專題1、2選修一生物技術(shù)實(shí)踐 知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

高中生物選修一生物技術(shù)實(shí)踐知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

專題一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課題一果酒和果醋的制作

1、發(fā)酵：通過(guò)微生物技術(shù)的培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)大量代謝產(chǎn)物的過(guò)程。

2、有氧發(fā)酵：醋酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵無(wú)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＋6H2O→6CO2＋12H2O+能量5、在無(wú)氧條件下，酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2+能量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(guò)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(guò)程中,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(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無(wú)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?/p>

C6H12O6＋2O2→2CH3COOH＋2CO2＋2H2OC2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O

10、控制發(fā)酵條件的作用①醋酸菌對(duì)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(zhǎng)溫度為32℃，控制好發(fā)酵溫度，使發(fā)酵時(shí)間縮短，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(lái)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(lái)排出二氧化碳的；出料口是用來(lái)取樣的。排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)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(kāi)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(kāi)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(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件。20℃左右最適合酵母菌的繁殖。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長(zhǎng)溫度為32℃，因此要將溫度控制在30～35℃。

課題二腐乳的制作

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(yíng)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(zhǎng)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(zhǎng)。2.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(guò)程。通過(guò)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(guò)多則腐乳不易成形。*水分測(cè)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�樣品水分含量�?）計(jì)算公式如下：

(烘干前容器和樣品質(zhì)量-烘干后容器和樣品質(zhì)量)/烘干前樣品質(zhì)量

毛霉的生長(zhǎng)：條件:將豆腐塊平放在籠屜內(nèi)，將籠屜中的控制在15～18℃，并保持一定的濕度。

來(lái)源：1.來(lái)自空氣中的毛霉孢子，2.直接接種優(yōu)良毛霉菌種時(shí)間：5天

加鹽腌制：將長(zhǎng)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(guò)低，不足以抑制微生物的生長(zhǎng)，可能導(dǎo)致豆腐腐敗變質(zhì)；鹽的濃度過(guò)高會(huì)影響腐乳的口味

食鹽的作用：1.抑制微生物的生長(zhǎng)，避免腐敗變質(zhì)2.析出水分，使豆腐變硬，在后期制作過(guò)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(zhǎng)短有很大關(guān)系，酒精含量越高，對(duì)蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延長(zhǎng)；酒精含量過(guò)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(guò)程

防止雜菌污染：①用來(lái)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(guò)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(zhǎng)白毛是怎么一回事？

豆腐生長(zhǎng)的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴(yán)格地說(shuō)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(zhǎng)毛的豆腐腌起來(lái)？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(lái)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(duì)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(zhǎng)的菌絲（匍匐菌絲），對(duì)人體無(wú)害。它能形成腐乳的“體”，使腐乳成形。

課題三制作泡菜

制作泡菜所用微生物是乳酸菌，其代謝類型是異養(yǎng)厭氧型。在無(wú)氧條件下，將糖分解為乳酸。分裂方式是二分裂。反應(yīng)式為：

C酶6H12O62C3H6O3+能量含抗生素牛奶不能生產(chǎn)酸奶的原因是抗生亞素殺死乳酸菌。常見(jiàn)的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。乳酸桿菌常用于生產(chǎn)酸奶。硝亞硝酸鹽為白色粉末，易溶于水，在食品生產(chǎn)中用作食品添加劑。

酸膳食中的亞硝酸鹽一般不會(huì)危害人體健康，國(guó)家規(guī)定肉制品中不超過(guò)30mg/kg，鹽醬腌菜中不超過(guò)20mg/kg，嬰兒奶粉中不超過(guò)2mg/kg。亞硝酸鹽被吸收后隨尿液含排出體外，但在適宜pH、溫度和一定微生物作用下形成致癌物質(zhì)亞硝胺。

量一般在腌制10天后亞硝酸鹽含量開(kāi)始降低，故在10天之后食用最好測(cè)定亞硝酸鹽含量的方法是：比色法

發(fā)酵時(shí)間（d）原理是在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料，與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)顯色液目測(cè)比較，估算泡菜中亞硝酸鹽含量。專題二微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用課題一微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)

培養(yǎng)基：人們按照微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)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(zhǎng)，可以形成肉眼可見(jiàn)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(zhǎng)，促進(jìn)所需要的微生物的生長(zhǎng)。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(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源（生長(zhǎng)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(wú)機(jī)碳源；糖類、石油、花生粉餅等有機(jī)碳源。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N-+

2、NH3、NO3、NH4（無(wú)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(zhǎng)對(duì)PH、特殊營(yíng)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(wú)氧的條件無(wú)菌技術(shù)獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的入侵，要注意以下幾個(gè)方面：

①對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手，進(jìn)行清潔和消毒。②將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進(jìn)行滅菌。③為避免周圍環(huán)境中微生物的污染，實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。④實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。

無(wú)菌技術(shù)除了用來(lái)防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來(lái)微生物污染外，還有什么目的？答：無(wú)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(duì)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(duì)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(wú)菌水等使用高壓蒸汽滅菌法，所用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(guò)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(guò)火焰。

③用左手的拇指和食指將培養(yǎng)皿打開(kāi)一條稍大于瓶口的縫隙，右手將錐形瓶中的培養(yǎng)基（約10～20mL）倒入培養(yǎng)皿，左手立即蓋上培養(yǎng)皿的皿蓋。

④等待平板冷卻凝固，大約需5～10min。然后，將平板倒過(guò)來(lái)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(lái)倒平板。你用什么辦法來(lái)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(jué)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(guò)火焰？

答：通過(guò)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，將平板倒置，既可以防止培養(yǎng)基表面的水分過(guò)度地?fù)]發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。

4.在倒平板的過(guò)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(lái)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(guò)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(lái)的肉眼可見(jiàn)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(kāi)棉塞。③將試管口通過(guò)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(guò)火焰，并塞上棉塞。⑥左手將皿蓋打開(kāi)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(kāi)始往第二區(qū)域內(nèi)劃線。重復(fù)以上操作，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(lái)源于上次劃線的末端，從而通過(guò)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.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(kāi)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(kāi)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(lái)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。結(jié)合平板劃線與系列稀釋的無(wú)菌操作要求，想一想，第2步應(yīng)如何進(jìn)行無(wú)菌操作？提示：應(yīng)從操作的各個(gè)細(xì)節(jié)保證“無(wú)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)，菌種容易被污染或產(chǎn)生變異。（2）對(duì)于需要長(zhǎng)期保存的菌種，可以采用甘油管藏的方法。

在3mL的甘油瓶中，裝入1mL甘油后滅菌。將1mL培養(yǎng)的菌液轉(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(yíng)養(yǎng)

營(yíng)養(yǎng)是指生物攝取、利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程。營(yíng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：水、無(wú)機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素六類。植物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：礦質(zhì)元素、水、二氧化碳等三類。

微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源及特殊營(yíng)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(wú)菌落生長(zhǎng)，說(shuō)明培養(yǎng)基的制備是成功的，否則需要重新制備。

課題二土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)

尿素是一種重要的農(nóng)業(yè)氮肥，尿素并不能直接被農(nóng)作物吸收。只有當(dāng)土壤中的細(xì)菌將尿素分解成氨之后，才能被植物利用。土壤中的細(xì)菌之所以能分解尿素，是因?yàn)樗麄兡芎铣呻迕?/p>

尿素最初是從人的尿液中發(fā)現(xiàn)的

篩選菌株

（1）實(shí)驗(yàn)室中微生物的篩選應(yīng)用的原理

人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件（包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、pH等），同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(zhǎng)。（2）選擇性培養(yǎng)基

在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基，稱作選擇培養(yǎng)基。（3）配制選擇培養(yǎng)基的依據(jù)

根據(jù)選擇培養(yǎng)的菌種的生理代謝特點(diǎn)加入某種物質(zhì)以達(dá)到選擇的目的。例如，培養(yǎng)基中不加入有機(jī)物可以選擇培養(yǎng)自養(yǎng)微生物；培養(yǎng)基中不加入氮元素，可以選擇培養(yǎng)能固氮的微生物；加入高濃度的食鹽可選擇培養(yǎng)金黃色葡萄球菌等。統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目

（1）測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)。（2）稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目的原理

當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活細(xì)菌。為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般設(shè)置3～5個(gè)平板，選擇菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，并取平均值。統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低，因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來(lái)表示。采用此方法的注意事項(xiàng)：1.一般選取菌落數(shù)在30-300之間的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)

2.為了防止菌落蔓延，影響計(jì)數(shù)，可在培養(yǎng)基中加入TTC（在計(jì)數(shù)瓊脂中加入適量的TTC(0.5%TTC1ML加到100ML瓊脂中),細(xì)菌菌落長(zhǎng)成紅顏色,對(duì)去除食品本底顆粒物干擾非常有意義）.3.本法僅限于形成菌落的微生物

設(shè)置對(duì)照

設(shè)置對(duì)照的主要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指除了被測(cè)試的條件以外，其他條件都相同的實(shí)驗(yàn)，其作用是比照試驗(yàn)組，排除任何其他可能原因的干擾，證明確實(shí)是所測(cè)試的條件引起相應(yīng)的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括實(shí)驗(yàn)方案，所需儀器、材料、用具和藥品，具體的實(shí)施步驟以及時(shí)間安排等的綜合考慮和安排。

（1）土壤取樣：同其他生物環(huán)境相比，土壤中的微生物，數(shù)量最大，種類最多。在富含有機(jī)質(zhì)的土壤表層，有更多的微生物生長(zhǎng)。從富含有機(jī)物、潮濕、pH≈7的土壤中取樣。鏟去表層土，在距地表約3～8cm的土壤層取樣。

（2）樣品的稀釋：樣品的稀釋程度將直接影響平板上生長(zhǎng)的菌落數(shù)目。在實(shí)際操作中，通常選用一定稀釋范圍的樣品液進(jìn)行培養(yǎng)，以保證獲得菌落數(shù)在30-300之間、適于計(jì)數(shù)的平板。測(cè)定土壤中細(xì)菌的數(shù)量一般選用104

105

106測(cè)定放線菌的數(shù)量一般選用10310

4

105測(cè)定真菌的數(shù)量一般選用10210310

4

（3）微生物的培養(yǎng)與觀察

不同種類的微生物，往往需要不同的培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間。細(xì)菌30-37℃1-2天

放線菌25-28℃5-7天霉菌25-28℃3-4天每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目，選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié)果，這樣可以防止因培養(yǎng)時(shí)間不足而導(dǎo)致一樓菌落的數(shù)目。一般來(lái)說(shuō)，在一定的培養(yǎng)條件下（相同的培養(yǎng)基、溫度及培養(yǎng)時(shí)間），同種微生物表現(xiàn)出穩(wěn)定的菌落特征。形狀、大小、隆起程度、顏色

疑難解答（1）如何從平板上的菌落數(shù)推測(cè)出每克樣品中的菌落數(shù)？統(tǒng)計(jì)某一稀釋度下平板上的菌落數(shù)，最好能統(tǒng)計(jì)3個(gè)平板，計(jì)算出平板菌落數(shù)的平均值每克樣品中的菌落數(shù)=（C/V）*M其中，C代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)，V代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積（ml），M代表稀釋倍數(shù)

課題三分解纖維素的微生物的分離

纖維素，一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì)。纖維素與纖維素酶

（1）棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，木材、作物秸稈等也富含纖維素。

（2）纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。纖維素最終被水解成葡萄糖，為微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)。纖維素分解菌的篩選

（1）篩選方法：剛果紅染色法。能夠通過(guò)顏色反應(yīng)直接對(duì)微生物進(jìn)行篩選。（2）剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理

剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)我們?cè)诤�有纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時(shí)，剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅－纖維素的復(fù)合物就無(wú)法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣，我們就可以通過(guò)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌。

分離分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程

土壤取樣→選擇培養(yǎng)（此步是否需要，應(yīng)根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來(lái)確定）→梯度稀釋→將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落（1）土壤采集選擇富含纖維素的環(huán)境。

（2）剛果紅染色法分離纖維素分解菌的步驟倒平板操作、制備菌懸液、涂布平板（3）剛果紅染色法種類

一種是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)，另一種是在倒平板時(shí)就加入剛果紅。課題延伸

對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行了初步的篩選后，只是分離純化的第一步，為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種。纖維素酶的測(cè)定方法，一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量的測(cè)定。

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生物技術(shù)實(shí)踐知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

