生物的新陈代谢：

新陈代谢是活细胞中全部有序化学反应的总称，是生物体最基本的生命活动过程，其按不同的标准可分为同化作用和异化作用两种作用与物质代谢和能量代谢两种代谢，其中同化作用又可分为自养型和异养型，异化作用又可分为需氧型和厌氧型。酵母菌为碱性厌氧型生物。
（1）物质代谢：是指生物体与外界环境之间物质的交换和生物体内物质的转变过程。可细分为：从外界摄取营养物质并转变为自身物质。（同化作用）自身的部分物质被氧化分解并排出代谢废物。（异化作用）
（2）能量代谢：是指生物体与外界环境之间能量的交换和生物体内能量的转变过程。可细分为：储存能量（同化作用）；释放能量（异化作用）；在新陈代谢过程中，既有同化作用，又有异化作用。
（3）新陈代谢的功能：
①从周围环境中获得营养物质；
②将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件，即大分子的组成前体；
③将结构元件装配成自身的大分子，例如蛋白质、核酸、脂质等；
④分解有机营养物质；
⑤提供生命活动所需的一切能量。
（4）能源物质
①直接能源物质——三磷酸腺苷(ATP)
ATP是生物体生命活动的直接能源物质，各种生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的，细胞的分裂、肌肉收缩等。
②主要能源物质——糖类糖类是生物体生命活动的主要能源物质，生物体内的能量有70%是由糖类氧化分解提供的
③主要储能物质——脂肪
脂肪是生物体储存能量的重要物质，在动物的皮下、肠系膜、大网膜等处储存有大量的脂肪，一方可储存能量，同时还可以减少体内热量散失，有利于维持体温恒定。在植物体内也有脂肪，如花生油、籽油等就是从花生和油菜籽中提取的。
④能量最终来源——太阳能
太阳光能是生物生命活动的最终能源，太阳能通过光合作用进入植物体内，再进入动物体内
⑤新陈代谢是在无知觉情况下时刻不停的进行的体内活动，包括心脏的跳动、保持体温和呼吸。
（5）同化作用的类型与特点：
自养型：指的是绝大多数绿色植物和少数种类的细菌以光能或化学能为能量的来源，以环境中的二氧化碳为碳源，来合成有机物，并且储存能量的新陈代谢类型。
异养型：不能直接把无机物合成有机物，必须摄取现成的有机物来维持生活的营养方式。
自养型生物：绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌
异养型生物：动物、人、大多数细菌、真菌
（6）异化作用的类型与特点：分为需氧型和厌氧型。
（7）兼性厌氧是指既可以在有氧条件下进行新陈代谢，又可以在无氧状态下进行新陈代谢。但在这两种状况下，体内的生化反应是不同的。也就是说产能途径不同。酵母菌是兼性厌氧型的真菌。

微生物的实验室培养：

1．培养基的概念、种类及营养构成
(1)概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。

(3)营养构成：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
2．无菌技术
(1)关键：防止外来杂菌的入侵。
(2)具体操作
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。
③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
(3)消毒和灭菌

	消毒	灭菌
概念	使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包芽孢和孢子）	使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物（包括芽孢和孢子）
常用方法	煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法	灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
适用对象	操作空间、某些液体、双手等	接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等

3、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的方法：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。
4、接种方法：平板划线法和稀释涂布法。
（1）平板划线操作：
①挑取他含菌样品：选用平整、圆滑的接种环，按无菌操作法挑取少量菌种。
②划A区：将平板倒置于煤气（酒精）灯旁,左手拿出皿底并尽量使平板垂直于桌面，有培养基一面向着煤气灯（这时皿盖朝上，仍留在煤气灯旁)，右手拿接种环先在A区划3—4条连续的平行线(线条多少应依挑菌量的多少面定）。划完A区后应立即烧掉环上的残菌，以免因菌过多而影响后面各区的分离效果。在烧接种环时，左手持皿底并将其覆盖在皿盖上方(不要放入皿盖内)，以防止杂菌的污染。
③划其他区：将烧去残菌后的接种环在平板培养基边缘冷却一下，并使B区转到上方，接种环通过A区（菌源区）将菌带到B区，随即划数条致密的平行线。再从B区作C区的划线。最后经C区作D区的划线，D区的线条应与A区平行，但划D区时切勿重新接触A、B区，以免极该两区中浓密的菌液带到D区，影响单菌落的形成。随即将皿底放入皿盖中。烧去接种环上的残菌。
④等平板凝固后，将平板倒置。
（2）稀释涂布法：是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，在适宜条件下培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。能够测定样品中活菌数的方法是：稀释涂布平板法。

