生物選修一知識點總結(jié)(共18頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專題一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應用課題1 果酒和果醋的制作·發(fā)酵：通過微生物技術(shù)的培養(yǎng)來生產(chǎn)大量代謝產(chǎn)物的過程。有氧發(fā)酵：醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵 無氧發(fā)酵：酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵·酵母菌是兼性厭氧菌型微生物真菌（真核生物）常用麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基分離培養(yǎng)·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，酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖。·在無氧條件下，酵母菌能進行酒精發(fā)酵。·20左右最適宜酵母菌繁殖酒精發(fā)酵時一般將溫度控制在18-25·在葡萄酒自然發(fā)酵的過程中,起主要作用的是附著在葡萄皮表面的野生型酵

2、母菌.在發(fā)酵過程中,隨著酒精濃度的提高,紅葡萄皮的色素也進入發(fā)酵液,使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色.在缺氧呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應這一環(huán)境而受到制約。·醋酸菌是單細胞細菌(原核生物),代謝類型是異養(yǎng)需氧型,生殖方式為二分裂·當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸當氧氣充足、缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿帷?#183;控制發(fā)酵條件的作用醋酸菌對氧氣的含量特別敏感，當進行深層發(fā)酵時，即使只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡。醋酸菌最適生長溫度為3035，控制好發(fā)酵溫度，使發(fā)酵時間縮短，又減少雜菌污染的機會

3、。·實驗流程：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：果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可以用重鉻酸鉀來檢驗。在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應呈現(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)酵時連接充氣泵進行充氣用的;排氣口是在酒精發(fā)酵時用來排出二氧化碳的;出料口是用來取樣的。排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身相連接，其目的是防止空氣中微生物的污染。開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，應該關(guān)閉充氣口;制醋時，

4、應該充氣口連接氣泵，輸入氧氣。課題2 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。·實驗流程：讓豆腐上長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)工序是將豆腐進行前期發(fā)酵和后期發(fā)酵。前期發(fā)酵的主要作用：（1）創(chuàng)造條件讓毛霉生長。（2）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)同參與生化反應的過程。通

5、過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，水分過多則腐乳不易成形。·毛霉的生長條件：將豆腐塊平放在籠屜內(nèi)，將籠屜中的控制在1518，并保持一定的溫度。來源：1.來自空氣中的毛霉孢子，2. 直接接種優(yōu)良毛霉菌種 時間：5天·加鹽腌制：將長滿毛霉的豆腐塊分層整齊地擺放在瓶中，同時逐層加鹽，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。加鹽腌制的時間約為8天左右。用鹽腌制時，注意控制鹽的用量：鹽的濃度過低，不足以抑制微生物的生長可能導致豆腐腐敗變質(zhì);鹽的濃度過高會影響腐

6、乳的口味·食鹽的作用：（1）抑制微生物的生長，避免腐敗變質(zhì)（2）析出水分，使豆腐變硬，在后期制作過程中不易酥爛（3）調(diào)味作用，給腐乳以必要的咸味（4）浸提毛酶菌絲上的蛋白酶。·配制鹵湯：鹵湯直接關(guān)系到腐乳的色、香、味。鹵湯是由酒及各種香辛料配制而成的。鹵湯中酒的含量一般控制在12%左右。·酒的作用：（1）防止雜菌污染以防腐（2）與有機酸結(jié)合形成酯，賦予腐乳風味（3）酒精含量的高低與腐乳后期發(fā)酵時間的長短有很大關(guān)系，酒精含量越高，對蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延長;酒精含量過低，蛋白酶的活性高，加快蛋白質(zhì)的水解，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。·

7、香辛料的作用：（1）調(diào)味作用（2）殺菌防腐作用（3）參與并促進發(fā)酵過程·防止雜菌污染：用來腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干凈后要用沸水消毒。裝瓶時，操作要迅速小心。整齊地擺放好豆腐、加入鹵湯后，要用膠條將瓶口密封。封瓶時，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口被污染。課題3 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。在無氧條件下，降糖分解為乳酸。分裂方式是二分裂。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