專題一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課題一果酒和果醋的制作

發(fā)酵：通過(guò)微生物技術(shù)的培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)大量代謝產(chǎn)物的過(guò)程。

有氧發(fā)酵：醋酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵無(wú)氧發(fā)酵：酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵

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)分裂生殖孢子生殖在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O在無(wú)氧條件下，酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。C6H12O6→2C2H5OH＋6CO220℃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℃

在葡萄酒自然發(fā)酵的過(guò)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(guò)程中,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(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到制約。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

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�。C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O

控制發(fā)酵條件的作用①醋酸菌對(duì)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(zhǎng)溫度為30～35℃，控制好發(fā)酵溫度，使發(fā)酵時(shí)間縮短，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。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）

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(lái)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

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(lái)排出二氧化碳的；出料口是用來(lái)取樣的。排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)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(kāi)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(kāi)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(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件。20℃左右最適合酵母菌的繁殖。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長(zhǎng)溫度為30～35℃，因此要將溫度控制在30～35℃。

課題二腐乳的制作

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(yíng)腐生生活。

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。

實(shí)驗(yàn)流程：讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制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(zhǎng)。2.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(guò)程。通過(guò)各種輔料與酶的緩解作用，生成腐乳的香氣。

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(guò)多則腐乳不易成形。*水分測(cè)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?/p>

樣品水分含量（%）計(jì)算公式如下：

(烘干前容器和樣品質(zhì)量-烘干后容器和樣品質(zhì)量)/烘干前樣品質(zhì)量

毛霉的生長(zhǎng)：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(lái)源：1.來(lái)自空氣中的毛霉孢子，2.直接接種優(yōu)良毛霉菌種時(shí)間：5天

加鹽腌制：將長(zhǎng)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(guò)低，不足以抑制微生物的生長(zhǎng)，可能導(dǎo)致豆腐腐敗變質(zhì)；鹽的濃度過(guò)高會(huì)影響腐乳的口味

食鹽的作用：1.抑制微生物的生長(zhǎng)，避免腐敗變質(zhì)2.析出水分，是豆腐變硬，在后期制作過(guò)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(zhǎng)短有很大關(guān)系，酒精含量越高，對(duì)蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延長(zhǎng)；酒精含量過(guò)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(guò)程

防止雜菌污染：①用來(lái)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(guò)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(zhǎng)白毛是怎么一回事？

豆腐生長(zhǎng)的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴(yán)格地說(shuō)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(zhǎng)毛的豆腐腌起來(lái)？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(lái)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(duì)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(zhǎng)的菌絲（匍匐菌絲），對(duì)人體無(wú)害。它能形成腐乳的“體”，使腐乳成形。

課題三制作泡菜

制作泡菜所用微生物是乳酸菌，其代謝類型是異養(yǎng)厭氧型。在無(wú)氧條件下，降糖分解為乳酸。分裂方式是二分裂。反應(yīng)式為：C6H12O62C3H6O3+能量含抗生素牛奶不能生產(chǎn)酸奶的原因是抗生素殺死乳酸菌。常見(jiàn)的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。乳酸桿菌常用于生產(chǎn)酸奶。亞硝酸鹽為白色粉末，易溶于水，在食品生產(chǎn)中用作食品添加劑。

膳食中的亞硝酸鹽一般不會(huì)危害人體健康，國(guó)家規(guī)定肉制品中不超過(guò)30mg/kg，醬腌菜中不超過(guò)20mg/kg，嬰兒奶粉中不超過(guò)2mg/kg。亞硝酸鹽被吸收后隨尿液排出體外，但在適宜pH、溫度和一定微生物作用下形成致癌物質(zhì)亞硝胺。亞一般在腌制10天后亞硝酸鹽含量開(kāi)始降低，故在10天之后食用最好硝*測(cè)定亞硝酸鹽含量的原理是在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染鹽料，與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)顯色液目測(cè)比較，估算泡菜中亞硝酸鹽含量。含量發(fā)酵時(shí)間（d）酶

專題二微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用課題一微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)

培養(yǎng)基：人們按照微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)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(zhǎng)，可以形成肉眼可見(jiàn)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(zhǎng)，促進(jìn)所需要的微生物的生長(zhǎng)。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(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源、生長(zhǎng)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(wú)機(jī)碳源；糖類、石油、花生粉餅等有機(jī)碳源。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(wú)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(zhǎng)對(duì)PH、特殊營(yíng)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(wú)氧的條件

無(wú)菌技術(shù)獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的入侵，要注意以下幾個(gè)方面：

①對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手，進(jìn)行清潔和消毒。②將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進(jìn)行滅菌。

③為避免周圍環(huán)境中微生物的污染，實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。④實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。

無(wú)菌技術(shù)除了用來(lái)防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來(lái)微生物污染外，還有什么目的？答：無(wú)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(duì)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(duì)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(wú)菌水等使用高壓蒸汽滅菌法，所用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滅菌較為溫和強(qiáng)烈部分生活狀態(tài)的微生物全部微生物不能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(guò)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(guò)火焰。

③用左手的拇指和食指將培養(yǎng)皿打開(kāi)一條稍大于瓶口的縫隙，右手將錐形瓶中的培養(yǎng)基（約10～20mL）倒入培養(yǎng)皿，左手立即蓋上培養(yǎng)皿的皿蓋。

④等待平板冷卻凝固，大約需5～10min。然后，將平板倒過(guò)來(lái)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(lái)倒平板。你用什么辦法來(lái)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(jué)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(guò)火焰？

答：通過(guò)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)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。

4.在倒平板的過(guò)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(lái)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(guò)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(lái)的肉眼可見(jiàn)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(kāi)棉塞。③將試管口通過(guò)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(guò)火焰，并塞上棉塞。⑥左手將皿蓋打開(kāi)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(kāi)始往第二區(qū)域內(nèi)劃線。重復(fù)以上操作，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(lái)源于上次劃線的末端，從而通過(guò)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.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(kāi)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(kāi)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(lái)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。結(jié)合平板劃線與系列稀釋的無(wú)菌操作要求，想一想，第2步應(yīng)如何進(jìn)行無(wú)菌操作？

提示：應(yīng)從操作的各個(gè)細(xì)節(jié)保證“無(wú)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)，菌種容易被污染或產(chǎn)生變異。（2）對(duì)于需要長(zhǎng)期保存的菌種，可以采用甘油管藏的方法。

