分解纤维素的微生物的分离：

（1）实验原理：
①土壤中存在着大量纤维素分解酶，包括真菌、细菌和放线菌等，它们可以产生纤维素酶。纤维素酶是一种复合酶，可以把纤维素分解为纤维二糖，进一步分解为葡萄糖使微生物加以利用，故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。
②在培养基中加入刚果红，可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，从而可筛选纤维素分解菌。
（2）实验过程：
土壤取样：采集土样时，应选择富含纤维素的环境
    ↓
梯度稀释：用选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的浓度
    ↓
梯度稀释
    ↓
涂布平板：将样品涂布于含刚果红的鉴别纤维素分解菌的固体培养基上

挑选产生中心透明圈的菌落：产生纤维素酶的菌落周围出现透明圈，从产生明显的透明圈的菌落上挑取部分细菌，并接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在30～37℃条件下培养，可获得较纯的菌种。

刚果红染色的两种方法的比较：

	先培养微生物，在加入刚果红	在到平板时加入刚果红
优点	显示出的眼神反映基本上是纤维素分解菌的作用	操作简便，不存在菌落混杂问题
缺点	操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂	(1)由于琼脂和土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应 (2)有些微生物具有降解色素的能力，长时间培养会降解刚果红，从而形成明显的透明圈，这些微生物与纤维素分解菌不易区分

知识拓展：

1．纤维素与纤维素酶
(1)纤维素
①化学本质：一种多糖。
②分布：棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。
(2)纤维素酶
①习惯上，将纤维素酶分成三类：C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。C1酶是对纤维素最初起作用的酶，破坏纤维素链的结晶结构。Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1，4-糖苷键的纤维素酶。β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。
②作用：纤维素纤维二糖葡萄糖
2、为确定得到的微生物是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸等纤继素后所产生的葡萄糖进行定量测定。

探讨加酶洗衣粉的洗涤效果：

1、衣领净的相关叙述：衣领净或领洁净是一种专用洗涤剂，是专门为洗涤衬衫、T恤以及内衣的领口和袖口污垢设计的。它也像其它洗涤剂一样含有阴离子表面活性剂等洗涤活性成份。同时还含有一种叫做碱性蛋白酶的成份，这是一种生物酶制剂。对于人体分泌的油脂、汗渍有很好的分解能力，而且非常适合在碱性的洗涤液中发挥功能。
2、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
（1）实验原理
①加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
②碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。
③在本课题中，我们主要探究有关加酶洗衣粉的三个问题：一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有什么不同；二是在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好，三是添加不同种类的酶的的洗衣粉，其洗剂效果有哪些区别。
（2）实验步骤
①探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤的效果的不同
a、在2个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。
b、取2块大小相等的白棉布，用滴管在每块白布上分别滴上等量的墨水，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。
c、将2个烧杯分别放入同等温度的温水中，保温5分钟。
d、称取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份，分别放入2个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。
e、观察并记录2个烧杯中的洗涤效果
②探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件
a、在3个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。
b、取3块大小相等的白棉布，用滴管在每块白布上分别滴上一滴食用油、鸡血、牛奶，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。
c、将3个烧杯分别放入50摄氏度的热水、沸水和冰块中，保温5分钟。
d、称取5克加酶洗衣粉3份，分别放入3个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。
e、观察并记录3个烧杯中的洗涤效果。

知识点拨：

注意事项
（1）变量的分析和控制
影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量，衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等。在这些因素中，水温是我们要研究的对象，而其他因素应在实验中保持不变。选择什么样的水温进行实验需要实验者根据当地一年中的实际气温变化来确定水温，通常情况下，冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水温，因为这4个水温是比较符合实际情况的，对现实也有指导意义。
（2）洗涤方式和材料的选择。
（3）水量、水质和洗衣粉用量的问题。
用滴管控制污物的量，待污物干燥后再进行实验；布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同的时间；采用玻璃棒或筷子搅拌的方式模拟洗衣过程；模拟搅拌的时间、次数和力量应基本相同。
（4）影响加酶洗衣粉活性的条件：温度、pH和水量。影响加酶洗衣粉的效果的因素：水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质地、大小、浸泡和洗涤的时间。
（5）加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。
（6）不能用加酶洗衣粉洗涤的衣物是：毛类衣物。
（7）加酶洗衣粉的酶不易失活，原因：该酶是通过基因工程生产出的特殊酶；用特殊化学物质将酶包裹，使其与洗涤剂隔离；加酶洗衣粉的酶能耐酸、耐碱、耐较高温度和能忍受表面活性剂。
知识拓展：

