2017高考生物沖刺復習知識拓展第十單元生物技術實踐.doc

第十單元生物技術實踐專題26傳統(tǒng)發(fā)酵技術與微生物的應用微生物的培養(yǎng)、分離與數(shù)量測定一、微生物的選擇培養(yǎng)和鑒別培養(yǎng)1.微生物的選擇培養(yǎng):是指利用培養(yǎng)基的組分使適宜生長的特定微生物得到較快繁殖的技術。例如在教材提供的選擇培養(yǎng)基的配方中,若尿素是培養(yǎng)基中的唯一氮源,原則上只有能夠利用尿素的微生物才能夠生長。但實際上,微生物的培養(yǎng)是一個非常復雜的問題,有些微生物可以利用其他微生物的代謝產(chǎn)物生長繁殖,因此能夠在選擇培養(yǎng)基上生長的微生物不一定是所需要的微生物,還需要進一步的驗證。2.微生物的鑒別培養(yǎng):用來鑒別某種或某類微生物,根據(jù)要鑒別的微生物特異性的染色特性,可以在培養(yǎng)基中加入特定的指示劑,也可以根據(jù)某種或某類微生物特定的生理反應加入相應的化學試劑來顯示該種(類)微生物的存在。如加入伊紅美藍指示劑的培養(yǎng)基可以鑒定大腸桿菌,其原理是:大腸桿菌既能被伊紅染成紅色,又能被美藍染成藍色。加入伊紅美藍指示劑后,大腸桿菌將同時被這兩種染料染色,變成紫色,而其他微生物一般只能被其中一種染料染色或不能被伊紅美藍染色。這樣,我們根據(jù)樣本中是否出現(xiàn)紫色的菌落,就可以知道其中是否含有大腸桿菌了。二、微生物的分離方法1.分離方法(1)利用該分離對象對某一營養(yǎng)物質有“嗜好”的原理,專門在培養(yǎng)基中加入該營養(yǎng)物質,使其成為一種加富培養(yǎng)基。(2)利用該分離對象對某種抑菌物質的抗性,在培養(yǎng)基中加入抑制物,原來占優(yōu)勢的微生物生長受抑制,而分離對象乘機大增而占優(yōu)勢,從而得到分離。2.常見選擇培養(yǎng)基的配制方法(1)改變培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分(2)利用微生物的特殊抗性:在培養(yǎng)基中加入某些物質,如加入青霉素,抑制細菌、放線菌的生長,分離得到酵母菌和霉菌。(3)改變微生物的培養(yǎng)條件:如將培養(yǎng)基放入高溫環(huán)境中培養(yǎng)只能得到耐高溫的微生物。三、特定微生物的數(shù)量測定1.直接計數(shù)法常用的是顯微鏡直接計數(shù)法,該方法所需設備簡單,可迅速得到結果,而且在計數(shù)的同時能觀察所研究微生物的形態(tài)特征。但不能區(qū)分死細胞與活細胞,細胞密度低于106個/mL便不能保證視野中能見到所有細胞,難以計數(shù)微小的細菌。2.間接計數(shù)法(1)原理:常用稀釋涂布平板計數(shù)法,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菌。(2)操作:測定土壤中的細菌數(shù),一般選用104、105、106倍的稀釋液進行平板培養(yǎng),測定放線菌一般選用103、104和105倍的稀釋液進行平板培養(yǎng),測定真菌一般選用102、103和104倍的稀釋液進行平板培養(yǎng)。實驗時,每一濃度至少涂布3個平板,以增強實驗的說服力和準確性。(3)計數(shù)規(guī)則:選擇菌落數(shù)在30300間的平板進行計數(shù)。(4)計算方法:每克樣品中的菌株數(shù)=(CV)MC代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù)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(shù)專題27酶的應用關于酶的應用常見的酶在生產(chǎn)和生活中的應用洗滌劑工業(yè):(加酶洗衣粉等)堿性蛋白酶類易于洗去衣物上的血漬、奶漬等污漬,加酶洗衣粉不能用于絲、毛等天然蛋白質纖維類織品的洗滌。淀粉酶類餐廳洗碗機的洗滌劑,用于去除難溶的淀粉殘跡等。烘烤食品:面包等食品制作過程中,水解面粉中的蛋白質。這有利于食品中蛋白類營養(yǎng)的消化吸收。釀酒工業(yè):麥芽中的淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶。將釀酒原料淀粉和蛋白質降解成能被酵母利用的單糖、氨基酸和肽,從而提高乙醇的產(chǎn)量。-葡聚糖酶分解-葡聚糖,降低麥汁黏度,加快麥汁過濾速度,避免因-葡聚糖引起的啤酒混濁。木瓜蛋白酶去除啤酒儲存過程中生成的混濁物。肉類烹飪:木瓜蛋白酶(嫩肉粉)、菠蘿蛋白酶分解肉中的膠原蛋白,使肉類嫩滑。木瓜蛋白酶的最適宜溫度為60 ,適宜pH為77.5。不能在高溫和酸性環(huán)境下使用木瓜蛋白酶。乳制品工業(yè):凝乳酶可作為奶酪生產(chǎn)中的凝結劑,并可用于分解蛋白質。乳糖酶可將乳糖降解為葡萄糖和半乳糖,從而獲得沒有乳糖的牛乳制品,有利于乳制品的消化吸收。果汁生產(chǎn):果膠酶、纖維素酶處理果肉,提高出汁率、縮短出汁時間、提高果汁質量。制糖工業(yè):淀粉酶等將淀粉轉化為葡萄糖及各類糖漿,葡萄糖異構酶可將葡萄糖轉化為甜度高的果糖,生產(chǎn)高果糖漿。紡織工業(yè):淀粉酶廣泛地應用于紡織品的褪漿,其中某些從細菌中提取的淀粉酶能忍受100110 的高溫操作條件。用纖維素酶處理制作牛仔服的棉布,可提高牛仔服質量。制革工業(yè):胰蛋白酶類能除去毛皮中特定蛋白質,使皮革軟化,也可用于皮革脫毛。專題28生物技術在其他方面的應用玫瑰精油的提取實驗的改進“玫瑰精油的提取”選自人教版普通高中課程標準實驗教科書生物技術實踐(選修1)。按照教材中的方法和材料進行實驗,實驗效果并不理想,通過對實驗裝置和實驗材料的改進,有效地縮短了實驗時間,節(jié)約了成本,并且實驗效果明顯提高。一、縮短實驗時間,實驗效果明顯1.實驗裝置的改進在教材中,玫瑰精油的提取采用的是簡化的蒸餾裝置進行水中蒸餾提取。用此種方法,操作相對容易一些,但由于材料和水充分接觸,芳香油的大多數(shù)有效成分會溶于水中,隨蒸氣揮發(fā)的有效成分只有一小部分。另外,部分有效成分會分解,因此水中蒸餾的效果并不理想。為提高出油率,實驗時可改為采取完整的水蒸氣蒸餾法(如圖)。但該裝置安裝較復雜,且蒸氣導入到中間燒瓶過程中會有損失,導致實驗時間延長。為縮短實驗時間且效果明顯,可以對該裝置進行改進:省略中間燒瓶、支架和中間的連接頭及連接管,取而代之的是在加熱燒瓶的水面上方吊紗網(wǎng),該紗網(wǎng)可以到藥店去買過濾中藥用的圓形濾網(wǎng)(見圖1),該圓形濾網(wǎng)的優(yōu)點就是邊緣是塑料材質,中間是紗布,這樣它就容易變形進入加熱燒瓶中,進去后又自動撐開恢復原來形狀,之后將實驗材料放到紗網(wǎng)上面,直接利用加熱燒瓶中的蒸氣,這樣使得蒸氣產(chǎn)生后即可和材料充分接觸,避免了中間環(huán)節(jié)的浪費,節(jié)省實驗時間。(見圖2)圖1圖22.加熱裝置可以由酒精燈改為酒精噴燈酒精噴燈的火力,主要靠酒精與空氣、蒸氣混合后燃燒而獲得高溫火焰,而且可以通過調(diào)節(jié)空氣調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)和控制火焰的大小。因此使用起來同酒精燈相比,酒精噴燈既方便,又可以縮短實驗時間。3.燒瓶內(nèi)改用熱水蒸餾為節(jié)約酒精,縮短實驗時間,燒瓶內(nèi)的水可改為直接加入熱水進行蒸餾,這樣可使燒瓶內(nèi)的水快速沸騰,產(chǎn)生蒸氣,有效節(jié)省實驗時間。通過以上改進,使原來60分鐘左右才能完成的實驗35分鐘左右就可以完成,有效節(jié)省實驗時間,能夠在40分鐘課堂內(nèi)最大限度地完成教學任務,克服了高中階段課程多,課時緊,學生不太可能在課后花大量時間做實驗的困難,且實驗效果明顯。二、循環(huán)水裝置的改進在本實驗中,需要使用冷凝裝置對油水混合氣體冷凝,形成油水混合物后進行收集,這樣會耗費大量的水,而如果在進水口處安裝一個家用養(yǎng)魚缸中使用的循環(huán)泵,就可以有效節(jié)約用水,降低實驗成本。三、實驗材料的選取經(jīng)濟有效在本實驗中,很多人通常使用的實驗材料是花店出售的玫瑰花瓣,但實際上該實驗材料實驗效果并不理想,因為該材料并不是真正的玫瑰花,而是月季花,精油含量非常低,所以提取效果很差。真正的玫瑰花是在每年的5月至6月開放,而很多學校的校園內(nèi)通常種植了大量的玫瑰花樹來美化校園,花開鮮艷,香