高中生物選修畢生物技術實踐知識點總結專題一老式發酵技術的應用課題一果酒和果醋的制作1、發酵：通過微生物技術的培養來生產大量代謝產物的過程。2、有氧發酵：醋酸發酵谷氨酸發酵無氧發酵：酒精發酵乳酸發酵酶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(重要)分裂生殖孢子生殖酶酶4、在有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O酶5、在無氧條件下，酵母菌能進行酒精發酵。C6H12O6→2C2H5OH＋2CO26、20℃左右最合適酵母菌繁殖酒精發酵時一般將溫度控制在18℃-25℃7、在葡萄酒自然發酵的過程中,起重要作用的是附著在葡萄皮表面的野生型酵母菌。在發酵過程中,伴隨酒精濃度的提高,紅葡萄皮的色素也進入發酵液,使葡萄酒展現深紅色。在缺氧呈酸性的發酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數其他微生物都因無法適應這一環境而受到制約。8、醋酸菌是單細胞細菌(原核生物),代謝類型是異養需氧型,生殖方式為二分裂酶9、當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；當缺乏糖源時，醋酸菌將乙醇變為乙醛，再將乙醛變為醋酸。2C2H5OH＋4O2→CH3COOH＋6H2O酶10、控制發酵條件的作用①醋酸菌對氧氣的含量尤其敏感，當進行深層發酵時，雖然只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最適生長溫度為30～35℃，控制好發酵溫度，使發酵時間縮短，又減少雜菌污染的機會。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、試驗流程：挑選葡萄→沖洗→榨汁→酒精發酵→果酒（→醋酸發酵→果醋）12、酒精檢查：果汁發酵後與否有酒精產生，可以用重鉻酸鉀來檢查。在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應展現灰綠色。先在試管中加入發酵液2ｍL，再滴入物質的量濃度為3mol/L的H2SO43滴，振蕩混勻，最終滴加常溫下飽和的重鉻酸鉀溶液3滴，振蕩試管，觀測顏色13、充氣口是在醋酸發酵時連接充氣泵進行充氣用的；排氣口是在酒精發酵時用來排出二氧化碳的；出料口是用來取樣的。排氣口要通過一種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助于二氧化碳的排出。使用該裝置制酒時，應當關閉充氣口；制醋時，應當充氣口連接氣泵，輸入氧氣。疑難解答（1）你認為應當先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為何？應當先沖洗，然後再除去枝梗，以防止除去枝梗時引起葡萄破損，增長被雜菌污染的機會。（2）你認為應當從哪些方面防止發酵液被污染？如：要先沖洗葡萄，再除去枝梗；榨汁機、發酵裝置要清洗潔凈，并進行酒精消毒；每次排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。（3）制葡萄酒時，為何要將溫度控制在18～25℃？制葡萄醋時，為何要將溫度控制在30～35℃？溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件。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。而醋酸菌是適溫菌，最適生長溫度為30～35℃，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酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起重要作用的是毛霉。毛霉是一種絲狀真菌。代謝類型是異養需氧型。生殖方式是孢子生殖。營腐生生活。2、原理：毛霉等微生物產生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質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、試驗流程：讓豆腐上長出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制4、釀造腐乳的重要生產工序是將豆腐進行前期發酵和後期發酵。