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高中三年级生物

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    生物技术在人们的生产、生活中已经得到了广泛应用,如微生物发酵技术为我们制造了许多营养丰富的美味食品;植物色素的利用让食物变得更加温馨诱人;植物组织培养技术加快了优良品种的推广;普通洗衣粉已经逐渐被加酶、加香洗衣粉所替代。请回答下列有关问题:
    (1)自然界中的微生物必须经过________________后才能应用于工业生产。在应用平板划线法接种时每次划线结束后仍然灼烧接种环,原因是___________________________。
    (2)果汁生产中常用的果胶酶广泛存在于植物果实和微生物中。从微生物分离获得的酶通常需要检测__________,以便更好地将酶用于生产实践。目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的,如果将酶固定在载体上,还可以被重复利用,这种方法制成的酶叫____________________________。
    (3)高档洗衣粉中常加入一些由植物芳香油制成的香精,多是采用____________方法获得的;食品着色常使用从植物体内提取的植物色素,实验室常用_______________法提取植物色素。
    本题信息:2011年湖南省模拟题生物填空题难度极难 来源:姚瑶
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本试题 “生物技术在人们的生产、生活中已经得到了广泛应用,如微生物发酵技术为我们制造了许多营养丰富的美味食品;植物色素的利用让食物变得更加温馨诱人;植物组织...” 主要考查您对

微生物的实验室培养

果胶酶在果汁生产中的作用

探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

植物芳香油的提取

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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;


果胶酶在果汁生产中的作用:

1、果胶酶的作用:能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也是果汁变得澄清。
2、成分:由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。
3、特点:不溶于水。
4、酶的活性
(1)概念:指酶催化一定化学反应的能力。
(2)表示方法:用一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。
(3)酶反应速度的表示方法:用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
(4)酶活性的影响因素:温度、pH和酶的抑制剂等。
5、探究温度和pH对酶活性的影响实验和探究果胶酶的用量。
(1)实验流程
制备苹果泥→设置一系列具有梯度的温度和pH→加入果胶酶反应一段时间→过滤果汁
(2)该实验的自变量是温度或pH,因变量是酶的活性,检测因变量是通过测定果汁的体积或澄清度来实现的。
6、探究果胶酶的最适用量
(1)实验流程
配制9个不同浓度梯度的果胶酶溶液,各取等量酶溶液分别放人试管中,并依次编号。制取苹果泥,各取等 量苹果泥分别放入9支试管中,并依次对应编号 → 37℃恒温水浴一段时间后,迅速混合对应编号的酶溶液和苹果泥→37℃恒温水浴20min过滤后测量果汁体积
(2)实验结果分析说明:如果随着酶浓度的增大,过滤得到的果汁的体积也增加,说明酶的用量不足;当酶的浓度增大到某个值后,再增加酶的用量,过滤得到的果汁的体积不再改变,说明酶的用量已经足够,这个值就是酶的最适用量。
知识点拨:

1、制备苹果泥时,可先将苹果切成小块放入榨汁机中,加入适量的水都再搅拌;如果用橙子做实验不必去掉橙皮。
2、在探究不同pH果胶酶活性的影响时,可以用体积分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸进行调试。
3、在果胶酶处理果泥时,为了使果胶酶充分的催化反应,应用玻璃棒不时的搅拌反应混合物。
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。
植物芳香油的提取:

1、植物芳香油的提取方法:蒸馏法、压榨法和萃取等。
(1)蒸馏法:芳香油具有挥发性。把含有芳香油的花、叶等放入水中加热,水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来,形成油水混合物;冷却后,油水混合物又会重新分成油层和水层,除去水层便得到芳香油,这种提取方法叫蒸馏法。
根据蒸馏过程中原料放置的位置的标准,将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏。
(2)萃取法:这种方法需要将新鲜的香花等植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸点的有机溶剂中,是芳香油充分溶解,然后蒸去低沸点的溶剂,剩下的就是芳香油。
(3)压榨法:在橘子、柠檬、甜橙等植物的果皮中,芳香油的含量较多,可以用机械压力直接榨出,这种提取方法叫压榨法。
植物芳香油的蒸馏提取过程:浸泡、加热蒸馏、乳浊液的分离。
2、植物芳香油的主要成分:主要包括萜类化合物及其衍生物。橘皮精油的主要成分:柠檬烯。

粗提玫瑰精油:

1、玫瑰精油的提取
(1)玫瑰精油的性质:化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏。
(2)提取流程 
①在开花的盛期(时期)采收玫瑰花瓣,与清水以质量比为1:4的比例进行混合。
②在水蒸气蒸馏装置中进行蒸馏,在锥形瓶中收集到乳白色(颜色)的乳浊液。
③向乳化液中加入NaCl,增加盐的浓度,静置,出现油水分层。
④用分液漏斗将其两层分开,得到油层。
⑤向油层中加入一些无水硫酸钠吸水,静置约12h,过滤得到的液体为玫瑰油。
(3)分析:加入氯化钠的目的是增大盐水的密度,有利于玫瑰油与水的分层;加入无水Na2SO4。的目的是吸收精油中残留的水分。

提取橘皮精油:

(1)橘皮精油的性质:无色透明,具有诱人的橘香味,主要成分为柠檬烯,一般采用压榨法提取。
(2)提取流程:石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油
(3)分析:橘皮洗净晾干后,要浸泡在pH为12、质量分数为 7%~8%的石灰水中16~24h,其目的是防止橘皮压榨时滑脱,提高出油率。


知识点拨:

1、萃取前,要将胡萝卜进行粉碎和干燥。
2、一般来说,原料颗粒小,萃取的温度高、时间长,需要提取的物质就能够充分溶解,萃取效果就好。
3、萃取的最佳温度和时间可以通过设置对照实验来探索。
4、新鲜的胡萝卜含有大量的水分,在干燥时要注意控制温度,可以用烘箱来烘干,也可以用热风吹干。
发现相似题
与“生物技术在人们的生产、生活中已经得到了广泛应用,如微生物...”考查相似的试题有: