌技术包括：（1）对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒；（2）将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌；（3）为避免周围微生物污染，实验操作应在酒精灯火焰附近旁进行；（4）避免已灭菌处理的材料用具与周围物品相接触。 1．6 比较消毒和灭菌（填表）〖思考 5〗无菌技术除了防止培养物被污染外，还具有的目的是防止感染实验操作者。 1．7 消毒方法：（1）日常生活经常用到的是煮沸消毒法；（2）对一些不耐高温的液体，则使用巴氏消毒法（作简要介绍）；（3）对接种室、接种箱或超净工作台首先喷洒石炭酸或煤酚皂等溶液以增强消毒效果，然后使用紫外线进行物理消毒。（4）实验操作者的双手使用酒精进行消毒；（5）饮水水源用氯气进行消毒。 1．8 灭菌方法：（1）接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法；（2）玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法，所用器械是干热灭菌箱；（3）培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。（4）表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法，所用器械是紫外灯。〖思考 6〗对接种环灭菌时要用酒精灯的充分燃烧层火焰灼烧可能伸入试管或培养皿的部位。〖思考 7〗利用干热灭菌箱对玻璃器皿灭菌时物品不能摆得太挤，目的是避免妨碍热空气流通。〖思考 8〗物品装入高压蒸汽灭菌锅灭菌后，要首先打开排气阀，煮沸并排除锅内冷空气，其目的是有利于锅内温度升高；随后关闭排气阀继续加热，气压升至 100k pa ，温度为 121℃ ，并维持 15～30 min；最后切断热源，使温度自然降温，气压务必降至零时打开锅盖，其目的是防止容器中的液体暴沸。【补充】培养基的配制原则： ①目的要明确：根据培养的微生物种类、培养的目的等确定培养基的类型和配制量。 ②营养要协调：培养基中各种营养物质的浓度和比例要适宜。例如：碳氮比 4∶1 时，谷氨酸棒状杆菌大量繁殖而产生谷氨酸少；碳氮比为 3∶1 时，菌体繁殖受抑制而谷氨酸合成量大增。③ph 要适宜：细菌培养基 ph 中性或偏碱性，霉菌培养基呈酸性。 2．实验操作 2．1 计算：根据配方比例，计算 100ml 培养基各成分用量。 2．2 称量：准确称取各成分。称取牛肉膏和蛋白胨时动作要迅速，目的是防止牛肉膏吸收空气中水分。 2．3 溶化：①加水加热熔化牛肉膏；②加入蛋白胨和氯化钠继续加热； ③加入琼脂；④用蒸馏水定容到 100ml。整个过程不断用玻棒搅拌，目的是防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。 2．4 调 ph：用 1mol/lnaoh 溶液调节 ph 至偏碱性。 2．5 灭菌：将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加塞包扎后用高压蒸汽灭菌锅灭菌；所用培养皿用报纸包扎后用干热灭菌箱灭菌。 2．6 倒平板：待培养基冷却至 50℃左右时在酒精灯火焰附近操作进行。其过程是： ①在火焰旁右手拿锥形瓶，左手拔出棉塞； ②右手拿锥形瓶，使锥形瓶的瓶口迅速通过火焰；③左手将培养皿打开一条缝隙，右手将培养基倒入培养皿，立刻盖上皿盖。 ④待平板冷却凝固后，将平板倒过来放置。〖思考 1〗锥形瓶的瓶口通过火焰的目的是消灭瓶口的杂菌，防止杂菌感染培养基。〖思考 2〗倒平板的目的是防止培养基冷却过程中形成的水滴落到培养基表面。〖思考 3〗若皿盖和皿底之间粘有培养基，则该平板能否培养微生物？为什么？不能。空气中杂菌会在这些粘附培养基上繁殖，并污染皿内培养基。〖思考 4〗配制斜面培养基中，试管要加塞棉塞的目的是保持通气并防止杂菌感染。〖思考 5〗试管培养基形成斜面的作用是增大接种面积。 2．7 接种 2．7．1 微生物接种的最常用方法是平板划线法和稀释涂布法，另外还有穿刺接种和斜面接种等。2．7．2 平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。其操作步骤是： ①将接种环在酒精灯火焰上灼烧直至烧红。 ②在酒精灯火焰旁冷却接种环，并打开大肠杆菌的菌种试管的棉塞。 ③ 将菌种试管口通过火焰达到消灭试管口杂菌的目的。 ④将冷却的接种环伸入到菌液中取出一环菌种。 ⑤将菌种试管口再次通过火焰后塞上棉塞。 ⑥将皿盖打开一条缝隙，把接种环伸入平板内划 3～5 条平行线，盖上皿盖，不要划破培养基。 ⑦灼烧接种环，冷却后从第一区划线末端开始向第二区域内划线。重复上述过程，完成三、四、五区域内划线。注意不要将第五区的划线与第一区划线相连。 ⑧将平板倒置放在培养箱中培养。〖思考 6〗取菌种前灼烧接种环的目的是消灭接种环上的微生物；除第一次划线外，其余划线前都要灼烧接种环的目的是消灭接种环上残留菌种；取菌种和划线前都要求接种环冷却后进行，其目的是防止高温杀死菌种；最后灼烧接种环的目的是防止细菌污染环境和操作者。〖思考 7〗在第 1 次划线后都从上次划线末端开始的目的是获得由单个细菌形成的标准菌落。 2．7．3 稀释涂布平板法：将菌液进行一系列梯度稀释，并将不同稀释度菌液分别涂布到琼脂固体培养基上进行培养。当稀释倍数足够高时，即可获得单个细菌形成的标准菌落。 2．7．4 系列稀释操作： ①取盛有 9ml 水的无菌试管 6 支，编号 101、102、103、104、105、 106。 ②用灼烧冷却的移液管吸取 1ml 菌液注入编号为 101 试管中，并吹打 3 次，使之混匀。 ③从 101 倍液中吸取 1ml 菌液注入到编号为 102 试管内吹打均匀，获得 102 倍液。依此类推。〖思考 8〗操作中试管口和移液管应在离火焰 1～2cm 处。整个操作过程中使用了 1 支移液管。 3．1 3．23．3 培养 12h 和 24h 后的菌落大小不同（相同、不同）；菌落分布位置相同（相同、不同）。原因是时间越长，菌落中细菌繁殖越多，菌落体积越大；菌落的位置不动，但菌落数增多。〖思考 9〗在某培养基上出现了 3 种特征不同的菌落，原因有培养基灭菌不彻底或杂菌感染等。〖思考 10〗频繁使用的菌种利用临时保藏法保存，长期保存菌种的方法是甘油管藏法。前者利用固体斜面培养基培养后，保存在 4℃冰箱中，每 3～6 个月转种培养一次，缺点是保存时间较短，容易发生污染和变异；后者将菌种与无菌体积等量混合后保存在－20℃冷冻箱中。（三）实例探究例 1．关微生物营养物质的叙述中，正确的是 a. 是碳源的物质不可能同时是氮源 b.凡碳源都提供能量 c.除水以外的无机物只提供无机盐 d.无机氮源也能提供能量解析：不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况分析。对于 a、b 选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳源可同时是氮源，如 nh4hco3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，也是能源，如蛋白胨。对于 c 选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如二氧化碳，可作为自养型微生物的碳源；nahc o3，可作为自养型微生物的碳源和无机盐；而 nacl 则只能提供无机盐。对于 d 选项，无机氮源提供能量的情况还是存在的，如 nh3 可为硝化细菌提供能量和氮源。答案：d 例 2．下面对发酵工程中灭菌的理解不正确的是 a. 防止杂菌污染 b.消灭杂菌 c.培养基和发酵设备都必须灭菌 d.灭菌必须在接种前解析：灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。a 说的是灭菌的目的，因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌），所以是正确的； b 是错误的，因为灭菌的目的是防止杂菌污染，但实际操作中不可能只消灭杂菌，而是消灭全部微生物。c 是正确的，因为与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌；发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的，灭菌必须在接种前，如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。答案：b （四）课堂总结、点评 ☆综合应用例 3．右表是某微生物培养基成分，请据此回答：（1）右表培养基可培养的微生物类型是。（2 ）若不慎将过量 nacl 加入培养基中。如不想浪费此培养基，可再加入，用于培养。（3）若除去成分②，加入（ch2o），该培养基可用于培养。（4）表中营养成分共有类。（5）不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的是。（6）右表中各成分重量确定的原则是。（7）若右表培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分是。解析：对于一个培养基，它能培养何种微生物，要看它的化学成分。当然这只适用于合成培养基，如果是一个天然培养基就不能从培养基的成分上区分它是培养何种微生物的。分析化学成分要从营养物质的类型出发。右表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类，缺乏碳源和特殊营养物质。对特殊营养物质，有的微生物是不需要的，但没有微生物是不需要碳源的。该培养基中没有碳源，说明培养的微生物是从空气中获得碳源的，即可培养的微生物就是自养型微生物了。该培养基中加入了过量食盐，就可以成为金黄色葡萄球菌鉴别培养基，但金黄色葡萄球菌是异养型微生物，这个培养基就还需要加入有机碳源。该培养基若加入（ch2o），培养基中就有了碳源，但除去成分②，却使培养基中没有了氮源，这时就只能用于培养固氮微生物了。对于菌种鉴定，往往用的是固体培养基，而表中没有凝固剂，需要加入常见的凝固剂——琼脂。答案：⑴自养型微生物 ⑵含碳有机物金黄色葡萄球菌 ⑶固氮微生物 ⑷3 ⑸调整 ph ⑹依微生物的生长需要确定 ⑺琼脂（或凝固剂）【板书设计】【巩固练习】 1．不可能作为异养微生物碳源的是 a．牛肉膏 b．含碳有机物 c．石油 d ．含碳无机物 2．根瘤菌能利用的营养物质的组别是 a．nh3，（ch2o），nacl b．n2，（ ch2o），cacl2 c．铵盐，co2，nacl d．no2，co2，cacl2 3．配制培养基的叙述中正确的是a．制作固体培养基必须加入琼脂 b．加入青霉素可得到放线菌 c．培养自生固氮菌不需氮源 d．发酵工程一般用半固体培养基 4 ．自养型微生物与异养型微生物的培养基的主要差别是 a．碳源 b．氮源 c．无机盐 d ．特殊营养物质 5．下表是有关 4 种生物的能源、碳源、氮源和代谢类型的概述。其中正确的是( ) a．根瘤菌、谷氨酸棒状杆菌 b．硝化细菌、酵母菌 c ．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌 d．硝化细菌、根瘤菌 6．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是 a．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的 b．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子 c．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利 d．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足。7．要将从土壤中提取的自生固氮菌与其他的细菌分离出来，应将它们接种在 a．加入氮源和杀菌剂的培养基上 b．不加入氮源和不加杀菌剂的培养基上 c．加入氮源，不加杀菌剂的培养基上 d．不含氮源和杀菌剂的培养基上 8．甲、乙、丙是三种微生物，下表ⅰ、ⅱ、ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在ⅲ种正常生长繁殖；甲能在ⅰ中正常生长繁殖，而乙和丙都不能；乙能在ⅱ中正常生长繁殖，甲、丙都不能。下列说法正确的是（） a、甲、乙、丙都是异养微生物 b、甲、乙、丙都是自养微生物、丙是异养微生物 c、甲是固氮微生物、乙是自养微生物、丙是异养微生物 d、甲是异养微生物、乙是固氮微生物、丙是自养微生物9．某一种细菌株要从环境中提取现成的亮氨酸（20 种氨基酸中的一种）才能生长，此菌株对链霉素敏感。实验者用诱变剂处理此菌株，想筛选出表中细菌菌株类型。根据实验年目的，选用的培养基类型是（）注：ｌ—亮氨酸ｓ—链霉素 “＋”—加入 “—”—不加入 10．酵母菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长，原因是 a．碳源供应太充足 b．细胞会发生质壁分离 c．改变了酵母菌的 ph 值 d．葡萄糖不是酵母菌的原料答案：dacac cdbbb 【教学反思】资料——微生物的特点 1. 个体微小，结构简单在形态上，个体微小，肉眼看不见，需用显微镜观察，细胞大小以微米和纳米计量。 2.繁殖快生长繁殖快，在实验室培养条件下细菌几十分钟至几小时可以繁殖一代。 3.代谢类型多，活性强。 4.分布广泛有高等生物的地方均有微生物生活，动植物不能生活的极端环境也有微生物存在。 5.数量多在局部环境中数量众多，如每克土壤含微生物几千万至几亿个。 6.易变异相对于高等生物而言，较容易发生变异。在所有生物类群中，已知微生物种类的数量仅次于被子植物和昆虫。微生物种内的遗传多样性非常丰富。所以微生物是很好的研究对象，具有广泛的用途。课题 2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数【教学目标】（一）知识与技能利用选择培养基分离细菌，运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数（二）过程与方法分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性（三）情感、态度与价值观形成无菌不在的概念，养成讲究卫生的习惯【教学重点】对土样的选取和选择培养基的配制【教学难点】对分解尿素的细菌的计数【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课上节课我们学习了培养基的配置以及接种技术。下面我们来学习如何进行细菌的分离，获得所需要的目的微生物。（二）进行新课 1．基础知识 1．1 尿素是一种重要的氮肥，不能）直接吸收利用，。室中微生物的筛选，原理是人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、ph 等），同时抑制或阻止其他微生物生长。点评：生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用。所以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。〖思考 1〗在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是葡萄糖，提供氮源的的是尿素，琼脂的作用是凝固剂。〖思考 2〗该培养基对微生物具有（具有，不具有）选择作用。如果具有，其选择机制是只有能够以尿素作为氮源的微生物才能在该培养基上生长。 1．3 在统计菌落数目时，常用来统计样品中活菌数目的方法是稀释涂布平板法。除此之外，显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法。【补充】显微镜直接计数是测定微生物的方法。公式：观察到的红细胞平均数∶观察到的细菌平均数＝红细胞含量∶细菌含量 1．4 采用稀释涂布平板法统计菌落数目时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在 30～300 的平板进行计数。〖思考 3〗从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是（平均菌落数÷涂布的稀释液体积）×稀释倍数。〖思考 4〗利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是恰当的稀释度。〖思考 5〗第二位同学的结果接近真实值。你认为这两位同学的实验需要改进的操作是第一位同学需设置重复实验组；第二位同学统计的三个菌落数相差太大，说明操作有误，需重新实验。 1．5 统计的菌落数比活菌的实际数目落。因此，统计结果一般用菌落数来表示。 1．6 1．7 的称为实验组。〖思考 6〗请设计本实验的对照实验组：方案 1：其他同学用 a 同学的土样进行实验。方案 2：a 同学以不接种的培养基作为空白对照。 2．实验设计 2．1 实验设计的内容包括实验方案、材料用具、实施步骤和时间安排等。 2．2 根据图示 2－7 填写以下实验流程：2．3 土壤微生物主要分布在距地表 2．4 分离不同的微生物采用不同的稀释度，其原因是不同微生物在土壤中含量不同，其目的是保证获得菌落数在细菌稀释度为 4、105、106，放线菌稀释度为 103、104、 105，真菌稀释度为 102、103、4。 2．5 培养不同微生物往往需要不同培养温度。细菌一般在 1～2d，放线菌一般在℃培养 5～7d，霉菌一般在 3～4d。 2．6 在菌落计数时，每隔统计一次菌落数目。选取菌落数目稳定时的记录作为结果，以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。点评：菌种中有些菌体增殖快，有些菌体增值慢，所以培养时间要充足，使得每个菌体都能形成肉眼可观察到的菌落。 2．7 菌落的特征包括形状、大小、隆起程度、颜色等方面。〖思考 8〗土壤微生物种类最多、数量最大的原因是什么？土壤中营养物质含量丰富，环境条件适宜等。 2．8 实验过程 1 2。将称好的土样倒入盛有无菌水的锥形瓶中，塞好棉塞。 3 4 5〖思考 9〗在研究未知微生物时务必规范操作，以防被致病微生物感染，实验后一定要洗手。 3．结果分析与评价 3．1 的方法。 3．2 在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨。氨会使培养基的碱性增强，ph 升高。因此，我们可以通过检测培养基 ph 变化来判断该化学反应是否发生。 3．3 在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂。培养某种细菌后，如果 ph 升高，指示剂将变红，说明该细菌能够分解尿素。〖思考 10〗测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到伊红美蓝培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现黑色，通过记述得出水样中大肠杆菌的数量。你认为在该实验中至少应取三个水样。（四）实例探究例 1．对细菌群体生长规律测定的正确的表述是a．在液体培养基上进行 b．至少接种一种细菌 c．接种一个细菌 d．及时补充消耗的营养物质解析：细菌群体生长规律的测定是人们在一定条件下进行的。这些条件是：一种细菌、恒定容积的培养基，液体培养基、定时测定细菌总数。在这些条件下，才能测定出细菌的生长规律。测定时只能用一种细菌的子细胞群体的变化规律表达微生物的生长；恒定容积是给微生物提供一定的生存环境；液体培养基才能通过样品推测细菌总数。若接种多种细菌，则会发生种间斗争而不能测定一种微生物的生长规律。在接种时，要保证一定的接种量。答案：a 例 2．在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争最显著最激烈的时期是 a．调整期 b．对数期 c．稳定期 d．衰亡期解析：种内斗争是一种生态因素。种内斗争反应了种内生物对生存空间和生活资源的争夺。在生活空间充裕，营养充足的时候，种内斗争的程度是比较低的。随着微生物个体数目的增加，每个个体的生存空间越来越少，营养物质也越来越少，每个个体对生存空间和资源的争夺也越来越激烈，种内斗争就越来越激烈。由此可知，在稳定期的种内斗争最激烈。在衰亡期，微生物的数目已经开始减少，ph 已经极度不适于微生物的生存，次级代谢产物积累到很高的程度，这时的微生物的生存斗争主要是与无机环境的斗争。答案：c ☆综合应用例 3．（2005 年江苏）抗生素作为治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。 ⑴青霉素发酵产生青霉素。青霉菌的新陈代谢类型是，青霉素是青霉菌的代谢产物。⑵在生产和科研中，常选用处于期的青霉菌作为菌种或研究材料，因为此时的青霉菌代谢旺盛，和比较稳定。 ⑶对青霉菌菌体生长情况的测定：取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后，，再计算发酵罐中菌体的总重量。解析：青霉菌属于真菌，其代谢类型应为异养需氧型，而青霉素作为它的代谢产物，并不是它生长、繁殖所必需的，所以青霉素应属于次级代谢产物。在测定培养基上青霉菌菌体的生长情况时，常用的方法有两种：一种是测量青霉菌的细胞数目，另一种是测重量，取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后，称菌体的湿重，或烘干后称干重，再由此计算出其中的细胞总重量。在细菌生长的四个主要时期中，因为处于对数期的细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定，常作为生产用的菌种和科研的材料。答案：⑴异养需氧型次级 ⑵对数个体的形态生理特性 ⑶ 称菌体的湿重（称烘干后的重量）【板书设计】【巩固练习】 1．在一个“淀粉—琼脂”培养基的 5 个圆点位置，分别用不同方法处理，将此实验装置放在 37℃恒温箱中，保温处理 24h a．棕黄色、棕黄色、淀粉酶 b.蓝黑色、棕黄色、麦芽糖酶 c．棕黄色、蓝黑色、淀粉酶 d.棕黄色、蓝黑色、麦芽糖酶2．实验测定链霉素对 3 种细菌的抗生素效应，用 3 种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画 3 条等长的平行线（3 条线均与下图中的链霉素带接触），将平板置于 37℃条件下恒温培养 3 天，结果如图所示。从实验结果分析以下叙述，不正确的是 a．链霉素能阻止结核菌的生长 b．链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效 c．链霉素对结核菌比对伤寒菌更有效 d．链霉素可以用于治疗伤寒病人 3.利用生物工程生产啤酒、味精、胰岛素、酸奶的常用菌种分别是 a．酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 b．酵母菌、大肠杆菌、青霉菌、乳酸菌 c．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 d．黄色短杆菌、酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌 4．下列操作不属于微生物的分离步骤的是 a．稀释 b．划线或涂布 c．接斜面 d．培养 5 ．影响微生物生长的主要环境因素是a．阳光、温度、水分 b．温度、水分、ph c．水分、ph、氧 d ．温度、ph、氧 6.下列微生物的产物中没有菌种特异性的一组是 a．氨基酸、核苷酸、多糖、色素 c．核苷酸、多糖、维生素、毒素、抗生素 b. 多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸 d．核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸 7．微生物代谢的人工控制是指 a. 改变微生物的遗传特性 b.控制发酵时的温度 c.调节发酵过程中的 ph，氧气通入量 d.包括 a、b、c 三项 8．在微生物群体生长规律的测定中，不可能发生的是 a. 繁殖 b.生存斗争 c.种间斗争 d.种内斗争 9．与调整期长短有关的因素中，可缩短调整期的一组是 ①用与菌种相同的培养基 ②营养丰富的培养基 ③稳定期获得的菌种 ④对数期获得的菌种 ⑤接种时间提前 ⑥接种量加大 ⑦接种量减小 ⑧接种种类加大 a、①③⑤⑦ b、②③⑤⑦ c、①④⑥ d、 ②④⑤⑥⑧ 10．微生物群体生长善的测定方法可以是 ①测定样品的细胞数目 ②测定次级代谢产物的总产量 ③测定培养基中细菌的体积 ④测定样品的细胞重量 ⑤测定初级代谢产物的总产量 a. ②④ b.①④ c.①③⑤ d.②③④ 答案：1—5 cdccd 6—10 ddccb 【教学反思】资料——选择培养基选择培养基的含义是：在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进需要的微生物的生长。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。在培养基中加入某种化学物质可以做到这一点，如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在培养的培养成分的基础上加入的。培养基中的营养成分的改变也可达到分离微生物的目的。如培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。如石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的。改变微生物的培养条件，也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。课题 3 分解纤维素的微生物的分离【教学目标】（一）知识与技能简述纤维素酶的种类及作用，从土壤中分离出分解纤维素的微生物；掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术（二）过程与方法分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，弄懂实验操作的原理（三）情感、态度与价值观领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力【教学重点】从土壤中分离分解纤维素的微生物【教学难点】从土壤中分离分解纤维素的微生物【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课上节课我们探讨学习了土壤中尿素分解菌的分离与计数，这节课我们以纤维素分解菌的分离与纯化为例，巩固加深对这方面技术的理解和掌握。（二）进行新课 1．基础知识活动 1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题：1．1 是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。延伸：草食性动物是怎样消化食物中纤维素的？肠胃中的共生物生物。 1．2 请完成下列过程：〖思考 1〗实验分析：p27 的小实验是如何构成对照的？在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶；尽管醋酸－醋酸钠缓冲液用量不同，但都能维持相同的 ph。〖思考 2〗1 个酶活力单位是指在温度为 25 ℃，其它反应条件最适宜情况下，在 1 min 内转化 1mmol 的底物所需要的酶量。活动 2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题：1．3 筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。 2．4 其原理是：红色复合物无法形成，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。 2．实验设计活动 3：完成实验方案流程图，讨论回答问题：〖思考 3〗实验流程中“选择培养”的培养基类型是什么？该培养的目的是什么？液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖，含量增多。〖思考 4〗本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌悬液直接涂布在选择培养基上；本课题通过选择培养使细菌增殖后，再涂布在鉴别培养基上。其它操作基本基本共同。活动 4：阅读资料一“土壤取样”，回答下列问题： 2．1 2．2 为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率。 2．3 将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。将纸埋于深约 10cm 的腐殖土壤中。活动 5：阅读资料二“选择培养基”，回答以下三个问题： 2．4 2．5 培养基选择作用机制是以纤维素粉为唯一碳源，只有纤维素分解菌才能生存。 2．6 活动 5：阅读资料三“刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。3．结果分析与评价活动 6：阅读“课题延伸”，回答： 3．1 为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵。 3．2 纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的葡萄糖含量进行定量测定。（三）课堂总结、点评（四）实例探究例 1．有关谷氨酸发酵的叙述中正确的是 a．发酵中要不断通入空气 b．培养条件不当将不能得到产品c．搅拌的唯一目的是使空气成为小泡 d．冷却水可使酶活性下降解析：进行谷氨酸发酵的菌种是异养需氧型微生物，所以要在培养过程中不断通入空气，但是必须通入的是无菌空气，普通空气是不行的，容易造成杂菌污染。搅拌不但使空气成为小气泡以增加培养基中的溶氧量，还能使培养基与菌种充分接触，提高原料的利用率。在培养过程中，由于微生物的代谢产热和机械磨擦生热，会使培养基的温度升高，高到一定程度，就会使酶的结构和核酸的结构遭到破坏，培养会因此而受到影响。降低温度，是保证酶正常活性的条件之一而不会使酶的活性下降。当培养条件不恰当时，不能得到谷氨酸。如 ph 降低时将得到乙酰谷氨酰胺，溶氧低时将得到乳酸或琥珀酸。答案：b 例 2．温度对发酵过程的影响，不正确的是 a．温度过高，发酵周期缩短，产量降低 b．温度不影响生物合成的途径 c．温度能影响菌种对营养物质的吸收 d．菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同解析：解答此题需要从以下几方面入手分析：第一，发酵过程需要适宜的温度，如果温度过高，酶很快失活，菌体衰老，发酵周期就会缩短，产量也会降低；第二，温度能影响生物合成的途径，这是因为生物合成过程需要酶，酶的活性与温度高低有关；第三，菌种吸收营养物质一部分是通过主动运输来完成的，需呼吸作用提供能量，这与温度有关；第四，菌体生长和产物合成需体内旺盛的代谢作基础，而用于生长繁殖和代谢产物生成的酶不同，因此所需的最适宜的温度也不一定相同。答案：b ☆综合应用例 3、淀粉酶可以通过微生物发酵生产，为了提高酶的产最，请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。①写出主要实验步骤。②根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预期实验结果。提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随其生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈。（2004 天津理科综合能力测试）解析：这是一道以诱变育种、选择培养和鉴别培养等知识为载体的实验设计题，综合性强，难度较大。既要求学生掌握实验原理，也要求学生具备较强的实验设计的能力及对实验结果的预测和分析能力。答案： ①主要实验步骤：第一步：将培养好的生产菌株分两组。一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照。第二步：制备含淀粉的固体培养基。第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同条件下培养。第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株。②预期实验结果： a．由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同。 b．由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小。【板书设计】【巩固练习】 1．下面是弗来明对青霉素的早期研究过程：发现问题：在培养细菌的器具中发现一种青霉菌，在这种青霉菌的周围有没有其它细菌生存?为什么会产生这种现象? 提出假设：设计实验：在液体中培养青霉菌后，考察这种液体对细菌增殖的影响。实验结果：培养液使细菌的增殖停止。结论：下面几项最适合作为该实验假设的是 a．青霉菌与细菌之间是共生关系 b．青霉菌污染了细菌生存的环境 c．青霉菌产生了对人体有益的物质 d．青霉菌能产生抑制细菌增殖的物质 2．培养流感病毒时，应选用 a．固体培养基 b．含有多种无机盐的培养液 c．活的鸡胚 d．无菌的牛肉汤 3．以下关于微生物对氧的需求的叙述中正确的是a．产甲烷杆菌属厌氧呼吸，但氧的存在不影响其生存 b．链球菌进行厌氧呼吸，不能接触空气 c．黄色短杆菌在氧气充足时才能产生谷氨酸 d．