前期發酵的重要作用：1.發明條件讓毛霉生長。2.使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。後期發酵重要是酶與微生物協同參與生化反應的過程。通過多種輔料與酶的緩和作用，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，水分過多則腐乳不易成形樣品水分含量（%）計算公式：(烘干前容器和樣品質量-烘干後容器和樣品質量)/烘干前樣品質量·毛霉的生長：條件：將豆腐塊平放在籠屜內，將籠屜中的控制在15～18℃，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潔地擺放在瓶中，同步逐層加鹽，伴隨層數的加高而增長鹽量，靠近瓶口表面的鹽要鋪厚某些。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，局限性以克制微生物的生長，也許導致豆腐腐敗變質；鹽的濃度過高會影響腐乳的口味·食鹽的作用：1.克制微生物的生長，防止腐敗變質2.析出水分，是豆腐變硬，在後期制作過程中不易酥爛3.調味作用，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：鹵湯直接關系到腐乳的色、香、味。鹵湯是由酒及多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.與有機酸結合形成酯，賦予腐乳風味3.酒精含量的高下與腐乳後期發酵時間的長短有很大關系，酒精含量越高，對蛋白酶的克制作用也越大，使腐乳成熟期延長；酒精含量過低，蛋白酶的活性高，加緊蛋白質的水解，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。·香辛料的作用：1.調味作用2.殺菌防腐作用3.參與并增進發酵過程·防止雜菌污染：①用來腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷潔凈後要用沸水消毒。②裝瓶時，操作要迅速小心。整潔地擺放好豆腐、加入鹵湯後，要用膠條將瓶口密封。封瓶時，最佳將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口被污染。疑難解答（1）運用所學的生物學知識，解釋豆腐長白毛是怎么一回事？豆腐生長的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴格地說是直立菌絲，在豆腐中尚有匍匐菌絲。（2）我們平常吃的豆腐，哪種適合用來做腐乳？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。（3）吃腐乳時，你會發現腐乳外部有一層致密的“皮”。這層“皮”是怎樣形成的呢？它對人體有害嗎？它的作用是什么？“皮”是前期發酵時在豆腐表面上生長的菌絲（匍匐菌絲），對人體無害。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，其代謝類型是異養厭氧型。在無氧條件下，降糖分解為乳酸。分裂方式是二分裂。反應式為：C6H12O62C3H6O3+能量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酸奶。·亞硝酸鹽為白色粉末，易溶于水，在食品生產中用作食品添加劑。·膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康，國家規定肉制品中不超過30mg/kg，醬腌菜中不超過20mg/kg，嬰兒奶粉中不超過2mg/kg。亞硝酸鹽被吸取後隨尿液排出體外，但在合適pH、溫度和一定微生物作用下形成致癌物質亞硝胺。·一般在腌制10天後亞硝酸鹽含量開始減少，故在10天之後食用最佳*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生重氮化反應後，與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料，與已知濃度的原則顯色液目測比較，估算泡菜中亞硝酸鹽含量。專題二微生物的培養與應用課題一微生物的試驗室培養·培養基按照物理性質可分為液體培養基、半固體培養基和固體培養基。在液體培養基中加入凝固劑瓊脂（是從紅藻中提取的一種多糖，在配制培養基中用作凝固劑）後，制成瓊脂固體培養基。微生物在固體培養基表面生長，可以形成肉眼可見的菌落。