高中生物选修一集

1、 1.制作果酒制作果酒酵母菌酵母菌 2.制作果醋制作果醋醋酸菌醋酸菌 菌种菌种 名称名称 生物学生物学 分类分类 代谢代谢 类型类型 适宜适宜 温度温度 繁殖方繁殖方 式式 对氧的需求对氧的需求 酵母菌酵母菌 真核生真核生 物物 异养异养 兼性厌氧兼性厌氧 最适最适 2020 出芽生出芽生 殖殖 前期需氧，前期需氧， 后期不需氧后期不需氧 醋酸菌醋酸菌 原核生原核生 物物 异养异养 需氧需氧 3030 3535 二分裂二分裂一直需氧一直需氧 三、繁殖方式和代谢类型三、繁殖方式和代谢类型 （3.33.53.33.5）（5.46.35.46.3） C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H

2、2O+能量 酶酶 C6H12O6 2C2H5OH+2 CO2+ 酶酶 酵母菌酵母菌 制酒制酒 酶酶 C6H12O6 3CH3COOH（醋酸） 酶酶 酶酶 2CH3CHO+O2 2CH3COOH（醋酸） 醋酸菌醋酸菌 制醋制醋 选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。 、取葡萄、取葡萄500g500g，去除枝梗和腐烂的叶子。，去除枝梗和腐烂的叶子。 、用清水冲洗葡萄、用清水冲洗葡萄1 12 2次除去污物。次除去污物。 讨论：讨论：你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？ 应该先冲洗，然后再

3、除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染 的机会的机会 划分标准划分标准培养基种类培养基种类特点特点用途用途 物理性质物理性质 化学成分化学成分 天然培养基天然培养基 合成培养基合成培养基 用途用途 鉴别培养基鉴别培养基 培养基的种类 不加凝固剂 加凝固剂，如琼脂 工业生产 观察微生物的运动、 分类鉴定 微生物分离、鉴定、 活菌计数、保藏菌 种 含化学成分不明确的天然物 质 工业生产 培养基成分明确分类、鉴定 在培养基中加入某种化学物 质, ,以抑制不需要的微生物 的生长, ,促进所需要的微生 物的生长 培养

4、、分离出特 定微生物 在培养基中加入某种指示剂 或化学药品, ,用以鉴别不同 种类的微生物 鉴别不同种类微 生物 选择培养基 液体培养基 半固体培养基 固体培养基 允许允许特定种类特定种类的微生物生长，同时的微生物生长，同时抑制或阻止抑制或阻止 其他种类其他种类微生物生长的培养基，叫做微生物生长的培养基，叫做选择培养基选择培养基 尿素尿素 尿素尿素 以尿素为以尿素为 唯一氮源唯一氮源 的培养基的培养基 牛肉膏牛肉膏 蛋白胨蛋白胨 培养基培养基 是是 分离分离 尿素尿素 细菌细菌 判断该判断该 培养基培养基 有无选有无选 择性择性 实验组实验组 对照组对照组 培养基类型培养基类型 是否是否 接种

5、接种 目的目的 结果结果 只生长尿只生长尿 素细菌素细菌 生长多种生长多种 微生物微生物 是是 在设计实验时，一定在设计实验时，一定 要涂布至少要涂布至少3 3个平板，作为重复组，才能增强实验的说服力个平板，作为重复组，才能增强实验的说服力 与准确性与准确性。在分析实验结果时，。在分析实验结果时，一定要考虑所设置的重复一定要考虑所设置的重复 组的结果是否一致，结果不一致，意味着操作有误，需要组的结果是否一致，结果不一致，意味着操作有误，需要 重新实验重新实验。 计算公式：计算公式： 每克样品中的菌株数每克样品中的菌株数=（CV）M 某同学在稀释倍数为106的培养基中测得 平板上菌落数的平均数为

6、234，那么每克样 品中的菌落数是（涂布平板时所用稀释液 的体积为0.1ml）() A.2.34108 B.2.34109 C.234 D.23.4 B （三）设置对照（三）设置对照 判断培养基中是否有杂菌污染：判断培养基中是否有杂菌污染： 将未接种的培养基同时进行培养。将未接种的培养基同时进行培养。 判断选择培养基是否具有筛选作用：判断选择培养基是否具有筛选作用： 完全培养基（营养成分齐全）接种后培养完全培养基（营养成分齐全）接种后培养 观察菌落数目。观察菌落数目。 主要目的是排除实验组中非测试因素对实验主要目的是排除实验组中非测试因素对实验 结果的影响，提高实验结果的可信度。结果的影响，提

7、高实验结果的可信度。 从肥沃、酸碱度接近中性的湿润土壤中取样。先从肥沃、酸碱度接近中性的湿润土壤中取样。先 铲去表层土铲去表层土3 cm3 cm左右，再取样，将样品装入事先左右，再取样，将样品装入事先 准备好的信封中。准备好的信封中。 取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。 由于初次实验，对于稀释的范围没有把握，因此选 择了一个较为宽泛的范围：稀释倍数为103107。 准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基。每个稀释 度下需要3个选择培养基，1个牛肉膏蛋白胨培养基。还 需要8个灭菌试管和1个灭菌移液管。 将稀释相同倍数的菌液，在牛肉膏蛋

8、白胨培养基上 生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因此， 牛肉膏蛋白胨培养基可以作为对照，用来判断选择培养 基是否起到了选择作用。 问题：问题：为什么分离不同的微生物要采用不同的稀为什么分离不同的微生物要采用不同的稀 释度？测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分释度？测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分 解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？ 实验时要 对培养皿作 好标记。注 明培养基类 型、培养时 间、稀释度、 培养物等。 1 1、取土用的小铁铲的盛土样的信封在使用前都需要灭菌。、取土用的小铁铲的盛土样的信封在使用前都需要灭菌。 2 2、应

9、在火焰旁称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入锥、应在火焰旁称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入锥 形瓶中，塞好棉塞。形瓶中，塞好棉塞。 3 3、在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁操作。、在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁操作。 注明培养基种类、培养日期、平板培养样品注明培养基种类、培养日期、平板培养样品 的稀释度等。的稀释度等。 三、三、 由高度分化的植物组织或细胞产由高度分化的植物组织或细胞产 生愈伤组织的过程。也叫去分化生愈伤组织的过程。也叫去分化 脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，脱分化产生的愈伤组织继续进行培养， 又可以重新分化成根或芽等器官的过程又可以重新分化成根或芽

10、等器官的过程 接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养。培养接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养。培养 期间应定期消毒。培养温度期间应定期消毒。培养温度18221822，每日用，每日用 日光灯光照日光灯光照12h12h 专题4 酶的研究与应用 课题1 果胶酶在果汁 生产中的作用 一、课题目标一、课题目标 1. 1.简述果胶酶的作用；简述果胶酶的作用； 2.2.检测果胶酶的活性；检测果胶酶的活性； 3.3.探究温度和探究温度和pHpH对果胶酶活性的对果胶酶活性的 影响以及果胶酶的最适用量；影响以及果胶酶的最适用量； 4.4.搜集有关果胶酶应用的资料。搜集有关果胶酶应用的资料。 二、课题重点与难点二、课题

11、重点与难点 课题重点：课题重点： 温度和温度和pHpH对果胶酶活性的影响。对果胶酶活性的影响。 课题难点：课题难点： 果胶酶的最适用量。果胶酶的最适用量。 三、基础知识分析三、基础知识分析 知识要点知识要点: : 1.1.果胶酶的作用；果胶酶的作用； 2.2.酶的活性的定义；酶的活性的定义； 3.3.影响酶活性的因素；影响酶活性的因素； 4.4.果胶酶的用量。果胶酶的用量。 (一)细胞壁的结构及作用： 作用是什么？ 特点？ 结构组成？保护植物细胞；支撑植物细胞 弹性小；全透性 纤维素、果胶 1.1.果胶果胶 植物细胞壁及细胞之间胞间层的成分植物细胞壁及细胞之间胞间层的成分 植物细胞壁以及胞间层

12、的主要组成成植物细胞壁以及胞间层的主要组成成 分之一，它是由分之一，它是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的聚合而成的 一种一种高分子化合物高分子化合物，不溶于水。，不溶于水。 果胶果胶: : 在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁 率，还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解果 胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层，使 榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的 半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。 果胶酶 果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶酶并不特指某一种酶，而是分解 果胶的一类酶的总称，包括果胶的一类酶的总称，包括多聚多聚半乳糖半乳糖 醛酸醛酸酶酶、果胶分解酶果胶分解酶和和果胶脂酶果胶脂酶等。等。 果胶酶果胶酶:

13、 : 2.2.酶的活性与影响酶活性的因素酶的活性与影响酶活性的因素 指酶催化一定化学反应的能力。酶反指酶催化一定化学反应的能力。酶反 应速度用应速度用单位时间单位时间内内单位体积单位体积中中反应物反应物 的减少量的减少量或或生成物的增加量生成物的增加量来表示来表示. . (1)(1)酶的活性酶的活性 (2)(2)影响酶活性的因素影响酶活性的因素 a.a.温度温度 b.pHb.pH C. .酶的抑制酶的抑制 剂剂 . .果胶酶的用量果胶酶的用量 ()探究温度和pH对酶活性的影响 四、实验设计 1、设计实验方案 A、确定温度/PH梯度（5C0/ 10C0）/PH5、 6、7、8 探究控制温度/PH

14、的方法和措施 你的实验变量是什么？如何设定？ B、确定水果的种类确定制备果汁的方 法 确定实验用的水果用量 确定果胶酶的 用量控制测定果胶酶活性的方法 ()探究温度和pH对酶活性的影响 2、实验操作步骤： 制备水果泥 配制果胶酶 水果泥与果胶酶分别水浴保温 将水果泥和果胶酶混合保温 过滤出果汁 记录果汁量 改变不同的温度/PH后重复以上实验 ()探究温度和pH对酶活性的影响 3、设计记录数据的表格 4、得出结论与分析： 画曲线图；最适温度/PH是 温度温度 /PH 果汁果汁 量量/ml 在实际的操作过程中，还需要注意下列事项：在实际的操作过程中，还需要注意下列事项： 1 1与其他工业用酶基本相

15、同，果胶酶的与其他工业用酶基本相同，果胶酶的 适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用 10 10 作为温度梯度，设置的具体温度为作为温度梯度，设置的具体温度为10 10 、20 20 、30 30 、40 40 、50 50 和和60 60 等，等， 也可以尝试以也可以尝试以5 5 作为温度梯度。作为温度梯度。 2 2苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为 反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料，反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料， 一般可按每个中等大小的苹果加水一般可按每个中等大小的苹果加水100100200 200 mLm

16、L的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。 3 3果泥的用量可以采用果泥的用量可以采用5 mL5 mL左右，果左右，果 胶酶的用量可采用质量浓度为胶酶的用量可采用质量浓度为2%2%的果胶酶的果胶酶 溶液溶液2 mL2 mL。 4 4水浴时间可以为水浴时间可以为202030 min30 min。 5 5过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。 6 6探究探究pHpH对果胶酶活性的影响，只须对果胶酶活性的影响，只须 将温度梯度改成将温度梯度改成pHpH梯度，并选定一个适宜梯度，并选定一个适宜 的温度进行水浴加热。反应液中的的温度进行水浴加热。反应液中的p

17、HpH可以可以 通过体积分数为通过体积分数为0.1%0.1%的氢氧化钠或盐酸溶的氢氧化钠或盐酸溶 液进行调节。液进行调节。 ( () )探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量 探究果胶酶的用量是建立在探究最适温探究果胶酶的用量是建立在探究最适温 度和度和pHpH对果胶酶活性影响的基础之上的。对果胶酶活性影响的基础之上的。 此时，研究的变量是此时，研究的变量是 ，其他因素，其他因素 都应都应 。 果胶酶的用量 保持不变 方案：可以配制不同浓度的果胶酶溶液， 也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然 后使用不同的体积即可。需要注意的是， 反应液的pH必须相同，否则将影响实验 结果的准确性。 五、结果分析与评

18、价五、结果分析与评价 根据实验数据绘制出的温度和根据实验数据绘制出的温度和pHpH对对 果胶酶活性影响的曲线图；果胶酶活性影响的曲线图； 不同果胶酶用量对出汁量影响的曲不同果胶酶用量对出汁量影响的曲 线图（在浓度和体积相同的条件下）；线图（在浓度和体积相同的条件下）； 果胶酶最适温度、果胶酶最适温度、pHpH以及果胶酶以及果胶酶 的最适用量。的最适用量。 六、本课题知识小结六、本课题知识小结 课题3血红蛋白的提取和分离 主要内容： 一、基础知识 二、实验操作 一、基础知识- 凝胶色谱法（分配色谱法） 1 1、凝胶： 一些微小多孔的球体（内含许多贯穿的通 道，由多糖类构成如葡聚糖、琼脂糖） 2