谷氨酸棒培育杆菌是厌氧呼吸 4．可以使微生物细胞内蛋白质、核酸发生不可逆破坏的环境加素是 a．高温 b.营养成分的变化 c.氧含量 d.温度、ph、氧的共同作用 5．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是 a．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的 b．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子 c．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利 d．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足6．下列有关味精生产的一些措施的叙述，正确的是 a．常用的菌种是谷氨酸棒状杆菌和金黄色葡萄球菌 b．培养基是含有五种营养成分的合成培养基 c．在发酵中要控制的只是温度、ph、通气量 d．味精是谷氨酸经 na2co3 中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离而成 7．菌落形成的根本原因是 a．细菌有鞭毛 b．细菌能运动 c．培养基有琼脂 d．子细胞成为群体 8．在接种操作的过程中，不正确的是 a．要将接种环灼烧灭菌 b．取下棉塞后要将试管口灼烧灭菌 c．将接种环伸入试管内，先接触长菌多的部位 d．接种后还要将管口灭菌加塞 9．高压蒸气灭菌的原理是a．高压使细菌 dna 变性 b．高压使细菌蛋白质凝固变性 c．高温烫死细菌 d．高温使细菌 dna 变性 10．某种细菌每 30 分钟分裂一次，开始接种时为 3 个细胞，在对数生长期培养 5 个小时后，问此时有多少细胞？ a．15 b．48 c．1024 d．3072 答案：1—5 dccad 6—10 ddcbd 【教学反思】资料——两种刚果红染色法的比较刚果红在筛选纤维素分解菌上的应用已经有超过 20 年的历史，在本课题中我们给出了两种方法。方法一是传统的方法，缺点是操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；其优点是这样显示出的颜色反应基本上纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂的问题，缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素占主要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。方法二的另一缺点是：有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。专题三植物的组织培养技术课题 1 菊花的组织培养【教学目标】（一）知识与技能 1、熟悉植物组织培养的基本过程 2、理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化 3、通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力（二）过程与方法归纳 ms 培养基的配制方法，并设计表格比较微生物培养基与 ms 培养基的配方的异同。（三）情感、态度与价值观通过阅读植物组织培养技术的发展史，课下查阅植物组织培养技术在生产实践中应用的资料，关注学生科学态度的教育，拓展学生视野，感受科学技术在生产实践中的重要价值。【教学重点】植物组织培养过程中使用的无菌技术【教学难点】植物组织培养过程中使用的无菌技术【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课上节课我们探讨学习了如何从土壤中分离出尿素分解菌和纤维素分解微生物及其计数方法。这节课我们来学习研究植物的组织培养技术。（二）进行新课 1．基础知识知识回顾：联系“植物细胞工程”，回答下列问题： 1．1 具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞，都具有发育成完整个体的能力，即每个生物细胞都具有全能性。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来，这是因为在特定的时间和空间条件下，通过基因的选择性表达，构成不同组织和器官。 1．2 植物组织培养技术的应用有：实现优良品种的快速繁殖；培育脱毒作物；制作人工种子；培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。活动 1：阅读“植物组织培养的基本过程”，讨论并完成以下问题： 1．3 细胞分化：个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。〖思考 1〗细胞分化是一种持久性的变化，它有什么生理意义？使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 1．4 愈伤组织是通过细胞分裂形成的，其细胞排列疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。〖思考 2〗填表比较根尖分生组织和愈伤组织的异同：1．5 植物组织培养的过程可简单表示为：活动 2：阅读“影响植物组织培养的条件”，讨论并完成以下问题： 1．6 材料：植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择未开化植物的茎上部新萌生的侧枝作材料。〖思考 3〗一般来说，容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。〖思考 4〗选取生长旺盛嫩枝进行组培的原因是嫩枝生理状态好，容易诱导脱分化和再分化。 1．7 营养：常用的培养基是其中含有的大量元素是，微量元素是 1．8 激素：结果。1. 9、温度、光等环境条件。菊花组培所需 ph 为，温度为℃，光照条件为每日用日光灯照射 12 小时。 2．实验设计活动 3：阅读“制备 ms 固体培养基”，回答下列问题：21 2．1 配制各种母液：将各种成分按配方比例配制成的浓缩液。使用时根据母液的浓缩倍数，计算用量，并加蒸馏水稀释。2．2 配制培养基：应加入的物质有琼脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液，并用蒸馏水定容到 1000 毫升。在菊花组织培养中，可以不添加植物激素，原因是菊花茎段组织培养比较容易。 2．3 ［思考 6］ms 培养基中各种营养物质的作用是什么？肉汤培养基相比，ms 培养基有哪些特点？大量元素和微量元素提供植物细胞所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，维持细胞渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主，ms 培养基则需提供大量无机营养。活动 4：阅读“外植体消毒”，填写下列流程图：［思考 7］在此消毒过程中，是不是强度越大越好，为什么？不是。对外植体进行表面消毒时，既要考虑到药剂的消毒效果，又要考虑到植物的耐受力。 3．发酵操作活动 5：阅读“接种、培养、移栽和栽培”，填写： 3．1 前期准备：用 70％的酒精消毒工作台，点燃酒精灯。注意所有接种工作都必须在酒精灯旁进行，器械使用前后都要用火焰灼烧灭菌。 3．2 接种操作：接种过程中插入外植体时形态学上端朝上，每个锥形瓶接种 7～8 个外植体。〖思考 8〗外植体接种与细菌接种相似之处是操作步骤相同，而且都要求无菌操作。 3．3 培养过程应该放在无菌箱中进行，并定期进行消毒，保持适宜的温度和光照。 3．4 移栽前应先打开培养瓶的封口膜，让其在培养间生长几日，然后用流水清洗根部培养基。然后将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间，进行壮苗。最后进行露天栽培。［思考 9］外植体在培养过程中可能会被污染，你认为造成污染的原因有哪些？外植体消毒不彻底；培养基灭菌不彻底；接种中被杂菌污染；锥形瓶密封性差等。（三）课堂总结、点评（四）实例探究例 1 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 a. 有丝分裂 b.分化 c.减数分裂 d.全能性解析：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，脱分化，通过细胞分裂，形成愈伤组织；脱分化的愈伤组织继续培养，又可重新分化成根或芽等器官；再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。由愈伤组织发育为完整的植物体体现了细胞的全能性。植物组织培养的过程是无性繁殖的过程，不涉及减数分裂，减数分裂是生物在进行有性生殖的过程中的一种分裂方式。本题解决的关键是要了解植物的组织培养过程。答案：c例 2 植物细胞表现出全能性的必要条件是 a. 导入其他植物细胞的基因 b. 将成熟的细胞核移植到去核的卵细胞中 c. 用适当浓度的秋水仙素处理 d. 脱离母体后，给予适宜的营养和适宜的温度等外界条件解析：植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，由愈伤组织细胞发育、分化出新的植物体。答案：d ☆综合应用例 3、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的 a. 消毒灭菌 b.适宜的温度 c.充足的光照 d.适宜的养料和激素解析：离体的植物器官、组织或细胞脱分化过程是在无菌条件下进行的，在愈伤组织形成过程中，需要适宜的温度、一定的营养物质和植物激素的诱导，但不需要阳光。答案：c 【板书设计】【巩固练习】 1. 植物组织培养技术的理论基础之一是： a. 植物细胞的完整性 b.植物细胞的多样性 c.植物细胞的全能性 d.植物细胞杂交 2.要大量繁殖用植物体细胞杂交方法获得的植物，应该采用哪种繁殖方式？ a. 种子繁殖 b.分裂生殖 c.出芽生殖 d.营养生殖 3.下列关于愈伤组织的说法中不正确的是 a. 愈伤组织的细胞能够进行细胞分裂 b.用叶培养形成的愈伤组织细胞能够进行光合作用c.培养愈伤组织的培养基中应含有有机养料 d.人们可以从愈伤组织中提取所需物质 4.在一个多细胞生物体内，存在形态、结构和生理功能上具有稳定性差异的细胞，是因为 a. 细胞失去全能性 b．不同的细胞，基因是不同的 c.不同细胞中基因选择性表达的结果 d．变异一般是不定向的 5.细胞具有全能性的原因是 a. 生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能 c.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因 b. 生物体的每一个细胞都具有全能性 d.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的 6.植物组织培养过程中的脱分化是指 a. 植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 b.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程c.植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程 d.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程 7.下列植物细胞全能性最高的是 a. 形成层细胞 b.韧皮部细胞 c.木质部细胞 d.叶肉细胞 8．植物组织培养是指 a．离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织 b．愈伤组织培育成植株 c．离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体 d．愈伤组织形成高度液泡化组织 9．某园艺场经过长期精心选育，培养出一株形态优美的兰花，如果要保持母本的优良性状，并尽快大规模繁殖，最适合的繁殖方式是（）a．分裂生殖 b．有性生殖 c．孢子生殖 d．组织培养 10．胡萝卜的韧皮部细胞通过组织培养，能发育成新的植株。下列有关的叙述中，不正确的是．．． a．说明高度分化的植物细胞具有全能性 b．植物细胞的全能性得以表达要离开母体 c．新植株的形成是细胞分裂和分化的结果 d．高度分化的动物细胞也具有全能答案：1～5 c dbcc 6～10 cacdd 【教学反思】资料——克隆羊多利 2003 年 2 月 14 日苏格兰罗斯林研究所证实世界上首只成年体细胞克隆动物多利已经死亡。多利的尸体将被制成标本，存放在苏格兰国家博物馆。多利于 1996 年 7 月 5 日出生，于 1997 年 2 月 23 日被介绍给公众，它是用一只 6 岁母羊的体细胞进行克隆，由罗斯林研究所与英国 ppl 医疗公司共同培育而成的。罗斯林研究所所长哈里 ·格里芬说，绵羊通常能活 11 到 12 年。但 2002 年 1 月科学家发现多利羊的左后腿患上了关节炎这种典型的“高龄病症”，现在，多利羊壮年死于老年羊常得的肺部感染疾病。研究人员对它实施了“安乐死”。世界第一只体细胞克隆动物多利羊的诞生曾震惊了世界，它的死也引起了人们对克隆动物的关注、以及对克隆技术发展前景的再思考。课题 2 月季的花药培养【教学目标】（一）知识与技能 1、识记被子植物花粉发育的过程 2、通过学习花药培养的基本技术，培养设计试验、动手操作、分析解释实验现象的能力（二）过程与方法 1、列表比较花药培养与组织培养2、选择适宜的培养材料和培养基（三）情感、态度与价值观 1、培养动手实践、勇于探索的科学探究素质 2、通过讨论花药离体培养技术在生产实践中的应用，帮助学生确立理论联系实际的观点【教学重点】选取适宜的培养材料和培养基【教学难点】选取适宜的培养材料和培养基【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课利用植物的茎可以经过组织培养得到新植株，但这种方法同时也存在着一定的缺陷，繁殖出来的新植株往往无法获得一些新的性状。本节我们将学习花药离体培养技术，这是一种信的育种技术。（二）进行新课 1．基础知识活动 2：阅读“被子植物的花粉发育”，回答下列问题： 1 经过 2．结合教材内容填下列示意图：〖思考 2〗由此可见，被子植物的花粉的发育要经历四分体时期，单核期和双核期等阶段。〖思考 3〗在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生 4 个精子；在一枚花药中可以产生〖思考 4〗营养细胞在花粉萌发过程中的作用是什么？控制花粉的萌发并提供营养。活动 3：阅读“产生花粉植株的两条途径”，讨论并回答下列问题： 1．产生花粉植株（即单倍体植株）的两种途径：阶段发育为植株，阶段发育为植株。这两种途径的区别主要取决于培养基中激素的种类及其浓度的配比。 2．填写培育花粉植株的途径图解： 3．胚状体的结构及其发育过程与种子相似，而把从愈伤组织到从芽的过程称为再分化。活动 4：阅读“影响花药培养的因素”，回答下列问题： 1 2．材料的选择： ①从花药来看，应当选择（初花期、盛花期、晚花期）的花药； ②从花粉来看，应当选择（四分体期、单核期、双核期、萌发期）的花粉； ③从花蕾来看，应当选择（完全未开放、略微开放、完全盛开）的花蕾。〖思考 5〗除此之外，你认为影响花粉诱导成功率的因素还有哪些？植物的种类、亲本生长条件、材料的低温处理、接种密度、培养基组成、培养的环境条件等。〖思考 6〗为什么不选择使用单核期之前或之后的花粉？单核期之前，花药质地幼嫩，容易破碎；单核期之后，花瓣开始松动，消毒困难。〖思考 7〗花瓣松动会给材料消毒带来困难的原因是外界环境中的微生物容易侵入到花药中。 2．实验设计活动 5：阅读“材料的选择”，回答下列问题： 1．选择花药时一般通过镜检确定花粉发育时期，此时需要对花粉细胞核进行染色，最常用的染色剂是醋酸洋红溶液和焙花青－铬钒溶液，它们分别可以将细胞核染成红色和蓝黑色。 2．在使用焙花青－铬钒溶液时，需要首先将花药用卡诺氏固定液处理 20min。该试剂的配制方法是将无水酒精和冰醋酸按体积比为 3：1 的比例混合均匀。活动 6：阅读“材料的消毒”，填写下列流程图：〖思考 8〗月季花蕾的消毒与菊花外植体的消毒相比较，二者有何不同？在酒精消毒前，花药不需要预先用流水冲洗、洗衣粉洗涤和软刷刷洗。活动 7：阅读“接种和培养”，回答下列问题：1 条件下除去花萼、花瓣。〖思考 9〗剥取花药时，一是注意不要损伤花药，原因是容易从受伤部位产生愈伤组织；二是要彻底除去花丝，原因是花丝不利于愈伤组织或胚状体的形成。 2．接种花药：剥取的花药要立刻接种到培养基上。每个培养瓶接种 7～10 个花药。 3ph℃，幼苗形成之前（需要、不需要）光照。