根據菌落的特性可以判斷是哪一種菌。液體培養基應用于工業或生活生產，固體培養基應用于微生物的分離和鑒定，半固體培養基則常用于觀測微生物的運動及菌種保藏等。·按照成分培養基可分為人工合成培養基和天然培養基。合成培養基是用成分已知的化學物質配制而成，其中成分的種類比例明確，常用于微生物的分離鑒定。天然培養基是用化學成分不明的天然物質配制而成，常用于實際工業生產。·按照培養基的用途，可將培養基分為選擇培養基和鑒定培養基。選擇培養基是指在培養基中加入某種化學物質，以克制不需要的微生物生長，增進所需要的微生物的生長。鑒別培養基是根據微生物的特點，在培養基中加入某種指示劑或化學藥物配制而成的，用以鑒別不一樣類別的微生物。·培養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。如CO2、NaHCO3等無機碳源；糖類、石油、花生粉餅等有機碳源。異養微生物只能運用有機碳源。單質碳不能作為碳源。·氮源：能為微生物的代謝提供氮元素的物質。如N2、NH3、NO3-、NH4+（無機氮源）蛋白質、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運用N2。·培養基還要滿足微生物生長對pH、特殊營養物質以及氧氣的規定。例如，培養乳酸桿菌時需要在培養基中添加維生素，培養霉菌時須將培養基的pH調至酸性，培養細菌是需要將pH調至中性或微堿性，培養厭氧型微生物是則需要提供無氧的條件·無菌技術·獲得純凈培養物的關鍵是防止外來雜菌的入侵，要注意如下幾種方面：①對試驗操作的空間、操作者的衣著和手，進行清潔和消毒。②將用于微生物培養的器皿、接種用品和培養基等器具進行滅菌。③為防止周圍環境中微生物的污染，試驗操作應在酒精燈火焰附近進行。④試驗操作時應防止已經滅菌處理的材料用品與周圍的物品相接觸。·無菌技術除了用來防止試驗室的培養物被其他外來微生物污染外，尚有什么目的？答：無菌技術還能有效防止操作者自身被微生物感染。·消毒與滅菌的區別消毒指使用較為溫和的物理或化學措施僅殺死物體表面或內部一部分對人體有害的微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒措施常用煮沸消毒法，巴氏消毒法（對于某些不耐高溫的液體）尚有化學藥劑（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原因殺死物體內外所有的微生物，包括芽孢和孢子。滅菌措施有灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌。·滅菌措施：①接種環、接種針、試管口等使用灼燒滅菌法；②玻璃器皿、金屬用品等使用干熱滅菌法，所用器械是干熱滅菌箱；③培養基、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。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。·制作牛肉膏蛋白胨固體培養基（1）措施環節：計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。（2）倒平板操作的環節：①將滅過菌的培養皿放在火焰旁的桌面上，右手拿裝有培養基的錐形瓶，左手拔出棉塞。②右手拿錐形瓶，將瓶口迅速通過火焰。③用左手的拇指和食指將培養皿打開一條稍不小于瓶口的縫隙，右手將錐形瓶中的培養基（約10～20mL）倒入培養皿，左手立即蓋上培養皿的皿蓋。④等待平板冷卻凝固，大概需5～10min。然後，將平板倒過來放置，使培養皿蓋在下、皿底在上。·倒平板操作的討論1.培養基滅菌後，需要冷卻到50℃左右時，才能用來倒平板。你用什么措施來估計培養基的溫度？提醒：可以用手觸摸盛有培養基的錐形瓶，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.為何需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？答：通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養基。3.平板冷凝後，為何要將平板倒置？答：平板冷凝後，皿蓋上會凝結水珠，凝固後的培養基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養基表面的水分更好地揮發，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養基，導致污染。