8、酸鹽一般不會危害人體健康，國家規(guī)定肉制品中不超過30mg/kg，醬腌菜中不超過20mg/kg，嬰兒奶粉中不超過2mg/kg。亞硝酸鹽被吸收后隨尿液排出體外，但在適宜pH、溫度和一定微生物作用下形成致癌物質(zhì)亞硝胺。·一般在腌制10 天后亞硝酸鹽含量開始降低，故在10天之后食用最好*測定亞硝酸鹽含量的原理是在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應后，與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料，與已知濃度的標準顯色液目測比較，估算泡菜中亞硝酸鹽含量。·加入陳泡菜液：增加乳酸菌數(shù)量專題二微生物的培養(yǎng)與應用課題1 微生物的實驗室培養(yǎng)·培養(yǎng)基：人們按照微生物

9、對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)，是進行微生物培養(yǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。·培養(yǎng)基按照物理性質(zhì)可分為液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑瓊脂(是從紅藻中提取的一種多糖，在配制培養(yǎng)基中用作凝固劑)后，制成瓊脂固體培養(yǎng)基。微生物在固體培養(yǎng)基表面生長，可以形成肉眼可見的菌落。根據(jù)菌落的特征可以判斷是哪一種菌。液體培養(yǎng)基應用于工業(yè)或生活生產(chǎn)，固體培養(yǎng)基應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動及菌種保藏等。·震蕩液體培養(yǎng)基：使細胞充分與培養(yǎng)基的養(yǎng)分和氧氣接觸，促進細胞生長和繁殖。·按照成分培養(yǎng)基可分為人工合成培養(yǎng)基和天然

10、培養(yǎng)基。合成培養(yǎng)基是用成分已知的化學物質(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)基是用化學成分不明的天然物質(zhì)配制而成，常用于實際工業(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)基和鑒別培養(yǎng)基。選擇培養(yǎng)基是指在培養(yǎng)基中加入某種化學物質(zhì)，以抑制不需要的微生物生長，促進所需要的微生物的生長。鑒別培養(yǎng)基是根據(jù)微生物的特點，在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學藥品配制而成的，用以鑒別不同類別的微生物。·培養(yǎng)基的化學成分包括水、無機鹽、碳源、氮源、生長因子等。·碳源：能為微生物的代謝提供碳元素的物質(zhì)。如CO2、NaHCO3等無機碳源;糖類、石油、花生粉

11、餅等有機碳源。異養(yǎng)微生物只能利用有機碳源。單質(zhì)碳不能作為碳源。·氮源：能為微生物的代謝提供氮元素的物質(zhì)。如N2、NH3、NO3-、NH4+(無機氮源)蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨(有機氮源)等。只有固氮微生物才能利用N2。·培養(yǎng)基還要滿足微生物生長對pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。例如，培養(yǎng)乳酸桿菌時需要在培養(yǎng)基中添加維生素，培養(yǎng)霉菌時須將培養(yǎng)基的pH調(diào)至酸性，培養(yǎng)細菌時需要將pH調(diào)至中性或微堿性，培養(yǎng)厭氧型微生物時則需要提供無氧的條件·無菌技術(shù) 獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來雜菌的入侵，要注意以下幾個方面：對實驗操作的空間、操作者的衣著和手，進行清潔和

12、消毒。將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進行滅菌。為避免周圍環(huán)境中微生物的污染，實驗操作應在酒精燈火焰附近進行。實驗操作時應避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。·無菌技術(shù)除了用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還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方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法(對于一些不耐高溫的液體)還有化學藥劑(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

13、。滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌。·巴氏消毒法指利用低于100的 濕熱殺滅微生物的消毒方法。為70-75作用1530min ,或80作用15min。·巴氏消毒法或高溫瞬時消毒法與煮沸法相比好處：在達到消毒目的的同時，營養(yǎng)物質(zhì)損失較少。·滅菌方法：接種環(huán)、接種針、試管口等使用灼燒滅菌法;玻璃器皿、金屬用具等使用干熱滅菌法，所用器械是干熱滅菌箱;培養(yǎng)基、無菌水等使用高壓蒸汽滅菌法，所用器械是高壓蒸汽滅菌鍋。表面滅菌和空氣滅菌等使用紫外線滅菌法，所用器械是紫外燈。·制作牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基(1)方法步驟：計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。(2)倒平