在3mL的甘油瓶中，裝入1mL甘油后滅菌。將1mL培養(yǎng)的菌液轉(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(yíng)養(yǎng)

營(yíng)養(yǎng)是指生物攝取、利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程。營(yíng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：水、無(wú)機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素六類。植物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：礦質(zhì)元素、水、二氧化碳等三類。

微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源及特殊營(yíng)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(wú)菌落生長(zhǎng)，說(shuō)明培養(yǎng)基的制備是成功的，否則需要重新制備。

課題二土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)

尿素是一種重要的農(nóng)業(yè)氮肥，尿素并不能直接被農(nóng)作物吸收。只有當(dāng)土壤中的細(xì)菌將尿素分解成氨之后，才能被植物利用。土壤中的細(xì)菌之所以能分解尿素，是因?yàn)樗麄兡芎铣呻迕?/p>

尿素最初是從人的尿液中發(fā)現(xiàn)的

篩選菌株

（1）實(shí)驗(yàn)室中微生物的篩選應(yīng)用的原理

人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件（包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、pH等），同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(zhǎng)。

（2）選擇性培養(yǎng)基

在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基，稱作選擇培養(yǎng)基。

（3）配制選擇培養(yǎng)基的依據(jù)

根據(jù)選擇培養(yǎng)的菌種的生理代謝特點(diǎn)加入某種物質(zhì)以達(dá)到選擇的目的。例如，培養(yǎng)基中不加入有機(jī)物可以選擇培養(yǎng)自養(yǎng)微生物；培養(yǎng)基中不加入氮元素，可以選擇培養(yǎng)能固氮的微生物；加入高濃度的食鹽可選擇培養(yǎng)金黃色葡萄球菌等。

統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目（1）測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)。（2）稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目的原理

當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活細(xì)菌。為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般設(shè)置3～5個(gè)平板，選擇菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，并取平均值。統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低，因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來(lái)表示。

采用此方法的注意事項(xiàng)：1.一般選取菌落數(shù)在30~300之間的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)2.為了防止菌落蔓延，影響計(jì)數(shù)，可在培養(yǎng)基中加入TTC3.本法僅限于形成菌落的微生物

設(shè)置對(duì)照

設(shè)置對(duì)照的主要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指除了被測(cè)試的條件以外，其他條件都相同的實(shí)驗(yàn)，其作用是比照試驗(yàn)組，排除任何其他可能原因的干擾，證明確實(shí)是所測(cè)試的條件引起相應(yīng)的結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括實(shí)驗(yàn)方案，所需儀器、材料、用具和藥品，具體的實(shí)施步驟以及時(shí)間安排等的綜合考慮和安排。

（1）土壤取樣：同其他生物環(huán)境相比，土壤中的微生物，數(shù)量最大，種類最多。在富含有機(jī)質(zhì)的土壤表層，有更多的微生物生長(zhǎng)。從富含有機(jī)物、潮濕、pH≈7的土壤中取樣。鏟去表層土，在距地表約3～8cm的土壤層取樣。

（2）樣品的稀釋：樣品的稀釋程度將直接影響平板上生長(zhǎng)的菌落數(shù)目。在實(shí)際操作中，通常選用一定稀釋范圍的樣品液進(jìn)行培養(yǎng)，以保證獲得菌落數(shù)在30~300之間、適于計(jì)數(shù)的平板。測(cè)定土壤中細(xì)菌的數(shù)量，一般選用104105106測(cè)定放線菌的數(shù)量，一般選用103104105

測(cè)定真菌的數(shù)量，一般選用102103104（3）微生物的培養(yǎng)與觀察

不同種類的微生物，往往需要不同的培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間。細(xì)菌30~37℃1~2天放線菌25~28℃5~7天霉菌25~28℃3~4天

每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目，選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié)果，這樣可以防止因培養(yǎng)時(shí)間不足而導(dǎo)致一樓菌落的數(shù)目。一般來(lái)說(shuō)，在一定的培養(yǎng)條件下（相同的培養(yǎng)基、唯獨(dú)及培養(yǎng)時(shí)間），同種微生物表現(xiàn)出穩(wěn)定的菌落特征。形狀、大小、隆起程度、顏色

疑難解答

（1）如何從平板上的菌落數(shù)推測(cè)出每克樣品中的菌落數(shù)？

統(tǒng)計(jì)某一稀釋度下平板上的菌落數(shù)，最好能統(tǒng)計(jì)3個(gè)平板，計(jì)算出平板菌落數(shù)的平均值

每克樣品中的菌落數(shù)=（C/V）*M其中，C代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)，V代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積（ml），M代表稀釋倍數(shù)

課題三分解纖維素的微生物的分離

纖維素，一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì)。

纖維素與纖維素酶

（1）棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，木材、作物秸稈等也富含纖維素。

（2）纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。纖維素最終被水解成葡萄糖，為微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)。

纖維素分解菌的篩選

（1）篩選方法：剛果紅染色法。能夠通過(guò)顏色反應(yīng)直接對(duì)微生物進(jìn)行篩選。（2）剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)我們?cè)诤�有纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時(shí)，剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅－纖維素的復(fù)合物就無(wú)法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣，我們就可以通過(guò)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌。

分離分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程

土壤取樣→選擇培養(yǎng)（此步是否需要，應(yīng)根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來(lái)確定）→梯度稀釋→將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落（1）土壤采集選擇富含纖維素的環(huán)境。

（2）剛果紅染色法分離纖維素分解菌的步驟倒平板操作、制備菌懸液、涂布平板（3）剛果紅染色法種類

一種是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)，另一種是在倒平板時(shí)就加入剛果紅。

課題延伸

對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行了初步的篩選后，只是分離純化的第一步，為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種。纖維素酶的測(cè)定方法，一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量的測(cè)定。

疑難解答

（1）為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌？

由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分解菌的含量相對(duì)提高，因此從這種土樣中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。

（2）將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深？

將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對(duì)聚集，實(shí)際上是人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般應(yīng)將紙埋于深約10cm左右腐殖土壤中。（3）兩種剛果紅染色法的比較

方法一是傳統(tǒng)的方法，缺點(diǎn)是操作繁瑣，加入剛果紅溶液會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜；其優(yōu)點(diǎn)是這樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用。方法二的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，不存在菌落混雜問(wèn)題，缺點(diǎn)是由于纖維素和瓊脂、土豆汁中都含有淀粉類物質(zhì)，可以使能夠產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽(yáng)性反應(yīng)。但這種只產(chǎn)生淀粉酶的微生物產(chǎn)生的透明圈較為模糊，因?yàn)榕囵B(yǎng)基中纖維素占主要地位，因此可以與纖維素酶產(chǎn)生的透明圈相區(qū)分。方法二的另一缺點(diǎn)是：有些微生物具有降解色素的能力，它們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)降解剛果紅形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分。（4）為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？

在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。

專題三植物的組織培養(yǎng)技術(shù)課題一菊花的組織培養(yǎng)

植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程

細(xì)胞分化：在生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上出現(xiàn)穩(wěn)定性差異的過(guò)程。

離體的植物組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)了一段時(shí)間以后，會(huì)通過(guò)細(xì)胞分裂，形成愈傷組織，愈傷組織的細(xì)胞排列疏松而無(wú)規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程，稱為植物細(xì)胞的脫分化，或者叫做去分化。脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官，這個(gè)過(guò)程叫做再分化。再分化形成的試管苗，移栽到地里，可以發(fā)育成完整的植物體。植物細(xì)胞工程具有某種生物全套遺傳信息的任何一個(gè)活細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力，即每個(gè)生物細(xì)胞都具有全能性。但在生物體的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中并不表現(xiàn)出來(lái)，這是因?yàn)樵谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下，通過(guò)基因的選擇性表達(dá)，構(gòu)成不同組織和器官。

植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用有：實(shí)現(xiàn)優(yōu)良品種的快速繁殖；培育脫毒作物；制作人工種子；培育作物新品種以及細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等。

細(xì)胞分化是一種持久性的變化，它有什么生理意義？

使多細(xì)胞生物體中細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。比較根尖分生組織和愈傷組織的異同組織類型細(xì)胞來(lái)源細(xì)胞形態(tài)細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞排列細(xì)胞去向根尖分化成多種受精卵正方形無(wú)液泡緊密分生組織細(xì)胞組織愈傷組織高度分化細(xì)胞無(wú)定形高度液泡化疏松再分化成新個(gè)體相同點(diǎn)都通過(guò)有絲分裂進(jìn)行細(xì)胞增殖影響植物組織培養(yǎng)的條件

材料：不同的植物組織，培養(yǎng)的難易程度差別很大。植物材料的選擇直接關(guān)系到試驗(yàn)的成敗。植物的種類、材料的年齡和保存時(shí)間的長(zhǎng)短等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。菊花組織培養(yǎng)一般選擇未開(kāi)花植物的莖上部新萌生的側(cè)枝作材料。一般來(lái)說(shuō)，容易進(jìn)行無(wú)性繁殖的植物容易進(jìn)行組織培養(yǎng)。選取生長(zhǎng)旺盛嫩枝進(jìn)行組培的是嫩枝生理狀態(tài)好，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。

營(yíng)養(yǎng)：離體的植物組織和細(xì)胞，對(duì)營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等條件的要求相對(duì)特殊，需要配制適宜的培養(yǎng)基。常用的培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基，其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co，有機(jī)物有甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等。

激素：植物激素中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。在生長(zhǎng)素存在的情況下，細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強(qiáng)趨勢(shì)。在培養(yǎng)基中需要添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素等植物激素，其濃度、使用的先后順序、用量的比例等都影響結(jié)果。生長(zhǎng)素／細(xì)胞分裂素比值與結(jié)果

使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果促根分化，比值高時(shí)先生長(zhǎng)素，有利于分裂但不分化抑芽形成后細(xì)胞分裂素促芽分化，比值低時(shí)先細(xì)胞分裂素，抑根形成細(xì)胞既分裂也分化后生長(zhǎng)素比值適中促進(jìn)愈傷組織生長(zhǎng)同時(shí)使用分化頻率提高+

環(huán)境條件：PH、溫度、光等環(huán)境條件。

不同的植物對(duì)各種條件的要求往往不同。進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng)，一般將pH控制在5.8左右，溫度控制在18~22℃，并且每日用日光燈照射12h.4、操作流程

配制MS固體培養(yǎng)基：配制各種母液：將各種成分按配方比例配制成的濃縮液（培養(yǎng)基母液）。使用時(shí)根據(jù)母液的濃縮倍數(shù)，計(jì)算用量，并加蒸餾水稀釋。

配制培養(yǎng)基：應(yīng)加入的物質(zhì)有瓊脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有機(jī)物和植物激素的母液，并用蒸餾水定容到1000毫升。

在菊花組織培養(yǎng)中，可以不添加植物激素

原因是菊花莖段組織培養(yǎng)比較容易。滅菌：采取的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌。

MS培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用是什么？與肉湯培養(yǎng)基相比，MS培養(yǎng)基有哪些特點(diǎn)？

大量元素和微量元素提供植物細(xì)胞所必需的無(wú)機(jī)鹽；蔗糖提供碳源，維持細(xì)胞滲透壓；甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求。微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主，MS培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)。

外植體的消毒外植體：用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。選取菊花莖段時(shí)，要取生長(zhǎng)旺盛的嫩枝。菊花莖段用流水沖洗后可加少許洗衣粉，用軟刷輕輕刷洗，刷洗后在流水下沖洗20min左右。用無(wú)菌吸水紙吸干外植體表面的水分，放入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精中搖動(dòng)2~3次，持續(xù)6~7s，立即將外植體取出，在無(wú)菌水中清洗。取出后仍用無(wú)菌吸水紙吸干外植體表面水分，放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液中1~2min。取出后，在無(wú)菌水中至少清洗3次，漂洗消毒液。

注意：對(duì)外植體進(jìn)行表面消毒時(shí)，就要考慮藥劑的消毒效果，又要考慮植物的耐受能力。

接種：接種過(guò)程中插入外植體時(shí)形態(tài)學(xué)上端朝上，每個(gè)錐形瓶接種7～8個(gè)外植體。外植體接種與細(xì)菌接種相似，操作步驟相同，而且都要求無(wú)菌操作。