4.在倒平板的過程中，假如不小心將培養基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養微生物嗎？為何？答：空氣中的微生物也許在皿蓋與皿底之間的培養基上滋生，因此最佳不要用這個平板培養微生物。·純化大腸桿菌（1）微生物接種的措施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在瓊脂固體培養基表面持續劃線的操作。將匯集的菌種逐漸稀釋分散到培養基的表面。在多次劃線後培養，可以分離到由一種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，然後將不一樣稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養基的表面，進行培養。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：使匯集在一起的微生物分散成單個細胞，從而能在培養基表面形成單個的菌落，以便于純化菌種。（5）平板劃線法操作環節：①將接種環放在火焰上灼燒，直到接種環燒紅。②在火焰旁冷卻接種環，并打開棉塞。③將試管口通過火焰。④將已冷卻的接種環伸入菌液中蘸取一環菌液。⑤將試管通過火焰，并塞上棉塞。⑥左手將皿蓋打開一條縫隙，右手將沾有菌種的接種環迅速伸入平板內，劃三至五條平行線，蓋上皿蓋。注意不要劃破培養皿。⑦灼燒接種環，待其冷卻後，從第一區域劃線的末端開始往第二區域內劃線。反復以上操作，在三、四、五區域內劃線。注意不要將最終一區的劃線與第一區相連。⑧將平板倒置放入培養箱中培養。·平板劃線操作的討論1.為何在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環？在劃線操作結束時，仍然需要灼燒接種環嗎？為何？答：操作的第一步灼燒接種環是為了防止接種環上也許存在的微生物污染培養物；每次劃線前灼燒接種環是為了殺死上次劃線結束後，接種環上殘留的菌種，使下一次劃線時，接種環上的菌種直接來源于上次劃線的末端，從而通過劃線次數的增長，使每次劃線時菌種的數目逐漸減少，以便得到菌落。劃線結束後灼燒接種環，能及時殺死接種環上殘留的菌種，防止細菌污染環境和感染操作者。2.在灼燒接種環之後，為何要等其冷卻後再進行劃線？答：以免接種環溫度太高，殺死菌種。3.在作第二次以及其後的劃線操作時，為何總是從上一次劃線的末端開始劃線？答：劃線後，線條末端細菌的數目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細菌的數目伴隨劃線次數的增長而逐漸減少，最終能得到由單個細菌繁殖而來的菌落。（6）涂布平板操作的環節：①將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。②取少許菌液，滴加到培養基表面。③將沾有少許酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃盡後，冷卻8～10s。④用涂布器將菌液均勻地涂布在培養基表面。·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。結合平板劃線與系列稀釋的無菌操作規定，想一想，第2步應怎樣進行無菌操作？提醒：應從操作的各個細節保證“無菌”。例如，酒精燈與培養皿的距離要合適、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。菌種的保留（1）對于頻繁使用的菌種，可以采用臨時保藏的措施。①臨時保藏措施將菌種接種到試管的固體斜面培養基上，在合適的溫度下培養。當菌落長成後，將試管放入4℃的冰箱中保藏。後來每3～6個月，都要重新將菌種從舊的培養基上轉移到新鮮的培養基上。②缺陷：這種措施保留的時間不長，菌種輕易被污染或產生變異。（2）對于需要長期保留的菌種，可以采用甘油管藏的措施。在3mL的甘油瓶中，裝入1mL甘油後滅菌。將1mL培養的菌液轉移到甘油瓶中，與甘油充足混勻後，放在－20℃的冷凍箱中保留。疑難解答（1）生物的營養人及動物的營養物質：水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質、維生素六類。植物的營養物質：礦質元素、水、二氧化碳等三類。微生物的營養物質：水、無機鹽、碳源、氮源及特殊營養物質五類。