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高中生物选修一《生物技术实践》课后题答案和提示


高中生物选修一《生物技术实践》 高中生物选修一《生物技术实践》课后题答案和提示 专题 1 传统发酵技术的应用 课题 1 果酒和果醋的制作 实验案例 制作葡萄酒和葡萄醋 建议将实验安排在秋季的 9 月或 10 月进行。在这段时间内进行实验,有如下优点: )正值收获季节,葡 月进行。在这段时间内进行实验,有如下优点: (1)正值收获季节, ( 萄的价格便宜,品种多样; (2)此时葡萄上的酵母菌数量多且生活力强,发酵酿酒的效果好; (3) 萄的价格便宜,品种多样; )此时葡萄上的酵母菌数量多且生活力强,发酵酿酒的效果好; )温度适 ( ( 发酵现象非常明显。实验的具体操作步骤如下。 宜,发酵现象非常明显。实验的具体操作步骤如下。 1.对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次 再用体 对发酵瓶、 对发酵瓶 纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次,再用体 的酒精擦拭消毒, 积分数为 75%的酒精擦拭消毒,晾干待用。 的酒精擦拭消毒 晾干待用。 2. 取葡萄 500 g,去除枝梗和腐烂的子粒。 ,去除枝梗和腐烂的子粒。 3. 用清水冲洗葡萄 1~2 遍除去污物,注意不要反复多次冲洗。 ~ 遍除去污物,注意不要反复多次冲洗。 4. 用榨汁机榨取葡萄汁后,将其装入发酵瓶中(装置参见教材图 1-4b) 或将葡萄打成浆后,用洁净的纱 用榨汁机榨取葡萄汁后,将其装入发酵瓶中( ,或将葡萄打成浆后 ) 或将葡萄打成浆后, , 布过滤至发酵瓶中,盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置, 的塑料瓶替代, 布过滤至发酵瓶中,盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置,可以用 500 mL 的塑料瓶替代,但注入的果汁量 不要超过塑料瓶总体积的 2/3。 。 5. 将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。 将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。 6. 由于发酵旺盛期 CO2 的产量非常大,因此需要及时排气,防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置, 的产量非常大,因此需要及时排气,防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置, 如瓶子(最好选用塑料瓶) 每天要拧松瓶盖 ~ ,每天要拧 进行排气。 如瓶子(最好选用塑料瓶) 每天要拧松瓶盖 2~4 次,进行排气。 , 7. 10 d 以后,可以开始进行取样检验工作。例如,可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。 以后,可以开始进行取样检验工作。例如,可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。 8. 当果酒制成以后,可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲,然后将装置转移至 30~35 ℃的条件下发酵,适 当果酒制成以后,可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲, 的条件下发酵, ~ 时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲,可尝试自然接种,但效果不是很好。 时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲,可尝试自然接种,但效果不是很好。如果没有充气装 可以将瓶盖打开,在瓶口盖上纱布,以减少空气中尘土等的污染。 置,可以将瓶盖打开,在瓶口盖上纱布,以减少空气中尘土等的污染。 课题成果评价 (一)果酒的制作是否成功 发酵后取样,通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外,还可用显微镜观察酵母菌,并用重铬酸钾检验酒精的 发酵后取样,通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外,还可用显微镜观察酵母菌,并用重铬酸钾检验酒精的 存在。如果实验结果不理想,请学生分析失败原因,然后重新制作。 存在。如果实验结果不理想,请学生分析失败原因,然后重新制作。 (二)果醋的制作是否成功 首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定, 首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定,再通过检测和比较醋酸发酵前后的 pH 作进一步的 鉴定。此外,还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌,并统计其数量作进一步鉴定。 鉴定。此外,还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌,并统计其数量作进一步鉴定。 答案和提示 (一)旁栏思考题 1.你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗?为什么? 你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗? 你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗 为什么? 应该先冲洗,然后再除去枝梗,以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。 答:应该先冲洗,然后再除去枝梗,以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。 2.你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染? 你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染? 你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染 提示:需要从发酵制作的过程进行全面的考虑 例如,榨汁机、发酵装置要清洗干净; 行全面的考虑。 提示:需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如,榨汁机、发酵装置要清洗干净;每次排气时只需拧 松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。 松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。 3.制葡萄酒时,为什么要将温度控制在 18~25 ℃?制葡萄醋时,为什么要将温度控制在 30~35 ℃? 制葡萄酒时, 制葡萄醋时, 制葡萄酒时 ~ ~ 温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。 左右最适合酵母菌繁殖。 答:温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20 ℃左右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温度控制在其最适温 度范围内。而醋酸菌是嗜温菌, 度范围内。而醋酸菌是嗜温菌,最适生长温度为 30~35 ℃,因此要将温度控制在 30~35 ℃。 ~ ~ 4.制葡萄醋时,为什么要适时通过充气口充气? 制葡萄醋时, 制葡萄醋时 为什么要适时通过充气口充气? 醋酸菌是好氧菌,在将酒精变为醋酸时需要氧的参与,因此要适时向发酵液中充气。 答:醋酸菌是好氧菌,在将酒精变为醋酸时需要氧的参与,因此要适时向发酵液中充气。 [资料 (二) 资料]发酵装置的设计讨论题 [资料]
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请分析此装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。 请分析此装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与 瓶身连接?结合果酒、果醋的制作原理,你认为应该如何使用这个发酵装置? 瓶身连接?结合果酒、果醋的制作原理,你认为应该如何使用这个发酵装置? 充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的; 答:充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出 CO2 的;出料口是 用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是防止空气中微生物的污染, 用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是防止空气中微生物的污染,其作用 类似巴斯德的鹅颈瓶。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。 类似巴斯德的鹅颈瓶。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。 (三)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 提示: 需要进行更为全面周详的考虑, 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, 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。 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。 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 提示: 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、 问题。 问题。 课题 2 腐乳的制作 实验案例 制作腐乳 实验的具体操作步骤如下。 实验的具体操作步骤如下。 1.将豆腐切成 3cm×3cm×1cm 的若干块。所用豆腐的含水量为 70%左右,水分过多则腐乳不易成形。水分 的若干块。 将豆腐切成 %左右,水分过多则腐乳不易成形。 测定方法如下。 测定方法如下。 精确称取经研钵研磨成糊状的样品 5~10 g (精确到 0.02mg ),置于已知重量的蒸发皿中,均匀摊平后,在 ~ 精确到 ,置于已知重量的蒸发皿中,均匀摊平后, 100~105 ℃电热干燥箱内干燥 4 h,取出后置于干燥器内冷却至室温后称重,然后再烘 30 min,直至所称 ~ ,取出后置于干燥器内冷却至室温后称重, , 重量不变为止。 重量不变为止。 样品水分含量( )计算公式如下。 样品水分含量(%)计算公式如下。 (烘干前容器和样品质量 烘干后容器和样品质量 烘干前样品质量 烘干前容器和样品质量-烘干后容器和样品质量 烘干前容器和样品质量 烘干后容器和样品质量)/烘干前样品质量 2.将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内,粽叶可以提供菌种,并能起到保温的作用。每块豆腐等距离排放,周 将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内, 到保温的作用。 将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内 粽叶可以提供菌种,并能起到保温的作用 每块豆腐等距离排放, 围留有一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时,将平盘用保鲜膜包裹,但不要封严, 围留有一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时,将平盘用保鲜膜包裹,但不要封严,以免 湿度太高,不利于毛霉的生长。 湿度太高,不利于毛霉的生长。 3.将平盘放入温度保持在 15~18 ℃的地方。毛霉逐渐生长,大约 5 d 后豆腐表面丛生着直立菌丝。 的地方。毛霉逐渐生长, 后豆腐表面丛生着直立菌丝。 将平盘放入温度保持在 ~ 4.当毛霉生长旺盛,并呈淡黄色时,去除包裹平盘的保鲜膜以及铺在上面的粽叶,使豆腐块的热量和水分能 当毛霉生长旺盛, 当毛霉生长旺盛 并呈淡黄色时,去除包裹平盘的保鲜膜以及铺在上面的粽叶, 够迅速散失,同时散去霉味。 以上。 够迅速散失,同时散去霉味。这一过程一般持续 36 h 以上。 5.当豆腐凉透后,将豆腐间连接在一起的菌丝拉断,并整齐排列在容器内,准备腌制。 当豆腐凉透后, 当豆腐凉透后 将豆腐间连接在一起的菌丝拉断,并整齐排列在容器内,准备腌制。 6.长满毛霉的豆腐块(以下称毛坯)与盐的质量分数比为 5∶1。将培养毛坯时靠近平盘没长直立菌丝的一 长满毛霉的豆腐块( 长满毛霉的豆腐块 以下称毛坯) ∶ 。 面统一朝向玻璃瓶边,将毛坯分层盘立摆放在容器中。分层加盐,并随层加高而增加盐量, 面统一朝向玻璃瓶边,将毛坯分层盘立摆放在容器中。分层加盐,并随层加高而增加盐量,在瓶口表面铺 盐厚些,以防止杂菌从瓶口进入。 盐厚些,以防止杂菌从瓶口进入。约腌制 8 d。 。 7.将黄酒、米酒和糖,按口味不同而配以各种香辛料(如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等)混合 将黄酒、 辣椒等) 将黄酒 米酒和糖,按口味不同而配以各种香辛料(如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、 制成卤汤。 制成卤汤。卤汤酒精含量控制在 12%左右为宜[注] %左右为宜[ 。 [注]酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高,对蛋白酶的抑制作用也越 酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高, 使腐乳成熟期延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高,加快蛋白质的水解 杂菌繁殖快,豆腐易腐败, 质的水解, 大,使腐乳成熟期延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高,加快蛋白质的水解,杂菌繁殖快,豆腐易腐败, 难以成块。 难以成块。 8.将广口玻璃瓶刷干净后,用高压锅在 100 ℃蒸汽灭菌 30 min。将腐乳咸坯摆入瓶中,加入卤汤和辅料后, 将广口玻璃瓶刷干净后, 将广口玻璃瓶刷干净后 。将腐乳咸坯摆入瓶中,加入卤汤和辅料后, 将瓶口用酒精灯加热灭菌,用胶条密封。在常温情况下,一般六个月可以成熟。 将瓶口用酒精灯加热灭菌,用胶条密封。在常温情况下,一般六个月可以成熟。 课题成果评价 (一)是否完成腐乳的制作