培養(yǎng)：應(yīng)該放在無(wú)菌箱中進(jìn)行，并定期進(jìn)行消毒，保持適宜的溫度（18~22℃）和光照（12h）

移栽：栽前應(yīng)先打開(kāi)培養(yǎng)瓶的封口膜，讓其在培養(yǎng)間生長(zhǎng)幾日，然后用流水清洗根部培養(yǎng)基。然后將幼苗移植到消過(guò)毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中生活一段時(shí)間，進(jìn)行壯苗。最后進(jìn)行露天栽培。栽培

外植體在培養(yǎng)過(guò)程中可能會(huì)被污染，原因有外植體消毒不徹底；培養(yǎng)基滅菌不徹底；接種中被雜菌污染；錐形瓶密封性差等。

專題二月季的花藥培養(yǎng)

被子植物的花粉發(fā)育被子植物的雄蕊通常包含花絲、花藥兩部分�；ㄋ帪槟覡罱Y(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有許

多花粉�；ǚ凼怯苫ǚ勰讣�(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂而形成的，因此，花粉是單倍體的生殖細(xì)胞。被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷小孢子四分體時(shí)期、單核期和雙核期等階段。在小孢子四分體時(shí)期，4個(gè)單倍體細(xì)胞連在一起，進(jìn)入單核期時(shí)，四分體的4個(gè)單倍體細(xì)胞彼此分離，形成4個(gè)具有單細(xì)胞核的花粉粒。這時(shí)的細(xì)胞含濃厚的原生質(zhì)，核位于細(xì)胞的中央（單核居中期）。隨著細(xì)胞不斷長(zhǎng)大，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)（單核靠邊期），并分裂成1個(gè)生殖細(xì)胞核和1個(gè)花粉管細(xì)胞核，進(jìn)而形成兩個(gè)細(xì)胞，一個(gè)是生殖細(xì)胞，一個(gè)是營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。生殖細(xì)胞將在分裂一次，形成兩個(gè)精子。

注意：①成熟的花粉粒有兩類，一類是二核花粉粒，其花粉粒中只含花粉管細(xì)胞核和生殖細(xì)胞核，二核花粉粒的精子是在花粉管中形成的；另一類是三核花粉粒，花粉在成熟前，生殖細(xì)胞就進(jìn)行一次有絲分裂，形成兩個(gè)精子，此花粉粒中含有兩個(gè)精子核和一個(gè)花粉管核（營(yíng)養(yǎng)核）②花粉發(fā)育過(guò)程中的四分體和動(dòng)物細(xì)胞減數(shù)分裂的四分體不同。花粉發(fā)育過(guò)程中的四分體是花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的4個(gè)連在一起的單倍體細(xì)胞；而動(dòng)物細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中的四分體是聯(lián)會(huì)配對(duì)后的一對(duì)同源染色體，由于含有四條染色單體而稱為四分體。③同一生殖細(xì)胞形成的兩個(gè)精子，其基因組成完全相同。

產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑通過(guò)花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株（即單倍體植株）一般有兩種途徑，一種是

花粉通過(guò)胚狀體階段發(fā)育為植物，另一種是花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成愈傷組織，再將其誘導(dǎo)分化成植株。這兩種途徑之間并沒(méi)有絕對(duì)的界限，主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。

注意：①無(wú)論哪種產(chǎn)生方式，都要先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根②胚狀體：植物體細(xì)胞組織培養(yǎng)過(guò)程中，誘導(dǎo)產(chǎn)生的形態(tài)與受精卵發(fā)育成的胚非常類似的結(jié)構(gòu)，其發(fā)育也與受精卵發(fā)育成的胚類似，有胚芽、胚根、胚軸等完整結(jié)構(gòu)，就像一粒種子，又稱為細(xì)胞胚。

影響花藥培養(yǎng)的因素誘導(dǎo)花粉能否成功及誘導(dǎo)成功率的高低，受多種因素影響，其中材料的選擇

與培養(yǎng)基的組成是主要的影響因素

親本的生理狀況：花粉早期是的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉植株，選擇月季的初花期。

合適的花粉發(fā)育時(shí)期：一般來(lái)說(shuō)，在單核期，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)的時(shí)期，花藥培養(yǎng)成功率最高

花蕾：選擇完全未開(kāi)放的花蕾

親本植株的生長(zhǎng)條件、材料的低溫預(yù)處理以及接種密度等對(duì)誘導(dǎo)成功率都有一定影響

材料的選�。哼x擇花藥時(shí)，一般要通過(guò)鏡檢來(lái)確定其中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期。確定花粉發(fā)育時(shí)期的最常用的方法是醋酸洋紅法。但是，某些植物的花粉細(xì)胞核不易著色，需采用焙花青-鉻礬法，這種方法能將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色材料的消毒

接種和培養(yǎng)：滅菌后的花蕾，要在無(wú)菌條件下除去萼片和花瓣，并立即將花藥接種到培養(yǎng)基上。在剝離花藥時(shí)，要盡量不損傷花藥（否則接種后容易從受傷部位長(zhǎng)生愈傷組織），同時(shí)還要徹底去除花絲，因?yàn)榕c花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成，通常每瓶接種花藥7～10個(gè),培養(yǎng)溫度控制在25℃左右,不需要光照.幼小植株形成后才需要光照.一般經(jīng)過(guò)20～30天培養(yǎng)后,會(huì)發(fā)現(xiàn)花藥開(kāi)裂,長(zhǎng)出愈傷組織或形成胚狀體。將愈傷組織及時(shí)轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上，以便進(jìn)一步分化出再生植株。如果花藥開(kāi)裂釋放出胚狀體，則一個(gè)花藥內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生大量幼小植株，必須在花藥開(kāi)裂后盡快將幼小植株分開(kāi)，分別移植到新的培養(yǎng)基上，否則這些植株將很難分開(kāi)。還需要對(duì)培養(yǎng)出來(lái)的植株做進(jìn)一步的鑒定和篩選。

植物組織培養(yǎng)技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)的相同之處是：培養(yǎng)基配制方法、無(wú)菌技術(shù)及接種操作等基本相同。兩者的不同之處在于：花藥培養(yǎng)的選材非常重要，需事先摸索時(shí)期適宜的花蕾；花藥裂開(kāi)后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時(shí)更換培養(yǎng)基；花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格。這些都使花藥培養(yǎng)的難度大為增加。