19、2、概念： 根据相对分子质量的大小分离蛋白质的 有效方法 3 3、原理： 分子量分子量大大小小 直径大小直径大小 大于大于凝胶颗粒空凝胶颗粒空 隙直径，被阻挡隙直径，被阻挡 在颗粒的外面在颗粒的外面 小于小于凝胶颗粒空凝胶颗粒空 隙直径，可以进隙直径，可以进 入颗粒内部入颗粒内部 运动方式运动方式垂直向下移动垂直向下移动 垂直向下移动，垂直向下移动， 无规则扩散进入无规则扩散进入 颗粒内部颗粒内部 运动速度运动速度较快较快较慢较慢 运动路径运动路径较短较短较长较长 洗脱次序洗脱次序 先从先从凝胶柱洗脱凝胶柱洗脱 出来出来 后从后从凝胶柱洗脱凝胶柱洗脱 出来出来 一、基础知识- 4 4、具体过程

20、 一、基础知识- 1 1、概念：在一定的范围内，能对抗外来少 量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液PHPH发 生明显变化的作用叫做缓冲作用，具有缓 冲作用的溶液叫做缓冲溶液。 缓冲溶液： 2 2、作用： 能够抵制（ ）对溶液 （ ）的影响，维持PHPH基本不变。 外界的酸或碱 pHpH值 3 3、缓冲溶液的配制 通常由（ ）种缓冲剂溶解于水中 配制而成。调节缓冲剂的（ ） 就可以制得（ ） 使用的缓冲液。 1 12 2 使用比例 在不同PHPH范围内 思考：说出人体血液中缓冲液。思考：说出人体血液中缓冲液。 NaH2PO4 / Na2HPO4 H2CO3/NaHCO3 磷酸缓冲液，保证血红蛋白的正

21、常结构和 功能，便于观察()和科学研究其() 4、在本课题中使用的缓冲液？ （三） 电泳： 带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。 许多重要的生物大分子，如多肽、 核酸等都具有可解离的基团，在一定的PHPH下，这 些基团会带上正电或负电。在电场的作用下， 这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移 动。电泳利用了待分离样品中各种分子带电性 质的差异以及分子本身的大小，形状的不同，使 带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中 各种分子的分离。 琼脂糖琼脂糖凝胶电泳、凝胶电泳、聚丙稀酰胺聚丙稀酰胺凝胶电泳。凝胶电泳。 在电场的作用下，这些带电分子会向着与在电场的作用下，这些带电分子会向着与 其所带

22、电荷相反的电极移动其所带电荷相反的电极移动 4 4、聚丙稀酰胺凝胶电泳聚丙稀酰胺凝胶电泳 （1 1）聚丙稀酰胺凝胶：是由单体丙烯酰 胺和交联剂N,NN,N，亚甲基双丙烯酰胺在引发剂 和催化剂的作用下聚合交联成的具有三维网 状结构的凝胶。 蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取 决于它所带净电荷的多少以及分子的大 小等因素。 为了消除净电荷对迁移率的影响，可以 在凝胶中加入SDSSDS。 （2 2）原理： SDSSDS能使蛋白质发生完全变性。由几条肽 链组成的蛋白质复合体在SDSSDS的作用下会 ，因此测定的结果只是 。SDSSDS能与各种蛋白质形 成，SDSSDS所带负电荷 的量大大超过了蛋白质分

23、子。 因而掩盖了， 使电泳迁移率完全取决于分子的大小。 （3 3）SDS-SDS-聚丙稀酰胺凝胶电泳作用机理: : 4 4、聚丙稀酰胺凝胶电泳聚丙稀酰胺凝胶电泳 蛋白质的提取和分离一般分为四步： （1）样品处理：包括洗涤红细胞；血 红蛋白稀释；离心等操作收集到的血红 蛋白溶液。 （2）粗分离：透析除去分子较小的杂 质。 （3）纯化：通过凝胶色谱法将分子量 较大的杂质蛋白质除去。 （4）纯度鉴定：通过聚丙烯酰胺凝胶 电泳鉴定。 二、实验操作：样品处理粗分离纯化纯度鉴定 二、实验操作：样品处理粗分离纯化纯度鉴定 知识回顾 （一）样品处理 1 1、红细胞的洗涤： 2 2、血红蛋白的释放： 3 3、分