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学生是否完成腐乳的制作依据是:能够合理地选择实验材料与用具;前期发酵后豆腐的表面长有菌丝, 学生是否完成腐乳的制作依据是:能够合理地选择实验材料与用具;前期发酵后豆腐的表面长有菌丝,后 期发酵制作基本没有杂菌的污染。 期发酵制作基本没有杂菌的污染。 (二)腐乳质量的评价 制作成功的腐乳应该具有以下特点:色泽基本一致、味道鲜美、咸淡适口、无异味、块形整齐、厚薄均匀、 制作成功的腐乳应该具有以下特点:色泽基本一致、味道鲜美、咸淡适口、无异味、块形整齐、厚薄均匀、 质地细腻、无杂质。 质地细腻、无杂质。 (三) 能否总结不同条件对腐乳风味和质量的影响。 能否总结不同条件对腐乳风味和质量的影响。 学生能从盐、酒的用量、发酵的温度、发酵时间的长短, 学生能从盐、酒的用量、发酵的温度、发酵时间的长短,以及香辛料等因素中的某一因素来说明其对腐乳 风味或质量的影响。 风味或质量的影响。 答案和提示 (一)旁栏思考题 1.你能利用所学的生物学知识,解释豆腐长白毛是怎么一回事? 你能利用所学的生物学知识, 你能利用所学的生物学知识 解释豆腐长白毛是怎么一回事? 豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝,在豆腐中还有匍匐菌丝。 答:豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝,在豆腐中还有匍匐菌丝。 2.王致和为什么要撒许多盐,将长毛的豆腐腌起来? 王致和为什么要撒许多盐, 王致和为什么要撒许多盐 将长毛的豆腐腌起来? 盐能防止杂菌污染,避免豆腐腐败。 答:盐能防止杂菌污染,避免豆腐腐败。 3.我们平常吃的豆腐,哪种适合用来做腐乳? 我们平常吃的豆腐, 我们平常吃的豆腐 哪种适合用来做腐乳? 答:含水量为 70%左右的豆腐适于作腐乳。用含水量过高的豆腐制腐乳,不易成形。 左右的豆腐适于作腐乳。用含水量过高的豆腐制腐乳,不易成形。 左右的豆腐适于作腐乳 4.吃腐乳时, 吃腐乳时, 你会发现腐乳外部有一层致密的“皮 。 这层“皮 是怎样形成的呢 它对人体有害吗? 是怎样形成的呢? 吃腐乳时 你会发现腐乳外部有一层致密的 皮”。 这层 皮”是怎样形成的呢?它对人体有害吗?它的作用 是什么? 是什么? 是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝( ,它能形成腐乳的 答:“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝) 它能形成腐乳的 体”,使腐乳成形。“皮”对 皮 是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝 匍匐菌丝) 它能形成腐乳的“体 ,使腐乳成形。 皮 对 , 人体无害。 人体无害。 (二)练习 1.答:越接近瓶口,杂菌污染的可能性越大,因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量,在接近瓶口的表面, 答 越接近瓶口,杂菌污染的可能性越大,因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量,在接近瓶口的表面, 盐要铺厚一些,以有效防止杂菌污染。 盐要铺厚一些,以有效防止杂菌污染。 课题 3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 课题成果评价 (一)泡菜腌制的质量如何 可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定 还可以在显微镜下观察乳酸菌形态, 进行初步的评定, 可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定,还可以在显微镜下观察乳酸菌形态,比较不同时期泡菜坛中 乳酸菌的含量。 乳酸菌的含量。 (二)亚硝酸盐含量的测定 配制的亚硝酸盐标准使用液与样品液显色后,目测比色效果如何,是否与标准液的浓度相吻合。 配制的亚硝酸盐标准使用液与样品液显色后,目测比色效果如何,是否与标准液的浓度相吻合。如果不吻 还应在已知浓度范围内,改变浓度梯度,进一步配制标准使用液。 合,还应在已知浓度范围内,改变浓度梯度,进一步配制标准使用液。 (三)是否进行了及时细致的观察与记录 在实验进行过程中,应及时对泡菜中亚硝酸盐含量进行鉴定, 在实验进行过程中,应及时对泡菜中亚硝酸盐含量进行鉴定,比较不同时期亚硝酸盐含量的变化及其对泡 菜质量的影响。 菜质量的影响。 答案和提示 (一)旁栏思考题 1.为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶? 为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶? 为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶 酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用 抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长, 菌的发酵作用。 答:酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长,因此含有抗生素的牛 奶不能发酵成酸奶。 奶不能发酵成酸奶。 2.为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜,不吃存放时间过长、变质的蔬菜? 为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜, 为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜 不吃存放时间过长、变质的蔬菜? 有些蔬菜,如小白菜和萝卜等,含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久发生变质(发黄、腐烂) 答:有些蔬菜,如小白菜和萝卜等,含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久发生变质(发黄、腐烂)或 者煮熟后存放太久时,蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐,危害人体健康。 者煮熟后存放太久时,蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐,危害人体健康。
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3.为什么泡菜坛内有时会长一层白膜?你认为这层白膜是怎么形成的? 为什么泡菜坛内有时会长一层白膜?你认为这层白膜是怎么形成的? 为什么泡菜坛内有时会长一层白膜 形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物,泡菜发酵液营养丰富, 答:形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物,泡菜发酵液营养丰富,其表面氧气含量 也很丰富,适合酵母菌繁殖。 也很丰富,适合酵母菌繁殖。 (二)练习 2.答:果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精发酵,果醋的制作利用的是醋酸菌将酒精转变为醋酸的代谢, 答 果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精发酵,果醋的制作利用的是醋酸菌将酒精转变为醋酸的代谢, 腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶类,泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸发酵。 腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶类,泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸发酵。 传统发酵技术都巧妙地利用了天然菌种,都为特定的菌种提供了良好的生存条件, 传统发酵技术都巧妙地利用了天然菌种,都为特定的菌种提供了良好的生存条件,最终的发酵产物不是单 一的组分,而是成分复杂的混合物。 一的组分,而是成分复杂的混合物。 专题 2 微生物的培养与应用 课题 1 微生物的实验室培养 课题成果评价 (一)培养基的制作是否合格 后无菌落生长,说明培养基的制备是成功的, 如果未接种的培养基在恒温箱中保温 1~2 d 后无菌落生长,说明培养基的制备是成功的,否则需要重新制 ~ 备。 (二)接种操作是否符合无菌要求 如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基本一致,并符合大肠杆菌菌落的特点,则说明接种操作是 如果培养基上生长的菌落的颜色、 形状、 大小基本一致,并符合大肠杆菌菌落的特点, 符合要求的;如果培养基上出现了其他菌落,则说明接种过程中,无菌操作还未达到要求,需要分析原因, 符合要求的;如果培养基上出现了其他菌落,则说明接种过程中,无菌操作还未达到要求,需要分析原因, 再次练习。 再次练习。 (三)是否进行了及时细致的观察与记录 后的大肠杆菌菌落的大小会有明显不同,及时观察记录的同学会发现这一点, 培养 12 h 与 24 h 后的大肠杆菌菌落的大小会有明显不同,及时观察记录的同学会发现这一点,并能观察到 其他一些细微的变化。这一步的要求主要是培养学生良好的科学态度与习惯。 其他一些细微的变化。这一步的要求主要是培养学生良好的科学态度与习惯。 答案和提示 (一)旁栏思考题 1.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还有什么目的? 无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外 无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还有什么目的? 无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。 答:无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。 2.请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要,请选择合适的方法。 请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要,请选择合适的方法。 请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌 (1) 培养细菌用的培养基与培养皿 ) (2) 玻棒、试管、烧瓶和吸管 ) 玻棒、试管、 (3) 实验操作者的双手 ) (1)(2)需要灭菌; (3)需要消毒。 答: )( )需要灭菌; )需要消毒。 ( 、 ( (二)倒平板操作的讨论 1.培养基灭菌后,需要冷却到 50 ℃左右时,才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度? 培养基灭菌后, 左右时,才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度? 培养基灭菌后 提示:可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时,就可以进行倒平板了 板了。 提示:可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时,就可以进行倒平板了。 2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰? 为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰? 为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰 通过灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培养基。 答:通过灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培养基。 3.平板冷凝后,为什么要将平板倒置? 平板冷凝后,为什么要将平板倒置? 平板冷凝后 平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置, 答:平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以使培养 基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。 基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。 4.在倒平板的过程中, 在倒平板的过程中, 如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位, 这个平板还能用来培养微生物吗? 在倒平板的过程中 如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位, 这个平板还能用来培养微生物吗? 为什么? 为什么? 空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生,因此最好不要用这个平板培养微生物。 答:空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生,因此最好不要用这个平板培养微生物。 平板划线操作的讨论 (三)平板划线操作的讨论
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1.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?在划线操作结束时, 为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?在划线操作结束时, 仍然需要灼烧接种环吗? 为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环 仍然需要灼烧接种环吗? 为什么? 为什么? 操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物; 答:操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物;每次划线前灼烧接种环 是为了杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使下一次划线时, 是为了杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划 线的末端,从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到菌落。 线的末端,从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到菌落。划线结束后灼 烧接种环,能及时杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。 烧接种环,能及时杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。 2.在灼烧接种环之后,为什么要等其冷却后再进行划线? 在灼烧接种环之后, 在灼烧接种环之后 为什么要等其冷却后再进行划线? 以免接种环温度太高,杀死菌种。 答:以免接种环温度太高,杀死菌种。 3.在作第二次以及其后的划线操作时,为什么总是从上一次划线的末端开始划线? 在作第二次以及其后的划线操作时, 在作第二次以及其后的划线操作时 为什么总是从上一次划线的末端开始划线? 划线后,线条末端细菌的数目比线条起始处要少,每次从上一次划线的末端开始, 答:划线后,线条末端细菌的数目比线条起始处要少,每次从上一次划线的末端开始,能使细菌的数目随 着划线次数的增加而逐步减少,最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 着划线次数的增加而逐步减少,最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 (四)涂布平板操作的讨论 涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求,想一想, 涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求,想一想,第 2 步应 如何进行无菌操作? 如何进行无菌操作? 提示:应从操作的各个细节保证“无菌 例如,酒精灯与培养皿的距离要合适、 无菌”。 提示:应从操作的各个细节保证 无菌 。例如,酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他 物体、吸管要在酒精灯火焰周围;等等。 物体、 管要在酒精灯火焰周围;等等。 (五)练习 1.提示:可以从微生物生长需要哪些条件的角度来思考。例如,微生物的生长需要水、空气、适宜的温度, 提示: 提示 可以从微生物生长需要哪些条件的角度来思考。例如,微生物的生长需要水、空气、适宜的温度, 食品保存可以通过保持干燥、真空的条件,以及冷藏等方法来阻止微生物的生长。 食品保存可以通过保持干燥、真空的条件,以及冷藏等方法来阻止微生物的生长。 2.提示:可以从这三种培养技术的原理、操作步骤等方面分别进行总结归纳。例如,这三种培养技术都需要 提示: 提示 可以从这三种培养技术的原理、操作步骤等方面分别进行总结归纳。例如, 为培养物提供充足的营养,但无土栽培技术的操作并不需要保证无菌的条件, 为培养物提供充足的营养,但无土栽培技术的操作并不需要保证无菌的条件,而其他两种技术都要求严格 的无菌条件。 的无菌条件。 3.提示:这是一道开放性的问题,答案并不惟一,重点在于鼓励学生积极参与,从不同的角度思考问题。例 提示: 提示 这是一道开放性的问题,答案并不惟一,重点在于鼓励学生积极参与,从不同的角度思考问题。 正是由于证明了微生物不是自发产生的,微生物学才可能发展成为一门独立的学科; 如,正是由于证明了微生物不是自发产生的,微生物学才可能发展成为一门独立的学科;巴斯德实验中用 到的加热灭菌的方法导致了有效的灭菌方法的出现,而这一灭菌原理也适用于食品的保存等。 到的加热灭菌的方法导致了有效的灭菌方法的出现,而这一灭菌原理也适用于食品的保存等。 课题 2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 分解尿素的细菌 实验案例 土壤中某样品细菌的分离与计数 实验的具体操作步骤如下。 实验的具体操作步骤如下。 1.土壤取样 从肥沃、湿润的土壤中取样。先铲去表层土 3 cm 左右,再取样,将样品装入事先准备好的信 左右,再取样, 土壤取样 从肥沃、湿润的土壤中取样。 封中。 封中。 2.制备培养基 准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基将菌液稀释相同的倍数, 制备培养基 准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基将菌液稀释相同的倍数, 在牛肉膏蛋白胨培养基上生 长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目 因此,牛肉膏蛋白胨培养基可以作为对照, 选择培养基上的数目, 长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目,因此,牛肉膏蛋白胨培养基可以作为对照,用来判断选择 培养基是否起到了选择作用。由于初次实验,对于稀释的范围没有把握,因此选择了一个较为宽泛的范围: 培养基是否起到了选择作用。由于初次实验,对于稀释的范围没有把握,因此选择了一个较为宽泛的范围: 个选择培养基, 个牛肉膏蛋白胨培养基, 稀释倍数为 103~107。每个稀释度下需要 3 个选择培养基,1 个牛肉膏蛋白胨培养基,因此共需要 15 个选 ~ 。 择培养基,5 个牛肉膏蛋白胨培养基。此外,还需要准备 8 个灭菌的试管和 1 个灭菌的移液管。 择培养基, 个牛肉膏蛋白胨培养基。此外, 个灭菌的移液管。 3.微生物的培养与观察 参考课本中图 2-7 的实验流程示意图,将 10 g 土样加入盛有 90 mL 无菌生理盐水 的实验流程示意图, 微生物的培养与观察 的锥形瓶中( ,充分摇匀 的锥形瓶中(锥形瓶体积为 250 mL) 充分摇匀,吸取上清液 1 mL,转移至盛有 9 mL 的生理盐水的无菌 ) 充分摇匀,吸取上清液 , , 大试管中, 稀释度, 大试管中,依次等比稀释至 107 稀释度,并按照由 107~103 稀释度的顺序分别吸取 0.1 mL 进行平板涂布 ~ 操作。按照浓度从低到高的顺序涂布平板,不必更换移液管。 操作。按照浓度从低到高的顺序涂布平板,不必更换移液管。 温度下培养。随着培养时间的延长,会有不同的菌落产生。 将涂布好的培养皿放在 30 ℃温度下培养。随着培养时间的延长,会有不同的菌落产生。比较牛肉膏培养基 和选择培养基中菌落的数量、形态等,并做好记录。 和选择培养基中菌落的数量、形态等,并做好记录。