專題五ＤＮＡ和蛋白質(zhì)技術(shù)課題一ＤＮＡ的粗提取與鑒定

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，又需要使用什么濃度？

在0.14mol/L時(shí)溶解度最�。惠^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DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。

提取DNA還可以利用DNA對(duì)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(duì)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(guò)利用不同濃度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(kāi)來(lái)，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(duì)設(shè)備要求較高，操作繁瑣，歷時(shí)較長(zhǎng)。

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(guò)程中為了減少DNA的損失，最好使用塑料的燒杯和試管盛放雞血細(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(guò)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(guò)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(duì)于雞血細(xì)胞來(lái)說(shuō)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(guò)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DNA物質(zhì)；選用尼龍布進(jìn)行過(guò)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(guò)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(guò)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)。

最初獲得的DNA濾液含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等雜質(zhì)，需要進(jìn)一步提純DNA。

方案一的原理是DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白質(zhì)，不分解DNA；方案三的原理是蛋白質(zhì)和DNA的變性溫度不同。

方案二與方案三的原理有什么不同？

答：方案二是利用蛋白酶分解雜質(zhì)蛋白，從而使提取的DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)；方案三利用的是DNA和蛋白質(zhì)對(duì)高溫耐受性的不同，從而使蛋白質(zhì)變性，與DNA分離。析出與鑒定

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(hào)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(guò)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(guò)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(guò)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。

專題六植物有效成分的提取課題一植物芳香油的提取

天然香料的來(lái)源：植物、動(dòng)物不同植物的根、莖、葉、花、果實(shí)、種子都可以提取芳香油。芳香油的提取方法：蒸餾、壓榨、萃取等。

芳香油的性質(zhì)：揮發(fā)性強(qiáng)，成分復(fù)雜，以萜類化合物及其衍生物為主。水蒸氣蒸餾法：

原理：水蒸汽可將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油攜帶出來(lái)形成油水混合物，冷卻后水油分層。方法：水中蒸餾：原料放在沸水中加熱蒸餾。

水上蒸餾：原料隔放在沸水上加熱蒸餾。水汽蒸餾：利用外來(lái)高溫水蒸氣加熱蒸餾。

不足：有些原料不適宜于水中蒸餾，如柑橘、檸檬等易焦糊，有效成分容易水解。通常用壓榨法（通過(guò)機(jī)械壓縮力將液相物從液固兩相混合物中分離出來(lái)的一種簡(jiǎn)單操作）萃取法：

原理：芳香油易溶于有機(jī)溶劑，溶劑揮發(fā)后得到芳香油。如石油醚、酒精、乙醚等。方法：原料浸泡在溶劑中→得到浸泡液→有機(jī)溶劑揮發(fā)→芳香油。不足：有機(jī)溶劑中的雜質(zhì)影響芳香油的品質(zhì)

蒸餾裝置包括：鐵架臺(tái)兩個(gè)、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸餾瓶、橡膠塞、蒸餾頭、溫度計(jì)、直型冷凝管、接液管、錐形瓶，以及連接進(jìn)水口和出水口的橡皮管。所有儀器必須事先干燥，保證無(wú)水。整套蒸餾裝置可分為左、中、右三部分，其中左邊的部分通過(guò)加熱進(jìn)行蒸餾，中部將蒸餾物冷凝，右邊的部分用來(lái)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(shí)相反。具體安裝順序和方法如下。（1）固定熱源──酒精燈。

（2）固定蒸餾瓶，使其離熱源的距離如教科書中圖6-2所示，并且保持蒸餾瓶軸心與鐵架臺(tái)的水平面垂直。

（3）安裝蒸餾頭，使蒸餾頭的橫截面與鐵架臺(tái)平行。

（4）連接冷凝管。保證上端出水口向上，通過(guò)橡皮管與水池相連；下端進(jìn)水口向下，通過(guò)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(duì)準(zhǔn)尾接管的出口。常壓蒸餾一般用錐形瓶而

不用燒杯作接受器，接收瓶應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前稱重，并做好記錄。

（7）將溫度計(jì)固定在蒸餾頭上，使溫度計(jì)水銀球的上限與蒸餾頭側(cè)管的下限處在同一水平線上。

蒸餾裝置安裝完畢后，可以在蒸餾瓶中加幾粒沸石，防止液體過(guò)度沸騰。打開(kāi)水龍頭，緩緩?fù)ㄈ肜渌�，然后開(kāi)始加熱。加熱時(shí)可以觀察到，蒸餾瓶中的液體逐漸沸騰，蒸氣逐漸上升，溫度計(jì)讀數(shù)也略有上升。當(dāng)蒸氣的頂端達(dá)到溫度計(jì)水銀球部位時(shí)，溫度計(jì)讀數(shù)急劇上升。在整個(gè)蒸餾過(guò)程中，應(yīng)保證溫度計(jì)的水銀球上常有因冷凝作用而形成的液滴�？刂普麴s的時(shí)間和速度，通常以每秒1～2滴為宜。

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(rùn)滑脂，注意切勿將潤(rùn)滑脂涂得太厚或使?jié)櫥�脂進(jìn)入活塞孔中，以免污染萃取液。

（2）塞好活塞后，把活塞旋轉(zhuǎn)幾圈，使?jié)櫥�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(rèn)不漏水后再使用。

（3）將分液漏斗放置在大小合適的、并已固定在鐵架臺(tái)上的鐵圈中，關(guān)好活塞。將待分離的液體從上部開(kāi)口處倒入漏斗中，塞緊頂塞，注意頂塞不能涂潤(rùn)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(kāi)始振蕩時(shí)要慢）。

（5）振蕩后，使漏斗口仍保持原傾斜狀態(tài)，左手仍握在漏斗活塞處，下部管口指向無(wú)人處，用拇指和食指旋開(kāi)活塞，使其釋放出漏斗內(nèi)的蒸氣或產(chǎn)生的氣體，以使內(nèi)外壓力平衡，這一步操作也稱做“放氣”。（6）重復(fù)上述操作，直至分液漏斗中只放出很少的氣體時(shí)為止。再將分液漏斗劇烈振蕩2～3min，然后將漏斗放回鐵圈中，待液體靜置分層。