（2）確定培養基制作與否合格的措施將未接種的培養基在恒溫箱中保溫1～2天，無菌落生長，闡明培養基的制備是成功的，否則需要重新制備。課題二土壤中分解尿素的細菌的分離與計數尿素是一種重要的農業氮肥，尿素并不能直接被農作物吸取。只有當土壤中的細菌將尿素分解成氨之後，才能被植物運用。土壤中的細菌之因此能分解尿素，是由于他們能合成脲酶尿素最初是從人的尿液中發現的篩選菌株（1）試驗室中微生物的篩選應用的原理人為提供有助于目的菌株生長的條件（包括營養、溫度、pH等），同步克制或制止其他微生物生長。（2）選擇性培養基在微生物學中，將容許特定種類的微生物生長，同步克制或制止其他種類微生物生長的培養基，稱作選擇培養基。（3）配制選擇培養基的根據根據選擇培養的菌種的生理代謝特點加入某種物質以到達選擇的目的。例如，培養基中不加入有機物可以選擇培養自養微生物；培養基中不加入氮元素，可以選擇培養能固氮的微生物；加入高濃度的食鹽可選擇培養金黃色葡萄球菌等。記錄菌落數目（1）測定微生物數量的常用措施有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計數。（2）稀釋涂布平板法記錄樣品中活菌的數目的原理當樣品的稀釋度足夠高時，培養基表面生長的一種菌落，來源于樣品稀釋液中的一種活菌。通過記錄平板上的菌落數，就能推測出樣品中大概具有多少活細菌。為了保證成果精確，一般設置3～5個平板，選擇菌落數在30～300的平板進行計數，并取平均值。記錄的菌落數往往比活菌的實際數目低，因此，記錄成果一般用菌落數而不是活菌數來表達。采用此措施的注意事項：1.一般選用菌落數在30~300之間的平板進行計數2.為了防止菌落蔓延，影響計數，可在培養基中加入TTC3.本法僅限于形成菌落的微生物（1）土壤取樣：同其他生物環境相比，土壤中的微生物，數量最大，種類最多。在富具有機質的土壤表層，有更多的微生物生長。從富具有機物、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的菌落數目。在實際操作中，一般選用一定稀釋范圍的樣品液進行培養，以保證獲得菌落數在30~300之間，適于計數的平板。測定土壤中細菌的數量，一般選用104105106測定放線菌的數量，一般選用103104105測定真菌的數量，一般選用102103104（3）微生物的培養與觀測不一樣種類的微生物，往往需要不一樣的培養溫度和培養時間。細菌30~37℃1~2天放線菌25~28℃5~7天霉菌25~28℃3~4天每隔24小時記錄一次菌落數目，選用菌落數目穩定期的記錄作為成果，這樣可以防止因培養時間局限性而導致一樓菌落的數目。一般來說，在一定的培養條件下（相似的培養基、唯獨及培養時間），同種微生物體現出穩定的菌落特性（形狀、大小、隆起程度、顏色）疑難解答（1）怎樣從平板上的菌落數推測出每克樣品中的菌落數？記錄某一稀釋度下平板上的菌落數，最佳能記錄3個平板，計算出平板菌落數的平均值每克樣品中的菌落數=（C/V）*M其中，C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數，V代表涂布平板時所用的稀釋液的體積（ml），M代表稀釋倍數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。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。纖維素分解菌的篩選（1）篩選措施：剛果紅染色法。可以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形成紅色復合物，但并不和水解後的纖維二糖和葡萄糖發生這種反應。當我們在具有纖維素的培養基中加入剛果紅時，剛果紅能與培養基中的纖維素形成紅色復合物。當纖維素被纖維素酶分解後，剛果紅－纖維素的復合物就無法形成，培養基中會出現以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣，我們就可以通過與否產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試驗流程土壤取樣→選擇培養（此步與否需要，應根據樣品中目的菌株數量的多少來確定）→梯度稀釋→將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養基上→挑選產生透明圈的菌落（1）土壤采集選擇富含纖維素的環境。