14、板操作的步驟：將滅過菌的培養(yǎng)皿放在火焰旁的桌面上，右手拿裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，左手拔出棉塞。右手拿錐形瓶，將瓶口迅速通過火焰。用左手的拇指和食指將培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，右手將錐形瓶中的培養(yǎng)基(約1020mL)倒入培養(yǎng)皿，左手立即蓋上培養(yǎng)皿的皿蓋。等待平板冷卻凝固，大約需510min。然后，將平板倒過來放置，使培養(yǎng)皿蓋在下、皿底在上。·倒平板操作的討論1.培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到50左右時，才能用來倒平板。你用什么辦法來估計培養(yǎng)基的溫度?提示：可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶，感覺錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時，就可以進行倒平板了。2.為什么需要使錐形瓶的瓶口通過火焰?答：通過灼

15、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：可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地揮發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。4.在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養(yǎng)微生物嗎?為什么?答：空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生，因此最好不要用這個平板培養(yǎng)微生物。·檢測大腸桿菌：加入伊紅美藍，觀察是否出現(xiàn)紫黑色菌落。·純化大腸桿菌(1)微生物接種的方法最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法。(2)平板劃線法是通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作。將聚集的菌種逐步稀釋以得到單個菌體。在數(shù)次

16、劃線后培養(yǎng)，可以分離到由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體，這就是菌落。(3)稀釋涂布平板法是將菌液進行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進行培養(yǎng)。分為系列稀釋操作和涂布平板操作兩步。(4)用平板劃線法和稀釋涂布平板法接種的目的是：使聚集在一起的微生物分散成單個細胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落，以便于純化菌種。(5)平板劃線法操作步驟：將接種環(huán)放在火焰上灼燒，直到接種環(huán)燒紅。在酒精燈火焰旁冷卻接種環(huán)，并打開棉塞。將試管口通過火焰。將已冷卻的接種環(huán)伸入菌液中蘸取一環(huán)菌液。將試管通過火焰，并塞上棉塞。左手將皿蓋打開一條縫隙，右手將沾有菌種的接種環(huán)迅速

17、伸入平板內(nèi)，劃三至五條平行線，蓋上皿蓋。注意不要劃破培養(yǎng)皿。灼燒接種環(huán)，待其冷卻后，從第一區(qū)域劃線的末端開始往第二區(qū)域內(nèi)劃線。重復以上操作，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。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，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，接種環(huán)上的菌種直接來源于上次劃線的末端，從而通過劃線次數(shù)的增加，使每次劃線時菌種的數(shù)

18、目逐漸減少，以便得到菌落。劃線結(jié)束后灼燒接種環(huán)，能及時殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細菌污染環(huán)境和感染操作者。2.在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷卻后再進行劃線?答：以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。3.在作第二次以及其后的劃線操作時，為什么總是從上一次劃線的末端開始劃線?答：劃線后，線條末端細菌的數(shù)目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到由單個細菌繁殖而來的菌落。(6)涂布平板操作的步驟：將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。取少量菌液，滴加到培養(yǎng)基表面。將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃盡后，冷卻810s。用涂布器將菌液均勻地涂布在

19、培養(yǎng)基表面。·涂布平板操作的討論涂布平板的所有操作都應在火焰附近進行。結(jié)合平板劃線與系列稀釋的無菌操作要求，第2步應如何進行無菌操作?提示：應從操作的各個細節(jié)保證“無菌”。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。·涂布平板時，滴加到培養(yǎng)基表面的菌懸液不宜過多是因為：培養(yǎng)基表面菌懸液會出現(xiàn)積液，導致菌體堆積，影響分離效果。·菌種的保存(1)對于頻繁使用的菌種，可以采用臨時保藏的方法。將菌種接種到試管的固體斜面培養(yǎng)基上，在合適的溫度下培養(yǎng)。當菌落長成后，將試管放入4的冰箱中保藏。以后每36個月，都要重新將菌種從舊的培養(yǎng)基上