纯化大肠杆菌的无菌操作和菌种保存：

1．大肠杆菌
(1)特性：革兰氏阴性、兼性厌氧的肠道杆菌。
(2)用途：是基因工程技术中被广泛采用的工具。
2．制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
(1)计算：依据是培养基配方的比例。
(2)称量：牛肉膏比较黏稠，可同称量纸一块称取。牛肉膏和蛋白胨易吸潮，称取时动作要迅速，称后及时盖上瓶盖。
(3)溶化：牛肉膏和称量纸+水加热取出称量纸→加蛋白胨和氯化钠→加琼脂（注意：要不断用玻璃棒搅拌，防止琼脂糊底而导致烧杯破裂）→补加蒸馏水至100mL。

3.纯化大肠杆菌
（1）方法
①平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。
②稀释涂布平板法：将骏业进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。
（2）鉴定：将接种后的培养基和一个未接种的培养基（对照组）都放入到37℃恒温箱中，培养12h和24h后，分别观察并记录结果。
（3）菌种保存

	临时保存法	甘油管藏法
适用对象	频繁使用的菌种	长期保存的菌种
培养及类型	固体斜面培养基	液体培养基
温度	4℃	-20℃
方法	菌落长成后于冰箱中保存，每3～6个月将菌种从旧的培养基转移到新鲜培养基上	将培养的菌液与等体积灭菌后的甘油混合均匀后于冷冻箱内保存
缺点	菌种易被污染或产生变异

知识点拨：

1、无菌技术操作原则：
（1）操作前准备：
①操作环境应清洁、宽敞、定期消毒；物品布局合理；无菌操作前半小时应停止清扫工作、减少走动、避免尘土飞扬。
②工作人员应做好个人准备，戴好帽子、口罩，修剪指甲并洗手，必要时穿无菌衣、带无菌手套。
（2）操作中保持无菌
①工作人员应面向无菌区，手臂应保持在腰部或操作台台面以上，不可跨越无菌区避免面对无菌区谈笑、咳嗽、打喷嚏。
②用无菌持物镊取用物品；无菌物品一经取出，即使未用，也不可放回无菌容器内；一套无菌物品仅供一位患者使用，避免交叉感染。 ③无菌操作中，无菌物品疑有污染或已被污染，应予更换并重新灭菌。
（3）无菌物品保管：
①无菌物品必须与非无菌物品分开放置。
②无菌物品不可暴露于空气中，应存放于无菌包或无菌容器中，无菌包外须标明物品名称、灭菌日期，并按失效期先后顺序排放。
③定期检查无菌物品的灭菌日期及保存情况。无菌包在未被污染的情况下保存期一般为7天，过期或受潮应重新灭菌。
2、划线分离操作中的有关问题：
（1）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。

	第一次灼烧	每次划线之前灼烧	划线结束灼烧
目的	避免接种环上可能存在的微生物污染培养基	杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种	杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染或感染操作者

②在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，以免接种环温度太高，杀死菌种。
③在进行第二次以及其后的划线操作时'要从上一次划线的末端开始划线。每次划线后，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。
(2)进行恒温培养时，要将培养皿倒置的原因如果正放培养皿，则皿盖上形成的水滴会落入培 养基表面并且扩散开。如果培养皿中已形成菌落，则茵落中的细菌会随水扩散，菌落间相互影响，很难再分成单菌落，达不到分离的目的。因此恒温培养时，培养皿必须倒置。
(3)培养后判断是否有杂菌污染的方法
①从菌落的形态看，是否湿润、透明、黏稠，呈何种颜色等等，是区别细菌、酵母菌、放线菌和霉菌的关键指标。
②用显微镜镜检观察其形态、大小，看是否有菌丝、孢子、芽孢等，这也是区别细菌、酵母菌、放线菌和霉菌的关键指标。

