2023届新高考生物备考复习：生物技术实践

2023届新高考生物备考复习

《生物技术实践》

专题一传统发酵技术的应用

课题1果酒和果醋的制作

1.酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌;醋酸菌是单细胞细菌,代谢类型是异养需氧型。

2.制作原理

类型微生物原理

①有氧条件下，进行有氧呼吸,大量繁殖，反应式为：C6H©+602-6C02+6H20

果酒酵母菌

②无氧条件下，进行酒精发酵,反应式为：CeHB酶2c2Hs0H+2c

①当氧气和糖源都很充足时,可将糖分解为醋酸②当氧气充足，缺少糖源时,

果醋醋酸菌醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛转变为乙酸。

反应式为：CzHQH+Oz-CH3copH+HzO

3.制作流程与条件控制

’实验流程：挑选葡萄一冲洗一榨汁一酒精发酵f醋酸发酵

-J果酒制作：18〜25℃、10〜12d,先通气，后密封

条件控制《

［的工在叫果醋制作：30〜3537〜8d、全程通气

4.在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母囱。在发酵过程中,随着酒精

浓度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色。在缺氧呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生

长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。

5.酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重珞酸钾来检验。在酸性条件下,重铭酸钾与酒精反应呈

现灰绿色。先在试管中加入发酵也2mL,再滴入物质的量浓度为3moi/L的典3滴，振荡混匀，最后滴加

常温下饱和的重铭酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色。

6.实验装置图分析

(1)甲、乙、丙的作用分别是通入空气(氧气)、排气、取样。

(2)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？为什么？不恰当，因为葡萄汁的

量不能超过发酵瓶体积的2/3,而且不能将排气口淹没。

(3)醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，甲都需要打开，

原因是：醋酸菌是需氧菌，在生活过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会

引起醋酸菌的死亡。

(4)果酒搁置时间过久会有酸味，原因是：醋酸菌在缺乏糖源时，可以将

酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。

7.果酒和果醋制作的注意事项

(D材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗，再除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染。

冲洗以洗去灰尘为目的，且不要太干净，以防洗去野生型酵母菌。

(2)防止发酵液被污染：①榨汁机要清洗干净并晾干。

②发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒,或用洗洁精洗涤“

③装入葡萄汁后要封闭充气口。

(3)控制好发酹的条件：

①葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3空间,目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽。2后再进

行酒精发酵；防止发酵过程中产生的CO?造成发酵液溢出,

②严格控制温度：18〜25℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵；30〜35c利于醋酸菌的繁殖和醋酸发酵。

③充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需适时通过充气口充气。

课题2腐乳的制作

1.多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝

状真菌。代谢类型是异养需氧型。营腐生生活。

2.原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解

为甘油和脂肪酸。

3.实验流程：让豆腐上长出毛霉f加盐腌制f加卤汤装瓶一密封腌制

4.影响腐乳品质的因素有：盐和酒的含量、香辛料、温度等。

(1)盐：食盐的作用：①抑制微生物的生长，避免腐败变质②析出水分，是豆腐变硬，在后期制作过程

中不易酥烂。盐的浓度过高，影响腐乳口味；浓度过低，不足以抑制微生物生长，导致腐乳腐败变质。装瓶

时要分层加盐，随层数的增加而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些，以防止杂菌从瓶口进入。

(2)酒：卤汤中酒的含量控制在毁左右。酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒

精含量越高，对蛋白酶的抑制作用越大,使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，导致

豆腐腐败,难以成块。

(3)香辛料：既可调制腐乳的风味,又具有防腐杀菌的作用。

(4)含水量：以巡为宜，若过高则影响毛霉的有氧呼吸,且腐乳不易成形；若过低，则不利于毛霉的

代谢和生长。

(5)发酵温度：前期的发酵温度控制在15〜18℃,利于毛霉的生长。

5.传统腐乳制作与现代腐乳生产的区别

(1)条件：传统腐乳制作不需要灭菌,现代腐乳生产必须在严格无菌条件卜进行;