蒸餾完畢，應(yīng)先撤出熱源，然后停止通水，最后拆卸蒸餾裝置，拆卸的順序與安裝時(shí)相反。玫瑰精油的提取

0.1g/mL氯化鈉溶液：促使油水混合物（乳濁液）中油和水的分離。無(wú)水硫酸鈉：吸收油層中的水分。

實(shí)驗(yàn)步驟：①采集玫瑰花：采集盛花期（5月中上旬）的玫瑰花，清水清洗瀝干。

②裝入蒸餾原料：稱取50g玫瑰花放入蒸餾瓶，添加200mL蒸餾水。③安裝蒸餾裝置：按照從左向右、自下到上次序安裝水蒸氣蒸餾裝置。

④加熱蒸餾：控制蒸餾時(shí)間和速度（1～2滴/秒），獲得乳白色乳濁液；拆卸裝置。⑤分離油層：向乳濁液加入NaCl溶液后，利用分液漏斗分離出上面的油層。⑥除去水分：向油層中加入無(wú)水硫酸鈉，24h后過(guò)濾，得到玫瑰油。

＊注意事項(xiàng)：蒸餾時(shí)間不能過(guò)短，溫度不能過(guò)高。橘皮精油的提取

橘皮精油的主要成分：檸檬烯，主要分布在橘皮中。

石灰水：防止壓榨時(shí)滑脫，提高出油率，降低壓榨液黏稠度，過(guò)濾不堵塞篩眼。小蘇打、硫酸鈉：促進(jìn)油和水的分離（用量分別為橘皮質(zhì)量的0.25％和5％）。實(shí)驗(yàn)步驟：①橘皮的處理：將新鮮橘皮用清水清洗瀝干。

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徹底漂洗干凈，瀝干。

④粉碎和壓榨：將橘皮粉碎，加入小蘇打和硫酸鈉后，用壓榨機(jī)壓榨得到壓榨液。⑤過(guò)濾壓榨液：用布袋過(guò)濾，濾液再高速離心處理，分離出上層橘皮油。

⑥靜置處理：將橘皮油在5～10℃冰箱中靜置5～7d，分離出上層澄清橘皮油。⑦再次過(guò)濾：將下層橘皮油用濾紙過(guò)濾，濾液與上層橘皮油合并，得到橘皮精油。

分析：靜置處理目的：除去果蠟和水分。

課題二胡蘿卜素的提取

胡蘿卜素性質(zhì)：橘黃色結(jié)晶，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機(jī)溶劑。

依據(jù)碳碳雙鍵的數(shù)目劃分為α、β、γ三類。其中最主要的組成成分為β-胡蘿卜素。

作用：①治療夜盲癥、幼兒生長(zhǎng)發(fā)育不良、干皮癥等疾��；②常用于食品色素；③使癌變細(xì)胞恢復(fù)成正常細(xì)胞。

提取β－胡蘿卜素的方法主要有三種：①?gòu)闹参镏刑崛、趶拇竺娣e養(yǎng)殖的巖藻中獲得③利用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)

實(shí)驗(yàn)步驟①粉碎：使原料與有機(jī)溶劑充分接觸，增大溶解度。②干燥：脫水溫度太高，干燥時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解。③萃取

Ⅰ、萃取劑的選擇水溶性的：乙醇、丙酮

水不溶性的：石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等

選擇：具有較高的沸點(diǎn)，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶。Ⅱ、影響萃取的因素

主要因素：萃取劑的性質(zhì)和使用量

次要因素：原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間等

一般來(lái)說(shuō)，原料顆粒小，萃取溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，需要提取的物質(zhì)就能夠充分溶解，萃取效果就好。萃取前，要將胡蘿卜進(jìn)行粉碎和干燥Ⅲ、胡蘿卜素提取

裝置的設(shè)計(jì)：萃取過(guò)程應(yīng)該避免明火加熱，采用水浴加熱，這是因?yàn)橛袡C(jī)溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱容易引起燃燒爆炸。為了防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)，還要在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置。萃取液的濃縮可直接使用蒸餾裝置。在濃縮之前，還要進(jìn)行過(guò)濾，除去萃取液中的不溶物。④過(guò)濾：除去萃取液中的不溶物⑤濃縮：蒸發(fā)出有機(jī)溶劑鑒定：紙層析法濾紙：18×30

基線：濾紙下端距底邊2處做一基線，在基線上取A、B、C、D四點(diǎn)。

點(diǎn)樣：用最細(xì)的注射器針頭（毛細(xì)吸管）吸取樣品進(jìn)行點(diǎn)樣。點(diǎn)樣應(yīng)該快速細(xì)致，在基線上形成直徑２ｍｍ左右的圓點(diǎn)，每次點(diǎn)樣后，可用吹風(fēng)機(jī)將溶劑吹干，注意保持濾紙干燥。等濾紙上的點(diǎn)樣液自然揮發(fā)干后，將濾紙卷成圓筒狀，至于裝有１ｃｍ深的石油醚的密封玻璃瓶中。等各種色素完全分開(kāi)后，觀察標(biāo)準(zhǔn)樣品中位于展開(kāi)劑前沿的胡蘿卜素層析帶。

１．乙醇和丙酮能夠用于胡蘿卜素的萃取嗎？為什么？答：胡蘿卜素可溶于乙醇和丙酮，但它們是水溶性有機(jī)溶劑，因萃取中能與水混溶而影響萃取效果，所以不用它們作萃取劑。

2.在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳這幾種有機(jī)溶劑中，哪種最適宜用來(lái)提取胡蘿卜素？答：在這五種有機(jī)溶劑中，石油醚的沸點(diǎn)最高，在加熱萃取時(shí)不易揮發(fā)，所以石油醚最適宜用作萃取劑。提取方法實(shí)驗(yàn)原理方法步驟適用范圍1.水蒸氣蒸餾水蒸氣利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳蒸餾香油攜帶出來(lái)2.分適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性離油層3.除水過(guò)濾1.石灰水浸泡、漂洗通過(guò)機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳香油靜置3.再次過(guò)濾1.粉碎、干燥有機(jī)溶使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中，劑萃取蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油2.萃適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可取、過(guò)濾3.濃縮能細(xì)小，能充分浸泡在有機(jī)溶液中2.壓適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提榨、過(guò)濾、取強(qiáng)的芳香油壓榨法

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