20、轉(zhuǎn)移到新鮮的培養(yǎng)基上。缺點：這種方法保存的時間不長，菌種容易被污染或產(chǎn)生變異。(2)對于需要長期保存的菌種，可以采用甘油管藏的方法。在3mL的甘油瓶中，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。課題2 土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(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。只有當土壤中的細菌將尿素分解成氨之后，才能被植物利用。土壤中的細菌之所以能分解尿素，是因為他們能合成脲酶。尿素最初是從人的尿液中發(fā)現(xiàn)的·在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，培養(yǎng)某種細菌后，如果PH升高，指示劑會變紅。若有可分解尿素的菌種

21、，分解尿素的細菌能（合成脲酶）將尿素分解成氨，使培養(yǎng)基堿性增強，酚紅指示劑變紅。·篩選菌株(1)實驗室中微生物的篩選應用的原理：人為提供有利于目的菌株生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度、pH等)，同時抑制或阻止其他微生物生長。（不同細菌生長繁殖所需的最適PH不同）(2)在微生物學中，將允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基，稱作選擇培養(yǎng)基。(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加入某種物質(zhì)以達到選擇的目的。例如，培養(yǎng)基中不加入有機物可以選擇培養(yǎng)自養(yǎng)微生物;培養(yǎng)基中不加入氮元素，可以選擇培養(yǎng)能固氮的微生物;加入高濃度的食鹽可選擇培養(yǎng)金黃色葡萄球

22、菌等。·統(tǒng)計菌落數(shù)目(1)測定微生物數(shù)量的常用方法有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計數(shù)。(2)稀釋涂布平板法統(tǒng)計樣品中活菌的數(shù)目的原理當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌。通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品中大約含有多少活細菌。為了保證結(jié)果準確，一般設置35個平板，選擇菌落數(shù)在30300的平板進行計數(shù)，并取平均值。統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目低，因此，統(tǒng)計結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來表示。·設置對照的主要目的是排除實驗組中非測試因素對實驗結(jié)果的影響，提高實驗結(jié)果的可信度。對照實驗是指除了被測試的條件以外，其他條件都相同的實驗，

23、其作用是比照試驗組，排除任何其他可能原因的干擾，證明確實是所測試的條件引起相應的結(jié)果。·實驗設計包括實驗方案，所需儀器、材料、用具和藥品，具體的實施步驟以及時間安排等的綜合考慮和安排(1)土壤取樣：同其他生物環(huán)境相比，土壤中的微生物，數(shù)量最大，種類最多。在富含有機質(zhì)的土壤表層，有更多的微生物生長。從富含有機物、潮濕、pH7的土壤中取樣。鏟去表層土，在距地表約38cm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的菌落數(shù)目。在實際操作中，通常選用一定稀釋范圍的樣品液進行培養(yǎng)，以保證獲得菌落數(shù)在30300之間、適于計數(shù)的平板。測定細菌的數(shù)量，一般選用104 105 1

24、06測定放線菌的數(shù)量，一般選用103 104 105測定真菌的數(shù)量，一般選用102 103 104(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)時間。細菌3037 12天放線菌252857天霉菌252834天每隔24小時統(tǒng)計一次菌落數(shù)目，選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時的記錄作為結(jié)果，這樣可以防止因培養(yǎng)時間不足而導致遺漏菌落的數(shù)目。一般來說，在一定的培養(yǎng)條件下(相同的培養(yǎng)基、唯獨及培養(yǎng)時間)，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），不同種微生物表現(xiàn)出各自穩(wěn)定的菌落特征。課題3 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

25、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)纖維素酶是一種復合酶，一般認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，為微生物的生長提供營養(yǎng)。·纖維素分解菌的篩選(1)篩選方法：剛果紅染色法。能夠通過顏色反應直接對微生物進行篩選。(2)剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應。當我們在含有纖維素的培養(yǎng)基中加

26、入剛果紅時，剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復合物。當纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅-纖維素的復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣，我們就可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。·分離分解纖維素的微生物的實驗流程土壤取樣選擇培養(yǎng)(此步是否需要，應根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來確定)梯度稀釋將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上挑選產(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，再加入剛果紅進行顏色反應，另一種是在倒平板時就加入剛果紅

27、。專題四 酶的研究與應用探討加酶洗衣粉的洗劑效果·實驗原理：1.加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，目前常用的酶制劑有四類:蛋白酶、 脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶，其中，應用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。2.堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì)，使洗衣粉具有更好的去污能力。3.在本課題中，我們主要探究有關(guān)加酶洗衣粉的三個問題:一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有什么不同;二是在什么溫度下使用加酶洗衣粉效果最好。三是添加不同種類

28、的酶的洗衣粉，其洗劑效果有哪些區(qū)別。二、實驗步驟1.探究用加酶洗衣粉與普通洗衣粉洗滌的效果的不同在2個編號的燒杯里，分別注入500mL清水。取2塊大小相等的白棉布，用滴管在每塊白布上分別滴上等量的墨水，分別放入燒杯里，用玻璃棒攪拌。將2個燒杯分別放入同等溫度的溫水中，保溫5分鐘。稱取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份，分別放入2個燒杯中,用玻璃棒均勻攪拌。保溫10分鐘。觀察并記錄2個燒杯中的洗滌效果2.探究用加酶洗衣粉洗滌的最佳溫度條件：水溫過低酶活性較低；水溫過高會使酶變性失活。在3個編號的燒杯里，分別注入500mL清水。取3塊大小相等的白棉布，用滴管在每塊白布上分別滴上一-滴食用油、雞血、

29、牛奶,分別放入燒杯里，用玻璃棒攪拌。將3個燒杯分別放入50攝氏度的熱水、沸水和冰塊中，保溫5分鐘。稱取5克加酶洗衣粉3份，分別放入3個燒杯中，用玻璃棒均勻攪拌。保溫10分鐘。觀察并記錄3個燒杯中的洗滌效果。三、注意事項1.變量的分析和控制影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素有水溫、水量、水質(zhì)、洗衣粉的用量，衣物的質(zhì)料、大小及浸泡時間和洗滌的時間等。在這些因素中，水溫是我們要研究的對象，而其他因素應在實驗中保持不變。選擇什么樣的水溫進行實驗需要實驗者根據(jù)當?shù)?年中的實際氣溫變化來確定水溫，通常情況下，冬季、春季、秋季和夏季可分別選取5 、15 、 25 和35 的水溫，因為這4個水溫是比較符合實際情況的

30、，對現(xiàn)實也有指導意義。2.洗滌方式和材料的選擇。在洗滌方式中有機洗和手洗兩種方式，應考慮其中哪一種比較科學? 哪一種更有利于控制變量?再有，洗衣機又可以分為半自動和全自動兩種，相比之下，采用全自動洗衣機比較好，并且應該盡量使用同一型號小容量的洗衣機，其機械攪拌作用相同。關(guān)于洗滌材料的選擇也有一些講究。用衣物作實驗材料并不理想，這是因為作為實驗材料的衣物，其大小、顏色、潔凈程度等應該完全一致， 而這并不容易做到;此外，人為地在衣物上增加污物，如血漬、油漬等，也令人難以接受。.因此，選用布料作為實驗材料比較可行。在作對照實驗時，可以控制布料的大小、顏色以及污物的量，使其相同;同時，也便于洗滌效果的

31、比較。3.水量、水質(zhì)和洗衣粉用量的問題。水的用量和布料的大小是成正比的。做實驗用的布料不易過大，水量不易過多，但應該讓布料充分浸泡在水中。水量和洗衣粉的用量可以參考下表。實驗時可根據(jù)表中的數(shù)據(jù)換算出實際用量。如果在實驗中使用手洗的方法，如課本中圖4-4所示，使用1 000 mL的燒杯作為容器，可以用500 mL的水，洗衣粉的用量可以用1 g或1.5 g。其他相關(guān)問題簡述如下。實驗中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再進行實驗; 布料應放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時間;采用玻璃棒或筷子攪拌的方式模擬洗衣過程;模擬攪拌的時間、次數(shù)和力量應基本相同。酵母細胞的固定化·果膠酶：果膠分解酶、果

32、膠酯酶、多聚半乳糖醛酸酶。·實驗原理：1.使用固定化酶技術(shù)，將這種酶固定在一種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過程中,將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應柱的下端流出。反應柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。2.固定化酶和固定化細胞是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括包埋法、化學結(jié)合法和物理吸附法。一般來說，酶更適合采用化學結(jié)合法和物理吸附法固定，而細胞多采用包埋法固定