24、离血红蛋白溶液： 4 4、透析：（如何除无机盐离子和小分子有机物质呢？） 血液柠檬酸钠低速短时离心吸出上层血浆红细胞5倍 体积生理盐水缓慢搅拌10min低速短时离心吸出上清液 反复洗涤直至上清液无黄色 在蒸馏水和甲苯（？）作用下，红细胞破裂释放 红细胞破碎混合液中速长时离心（2000c/min10min） 滤纸过滤除去脂质分液漏斗分离出血红蛋白，得到红色透明 液体。 装入透析袋并置于磷酸缓冲液中（PH为7.0）透析。 二、实验操作：样品处理粗分离纯化纯度鉴定 分离血红蛋白溶液 有机溶剂无色透明的甲苯层 脂类物质白色脂溶性物质沉淀层 血红蛋白溶液红色透明液体 红细胞破碎物沉淀暗红色沉淀物 1 1

25、、凝胶色谱柱的制作：、凝胶色谱柱的制作： 二、实验操作：样品处理粗分离纯化纯度鉴定 色谱柱的制作过程：准备材料加工橡皮塞 安装色谱柱 步骤步骤操作要求操作要求 操作要求操作要求色谱柱垂直固定在支架上色谱柱垂直固定在支架上 计算称量凝计算称量凝 胶胶 根据色谱柱体积计算凝胶用量根据色谱柱体积计算凝胶用量 配制悬浮液配制悬浮液 凝胶颗粒蒸馏水凝胶颗粒蒸馏水充分溶胀充分溶胀 凝胶颗粒洗脱液凝胶颗粒洗脱液沸水浴沸水浴 装填悬浮液装填悬浮液一次性缓慢倒入；轻轻敲打一次性缓慢倒入；轻轻敲打 缓冲液洗涤缓冲液洗涤 平衡平衡 立刻用磷酸缓冲液洗涤平衡立刻用磷酸缓冲液洗涤平衡12h12h 装配好的凝胶柱 打开下

26、端出口，使柱内缓冲液缓 慢下降到与凝胶面平齐，关闭出口。 吸管吸1ml1ml样品加到色谱柱的顶端， 滴加样品时，吸管管口贴着管壁环绕移动加样，同时注意不要 破坏凝胶面。 加样后打开下端出口，使样品 渗入凝胶床内，等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口。 小心加入pH=7.0 pH=7.0 的20mmol/l20mmol/l的磷酸缓冲液到 适当高度，连接缓冲液洗脱瓶，打开下端出口进行洗脱。 待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管 收集流出液，每5ml5ml收集一试管，连续收集。（在分离过程中， 如果红色区带均匀一致的移动，说明色谱柱制作成功） 正确的加样操作：1 1、不要触及并破坏凝胶面。 2 2

27、、贴壁加样。3 3、使吸管管口沿管壁环绕移动。 收集得到的纯化后的蛋白 鉴定血红蛋白纯度。鉴定血红蛋白纯度。 血 红 蛋 白 的 取 和 分 离 凝胶色谱法 原理分离过程 凝胶电泳法 缓冲溶液 组成作用 蛋白质的 提取分离 样品处理粗分离 纯化纯度鉴定 血 红 蛋 白 的 提 取 和 离 蛋白质分子的差异性蛋白质分子的差异性 凝胶色谱法 原理分离过程 凝胶电泳法 凝胶色谱法 原理分离过程 凝胶电泳法 缓冲溶液 组成作用 缓冲溶液 组成作用 蛋白质的 提取分离 样品处理粗分离 纯化纯度鉴定 蛋白质的 提取分离 样品处理粗分离 纯化纯度鉴定 观察你处理的血液样品离心后是否分层（见教科书图5-5- 1818），如果分层不明显，可能是洗涤次数少、未能除去血浆蛋 白的原因。此外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞和淋 巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白 的提取纯度。 1 1、你是否完成了对血液样品的处理？你能描述处 理后的样品发生了哪些变化吗？ 2 2、你装填的凝胶色谱柱是否有气泡产生？