知识拓展：

1、对异养微生物来说，含C、N的化合物既是碳源，也是氮源，即有些化合物作为营养要素成分时并不是起单一方面的作用。
2、并不是所有微生物都需添加特殊营养物质，有些微生物需添加，原因是它们自身缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。
3、含抗生素的牛奶不能发酵为酸奶的原因：牛奶发酵成酸奶是利用乳酸菌来完成的，乳酸菌属于细菌，
4、化学药剂的消毒方法，其作用原理是使细菌体内蛋白质变性，但是化学物质很难透过孢子或芽孢的坚硬外层进入细胞内，因此化学方法难以消灭孢子和芽孢。
5、体积分数为70%的乙醇杀菌效果最强，浓度过低，杀菌力弱，浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固形，成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其内，因此杀菌效果受影响。
6、倒平板的方法：右手持盛培养基的试管或三角瓶置火焰旁边，用左手将试管塞或瓶塞轻轻地拨出，试管或瓶口保持对着火焰；然后用右手手掌边缘或小指与无名指夹住管（瓶）塞（也可将试管塞或瓶塞放在左手边缘或小指与无名指之间夹住。如果试管内或三角瓶内的培养基一次用完，管塞或瓶塞则不必夹在手中）。左手拿培养皿并将皿盖在火焰附近打开一缝，迅速例入培养基约15mL，加盖后轻轻摇动培养皿，使培养基均匀分布在培养皿底部，然后平置于桌面上，待凝后即为平板。
7、在斜面培养基上接种时，其正确的操作顺序：
①用左手大拇指、食指和无名指夹住菌种试管和待接种的斜面试管，管口并齐，使斜面向上成水平状态
②右手拧松棉塞，但不取下
③右手拿接种环，在火焰上灼烧灭菌
④在火焰边用右手无名指和小指夹两个棉塞，将它们取下，同时左腕转动，灼烧管口一周
⑤将接种环伸入管内，让环先接触培养基上未长菌的部位，使环冷却，然后轻轻挑取少量菌体
⑥在火焰旁边迅速将沾有菌体的接种环伸到培养基的底部，由里向外轻轻画蛇形细线
⑦抽出接种环，再用火焰灼烧管口，并在火焰上方将棉塞塞上
8、自养型微生物与异养型微生物的培养基的主要差别在于碳源。
9、平菇培养的操作程序：配制棉籽壳培养基，高压蒸汽灭菌，接种，培养。
10、菌种的保存：对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法；临时保藏的菌种一般是接种到试管的固体斜面培养基上；临时保藏的菌种容易被污染或产生变异；在临时保藏过程中，每3～6个月都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上；

科学研究方法：

1、假说——演绎法
①提出假设
②演绎就是推理
③实验验证假设和推理
④得出结论
2、同位素示踪法：同位素示踪法是利用放射性核素或稀有稳定核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法
3、科学的研究方法包括：归纳法、类比推理法、实验法和演绎法。
①归纳法：是从个别性知识，引出一般性知识的推理，是由已知真的前提，引出可能真的结论。它把特性或关系归结到基于对特殊的代表（token）的有限观察的类型；或公式表达基于对反复再现的现象的模式（pattern）的有限观察的规律。
②类比推理法：类比推理这是科学研究中常用的方法之一。类比推理是根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同的推理。简称类推、类比。它是以关于两个事物某些属性相同的判断为前提，推出两个事物的其他属性相同的结论的推理。
③实验法：通过试验的论证得出所需数据，进行分析后得出结论。分为：化学物质的检测方法；实验结果的显示方法；实验条件的控制方法；实验中控制温度的方法
④演绎法：从普遍性结论或一般性事理推导出个别性结论的论证方法。演绎法得出的结论正确与否，有待于实践检验。它只能从逻辑上保证其结论的有效性，而不能从内容上确保其结论的真理性。也可以从逻辑思维，逆向思维和想象思维延伸到其结论该以反证明。
4、实验必须遵守的原则：
①设置对照原则：空白对照；条件对照；相互对照；自身对照。
②单一变量原则；
③平行重复原则
5、实验的特性：对照，统一性质。提出问题；设计方案；讨论结果；分析问题。分为科学实验；验证性实验；对照实验等。
知识拓展：