33、化。這是因為細胞個大，而酶分子很小;個大的難以被吸附或結(jié)合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。固定化酶優(yōu)點:使酶既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離，還可以被反復利用。固定化細胞優(yōu)點:成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化學反應。·實驗步驟：1、細胞的活化：稱取1g干酵母，放入50 mL的小燒杯中，加人蒸餾水10 mL，用玻璃棒攪拌，使酵母細胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右，使其活化?；罨?讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復正常的生活狀態(tài)2、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mo1/L的CaC12溶液稱取無水CaCl2 0. 83g。放人200mL的燒杯中，加入150mL的蒸餾水，使其充分溶解，待用

34、。3、配制海藻酸鈉溶液：稱取0. 7g海藻酸鈉，放入50mL小燒杯中。加人10mL水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉調(diào)成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至10mL。注意，加熱時要用小火，或者間斷加熱，反復幾次，直到海藻酸鈉溶化為止。4、海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合：將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加人已活化的醉母細胞，進行充分攪拌，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。冷卻至室溫的目的:防止殺死酵母菌 海藻酸鈉作用：包埋*酶。5、固定化酵母細胞：以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中,觀察液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30

35、 min 左右。CaCl2溶液的作用:使膠體聚沉，與海藻酸鈉反應形成凝膠珠6、使用固定化酵母細胞發(fā)酵(a)將固定好的酵母細胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2-3次，洗去凝膠珠表面的游離酶和CaCl2。(b)將150mL質(zhì)量分數(shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200mL的錐形瓶中，再加入固定好的酵母細胞，置于25°C下發(fā)酵24h。三、注意事項·配制海藻酸鈉溶液:小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會發(fā)生焦糊。·海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合:冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進入氣泡·制備固定化酵母細胞:高度適宜，并勻速滴入·剛形成的凝膠珠應在CaCL2溶液

36、中浸泡一段時間，以便Ca2+與Na+充分交換，形成的凝膠珠穩(wěn)定。檢驗凝膠珠是否形成，可用下列方法:用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果不容易破裂,沒有液體流出就表明成功地制成了凝膠珠,還可以用手將凝膠珠在實驗桌上用力摔打，如果凝膠珠很容易彈起，也表明制備的凝膠珠是成功的。·凝膠珠的顏色和形狀(a)如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數(shù)目較少;(b)如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。·酶活性可用單位時間或單位體積內(nèi)，反應物減少量或產(chǎn)物增加量表示。·將一定量蒸餾水滴入固定化

37、酶柱，加入雙縮脲試劑后呈紫色，原因是：固定化酶柱中含有未被吸附的*酶。·血紅蛋白的提取與分離·實驗原理蛋白質(zhì)的物化理性質(zhì)：形狀、大小、電荷性質(zhì)和多少、溶解度、吸附性質(zhì)、親和力等千差萬別，由此提取和分離各種蛋白質(zhì)。（1）凝膠色譜法（分配色譜法）：原理：分子量大的分子通過多孔凝膠顆粒的間隙，路程短，流動快；分子量小的分子穿過多孔凝膠顆粒內(nèi)部，路程長，流動慢。凝膠材料：多孔性，多糖類化合物，如葡聚糖、瓊脂糖。分離過程：混合物上柱洗脫大分子流動快、小分子流動慢收集大分子收集小分子洗脫：從色譜柱上端不斷注入緩沖液，促使蛋白質(zhì)分子的差速流動。作用： 分離蛋白質(zhì)，測定生物大分子分子量，蛋