〖思考 10〗在花药培养基中，用量最高的激素是 iaa ；在诱导丛芽或胚状体培养基中，用量最高的激素是 ba ；在诱导生根的培养基中，用量最高的激素是 iaa 。 4．培养 20－30d 后，花药开裂，长出化培养成再生植株；后者要尽快分开并转移到新的培养基上。 5 〖思考 11〗为什么通过愈伤组织形成的植株会发生染色体倍性的变化？（ 05 全国理综 iii）有些是由花粉发育形成的单倍体花粉植株，有些是由花粉壁细胞发育形成的二倍体花药壁植株。（三）课堂总结、点评本课题有一定难度，成功率较低。全部完成课题不仅耗时较长，又有季节限制。最好课前做好时间规划，以提高工作效率。建议教师提前做好相关环节的准备，如花蕾的选择、培养基配方等。同时对于兴趣较高的同学可以安排在课外动手尝试，教师提供相关的技术指导。（四）实例探究例 1．某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的（） a．茎尖 b．子房壁 c．叶片 d．花粉粒解析：本题主要考查无性生殖特点。涉及知识点有：组织培养、体细胞、生殖细胞等。抓住无性生殖能够保持原物种特性这一特点。组织培养就是无性生殖的一种方式，它是由体细胞培养而来的，含有原物种的全部基因，而花粉粒是生殖细胞。该题易陷入思维定势，联想到花粉粒的离体培养。可见，植物组织培养若取自体细胞则为无性生殖；若取自生殖细胞则为有性生殖。答案：d例 2．一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常；另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的 1 条染色体姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称不正常的配子）。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是 a．两者产生的配子全部都不正常 b．前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子不正常 c．两者都产生一半不正常的配子 d．前者产生全部不正常的配子，后者只产生一半不正常的配子解析：初级精母细胞的减数第一次分裂过程，是同源染色体分开，进入两个次级精母细胞。若此过程中同源染色体不发生分离，形成的两个次级精母细胞中，一个多了一条染色体，另一个少了一条染色体。次级精母细胞进行的减数分裂的第二次分裂，是姐妹染色单体分开，平均分配到两个精子细胞中。若此过程中姐妹染色单体不分开，形成的两个精子细胞中的染色体数目均不正常。答案：d ☆综合应用例 3．下图是被子植物的受精过程（1） ① ② ③ ④ （2）草履虫进行生殖；蘑菇进行生殖，酵母菌和水螅常常进行生殖。（3）下列图解表示水稻（2n=24）胚珠中胚囊的发育过程，试根据图回答：减数分裂珠心 2n）胚囊母细胞（ 2n ） n 三次有丝分裂单核胚囊（n7 细胞 8 核） ①水稻种子的种皮遗传物质应为 n，其中遗传物质应与相同。②水稻胚珠中的胚囊应共有染色体条，其中卵细胞中含染色体条；若水稻授粉受精后发育成胚和胚乳，则胚细胞中含有染色体条，胚乳细胞中含染色体条。 ③7 细胞或 8 核中的 7 细胞其中就包括了一个卵细胞和两个极核，若水稻的基因型为 aabb，则胚囊母细胞基因型为。 ④如果水稻卵细胞基因型应为 ab，则极核的基因型为，其原因是。解析：图中给出一个被子植物子房结构示意图，首先要求学生能够正确识图，弄清各数字代表的结构名称。胚囊中 7 个细胞，从图解中我们可以看出是由一个胚囊母细胞发育而来的，所以这几个细胞的基因型完全相同（卵细胞和极核的基因型完全相同）。花粉粒落到雌蕊柱头上萌发生出花粉管，花粉管通过珠孔进入胚囊，释放出两个精子，一个精子与卵细胞结合，形成受精卵，受精卵发育成植物的胚；另一个精子与极核结合，形成受精极核，将来发育成胚乳（双子叶植物胚乳发育过程中，胚乳被子叶吸收）。答案：（1）花粉管子房壁珠被受精极核受精卵珠孔（2 ）分裂孢子出芽（3）2 母方 12 24 36 aabb ab 卵细胞和极核是由单核胚囊经三次有丝分裂而来【板书设计】【巩固练习】 1．在月季花药培养成单倍体植株的过程中，应选择哪个时期最易成活（） a．单核期前的花药 b．单核期后的花药 c．单核期花药 d．双核期 2．影响花药培养的主要因素是 a．材料的选择与培养基的组成 b．亲本植株的生理状况 c．选择合适的花粉发育时期 d．材料的低温处理与接种密度 3．粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有 7 条染色体。两个不同类型的粗糙脉孢菌 a 和 a 融合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为（） a．8 个、7 条 b．8 个、14 条 c．4 个、7 条 d．4 个、14 条 4．某高等植物体细胞内假设有 6 条染色体，它们是 aabbdd，那么，一个花粉管中的两个精子中的染色体是（）a．abd 和 abd b．abd 和 abd c．aab 和 bbd d．abd 和 abd 5．用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫（） a．无性生殖 b．组织培养 c．植物克隆 d．有性生殖 6．有同源染色体存在，但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配对联会的是（） a．初级精母细胞 b．次级精母细胞 c．精细胞 d．根尖分生区细胞 7．玉米的体细胞含有 20 条染色体。在正常情况下，它的卵细胞、一个极核、胚细胞、胚乳细胞、珠被细胞和子房壁细胞所含染色体数目依次应为（） a．10、10、20、20、20、20 b．10、10、30、30、20、20 c．10、10、20、30、20、20 d．10、20、20、30、20、20 8．如果某种植物的基因型为 aabb，这两对基因分别位于两对同源染色体上，去雄后授以 aabb 植株的花粉，其胚乳可能的基因型是（） a．aaabbb、aaabbb、aaabbb b．aabb、aabb c．aaabbb、aaabbb d．aaabbb、aaabbb9．番茄的染色体数目是 24，一个番茄细胞发生减数分裂，形成的细胞中有三个退化消失。剩下一个细胞迅速发生了三次有丝分裂，你会找到多少个细胞核？这些核含有多少个染色体（） a．4 个核，各有 12 个染色体 b．4 个核，各有 24 个染色体 c．8 个核，各有 24 个染色体 d．8 个核，各有 12 个染色体 10．一个豆荚中种子的数目，从理论上讲取决于（） a．花中雌蕊的数目 b．雌蕊中柱头的数目 c．子房中受精胚珠的数目 d．胚囊中胚的数目答案：1.c 2.a 3.a 4.d 5.d 6.d 7.c 8.c 9.d 10.c 【教学反思】资料——花药每一雄蕊，由花丝（faliment）和花药（anther）两部分组成。花药(小孢子囊)是花丝顶端膨大呈囊状的部分，是雄蕊产上花粉的主要部分，多数被子植物的花药是由 4 个或 2 个花粉囊（pollen sac）组成，分为左、右两半，中间由药隔相连。花药在花丝上的着生方式有集中不同的情况：底着药：花丝顶端直接与花药基部相连。贴着药：花药背部全部贴着在花丝上。丁字着药：花丝顶端与花药背面的一点相连，整个雄蕊犹如丁字形。花药的开列方式分为以下四种：纵裂：沿二花粉囊交界处成纵行裂开，如油菜、牵牛、百合等。横裂：沿花药中部成横向裂开，如木槿，蜀葵等。孔裂：在花药顶端开一小孔，花粉由小孔散出，如茄、番茄等。瓣裂：在花药的侧壁上裂成几个小瓣，花粉由瓣下的小孔散出，如香樟等。专题四酶的研究与应用课题 1 果胶酶在果汁生产中的作用【教学目标】（一）知识与技能 1、果胶酶的作用； 2、理解、应用影响果胶酶活性的因素； 3、提高学生的实验能力（二）过程与方法 1、探究温度对果胶酶活性的影响； 2、探究 ph 对果胶酶活性的影响 3 、探究酶量大小对反应速度的影响（三）情感、态度与价值观通过实验探究酶的影响因素，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神【教学重点】温度和 ph 对果胶酶活性的影响【教学难点】果胶酶的最适用量【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课我国水果生产发展迅速，每年上市的新鲜水果品种多、数量大。但由于收获的季节性强，易造成积压滞销，腐烂变质。在本课题中，我们将探究果胶酶在果汁生产中的作用。（二）进行新课 1．基础知识活动 1：阅读“果胶酶的作用”，讨论并回答下列问题： 1．1 1．2 在果汁加工中，果胶的存在易导致果汁出汁率低，果汁浑浊。 1．3 果胶酶分解果胶的作用是：使榨取果汁更容易，的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清，因此可以解决果汁加工中出现的问题。 1．4 酶、〖思考 1〗在植物细胞工程中果胶酶的作用是与纤维素酶一起除去植物细胞的细胞壁。活动 2：阅读“酶的活性与影响酶活性的因素”，讨论并回答下列问题： 1．5 1．6 酶的活性高低可用一定条件下的酶促反应速度来表示，即单位时间、单位体积内反应物消耗量物生成量来表示。 1．7 影响酶活性的因素有：温度激活剂和抑制剂等。活动 3：阅读“果胶酶的用量”，讨论并回答下列问题： 1. 8 食品工业生产中最常用的果胶酶是通过1. 9 根据影响酶活性的因素，在实际生产中我们如何获得果胶酶的最高活性？确定果胶酶的最适温度、最适 ph 等条件。 2．实验设计活动 4：阅读“资料一：探究温度和 ph 对酶的活性的影响”，思考下列问题并尝试写出实验过程： 2．1。〖思考 2〗该实验与必修 i 中探究“影响酶活性的条件”实验有何不同？前者属于是定量分析实验，后者属于定性分析实验。 2．2 2．3 变量设计与控制： ①你确定的温度梯度（或 ph 梯度）为 10℃或 5℃（或 0.5、1.0）。 ②实验的自变量是温度（或 ph），控制自变量的方法是利用恒温水浴锅（或滴加酸碱等）。 ③实验的因变量是酶的活性，检测因变量的方法是测定果汁的产出量或澄清度。〖思考 3〗果汁与果胶酶在混合之前，分装在不同试管中用同一恒温处理的目的是什么？保证果汁与果胶酶混合前后的温度相同，避免因混合导致温度变化而影响果胶酶活性。〖思考 4〗该实验中是否设置了对照？若设置，那么它是如何设置的？若没有，则如何进行设置？已经设置了对照。不同的温度设置之间可以相互对照。〖思考 5〗怎样排除 ph 和其他因素对实验结果的干扰？目的是什么?控制 ph 和其他因素相同，保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。〖思考 6〗教材中 a、b 两个同学的实验设计有何不同？测定的因变量不同（a 测定果汁产量，b 测定果汁澄清度）。 3．操作提示活动 6：阅读“操作提示”，回答下列问题 3．1 榨制果泥。在榨制橙子汁时应怎样处理橙皮? 不必去橙皮 3．2 在探究不同 ph 对果胶酶活性的影响时，可以用 ph。 3．3 在果胶酶处理果泥时，为了是果胶酶能充分地催化反应，如何操作? 用玻璃棒不时搅拌。 4．结果分析与评价将以下某同学实验数据转换成曲线图。（四）实例探究例 1. ） a、好氧型细菌呼吸，产生 co2h2o b、酵母菌呼吸，产生 co2 和 c2h5oh c、乳酸菌呼吸，产生 co2 和 c3h6o3 d、酵母菌呼吸，产生 co2 和 h2o[解析] 罐头是密封、杀菌的，但不排除有微生物的孢子等存活下来，只有进行无氧呼吸的微生物可以生存；罐头鼓胀是过期后微生物生活产气的结果，乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，无气体产生；酵母菌既可以在有氧条件下生活，也可以在无氧条件下发酵产生酒精和二氧化碳。[答案] b 例 2. 有人测定了 a、b、c、d 四种植物体内多种酶的活性与温度的关系，结果如下图所示。根据图中的信息，你认为在 25 摄氏度条件下，竞争能力最强的生物和对温度适应范围最广的生物分别是（） a b 和 d b b 和 c c b 和 a d a 和 c 催化效率（ %） [解析] 酶活性具有一定的温度范围和适宜温度，温度过高酶会失活，低温对酶活性抑制；在一定温度下，最适宜该温度的酶活性最强，该生物生活的也最好，竞争力就强；酶有活性的范围最大，生物的生存温度范围就越广。 [答案] a ☆综合应用例 3.实验研究 ph 对酶活性的影响，准备 5 支含有等量胃蛋白酶溶液但 ph 各不相同的试管，每支试管加 1 块 1 cm3 （1（2）蛋白块消失的时间与酶活性强弱的关系是_________。（3）请以 2 种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。（4）在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是_________。（5）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行什么设计 [解析] 在其他条件相同情况下，利用酶的特性知识和有关生物学知识，设计一定的浓度梯度进行对照，观察酶分解蛋白块的时间，判断蛋白酶的适宜 ph 值。既考查了基本知识，又能提高实验探究的能力 [答案] （1）2 （2）酶活性越大，蛋白质分解越快，蛋白块消失的时间越短（3）方法ⅰ：将题给温度由 25℃提高至大约 37℃。方法ⅱ：将原题中正方体蛋白块处理得更小（如切成 0.5×0.5×0.5=0.125 cm3)，这相当于消化道内进行的物理性消化（4）胃（答小肠不给分，因 ph 与题意不符）（5）另增加一个试管，放入等量的蛋白块并将 ph 调得适当，但不加酶溶液【板书设计】【巩固练习】 1．同一个体内的各类活细胞所含的酶 a．种类有差异，数量相同 b．种类有差异，数量不同 c．种类无差异，数量相同 d．种类无差异，数量不同 2．果子酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明 a．酶具有专一性 b．酶的成分是蛋白质 c．酶的活性受环境影响 d．该沉淀的是氨基酸 3．下列说法不正确的是 a．酸碱度和温度是通过影响酶来影响果汁产量的 b．酶的数量越多，果汁产量越多 c．酶的催化反应时间能够影响果汁的产量 d．苹果泥的数量也能够影响果汁的产量 4．活细胞内合成酶的原料是 a．脂肪酸 b．氨基酸 c．核苷酸 d．氨基酸和核苷酸 5．下列可表示酶反应速度的是a．单位时间内反应物的减少量 b．单位体积内产物的增加量 c．单位时间内产物的增加量 d．单位时间、单位体积内反应物的减少量 6．下列不能产生果胶酶的是 a．植物 b．霉菌 c．酵母菌 d．放线菌 7．下列不属于果胶酶的是 a．多聚半乳糖醛酸酶 b．果胶分解酶 c．果胶酯酶 d．半乳糖醛酸酶 8．下列不能影响酶活性的是 a．温度 b．ph c．酶的抑制剂 d．酶的数量 9．下列能影响酶的活性，但不会使酶的分子结构遭到破坏的是 a．低温 b．高温 c．过酸 d．过碱 10．下列不是影响果汁产量的是 a．ph b．温度 c．酶的数量 d．苹果的能用量答案：1．b 2．a 3．b 4．b 5．d 6．d 7．d 8．d 9．a 10 ．c．【教学反思】资料——果汁的营养果汁的营养比水果的营养少多了，果汁根本就是没有营养的。人们喝果汁大多是因为觉得有营养，而且好喝。许多人认为果汁可以代替水果，喝果汁可以补充水果中的营养成分(例如维生素 c)，特别是应该给不爱吃水果的孩子多喝一些，甚至完全取代饮用水。果汁不能代替水果。老人和小孩适量少喝点果汁可以助消化、润肠道，补充膳食中营养成分的不足。年人如果不能保证合理膳食，通过喝果汁适量补充一些营养，也算是一种不错的方法。还有些人不爱喝白开水，有香甜味道的果汁能使他们的饮水量增加，保证了身体对水分的需要，的确也是一件好事。果汁中保留有水果中相当一部分营养成分，例如维生素、矿物质、糖分和膳食纤维中的果胶等，口感也优于普通白开水。比起水和碳酸饮料来说，果汁的确有相当的优势。但是大部分果汁之所以“好喝”，是因为加入了糖、甜味剂、酸味料、香料等成分调味后的结果。需要提醒大家的是：果汁的营养和水果有相当大的差距，千万不要把两者混为一谈，果汁不能完全代替水果。首先，果汁里基本不含水果中的纤维素；第二，捣碎和压榨的过程使水果中的某些易氧化的维生素被破坏掉了；第三，水果中某种营养成分(例如纤维素)的缺失会对整体营养作用产生不利的影响；第四，在果汁生产的过程中有一些添加物是必然要影响到果汁的营养质量的，像甜味剂、防腐剂、使果汁清亮的凝固剂、防止果汁变色的添加剂等；第五，加热的灭菌方法也会使水果的营养成分受损。因此，对于能够食用新鲜水果的人来说，整个的水果永远是营养学上最好的选择。课题 2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果【教学目标】（一）知识与技能 1、掌握加酶洗衣粉的洗涤原理 2、理解温度对加酶洗衣粉洗涤的影响 3、了解不同种类的加酶洗衣粉对洗涤效果的区别（二）过程与方法 1、设计实验探索加酶洗衣粉的效果 2、注意运用设计试验的对照原则与单一变量原则（三）情感、态度与价值观通过对加酶洗衣粉的研究，激发学生对生物科学的兴趣，培养学以致用的意识。