(2)菌种来源：传统腐乳制作，菌种来自空气中的毛霉抱子;现代腐乳生产，菌种是经过筛选的优良毛

霉菌种,并且直接接种在豆腐上。

6.防止杂菌污染：①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。②装瓶时，操作要迅速小心。整齐

地摆放好豆腐、加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。③封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止瓶口被

污染。

疑难解答

(1)利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事？

豆腐生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。

(2)为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？

盐能防止杂菌污染，避免豆腐腐败。

(3)吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的呢？它对人体有害吗？

它的作用是什么？

“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝)，对人体无害。它能形成腐乳的“体”，使腐

乳成形。

课题3制作泡菜

1.制作泡菜所用微生物是乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳

酶

酸杆菌常用于生产酸奶。在无氧条件下,将糖分解为乳酸.反应式为：CJL2O6>2CsH603+能量

2.含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌。

3.亚硝酸盐为白色粉末,易溶于水,在食品生产中用作食品添加剂。

4.膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，国家规定肉制品中不超过30mg/kg,酱腌菜中不超过20mg/kg,

婴儿奶粉中不超过2mg/kg。亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外，但在亚］

适宜pH、温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。硝/\

5.在泡菜的腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。酸\

温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，盐/\

含

量

发酵时间(d)

亚硝酸盐含量增加。一般在腌制10天后亚硝酸盐含量开始降低,故在10天之后食用最好。

6.测定亚硝酸盐含量的方法是比色法,原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应

后，与NT-蔡基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料,与已知浓度的标准显色液目测比较,估算泡菜中亚

硝酸盐含量。

7.测定亚硝酸盐含量的操作：配制溶液n制备备标准显色n制备备样品处理n比色

主要试剂的作用：

亚硝酸钠：制备标准显色液氯化镉、氯化钢：亚硝酸盐的提取剂

氢氧化铝：作吸附剂，使泡菜液脱色澄清

8.泡菜制作的注意事项

(1)材料的选择及用量：

①蔬菜应新鲜,若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易盐被还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐含量较高。

②清水和盐的质量比为4：1,盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用，一是除去水中的氧气，二是杀灭

盐水中的其他细菌。

(2)防止杂菌污染：每次取样用具要洗净，要迅速封口。

(3)氧气需求：

①泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。

②泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境,并注意在发酵过程中经常

补水。

(4)控制适宜的温度：以18〜20℃为宜,温度偏高有害菌活动能力强，温度偏低不利于乳酸发酵。

专题二微生物的培养与应用

课题1微生物的实验室培养

1.培养基：人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质，是进行微生物培养

的物质基础。

(1)种类一液体培养基,固隹培养基(按物理性质分)。在液体培养基中加入凝固剂琼脂(是从红藻中

提取的一种多糖，在配制培养基中用作凝固剂)后，制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长，

可以形成肉眼可见的菌落。

(2)成分一碳源、氮源、水、无机盐。

培养基还要满足微生物生长对PH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养

基中添加维生素,培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性,培养细菌是需要将pll调至中性或微碱性,培养厌

氧型微生物拈则需要提供无氧的条件

2.无菌技术:获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。

消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽抱

和抱子)。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法(对于一些不耐高温的液体)还有化学药剂(如酒精、氯

气、石炭酸等)道蜜、紫外线消毒。

灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽抱和抱子“灭菌方法有灼烧灭菌、

干热灭菌、高压蒸汽灭菌。实验室常用器具的灭菌方法：①接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法；

②玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法，所用器械是干热灭菌箱；③培养基、无菌水等使用高压

蒸汽灭菌法，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。

3.制备固体培养基

(1)一般步骤：计算f称量f溶化f灭菌f倒平板。

(2)倒平板操作的步骤：

①将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出棉塞。

②右手拿锥形瓶，将瓶口迅速通过火焰。

③用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基(约10〜20mL)

倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖。

④等待平板冷却凝固,大约需5〜lOmin。然后，将平板倒过来放置,使培养皿盖在下、皿底在上。

【倒平板操作的讨论】

1.培养基灭菌后，需要冷却到50℃左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？

提示：可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手,就可以进行倒平板了。

2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？

提示：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。

3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？

提示：平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以避

免培养基中的水分过快挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。

4.在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物

吗？为什么？

提示：空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养微生物。

4.纯化大肠杆菌

(1)微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。

(2)平板划线法是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

培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这就是菌落。

(3)稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将丕蝇程度的菌液分别涂布到琼脂固体

培养基的表面，进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。

(4)用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是：使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能

在培养基表面形成单个的菌落，以便于纯化菌种。

【平板划线操作的讨论】

1.为什么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

吗？为什么？

提示：操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；每次划线前灼烧接

种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次

划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落。划线结束后灼

烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。

2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？

提示：以免接种环温度太高，杀死菌种。

3.在作第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？

提示：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。

【涂布平板操作的讨论】

涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想，第2步

应如何进行无菌操作？

提示：应从操作的各个细节保证“无菌”。例如，酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何

其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围；等等。

5.菌种的保存

(1)对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法:将菌种接种到试管的固体斜面培养基上，在合

适的温度下培养。当菌落长成后，将试管放入4℃的冰箱中保藏。以后每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。缺点：这种方法保存的时间不长，菌种容易被污染或产生变异。

(2)对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。在3mL的甘油瓶中，装入1mL甘油后灭菌。

将1mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在一20'C的冷冻箱中保存。

6.确定培养基制作是否合格的方法

将未接种的培养基在恒温箱中保温1〜2天，无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新

制备。

课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

1.尿素：是一种重要的农业氮肥，尿素并不能直接被农作物吸收。只有当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后,

才能被植物利用。土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为他们能合成服酶。

2.筛选菌株

(1)实验室中微生物的筛选应用的原理

人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长。

(2)选择性培养基：在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物

生长的培养基，称作选择培养基。

3.统计菌落数目

(1)测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。

(2)稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理

当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平

板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活细菌。为了保证结果准确，一般设置3〜5个平板,选择

菌落数在30〜300的平板进行计数,并取平均值。统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为当两个

或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。

4.设置对照

设置对照的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。对照实验

是指除了被测试的条件以外，其他条件都相同的实验,其作用是比照试验组,排除任何其他可能原因的干扰，

证明确实是所测试的条件引起相应的结果。

确定选择培养基是否筛选到目的菌？

实验组：用选择培养基接种，培养后观察菌落数

对照组：用牛肉膏蛋白陈培养基接种，培养后观察菌落数

5.实验设计

筛选方法(原理)：以尿素作为唯一的氮源,在培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红,pH升高，说

明细菌能分解尿素

流程为：土壤取样f样品的稀释一微生物的培养与观察f细菌的计数

(1)土壤取样：从富含有机物、潮湿、pHg7的土壤中取样。铲去表层土，在距地表约3〜8cm的土壤

层取样。

(2)样品的稀释：样品的稀释程度将直接影响平板上生长的菌落数目。在实际操作中，通常选用一定

稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在30~300之间、适于计数的平板。测定土壤中细菌的数量，

一般选用IO"IO'IO,放线菌一般选用1()3I。，io,真菌一般选用IO?IO，1。

(3)微生物的培养与观察

不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间“细菌30~37℃广2天，放线菌25~28℃5~7

天，霉菌25~28℃3~4天。

每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样可以防止因培养时间不足

而导致遗漏菌落的数目。一般来说，在一定的培养条件下(相同的培养基、温度及培养时间)，同种微生物

表现出稳定的菌落特征：形状、大小、隆起程度、颜色“

(4)计数：如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？

统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均值。每克样品中的

菌落数=(C/V)*M其中,C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的

体积(ml),M代表稀释倍数。

课题3分解纤维素的微生物的分离

1.纤维素与纤维素酶

(1)棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，木材、作物秸秆等也富含纤维素。

(2)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即3酶、Cx酶和葡萄糖甘酶，前两种酶

使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生

长提供营养。

2.纤维素分解菌的筛选

(1)筛选方法：刚果红染色法。能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。

(2)刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理

刚果红是一种染料•，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖和

葡萄糖发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红

色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红一纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分

解菌为中心的透明圈。这样，我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

3.分离分解纤维素的微生物的实验流程

土壤取样f选择培养(此步是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定)f梯度稀释一将样品

涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上一挑选产生透明圈的菌落。

(1)土壤采集：选择富含纤维素的环境。

(2)刚果红染色法分离纤维素分解菌的步骤：倒平板操作、制备菌悬液、涂布平板

(3)刚果红染色法种类：一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应,另一种是在倒平板时就

加入刚果红。

(4)对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选后，只是分离纯化的第一步，为确定得到的是纤维素分

解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所

产生的葡萄糖进行定量的测定。

疑难解答：

(1)为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？

由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种

土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。

(2)将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？

将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般

应将纸埋于深约10cm左右腐殖土壤中。

(3)为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营

养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。

专题四酶的研究与应用

课题一果胶酶在果汁生产中的应用

1.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，不溶于水，在果汁加工中不仅会影响出汁率还会使果

汁浑浊。

2.果胶酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶，果胶分解酶和果胶酯酶等。果胶酶能够分解果胶,瓦解

植物的细胞壁及胞间层使榨取果汁变得更容易,也使得浑浊的果汁变得澄清。

3.影响酶活性的因素有：温度、PH、激活剂和抑制剂等。果胶酶作用的最适温度为45—

50℃、最适pH范围为3.0—6.0。Fe3+、Ca2+、Zn2+等金属离子对酷有抑制作。

4.植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶，通常生产上采用曲霉、青霉等微生物来生产果胶酶。食

品工业生产中最常用的果胶酶是通过霉菌发酵产生。

［思考3］果汁与果胶酶在混合之前，分装在不同试管中用同一恒温处理的目的是什么？

保证果汁与果胶醐混合前后的温度相同，避免因混合导致温度变化而影响果胶酶活性。

［思考4］该实验中是否设置了对照？若设置，那么它是如何设置的？若没有，则如何进行设置？

已经设置了对照。不同的温度设置之间可以相互对照。

［思考5］怎样排除PH和其他因素对实验结果的干扰？目的是什么？

控制PH值和其他因素相同，保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。

［思考6］教材中A、B两个同学的实验设计有何不同？

测定的因变量不同（A测定果汁产量，B测定果汁澄清度）。

拓展：

1.想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？

提示：果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果

胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。

2.为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？

提示：将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避

免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。

课题二、探讨加酶洗衣粉的洗剂效果

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。酶制剂的特点：能够耐酸、耐碱、忍受表面

活性剂和较高的温度，并且通过特殊的化学物质将酶包裹，与洗衣粉其他成分隔离。

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.加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷无磷方向发展，减少对环境的污染。

4.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。

5.普通洗衣粉与加酶洗衣粉的比较

【补充】普通洗衣粉的化学成分有：表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白粉等成分，有的洗衣粉中还含

有增白剂、香精和色素，以及填充剂等。

普通洗衣粉1加酶洗衣粉

相同点表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开；水软化剂可以分散污垢；等等。

不同点酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与纤维分开。

【思考1】含有蛋白酶的洗衣粉的洗剂效果好，可以用丝绸作为实验材料吗？

解析：不能•因为丝绸的主要成分是蛋白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，损坏衣物。

【思考2】你打算使用什么方法和标准判断洗涤效果？

提示：可在洗涤后比较污物的残留状况，如：已消失、颜色变浅、面积缩小等，最好能进行定量的比较。

课题三酵母细胞的固定化

一、实验原理

1.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.固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,