（2）剛果紅染色法分離纖維素分解菌的環節倒平板操作、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。課題延伸對分解纖維素的微生物進行了初步的篩選後，只是分離純化的第一步，為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進行發酵產纖維素酶的試驗，纖維素酶的發酵措施有液體發酵和固體發酵兩種。纖維素酶的測定措施，一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素後所產生的葡萄糖進行定量的測定。疑難解答（1）為何要在富含纖維素的環境中尋找纖維素分解菌？由于生物與環境的互相依存關系，在富含纖維素的環境中，纖維素分解菌的含量相對提高，因此從這種土樣中獲得目的微生物的幾率要高于一般環境。（2）將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認為濾紙應當埋進土壤多深？將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對匯集，實際上是人工設置纖維素分解菌生存的合適環境。一般應將紙埋于深約10cm左右腐殖土壤中。（3）兩種剛果紅染色法的比較措施一是老式的措施，缺陷是操作繁瑣，加入剛果紅溶液會使菌落之間發生混雜；其長處是這樣顯示出的顏色反應基本上是纖維素分解菌的作用。措施二的長處是操作簡便，不存在菌落混雜問題，缺陷是由于纖維素和瓊脂、土豆汁中都具有淀粉類物質，可以使可以產生淀粉酶的微生物出現假陽性反應。但這種只產生淀粉酶的微生物產生的透明圈較為模糊，由于培養基中纖維素占重要地位，因此可以與纖維素酶產生的透明圈相辨別。措施二的另一缺陷是：有些微生物具有降解色素的能力，它們在長時間培養過程中會降解剛果紅形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易辨別。（4）為何選擇培養可以“濃縮”所需的微生物？在選擇培養的條件下，可以使那些可以適應這種營養條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應這種營養條件的微生物的繁殖被克制，因此可以起到“濃縮”的作用。專題三植物的組織培養技術課題一菊花的組織培養植物組織培養的基本過程細胞分化：在生物個體發育過程中，細胞在形態、構造和生理功能上出現穩定性差異的過程。離體的植物組織或細胞，在培養了一段時間後來，會通過細胞分裂，形成愈傷組織，愈傷組織的細胞排列疏松而無規則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態的薄壁細胞。由高度分化的植物組織或細胞產生愈傷組織的過程，稱為植物細胞的脫分化，或者叫做去分化。脫分化產生的愈傷組織繼續進行培養，又可以重新分化成根或芽等器官，這個過程叫做再分化。再分化形成的試管苗，移栽到地裏，可以發育成完整的植物體。植物細胞工程具有某種生物全套遺傳信息的任何一種活細胞，都具有發育成完整個體的能力，即每個生物細胞都具有全能性。但在生物體的生長發育過程中并不體現出來，這是由于在特定的時間和空間條件下，通過基因的選擇性體現，構成不一樣組織和器官。植物組織培養技術的應用有：實現優良品種的迅速繁殖；培育脫毒作物；制作人工種子；培育作物新品種以及細胞產物的工廠化生產等。·細胞分化是一種持久性的變化，它有什么生理意義？使多細胞生物體中細胞構造和功能趨向專門化，有助于提高多種生理功能的效率。比較根尖分生組織和愈傷組織的異同組織類型組織類型細胞來源細胞形態細胞構造細胞排列細胞去向根尖分生組織受精卵正方形無液泡緊密分化成多種細胞組織愈傷組織高度分化細胞無定形高度液泡化疏松再分化成新個體相似點都通過有絲分裂進行細胞增殖影響植物組織培養的條件材料：不一樣的植物組織，培養的難易程度差異很大。植物材料的選擇直接關系到試驗的成敗。植物的種類、材料的年齡和保留時間的長短等都會影響試驗成果。菊花組織培養一般選擇未開花植物的莖上部新萌生的側枝作材料。一般來說，輕易進行無性繁殖的植物輕易進行組織培養。選用生長旺盛嫩枝進行組培的是嫩枝生理狀態好，輕易誘導脫分化和再分化。營養：離體的植物組織和細胞，對營養、環境等條件的規定相對特殊，需要配制合適的培養基。常用的培養基是MS培養基，其中具有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co，有機物有甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等。