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挑选选择培养基中不同形态的菌落接入含酚红培养基的斜面中, 观察能否产生如课本中图 2-10 的颜色反应。 的颜色反应。 挑选选择培养基中不同形态的菌落接入含酚红培养基的斜面中, 4.细菌的计数 当菌落数目稳定时,选取菌落数在 30~300 的平板进行计数。在同一稀释度下,至少对 3 个 的平板进行计数。在同一稀释度下, 细菌的计数 当菌落数目稳定时, ~ 平板进行重复计数,然后求出平均值,并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。 平板进行重复计数,然后求出平均值,并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。 课题成果评价 (一)培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出菌落 对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长,说明培养基没有被杂菌污染。牛肉膏培养基的菌落数目明显大 对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长,说明培养基没有被杂菌污染。 于选择培养基的数目,说明选择培养基已筛选出一些菌落。 于选择培养基的数目,说明选择培养基已筛选出一些菌落。 (二)样品的稀释操作是否成功 的平板,则说明稀释操作比较成功, 如果得到了 2 个或 2 个以上菌落数目在 30~300 的平板,则说明稀释操作比较成功,并能够进行菌落的计 ~ 数。 (三)重复组的结果是否一致 如果学生选取的是同一种土样 统计的结果应该接近。如果结果相差太远, 选取的是同一种土样, 如果学生选取的是同一种土样,统计的结果应该接近。如果结果相差太远,教师需要引导学生一起分析产 生差异的原因。 生差异的原因。 答案和提示 (一)旁栏思考题 1.想一想,如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数? 想一想,如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数? 想一想 统计某一稀释度下平板上的菌落数, 个平板,计算出平板菌落数的平均值, 答:统计某一稀释度下平板上的菌落数,最好能统计 3 个平板,计算出平板菌落数的平均值,然后按课本 旁栏的公式进行计算。 旁栏的公式进行计算。 2.为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度?测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌 为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度? 为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度 的数量,选用的稀释范围相同吗? 的数量,选用的稀释范围相同吗? 这是因为土壤中各类微生物的数量(单位: 层样本中: 答:这是因为土壤中各类微生物的数量(单位:株/kg)是不同的,例如在干旱土壤中的上层样本中:好氧 )是不同的,例如在干旱土壤中的上层样本中 因此, 及兼性厌氧细菌数约为 2 185 万,放线菌数约为 477 万,霉菌数约为 23.1 万。因此,为获得不同类型的微 生物,就需要按不同的稀释度进行分离,同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。 生物,就需要按不同的稀释度进行分离,同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。 (二)练习 2.提示:反刍动物的瘤胃中含有大量的微生物,其中也包括分解尿素的微生物。由于瘤胃中的微生物多为厌 提示: 提示 反刍动物的瘤胃中含有大量的微生物,其中也包括分解尿素的微生物。 氧菌,接触空气后会死亡,因此分离其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基外,还应参照厌氧 氧菌,接触空气后会死亡, 因此分离其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基外, 菌的培养方法进行实验设计。 菌的培养方法进行实验设计。 课题 3 分解纤维素的微生物的分离 实验案例 土壤中纤维素分解菌的分离 实验的具体操作步骤如下 如下。 实验的具体操作步骤如下。 1.土样采集 土样采集的方法与本专题课题 2 类似。土样的采集要选择富含纤维素的环境,这是因为在纤维 类似。土样的采集要选择富含纤维素的环境, 土样采集 素含量丰富的环境,通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。如果找不到合适的环境, 素含量丰富的环境,通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。如果找不到合适的环境,可以将滤纸埋在土 壤中,过一个月左右也会有能分解纤维素的微生物生长。 壤中,过一个月左右也会有能分解纤维素的微生物生长。 2.选择培养 选择培养需要的仪器有:250 mL 锥形瓶、无菌称量瓶、药匙、1 mL 和 10 mL 的移液管、天平、 锥形瓶、 无菌称量瓶、 药匙、 的移液管、 天平、 选择培养 选择培养需要的仪器有: 摇床、温度计等。 摇床、温度计等。 培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制。 培养基, 层纱布做成瓶塞, 培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制。在 250 mL 锥形瓶中装入 30 mL 培养基,用 8 层纱布做成瓶塞, 将瓶口塞紧,再在瓶塞外包裹两层包装纸 或报纸) 用线绳扎紧, 包装纸( ,用线绳扎紧 将瓶口塞紧,再在瓶塞外包裹两层包装纸(或报纸) 用线绳扎紧,在 121 ℃下高压蒸汽灭菌 20 min。 , 。 选择培养的操作: 培养基的摇瓶中。将摇瓶置于摇床上, 选择培养的操作:称取土样 20 g,在无菌条件下加入装有 30 mL 培养基的摇瓶中。将摇瓶置于摇床上,在 , 30 ℃下振荡培养 1~2 d,至培养基变混浊。此时可以吸取 0.1 mL 培养液进行梯度稀释和涂布平板,也可 培养液进行梯度稀释和涂布平板, ~ ,至培养基变混浊。 以按课本中所述,重复选择培养的步骤一次,然后再进行梯度稀释和涂布平板。 以按课本中所述,重复选择培养的步骤一次,然后再进行梯度稀释和涂布平板。 3.刚果红染色法分离 纤维素分解菌这一步所需要的仪器有: 无菌培养皿、 涂布器、 1 移液管, 刚果红染色法分离 纤维素分解菌这一步所需要的仪器有: 无菌培养皿、 涂布器、 mL 移液管, 装有 9mL
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大试管,温箱等。 无菌水的 20 mL 大试管,温箱等。 培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制 在 中的比例配制。 培养基, 培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制。 500 mL 三角瓶中装入 200 mL 培养基, 121 ℃下高压蒸汽 在 灭菌 20 min。 。 倒平板操作:将灭菌后的固体培养基熔化,按无菌操作的要求, 培养基, 倒平板操作:将灭菌后的固体培养基熔化,按无菌操作的要求,在无菌的培养皿中倒入 15~20 mL 培养基, ~ 凝固后待用。 凝固后待用。 制备菌悬液:按照本专题课题 1 的稀释操作方法,将选择培养后的培养基进行等比稀释,稀释最大倍数至 制备菌悬液: 的稀释操作方法,将选择培养后的培养基进行等比稀释, 106。 。 涂布平板: 涂布平板:将稀释度为 104~106 的菌悬液各取 0.1 mL,滴加在平板培养基上,用涂布器将菌液涂布均匀, ~ ,滴加在平板培养基上,用涂布器将菌液涂布均匀, 倒置培养,至菌落长出。 个平板,并注意设置对照。刚果红染色的具体操作 在 30 ℃倒置培养,至菌落长出。每个稀释度下需涂布 3 个平板,并注意设置对照。刚果红染色的具体操作 步骤参照课本[资料三] 步骤参照课本[资料三] 。 课题成果评价 培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落: (一)培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落:对照的培养基在培养过程中没有菌落生长 则说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落,则说明可能获得了分解纤维素的微生物。 则说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落,则说明可能获得了分解纤维素的微生物。 分离的结果是否一致:由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量, (二)分离的结果是否一致:由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量,因此最容易分离得 到的是细菌。但由于所取土样的环境不同,学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。 到的是细菌。但由于所取土样的环境不同,学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。 答案和提示 (一)旁栏思考题 1.本实验的流程与课题 2 中的实验流程有哪些异同? 本实验的流程与课题 中的实验流程有哪些异同? 的流程的区别如下 区别如下。 答:本实验流程与课题 2 的流程的区别如下。课题 2 是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮源 的选择性培养基上,直接分离得到菌落。本课题通过选择培养,使纤维素分解菌得到增殖后, 的选择性培养基上,直接分离得到菌落。本课题通过选择培养,使纤维素分解菌得到增殖后,再将菌液涂 布在选择培养基上。其他步骤基本一致。 布在选择培养基上。其他步骤基本一致。 2.为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌? 为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌? 为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌 由于生物与环境的相互依存关系,在富含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量相对提高, 答:由于生物与环境的相互依存关系,在富含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量相对提高,因此从这 种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。 种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。 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? 将滤纸埋在土壤中有什么作用? 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? 答:将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集,实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一 将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集, 实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。 分解菌生存的适宜环境 左右腐殖土壤中。 般应将纸埋于深约 10 cm 左右腐殖土壤中。 4.想一想,这两种方法各有哪些优点与不足?你打算选用哪一种方法? 想一想, 想一想 这两种方法各有哪些优点与不足?你打算选用哪一种方法? 提示:参看本课题参考资料的内容。 提示:参看本课题参考资料的内容。 5.为什么选择培养能够 浓缩 所需的微生物? 为什么选择培养能够“浓缩 所需的微生物? 为什么选择培养能够 浓缩”所需的微生物 在选择培养的条件下,可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖, 答:在选择培养的条件下,可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖,而那些不适应这种 营养条件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到“浓缩 的作用。 浓缩”的作用 营养条件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到 浓缩 的作用。 (二)练习 2.答:流程图表示如下。 答 流程图表示如下。 土壤取样→选择培养 此步是否需要,应根据样品中目的菌株数量的多少来确定) 梯度稀释 选择培养( 梯度稀释→将菌悬液 土壤取样 选择培养(此步是否需要,应根据样品中目的菌株数量的多少来确定)→梯度稀释 将菌悬液 涂布到有特定选择作用的培养基上 挑选单菌落→发酵培养 涂布到有特定选择作用的培养基上→挑选单菌落 发酵培养 作用的培养基上 挑选单菌落 专题 3 植物的组织培养技术 课题 1 菊花的组织培养 课题成果评价 (一)对接种操作中污染情况的分析 在接种操作中被杂菌污染的培养物会表现出被污染的现象。请学生适时统计污染率, 接种 3~4 d 后,在接种操作中被杂菌污染的培养物会表现出被污染的现象。请学生适时统计污染率,分析 ~ 接种操作是否符合无菌要求。 接种操作是否符合无菌要求。
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(二)是否完成了对植物组织的脱分化和再分化 观察实验结果,看看是否培养出了愈伤组织,记录多长时间长出愈伤组织。 观察实验结果,看看是否培养出了愈伤组织,记录多长时间长出愈伤组织。统计更换培养基后愈伤组织进 一步分化成根和芽的比例和时间。 一步分化成根和芽的比例和时间。 是否进行了统计、 (三)是否进行了统计、对照与记录 做好统计和对照,填好结果记录表,培养严谨的科学态度 从实验的第一步开始就要求学生做好实验记录, 学态度。 做好统计和对照,填好结果记录表,培养严谨的科学态度。从实验的第一步开始就要求学生做好实验记录, 可以让学生分组配制不同培养基,如诱导愈伤或直接分化丛芽的培养基,然后做不同配方的比较。 可以让学生分组配制不同培养基,如诱导愈伤或直接分化丛芽的培养基,然后做不同配方的比较。 (四)生根苗的移栽是否合格 生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基,又不能伤及根系。一般使用无土栽培的办法。 生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基,又不能伤及根系。一般使用无土栽培的办法。 培养基质要提前消毒, 的高锰酸钾, 培养基质要提前消毒,可以向培养基质喷洒质量分数为 5%的高锰酸钾,并用塑料薄膜覆盖 12 h。掀开塑 的高锰酸钾 。 才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天,等壮苗后再定植大田或进行盆栽。 料薄膜后 24 h 才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天,等壮苗后再定植大田或进行盆栽。学生可以 在课后统计自己移栽的成活率,看看移栽是否合格。 在课后统计自己移栽的成活率,看看移栽是否合格。 答案和提示 (一)旁栏思考题 1.你能说出各种营养物质的作用吗?同专题 2 中微生物培养基的配方相比, 你能说出各种营养物质的作用吗? 中微生物培养基的配方相比, 培养基的配方有哪些明显的 MS 你能说出各种营养物质的作用吗 不同? 不同? 答:微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐;蔗糖提供碳源,同时能够维持细胞的渗透压; 微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐;蔗糖提供碳源,同时能够维持细胞的渗透压; 甘氨酸、 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 微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同, 培养基则需提供大量无机营养, 求。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同,MS 培养基则需提供大量无机营养,无机盐混合 物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。 物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。 2.你打算做几组重复?你打算设置对照实验吗? 你打算做几组重复? 你打算做几组重复 你打算设置对照实验吗? 教师可以安排学生分组 做不同的材料或配方,最后分别汇报成果。 生分组, 答:教师可以安排学生分组,做不同的材料或配方,最后分别汇报成果。但每种材料或配方至少要做一组 以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶, 以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶,与接种操作后的锥形瓶一同培 用以说明培养基制作合格,没有被杂菌污染。 养,用以说明培养基制作合格,没有被杂菌污染。 (二)练习 1.答:植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差,对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养 答 植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差,对培养条件的要求较高。 基同样适合于某些微生物的生长,如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染,就会导 基同样适合于某些微生物的生长, 如一些细菌、 真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染, 致实验前功尽弃,因此要进行严格的无菌操作。 致实验前功尽弃,因此要进行严格的无菌操作。 2.答:外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况好,容易诱导脱分 答 外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况好, 化和再分化。 化和再分化。 课题 2 月季的花药培养 课题成果评价 (一)选材是否恰当 选材是否成功是花药培养成功的关键。学生应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。 选材是否成功是花药培养成功的关键。学生应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。 (二)无菌技术是否过关 如果出现了污染现象,说明某些操作步骤,如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。 如果出现了污染现象,说明某些操作步骤,如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。 (三)接种是否成功 如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体,花药培养的第一步就成功了。要适时转换培养基, 如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体,花药培养的第一步就成功了。要适时转换培养基,以便愈 伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。 伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。 答案和提示 (一)旁栏思考题 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难? 花瓣松动后,微生物就可能侵入到花药,给材料的消毒带来困难。 答:花瓣松动后,微生物就可能侵入到花药,给材料的消毒带来困难。
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(二)练习 1.答:F2 代紫色甜玉米的基因型组成可能为 Aasusu 或 AAsusu。如果运用常规育种方法,将 F2 代中的紫 答 。如果运用常规育种方法, 色甜玉米与白色甜玉米( 纯种紫色甜玉米。 色甜玉米与白色甜玉米(aasusu)进行测交,可以选择出基因型为 AAsusu 纯种紫色甜玉米。但这种方法比 )进行测交, 较繁琐,耗时也较长,需要至少三年的选种和育种时间。如果利用花药培养的技术, 较繁琐,耗时也较长,需要至少三年的选种和育种时间。如果利用花药培养的技术,在 F1 代产生的花粉中 的组合,再将花粉植株进行染色体加倍,就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体( 就可能有 Asu 的组合,再将花粉植株进行染色体加倍,就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体(AAsusu) ) 。 这种方法可以大大缩短育种周期。 这种方法可以大大缩短育种周期 2.答: 植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是: 培养基配制方法、 无菌技术及接种操作等基本相同。 答 植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是: 培养基配制方法、 无菌技术及接种操作等基本相同。 两者的不同之处在于:花药培养的选材非常重要,需事先摸索时期适宜的花蕾; 两者的不同之处在于:花药培养的选材非常重要,需事先摸索时期适宜的花蕾;花药裂开后释放出的愈伤 组织或胚状体也要及时更换培养基;花药培养对培养基配方的要求更为严格。 组织或胚状体也要及时更换培养基;花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大 为增加。 为增加。 专题 4 酶的研究与应用 课题 1 果胶酶在果汁生产中的作用 课题成果评价 本课题评价的重点应放在对学生探究报告的评价上。报告的主要内容应该包括: 本课题评价的重点应放在对学生探究报告的评价上。报告的主要内容应该包括:根据实验数据绘制出的温 对果胶酶活性影响的曲线图;不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图 量对出汁量影响的曲线图( 度和 pH 对果胶酶活性影响的曲线图;不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图(在浓度和体积相同的条件 下) 并最终得到果胶酶最适温度、pH 以及果胶酶的最适用量。 ;并最终得到果胶酶最适温度、 ;并最终得到果胶酶最适温度 以及果胶酶的最适用量。 答案和提示 (一)旁栏思考题 1.为什么在混合苹果泥和果胶酶之前,要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理? .为什么在混合苹果泥和果胶酶之前,要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理? 提示:将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理,可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的, 提示:将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理,可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的,避免 了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶活性的问题。 了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶活性的问题。 2.在探究温度或 pH 的影响时,是否需要设置对照?如果需要,又应该如何设置?为什么? 的影响时,是否需要设置对照?如果需要,又应该如何设置?为什么? . 提示:需要设置对照实验, 梯度之间就可以作为对照, 提示:需要设置对照实验,不同的温度梯度之间或不同的 pH 梯度之间就可以作为对照,这种对照称为相 互对照。 互对照。 3.A 同学将哪个因素作为变量,控制哪些因素不变?为什么要作这样的处理?B 同学呢? . 同学将哪个因素作为变量,控制哪些因素不变?为什么要作这样的处理? 同学呢? 提示:A 同学将温度或 pH 作为变量,控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤 提示: 作为变量,控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、 的时间等。只有在实验中保证一个自变量,实验结果才能说明问题。 的时间等。只有在实验中保证一个自变量,实验结果才能说明问题。B 同学对于变量的处理应该与 A 同学 相同,只是观察因变量的角度不同。 相同,只是观察因变量的角度不同。 4.想一想,为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低? .想一想,为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低? 提示:果胶酶将果胶分解为小分子物质,小分子物质可以通过滤纸,因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶 提示:果胶酶将果胶分解为小分子物质,小分子物质可以通过滤纸,因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶 的催化分解果胶的能力。 果胶酶的活性越大,苹果汁的体积就越大。 的催化分解果胶的能力。在不同的温度和 pH 下,果胶酶的活性越大,苹果汁的体积就越大。 5.当探究温度对果胶酶活性的影响时,哪个因素是变量,哪些因素应该保持不变? .当探究温度对果胶酶活性的影响时,哪个因素是变量,哪些因素应该保持不变? 提示:温度是变量,应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、 等所有其他条件不变。 提示:温度是变量,应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的 pH 等所有其他条件不变。 只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。 只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。 (二)练习 答:大规模生产与实验室制备的主要不同点是: 大规模生产与实验室制备的主要不同点是: 1.有两次瞬间高温灭菌; 有两次瞬间高温灭菌; 有两次瞬间高温灭菌 2.酶处理的时间相对较长; 酶处理的时间相对较长; 酶处理的时间相对较长 3.有离心分离步骤和浓缩步骤。 有离心分离步骤和浓缩步骤。 有离心分离步骤和浓缩步骤 课题 2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 实验方案的设计 实验方案的设计 实验材料:添加了复合酶的洗衣粉, 滴同种的植物油, 实验材料:添加了复合酶的洗衣粉,大小相同的白棉布 4 块(在上面分别滴加 4 滴同种的植物油,放置至
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干燥) 。 干燥) 水温、水质及水量: 水温、水质及水量:水温的温度梯度为 5 ℃、15 ℃、25 ℃和 35 ℃(其中 5 ℃可以通过冰箱冷藏室来控 其他温度可以通过水浴控制) 水质为自来水; ;水质为自来水 制,其他温度可以通过水浴控制) 水质为自来水;水量为 500 mL。 ; 。 实验仪器: 的烧杯、玻璃棒等。 实验仪器:1 000 mL 的烧杯、玻璃棒等。 子课题二不同种类的洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的比较 比较子课题一与子课题二:在子课题一中,水温是变量,其他因素在实验中保持不变;而在子课题二中, 比较子课题一与子课题二: 在子课题一中,水温是变量,其他因素在实验中保持不变;而在子课题二中, 水温则应保持不变。在实施子课题二时,通常应采用当地的常温,如果是冬季水温过低, 水温则应保持不变。在实施子课题二时,通常应采用当地的常温,如果是冬季水温过低,就应采用水浴的 方法, 方法,使温度达到 25 ℃~35 ℃。 市场中的洗衣粉有多种类型,应选择不同种类的加酶洗衣粉和普通洗衣粉。污物的选择也应该多样化, 市场中的洗衣粉有多种类型,应选择不同种类的加酶洗衣粉和普通洗衣粉。污物的选择也应该多样化,只 有这样才具有实践指导意义。 的选择供参考,表中的“√”号表示可以进行实验。此外,学生也可以针 号表示可以进行实验。 有这样才具有实践指导意义。表 4-2 的选择供参考,表中的 号表示可以进行实验 此外, 对污渍相同、布料(如化纤或棉布)的不同情况,探究不同种类洗衣粉的洗涤效果。 对污渍相同、布料(如化纤或棉布)的不同情况,探究不同种类洗衣粉的洗涤效果。 不同种类的洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的列表比较 污染物 油渍 血渍 奶渍 果汁渍 √ √ √ 蛋白酶洗衣粉 复合酶洗衣粉 √ √ √ √ 普通洗衣粉 √ √ √ √

课题成果评价 本课题的评价可以分为三个方面:一是设计的实验方案是否思路清晰、科学性和操作性强; 本课题的评价可以分为三个方面:一是设计的实验方案是否思路清晰、科学性和操作性强;二是实验报告 是否全面,是否涵盖了本课题所要求达到的目标;三是能否根据自己的探究成果,结合生活中的实际情况, 是否全面,是否涵盖了本课题所要求达到的目标;三是能否根据自己的探究成果,结合生活中的实际情况, 设计一份宣传板报或有关加酶洗衣粉的使用说明材料,供家人或本校的教职员工参考。学生完成课题后, 设计一份宣传板报或有关加酶洗衣粉的使用说明材料,供家人或本校的教职员工参考。学生完成课题后, 应该得出以下三方面的结论。 应该得出以下三方面的结论。 1.加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的比较分析。 .加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的比较分析。 2.各种不同品牌的加酶洗衣粉对油渍、血渍和奶渍等污物的不同的洗涤效果分析。 .各种不同品牌的加酶洗衣粉对油渍、血渍和奶渍等污物的不同的洗涤效果分析。 3.使用加酶洗衣粉时应注意的一些事项。 注意的一些事项。 .使用加酶洗衣粉时应注意的一些事项 答案和提示 (一)旁栏思考题 1.查阅资料,看看普通洗衣粉中包含哪些化学成分? .查阅资料,看看普通洗衣粉中包含哪些化学成分? 提示:普通洗衣粉中通常包含有:表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分, 提示:普通洗衣粉中通常包含有:表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分,有的洗衣粉中还含有增 白剂、香精和色素,以及填充剂等。 白剂、香精和色素,以及填充剂等。 2.在本课题中你打算使用什么方法和标准判断洗涤效果? .在本课题中你打算使用什么方法和标准判断洗涤效果? 提示:可在洗涤后比较污物的残留状况, 已消失、颜色变浅、面积缩小等,最好能进行定量的比较。 提示:可在洗涤后比较污物的残留状况,如:已消失、颜色变浅、面积缩小等,最好能进行定量的比较。 (二)练习 1.答:列表比较如下。 答 列表比较如下。 普通洗衣粉 加酶洗衣粉 相 同 表面活性剂可以产生泡沫,可以将油脂分子分散开;水软化剂可以分散污垢 等等。 表面活性剂可以产生泡沫,可以将油脂分子分散开;水软化剂可以分散污垢;等等。 点 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物,小分子有机物易于溶于水, 不 同 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物,小分子有机物易于溶于水,从而与纤维分 点 开。 2.答:不合适。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。 答 不合适。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。
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课题 3 酵母细胞的固定化 课题成果评价 (一)观察凝胶珠的颜色和形状 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少; 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的 凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再作尝试。 凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再作尝试。 (二)观察发酵的葡萄糖溶液 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,可以看到产生了很多气泡,同时会闻到酒味。 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,可以看到产生了很多气泡,同时会闻到酒味。 教师不仅要对学生制作的固定化酵母细胞进行评价,还要对学生的操作过程进行评价。此外, 教师不仅要对学生制作的固定化酵母细胞进行评价,还要对学生的操作过程进行评价。此外,对酵母细胞 固定化原理和实验操作方法的理解,也应是评价的有机组成部分。 固定化原理和实验操作方法的理解,也应是评价的有机组成部分。 答案和提示 练习 1.答:直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点如下表所示。 答 直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点如下表所示。 类型 优点 直 接 催化效率高,低耗能、低污染等。 使 用 催化效率高,低耗能、低污染等。 酶 不足 对环境条件非常敏感,容易失活;溶液中的酶很难回收, 对环境条件非常敏感,容易失活;溶液中的酶很难回收, 不能被再次利用,提高了生产成本; 不能被再次利用,提高了生产成本;反应后酶会混在产物 可能影响产品质量。 中,可能影响产品质量。