包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理

吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而醐分子很小；个大

的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。

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。

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。

二、实验步骤

1.细胞的活化称取1g干酵母，放入50mL的小烧杯中，加人蒸储水10mL,用玻璃棒搅拌，使酵

母细胞混合均匀，成糊状，放置lh左右，使其活化。

【注】活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态

2.配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCk溶液称取无水CaCL0.83g。放人200mL的烧杯中，加入

150mL的蒸储水，使其充分溶解，待用。

3.配制海藻酸钠溶液称取0.7g海藻酸钠，放入501nL小烧杯中。加人10mL水，用酒精灯加热，边加

热边搅拌，将海藻酸钠调成糊状，直至完全溶化，用蒸储水定容至10mL。注意，加热时要用小火，或者间

断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。

4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加人已活化的醉母细胞，进

行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。

【注】冷却至室温的目的：防止杀死酵母菌

5.固定化酵母细胞

以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCb溶液中，观察液滴在CaCb溶液中形成凝

胶珠的情形。将这些凝胶珠在CaCh溶液中浸泡30min左右。

【注】CaCl2溶液的作用：使胶体聚沉

6.使用固定化酵母细胞发酵

a)将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸镭水冲洗2-3次。

b)将150mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200mL的锥形瓶中，再加入固定好的

酵母细胞，置于25℃下发酵24h。

三、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：用镜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。

专题五血红蛋白的提取和分离

一、实验原理

蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提

取和分离各种蛋白质。

1.凝胶色谱法(分配色谱法)：

(1)原理：分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝

胶颗粒内部，路程长，流动慢。

(2)凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。

(3)分离过程：

混合物上柱f洗脱一大分子流动快、小分子流动慢一收集大分子f收集小分子

【注】｝洗脱：从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质分子的差速流动。

(4)作用：分离蛋白质，测定生物大分子分子量，蛋白质的脱盐等。

2.缓冲溶液

(1)原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成(如H£0s—NaHCO：”NaH2P04/NazHPO”等)，调节酸和盐的用

量，可配制不同pH的缓冲液。

（2）缓冲液作用：抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。

3.凝胶电泳法：

（1）原理：不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同,在电场中受到的作用力大小、方向、阻

力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。

（2）分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。

（3）分离过程：在一定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS,形成

“蛋白质一SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。

二、实验步骤

1.样品处理

①红细胞的洗涤

洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白,采集的血样要及时采用低速短时间离心分离红细胞，然后用胶头吸管

吸出上层透明的黄色血浆,将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯,再加入五倍体积的生理盐水,缓慢搅拌

lOmin,低速短时间离心，如此重复洗涤三次，直至上清液中没有黄色,表明红细胞已洗涤干净。

②血红蛋白的释放

在蒸储水和甲苯作用下,红细胞破裂释放出血红蛋白。

注：加入蒸储水后红细胞液体积与原血液体积要相同。加入甲苯的目的是溶解细胞膜，有利于血红蛋白

的释放和分离。

2.粗分离

①分离血红蛋白溶液

将搅拌好的混合溶液离心后，试管中的溶液分为4层。第一层为无色透明的甲苯层,第2层为白色薄层

固体，是脂溶性物质的沉淀层,第3层是红色透明液体，这是血红蛋白的水溶液,第4层是其他杂质的暗红

色沉淀物。将试管中的液体用滤纸过滤，除去之溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出下层的红色透