激素：植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素。在生長素存在的狀況下，細胞分裂素的作用展現加強趨勢。在培養基中需要添加生長素和細胞分裂素等植物激素，其濃度、使用的先後次序、用量的比例等都影響成果。使用次序試驗成果先生長素，後細胞分裂素有助于分裂但不分化先細胞分裂素，後生長素細胞既分裂也分化同步使用分化頻率提高生長素／細胞分裂素比值與成果比值高時促根分化，抑芽形成比值低時促芽分化，抑根形成比值適中增進愈傷組織生長環境條件：PH、溫度、光等環境條件。不一樣的植物對多種條件的規定往往不一樣。進行菊花的組織培養，一般將pH控制在5.8左右，溫度控制在18~22℃，并且每曰用曰光燈照射12h.操作流程配制MS固體培養基：配制多種母液：將多種成分按配方比例配制成的濃縮液（培養基母液）。·使用時根據母液的濃縮倍數，計算用量，并加蒸餾水稀釋。·配制培養基：應加入的物質有瓊脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有機物和植物激素的母液，并用蒸餾水定容到1000毫升。·在菊花組織培養中，可以不添加植物激素原因是菊花莖段組織培養比較輕易。·滅菌：采用的滅菌措施是高壓蒸汽滅菌。·MS培養基中多種營養物質的作用是什么？與肉湯培養基相比，MS培養基有哪些特點？大量元素和微量元素提供植物細胞所必需的無機鹽；蔗糖提供碳源，維持細胞滲透壓；甘氨酸、維生素等物質重要是為了滿足離體植物細胞在正常代謝途徑受到一定影響後所產生的特殊營養需求。微生物培養基以有機營養為主，MS培養基則需提供大量無機營養。外植體的消毒外植體：用于離體培養的植物器官或組織片段。選用菊花莖段時，要取生長旺盛的嫩枝。菊花莖段用流水沖洗後可加少許洗衣粉，用軟刷輕輕刷洗，刷洗後在流水下沖洗20min左右。用無菌吸水紙吸干外植體表面的水分，放入體積分數為70%的酒精中搖動2~3次，持續6~7s，立即將外植體取出，在無菌水中清洗。取出後仍用無菌吸水紙吸干外植體表面水分，放入質量分數為0.1%的氯化汞溶液中1~2min。取出後，在無菌水中至少清洗3次，漂洗消毒液。注意：對外植體進行表面消毒時，就要考慮藥劑的消毒效果，又要考慮植物的耐受能力。接種：接種過程中插入外植體時形態學上端朝上，每個錐形瓶接種7～8個外植體。外植體接種與細菌接種相似，操作環節相似，并且都規定無菌操作。培養：應當放在無菌箱中進行，并定期進行消毒，保持合適的溫度（18~22℃）和光照（12h）移栽：栽前應先打開培養瓶的封口膜，讓其在培養間生長幾曰，然後用流水清洗根部培養基。然後將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環境中生活一段時間，進行壯苗。最終進行露天栽培。栽培外植體在培養過程中也許會被污染，原因有外植體消毒不徹底；培養基滅菌不徹底；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被子植物的花粉發育被子植物的雄蕊一般包括花絲、花藥兩部分。花藥為囊狀構造，內部具有許多花粉。花粉是由花粉母細胞通過減數分裂而形成的，因此，花粉是單倍體的生殖細胞。被子植物花粉的發育要經歷小孢子四分體時期、單核期和雙核期等階段。在小孢子四分體時期，4個單倍體細胞連在一起，進入單核期時，四分體的4個單倍體細胞彼此分離，形成4個具有單細胞核的花粉粒。這時的細胞含濃厚的原生質，核位于細胞的中央（單核居中期）。伴隨細胞不停長大，細胞核由中央移向細胞一側（單核靠邊期），并分裂成1個生殖細胞核和1個花粉管細胞核，進而形成兩個細胞，一種是生殖細胞，一種是營養細胞。生殖細胞將在分裂一次，形成兩個精子。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胞核和生殖細胞核，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，生殖細胞就進行一次有絲分裂，形成兩個精子，此花粉粒中具有兩個精子核和一種花粉管核（營養核）②花粉發育過程中的四分體和動物細胞減數分裂的四分體不一樣。花粉發育過程中的四分體是花粉母細胞經減數分裂形成的4個連在一起的單倍體細胞；而動物細胞減數分裂過程中的四分體是聯會配對後的一對同源染色體，由于具有四條染色單體而稱為四分體。③同畢生殖細胞形成的兩個精子，其基因構成完全相似。