【教学重点】区别不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物的洗涤效果【教学难点】实验过程中各种变量的控制【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课当你自己动手洗衣服的时侯，会发现有油渍、汗渍或血渍的衣服很难彻底洗干净，你是如何解决这个问题的？在本课题中，我们将了解加酶洗衣粉的作用，探讨加酶洗衣粉使用的最适条件。（二）进行新课 1．基础知识活动 1：阅读“课题背景”及“基础知识”，讨论并完成学案1．1, 。其中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。〖思考 1〗碱性蛋白酶为什么具有如此强的功效？它的作用机理是怎样的？请写出作用示意图。酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质分解成可溶性小分子肽和氨基酸。蛋白酶肽酶蛋白质多肽氨基酸〖思考 2〗你能写出脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的作用示意图吗？淀粉酶脂肪酶甘油＋脂肪酸淀粉脂肪c1 酶、cx 酶葡萄糖苷酶纤维素纤维二糖氨基酸 1．2。〖思考 3〗酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？科学家是如何解决这一难题的？不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性。将基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离开来。〖思考 4〗为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。【补充】普通洗衣粉的化学成分有：表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白粉等成分，有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素，以及填充剂等。 2．实验设计活动 2：阅读“[资料一]有效地控制变量”，探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的不同： 2．1 分析：a 同学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明存在的问题。有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻璃棒搅拌的强度难于控制相同；为确定布料颜色等。〖思考 5〗你同意 b 同学观点吗？请说明理由。不同意。b 同学忽略了实验中变量的控制问题。〖思考 6〗影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质料、大小及侵泡时间和洗涤时间等。 2．2 设计：你认为应该控制的单一变量是普通洗衣粉和加酶洗衣粉的区别，其他条件（如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的大小和颜色、洗涤方式、洗涤时间等）完全性同。活动 3：阅读“[资料二]考虑实际生活中的具体情况”，探究温度对加酶洗衣粉效果的影响： 2．3。 2．4 其他条件控制：洗涤方式有半自动和全自动，相比之下采用全自动方式比较好，并且应尽量使用同一型号小容量的洗衣机，其机械搅拌作用相同；洗涤材料以（衣物、布料）作为实验材料比较可行，做对照实验时可以控制布料的大小、颜色以及污物的量（可用滴管控制）使其相同，同时也便于洗涤效果的比较；水量和洗衣粉用量与布料的大小是成正比的。 3．实验操作课题名称：温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响实验目的：比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果实验原理：酶的催化活性受温度影响，在适宜温度下酶的催化活性最高，温度过低或过高酶的催化能力降低实验材料：加酶洗衣粉、天平、白色棉布、1000ml 烧杯、玻棒、温度计、滴管、新鲜鸡血、水浴缸、温度分别为 5℃、15℃、25℃、35℃的清水。实验步骤：（1）取 10cm×10cm 的白色棉布 4 块，用滴管各滴加 5 滴新鲜鸡血，晾干备用。（2）取 1000ml 烧杯 4 个，用天平分别称取 0.5g 加酶洗衣粉，依次倒入 4 个烧杯中。（3）将 5℃、15℃、25℃、35℃清水各 500ml 依次倒入 4 个烧杯中，用玻棒搅拌溶化洗衣粉。（4）取水浴缸 4 个，依次倒入 5000ml 5℃、15℃、25℃、35℃清水，插入温度计保持恒温。（5）将 4 个烧杯分别放到相同水温的水浴缸中，将带鸡血的棉布分别放到烧杯中浸泡 20min。（6）按相同方式用不同玻棒搅拌棉布各，放到水浴缸中 4．结果分析与评价活动 2：探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的比较在活动 1 中，是变量，其他因素在实验中保持不变；而在活动 2 中，水温则应保持不变。在实施活动 2 时，通常应采用当地的常温，如果是冬季水温过低，就应采用的方法，使温度达到 25 ℃～35 ℃。么？（三）实例探究例 1 下列不属于酶制剂的是 a．蛋白酶 b．脂肪酶 c．淀粉酶 d．麦芽糖酶解析：目前常用的酶制剂有四大类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更强的去污能力。答案;d 例 2 含有蛋白酶的洗衣粉的洗剂效果好，可以用丝绸作为实验材料吗？解析：不能。因为丝绸的主要成分是蛋白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，损坏衣物。 ☆综合应用例 3 现有相同容积的玻璃缸几只，利用自然的清水、同龄且发育状态相同的小蝌蚪 60 只、饲喂蝌蚪的饲料、未经处理的具有生物活性的甲状腺激素，并把具有生物活性的甲状腺激素放在 50℃的温水中处理 10 min。根据这些现有的条件，请你设计一个实验，验证甲状腺激素经过处理以后，是否还有生物活性。 (1) 实验方案的设计第一步，取玻璃缸 3 只，分别标记为甲、乙、丙；第二步，；第三步，如果甲缸每天饲喂饲料，丙缸每天饲喂用具有生物活性的甲状腺激素相拌的饲料，则乙缸怎样饲喂? ；最后经过一定时间的饲喂，观察现象，得出结果和结论。 (2) 结果分析 ①若乙、丙缸的蝌蚪发育同步，迅速变态为小青蛙，而甲缸还是蝌蚪状态，说明； ②若甲、乙缸的蝌蚪发育同步，而丙缸发育变态迅速，说明了  。 ③若乙缸的蝌蚪发育比甲缸快，比丙缸慢，则说明了。 (3)。 解析：这是有关甲状腺激素对蛙发育的实验，利用甲状腺激素生理作用的知识学习如何进行实验设计和结果分析预测答案：（1）分别加入等量的清水和 20 只蝌蚪每天饲喂用经过处理过的甲状腺激素相拌的饲料（2）①甲状腺激素经过 50℃的温水处理后，对其生物活性没有影响②甲状腺激素经过 50℃的温水处理后，完全丧失了生物活性 ③甲状腺激素经过 50℃的温水处理后，使生物活性有所降低 (3)起对照作用（四）课堂总结、点评【巩固练习】 1 技术手段生产出了能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶。a．细胞工程 b．基因工程 c．发酵工程 d．酶工程 2．蛋白酶不能洗去 a．油渍 b．血渍 c．奶渍 d．果汁渍 3．下列不能影响加酶洗衣粉活性的是 a．温度 b．酸碱度 c．表面活性剂 d．水的数量 4．普通洗衣粉中含有元素，会使环境污染？ a．氮 b．磷 c．铁 d．镁 5 的数量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展，减少对环境的污染。 a．表面活性剂 b．碱剂 c．漂白剂 d．水软化剂 6．与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉的优点不包括 a．容易去汗渍 b．容易去油污c．容易除去奶渍 d．可以重复使用 7．酶制剂中的酶化学本质是 a．蛋白质 b．有机物 c．rna d．核酸 8．当前生产酶制剂所需要的酶主要来自 a．动物的组织和器官 b．植物组织和器官 c．微生物 d．基因工程 9．加酶洗衣粉能够除去衣物上的顽固油渍，则它含有（） a、脂肪酶 b、蛋白酶 c、淀粉酶 d、氧化酶 10、实验探究设计的原则是 a、根据实际，控制单一变量 b、设置对照实验 c、实验用品等量原则 d、以上三者答案：1．b 2．a 3．d 4．b 5．a 6．d 7．b 8．c 9 、a 10、d 【教学反思】资料——加酶洗衣粉加酶洗衣粉就是在合成洗衣粉中，加入 0.2％～0.5％的酶制剂制成的。在洗衣粉中添加的酶的种类很多，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等。我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶。这种酶能耐碱性条件，而且耐贮存，对皮肤、衣物没有刺激和损伤作用。碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污物，都会在碱性蛋白酶的作用下，结构松弛、膨胀解体，稍加搓洗，污迹就会从衣物上脱落。使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点：（1）碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维（羊毛、蚕丝等）织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏；（2）使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在 35 ℃～50 ℃时活性最强，在低温下或 70 ℃以上就会失效；（3 ）加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力损失；（4）加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失；（5）添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。课题 3 酵母细胞的固定化【教学目标】（一）知识与技能 1、识记固定化技术的常用方法 2、理解固定化酵母细胞的制备过程 3、知道固定化酶的实例（二）过程与方法 1、固定化细胞技术2、制备固定化酵母细胞的过程（三）情感、态度与价值观通过固定化技术的发展过程，培养科学探究精神，同时领会研究的科学方法【教学重点】制备固定化酵母细胞【教学难点】制备固定化酵母细胞【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课在应用酶的过程中，人们发现了一些实际问题：酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，提高了生产成本，也可能影响产品质量。在本课题中，我们将动手制备固定化酵母细胞，体会固定化酶的作用（二）进行新课 1．基础知识 1．固定化酶的应用实例――生产高果糖浆（1 （2（3）高果糖浆的生产操作（识图 4－5 反应柱）：从反应柱上端注入葡萄糖溶液，从下端流出果糖溶液，一个反应柱可连续使用半年。 2．固定化技术的方法（识图 4－6 固定方法）：将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法。〖思考 2〗将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定（酶、细胞）；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定（酶、细胞）。 3．固定细胞的材料：固定细胞时应当选用不溶于水的多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等 2．实验设计 1．制备固定化酵母细胞（1）酵母细胞的活化： 1g 干酵母＋10ml 蒸馏水→50ml 烧杯→搅拌均匀→放置 1h，使之活化。〖思考 3〗活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。（2）配制 cacl2 溶液： 0.83gcacl2＋150ml 蒸馏水→200ml 烧杯→溶解备用。（3）配制海藻酸钠溶液： 0.7g 海藻酸＋10ml 水→50ml 烧杯→酒精灯微火（或间断）加热，并不断搅拌，使之溶化→蒸馏水定容到 10ml。〖思考 4〗微火加热并不断搅拌的目的是什么？防止海藻酸南焦糊。（4）海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入活化酵母细胞液，搅拌后吸入到注射器中。〖思考 5〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？防止高温杀死酵母细胞。（5）固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到 cacl2 溶液中，形成凝胶珠状颗粒。 2．固定化酵母细胞的发酵（6）冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗 2～3 次。（7）发酵：150ml10％葡萄糖＋固定化酵母细胞→200ml 锤形瓶→密封 →25℃发酵 24h。〖思考 6〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封？酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。〖思考 7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？酵母菌进行无氧呼吸产生的。〖思考 8〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作码？需要。3．发酵操作（四）实例探究例 1 关于酵母菌的叙述，正确的是 a．酵母菌在营养物质充足时、环境适宜时，依靠有性生殖进行繁殖 b．酵母菌的代谢类型是异养厌氧型 c．酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种的细胞器膜等膜d．用酵母菌酿酒时，应先密封后通气解析：酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不良时进行孢子生殖。代谢类型为异养兼性厌氧型。酵母菌细胞为真核细胞，因此具有生物膜系统。在酿酒时，应当先通气后密封。答案： c 例 2 研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的 a．温度 b．酸碱度 c．水分 d．营养解析：本题考察酶和细胞的比较，二者的正常活动都需要一定的条件，如温度、酸碱度、水份等，但是酶本身是一种大分子物质，不需要营养，而细胞的生活离不开营养物质。答案：d ☆综合应用例 3．下列有关固定化技术的叙述，正确的是（） a．固定化酶只是在细胞内才能发挥作用b．固定化酶能提高酶的利用率 c．酶的固定是酶分离纯化的常用方法 d．固定化酶的固定化方式就是吸附在固体表面上。解析：制成固定化酶的步骤是：酶的生产、提取、酶的分离纯化、酶的固定化，制成固定化酶的方法有吸附在固体表面，有将酶相互连接起来．将酶包埋在细微的网格里等；这样的固定化酶能重复利用，从而提高了酶的利用率；而酶在条件适宜时，既可在细胞内起作用，也能在细胞外起作用，制成的固定化酶，更是主要在细胞外发挥作用。答案：b 【板书设计】【巩固练习】 1．酶的固定化常用的方式不包括a．吸附 b．包埋 c．连接 d．将酶加工成固体 2．溶解海藻酸钠，最好采用 a．小火间断 b．小火持续 c．大火间断 d．大火持续 3．高果糖浆生产需要的酶是 a．葡萄糖异构酶 b．蔗糖酶 c．麦芽糖酶 d．果糖酶 4．关于酵母菌的叙述，正确的是 a．酵母菌在营养物质充足时、环境适宜时，依靠有性生殖进行繁殖 b．酵母菌的代谢类型时异养厌氧型 c．酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种的细胞器膜等膜 d．用酵母菌酿酒时，应先密封后通气5．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的 a．温度 b．酸碱度 c．水分 d．营养 6．