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第11單元 生物技術(shù)實踐 第33講　傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用 考試說明 1.利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物(實驗與探究能力)。 2.運用發(fā)酵加工食品的基本方法(實驗與探究能力)。 3.測定食品加工中可能產(chǎn)生的有害物質(zhì)(實驗與探究能力)。 ??考點一　果酒和果醋的制作?? 1.原理及發(fā)酵條件 果酒制作 果醋制作 制作 原理 菌種 　　　　 　　　　 反應(yīng) 　　　　　條件下,大量繁殖:C6H12O6+6O2+6H2O　　　　　　　　 　無氧條件下,酒精發(fā)酵:C6H12O6　　　　　　　　 　氧氣、糖源　　　時,醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸 　缺少糖源、氧氣充足時:C2H5OH+O2　　　　　　 發(fā)酵 條件 最適發(fā) 酵溫度 　　　 　　　 空氣 　前期:需氧 　后期:不需氧 　需要充足的氧氣 時間 　10~12 d 　7~8 d 2.制作流程 挑選葡萄→　　　　→榨汁→酒精發(fā)酵→　　　　發(fā)酵 　　　　　　　　　　　　　　↓　　　　↓ 　　　　　　　　　　 　　　果酒　　　果醋 3.葡萄酒呈現(xiàn)深紅色的原因是　　　　　　　　　　　。 4.現(xiàn)在工廠生產(chǎn)果酒,為提高果酒的品質(zhì),更好地抑制其他微生物的生長,采取的措施是直接在果汁中加入　　　　　　的酵母菌。 1.發(fā)酵裝置分析 圖11-33-1 (1)各部位的作用 ①充氣口:在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣。 ②排氣口:排出酒精發(fā)酵時產(chǎn)生的CO2。 ③出料口:用來取樣。 ④與瓶身相連的長而彎曲的膠管:防止空氣中微生物的污染。 (2)該裝置的使用方法 使用該裝置制果酒時,應(yīng)該關(guān)閉充氣口;制果醋時,應(yīng)將充氣口連接充氣泵進行充氣。 (3)葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時,要留出約1/3空間,目的是①先讓酵母菌進行有氧呼吸快速繁殖,耗盡O2后再進行酒精發(fā)酵;②防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出。 2.果酒和果醋制作成功的關(guān)鍵 項目 說明 材料的選 擇與處理 　選擇新鮮的葡萄,榨汁前先將葡萄沖洗,并除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染 防止發(fā)酵 液被污染 　①榨汁機和發(fā)酵瓶等都需清洗干凈,且發(fā)酵瓶要進行消毒 ?、谇逑雌咸褧r要先清洗后除枝梗 　③發(fā)酵瓶排氣管用曲頸管不用直管 控制發(fā) 酵條件 ?、賴?yán)格控制溫度:18~25 ℃有利于酒精發(fā)酵,30~35 ℃有利于醋酸菌的繁殖和醋酸發(fā)酵 　②充氣:酒精發(fā)酵為無氧發(fā)酵,需封閉充氣口;醋酸發(fā)酵為有氧發(fā)酵,需適時通過充氣口充氣 1.如圖11-33-2是兩位同學(xué)制果酒和果醋時使用的裝置。同學(xué)甲用A裝置(帶蓋的瓶子)制葡萄酒,在瓶中加入適量葡萄汁,每隔12 h左右將瓶蓋擰松一次(注意,不是打開瓶蓋),之后再將瓶蓋擰緊。當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)生酒精后,再將瓶蓋打開,蓋上一層紗布,進行果醋的發(fā)酵。同學(xué)乙用B裝置,溫度控制與甲相同,不同的是制果酒階段排氣口用夾子夾住,每隔12 h左右松一松夾子放出多余的氣體,制果醋階段適時向充氣口充氣,經(jīng)過20天左右,兩位同學(xué)先后完成了自己的發(fā)酵制作。據(jù)此回答有關(guān)問題: 圖11-33-2 (1)同學(xué)甲在制酒階段,每隔12 h左右將瓶蓋擰松一次,原因是　　　　　　　　　　　,但又不打開,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)B裝置中排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身相連,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)制果酒和制果醋溫度控制不同的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.[2017武昌元月調(diào)研] 現(xiàn)代人吃什么都講究天然,所以目前市場上果酒、果醋等越來越受到人們的青睞。請回答: (1)在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中起主要作用的酵母菌來源于　　　　　　　　　　　　　。 (2)蘋果醋是最受歡迎的飲料之一,其生產(chǎn)過程中利用了　　　　的發(fā)酵作用,該過程需將溫度控制在　　　　　　　;若要提高果醋的產(chǎn)量,發(fā)酵過程中還必須提供　　　　　　、　　　　　　等條件。 (3)喝剩的葡萄酒放置一段時間后會變酸的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)在果酒釀造過程中,如果果汁滅菌不嚴(yán)格,含有醋酸菌,在酒精發(fā)酵旺盛時,醋酸菌　　　　(填“能”或“不能”)將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ??考點二　腐乳的制作?? 1.制作原理 圖11-33-3 2.制作流程 讓豆腐上長出　　　　→加　　　　腌制→加　　　　裝瓶→　　　　腌制。 3.影響條件 項目 說明 水的控制 　豆腐含水量約70%,含水量過　　　　,不易成形 鹽的控制 　鹽濃度過高會影響　　　　　　　;鹽濃度過低,腐乳易　　　　　　 酒的控制 　酒精含量一般控制在　　　　左右。酒精含量過高,使腐乳成熟期　　　　。酒精含量過低,　　　　　　　　　　　　　 溫度控制 　溫度為　　　　℃,適合毛霉生長 發(fā)酵時間 　控制在6個月左右 香辛料 　具有　　　　　　的作用,也會影響腐乳的　　　　　　 [2017貴州銅仁月考] 腐乳是我國古代勞動人民創(chuàng)造出的一種經(jīng)過微生物發(fā)酵的大豆食品,如臭豆腐、醬豆腐等,該食品味道鮮美,易于消化吸收,而腐乳本身又便于保存,所以深受人們的喜歡。圖11-33-4是腐乳制作的流程示意圖。根據(jù)流程回答問題: 讓豆腐上 長出毛霉→加鹽 腌制→　　→密封 腌制 圖11-33-4 (1)流程圖中未寫出的程序是　　　　　　　。 (2)含水量為　　　　左右的豆腐適合用來做腐乳。制作過程中,加鹽的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)腐乳制作的原理是毛霉等微生物產(chǎn)生的　　　　能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸;　　　　可將脂肪分解為甘油和　　　　。 (4)傳統(tǒng)制作腐乳,豆腐塊上的毛霉來自　　　　　　　　　　,現(xiàn)代腐乳生產(chǎn)是在嚴(yán)格　　　　的條件下,將優(yōu)良的毛霉菌種直接接種在豆腐上。 ??考點三　泡菜制作及亞硝酸鹽含量的測定?? 1.泡菜的制作原理 在　　　　條件下,　　　　將葡萄糖分解成　　　　。反應(yīng)式:C6H12O6→　　　　。 2.泡菜的制作流程 (1)流程 圖11-33-5 (2)注意事項 ①材料的選擇及用量 a.蔬菜應(yīng)新鮮,若放置時間過長,蔬菜中的　　　　易被還原成亞硝酸鹽。 b.清水和鹽的質(zhì)量比為　　　　,鹽水要煮沸后冷卻。 煮沸有兩大作用,一是　　　　　　　　,二是　　　　　　　　　　　　　　。 ②防止雜菌污染:每次取樣用具要　　　　,要迅速封口。 ③氧氣需求 a.泡菜壇要選擇透氣性差的容器,以創(chuàng)造　　　　環(huán)境,有利于乳酸菌發(fā)酵,防止蔬菜腐爛。 b.泡菜壇蓋邊沿的水槽要　　　　,以保證乳酸菌發(fā)酵所需要的無氧環(huán)境,并注意在發(fā)酵過程中經(jīng)常向水槽中補水。 ④溫度:發(fā)酵過程溫度控制在室溫即可。 溫度過高,則易滋生雜菌;溫度過低,則發(fā)酵時間　　　　。 3.測定亞硝酸鹽的含量 (1)亞硝酸鹽的危害:當(dāng)攝入總量較多時,可引起　　　　或死亡。在特定條件下,亞硝酸鹽可以轉(zhuǎn)變成致癌物——　　　　。 (2)測定原理 ①有關(guān)反應(yīng):亞硝酸鹽+對氨基苯磺酸→反應(yīng)物; 反應(yīng)物+N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽→　　　　色染料。 ②判斷方法:觀察樣品顏色變化,并與　　　　比較,然后估算亞硝酸鹽含量。 (3)測定步驟:配制溶液→制備　　　　　　→制備樣品處理液→　　　　。 泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌、乳酸、亞硝酸鹽含量變化: 發(fā)酵 時期 乳酸菌 乳酸 亞硝酸鹽 發(fā)酵 初期 　少(有O2,乳酸菌活動受抑制) 少 　增加(硝酸鹽還原菌的作用) 發(fā)酵 中期 　最多(乳酸抑制其他菌活動) 　積累、增多、pH下降 　下降(硝酸鹽還原菌受抑制,部分亞硝酸鹽被分解) 發(fā)酵 后期 　減少(乳酸繼續(xù)積累,pH繼續(xù)下降,抑制其活動) 　繼續(xù)增多,pH繼續(xù)下降 　下降至相對穩(wěn)定(硝酸鹽還原菌被完全抑制) 含量 變化 曲線 注意 　亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進硝酸鹽還原形成的,而不是硝化細(xì)菌氧化氨形成的 1.[2017山東濰坊一模] 家庭泡菜的制作過程:新鮮的蔬菜經(jīng)過整理、清潔后,放入泡菜壇中,然后向壇中加入鹽水、香辛料及一些“陳泡菜水”,密封后置于溫度適宜的地方。請回答下列問題: (1)加入蔬菜前要對泡菜壇進行　。 (2)在家制作泡菜時,常發(fā)現(xiàn)泡菜壇內(nèi)長一層白膜,這層白膜是怎么形成的?　　　　　　　　　。為避免雜菌污染,向泡菜壇中加入了青霉素,結(jié)果發(fā)酵失敗,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　。 (3)有時制作的泡菜會“咸而不酸”,最可能的原因是　　　　　　　　　　。 (4)對亞硝酸鹽含量測定的原理是在鹽酸酸化條件下,亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸的反應(yīng)產(chǎn)物能與　　　　　　　　　　　偶聯(lián)成　　　　色化合物。測定亞硝酸鹽含量的操作流程是配制溶液→制備　　　　　　→制備樣品處理液→比色,其中,使濾液變得無色澄清透明的是　　　　　　　　。 2.[2014海南卷] 已知泡菜中亞硝酸鹽含量與泡制時間有關(guān)。為了測定不同泡制天數(shù)泡菜中亞硝酸鹽的含量,某同學(xué)設(shè)計了一個實驗,實驗材料、試劑及用具包括刻度移液管、比色管、不同濃度的亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液、亞硝酸鹽的顯色劑、不同泡制天數(shù)的泡菜濾液等。 回答相關(guān)問題: (1)請完善下列實驗步驟。 ①標(biāo)準(zhǔn)管的制備:用　　　　　　　　　　　和顯色劑制成顏色深淺不同的系列標(biāo)準(zhǔn)管。 ②樣品管的制備:用刻度移液管分別吸取一定量的　　　　　　　　　　　　　,加到不同的比色管中,然后在各個比色管中加入等量的顯色劑進行顯色,得到樣品管。 ③將每個　　　　分別與系列標(biāo)準(zhǔn)管進行比較,找出與樣品管顏色深淺　　　　的標(biāo)準(zhǔn)管,該管中亞硝酸鈉含量即代表樣品管中亞硝酸鹽含量,記錄各樣品管亞硝酸鹽的含量。 (2)如圖11-33-6表示的是泡菜中 趨勢。 圖11-33-6 (3)泡菜制作過程中產(chǎn)酸的細(xì)菌主要是　　　　(填“醋酸桿菌”或“乳酸菌”)。 ??歷年真題明考向?? 1.[2017江蘇卷] (多選)圖11-33-7是探究果酒與果醋發(fā)酵的裝置示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是 (　　) 圖11-33-7 A.改變通入氣體種類,可以研究呼吸作用類型對發(fā)酵的影響 B.果酒發(fā)酵中期通入氮氣,酵母菌將從有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧呼吸 C.果醋的發(fā)酵周期與實驗設(shè)定的溫度密切相關(guān) D.氣體入口與氣體出口可以交換使用 2.[2017全國卷Ⅱ] 豆豉是大豆經(jīng)過發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)酵效果的因素,某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻,再將兩者置于適宜條件下進行發(fā)酵,并在32 h內(nèi)定期取樣觀測發(fā)酵效果?；卮鹣铝袉栴}: (1)該實驗的自變量是　　　　、　　　　　　。 (2)如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好,說明該發(fā)酵菌是　　　　　　　。 (3)如果在實驗后,發(fā)現(xiàn)32 h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好,且隨發(fā)酵時間呈直線上升關(guān)系,則無法確定發(fā)酵的最佳時間;若要確定最佳發(fā)酵時間,還需要做的事情是 　。 (4)從大豆到豆豉,大豆中的成分會發(fā)生一定的變化,其中,蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)椤　　　　　　　　?脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)椤　　　　　　　　　? 3.[2016全國卷Ⅱ] 蘋果醋是以蘋果汁為原料經(jīng)發(fā)酵而成的?；卮鹣铝袉栴}: 圖11-33-8 (1)酵母菌的呼吸代謝途徑如圖11-33-8所示。圖中過程①和②是蘋果醋生產(chǎn)的第一階段,在酵母菌細(xì)胞的　　　　　　　　中進行,其產(chǎn)物乙醇與　　　　　試劑反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色,這一反應(yīng)可用于乙醇的檢驗;過程③在酵母菌細(xì)胞的　　　　　中進行。與無氧條件相比,在有氧條件下,酵母菌的增殖速度　　　　。 (2)第二階段是在醋酸桿菌的作用下將第一階段產(chǎn)生的乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬倪^程,根據(jù)醋酸桿菌的呼吸作用類型,該過程需要在　　　　　　條件下才能完成。 (3)在生產(chǎn)過程中,第一階段和第二階段的發(fā)酵溫度不同,第一階段的溫度　　　　(填“低于”或“高于”)第二階段的。 (4)醋酸桿菌屬于　　　　核生物,其細(xì)胞結(jié)構(gòu)中　　　　(填“含有”或“不含有”)線粒體。 4.[2015廣東卷] 泡菜是我國的傳統(tǒng)食品之一,但制作過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽對人體健康有潛在危害,某興趣小組準(zhǔn)備參加“科技創(chuàng)新大賽”,查閱資料得到圖11-33-9。 圖11-33-9 (1)制作泡菜時,泡菜壇一般用水密封,目的是　　　　　　　　　　。乳酸菌發(fā)酵第一階段的產(chǎn)物有　　　　　　　　　。 (2)據(jù)上圖,與第3 天相比,第8 天后的泡菜更適于食用,因為后者　　　　　　　　　;pH呈下降趨勢,原因是　　　　　　　　　　　。 (3)該小組得到一株“優(yōu)選”乳酸菌(亞硝酸鹽還原酶活力比普通乳酸菌高5倍),擬參照資料的實驗方案和食鹽濃度(4%~10%),探究與普通乳酸菌相比用“優(yōu)選”乳酸菌制作泡菜過程中亞硝酸鹽含量的高低,并確定其最適條件。請你設(shè)計一個實驗結(jié)果記錄表,并推測實驗結(jié)論。 完成課時作業(yè)(三十三) 第34講　微生物的培養(yǎng)和利用 考試說明 1.微生物的分離和培養(yǎng)(實驗與探究能力)。 2.某種微生物數(shù)量的測定(實驗與探究能力)。 3.培養(yǎng)基對微生物的選擇作用(實驗與探究能力)。 4.微生物在其他方面的應(yīng)用(實驗與探究能力)。 ??考點一　微生物的實驗室培養(yǎng)?? 1.培養(yǎng)基 (1)概念:人們按照微生物對　　　　　　的不同需求,配制出供其生長繁殖的　　　　　　。 (2)營養(yǎng)成分:水、　　　　、　　　　、無機鹽四類營養(yǎng)物質(zhì),另外還需要滿足微生物生長對　　　　、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及　　　　的要求。 (3)類型:　　　　培養(yǎng)基含凝固劑,　　　　培養(yǎng)基不含凝固劑。 2.無菌技術(shù) (1)目的:獲得　　　　　　　。 (2)關(guān)鍵:防止　　　　的入侵。 (3)無菌技術(shù)的主要方法及適用對象(連線) 　 措施　　　　　 操作對象　　　　　　 　主要方法 a消毒 b.滅菌　　　　　 Ⅰ.培養(yǎng)基 Ⅱ.接種環(huán) Ⅲ.操作者雙手 Ⅳ.培養(yǎng)皿 Ⅴ.無菌室 Ⅵ.牛奶　　　　　 ①灼燒滅菌 ②干熱滅菌 ③巴氏消毒 ④紫外線消毒 ⑤化學(xué)消毒 ⑥高壓蒸汽滅菌 3.制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基 (1)步驟:計算→　　　　→溶化→　　　　→倒平板。 (2)倒平板的過程 ①在火焰旁右手拿錐形瓶,左手　　　　。 ②右手拿錐形瓶,使錐形瓶的瓶口迅速通過　　　　。 ③左手將培養(yǎng)皿打開一條縫隙,右手將培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿,左手立刻蓋上　　　　　　　。 ④待平板冷卻凝固后,將平板　　　　　放置,使皿蓋在下、皿底在上。 4.純化大腸桿菌 (1)原理:在培養(yǎng)基上將細(xì)菌稀釋或分散成　　　　細(xì)胞,使其長成單個的菌落,這個菌落就是純化的細(xì)菌菌落。 圖11-34-1 (2)平板劃線法(圖11-34-1中　　　　):通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面　　　　　　的操作,將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。 (3)稀釋涂布平板法(圖11-34-1中　　　　):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　　　　　　　　　　的表面,進行培養(yǎng)。當(dāng)稀釋倍數(shù)足夠高時,即可獲得單個細(xì)菌形成的　　　　。 5.菌種的保藏 (1)對于頻繁使用的菌種,可以采用　　　　　　法。 (2)對于需要長期保存的菌種,可以采用　　　　　　法。 1.消毒和滅菌的區(qū)別 條件 結(jié)果 消毒 　較為溫和的物理或化學(xué)方法 　僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子) 滅菌 　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 2.兩種純化細(xì)菌的方法的比較 比較 項目 平板劃線法 稀釋涂布平板法 關(guān)鍵 操作 　接種環(huán)在固體平板培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線 　①一系列的梯度稀釋 ?、谕坎计桨宀僮? 優(yōu)點 　可以根據(jù)菌落的特點獲得某種微生物的單細(xì)胞菌落 　既可以獲得單細(xì)胞菌落,又能對微生物計數(shù) 缺點 　不能對微生物計數(shù) 　操作復(fù)雜,需要涂布多個平板 適用 范圍 　適用于好氧菌 　適用于厭氧菌和兼性厭氧菌 3.平板劃線操作3個易錯點 (1)灼燒接種環(huán)之后,要冷卻后再進行接種,以免溫度太高殺死菌種。 (2)劃線時最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連。 (3)劃線用力要大小適當(dāng),防止用力過大將培養(yǎng)基劃破。 1.[2017廣東韶關(guān)一模] 為了調(diào)查北江河中細(xì)菌的污染情況,某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)進行了實驗。實驗包括制備培養(yǎng)基、滅菌、接種及培養(yǎng)、菌落觀察計數(shù)。請回答與此實驗相關(guān)的問題。 (1)實驗中制備的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的部分成分列表如下: 成分 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 蒸餾水 含量 0.5 g 1 g 0.5 g 100 mL 表中各成分含量的比例確定的原則是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)對培養(yǎng)基進行滅菌,通常采用的方法是　　　　　　　　。為了使培養(yǎng)基達(dá)到良好的滅菌效果,一般在壓力為100 kPa,溫度為　　　　℃的條件下,維持15~30 min。 (3)為了更好地對細(xì)菌計數(shù),一般采用的接種方法是　　　　　　　　　　,該方法的操作是將菌液進行一系列的　　　　　,然后再分別　　　　到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面。 (4)接種后放在恒溫箱培養(yǎng)一段時間后,為保證結(jié)果準(zhǔn)確, 選擇菌落數(shù)在　　　　的平板進行計數(shù)。