產生花粉植株的兩種途徑通過花藥培養產生花粉植株（即單倍體植株）一般有兩種途徑，一種是花粉通過胚狀體階段發育為植物，另一種是花粉在誘導培養基上先形成愈傷組織，再將其誘導分化成植株。這兩種途徑之間并沒有絕對的界線，重要取決于培養基中激素的種類及其濃度配比。注意：①無論哪種產生方式，都要先誘導生芽，再誘導生根②胚狀體：植物體細胞組織培養過程中，誘導產生的形態與受精卵發育成的胚非常類似的構造，其發育也與受精卵發育成的胚類似，有胚芽、胚根、胚軸等完整構造，就像一粒種子，又稱為細胞胚。影響花藥培養的原因誘導花粉能否成功及誘導成功率的高下，受多種原因影響，其中材料的選擇與培養基的構成是重要的影響原因·親本的生理狀況：花粉初期是的花藥比後期的更輕易產生花粉植株，選擇月季的初花期。·合適的花粉發育時期：一般來說，在單核期，細胞核由中央移向細胞一側的時期，花藥培養成功率最高·花蕾：選擇完全未開放的花蕾·親本植株的生長條件、材料的低溫預處理以及接種密度等對誘導成功率均有一定影響·材料的選用：選擇花藥時，一般要通過鏡檢來確定其中的花粉與否處在合適的發育期。確定花粉發育時期的最常用的措施是醋酸洋紅法。不過，某些植物的花粉細胞核不易著色，需采用焙花青-鉻礬法，這種措施能將花粉細胞核染成藍黑色·材料的消毒·接種和培養：滅菌後的花蕾，要在無菌條件下除去萼片和花瓣，并立即將花藥接種到培養基上。在剝離花藥時，要盡量不損傷花藥（否則接種後輕易從受傷部位長生愈傷組織），同步還要徹底清除花絲，由于與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成，一般每瓶接種花藥7～10個,培養溫度控制在25℃左右,不需要光照.幼小植株形成後才需要光照.一般通過20～30天培養後,會發現花藥開裂,長出愈傷組織或形成胚狀體。將愈傷組織及時轉移到分化培養基上，以便深入分化出再生植株。假如花藥開裂釋放出胚狀體，則一種花藥內就會產生大量幼小植株，必須在花藥開裂後盡快將幼小植株分開，分別移植到新的培養基上，否則這些植株將很難分開。還需要對培養出來的植株做深入的鑒定和篩選。植物組織培養技術與花藥培養技術的相似之處是：培養基配制措施、無菌技術及接種操作等基本相似。兩者的不一樣之處在于：花藥培養的選材非常重要，需事先探索時期合適的花蕾；花藥裂開後釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時更換培養基；花藥培養對培養基配方的規定更為嚴格。這些都使花藥培養的難度大為增長。專題五ＤＮＡ和蛋白質技術課題一ＤＮＡ的粗提取與鑒定·提取DNA的溶解性原理包括哪些方面？DNA在不一樣濃度NaCl溶液中溶解度不一樣；DNA不溶于酒精。·DNA在不一樣濃度NaCl溶液中溶解度有何特點？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時溶解度最小；較高濃度可使DNA溶解；0.14mol/L可使DNA析出。·在溶解細胞中的DNA時，人們一般選用2mol/LNaCl溶液；將DNA分子析出的措施是向溶有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溶劑，但DNA卻不能溶于酒精（尤其是95％冷卻酒精），但細胞中蛋白質可溶于酒精。從理論上分析，預冷的乙醇溶液具有如下長處。一是克制核酸水解酶活性，防止DNA降解；二是減少分子運動，易于形成沉淀析出；三是低溫有助于增長DNA分子柔韌性，減少斷裂。·采用DNA不溶于酒精的原理，可以到達什么目的？將DNA和蛋白質深入分離。·提取DNA還可以運用DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性原理。運用該原理時，應選用怎樣的酶和怎樣的溫度值？蛋白酶，由于酶具有專一性，蛋白酶只水解蛋白質而不會對DNA產生影響。溫度值為60～80℃，由于該溫度值蛋白質變性沉淀，而DNA不會變性。補充：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？洗滌劑將細胞膜上的蛋白質，從而瓦解細胞膜。·當鑒定提取出的物質與否是DNA時，需要使用什么指示劑進行鑒定？在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺展現藍色。原理總結：通過運用不一樣濃度NaCl溶液溶解或析出DNA，可以從細胞中提取和提純DNA；再運用酒精深入將DNA與蛋白質分離開來，到達提純的目的；最終運用二苯胺試劑鑒定提取的物質與否是DNA。試驗材料的選用不一樣生物的組