酶既能与反应物接触,又能与产物分 既能与反应物接触, 固 定 一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中,很多产 一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中, 同时, 离,同时,固定在载体上的酶还可以 物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到的。 化酶 物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到的。 被反复利用。 被反复利用。 固 定 化 细 成本低,操作更容易。 成本低,操作更容易。 胞 固定后的酶或细胞与反应物不容易接近, 可能导致反应效 固定后的酶或细胞与反应物不容易接近, 果下降等。 果下降等。

3.提示:可以从酶的结构的多样性,对理化条件的敏感程度等角度思考。 提示:可以从酶的结构的多样性,对理化条件的敏感程度等角度思考。 提示 专题 5 DNA 和蛋白质技术 课题 1 DNA 的粗提取与鉴定 实验案例 案例一 以鸡血为实验材料进行 DNA 的粗提取 课前准备 本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因。一是因为鸡血细胞核的 含量丰富,材料易得; 本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因。一是因为鸡血细胞核的 DNA 含量丰富,材料易得;二是鸡血细 胞极易吸水胀破,而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心,对设备要求较高,操作繁琐, 胞极易吸水胀破,而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心,对设备要求较高,操作繁琐,历时 较长。 较长。 教师可以到市场售活鸡处索取鸡血,所带烧杯中必须提前放入抗凝剂柠檬酸钠溶液。具体制备方法如下。 教师可以到市场售活鸡处索取鸡血,所带烧杯中必须提前放入抗凝剂柠檬酸钠溶液。具体制备方法如下。 烧杯中,注入新鲜的鸡血( ,同 取质量浓度为 0.1 g/mL 的柠檬酸钠溶液 100 mL,置于 500 mL 烧杯中,注入新鲜的鸡血(约 180 mL) 同 , ) , 时用玻璃棒搅拌, 使血液与柠檬酸钠溶液充分混合, 以免血液凝结。 将烧杯中的血液置于冰箱内, 时用玻璃棒搅拌, 使血液与柠檬酸钠溶液充分混合, 以免血液凝结。 将烧杯中的血液置于冰箱内, 静置 1 d, , 使血细胞自行沉淀。 使血细胞自行沉淀。 有条件的学校也可以将血液倒入离心管内进行离心, 2 000 r/min 或 3 000 r/min 的转 有条件的学校也可以将血液倒入离心管内进行离心, 用 离心 速,离心 2 min,使血细胞沉淀于离心管底部,这样可以使血细胞沉淀更完全。用吸管除去上部的澄清液, ,使血细胞沉淀于离心管底部,这样可以使血细胞沉淀更完全。用吸管除去上部的澄清液, 就可以得到鸡血细胞液。 就可以得到鸡血细胞液。值得注意的是鸡血细胞破碎以后释放出的 DNA,容易被玻璃容器吸附,所以在提 ,容易被玻璃容器吸附, 的损失,最好使用塑料的烧杯和试管盛放鸡血细胞液。 取过程中为了减少 DNA 的损失,最好使用塑料的烧杯和试管盛放鸡血细胞液。 提取 DNA 的具体步骤 1.破碎细胞,释放 DNA 破碎细胞, 破碎细胞 与核蛋白结合, 位于鸡血细胞的细胞核中, 正常情况下是不会释放出来的。 鸡血细胞中的 DNA 与核蛋白结合, 位于鸡血细胞的细胞核中, 正常情况下是不会释放出来的。 为了使 DNA
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从细胞核中释放出来,需要向鸡血细胞液中加入蒸馏水 并且搅拌,从而使血细胞膜和核膜胀破。 从细胞核中释放出来,需要向鸡血细胞液中加入蒸馏水,并且搅拌,从而使血细胞膜和核膜胀破。用玻璃 棒搅拌可以加速细胞的破裂。注意应沿一个方向快速搅拌,但也不能太快太猛, 棒搅拌可以加速细胞的破裂。注意应沿一个方向快速搅拌,但也不能太快太猛,防止打碎 DNA。一般 5~ 。 ~ 10 mL 的鸡血细胞液加入 20 mL 蒸馏水搅拌 5 min。释放出来的大量 DNA 和 RNA 往往与蛋白质结合在一 。 起,应用 3~4 层纱布进行过滤,除去一些颗粒较大的杂质。 ~ 层纱布进行过滤,除去一些颗粒较大的杂质。 2.溶解细胞核内的 DNA . 在浓度较高的 NaCl 溶液中核蛋白容易解聚,游离出的 DNA 溶解在溶液中。在溶液中加入两倍体积的浓度 溶液中核蛋白容易解聚, 溶解在溶液中。 溶液, 充分溶解。 为 2 mol/L 的 NaCl 溶液,搅拌 1 min。注意应沿一个方向搅拌,使 DNA 充分溶解。 。注意应沿一个方向搅拌, 3.DNA 的析出 . 与其他杂质分离,这一步骤是实验成败的关键。 的三种方案, 将溶液中的 DNA 与其他杂质分离,这一步骤是实验成败的关键。教材中列举了提取 DNA 的三种方案,本 案例选取方案一。 溶液浓度, 析出。实验中应该缓慢贴壁加入蒸馏水, 案例选取方案一。加蒸馏水降低 NaCl 溶液浓度,使 DNA 析出。实验中应该缓慢贴壁加入蒸馏水,并轻轻 地沿一个方向不停地均匀搅拌, 分子的附着和缠绕。同时应注意控制加水量, 地沿一个方向不停地均匀搅拌,以利于 DNA 分子的附着和缠绕。同时应注意控制加水量,使 NaCl 溶液的 左右时, 已基本析出。 终浓度为 0.1~0.2 mol/L。加水过程一般分三次进行,当总加水量为 300 mL 左右时,DNA 已基本析出。加 ~ 。加水过程一般分三次进行, 水太多、溶液过稀, 分子又重新溶解。 水太多、溶液过稀,会使 DNA 分子又重新溶解。 稀释液进行过滤,滤去蛋白质, 的黏稠物。如果采用离心法,效果更好。 用 3~4 层纱布对 DNA 稀释液进行过滤,滤去蛋白质,收集 DNA 的黏稠物。如果采用离心法,效果更好。 ~ 转速的离心机, 含有蛋白质), 用 4 000 r/min 转速的离心机,离心 15 min,除去上清液 含有蛋白质 ,留下的沉淀物中含有 DNA。此时注 ,除去上清液(含有蛋白质 。 意观察 DNA 黏稠物的颜色。 黏稠物的颜色。 4.DNA 的初步纯化 量不够多且其中含有较多杂质, 或者加入溶液和搅拌等操作过程不规范, 如果提取的 DNA 量不够多且其中含有较多杂质, 或者加入溶液和搅拌等操作过程不规范, 都会导致实验现 象不明显, 的本色──白色 为了增进实验效果, 白色。 象不明显,常常使制取的 DNA 粗制品不能显示出 DNA 的本色 白色。为了增进实验效果,需要对 DNA 粗制品进行简单的提纯,下面的方案可供参考。 粗制品进行简单的提纯,下面的方案可供参考。 黏稠物再溶解, 黏稠物, 将 DNA 黏稠物再溶解,继续用 2 mol/L 的 NaCl 溶液 20 mL 溶解 DNA 黏稠物,仍旧沿一个方向不停搅拌 3 min,使 DNA 充分溶解,以免损失。用 3~4 层纱布进行过滤(或离心) 滤去杂质,收集含有 DNA 的滤 充分溶解,以免损失。 ,滤去杂质 , ~ 层纱布进行过滤(或离心) 滤去杂质, , 液。向滤液中贴壁缓慢加入 50 mL 预冷的体积分数为 95%的乙醇,并用玻璃棒朝一个方向缓慢、均匀地搅 %的乙醇,并用玻璃棒朝一个方向缓慢、 丝状物。 拌,溶液中会出现 DNA 丝状物。 实验一般要求采用预冷的 95%的乙醇,但对比结果显示,常温下的乙醇溶液也可产生明显效果。从理论上 %的乙醇,但对比结果显示,常温下的乙醇溶液也可产生明显效果。 分析,预冷的乙醇溶液具有以下优点。一是抑制核酸水解酶活性,防止 DNA 降解;二是降低分子运动,易 分析,预冷的乙醇溶液具有以下优点。一是抑制核酸水解酶活性, 降解;二是降低分子运动, 于形成沉淀析出; 分子柔韧性,减少断裂。 于形成沉淀析出;三是低温有利于增加 DNA 分子柔韧性,减少断裂。此时悬浮于溶液中的 DNA 丝状物相 对含杂质较少, 如果出现的丝状物较少, 可以将此混合液再放入冰箱中冷却几分钟。 丝状物, 对含杂质较少, 如果出现的丝状物较少, 可以将此混合液再放入冰箱中冷却几分钟。 浓缩后的 DNA 丝状物, 可以用缓缓旋转玻璃棒的方法卷起(因为玻璃棒有吸附 的作用)。 丝状物较少, 可以用缓缓旋转玻璃棒的方法卷起 因为玻璃棒有吸附 DNA 的作用 。如果 DNA 丝状物较少,不易吸附在 玻璃棒上, 分子缠绕。 玻璃棒上,也可以用筷子等表面粗糙的用具来帮助 DNA 分子缠绕。 DNA 的纯化还有许多其他方法。例如,添加质量分数为 25%的十二烷基磺酸钠 的纯化还有许多其他方法。例如, 溶液, %的十二烷基磺酸钠(SDS)溶液,使蛋白质变性 溶液 分开。随后,加入氯仿—异丙醇混合液 异丙醇混合液( ,通过离心将蛋白质及其他杂质除去 后与 DNA 分开。随后,加入氯仿 异丙醇混合液(体积比为 24∶1) 通过离心将蛋白质及其他杂质除去 ∶ ) 通过离心将蛋白质及其他杂质除去, , 取上清液。可重复上述操作几次 直至上清液变成透明的黏稠液体。此外苯酚可以迅速使蛋白质变性, 述操作几次, 取上清液。可重复上述操作几次,直至上清液变成透明的黏稠液体。此外苯酚可以迅速使蛋白质变性,抑 制核酸酶的活性。利用苯酚处理后,离心分层, 溶于上层水相,蛋白质变性存在于酚层中, 制核酸酶的活性。利用苯酚处理后,离心分层,DNA 溶于上层水相,蛋白质变性存在于酚层中,这时可用 分液漏斗或吸管等仪器将二者分开。教师可以根据学校的条件让学生自己设计实验方案,比较实验结果。 分液漏斗或吸管等仪器将二者分开。教师可以根据学校的条件让学生自己设计实验方案,比较实验结果。 5.DNA 的鉴定 . 的方法参见教科书。需要注意的是, 二苯胺法二苯胺试剂的配制及鉴定 DNA 的方法参见教科书。需要注意的是,二苯胺试剂在冰箱内可保存 6 个月,使用前需摇匀。 个月,使用前需摇匀。 的溴化乙锭(EB)溶液,将玻璃棒上缠绕的白色絮状物抹到蜡 溶液, 紫外灯照射法用蒸馏水配制质量分数为 0.05%的溴化乙锭 的溴化乙锭 溶液 纸上, 溶液染色。将蜡纸放在紫外灯(260 nm)下照射 暗室中 ,可呈现橙红色的萤光 下照射(暗室中 纸上,再滴 1 滴 EB 溶液染色。将蜡纸放在紫外灯 下照射 暗室中),可呈现橙红色的萤光(DNA 的 紫外吸收高峰在 260 nm 处)。 。 的实验案例和参考资料部分。 电泳法此方法适合鉴定纯度较高的 DNA。 。 有条件的学校可以参考本专题课题 2 的实验案例和参考资料部分。
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案例二 以菜花为实验材料进行 DNA 的粗提取 课前准备 将新鲜菜花和体积分数为 95%的乙醇溶液放入冰箱冷冻室 24 h。 % 。 提取 DNA 的具体步骤 1.取材 称取 30 g 菜花,去梗取花,切碎。 菜花,去梗取花,切碎。 取材 2.研磨 将碎菜花放入研钵中,倒入 10 mL 研磨液,充分研磨 10 min。 研磨液, 研磨 将碎菜花放入研钵中, 。 研磨液的配制方法如下。将 10.1 g Tris 加入到 50 mL 蒸馏水中,使其溶解,然后,用 2 moL/L 的 HCl 溶液 研磨液的配制方法如下。 蒸馏水中,使其溶解,然后, 调节 pH 至 8.0,再加入 8.76 g NaCl 、37.2 g EDTA 、20 g SDS。待上述药品全部溶解后,再用蒸馏水定容 , 。待上述药品全部溶解后, 至 1 000 mL。 。 教材中建议采用洗发香波、洗涤剂等一些去污剂,使植物细胞膜破碎, 教材中建议采用洗发香波、洗涤剂等一些去污剂,使植物细胞膜破碎,释放 DNA。学生可以设置对照实验, 。学生可以设置对照实验, 都采用一种阳离子去污剂── 比较哪一种方法可以提取到纯度更高的 DNA。 。 一般实验室提取高纯度的 DNA 都采用一种阳离子去污剂 十六烷三甲基溴化铵分离缓冲液,使细胞膜破碎, 与植物中多糖等杂质分开 再用氯仿—异丙 质分开, 十六烷三甲基溴化铵分离缓冲液,使细胞膜破碎,同时将 DNA 与植物中多糖等杂质分开,再用氯仿 异丙 醇混合液( 醇混合液(体积比为 24∶1)抽提去除杂质蛋白,得到高纯度的 DNA。 ∶ )抽提去除杂质蛋白, 。 3.过滤 在漏斗中垫上尼龙纱布,将菜花研磨液过滤到烧杯中 有条件的学校可将滤液倒入塑料离心管中进 过滤 在漏斗中垫上尼龙纱布,将菜花研磨液过滤到烧杯中(有条件的学校可将滤液倒入塑料离心管中进 行离心, 的转速, 冰箱中放置几分钟后, 行离心,用 1000 r/min 的转速,离心 2~5 min,取上清液放入烧杯中 。在 4 ℃冰箱中放置几分钟后,再 ~ ,取上清液放入烧杯中)。 取上清液。 取上清液。 4.沉淀 将一倍体积的上清液倒入两倍体积的体积分数为 95%的预冷乙醇溶液中, 沉淀 %的预冷乙醇溶液中, 并用玻璃棒缓缓、 并用玻璃棒缓缓、 轻轻地 搅拌溶液(玻璃棒不要直插到烧杯底部 玻璃棒不要直插到烧杯底部)。 絮状物出现。 搅拌溶液 玻璃棒不要直插到烧杯底部 。沉淀 3~5 min 后,可见白色的 DNA 絮状物出现。用玻璃棒缓缓旋 ~ 将絮状物缠绕在玻璃棒上。 转,将絮状物缠绕在玻璃棒上。 课题成果评价 (一)是否提取出了 DNA 颜色,如果不是白色丝状物, 中的杂质较多; 观察你提取的 DNA 颜色,如果不是白色丝状物,说明 DNA 中的杂质较多;二苯胺鉴定出现蓝色说明实验 基本成功,如果不呈现蓝色, 含量低,或是实验操作中出现错误,需要重新制备。 基本成功,如果不呈现蓝色,可能所提取的 DNA 含量低,或是实验操作中出现错误,需要重新制备。 (二)分析 DNA 中的杂质 粗制品有可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。 本实验提取的 DNA 粗制品有可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。 (三)不同实验方法的比较 对于不同的实验方法,本课题可以采用分组的方法进行研究。首先选取不同的实验材料,其次同种材料还 对于不同的实验方法, 本课题可以采用分组的方法进行研究。首先选取不同的实验材料, 可以采用不同方法,从多方面比较实验结果, 的纯度 的颜色、二苯胺显色的深浅等, 可以采用不同方法,从多方面比较实验结果,如 DNA 的纯度、DNA 的颜色、二苯胺显色的深浅等,看看 哪种实验材料、哪种提取方法的效果更好。 哪种实验材料、哪种提取方法的效果更好。 答案和提示 (一)旁栏思考题 1.为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂? .为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂? 蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体,水分可以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂, 答:蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体,水分可以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂,再加上搅拌 的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂 细胞膜和核膜的破裂), 的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂 细胞膜和核膜的破裂 ,从而释放出 DNA。 。 2.加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么? .加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么? 洗涤剂是一些离子去污剂, 能溶解细胞膜, 的释放; 答: 洗涤剂是一些离子去污剂, 能溶解细胞膜, 有利于 DNA 的释放; 食盐的主要成分是 NaCl, , 有利于 DNA 的溶解。 的溶解。 3.如果研磨不充分,会对实验结果产生怎样的影响? 的影响? .如果研磨不充分,会对实验结果产生怎样的影响 释放不完全, 量变少,影响实验结果, 答:研磨不充分会使细胞核内的 DNA 释放不完全,提取的 DNA 量变少,影响实验结果,导致看不到丝状 沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。 沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。 4.此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分? .此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分? 可能含有核蛋白、 等杂质。 答:可能含有核蛋白、多糖和 RNA 等杂质。 5.为什么反复地溶解与析出 DNA,能够去除杂质? . ,能够去除杂质?