1、生物学的历史研究进展和相关实验的叙述。
（1）孟德尔的假说——演绎法叙述
①提出假设（如孟德尔根据亲本杂交实验，得到F₁，Aa这对基因是独立的，在产生配子时相互分离。这里假设的是一对等位基因的情况）；
②演绎就是推理（如果这个假说是正确的，这样F₁会产生两种数量相等的配子，这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型）；
③最后实验验证假设和推理（测交实验验证，结果确实产生了两种数量相等的类型）；
④最后得出结论（就是分离定律）
（2）遗传物质验证的三个实验：肺炎双球菌的转化实验；噬菌体侵染细菌的实验；烟草花叶病毒的重组实验
（3）酶发现过程中的实验：
①1777年，苏格兰医生史蒂文斯从胃里分离一种液体（胃液），并证明了食物的分解过程可以在体外进行。
②1834年，德国博物学家施旺把氯化汞加到胃液里，沉淀出一种白色粉末。除去粉末中的汞化合物，把剩下的粉末溶解，得到了一种浓度非常高的消化液，他把这粉末叫作“胃蛋白酶”（希腊语中的消化之意）。同时，两位法国化学家帕扬和佩索菲发现，麦芽提取物中有一种物质，能使淀粉变成糖，变化的速度超过了酸的作用，他们称这种物质为“淀粉酶制剂”（希腊语的“分离”）。科学家们把酵母细胞一类的活动体酵素和像胃蛋白酶一类的非活体酵素作了明确的区分。
③1878年，德国生理学家库恩提出把后者叫作“酶”。
④1897年，德国化学家毕希纳用砂粒研磨酵细胞，把所有的细胞全部研碎，并成功地提取出一种液体。他发现，这种液体依然能够像酵母细胞一样完成发酵任务。这个实验证明了活体酵素与非活体酵素的功能是一样的。因此，“酶”这个词现在适用于所有的酵素，而且是使生化反应的催化剂。由于这项发现，毕希纳获得了1907年诺贝尔化学奖
（4）生长素的发现实验：植物的向光生长和胚芽鞘实验
2、同位素示踪方法的应用，使人们可以从分子水平动态地观察生物体内或细胞内生理、生化过程，认识生命活动的物质基础。例如，用C、O等同位素研究光合作用，可以详细地阐明叶绿素如何利用二氧化碳和水，什么是从这些简单分子形成糖类等大分子的中间物，以及影响每步生物合成反应的条件等。
3、放射性同位素示踪技术，是分子生物学研究中的重要手段之一，对蛋白质生物合成的研究，从DNA复制、RNA转录到蛋白质翻译均起了很大的作用。最近邻序列分析法应用同位素示踪技术结合酶切理论和统计学理论，研究证实了DNA分子中碱基排列规律，在体外作合成DNA的实验：分四批进行，每批用一种不同的³²P标记脱氧核苷三磷酸，³²P标记在戊糖5'C的位置上，在完全条件下合成后，用特定的酶打开5'C－P键，使原碱基上通过戊糖5'C相连的³²P移到最邻近的另一单核苷酸的3'C上。用最近邻序列分析法首次提出了DNA复制与RNA转录的分子生物学基础，从而建立了分子杂交技术，例如以噬体T₂-DNA为模板制成[³²P]RNA，取一定量T₂-DNA和其它一些DNA加入此[³²P]RNA中，经加热使DNA双链打开，并温育，用密度梯度离心或微孔膜分离出DNA-[³²P]RNA复合体测其放射性，实验结果只有菌体T₂的DNA能与该[³²P]RNA形成放射性复合体。从而证明了RNA与DNA模板的碱基呈特殊配对的互补关系，用分子杂交技术还证实了从RNA到DNA的逆转录现象。
4、放射性同位素示踪技术对分子生物学的贡献还表现在：
a、对蛋白质合成过程中三个连续阶段，即肽链的起始、延伸和终止的研究；
b、核酸的分离和纯化；
c、核酸末端核苷酸分析，序列测定；
d、核酸结构与功能的关系；
e、RNA中的遗传信息如何通过核苷酸的排列顺序向蛋质中氨基酸传递的研究等等。
为了更好地应用放射性同位素示踪技术，除了有赖于示踪剂的高质量和核探测器的高灵敏度外，关键还在于有科学根据的设想和创造性的实验设计以及各种新技术的综合应用。