将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快的一项是 a．co2 的释放 b．丙酮酸的氧化 c．葡萄糖的利用 d．atp 的形成 7．固定化酶的优点是 a．有利于增加酶的活性 b．有利于产物的纯化 c．有利于提高反应速度 d．有利于酶发挥作用 8．下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是 a．琼脂糖 b．醋酸纤维素 c．聚丙烯酰胺 d．聚乙烯树脂 9．关于固定化细胞的叙述，正确的是 a．催化效率高，低耗能、低污染b．对环境的条件非常敏感，容易失活 c．既能与反应物充分接触，又能与产物分离 d．成本低、操作简单，但反应效果可能很低 10．固定化细胞技术不包括 a．包埋法 b．化学结合化 c．物理法 d．生物法答案： 1．d 2．a 3．a 4．b 5．d 6．c 7．b 8．d 9.c 10.d 【教学反思】资料——固定化细胞的载体固定化细胞技术所采用载体的物理化学性质直接影响所固定细胞的生物活性和体系传质性能。理想的载体材料应具有对微生物无毒性、传质性能好、性质稳定。寿命长、价格低廉等特性。它可分为有机高分子载体、无机载体和复合载体三大类。有机高分子载体又分为天然高分子凝胶载体和合成有机高分子凝胶载体。天然高分子凝胶一般对生物无毒，传质性能较好，但强度较低，在厌氧条件下易被生物分解。有机合成高分子凝胶载体一般强度较大，但传质性能较差，在进行细胞固定时对细胞活性有影响，易造成细胞失活。无机载体大多具有多孔结构，在与微生物接触时，利用吸附作用和电荷效应，从而把微生物固定。它的操作方法是把载体放人含有一定微生物浓度的溶液中，固定一段时间（ 24h 左右）即可。由有机载体和无机载体材料组成的复合载体材料，可以改进载体材料的性能。lin 等将粉末活性炭和 phanerochaete chrysosporium 联合包埋固定，结果表明了复合固定化体系能更加有效地用于降解五氮酚，显示出复合载体材料的优越性。专题五 dna 和蛋白质技术课题 1 dna 的粗提取与鉴定【教学目标】（一）知识与技能1、通过尝试对植物或动物组织中的 dna 进行粗提取，了解 dna 的物理化学性质。 2、理解 dna 粗提取与鉴定的原理（二）过程与方法掌握 dna 如提取计数，能利用 dna 的性质进行实验设计和操作（三）情感、态度与价值观通过对 dna 的粗提取的实验过程的设计及操作，锻炼科学的思维方法，培养实事求是的科学态度。【教学重点】dna 的粗提取和鉴定方法【教学难点】dna 的粗提取和鉴定方法【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课无论是果胶酶还是加酶洗衣粉中的酶制剂，都是从细胞中提取出来的。从今天开始，我们学习生物化学成分的提取与改造技术。（二）进行新课 1．基础知识 1．1dna 粗提取的原理提取 dna 的原理包括 dna 的溶解性和耐受性两个方面。问：提取 dna 的溶解性原理包括哪些方面？ dna 在不同浓度 nacl 溶液中溶解度不同；dna 不溶于酒精。 1．1．1 分析图 5－1。dna 在不同浓度 nacl 溶液中溶解度有何特点？要使 dna 溶解，需要使用什么浓度？要使 dna 析出，又需要使用什么浓度？在 0.14mol/l 时溶解度最小；较高浓度可使 dna 溶解；0.14mol/l 可使 dna 析出。 1．1．2 在溶解细胞中的 dna 时，人们通常选用 2mol/lnacl 溶液；将 dna 分子析出的方法是向溶有 dna 的 nacl 溶液中缓慢注入蒸馏水，以稀释 nacl 溶液。酒精是一种常用有机溶剂，但 dna 却不能溶于酒精（特别是 95％冷却酒精），但细胞中蛋白质可溶于酒精。问：采用 dna 不溶于酒精的原理，可以达到什么目的？将 dna 和蛋白质进一步分离。 1．1．3 提取 dna 还可以利用 dna 对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。利用该原理时，应选用怎样的酶和怎样的温度值？蛋白酶，因为酶具有专一性，蛋白酶只水解蛋白质而不会对 dna 产生影响。温度值为 60～80℃，因为该温度值蛋白质变性沉淀，而 dna 不会变性。补充：dna 的变性是指 dna 分子在高温下解螺旋，其温度在 80℃以上，如在 pcr 技术中 dna 变性温度在 95℃。思考：观察图 5-2，洗涤剂在提取 dna 中有何作用？洗涤剂将细胞膜上的蛋白质，从而瓦解细胞膜。 1．2dna 的鉴定原理当鉴定提取出的物质是否是 dna 时，需要使用什么指示剂进行鉴定？在沸水浴条件下，dna 遇二苯胺呈现蓝色。原理总结。通过利用不同浓度 nacl 溶液溶解或析出 dna，可以从细胞中提取和提纯 dna；再利用酒精进一步将 dna 与蛋白质分离开来，达到提纯的目的；最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是 dna。 2．实验设计 2．1 实验材料 2.1.1 不同生物的组织中 dna 含量不同。在选取材料时，应本着 dna 含量高、材料易得、便于提取的原则。你认为教材提供的材料中哪些不适合提取 dna？哺乳动物的血液和液体培养基中的大肠杆菌。 2.1.2 从核 dna 数目来看，猪 38 条，鸡 78 条，哺乳动物血 0 条，猕猴桃 58 条，洋葱 16 条，豌豆 14 条，菠菜 12 条，大肠杆菌 1 条。请选择动植物材料各一种。鸡血、猕猴桃。 2．2 破碎细胞，获取含 dna 的滤液若选用鸡血和洋葱作实验材料，则怎样获取含 dna 的滤液？在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻棒搅拌，过滤后收集滤液；切碎洋葱，加入一定量洗涤剂和食盐，搅拌研磨，过滤后收集滤液。在以上实验中，加入蒸馏水、洗涤剂和食盐的作用分别是什么？过滤时应当选用（滤纸、尼龙布）。血细胞在蒸馏水中大量吸水而张裂；洗涤剂瓦解细胞膜；食盐溶解 dna 物质；选用尼龙布进行过滤。在处理植物组织时需要进行研磨，其目的是什么？研磨不充分产生什么结果？破碎细胞壁，使核物质容易溶解在 nacl 溶液中；研磨不充分会使 dna 的提取量减少。具体做法。10ml 鸡血＋20ml 蒸馏水→同方向搅拌→3 层尼龙布过滤→滤液 2．3 去除滤液中的杂质最初获得的 dna 滤液含有蛋白质、脂质等杂质，需要进一步提纯 dna。阅读教材提供的三种方法，分析其中的原理。方案一的原理是 dna 在不同浓度 nacl 溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解 dna；方案三的原理是蛋白质和 dna 的变性温度不同。具体做法。方案一：30ml 滤液＋35gnacl→同方向搅拌，dna 溶解→加入蒸馏水 →dna 析出→过滤得到过滤物→放到 2mol/lnacl 溶液中溶解→dna-nacl 溶解液方案二：30ml 滤液＋嫩肉粉（木瓜蛋白酶）→静置 10～15 分钟→dna 滤液方案三：30 滤液→60～67℃处理→过滤获得 dna 滤液 2．4dna 析出与鉴定在滤液中仍然含有一些杂质，怎样除去这些杂质呢？得到的 dna 呈何颜色？滤液与等体积的冷却酒精混合均匀，静置 2～3 分钟，析出的白色丝状物就是 dna。dna 呈白色。怎样鉴定析出的白色丝状物就是 dna 呢？阅读教材。阅读。简述 dna 的鉴定过程。具体做法。试管 2 支，编号甲乙→各加等量 5mlnacl 溶液→甲中放入少量白色丝状物，使之溶解→各加 4ml 二苯胺，混合均匀→沸水浴 5min→观察颜色变化3．实验操作制备鸡血细胞液????加柠檬酸钠，静置或离心 ↓ 破碎细胞，释放 dna? 加蒸馏水，同一方向快速通方向搅拌 ↓→过滤，除去细胞壁、细胞膜等。溶解核内 dna???? 加入 nacl 至 2mol/l，同一方向缓慢搅拌 ↓ dna 析出?????? 加蒸馏水至 0.14mol/l，过滤，在溶解到 2mol/l 溶液中 ↓→除去细胞质中的大部分物质。 dna 初步纯化???? 与等体积 95％冷却酒精混合，析出白色丝状物 ↓→除去核蛋白、rna、多糖等。dna 鉴定?????? 二苯胺，沸水浴，呈现蓝色其它注意事项：在鸡血中加入柠檬酸钠防止凝固；鸡血静置或离心以提高细胞悬液浓度；使用塑料烧杯；使用尼龙布过滤；玻棒沿同一方向搅拌；玻棒搅拌要缓慢（细胞破裂快速搅拌）；玻棒不要碰到烧杯壁；二苯胺试剂要现用现配等。为了提高 dna 纯度，在科学实验中通常使用的洗涤剂有十六烷基三甲基溴化铵（ctab）、十二烷基硫酸钠（sds）。（三）实例探究例 1 在 dna 分子的粗提取实验中，两次向烧杯中加入蒸馏水的作用是（） a. 稀释血液、冲洗样品 b. 使血细胞破裂，降低 nacl 浓度使 dna 析出 c. 使血细胞破裂，增大 dna 溶解度 d. 使血细胞破裂，提取含杂质较少的 dna 解析：在该实验过程中，第一次加入蒸馏水的目的是使血细胞过度吸水而破裂，以便核物质溶解。第二次加入蒸馏水是为了降低 nacl 浓度至 0.14mol/l，因为此时的 dna 溶解度最小，可使 dna 析出。例 2 在制备鸡血细胞液的过程中，加入柠檬酸钠的目的是（） a. 防止凝血 b. 加快 dna 析出 c. 加快 dna 溶解 d. 加速凝血解析：柠檬酸钠的作用是利用柠檬酸根离子与血浆中 ca2+离子结合成柠檬酸钠，降低 ca2+离子浓度，使有关凝血酶活性降低。因此柠檬酸钠是抗凝血物质，防止凝血，有利于鸡血细胞液的制备。答案：a ☆综合应用例 3 dna 在 nacl 溶液中溶解度有二重性，随着 nacl 溶液的变化而变化。（1）请在下列 nacl 溶液中选出溶解度能使 dna 析出最彻底的一种（）和溶解度最高的一种（） a. 0.14mol/l b. 2mol/l c. 0.15mol/l d. 0.3mol/l （2）dna 不溶于酒精溶液，但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液，利用这一原理可以____________，可以推测溶于酒精中的物质可能有____________。（3）利用 dna 与_____变蓝色的特性，将该物质作为鉴定______的试剂。其实验过程要点是向放有_____的试管中加热 4ml 的____。混合均匀后，将试管置于___5min，待试管______，观察试管中溶液颜色的变化，这个实验也说明 dna 耐___温。解析：根据实验原理可知 dna 在 0.14mol/l 的 nacl 溶液中溶解度最低，在高浓度 2mol/l 中，溶解度最高。dna 存在于染色体上，为了把 dna 和其他物质分开，采取 dna 不溶于酒精的方法，目的是除去杂质；利用 dna 与二苯胺（沸水浴）成蓝色的特性，可以鉴定提取的 dna。答案：（1）a；b （2）除去杂质；某些脂类、蛋白质、糖类或其他大分子物质（3）二苯胺；dna；dna；二苯胺试剂；沸水中水浴加热；冷却后；高（四）课堂总结、点评【板书设计】【巩固练习】 1. 在研究 dna 的基因样本前，采集来的血样需要蛋白水解酶处理，然后用有机溶剂除去蛋白质。用蛋白水解酶处理血样的目的是（） a. 除去血浆中的蛋白质 b.除去染色体上的蛋白质 c.除去血细胞表面的蛋白质 d.除去血细胞中的所有的蛋白质，使 dna 释放，便于进一步提纯2．与析出 dna 粘稠物有关的叙述，不正确的是（） a. 操作时缓缓滴加蒸馏水，降低 dna 的溶解度 b. 在操作 a 时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证 dna 分子完整 c. 加蒸馏水可同时降低 dna 和蛋白质的溶解度，两者均可析出 d. 当丝状粘稠物不再增加时，此时 nacl 的浓度相当于 0.14mol/l 3．洗涤剂能够瓦解（），但对 dna 没有影响。 a. 细胞壁 b.细胞膜 c.细胞核 d.细胞质 4．在沸水浴的条件下，dna 遇（）会被染成蓝色。 a. 斐林试剂 b.苏丹ⅲ染液 c.双缩脲试剂 d.二苯胺 5．在 dna 提取过程中，最好使用塑料试管和烧杯，目的是（） a. 不易破碎 b.减少提取过程中 dna 的损失 c.增加 dna 的含量 d.容易洗刷 6．下列操作中，对 dna 的提取量影响最小的是（）a. 使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，放出 dna 等核物质 b. 搅拌时，要使用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌 c. 在“析出 dna 粘稠物”时，要缓缓加蒸馏水，直至溶液中粘稠物不再增加 d. 在用酒精沉淀 dna 时，要使用冷酒精，甚至再将混合液放入冰箱中冷却 e 在 dna 的溶解和再溶解时，要充分搅拌 7．dna 的粗提取中，将与滤液体积相等的、冷却的（），静置 2— 3min，溶液中会出现白色丝状物。 a. 0．9%的 nacl b.0.14mol/l 的 nacl 溶液 c.质量分数 15% 的 hcl d.体积分数为 95%的酒精溶液 8.以血液为实验材料时，需要向血液中加入（），防止血液凝固。 a. 醋酸钠 b.龙胆紫 c.柠檬酸钠 d.醋酸洋红 9.在向溶解 dna 的 nacl 溶液中，不断加入蒸馏水的目的是（）a. 加快溶解 dna 的速度 b.加快溶解杂质的速度 c.减少 dna 的溶解度，加快 dna 析出 d.减小杂质的溶解度，加快杂质的析出 10.去除滤液中的杂质时，直接在滤液中加入嫩肉粉，利用嫩肉粉中的（）分解蛋白质。 a. 胃蛋白酶 b.胰蛋白酶 c.木瓜蛋白酶 d.肠肽酶答案：dcbdb bdccc 【教学反思】资料——解开 dna 的秘密当发现基因就是 dna 后，人们还是想知道，这个 dna 是怎么样的一种东西，它又是通过什么具体的办法把生命的那么多信息传递给新的接班人的呢？首先人们想知道 dna 是由什么组成的，人类总是爱这样刨问底。结果有一个叫莱文的科学家通过研究，发现 dna 是由四种更小的东西组成，这四种东西的总名字叫核苷酸，就像四个兄弟一样，它们都姓核苷酸，但名字却有所不同，分别是腺嘌呤(a)、鸟嘌呤(g)、胞嘧啶(c) 和胸腺嘧啶(t)，这四种名字很难记，不过只要记住 dna 是由四种核苷酸只是随便聚在一起的、而且它们相互的连接没有什么规律，但后来核苷酸其实不一样，而且它们相互组合的方式也千变万化，大有奥秘。现在，人们已基本上了解了遗传是如何发生的。20 世纪的生物学研究发现：人体是由细胞构成的，细胞由细胞膜、细胞质和细胞核等组成。已知在细胞核中有一种物质叫染色体，它主要由一些叫做脱氧核糖核酸（dna）的物质组成。生物的遗传物质存在于所有的细胞中，这种物质叫核酸。核酸由核苷酸聚合而成。每个核苷酸又由磷酸、核糖和碱基构成。碱基有五种，分别为腺嘌呤（a）、鸟嘌呤（g）、胞嘧啶（c）、胸腺嘧啶（t）和尿嘧啶（u）。每个核苷酸只含有这五种碱基中的一种。单个的核苷酸连成一条链，两条核苷酸链按一定的顺序排列，然后再扭成 “麻花”样，就构成脱氧核糖核酸（dna）的分子结构。在这个结构中，每三个碱基可以组成一个遗传的“密码”，而一个 dna 上的碱基多达几百万，所以每个 dna 就是一个大大的遗传密码本，里面所藏的遗传信息多得数不清，这种 dna 分子就存在于细胞核中的染色体上。它们会随着细胞分裂传递遗传密码。人的遗传性状由密码来传递。人大概有 2.5 万个基因，而每个基因是由密码来决定的。人的基因中既有相同的部分，又有不同的部分。不同的部分决定人与人的区别，即人的多样性。人的 dna 共有 30 亿个遗传密码，排列组成约 2.5 万个基因。课题 2 多聚酶链式反应扩增 dna 片段【教学目标】（一）知识与技能 1、了解 pcr 技术的基本操作 2、理解 pcr 的原理 3、讨论 pcr 的应用（二）过程与方法在多聚酶链式反应扩增 dna 片段的实验过程中，应避免外源 dna 污染，严格控制温度等反应条件（三）情感、态度与价值观通过对 pcr 实验的操作及结果分析，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科研精神【教学重点】 pcr 的原理和 pcr 的基本操作【教学难点】 pcr 的原理【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课在现代生物技术中，dna 技术可谓是尖端技术。人类基因组计划、基因工程、基因诊断、基因检测、古生物鉴定等都离不开对 dna 分子碱基序列的分析。而分析 dna 碱基序列，就需要一定量的 dna 片段。怎样迅速获得足够量的 dna 片段呢？今天我们来研究学习 dna 分子的扩增技术――pcr 技术。（二）进行新课 1．基础知识 pcr 技术扩增 dna 的过程，与细胞内 dna 复制过程类似： 1．1 1．2（1）dna 的反向平行结构：（结合教材图 5－6）核苷酸分子的结构与方向性：（分子结构模式图）由核苷酸通过 3,5-磷酸二酯键连接形成核苷酸长链：（模式图，体现方向性）。 dna 双螺旋结构的反向平行结构：（2）dna 的复制过程: 解旋：解旋酶、atp，dna 两条链打开，，形成两条 dna 单链。