1、一般来说，丝绸类的衣物不可以使用加酶洗衣粉洗涤，是因为蛋白酶会水解蛋白质类的丝绸。
2、酶的催化作用需要适宜的温度，用温水浸泡衣物可以缩短衣物的浸泡时间，加快洗涤。
3、人体皮肤细胞有蛋白质，如不彻底清洗双手，就会使手的皮肤受到腐蚀，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间的接触。

细胞核酶的固定化：

1、概念：使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。
2、固定方法：

名称	原理	图示	适用范围
包埋法	将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中		多用于细胞的固定
化学结合法	利用共价链、离子键将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上		多用于酶的固定
物理吸附法	欧诺个过物理吸附作用，把酶固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃和离子交换树脂等载体上

3、载体：包埋法 固定化细胞常用的是不容于水的多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
4、优点：
（1）固定化酶优点：使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。
（2）固定化细胞优点：成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应。
5、固定化没的反应实例——生产高果糖浆
（1）高果糖浆的生产原理

（2）葡萄糖异构酶的固定：将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上，装入反应柱中。
（3）高果糖浆的生产操作：（如图）从反应柱上端注入葡萄糖溶液，从下端流出果糖溶液，一个反应拄可连续使用半年。
6、固定化细胞的应用实例——固定化酵母细胞


知识点拨：

1、注意事项
（1）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。
（2）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡
（3）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入
（4）刚形成的凝胶珠应在CaCl₂溶液中浸泡一段时间，以便Ca²⁺与Na⁺充分交换，形成的凝胶珠稳定。检验凝胶珠是否形成，可用下列方法：用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果不容易破裂，没有液体流出就表明成功地制成了凝胶珠，还可以用手将凝胶珠在实验桌上用力摔打，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。
（5）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。
（6） 海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要通过加热促进其溶解。溶解海藻酸钠，最好采用小火间断加热的方法。例如，加热几分钟后，从石棉网上去下烧杯冷却片刻，并不断搅拌，再将烧杯放回石棉网继续加热，如此重复数次，直至海藻酸钠完全溶化。如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。
2、酵母菌活化时体积会变大，因此活化前应选择体积足够大的容器，防止酵母菌细胞的活化液溢出。
3、海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，因为如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠，如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，也会影响实验效果。
4、溶化海藻酸钠时要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊。
 5、将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母菌混合，避免高温杀死酵母细胞。

多聚酶链式反应扩增DNA片段：

1、PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4中游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
2、PCR反应过程是：变性→复性→延伸

过程	说明	图解
变性	当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链
复性	温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
延伸	72℃左右时，TaqDNA聚合酶有最大活性，可使DNA新链由5'端向3'端延伸

3、结果：上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了两个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA分子就以2ⁿ的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。


细胞被DNA复制与PCR技术的比较：

		细胞内DNA复制	体外DNA扩增（PCR）
不同点	解旋	在解旋酶作用下边解旋边复制	80～100℃高温解旋，双链完全分开
	酶	DNA解旋酶、DNA聚合酶	TaqDNA聚合酶
	引物	RNA	DNA、RNA
	温度	体内温和条件	高温
相同点		①需提供DNA模板 ②四种脱氧核苷酸为原料 ③子链延伸的方向都是从5'端到3'端

知识点拨：

1、DNA分子复制的人工控制
解开螺旋：在80～100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。
恢复螺旋：在50～60℃左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。
复制条件：缓冲液，DNA模板、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶、两种引物。
控制仪器：PCR仪（温度周期性自动调节仪）。
2、PCR的含义是多聚酶链式反应。
3、PCR技术反应的条件：①稳定的缓冲溶液环境；②DNA模板；③合成引物；④四种脱氧核甘酸；⑤DNA聚合酶；⑥温控设备
4、PCR技术最突出的优点是快速、高效、灵活、易于操作。
5、TaqDNA聚合酶的特点是：耐高温。
知识拓展：

1、DNA含量的测定——分光光度法

项目		说明
原理		DNA在260nm的紫外线波段有一强烈吸收峰，峰值大小与DNA的含量是正相关
过程	稀释	2μLPCR反应液，加入98μL蒸馏水，即将样品进行50倍稀释
	对照调零	以蒸馏水作为空白对照，在波长260nm处，将紫外分光光度计的赌注调节至零
	测量	取DNA稀释液100μL至比色杯中，测定260nm处的光吸收值
	计算	DNA含量（μg/mL）=50×（260nm的读数）×稀释倍数

2、DNA聚合酶不恩能够从头合成DNA，只能从DNA的3'端开始延伸DNA链，因此DNA复制需要引物。