該組同學(xué)在菌落計數(shù)時發(fā)現(xiàn),統(tǒng)計的菌落數(shù)比實際數(shù)目要低,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.[2017福建漳州三模] 如圖11-34-2為微生物的實驗培養(yǎng)和純化醋酸菌的部分操作步驟。請回答下列問題: 圖11-34-2 (1)①是制備培養(yǎng)基時　　　　中的主要操作,該操作需使錐形瓶的瓶口通過火焰,目的是通過　　　　,防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。 (2)該純化醋酸菌的接種方法是　　　　　。完成步驟④的操作,接種共需要　　　　次灼燒處理。 (3)純化的醋酸菌菌種將頻繁用于果醋生產(chǎn),則可以采用　　　　的方法保存菌種,但這種方法保存的時間不長,原因是　　　　　　　　　　　。 (4)將醋酸菌加入果酒中,乙醇可為醋酸菌的生命活動提供　　　　,將溫度控制在　　　　℃,可以獲得較多果醋。 ??考點二　土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計數(shù)?? 1.篩選菌株 (1)自然界中目的菌株篩選的依據(jù):根據(jù)它對　　　　　的要求,到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找。 (2)實驗室中微生物篩選的原理:人為提供有利于　　　　　　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。 (3)選擇培養(yǎng)基:允許特定種類的微生物生長,同時　　　　　和　　　　其他種類微生物生長的培養(yǎng)基。 2.統(tǒng)計菌落數(shù)目 (1)常用方法:　　　　　　　　　法。 (2)統(tǒng)計依據(jù):當(dāng)樣品的　　　　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　　　　。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菌。 (3)其他方法:還可利用　　　　　　計數(shù)。 3.設(shè)置對照 設(shè)置對照的主要目的是排除實驗組中　　　　　　對實驗結(jié)果的影響,提高實驗結(jié)果的　　　　,例如為了排除培養(yǎng)基被雜菌污染的可能性,需以　　　　　　培養(yǎng)基培養(yǎng)作為空白對照。 4.實驗設(shè)計 項目 內(nèi)容 實驗原理 　(1)能合成　　　　的細(xì)菌才能分解尿素 　(2)配制以　　　　為唯一氮源的培養(yǎng)基,能夠生長的細(xì)菌就是能分解尿素的細(xì)菌 實驗流程 　土壤取樣(富含　　　　　　)→配制土壤溶液和制備培養(yǎng)基→　　　　　　→涂布平板與培養(yǎng)→菌落　　　　 鑒定 　(1)方法:在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入　　　　指示劑培養(yǎng)分解尿素的細(xì)菌 　(2)原理:細(xì)菌分解尿素的反應(yīng)中,細(xì)菌合成脲酶將尿素分解成了　　　　,其會使培養(yǎng)基中的　　　　增強,pH升高 1.選擇培養(yǎng)基的作用原理 (1)在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì),如加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌;加入高濃度的食鹽可以得到金黃色葡萄球菌。這里的加入是在滿足基本所需培養(yǎng)成分的基礎(chǔ)上加入。 (2)改變培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分,如缺乏氮源時可以分離出固氮微生物;以石油作為唯一碳源時,可以分離出能消除石油污染的微生物。 (3)改變微生物的培養(yǎng)條件,如將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)可以得到耐高溫的微生物。 (4)通過某些特殊環(huán)境分離微生物,如在高鹽環(huán)境中可分離出耐鹽菌;在高溫環(huán)境中可分離得到耐高溫的微生物。 2.培養(yǎng)基的種類與應(yīng)用 分類 依據(jù) 種類 特點 應(yīng)用 物理 性質(zhì) 液體培 養(yǎng)基 不加凝固劑 工業(yè)生產(chǎn) 半固體 培養(yǎng)基 加凝固劑(少) 　觀察微生物的運動、微生物的分離、鑒定 固體培 養(yǎng)基 加凝固劑(多) 　微生物的分離、鑒定,活菌計數(shù)、保藏 化學(xué) 成分 天然培 養(yǎng)基 　含化學(xué)成分不明的天然物質(zhì) 工業(yè)生產(chǎn) 合成培 養(yǎng)基 　培養(yǎng)基成分明確或用一定化學(xué)物質(zhì)配制 分類、鑒定 用途 選擇培 養(yǎng)基 　添加某物質(zhì),抑制雜菌生長,促進所需微生物生長 　培養(yǎng)分離出特定微生物 鑒別培 養(yǎng)基 　根據(jù)微生物的代謝特點,在培養(yǎng)基中加入某種指示劑 鑒別微生物 3.兩種計數(shù)方法的比較 比較 項目 間接計數(shù)法 (稀釋涂布平板法) 直接計數(shù)法 (顯微計數(shù)法) 原理 　當(dāng)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菌 　利用特定細(xì)菌計數(shù)板或血細(xì)胞計數(shù)板,在顯微鏡下計算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量 公式 　每克樣品中的菌落數(shù):(CV)M。C:某稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù);V:涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL);M:稀釋倍數(shù) 　每毫升原液所含細(xì)菌數(shù):每小格平均細(xì)菌數(shù)40010 000稀釋倍數(shù) 缺點 　當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落 　不能區(qū)分細(xì)胞死活 結(jié)果 比實際值偏小 比實際值偏大 【題組訓(xùn)練】 1.[2017南昌一模] 下表為某微生物培養(yǎng)基的配方,請回答相關(guān)問題: 成分 含量 成分 含量 Na2HPO4 3 g 尿素 1.0 g K2HPO4 1 g C6H12O6 30 g MgSO47H2O 0.5 g 瓊脂 15 g FeSO4 0.01 g H2O 1000 mL NH4NO3 0.3 g (1)按物理性質(zhì)劃分,該培養(yǎng)基屬于　　　　培養(yǎng)基,無論配制何種培養(yǎng)基,在原料稱量、溶化之后都要先　　　　,然后分裝、包扎并滅菌,常用的滅菌方法是　　　　　　　　　。 (2)根據(jù)培養(yǎng)基的成分判斷,該培養(yǎng)基能否用于分離土壤中分解尿素的細(xì)菌?　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)為檢測尿素分解菌是否存在,還應(yīng)加入　　　　,如果存在,將出現(xiàn)　　　　反應(yīng)。 (4)微生物常用的接種方法有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.某研究小組從牛的瘤胃中采集樣本,進行分解尿素的微生物的分離與計數(shù)。實驗基本步驟如圖11-34-3所示。 配制培養(yǎng)基→滅菌、倒平板→接種→培養(yǎng)→觀察、統(tǒng)計 圖11-34-3 (1)分解尿素的微生物含有　　　　,因此,配制培養(yǎng)基時以尿素作為唯一氮源,尿素會被分解成　　　　,使培養(yǎng)基的堿性增強。 (2)配制培養(yǎng)基時,需添加瓊脂,瓊脂起　　　　的作用;培養(yǎng)基中添加　　　　作為指示劑,可使目標(biāo)菌落的周圍產(chǎn)生紅色環(huán)帶。 (3)對尿素溶液進行滅菌的最適方法是　　　　滅菌。 A.高壓蒸汽 B.干熱 C.添加抗生素 D.過濾 E.紫外線照射 F.70%酒精浸泡 (4)該小組在接種前,隨機取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時間,這樣做的目的是　　　　　　　　　　　　　;然后將1 mL瘤胃樣液稀釋1000倍,在3個平板上用涂布法分別接入0.1 mL稀釋液;經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后,3個平板的菌落數(shù)分別為49、47和45。據(jù)此可得出每升瘤胃樣液中分解尿素的微生物活菌數(shù)為　　　　　　個,理論上,統(tǒng)計的菌落數(shù)往往　　　　(填“低”“等”或“高”)于接種的實際活菌數(shù)目。 易錯點撥　“選擇菌落數(shù)在30~300的平板”的提醒 (1)只得到1個菌落數(shù)在30~300的平板是錯誤的,原因是不符合實驗的重復(fù)原則,易受到偶然因素的影響。 (2)得到3個或3個以上菌落數(shù)在30~300的平板,也不一定正確,原因是如果不同平板間差異較大,如得到3個平板,菌落數(shù)分別為230、34、240,雖然菌落數(shù)均在“30~300”,但由于34與另外兩個平板差異較大,應(yīng)找出原因并重新實驗。 ??考點三　分解纖維素的微生物的分離?? 1.纖維素酶 (1)纖維素酶是一種復(fù)合酶,一般認(rèn)為它至少包括　　　　　、　　　　　　和　　　　　　三種組分。 (2)作用:纖維素　　　　　　　。 2.纖維素分解菌的篩選 (1)方法:　　　　　　法。 　　　　　　　　　　　　　纖維素分解菌 　　　　　　　　　　　 　　　　↓ (2)原理:剛果紅纖維素　　　紅色消失,出現(xiàn)　　　　。 (3)培養(yǎng)基:以　　　　　　為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基。 (4)實驗流程 土壤取樣:富含　　　　的環(huán)境 　　↓ 選擇培養(yǎng):用　　　　培養(yǎng),以增加纖維素分解菌的濃度 　　↓ 　　　　:制備系列稀釋液 　　↓ 涂布平板:將樣品涂布到　的培養(yǎng)基上 　　↓ 挑選產(chǎn)生　　　　的菌落 1.分離纖維素分解菌所用的兩種培養(yǎng)基比較 分離纖維素分解菌的實驗中先用選擇培養(yǎng)基,再用鑒別培養(yǎng)基。 (1)選擇培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基,以纖維素為碳源和能源的微生物可以正常生長,而其他絕大多數(shù)微生物不能正常生長;因培養(yǎng)基中無凝固劑,故其為液體培養(yǎng)基,利用液體培養(yǎng)基能使?fàn)I養(yǎng)成分被充分消耗,以增加纖維素分解菌的濃度。 (2)鑒別培養(yǎng)基含瓊脂,為固體培養(yǎng)基,細(xì)菌可在培養(yǎng)基上形成肉眼可見的菌落。剛果紅染色法應(yīng)用的就是鑒別培養(yǎng)基。 2.篩選微生物的兩個實例比較 比較 項目 土壤中分解尿素 的細(xì)菌的分離 分解纖維素的 微生物的分離 方法 　利用以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基進行選擇培養(yǎng) 　利用以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基進行選擇培養(yǎng) (續(xù)表) 比較 項目 土壤中分解尿素 的細(xì)菌的分離 分解纖維素的 微生物的分離 原理 　分解尿素的細(xì)菌能夠合成脲酶,故能在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基上生長 　培養(yǎng)基中含有豐富的纖維素,能夠分解纖維素的微生物具有更多的生存機會而大量繁殖 鑒定 　在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑,指示劑變紅說明尿素被分解,從而說明菌落中的細(xì)菌為分解尿素的細(xì)菌 　剛果紅染色法,菌落周圍出現(xiàn)紅色消失的透明圈,該菌落為分解纖維素的微生物的菌落 1.[2017成都一診] 牛的食物主要是草莖類,其中含有大量的纖維素。牛胃內(nèi)的微生物在幫助消化和利用植物纖維素方面起了決定性的作用?；卮鹣铝袉栴}: (1)纖維素是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì),組成纖維素的單體為　　　　。牛胃中某些微生物能夠產(chǎn)生纖維素酶,這種酶是一種復(fù)合酶,其中的　　　　　　能使纖維素分解成纖維二糖。 (2)實驗室培養(yǎng)牛胃內(nèi)的微生物,分離得到高純度纖維素分解菌的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是　　　　　　　　　　　。為避免周圍環(huán)境中微生物的污染,實驗操作應(yīng)在　　　　　　附近進行;倒平板用的培養(yǎng)皿需要保持干燥,可以采用　　　　　法進行滅菌。 (3)為了從牛胃的食糜中分離出纖維素分解菌,配制的選擇培養(yǎng)基要以　　　　為唯一碳源。篩選纖維素分解菌時,常用的剛果紅染色法有兩種,一種是先培養(yǎng)微生物,再加入剛果紅進行顏色反應(yīng),另一種是　　　　　　　　　　　　。在涂布平板時滴加到培養(yǎng)基表面的菌懸液量不宜過多,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.[2017河北石家莊二模] 為了分離和純化高效分解石油的細(xì)菌,科研人員利用被石油污染過的土壤進行如圖11-34-4所示的實驗。 圖11-34-4 (1)配制好的培養(yǎng)基通常使用　　　　　　　　　法滅菌。步驟③與步驟②中培養(yǎng)基成分相比,最大的區(qū)別是　　　　　　　　　。 (2)同學(xué)A進行步驟④的操作,其中一個平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖乙所示。該同學(xué)的接種方法是　　　　　　　　,出現(xiàn)圖乙結(jié)果可能的失誤操作是　　　　　　。 (3)同學(xué)B也按照同學(xué)A的接種方法進行了步驟④的操作:將1 mL樣品稀釋100倍,在3個平板上分別接入0.1 mL稀釋液;經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后,3個平板上的菌落數(shù)分別為56、58和57。據(jù)此可得出每升樣品中的活菌數(shù)為　　　　個。 (4)步驟⑤需要振蕩培養(yǎng),原因是 　。 (5)步驟⑤后取樣測定石油含量的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ??歷年真題明考向?? 1.[2017全國卷Ⅰ] 某些土壤細(xì)菌可將尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用?；卮鹣铝袉栴}: (1)有些細(xì)菌能分解尿素,有些細(xì)菌則不能,原因是前者能產(chǎn)生　　　　。能分解尿素的細(xì)菌不能以尿素的分解產(chǎn)物CO2作為碳源,原因是　 　。 但可用葡萄糖作為碳源,進入細(xì)菌體內(nèi)的葡萄糖的主要作用是　(答出兩點即可)。 (2)為了篩選可分解尿素的細(xì)菌,在配制培養(yǎng)基時,應(yīng)選擇　　　　　　(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作為氮源,不選擇其他兩組的原因是　 　。 (3)用來篩選分解尿素細(xì)菌的培養(yǎng)基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有 　(答出兩點即可)。 2.[2017江蘇卷] 苯酚及其衍生物廣泛存在于工業(yè)廢水中,對環(huán)境有嚴(yán)重危害。小明同學(xué)準(zhǔn)備依據(jù)圖11-34-5操作步驟,從處理廢水的活性污泥中分離篩選酚降解高效菌株。請回答下列問題: 圖11-34-5 (1)酚降解菌富集培養(yǎng)基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水,其中可作為碳源的有　。 (2)將采集到的樣品接種培養(yǎng),苯酚用量應(yīng)隨轉(zhuǎn)接次數(shù)增加而逐漸　　　　,以達(dá)到富集酚降解菌的目的。若上圖平板中菌落過于密集,應(yīng)進一步　　　　　　,以便于菌落計數(shù)與分離。制備平板培養(yǎng)基時除了需要水、營養(yǎng)物質(zhì)外,還必須添加　　　　。 (3)圖11-34-6為連續(xù)劃線法示意圖,在圖中　　　　(填圖中序號)區(qū)域更易獲得單菌落。 圖11-34-6 (4)采用比色測定法(使用苯酚顯色劑)檢測降解后的廢水中苯酚殘留量。先制作系列濃度梯度并進行顯色反應(yīng),下表中1~5號比色管的苯酚濃度應(yīng)分別為 　　　　　　　　。 管號 1 2 3 4 5 6 苯酚濃度(mg/L) 1 如果廢水為50 mg/L 苯酚溶液,降解后約有21%的苯酚殘留,則需將殘留液稀釋　　　　(填序號:①5?、?0?、?0)倍后,再進行比色。 3.[2016全國卷Ⅰ] 空氣中的微生物在重力等作用下,可以一定程度地沉降。某研究小組欲用平板收集教室空氣中的微生物,以了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況。實驗步驟如下: ①配制培養(yǎng)基(成分:牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O); ②制作無菌平板; ③設(shè)置空白對照組和若干實驗組,進行相關(guān)操作; ④將各組平板置于37 ℃恒溫箱中培養(yǎng)一段時間,統(tǒng)計各組平板上菌落的平均數(shù)。 回答下列問題: (1)該培養(yǎng)基中微生物所需的氮來源于　　　　　　　。若要完成步驟②,該培養(yǎng)基中的成分X通常是　　　　　。 (2)步驟③中,實驗組的操作是 　。 (3)若在某次調(diào)查中,某一實驗組平板上菌落平均數(shù)為36個/平板,而空白對照組的一個平板上出現(xiàn)了6個菌落,這種結(jié)果說明在此次調(diào)查中出現(xiàn)了　　　　　　現(xiàn)象。若將30(即36-6)個/平板作為本組菌落數(shù)的平均值,該做法　　　　　　(填“正確”或“不正確”)。 4.[2016全國卷Ⅲ] 某同學(xué)用新鮮的泡菜濾液為實驗材料分離純化乳酸菌。分離純化所用固體培養(yǎng)基中因含有碳酸鈣而不透明,乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能溶解培養(yǎng)基中的碳酸鈣。回答下列問題: (1)分離純化乳酸菌時,首先需要用　　　　　對泡菜濾液進行梯度稀釋,進行梯度稀釋的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)推測在分離純化所用的培養(yǎng)基中加入碳酸鈣的作用有　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　。分離純化時應(yīng)挑選出　　　　　　　　的菌落作為候選菌。 (3)乳酸菌在-20 ℃長期保存時,菌液中常需要加入一定量的　　　　　(填“蒸餾水”“甘油”或“碳酸鈣”)。 完成課時作業(yè)(三十四) 第35講　生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 考試說明 1.從生物材料中提取某些特定的成分(實驗與探究能力)。 2.蛋白質(zhì)的提取與分離(實驗與探究能力)。 3.酶活力測定的一般原理和方法(實驗與探究能力)。 4.酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用(實驗與探究能力)。 5.制備和應(yīng)用固相化酶(實驗與探究能力)。 ??考點一　植物有效成分的提取?? 1.植物芳香油的提取 (1)植物芳香油的主要化學(xué)成分是萜類化合物及其衍生物,特點是　　　　強,易溶于　　　　溶劑。 (2)提取方法:　　　　、壓榨和　　　　等。 (3)玫瑰精油的提取 圖11-35-1 (4)橘皮精油的提取 圖11-35-2 2.胡蘿卜素的提取 (1)方法:　　　　法。 (2)萃取劑的選擇:萃取胡蘿卜素的有機溶劑應(yīng)該具有較高的沸點,能夠充分溶解　　　　　　,并且不與水混溶。 (3)影響萃取的因素 ①主要因素:　　　　　　　和使用量。 ②次要因素:原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間等。 (4)提取裝置的設(shè)計 ①加熱方式:采用　　　　加熱,避免　　　　加熱。 ②防止揮發(fā)的裝置:安裝　　　　裝置。 (5)實驗流程 胡蘿卜　　　干燥　　　過濾　　　胡蘿卜素 (6)胡蘿卜素的鑒定:　　　　　　法。 1.植物芳香油提取方法的比較 提取 方法 蒸餾法 壓榨法 萃取法 實驗 原理 　利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來 　通過機械加壓,壓榨出果皮中的芳香油 　使芳香油溶解在有機溶劑中,蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油 適用 范圍 　適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強的芳香油 　適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取 　適用范圍廣,要求原料的顆粒要盡可能細(xì)小,能充分浸泡在有機溶液中 優(yōu)點 　簡單易行,便于分離 　生產(chǎn)成本低,易保持原料原有的結(jié)構(gòu)和功能 　出油率高,易分離 局限 性 　水中蒸餾會導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等問題 　分離較為困難,出油率相對較低 　使用的有機溶劑處理不當(dāng)會影響芳香油的質(zhì)量 易錯提醒　用萃取法提取植物有效成分應(yīng)注意的問題 (1)萃取溫度和時間都會影響萃取的效果,萃取效率在一定范圍內(nèi),與萃取溫度呈正相關(guān),通常采用加熱的方法提高萃取效率。 (2)萃取溫度過高會影響植物有效成分的品質(zhì),因此萃取時應(yīng)嚴(yán)格控制溫度,適當(dāng)延長萃取時間。 2.胡蘿卜素提取中需要注意的問題 (1)層析時注意選擇干凈的濾紙,為了防止操作時對濾紙的污染,應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙,可以戴手套進行操作。 (2)點樣時注意應(yīng)快速細(xì)致,點樣斑點不能太大(直徑應(yīng)小于0.5 cm)。 (3)將點好樣的濾紙卷成筒狀,卷紙時注意濾紙兩邊不能相互接觸,以免因毛細(xì)現(xiàn)象導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快,溶劑前沿不齊,影響結(jié)果。 1.[2017貴州安順模擬] 許多植物芳香油的提取在原理和程序上是相同的,請結(jié)合玫瑰精油的提取,設(shè)計一個提取茉莉精油的過程。 (1)原料選擇:　　　　　　　　　　　　　。 (2)提取方法的選擇及原因: 　。 (3)實驗流程: 茉莉花+蒸餾水A油水混合物C初提取精油除水茉莉精油 ①向蒸餾器中加入原料時,茉莉花與清水的質(zhì)量比大約為　　　　。 ②A表示　　　　　　　　過程,B表示　　　　過程,C表示　　　　　　,通過C提取出的初提取精油,可能還混有一定的水分,所以要向提取液加入D　　　　　　　　　除水,放置過夜,再過濾除去固體物質(zhì),即可得到茉莉精油。 2.[2017湖北襄陽一調(diào)] 胡蘿卜素可以維持眼睛和皮膚的健康,改善夜盲癥、皮膚粗糙的狀況,有助于身體免疫受自由基的傷害。請根據(jù)胡蘿卜素的提取過程及其性質(zhì),回答下列問題。 (1)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的方法是　　　　法。不采用蒸餾法的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)以下為提取胡蘿卜素的實驗流程:胡蘿卜→粉碎→干燥→A→過濾→B→胡蘿卜素,其中B過程叫　　　　。從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時,常用　　　　作溶劑。在胡蘿卜顆粒的加熱干燥過程中,應(yīng)嚴(yán)格將溫度和時間控制在一定范圍,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)如圖11-35-3中甲為提取胡蘿卜素的裝置示意圖,請指出圖中一處錯誤并改正:　。 圖11-35-3 (4)如圖11-35-3中乙是胡蘿卜素粗品鑒定裝置示意圖。該鑒定方法的名稱是　　　　法。在圖乙的胡蘿卜素的鑒定結(jié)果示意圖中,A、B、C、D四點中,屬于提取樣品的樣點是　　　　。 歸納提升　胡蘿卜素萃取的影響因素及解決方法 影響因素 解決方法 萃取劑的性質(zhì) 用水不溶性有機溶劑 原料的顆粒大小、緊密程度 粉碎 材料的含水量 干燥 萃取溫度 探索最佳萃取溫度,嚴(yán)格控制溫度 萃取時間 適當(dāng)延長萃取時間 ??考點二　蛋白質(zhì)的提取與分離?? 1.樣品處理與粗分離 圖11-35-4 2.純化與純度鑒定 圖11-35-5 1.凝膠色譜法 (1)概念:根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。 (2)原理 ①凝膠形態(tài):微小的多孔球體組成:大多數(shù)由多糖類化合物構(gòu)成結(jié)構(gòu):內(nèi)部有許多貫穿的通道 ②分離過程 蛋白質(zhì)類型 進入凝膠內(nèi) 部的程度 路程 移動速度 相對分子質(zhì)量較小 容易 較長 較慢 相對分子質(zhì)量較大 無法進入 較短 較快 2.電泳法 (1)概念:指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。 (2)原理:在一定的pH下,多肽、核酸等生物大分子的可解離基團會帶上正電或負(fù)電,在電場的作用下,這些帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動。 (3)作用過程 各種 分子帶電性質(zhì)差異分子本身大小不同分子本身形狀不同不同的遷 移速度各種分子 的分離 (4)類型:常用的電泳方法有瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳。測定蛋白質(zhì)分子量時通常使用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳。 [2017廣東汕頭期中] 隨著人類基因組計劃的進展和多種生物基因組測序工作的完成,人類跨入了后基因組和蛋白質(zhì)組時代。對蛋白質(zhì)進行研究時,首先要獲得純度較高的蛋白質(zhì)。如圖11-35-6是某生物興趣小組在“蛋白質(zhì)的提取和分離”實驗中,準(zhǔn)備從豬的血液中初步提取血紅蛋白而設(shè)計的“血紅蛋白提取、分離流程圖”: 　實驗準(zhǔn)備:配制緩 沖液血細(xì)胞懸液→樣品處理:洗滌、 破碎、離心等→蛋白質(zhì)粗分離→ 　透析→純化、純度鑒定:凝膠色譜法、電泳等 圖11-35-6 請回答下列有關(guān)問題: (1)樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用　　　　　　反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH=7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢?可以破碎紅細(xì)胞,破碎細(xì)胞的原理是　　　　　　。 (2)血紅蛋白粗分離階段,透析的目的是　　　　　　　　　,若要盡快達(dá)到理想的透析效果,可以　　　　　　　　　　　　　　　(寫出一種方法)。 (3)血紅蛋白的純化是通過　　　　　　法將相對分子質(zhì)量大的雜質(zhì)蛋白除去。 (4)電泳利用了待分離樣品中各種分子的　　　　　　　　　　　等的差異,而產(chǎn)生不同遷移速度,實現(xiàn)各種分子的分離。 圖11-35-7 (5)一同學(xué)通過血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳,觀察到正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如圖11-35-7所示。由圖可知攜帶者有　　　　種血紅蛋白,從分子遺傳學(xué)的角度做出的解釋是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ??考點三　酶的應(yīng)用?? 1.果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 (1)果膠 ①作用:　　　　　　　以及胞間層的主要組成成分之一;在果汁加工中,會影響　　　　并使果汁混濁。 ②成分:由　　　　　　　聚合而成的一種高分子化合物。 ③特點:不溶于水。 (2)果膠酶 ①成分:是分解果膠的一類酶的總稱,包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和　　　　　　　等。 ②作用:果膠可溶性的　　　　　。 (3)酶的活性與影響酶活性的因素 ①概念:指酶催化一定　　　　　　的能力。 ②表示方法:用在一定條件下,酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的　　　　　　來表示。 ③酶反應(yīng)速度的表示方法:用單位時間內(nèi)、單位體積中　　　　　　　　或　　　　　　　　來表示。 (4)影響酶活性的因素:　　　　、　　　　和酶的抑制劑等。 2.加酶洗衣粉在洗滌中的作用 (1)加酶洗衣粉:指含　　　　的洗衣粉。 (2)酶制劑的種類與洗滌原理 種類 洗滌原理 洗滌的物質(zhì)種類 蛋白酶 　蛋白質(zhì)→　　　　或氨基酸 　血漬、奶漬等 脂肪酶 　脂肪→　　　 　食品的油漬、人體皮脂、口紅等 淀粉酶 　淀粉→　　　 　來自面條等的污垢 　　酶 　使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松 　棉紡品的表面浮毛 3.固定化酶和固定化細(xì)胞 (1)固定化酶 ①形成:將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種　　　　上,使之成為　　　　　　　　　　　的制劑。 ②特性:與游離酶相比,　　　　好,與底物和產(chǎn)物容易分離,易于控制,能反復(fù)多次使用;便于　　　　　　　　　　,有利于自動化生產(chǎn)。 (2)固定技術(shù) ①概念:利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。 ②方法(連線) 　 (3)適用對象 一般來講,酶更適合采用　　　　　　和物理吸附法固定化,而細(xì)胞多采用　　　　　固定化,這是因為體積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合,而體積小的酶則易從包埋材料中漏出。 1.酶活性與酶促反應(yīng)速率的區(qū)別與聯(lián)系 酶活性是指酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力。通常以測出的酶促反應(yīng)的速率來衡量,但是酶促反應(yīng)的速率并不等于酶活性。如過氧化氫酶活性為零時(不起催化作用),過氧化氫的分解速率并不為零。 (1)影響酶活性的因素 影響酶活性的因素主要有溫度、pH、酶的抑制劑(能抑制酶活性的物質(zhì))和酶激活劑(能提高酶活性的物質(zhì))等。注意酶濃度不會影響酶活性,它是影響酶促反應(yīng)速率的因素之一。 (2)影響酶促反應(yīng)速率的因素 影響酶促反應(yīng)速率的因素有溫度、pH、酶的抑制劑和酶激活劑、酶濃度、底物濃度等。其中溫度、pH、酶的抑制劑和酶激活劑是通過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速率的。底物濃度和酶的濃度通過影響底物與酶的接觸而影響酶促反應(yīng)速率,并不影響酶的活性。 2.固定化酶與固定化細(xì)胞的比較 固定化酶 固定化細(xì)胞 固定酶的 種類 一種 一系列 適用方法 化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法 包埋法 (續(xù)表) 固定化酶 固定化細(xì)胞 優(yōu)點 　酶既可與反應(yīng)物結(jié)合,又可與產(chǎn)物分離,固定在載體上的酶可反復(fù)利用 　成本低、操作容易 缺點 　一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng) 　可能導(dǎo)致反應(yīng)效率下降 實例 固定化葡萄糖異構(gòu)酶 固定化酵母細(xì)胞 1.在工業(yè)生產(chǎn)果汁時,常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高出汁率,為了研究溫度對果膠酶活性的影響,某同學(xué)設(shè)計了如下實驗: 圖11-35-8 Ⅰ.將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管,在10 ℃水浴中恒溫處理10分鐘(如圖11-35-8中A)。 Ⅱ.將果膠酶與蘋果泥混合,再次在10 ℃水浴中恒溫處理10分鐘(如圖11-35-8中B)。 Ⅲ.將步驟Ⅱ處理后的混合物過濾,收集濾液,測果汁量(如圖11-35-8中C)。 Ⅳ.在不同溫度條件下重復(fù)以上實驗步驟,并記錄果汁量,結(jié)果如下表: 溫度(℃) 10 20 30 40 50 60 70 果汁量(mL) 8 13 15 25 15 12 11 根據(jù)上述實驗,請分析回答下列問題: (1)果膠酶能破除細(xì)胞壁,是因為果膠酶可以促進細(xì)胞壁中　　　　的水解。 (2)實驗結(jié)果表明,當(dāng)溫度為　　　　時果汁量最多,此時果膠酶的活性在所設(shè)的溫度條件下　　　　。 (3)題中的步驟Ⅰ能否省略?　　　　,原因是　 　。 (4)為什么此實驗可以通過測量濾出的果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低? 　。 (5)上表中產(chǎn)生果汁量最多的溫度　　　　(填“是”或“不一定是”)果膠酶的最適溫度。如何更精確地探究果膠酶的最適溫度?　 　。 2.為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果,將一種無酶洗衣粉分成3等份,進行3組實驗。甲、乙組在洗衣粉中分別加入一種酶,丙組不加酶,在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬(血漬含有蛋白質(zhì)成分,油漬含有動物的脂肪成分),其他實驗條件均相同,下表為實驗記錄。 水溫/℃ 10 20 30 40 50 組別 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血漬 時間/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 清除油漬 時間/min 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 請回答下列問題: (1)從實驗中可以看出,提高洗衣粉去污能力的方法有　　　　　　　和　　　　　　,甲組在洗衣粉中加入了　　　　,乙組在洗衣粉中加入了　　　　。 (2)實驗記錄中酶的最適宜溫度為　　　　℃。 (3)甲、乙組洗滌效果的差異,說明酶的作用具有　　　　。 (4)如果甲、乙和丙3組均在水溫為90 ℃時洗滌同一種污漬,請比較這3組洗滌效果之間的差異:　　　　　　　,并說明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 3.圖11-35-9表示制備固定化酵母細(xì)胞的過程,請據(jù)圖回答: (1)在缺水狀態(tài)下,微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)　　　　　　狀態(tài)。活化前應(yīng)選擇足夠大的容器,因為酵母細(xì)胞活化時　　　　　　。 圖11-35-9 (2)影響此實驗成敗的關(guān)鍵步驟是　　　　　　　　,此步的操作應(yīng)采用　　　　　　　。 (3)觀察形成的凝膠珠顏色和形狀:形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,說明　　　　　　　　　　　　　。 (4)本實驗所用的固定化技術(shù)是　　　　,而制備固定化酶則不宜用此方法