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析出, 答:用高盐浓度的溶液溶解 DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使 DNA 析出,能除去溶 ,能除去在高盐中不能溶解的杂质; 解在低盐溶液中的杂质。因此, 溶解度不同的多种杂质。 解在低盐溶液中的杂质。因此,通过反复溶解与析出 DNA,就能够除去与 DNA 溶解度不同的多种杂质。 , 6.方案二与方案三的原理有什么不同? .方案二与方案三的原理有什么不同? 案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白, 与蛋白质分开; 答:方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的 DNA 与蛋白质分开;方案三利用的是 DNA 和蛋白 质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性, 分离。 质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性,与 DNA 分离。 (二)练习 1.答:提取 DNA 的第一步是材料的选取,其目的是一定要选取 DNA 含量较高的生物材料,否则会由于 的第一步是材料的选取, 含量较高的生物材料, . 实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难; 的释放和溶解, 实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难; 第二步是 DNA 的释放和溶解, 这一步是实验成功与否的关 全部溶解; 的纯化, 的溶解特性、 键,要尽可能使细胞内的 DNA 全部溶解;第三步是 DNA 的纯化,即根据 DNA 的溶解特性、对酶及高温 的耐受性的不同等特性, 与杂质分开; 进行鉴定 鉴定, 的耐受性的不同等特性,最大限度地将 DNA 与杂质分开;最后一步是对 DNA 进行鉴定,这是对整个实验 的结果的检测。 的结果的检测。 2.答:提取蛋白质比提取 DNA 的难度大。这是因为,与 DNA 相比,蛋白质对温度、盐浓度、pH 等条件 的难度大。这是因为, 相比,蛋白质对温度、盐浓度、 . 要敏感得多,很容易失活;并且蛋白质的空间结构多种多样,理化性质各不相同, 要敏感得多,很容易失活;并且蛋白质的空间结构多种多样,理化性质各不相同,使得蛋白质的提取没有 一种统一的方法,只能根据特定蛋白质的特性摸索提取的条件,设计特定的方法。 一种统一的方法,只能根据特定蛋白质的特性摸索提取的条件,设计特定的方法。 课题 2 多聚酶链式反应扩增 DNA 片段 实验案例 PCR 扩增双歧杆菌编码 16SrRNA 的 DNA 片段 1.双歧杆菌的培养。本实验用双歧杆菌作为实验材料,需要在实验前一天培养双歧杆菌。双歧杆菌的培养基 双歧杆菌的培养。 双歧杆菌的培养 本实验用双歧杆菌作为实验材料,需要在实验前一天培养双歧杆菌。 配方如下。 配方如下。 大豆蛋白胨 大豆蛋白胨 5.0 g 胰胨 5.0 g 酵母提取物 10 g 葡萄糖 10 g 微量盐溶液 40 mL 半胱氨酸盐酸盐 0.5 g 0.1%(0.1 g/100 mL)刃天青 1 mL ( ) 将上述物质溶解后, 将上述物质溶解后,用蒸馏水定容至 1 000 mL,调节 pH 至 7.0。 , 。 其中,微量盐溶液的配方如下。 其中,微量盐溶液的配方如下。 CaCl2 0.2 g MgSO4·7H2O 0.48 g K2HPO4 1 g KH2PO4 1 g NaHCO3 10 g NaCl 2 g 将菌液进行离心,双歧杆菌将沉淀在试管底部 淀在试管底部。 培养双歧杆菌 24 h 后,将菌液进行离心,双歧杆菌将沉淀在试管底部。 2.PCR 操作。往双歧杆菌的沉淀中加入 0.2 mL 裂解液(裂解液配方为 50 mmol/ L 的 Tris-HCl , 0.5 %的 操作。 裂解液( . 的 Tween 20, 1 mg/ mL 的蛋白酶 K,pH 为 8.0) 使细胞裂解,释放出 DNA。将裂解液在 55 ℃温度下加热孵 ,使细胞裂解 , ) 使细胞裂解, , 。 育 3 h 后,再在 95 ℃温度下加热 10 min,然后立即放入冰水中冷却。冷却后离心,将 10 ?L 上清液转移到 ,然后立即放入冰水中冷却。冷却后离心, 0.5 mL 的离心管中, 的离心管中, 25 20 然后依次加入 10 倍浓缩的扩增缓冲液 5 ?L、 mmol/ L 的 MgCl2 溶液 3 ?L, mmol/L 、 , Taq DNA 聚合酶 1 ?L(2U/?L), 两种引物(25 ?mol/ L) 的 4 种脱氧核苷酸的等量混合液 1 ?L, , , 蒸馏水 29 ?L, , 两种引物 程序,进行反应。 各 0.5 ?L。混匀后按教科书表格中的数据设定 PCR 程序,进行反应。 。 需要说明的是,进行本实验可以直接购买试剂盒,试剂盒的价格比单独购买试剂的价格要低, 需要说明的是,进行本实验可以直接购买试剂盒,试剂盒的价格比单独购买试剂的价格要低,并且包括了 PCR 所需的所有试剂。但是,试剂盒上往往只标出了试剂号,而没有标明试剂的名称,因此购买时要进行 所需的所有试剂。但是,试剂盒上往往只标出了试剂号,而没有标明试剂的名称, 详细的咨询。如果单独购买试剂,PCR 所需的引物必须委托相关的试剂公司来合成,合成后必须低温保存, 详细的咨询。如果单独购买试剂, 所需的引物必须委托相关的试剂公司来合成,合成后必须低温保存, 否则引物容易发生降解。本实验所用引物的碱基序列如下 用引物的碱基序列如下。 否则引物容易发生降解。本实验所用引物的碱基序列如下。 引物 I 5′GGATTCTGGCTCAGGATGAACGG 3′ 代表碱基次黄嘌呤, 引物 II 5′CCGGGTGCTICCCACTTTCATGG 3′( I 代表碱基次黄嘌呤 它可以与 A、G、C、T 中的任何 1 、 、 、 个碱基配对)。 个碱基配对 。 3.PCR 产物的检测。产物的检测除了可以采用教科书中提供的方法外,还可以采用琼脂糖凝胶电泳的方 产物的检测。产物的检测除了可以采用教科书中提供的方法外, . 法。琼脂糖凝胶电泳的有关介绍可参见本专题中课题 3《血红蛋白的提取和分离》以及本课题的参考资料, 《血红蛋白的提取和分离》以及本课题的参考资料,
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具体操作步骤如下。 具体操作步骤如下。 (1)用蒸馏水将电泳槽和梳子冲洗干净,放在水平桌面上,并架好梳子。 )用蒸馏水将电泳槽和梳子冲洗干净,放在水平桌面上,并架好梳子。 (2)配制浓度为 1%(1 g/100 mL)的琼脂糖凝胶。在锥形瓶中,称取一定量的琼脂糖粉,加入适量蒸馏 ) ( )的琼脂糖凝胶。在锥形瓶中,称取一定量的琼脂糖粉, 在微波炉内加热,使琼脂糖粉熔化, 倒入电泳槽中,待其凝固。 水,在微波炉内加热,使琼脂糖粉熔化,然后冷却至 60 ℃,倒入电泳槽中,待其凝固。 (3)配制 0.5 倍的 TBE 电泳缓冲液 100 mL。配制方法见本课题的参考资料部分。 ) 。配制方法见本课题的参考资料部分。 (4)向电泳槽中缓缓倒入配制好的电泳缓冲液,以没过胶面 2 mm 为宜。小心移去梳子,注意不要破坏加 )向电泳槽中缓缓倒入配制好的电泳缓冲液, 为宜。小心移去梳子, 样孔。如果样品孔内有气泡,应设法除去。 样孔。如果样品孔内有气泡,应设法除去。 (5) DNA 样品中加入相当于样品 0.2 倍体积的载样缓冲液 载样缓冲液的成分参见本课题中参考资料) ) 在 (载样缓冲液的成分参见本课题中参考资料) , 混匀后, 入样品孔内。 混匀后,加入样品孔内。 样品是由负极向正极移动, (6)接通电源。一般红色代表正极,黑色代表负极。DNA 样品是由负极向正极移动,因此要保证靠近加 )接通电源。一般红色代表正极,黑色代表负极。 样孔一端的电极为负极。 长度以两个电极之间的距离计算)。 样孔一端的电极为负极。电压为 1~50 V/cm(长度以两个电极之间的距离计算 。 ~ 长度以两个电极之间的距离计算 产物, (7)当指示剂移动到凝胶边缘时,断开电源,终止电泳。一般 200~400 个核苷酸长度的 PCR 产物,在 )当指示剂移动到凝胶边缘时,断开电源,终止电泳。 ~ 50 V 电压下,电泳 20~40 min 即可。 电压下, 即可。 ~ (8)将凝胶放入溴化乙锭溶液中染色后,在紫外仪上观察电泳带及其位置,判断扩增产物的情况。 )将凝胶放入溴化乙锭溶液中染色后,在紫外仪上观察电泳带及其位置,判断扩增产物的情况。 课题成果评价 DNA 片段的扩增是否成功 片段的扩增情况, 既可以采用教科书中提供的方法 也可以采用教师用书中实验案例提供的方法。 的方法, 也可以采用教师用书中实验案例提供的方法。 检测 DNA 片段的扩增情况, 既可以采用教科书中提供的方法, 对于教科书中的方法, 含量来评价扩增的效果;对于电泳检测的方法, 对于教科书中的方法,可以通过计算 DNA 含量来评价扩增的效果;对于电泳检测的方法,可以通过在紫外 带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。如果扩增不成功,则要分析失败原因。 线下直接观察 DNA 带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。如果扩增不成功,则要分析失败原因。可能的 原因有: 的反应成分,各反应成分的用量不当, 程序设置不当等。 原因有:漏加了 PCR 的反应成分,各反应成分的用量不当,PCR 程序设置不当等。 答案和提示 练习 1.提示:绘图可参考教科书中图 5-9。PCR 反应中的目的片段一般以 2n 的方式积累,其中 n 为反应循环次 提示: 的方式积累, 提示 。 亿个这样的片段( 数。一个 DNA 片段在 30 次循环后反应物中大约有 10 亿个这样的片段(2n=230=1 073 741 824)。 。 2.提示: 提示: PCR 引物是根据需要扩增的目标 DNA 的碱基序列来设计的。 的碱基序列来设计的。 引物的设计需要丰富的分子生物学实 提示 验经验,感兴趣的学生可以参考《分子克隆实验指南》 见本专题参考书目) 书中有详尽的论述。 (见本专题参考书目 , ,书中有详尽的论述 验经验,感兴趣的学生可以参考《分子克隆实验指南》 见本专题参考书目) 书中有详尽的论述。 ( 课题 3 血红蛋白的提取和分离 课题成果评价 (一)是否完成对血液样品的处理 观察你处理的血液样品离心后是否分层( ,如果分层不明显 观察你处理的血液样品离心后是否分层(见教科书图 5-18) 如果分层不明显,可能是洗涤次数少、未能除 ) 如果分层不明显,可能是洗涤次数少、 , 去血浆蛋白的原因。此外,离心速度过高和时间过长,会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀, 去血浆蛋白的原因。此外,离心速度过高和时间过长,会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀,也得不到纯净的 红细胞,影响后续血红蛋白的提取纯度 白的提取纯度。 红细胞,影响后续血红蛋白的提取纯度。 凝胶色谱柱的装填是否成功。 (二)凝胶色谱柱的装填是否成功。 由于凝胶是一种半透明的介质,因此可以在凝胶柱旁放一支与凝胶柱垂直的日光灯, 由于凝胶是一种半透明的介质,因此可以在凝胶柱旁放一支与凝胶柱垂直的日光灯,检查凝胶是否装填得 均匀。此外,还可以加入大分子的有色物质,例如蓝色葡聚糖—2000 或红色葡聚糖,观察色带移动的情况。 均匀。此外,还可以加入大分子的有色物质,例如蓝色葡聚糖 或红色葡聚糖,观察色带移动的情况。 如果色带均匀、狭窄、平整,说明凝胶色谱柱的性能良好。如果色谱柱出现纹路或是气泡, 如果色带均匀、狭窄、平整,说明凝胶色谱柱的性能良好。如果色谱柱出现纹路或是气泡,轻轻敲打柱体 以消除气泡,消除不了时要重新装柱。 以消除气泡,消除不了时要重新装柱。 (三)血红蛋白的分离是否成功 如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确的话,能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、 如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确的话,能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平 随着洗脱液缓慢流出;如果红色区带歪曲、散乱、变宽,说明分离的效果不好, 整,随着洗脱液缓慢流出;如果红色区带歪曲、散乱、变宽,说明分离的效果不好,这与凝胶色谱柱的装 填有关。 填有关。