38、白質(zhì)的脫鹽等。（2）緩沖溶液原理：由弱酸和相應的強堿弱酸鹽組成（如H2CO3/NaHCO3， NaH2PO4/Na2HPO4等），調(diào)節(jié)酸和鹽的用量，可配制不同pH的緩沖液。緩沖液作用：抵制外界酸、堿對溶液pH的干擾而保持pH穩(wěn)定。(3）凝膠電泳法：原理：不同蛋白質(zhì)的帶電性質(zhì)、電量、形狀和大小不同，在電場中受到的作用力大小、方向、阻力不同，導致不同蛋白質(zhì)在電場中的運動方向和運動速度不同。分離方法：瓊脂糖凝膠電泳、聚丙烯酰胺凝膠電泳等。分離過程：在一定pH下，使蛋白質(zhì)基團帶上正電或負電；加入帶負電荷多的SDS，形成“蛋白質(zhì)-SDS復合物”，使蛋白質(zhì)遷移速率僅取決于分子大小。·實驗步驟 （

39、1）樣品處理 紅細胞的洗滌洗滌紅細胞的目的是去除雜蛋白，采集的血樣要及時采用低速短時間離心分離紅細胞，然后用膠頭吸管吸出上層透明的黃色血漿，將下層暗紅色的紅細胞液體倒入燒杯，再加入五倍體積的生理鹽水，緩慢攪拌10min，低速短時間離心，如此重復洗滌三次，直至上清液中沒有黃色，表明紅細胞已洗滌干凈。血紅蛋白的釋放在蒸餾水和甲苯作用下，紅細胞破裂釋放出血紅蛋白。注：加入蒸餾水后紅細胞液體積與原血液體積要相同。加入甲苯的目的是溶解細胞膜，有利于血紅蛋白的釋放和分離。分離血紅蛋白溶液將攪拌好的混合溶液離心后，試管中的溶液分為4層。第一層為無色透明的甲苯層，第2層為白色薄層固體，是脂溶性物質(zhì)的沉淀層，第

40、3層是紅色透明液體，這是血紅蛋白的水溶液，第4層是其他雜質(zhì)的暗紅色沉淀物。將試管中的液體用濾紙過濾，除去脂溶性沉淀層，于分液漏斗中靜置片刻后，分出下層的紅色透明液體。（2）粗分離透析：透析袋能使小分子自由進出，而大分子則保留在袋內(nèi)。取1mL的血紅蛋白溶液裝入透析袋中，將透析袋放入盛有300mL的物質(zhì)的量的濃度為20mmol/L的磷酸緩沖液中，透析12h。透析可以去除樣品中分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，或用于更換樣品的緩沖液。（3） 純化：凝膠色譜法調(diào)節(jié)緩沖液面加入蛋白質(zhì)樣品調(diào)節(jié)緩沖液面洗脫收集分裝蛋白質(zhì)凝膠色譜操作：凝膠色譜住的制作凝膠色譜柱的裝填樣品的加入和洗脫（4）純度鑒定：SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳

41、注意事項·紅細胞的洗滌如果分層不明顯，可能是洗滌次數(shù)少、未能除去血漿蛋白的原因。此外，離心速度過高和時間過長，會使白細胞和淋巴細胞一同沉淀，也得不到純凈的紅細胞，影響后續(xù)血紅蛋白的提取純度。·如何檢測凝膠色譜柱的裝填是否成功由于凝膠是一種半透明的介質(zhì)，因此可以在凝膠柱旁放一支與凝膠柱垂直的日光燈，檢查凝膠是否裝填得均勻。 此外，還可以加入大分子的有色物質(zhì)，觀察色帶移動的情況。如果色帶均勻、狹窄、平整，說明凝膠色譜柱的性能良好。如果色譜柱出現(xiàn)紋路或是氣泡，輕輕敲打柱體以消除氣泡，消除不了時要重新裝柱。·為什么凝膠的裝填要緊密、均勻？如果凝膠裝填得不夠緊密、均勻，就會在色譜柱內(nèi)形成無效的空隙，使本該進入凝膠內(nèi)部的樣品分子從這些空隙中通過，攪亂洗脫液的流動次序，影響分離的效果。·沸水浴處理加入洗脫液的濕凝膠的目的：不但節(jié)約時間，加速凝膠的膨脹，還能除去凝膠中可能帶有的微生物和排除凝膠內(nèi)的空氣。·G-75：“G”代表凝膠的交聯(lián)程度，膨脹程度及分離范圍，75表示凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時吸水7.5g。·裝填完后，立即用洗脫液洗脫的目的：使凝膠裝填緊密·加入檸檬酸鈉有何目的？為什么要低速、短時離