引物结合：在 dna 单链 3’端与 dna 反向配对结合，确保引物 3’端与 dna 单链准确配对。 dna 聚合酶结合：子链合成：dna 聚合酶从引物 3’端开始，将配对的脱氧核苷酸连接起来。后续加工：dna 聚合酶 i 将引物切去，并合成空缺处的 dna 单链，再由 dna 连接酶将不连续的 dna 子链连接起来（半不连续合成。先导链，滞后链）子链合成特点：不能从头合成；合成方向为“5’→3’合成”。感悟生命的神秘：dna 聚合酶不但能够催化磷酸二酯键的形成，还具有校对功能。它在每引入一个核苷酸后都要复查一次，只有碱基配对无误后才能继续往下聚合，它不能从头合成。rna 聚合酶没有校对功能，因此 rna 的合成不需要引物，而是从头合成的，它的错配可能性较大，在 rna 引物完成功能后即被 dna 聚合酶 i 删去，代之以高保真的 dna 链。［思考］dna 分子能准确复制的原因有哪些？ dna 双螺旋结构提供模板；碱基互补配对；dna 聚合酶的复查功能。［思考］细胞内哪些物质是从头合成的？rna 合成、蛋白质合成。 1．3dna 分子复制的人工控制解开螺旋：在 80～100℃时，dna 双螺旋打开，形成两条 dna 单链，称为变性。恢复螺旋：在 50℃左右时，两条 dna 单链重新形成双螺旋结构，称为复性。复制条件：缓冲液,dna 模板,四种脱氧核苷酸,热稳定 dna 聚合酶,两种引物。反应场所：pcr 仪（自动温度周期性调节）。［思考］缓冲液相当细胞内的什么成分？（核基质）4．pcr 的反应过程变性：在 95℃时 dna 解旋复性：在 50℃时引物与 dna 单链结合延伸：在 72℃时合成 dna 子链（两个引物间的序列） 2．实验操作 2．1 pcr 反应体系：缓冲液、dna 模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定 dna 聚合酶、两种 rna 引物，水 2．2 实验操作步骤 2．3 按照 pcr 反应体系配方配制反应液；（2）将 pcr 反应体系 50μl 用微量移液器转移到微量离心管（0.5ml）中；（3）将微量离心管放到 pcr 仪中；（4）设置 pcr 仪的工作参数。（5）dna 在 pcr 仪中大量扩增。 2．4 水浴法：将微型离心管依次在 95℃、55℃、72℃的恒温水浴锅中循环处理相应时间。 3．实验注意事项 3．1 避免外源 dna 污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使用前高压灭菌。 3．2 缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。 3． 3 每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。 3．4 混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。4．结果分析与评价 4．1 反应液稀释：取 2μlpcr 反应液，添加 98μl 蒸馏水；2．分光光度计调零：将 100μl 蒸馏水添加到比色杯中，在 260nm 处将分光光度计调整读数为零。 4．2 将 100μl 反应稀释液倒入比色杯中，测定在 260nm 处的光吸收值。 4．3 计算：dna 含量＝50×光吸收值×稀释倍数（三）课堂总结、点评例 1 a. 10－20℃ b. 80－100℃ c. 20－30℃ d. 40 －60℃ 解析：蛋白质大多不能忍受 60－80℃的高温，而 dna 在 80℃以上才会变性。答案：b 例 2 关于 dna 的复制，下列叙述正确的是（）a. dna 聚合酶不能从头开始合成 dna，只能从 5’端延伸 dna 链 b. dna 复制不需要引物 c. 引物与 dna 母链通过碱基互补配对进行结合 d. dna 的合成方向总是从子链的 3’端向 5’端延伸解析：由于 dna 聚合酶不能从头开始合成 dna，只能从引物的 3’端即复制方向由 3’端向 5’端延伸；由于 dna 分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在 dna 聚合酶作用下合成的，其合成方向是从子链 5’ 端向 3’端延伸。答案：c ☆综合应用例 3 下列有关 pcr 描述，不正确的是（） a. 是一种酶促反应 b. 引物决定了扩增的特异性 c. 扩增产量按 y＝（1＋x）n d. 扩增对象是氨基酸序列 e. 扩增对象是 dna 序列解析：pcr 是一种体外迅速扩增 dna 片段的技术，它以极少量的 dna 为模板，以四种脱氧核苷酸为原理，在引物的作用下使 dna 聚合酶从引物的 3’端连接脱氧核苷酸，短时间内迅速复制上百万份的 dna 拷贝，其扩增产量为 y＝（1＋x）n，y 代表 dna 片段扩增后的拷贝数，x 表示平均每次的扩增效率，n 代表循环次数，因此答案选 d。【板书设计】【巩固练习】 1．dna 分子复制时，解旋的两条链中（） a 仅一条作为复制模板b 两条链作为模板并复制出两个不同的 dna 分子 c 两条链作为模板并复制出两个相同的 dna 分子 d 两条链作为模板，各自合成一条子链，然后两条母链重新结合为原来的双螺旋分子，两条新链结合成一个全新的 dna 分子 2.下列关于 dna 复制过程的正确顺序是（） ①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③dna 分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构 a①③④②⑤ b①④②⑤③ c①③⑤④② d③①④②⑤ 3.下列各项过程中，遵循“碱基互补配对原则”的有（） ①dna 复制②rna 复制③转录④翻译⑤逆转录 a①②③④⑤ b①②③④ c①②③⑤ d①③④⑤ 4.实验室内模拟生物体 dna 的复制必需的一组条件是（） ①酶②游离的脱氧核苷酸③atp④dna 分子⑤mrna⑥trna⑦适宜的温度⑧适宜的酸碱度 a①②③④⑤⑥ b②③④⑤⑥⑦ c②③④⑤⑦⑧ d①②③④⑦⑧ 5.利用 pcr 技术，把一个双链 dna 分子当作第一代，经过 3 次循环，在第四代 dna 分子中，有几条第一代脱氧核苷酸的长链？（） a 2 b 4 c 8 d 16， 6.关于 dna 分子的叙述中，正确的是（）a .dna 的两条链是极性相同，同向平行 b.dna 的两条链是极性相同，反向平行 c.dna 的两条链中极性不同，反向平行的 d.dna 的两条链是极性不同，同向平行 7.假设 pcr 反应中，只有一个 dna 的片段作为模板，请计算在 30 次循环后，反应物中大约有多少这样的 dna 片段（） a 215 b 230 c 260 d 231 8.dna 的合成方向总是（）延伸。 a 从 dna 分子的左端向右端 b 从 dna 分子的右端向左端 c 从子链的 5，端向 3，端 d 从子链的 3，端向 5，端 9.要使 pcr 反应在体外的条件下顺利地进行，需要严格的控制（） a 氧气的浓度 b 酸碱度 c 温度 d 大气的湿度 10.dna 分子经 pcr 反应循环一次后，新合成的那条子链的脱氧核苷酸的序列应与（） a 模板母链相同 b 非模板母链相同 c 两条模板母链相同 d 两条模板母链都不相同答案： cdada cbccb 【教学反思】资料——免疫-pcr 免疫-pcr(immuno-pcr)是新近建立的一种灵敏、特异的抗原检测系统. 它利用抗原-抗体反应的特异性和 pcr 扩增反应的极高灵敏性来检测抗原，尤其适用于极微量抗原的检测. 免疫-pcr 试验的主要步骤有三个:①抗原-抗体反应，②与嵌合连接分子结合，③pcr 扩增嵌合连接分子中的 dna(一般为质粒 dna).该技术的关键环节是嵌合连接分子的制备.在免疫-pcr 中，嵌合连接分子起着桥梁作用，它有两个结合位点，一个与抗原抗体复合物中的抗体结合，一个与质粒 dna 结合，其基本原理与 elisa 和免疫酶染色相似，不同之处在于其中的标记物不是酶而是质粒 dna，在操作反应中形成抗原抗体-连接分子-dna 复合物，通过 pcr 扩增 dna 来判断是否存在特异性抗原. 免疫 pcr 优点为:①特异性较强，因为它建立在抗原抗体特异性反应的基础上.②敏感度高，pcr 具有惊人的扩增能力，免疫 pcr 比 elisa 敏感度高 105 倍以上，可用于单个抗原的检测.③操作简便，pcr 扩增质粒 dna 比扩增靶基因容易得多，一般实验室均能进行. 课题 3 血红蛋白的提取和分离【教学目标】（一）知识与技能 1、尝试从血液中提取和分离血红蛋白2、了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理（二）过程与方法体验血红蛋白提取和分离的实验的严格要求，注意按照操作提示进行相关步骤（三）情感、态度与价值观初步形成科学的思维方式，发展科学素养和人文精神【教学重点】凝胶色谱法的原理和方法【教学难点】样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课蛋白质是生命活动的主要承担者，是细胞内含量最高的有机化和物。对蛋白质的研究有助于人们对生命过程的认识和理解。所以需要从细胞中提取蛋白质进行研究。怎样提取蛋白质呢？（二）进行新课 1．基础知识蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分离各种蛋白质。 1．1 凝胶色谱法（分配色谱法）：（1）原理：（图 5－13a）分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。（2）凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。（3）分离过程：（图 5－13b）混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子＊洗脱：从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质分子的差速流动。 1．2 缓冲溶液（1）原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成（如 h2co3－nahco3，hc －nac，nah2po4/na2hpo4 等），调节酸和盐的用量，可配制不同 ph 的缓冲液。（2）缓冲液作用：抵制外界酸、碱对溶液 ph 的干扰而保持 ph 稳定。 1 ．3 凝胶电泳法：（1）原理：不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。（2（3）分离过程：在一定 ph 下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的 sds，形成“蛋白质－sds 复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。 2．实验设计 2.1 蛋白质的提取和分离一般分为哪些基本步骤？样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。思考：是否所有种类的蛋白质的提取和分离都是这样的？为什么？不是。因为蛋白质的来源和性质不同，分离方法差别很大。 2.2 选择实验材料（1）你认为鸟类血液和哺乳动物血液中，最好哪种血液来提取血红蛋白？为什么？哺乳动物血液。因为该细胞中没有细胞核，血红蛋白含量高。（2）请阅读教材，认识哺乳动物血液组成及血红蛋白性质。并思考回答下列问题：血液由和两部分组成。血细胞中细胞数量最多，细胞的含量最高的化合物是。该化合物是由和构成的，其中每个亚基中都含有一个能与 o2 和 co2 结合的基团。2.3 从红细胞中分离出血红蛋白的过程为：洗涤红细胞、释放血红蛋白、分离血红蛋白、透析。洗涤红细胞的目的是什么？除去血浆蛋白的杂蛋白，有利于后续步骤的分离纯化。红细胞的洗涤过程为血液＋柠檬酸钠→低速短时离心→吸出上层血浆→红细胞＋5 倍体积生理盐水 →缓慢搅拌 10min→低速短时离心→吸出上清液→反复洗涤直至上清液无黄色思考：加入柠檬酸钠有何目的？为什么要低速、短时离心？为什么要缓慢搅拌？防止血液凝固；防止白细胞沉淀；防止红细胞破裂释放出血红蛋白。思考：你有什么方法将红细胞中的血红蛋白释放出来？加入蒸馏水，用玻璃棒快速搅拌一段时间。补充：加入蒸馏水后红细胞液体积与原血液体积要相同。加入甲苯的目的是溶解细胞膜，有利于血红蛋白的释放和分离。此时，红细胞破碎混合液中不仅含有血红蛋白，而且还含有细胞破碎物、脂质、甲苯有机溶剂等。怎样除去这些杂质呢？由于它们的密度不同，科学家采取了离心分离的方法：红细胞破碎混合液→中速长时离心（2000c/min×10min）→滤纸过滤除去脂质→分液漏斗分离出血红蛋白 2.4 如何除无机盐离子和小分子有机物质呢？。透析。半透膜的选择透过性，大分子物质不能通过半透膜，离子和小分子能够通过半透膜。在透析过程中，血红蛋白溶液中的离子和小分子不断通过半透膜扩散进入到 ph＝7 的磷酸缓冲液中。思考：为何使用 ph＝7 的磷酸缓冲液？为什么缓冲液量远多于血红蛋白溶液量？维持血红蛋白的正常特性。有利于杂质分子充分地向外扩散。总结：通过以上四个基本过程，红细胞中的血红蛋白就被提取出来。但其中还含有其他种类的蛋白质分子（如呼吸酶等）。怎样将杂蛋白与血红蛋白分离开来呢？我们来研究蛋白质提取和分离的第二个步骤――粗分离（凝胶色谱操作）。 2.5 凝胶色谱分离蛋白质包括：制作色谱柱、装填色谱柱、样品加入和洗脱。根据教材图 5－19，说出制作色谱柱需要的材料。橡皮塞 2 个、打孔器、小刀、移液管、尼龙纱、尼龙网、玻璃管、尼龙管等。色谱柱的制作过程：准备材料→加工橡皮塞→安装色谱柱下面进行第二步――凝胶色谱柱的装填。请阅读教材：调节缓冲液面→加入蛋白质样品→调节缓冲液面→洗脱→收集分装蛋白质至此，血红蛋白即可得到粗分离。在整个操作过程中，应当注意以下事项：（1）红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少；低速、短时离心。（2）凝胶的预处理：沸水浴法时间短，还能除去微生物和气泡（3）色谱柱的装填：装填尽量紧密，降低颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。（4）色谱柱成功标志：红色区带均匀一致地移动。（四）实例探究例 1 利用凝胶色谱法，什么样的蛋白质先洗脱出来（） a. 相对分子质量大的 b. 溶解度高的 c. 相对分子量小的 d. 所代电荷多的解析：凝集色谱法使根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。相对分子质量较小的蛋白质能进入凝胶内部通道，路程较长，移动速度较慢；相对分子质量大的蛋白质，路程较短，移动速度较快，首先洗脱出来。答案：a 例 2 蛋白质提取和分离分为哪几步（） a. 样品处理、凝胶色谱操作、sds－聚丙烯酰胺凝胶电泳 b. 样品处理、凝胶色谱操作、纯化 c. 样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定 d. 样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定解析：蛋白质的提取和分离分为样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定四步。a 中凝胶色谱操作及 sds－聚丙烯酰胺凝胶电泳为实验操作过程中的技术答案：c ☆综合应用例 3 用凝胶色谱法分离蛋白质时，分子量大的蛋白质（） a 路程较长，移动速度较慢 b 路程较长，移动速度较快 c 路程较短，移动速度较慢 d 路程较短，移动速度较快解析：在小球体内部有许多贯穿的通道，当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢；而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快。答案：d 【板书设计】【巩固练习】 1. 凝胶色谱法分离蛋白质的依据是（） a. 对其他分子的亲和力 b. 溶解度c. 所带电荷多少 d. 相对分子质量的大小 2. 凝胶色谱法中所用的凝胶化学本质大多是（） a. 糖类化合物 b. 脂质 c. 蛋白质 d. 核酸 3. 选用红细胞作为分离蛋白质的实验材料，有何好处（） a. 血红蛋白是有色蛋白 b. 红细胞无细胞核 c. 红细胞蛋白质含量高 d. 红细胞 dna 含量高 4. 将搅拌好的混合液离心来分离血红蛋白溶液时，第二层是（） a. 甲苯 b. 血红蛋白水溶液 c. 脂溶性物质的沉淀层 d. 其他杂质的沉淀 5. 血红蛋白因含有（）而呈红色 a. o2 b. co c. co2 d.血红素 6. 下列操作正确的是（） a. 分离红细胞时采用低速长时间离心 b. 红细胞释放出血红蛋白只需要加入蒸馏水就可 c. 分离血红蛋白溶液是低速短时间离心 d. 透析时要用 20mmol/l 的磷酸缓冲液，透析 12h 7. 