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答案和提示 (一)旁栏思考题 你能从凝胶色谱的分离原理分析为什么凝胶的装填要紧密、均匀吗? 你能从凝胶色谱的分离原理分析为什么凝胶的装填要紧密、均匀吗? 凝胶实际上是一些微小的多孔球体,小球体内部有许多贯穿的通道。 答:凝胶实际上是一些微小的多孔球体,小球体内部有许多贯穿的通道。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; 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 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, 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 分子最后流出, 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,从而使各种相对 分子质量不同的分子得以分离。如果凝胶装填得不够紧密、均匀,就会在色谱柱内形成无效的空隙, 分子质量不同的分子得以分离。如果凝胶装填得不够紧密、均匀,就会在色谱柱内形成无效的空隙,使本 该进入凝胶内部的样品分子从这些空隙中通过,搅乱洗脱液的流动次序,影响分离的效果。 该进入凝胶内部的样品分子从这些空隙中通过,搅乱洗脱液的流动次序,影响分离的效果。 (二)练习 1.答: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 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。 . 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, 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, 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, 分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部, 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, 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 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, 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, 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隙时阻力大,而相对分子质量小的分子通过时阻力小, 质量大的分子通过这种网状结构上的空隙时阻力大,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。 子量的蛋白质分子可以获得分离。 2.答:在一定范围内,能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液 pH 发生明显变化的作用叫做缓 在一定范围内,能对抗外来少量强酸 . 冲作用,具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。缓冲溶液通常是由一或两种化合物(缓冲剂) 冲作用,具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。缓冲溶液通常是由一或两种化合物(缓冲剂)溶解于水中制 范围的缓冲液。 得,调节缓冲剂的配比就可制得不同 pH 范围的缓冲液。 不变。 缓冲溶液的作用是维持反应体系的 pH 不变。 在生物体内进行的各种生物化学过程都是在精确的 pH 下进行 受到氢离子浓度的严格调控。为了在实验室条件下准确地模拟生物体内的天然环境, 的,受到氢离子浓度的严格调控。为了在实验室条件下准确地模拟生物体内的天然环境,就必须保持体外 生物化学反应过程有与体内过程完全相同的 pH。 。 3.答:电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物大分子,如氨基酸、多肽、蛋 . 电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物大分子,如氨基酸、多肽、 基酸 白质、核苷酸、核酸等都具有可解离基团, 下会带上正电或负电;在电场的作用下, 白质、核苷酸、核酸等都具有可解离基团,它们在某个特定的 pH 下会带上正电或负电;在电场的作用下, 这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极方向移动。电泳技术就是在电场的作用下, 这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极方向移动。电泳技术就是在电场的作用下,利用待分离样品 中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质的差异,使带电分子产生不同的迁移速度, 中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质的差异,使带电分子产生不同的迁移速度,从而达到 对样品进行分离、鉴定或提纯的目的。 对样品进行分离、鉴定或提纯的目的。 4.答:血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步,包括:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首先通过 血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步,包括:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。 . 洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液,即样品的处理;再经过透析去除分子量 洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液,即样品的处理;再经过透析去除分子量 较小的杂质,即样品的粗分离;然后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; 较小的杂质,即样品的粗分离;然后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; 最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。 最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。 5.答:血红蛋白是有色蛋白,因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液。 血红蛋白是有色蛋白,因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液。 . 这使血红蛋白的分离过程非常直观,大大简化了实验操作。 这使血红蛋白的分离过程非常直观,大大简化了实验操作。 专题 6 植物有效成分的提取 课题 1 植物芳香油的提取 实验案例 案例一 玫瑰精油的提取 5 月上、中旬是玫瑰的盛开期,最好是选用当天采摘的鲜玫瑰花。将花瓣用清水冲洗,去掉上面的灰尘等杂 月上、中旬是玫瑰的盛开期,最好是选用当天采摘的鲜玫瑰花。将花瓣用清水冲洗, 沥干水分。由于玫瑰精油化学性质稳定, 玫瑰花中提取玫瑰精油可采取水中蒸馏法。 质,沥干水分。由于玫瑰精油化学性质稳定,从玫瑰花中提取玫瑰精油可采取水中蒸馏法。本实验的具体
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操作步骤如下。 操作步骤如下。 1.称取 50 g 玫瑰花瓣,放入 500 mL 的圆底烧瓶中,加入 200 mL 蒸馏水。按教科书图 6-2 所示安装蒸馏装 玫瑰花瓣, 的圆底烧瓶中, 蒸馏水。 称取 蒸馏装置包括:铁架台两个、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、 置。蒸馏装置包括:铁架台两个、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接 液管、锥形瓶,以及连接进水口和出水口的橡皮管。所有仪器必须事先干燥,保证无水。 液管、锥形瓶,以及连接进水口和出水口的橡皮管。所有仪器必须事先干燥,保证无水。整套蒸馏装置可 分为左、 右三部分,其中左边的部分通过加热进行蒸馏,中部将蒸馏物冷凝,右边的部分用来接收。 分为左、中、右三部分,其中左边的部分通过加热进行蒸馏,中部将蒸馏物冷凝,右边的部分用来接收。 安装仪器一般都按照自下而上、从左到右的顺序。拆卸仪器的顺序与安装时相反。具体安装顺序和方法如 安装仪器一般都按照自下而上、从左到右的顺序。拆卸仪器的顺序与安装时相反。 安装时相反 下。 酒精灯。 (1)固定热源 酒精灯。 )固定热源──酒精灯 固定蒸馏瓶, 所示, 并且保持蒸馏瓶轴心与铁架台的水平面垂直。 (2) )固定蒸馏瓶,使其离热源的距离如教科书中图 6-2 所示,并且保持蒸馏瓶轴心与铁架台的水平面垂直。 (3)安装蒸馏头,使蒸馏头的横截面与铁架台平行。 )安装蒸馏头,使蒸馏头的横截面与铁架台平行。 (4)连接冷凝管。保证上端出水口向上,通过橡皮管与水池相连;下端进水口向下,通过橡皮管与水龙头 )连接冷凝管。保证上端出水口向上,通过橡皮管与水池相连;下端进水口向下, 相连。 相连。 (5)连接接液管(或称尾接管) )连接接液管(或称尾接管) 。 (6)将接收瓶瓶口对准尾接管的出口。常压蒸馏一般用锥形瓶而不用烧杯作接受器,接收瓶应在实验前称 )将接收瓶瓶口对准尾接管的出口。常压蒸馏一般用锥形瓶而不用烧杯作接受器, 并做好记录。 重,并做好记录。 (7)将温度计固定在蒸馏头上,使温度计水银球的上限与蒸馏头侧管的下限处在同一水平线上。 )将温度计固定在蒸馏头上,使温度计水银球的上限与蒸馏头侧管的下限处在同一水平线上。 限与蒸馏头侧管的下限处在同一水平线上 2.蒸馏装置安装完毕后,可以在蒸馏瓶中加几粒沸石,防止液体过度沸腾。打开水龙头,缓缓通入冷水,然 蒸馏装置安装完毕后, 蒸馏装置安装完毕后 可以在蒸馏瓶中加几粒沸石,防止液体过度沸腾。打开水龙头,缓缓通入冷水, 后开始加热。加热时可以观察到,蒸馏瓶中的液体逐渐沸腾,蒸气逐渐上升,温度计读数也略有上升。 后开始加热。加热时可以观察到,蒸馏瓶中的液体逐渐沸腾,蒸气逐渐上升,温度计读数也略有上升。当 蒸气的顶端达到温度计水银球部位时,温度计读数急剧上升。在整个蒸馏过程中, 蒸气的顶端达到温度计水银球部位时,温度计读数急剧上升。在整个蒸馏过程中,应保证温度计的水银球 上常有因冷凝作用而形成的液滴。控制蒸馏的时间和速度, 上常有因冷凝作用而形成的液滴。控制蒸馏的时间和速度,通常以每秒 1~2 滴为宜。蒸馏完毕,应先撤出 ~ 滴为宜。蒸馏完毕, 热源,然后停止通水,最后拆卸蒸馏装置,拆卸的顺序与安装时相反。 热源,然后停止通水,最后拆卸蒸馏装置,拆卸的顺序与安装时相反。 3.收集锥形瓶中的乳白色的乳浊液,向锥形瓶中加入质量浓度为 0.1 g/mL 的氯化钠溶液,使乳化液分层。 收集锥形瓶中的乳白色的乳浊液, 的氯化钠溶液,使乳化液分层。 收集锥形瓶中的乳白色的乳浊液 然后将其倒入分液漏斗中,用分液漏斗将油层和水层完全分开。打开顶塞,再将活塞缓缓旋开, 然后将其倒入分液漏斗中,用分液漏斗将油层和水层完全分开。打开顶塞,再将活塞缓缓旋开,放出下层 的玫瑰精油,用接收瓶收集。向接收瓶中加入无水硫酸钠,吸去油层中含有的水分,放置过夜。 的玫瑰精油,用接收瓶收集。向接收瓶中加入无水硫酸钠,吸去油层中含有的水分,放置过夜。 为了更好地将油、水两层液体分离,操作时应注意正确使用分液漏斗。分液漏斗的使用方法如下。 为了更好地将油、水两层液体分离,操作时应注意正确使用分液漏斗。分液漏斗的使用方法如下。 (1) ) 首先把活塞擦干, 首先把活塞擦干, 为活塞均匀涂上一层润滑脂, 为活塞均匀涂上一层润滑脂, 注意切勿将润滑脂涂得太厚或使润滑脂进入活塞孔中, 注意切勿将润滑脂涂得太厚或使润滑脂进入活塞孔中, 以免污染萃取液。 以免污染萃取液。 液漏斗的顶塞与活塞处是否渗漏, (2)塞好活塞后,把活塞旋转几圈,使润滑脂分布均匀。并用水检查分液漏斗的顶塞与活塞处是否渗漏, )塞好活塞后,把活塞旋转几圈,使润滑脂分布均匀。并用水检查分液漏斗的顶塞与活塞处是否渗漏 确认不漏水后再使用。 确认不漏水后再使用。 (3)将分液漏斗放置在大小合适的、并已固定在铁架台上的铁圈中,关好活塞。将待分离的液体从上部开 )将分液漏斗放置在大小合适的、并已固定在铁架台上的铁圈中,关好活塞。 口处倒入漏斗中,塞紧顶塞,注意顶塞不能涂润滑脂。 口处倒入漏斗中,塞紧顶塞,注意顶塞不能涂润滑脂。 (4)取下分液漏斗,用右手手掌顶住漏斗顶塞并握住漏斗颈,左手握住漏斗活塞处,大拇指压紧活塞,将 )取下分液漏斗,用右手手掌顶住漏斗顶塞并握住漏斗颈,左手握住漏斗活塞处,大拇指压紧活塞, 分液漏斗略倾斜,前后振荡(开始振荡时要慢) 分液漏斗略倾斜,前后振荡(开始振荡时要慢) 。 (5)振荡后,使漏斗口仍保持原倾斜状态,左手仍握在漏斗活塞处,下部管口指向无人处,用拇指和食指 )振荡后,使漏斗口仍保持原倾斜状态,左手仍握在漏斗活塞处,下部管口指向无人处, 旋开活塞,使其释放出漏斗内的蒸气或产生的气体,以使内外压力平衡,这一步操作也称做“放气 放气”。 旋开活塞,使其释放出漏斗内的蒸气或产生的气体,以使内外压力平衡,这一步操作也称做 放气 。 (6)重复上述操作,直至分液漏斗中只放出很少的气体时为止。再将分液漏斗剧烈振荡 2~3 min,然后将 )重复上述操作,直至分液漏斗中只放出很少的气体时为止。 ~ , 漏斗放回铁圈中,待液体静置分层。 漏斗放回铁圈中,待液体静置分层。 案例二 橘皮精油的提取 课前准备 在实验前一天,教师需要准备新鲜的、没有霉烂的橘皮,用量可根据实验人数来决定。用清水冲洗橘皮, 在实验前一天,教师需要准备新鲜的、没有霉烂的橘皮,用量可根据实验人数来决定。用清水冲洗橘皮, 去掉灰尘等杂质,沥干水分后,将橘皮摊放在干燥通风处。 去掉灰尘等杂质,沥干水分后,将橘皮摊放在干燥通风处。将晾干的橘皮浸泡在 pH 大于 12、质量分数为 、 7%~8%的石灰水中,时间为 16~24 h,中间翻动 2~3 次。浸泡好的橘皮呈黄色、无白芯、稍硬、脆而不 的石灰水中, 浸泡好的橘皮呈黄色、无白芯、稍硬、 ~ 的石灰水中 ~ , ~