样品的加入和洗脱的叙述正确的是（） a. 先加入 1ml 透析后的样品 c. 加样前要使缓冲液缓慢下降全部流出 d. 如果红色带均匀一致的移动，说明色谱柱制作成功 d. 洗脱时可以用缓冲液也可以用清水8. 下列有关提取和分离血红蛋白的程度叙述错误的是（） a. 样品的处理就是通过一系列操作收集到血红蛋白溶液 e. 通过透析可以去除样品中分子质量较大的杂质，此为样品的粗提取 c. 可通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样品的纯化 d. 可通过 sds－聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度 9. 凝胶色谱法操作正确的是（） a. 将橡皮塞上部用刀切出锅底状的凹穴 b. 将橡皮塞下部切出凹穴 f. 插入的玻璃管的上部要超出橡皮塞的凹穴底面 d. 将尼龙网剪成与橡皮塞下部一样大小的圆片 10. 样品的加入和洗脱的操作不正确的是（） a. 加样前，打开色谱柱下端的流出口，使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到凝胶面的下面 b. 加样后，打开下端出口，使样品渗入凝胶床内 c. 等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口 d. 用吸管小心的将 1ml 透析后的样品加到色谱柱的顶端，不要破坏凝胶面答案：1. d 2.a 3.a 4.d 5.d 6.d 7.c 8.b 9.a 10.d 【教学反思】资料——凝胶色谱法分离蛋白质的原理凝胶色谱法也称为分配色谱法，它是根据分子量的大小分离蛋白质的方法之一。所用的凝胶实际上是一些微小的多孔球体，这些小球体大多数是由多糖类化合物构成，小球体内部有许多贯穿的通道，当一个含有各种分子的样品溶液缓慢流经时，各分子在色谱柱内进行两种不同的运动，即垂直向下的运动和无规则的扩散运动，相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部，只能分布在颗粒之间，通过的路程较短，移动速度较快；相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内的通道，通过的路程较长，移动速度较慢。因此，样品中相对分子质量较大的蛋白质先流出，相对分子质量中等的分子后流出，相对分子质量最小的分子最后流出，这种现象又叫分子筛现象。此外，凝胶本身具有三维网状结构，相对分子质量大的分子通过这种网状结构上的空袭时阻力大，而相对分子质量小的分子通过时阻力小，因此不同分子量的蛋白质分子可以获得分离。专题六植物有效成分的提取课题 1 植物芳香油的提取【教学目标】（一）知识与技能1、设计简易的实验装置来提取植物芳香油 2、了解提取植物芳香油的基本原理（二）过程与方法初步学会用水蒸汽蒸馏法和压榨法提取植物芳香油（三）情感、态度与价值观形成严谨、科学、求实的态度和精神【教学重难点】植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采取不同的提取方法【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课在生物组织中，不但含有蛋白质和 dna，而且含有很多人们需要的有效成分，如食用油、芳香油、植物色素、药物成分等。从这节课开始，我们学习植物有效成分的提取。（二）进行新课 1．基础知识 1．1 1．2 芳香油的性质：挥发性强，成分复杂，以萜类化合物及其衍生物为主。 1．3 芳香油的提取方法：蒸馏、压榨、萃取等。（1）水蒸气蒸馏法：原理：水蒸汽可将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物，冷却后水油分层。方法：水中蒸馏：原料放在沸水中加热蒸馏。水上蒸馏：原料隔放在沸水上加热蒸馏。水汽蒸馏：利用外来高温水蒸气加热蒸馏。不足：有些原料不适宜于水蒸气蒸馏，如柑橘、柠檬等易焦糊，有效成分容易水解。（2）萃取法：原理：芳香油易溶于有机溶剂，溶剂挥发后得到芳香油。如石油醚、酒精、乙醚等。方法：原料浸泡在溶剂中→得到浸泡液→有机溶剂挥发→芳香油。不足：有机溶剂中的杂质影响芳香油的品质。 2．实验设计 2．1 玫瑰精油的提取（1）实验流程：阅读教材。 0.1g/ml 氯化钠溶液：促使油水混合物（乳浊液）中油和水的分离。无水硫酸钠：吸收油层中的水分。（2）实验步骤： ①采集玫瑰花：采集盛花期（5 月中上旬）的玫瑰花，清水清洗沥干。 ②装入蒸馏原料：称取 50g 玫瑰花放入蒸馏瓶，添加 200ml 蒸馏水。 ③安装蒸馏装置：按照从左向右、自下到上次序安装水蒸气蒸馏装置。 ④加热蒸馏：控制蒸馏时间和速度（1～2 滴/秒），获得乳白色乳浊液；拆卸装置。 ⑤分离油层：向乳浊液加入 nacl 溶液后，利用分液漏斗分离出下面的油层。 ⑥除去水分：向油层中加入无水硫酸钠，24h 后过滤，得到玫瑰油。＊注意事项：蒸馏时间不能过短，温度不能过高。 2．2 橘皮精油的提取（1）橘皮精油的主要成分：柠檬烯，主要分布在橘皮中。（2）实验流程：阅读教材。石灰水：防止压榨时滑脱，提高出油率，降低压榨液黏稠度，过滤不堵塞筛眼。小苏打、硫酸钠：促进油和水的分离（用量分别为橘皮质量的 0.25％和 5 ％）。（3）实验步骤： ①橘皮的处理：将新鲜橘皮用清水清洗沥干。 ②石灰水浸泡：用 7～8％石灰水浸泡橘皮 24h。 ③清水漂洗：浸泡好的橘皮用流水彻底漂洗干净，沥干。 ④粉碎和压榨：将橘皮粉碎，加入小苏打和硫酸钠后，用压榨机压榨得到压榨液。 ⑤过滤压榨液：用布袋过滤，滤液再高速离心处理，分离出上层橘皮油。⑥静置处理：将橘皮油在 5～10℃冰箱中静置 5～7d，分离出上层澄清橘皮油。 ⑦再次过滤：将下层橘皮油用滤纸过滤，滤液与上层橘皮油合并，得到橘皮精油。分析：静置处理目的：除去果蜡和水分。（三）课堂总结、点评植物芳香油的性质：蒸馏玫瑰精油的提取：芳香油的提取方法：压榨橘皮精油的提取：萃取（四）实例探究例 1、玫瑰精油提取最适方法是：（）a、萃取法 b、水蒸气蒸馏法 c、水上蒸馏 d、水中蒸馏法解析：玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸汽一同蒸馏。故选 b 例 2、在玫瑰精油提取中，收集锥形瓶中的乳白色的乳浊液，向锥形瓶中加入：（） a、氯化钠 b、硫酸铜 c、石灰水 d、无水硫酸钠解析：加入氯化钠溶液是使乳化液分层。然后将其倒入分液漏斗。无水硫酸钠是使油层分离。故选 a ☆综合应用例 3、玫瑰油称为“液体黄金”，其提取方法可用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：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，干玫瑰花可以使用有机溶剂萃取法，一般不用压榨法。答案：c 【板书设计】【巩固练习】 1、玫瑰精油提取的过程是：（） a、鲜玫瑰花＋水→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→除水 b、鲜玫瑰花＋水→油水混合物→水蒸气蒸馏→分离油层→除水 c、鲜玫瑰花＋水→油水混合物→除水→分离油层d、鲜玫瑰花＋水→油水混合物→水蒸气蒸馏→分离油层→除水 2、下面不能用于提取芳香化合物的是：（） a、杏仁 b、真菌 c、玫瑰花 d、细菌 3、使用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，是因为：（） a、其化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸汽一同蒸馏 b、其化学性质稳定，难溶于水，难溶于有机溶剂，能随水蒸汽一同蒸馏 c、其化学性质不稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，不能随水蒸汽一同蒸馏 d、其化学性质不稳定，难溶于水，难溶于有机溶剂，不能随水蒸汽一同蒸馏 4、在提取玫瑰精油的过程中，分离油水混合物需加入：（）ａ、氯化钠ｂ、硫酸铜ｃ、无水硫酸钠ｄ、氯化锌5、蒸馏装置完毕后，可以在蒸馏瓶中加几粒沸石，目的是：（） a、加速沸腾 b、防止液体过度沸腾 c、减缓沸腾 d、防止蒸馏瓶炸裂 6、柑橘、柠檬芳香油的制备通常使用压榨法而不是水蒸馏法，是因为：（） a、水中蒸馏会导致原料焦糊 b、柑橘、柠檬芳香油易溶于水 b、会使芳香油的有效成分水解 d、a 和 c 7、对分液漏斗的使用不正确的是：（） a、首先把活塞擦干，为活塞均匀涂上一层润滑脂 b、塞好活塞后，把活塞旋转几圈，使润滑脂分布均匀 c、检查分液漏斗的顶塞与活塞处是否渗漏，确认是否漏水 d、取下分液漏斗，用左手手掌顶住漏斗顶塞并握住漏斗颈，右手握住漏斗活塞处，大拇指压紧活塞，将分液漏斗略倾斜，前后振荡8、植物芳香油的主要化学成分：（） a、酚类化合物及衍生物 b、萜类化合物及衍生物 c、醚类化合物 d、烃类化合物 9、在橘皮精油提取过程中石灰水的作用：（）ａ、使溶液呈碱性ｂ、为彻底清洗脏物ｃ、防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率ｄ、漂去橘皮颜色１０、玫瑰精油可以使用有机溶剂萃取，但方法有不足之处是下面哪项：（）ａ、过程复杂且出油率不高ｂ、提取的玫瑰精油纯度不高ｃ、有些萃取剂不能萃取玫瑰精油ｄ、萃取一般用于制膏状物，所以不能用萃取剂萃取玫瑰精油答案：１.a 2.ｄ 3.ａ 4.ａ 5.b 6.ｄ 7.ｄ 8.ｂ 9. ｃ 10.ａ【教学反思】资料——植物芳香油的用途植物芳香油是植物有效成份的提取液，其特点是有特殊的植物香味和分子结构。芳香油种类繁多，如玫瑰花油、玉兰树油、八角油、桂油、薄荷油等。目前已开发利用的植物芳香油有近百种。芳香油是贵重的工业原料。食品工业，造酒工业、香水工业、制药工业都离不开芳香油。我国是芳香油出口大国，每年出口的桂油、八角油、樟油、玫瑰花油、薄荷油等，创汇超过数亿美元。植物芳香油散发出的芬芳气味，使人身心爽快，有助于消除疲劳，恢复精力；植物芳香油还可以不同程度地提高人体神经系统、内分泌系统的功能，帮助人体提高免疫力，具有保健、美容、治疗的作用。在今日崇尚回归自然、预防污染的风气下，人们对来自植物本体的芳香油越来越青睐。课题 2 胡萝卜素的提取【教学目标】（一）知识与技能 1、了解有关胡萝卜素的基础知识 2、掌握提取胡萝卜素的基本原理（二）过程与方法 1、掌握萃取法提取胡萝卜素的技术 2、学会纸层析的操作方法（三）情感、态度与价值观领悟科学探究的方法，形成严谨、创新以及勇于实践的科学态度【教学重点】胡萝卜素的提取，纸层析的操作【教学难点】胡萝卜素的提取【教学方法】启发式教学【教学工具】多媒体课件【教学过程】（一）引入新课上一节课我们学习了提取植物芳香油的原理、方法和提取技术，这一节我们再来学习萃取法提取胡萝卜素的原理、方法和提取技术（二）进行新课 1．基础知识 1．1 胡萝卜素的性质：橘黄色晶体，化学性质稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等。 1．2 胡萝卜素的来源：植物、岩藻、微生物发酵。 1．3 方法：萃取法。影响因素：萃取剂性质、用量；原料颗粒大小、紧密程度、含水量；温度、时间等。选择控制：溶剂：石油醚原料：颗粒小、干燥。条件：温度较高，时间长。 2．实验设计 2．1 实验流程：阅读教材图 6－6。溶剂：应选择使用水不溶性有机溶剂，如石油醚（为什么？）。 2．2 实验步骤： ①原料加工：取 500g 新鲜胡萝卜，清水清洗，沥干、粉碎、烘干。 ②原料装填：将胡萝卜粉与 200ml 石油醚装入蒸馏瓶。 ③加热萃取：安装萃取回流装置，沸水浴加热萃取 30min。 ④过滤：将萃取物过滤，除去固体物，得到萃取液。⑤浓缩：安装水蒸气蒸馏装置，加热萃取液，萃取剂挥发，得到胡萝卜素。＊注意事项：烘干胡萝卜时，温度过高、时间过长，胡萝卜素会分解。 2．3 胡萝卜素的纸层析鉴定： ①制备滤纸条：取 18×30cm 滤纸条，于距底端 2cm 处划基线，取 abcd 四个点。 ②点样：用最细注射器针头分别吸取标准样品和提取样品在 ad 和 bc 点样，吹干。 ③层析：将滤纸卷成筒状并固定，放到盛有 1cm 深石油醚的密封容器中层析。 ④观察：取出滤纸条，使石油醚充分挥发后观察层析带。＊注意事项：滤纸条预先干燥处理；点样时快速细致、样点圆点尽量细小；滤纸筒的竖直边缘不能接触；石油醚易挥发，注意层析容器要密封。（三）课堂总结、点评例 1.a.水 b.无机盐 c.有机溶剂 d.无机溶剂解析:由于胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,根据相似相溶原理,应该考虑有机溶剂,而不能选用水、无机盐及其他无机溶剂,故选 c 例 2、下列有机溶剂中，不能作胡萝卜素萃取剂的是 a 石油醚 b 乙醚 c 乙醇 d 苯解析：乙醇是水溶性溶剂，萃取时能与水混溶而影响萃取的效果。答案： b☆综合应用例 3、在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？答：在这五种有机溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂。【板书设计】【巩固练习】 1、当人体缺乏某种维生素时，胡萝卜素可在体内转化形成，这种维生素是：（） a、维生素 a b、维生素 b c、维生素 c d、维生素 d 2、对叶绿体中的色素进行分析时，胡萝卜素的吸收峰在：（） a、红光 b、绿光 c、蓝紫光 d、橙光3.下列方法可以提取胡萝卜素的是：（） a. 直接压榨法 b.水蒸气蒸馏法 c.乙醇萃取法 d. 石油醚萃取法 4.下列有关胡萝卜素的叙述，错误的是：（） a. 胡萝卜素是一种化学性质稳定，溶于水，不溶于乙醇的物质 b. 胡萝卜是提取天然 β－胡萝卜素的原料 c. 微生物的发酵生产是工业提取 β－胡萝卜素的方法之一 d. 提取后，干燥过程中，时间不能太长，温度不能太高 5.对胡萝卜素的提取顺序，正确的是：（） a. 胡萝卜→粉碎→萃取干燥→浓缩→过滤→胡萝卜素b. 胡萝卜→粉碎→过滤→干燥→萃取→浓缩→胡萝卜素 c. 胡萝卜→粉碎→过滤→萃取→干燥→浓缩→胡萝卜素 d. 胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素 6.对提取出的胡萝卜素进行纸层析鉴定，正确的是：（） a. 每次点样后，可用注射器直接点样 b. 点样过程中，应快速细致，形成直径大小相同的圆点 c. 层析液所用的试剂为石油醚和丙酮的混合液 d. 在纸层析过程中，滤纸可放在普通烧杯中 7.萃取的效率主要取决于：（） a. 原料颗粒的大小 b.原料的紧密程度、含水量 c.萃取剂的性质和使用量 d.萃取的温度和时间 8.下列试剂最适宜提取提取胡萝卜素的是：（）a. 石油醚 b.乙醚 c.四氯化碳 d.苯 9.对于胡萝卜素的提取过程，叙述错误的是: （） a. 萃取过程中应该避免明火加热，采用水浴加热 b. 为了防止加热时，有机溶剂的挥发，还需要在加热瓶口安装冷凝回流装置 c. 萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置 d. 在浓缩前，不需要过滤，因为萃取液中没有不溶物 10．胡萝卜素含有的化学元素有: （） a. c、h、o b. c、h c. c、h、o、n d.c、h、 n 答案：1.a 2.c 3.d 4.a 5.d 6.b 7.c 8.a 9.d 10.b 【教学反思】资料——β-胡萝卜素的应用 1831 年，瓦坎罗德尔（wackenroder）从胡萝卜中分离到了胡萝卜素，但直到 20 世纪 30 年代，胡萝卜素的化学结构才得以确定。植物中的胡萝卜素经人体吸收后，可以在体内转变为有生理活性的维生素 a。通常，我们把能在体内转变为维生素的物质称为维生素原，胡萝卜素就是维生素 a 原，其中起主要作用的是 β-胡萝卜素。胡萝卜素能够治疗因维生素 a 缺乏所引起的各种疾病。此外，胡萝卜素还能够有效清除体内的自由基，预防和修复细胞损伤，抑制 dna 的氧化，预防癌症的发生。 β-胡萝卜素还可以作为禽畜饲料添加剂，能提高鸡的产蛋率，还可以提高牛的生殖能力。β-胡萝卜素具有优良的着色性能，着色范围是黄色、橙红，着色能力强，色泽稳定均匀，能与 k、zn、ca 等元素并存而不变色，尤其适合添加在儿童食品中。因此，被广泛作为食品、饮料及饲料的添加剂使用。β-胡萝卜素本身是油溶性的，非常适合油性产品或蛋白质类产品的开发，如人造奶油、胶囊、鱼浆制品、素食产品、速食面、调理包，等等。因此，β-胡萝卜素是联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合委员会认可的无毒、有营养的食品添加剂。研究还表明，将抗氧化维生素涂抹在皮肤上，不仅能防止紫外线的伤害，还能促进对已被伤害皮肤的修复，使皮肤保持弹性，β-胡萝卜素因而也逐渐应用于化妆品等新兴市场。 - 55 - 查看更多

生物选修一集体教案-1.doc

资料简介

相关资料