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断、具有弹性。这样的橘皮在压榨时不易打滑,橘油的喷射力强;压榨后的残渣呈颗粒状,残渣中的含水 具有弹性。这样的橘皮在压榨时不易打滑, 油的喷射力强;压榨后的残渣呈颗粒状, 量低,黏稠度不太高,过滤时比较顺利,不易堵塞筛孔。 量低,黏稠度不太高,过滤时比较顺利,不易堵塞筛孔。 提取橘皮精油的具体步骤如下。 提取橘皮精油的具体步骤如下。 1.将浸泡后的橘皮,用流动的水漂洗,洗净后捞起、沥干。切记一定要将橘皮彻底冲洗干净。然后将橘皮粉 将浸泡后的橘皮, 将浸泡后的橘皮 用流动的水漂洗,洗净后捞起、沥干。切记一定要将橘皮彻底冲洗干净。 大小,放入家用榨汁机或手动压榨机中粉碎。 碎至 3 mm 大小,放入家用榨汁机或手动压榨机中粉碎。粉碎时加入与橘皮同质量的质量分数为 0.25%的 的 小苏打和质量分数为 5%的硫酸钠溶液,并调节 pH 为 7~8。 的硫酸钠溶液, ~ 。 的硫酸钠溶液 2.在榨出的油水混合液中加入明矾,使之沉淀并变澄清,然后用布袋过滤,除去糊状残渣。再将得到的混合 在榨出的油水混合液中加入明矾, 在榨出的油水混合液中加入明矾 使之沉淀并变澄清,然后用布袋过滤,除去糊状残渣。 的转速进行高速离心。在正常情况下, 物,用 6 000 r/min~8 000 r/min 的转速进行高速离心。在正常情况下,离心后获得的香精油将是澄清透明 ~ 的。 3.分离出的香精油往往带有少量水分和蜡质等杂质,为了进一步除去杂质,可以将分离的产品放在 5 ℃~ 分离出的香精油往往带有少量水分和蜡质等杂质, 分离出的香精油往往带有少量水分和蜡质等杂质 为了进一步除去杂质, 10 ℃的冰箱中,静置 5~7 d,让杂质与水下沉。然后用吸管吸出上层澄清的油层,再通过垫有滤纸或石棉 的冰箱中, ~ ,让杂质与水下沉。然后用吸管吸出上层澄清的油层, 纸的漏斗进行减压抽滤,得到黄色油状的橘皮精油。 纸的漏斗进行减压抽滤,得到黄色油状的橘皮精油。 课题成果评价 (一)是否提取出了植物精油 观察学生提取出的玫瑰精油或橘皮精油,从颜色、气味等方面来评价所提取的精油的纯度和质量。 观察学生提取出的玫瑰精油或橘皮精油,从颜色、气味等方面来评价所提取的精油的纯度和质量。从玫瑰 花提取的芳香油是浅黄色至黄色的液体,并带有甜韵的玫瑰香;从橘皮提取的橘皮精油无色透明,具有诱 花提取的芳香油是浅黄色至黄色的液体, 并带有甜韵的玫瑰香;从橘皮提取的橘皮精油无色透明, 韵的玫瑰香 人的橘香味。本课题只是对两种精油进行了初步的提取,其中仍然含有大量的杂质。 人的橘香味。本课题只是对两种精油进行了初步的提取,其中仍然含有大量的杂质。 (二)出油率的计算 根据教科书提供的公式计算出油率。如果出油率高,说明实验方案设计合理;如果出油率低, 根据教科书提供的公式计算出油率。如果出油率高,说明实验方案设计合理;如果出油率低,教师可以帮 助学生从实验方法的选择、实验过程的操作等各方面分析原因,改进后再作尝试。 助学生从实验方法的选择、实验过程的操作等各方面分析原因,改进后再作尝试。 答案和提示 练习 1.答:植物芳香油一般都是由 2~3 种芳香油混合调配而成的,其中的基底油常取自植物的种子或果实,比 答 ~ 种芳香油混合调配而成的,其中的基底油常取自植物的种子或果实, 如胡桃油、甜杏油。基底油与其他芳香油调配在一起,能够加强功效。 如胡桃油、甜杏油。基底油与其他芳香油调配在一起,能够加强功效。 从玫瑰花中提取出的玫瑰油称为 液体黄金”,是世界香料工业不可取代的原料, 称为“液体黄金 从玫瑰花中提取出的玫瑰油称为 液体黄金 ,是世界香料工业不可取代的原料,多用于制造高级香水等化 妆品。提取出的玫瑰油不含有任何添加剂或化学原料,是纯天然的护肤品,具有极好的抗衰老和止痒作用, 妆品。提取出的玫瑰油不含有任何添加剂或化学原料,是纯天然的护肤品,具有极好的抗衰老和止痒作用, 能够促进细胞再生、防止肌肤老化、平抚肌肤细纹,还具有使人放松、愉悦心情的功效。 能够促进细胞再生、防止肌肤老化、平抚肌肤细纹,还具有使人放松、愉悦心情的功效。 杏仁油富含矿物质和维生素,是一种质地轻柔、高渗透性的保湿剂。 杏仁油富含矿物质和维生素,是一种质地轻柔、高渗透性的保湿剂。 熏衣草精油取自熏衣草花,具有怡神、助睡眠、舒缓压力的作用,此外它还具有降压、止痛、 熏衣草精油取自熏衣草花,具有怡神、助睡眠、舒缓压力的作用,此外它还具有降压、止痛、促进细胞再 生的功能,可以用于治疗烫伤和蚊虫叮咬、预防和改善脱发。 生的功能,可以用于治疗烫伤和蚊虫叮咬、预防和改善脱发。 柠檬精油取自柠檬果皮,具有消除紧张、焦虑、振奋精神的作用,可用于治疗神经衰弱、关节炎, 柠檬精油取自柠檬果皮,具有消除紧张、焦虑、振奋精神的作用,可用于治疗神经衰弱、关节炎,还具有 促进血液循环、杀菌止痛、平衡油脂分泌、舒缓肌肤老化、滋养头发的功效。 促进血液循环、杀菌止痛、平衡油脂分泌、舒缓肌肤老化、滋养头发的功效。 茶树精油具有新鲜、强烈的药草香味,能改善毛孔阻塞,净化肌肤,抗感染,对治疗青春痘有奇效。 茶树精油具有新鲜、强烈的药草香味,能改善毛孔阻塞,净化肌肤,抗感染,对治疗青春痘有奇效。它也 能消除疲劳、缓解压力。 能消除疲劳、缓解压力。 天竺葵精油能收敛皮肤,平衡、调理、润滑中干性皮肤和敏感性皮肤,改善橘皮样表皮, 天竺葵精油能收敛皮肤,平衡、调理、润滑中干性皮肤和敏感性皮肤,改善橘皮样表皮,还有助于恢复精 力,平缓心情。 平缓心情。 茉莉精油能防止肌肤老化,对中干性皮肤和敏感性皮肤具有良好的保湿和滋润作用, 茉莉精油能防止肌肤老化,对中干性皮肤和敏感性皮肤具有良好的保湿和滋润作用,尤其对女性的妊娠纹 和内分泌有独特的改善效果。 和内分泌有独特的改善效果。 橙花精油具有清新的水果香味,不但能使人镇静,还能防止中干性肌肤的老化现象发生 老化现象发生, 橙花精油具有清新的水果香味,不但能使人镇静,还能防止中干性肌肤的老化现象发生,给肌肤赋予青春 活力,促进皮肤再生。 活力,促进皮肤再生。 2.建议:教师可以组织学生进行一次社会调查,并要求学生写出详细的调查报告。 建议: 建议 教师可以组织学生进行一次社会调查,并要求学生写出详细的调查报告。 课题 2 胡萝卜素的提取
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实验案例 提取胡萝卜素的主要步骤如下。 提取胡萝卜素的主要步骤如下。 1.选取 500 g 新鲜的胡萝卜,用清水洗净,沥干、切碎,然后在 40 ℃的烘箱中烘干,时间约需 2 h,将干 新鲜的胡萝卜,用清水洗净,沥干、切碎, 的烘箱中烘干, 选取 , 燥后的胡萝卜进一步粉碎过筛。注意胡萝卜的粉碎一定要彻底。 燥后的胡萝卜进一步粉碎过筛。注意胡萝卜的粉碎一定要彻底。 2.将样品放入 500 mL 圆底烧瓶中,加入 200 mL 石油醚混匀,按教科书中图 6-7 所示安装萃取回流装置, 圆底烧瓶中, 石油醚混匀, 所示安装萃取回流装置, 将样品放入 萃取 30 min,然后过滤萃取液,除去固体物质。 ,然后过滤萃取液,除去固体物质。 3.按教科书中图 6-2 所示安装蒸馏装置,对萃取的样品进行浓缩。具体的操作步骤及注意事项见本专题课题 所示安装蒸馏装置,对萃取的样品进行浓缩。 按教科书中图 1 的案例 1。 。 4.收集接受器中的样品,观察样品的颜色和气味,并通过纸层析进行鉴定。层析时注意选择干净的滤纸,为 收集接受器中的样品, 收集接受器中的样品 观察样品的颜色和气味,并通过纸层析进行鉴定。层析时注意选择干净的滤纸, 了防止操作时对滤纸的污染,应尽量避免用手直接接触滤纸,可以带手套进行操作。 了防止操作时对滤纸的污染,应尽量避免用手直接接触滤纸,可以带手套进行操作。点样时应注意点样斑 点不能太大( ,如果用吹风机吹干 点不能太大(直径应小于 0.5 cm) 如果用吹风机吹干,温度不宜过高,否则斑点会变黄。将点好样的滤纸 ) 如果用吹风机吹干,温度不宜过高,否则斑点会变黄。 , 卷成筒状,卷纸时注意滤纸的两边不能相互接触,以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快, 卷成筒状,卷纸时注意滤纸的两边不能相互接触,以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快,溶 剂前沿不齐,影响结果。 剂前沿不齐,影响结果。 课题成果评价 (一)确定提取胡萝卜素的最佳方案 在进行本实验时,教师可以将学生分组,每组可以采用不同的有机溶剂和时间进行萃取,比较各组的实验 在进行本实验时,教师可以将学生分组, 每组可以采用不同的有机溶剂和时间进行萃取, 结果,确定提取胡萝卜素的最佳方案。 结果,确定提取胡萝卜素的最佳方案。 (二)是否出现对应的层析带 如果萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带,说明提取胡萝卜素的实验成功。由于提取物中含有杂质, 如果萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带,说明提取胡萝卜素的实验成功。由于提取物中含有杂质, 萃取样品的颜色可能比标准样品的颜色浅,我们也可以通过颜色的比较,初步确定提取的胡萝卜素的量。 萃取样品的颜色可能比标准样品的颜色浅,我们也可以通过颜色的比较,初步确定提取的胡萝卜素的量。 答案和提示 [资料一 (一) 资料一] 萃取剂的选择讨论题 [资料一] 1.乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗?为什么? 乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗? 乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗 为什么? 胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮 但它们是水溶性有机溶剂,因萃取中能与水混溶而影响萃取效果, 于乙醇和丙酮, 答:胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮,但它们是水溶性有机溶剂,因萃取中能与水混溶而影响萃取效果,所以 不用它们作萃取剂。 不用它们作萃取剂。 2.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? 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? 在石油醚 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。 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。 (二)练习 1.答: 列表分析如下。 列表分析如下。 答 提取方 实验原理 法 方法步骤 适用范围

1.水蒸气蒸 水蒸气蒸 适用于提取玫瑰油、 水蒸气 利用水蒸气将挥发性较强 馏 适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥 2.分离油层 发性强的芳香油 蒸馏 的芳香油携带出来 分离油层 发性强的芳香油 3.除水过滤 除水过滤 1.石灰水浸 石灰水浸 泡、漂洗 通过机械加压,压榨出果 通过机械加压, 适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料 适用于柑橘、 2.压榨、 过 压榨、 压榨法 压榨 皮中的芳香油 的提取 滤、静置 3.再次过滤 再次过滤 有机溶
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使芳香油溶解在有机溶剂 1.粉碎、 干 粉碎、 粉碎

适用范围广,要求原料的颗粒要 适用范围广,

尽可能细小, 剂萃取 中, 蒸发溶剂后就可获得芳香 燥 尽可能细小,能充分浸泡在有机溶 2.萃取、 过 液中 萃取、 油 萃取 滤 3.浓缩 浓缩

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