明液体。

②透析

取1mL的血红蛋白溶液装入透析袋中,将透析袋放入盛有300mL的物质的量的浓度为20mmol/L的磷酸

缓冲液中,透析12h。透析可以去除样品中分子量较小的杂质,或用于更换样品的缓冲液。

3.纯化

调节缓冲液面：打开色谱柱下端的流出口，使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝

I胶面平齐，关闭出口。

加入蛋白质样品：用吸管将透析后的样品沿管壁环绕移动加到色谱柱的顶端。加样后，

I打开下端出口，使样品渗入凝胶床内，等样品完全渗入凝胶层后，

I关闭出口。

调节缓冲液面：加入20mmol/L的磷酸缓冲液到适当高度

I

洗脱：连接缓冲液洗脱瓶，打开下端出口，进行洗脱。

I

收集分装蛋白质：待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集。

4.纯度鉴定----SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳（选做）

三、注意事项

1.电泳技术

电泳技术就是在电场的作用下，利用待分离样品中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性

质的差异，使带电分子产生不同的迁移速度，从而达到对样品进行分离、鉴定或提纯的目的。

2.红细胞的洗涤

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。

3.如何检测凝胶色谱柱的装填是否成功

由于凝胶是一种半透明的介质，因此可以在凝胶柱旁放一支与凝胶柱垂直的日光灯，检查凝胶是否装填

得均匀。

止匕外，还可以加入大分子的有色物质，观察色带移动的情况。如果色带均匀、狭窄、平整，说明凝胶色

谱柱的性能良好。如果色谱柱出现纹路或是气泡，轻轻敲打柱体以消除气泡，消除不了时要重新装柱。

4.为什么凝胶的装填要紧密、均匀？

如果凝胶装填得不够紧密、均匀，就会在色谱柱内形成无效的空隙，使本该进入凝胶内部的样品分子从

这些空隙中通过，搅乱洗脱液的流动次序，影响分离的效果。

5.沸水浴处理加入洗脱液的湿凝胶的目的？

不但节约时间，还能除去凝胶中可能带有的微生物和排除凝胶内的空气。

6.G-75“G”代表凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围，75表示凝胶得水值，即每克凝胶膨胀时吸

水7.5g。

7.装填完后，立即用洗脱液洗脱的目的：使凝胶装填紧密

8.加入柠檬酸钠有何目的？为什么要低速、短时离心？为什么要缓慢搅拌？

防止血液凝固；防止白细胞沉淀；防止红细胞破裂释放出血红蛋白。

9.与其他真核细胞相比，红细胞的特点及这一特点对进行蛋白质的分离的意义

哺乳动物及人的成熟的红细胞是双面凹圆饼状，没有细胞核和细胞器。其含有的血红蛋白是有色蛋白，

因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集脱液。这使血红蛋白的分离过程非常直观,

大大简仆T室哈操作

io.如何检测血ic蛋白的分离是否成功

如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确的话，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、

平整，随着洗脱液缓慢流出；如果红色区带歪曲、散乱、变宽，说明分离的效果不好，这与凝胶色谱柱的装

填有关。

专题六植物有效成分的提取

课题1植物芳香油的提取

1.天然香料的来源：植物、动物

2.芳香油的性质：挥发性强，成分复杂，以苗类化合物及其衍生物为主。

3.芳香油的提取方法：蒸毛、压榨、萃取等。

（1）水蒸气蒸储法：

原理：水蒸汽可将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物，冷却后水油分层。

方法：①水中蒸储：原料放在沸水中加热蒸储。②水上蒸储：原料隔放在沸水上加热蒸储。③水汽蒸镭:

利用外来高温水蒸气加热蒸馆。

不足：有些原料不适宜于水中蒸储，如柑橘、柠檬等易焦糊,有效成分容易水解。

（2）压榨法：通过机械压缩力将液相物从液固两相混合物中分离出来的一种简单操作。

（3）萃取法:

原理：芳香油易溶于有机溶剂，溶剂挥发后得到芳香油。

方法：原料浸泡在溶剂中f得到浸泡液=有机溶剂挥发f芳香油。

不足：有机溶剂中的杂质影响芳香油的品质。

4.提号玫鲜玫瑰花+清水=水蒸汽蒸锵=油水混合物」^f分离油层实验

（1）玫瑰精油的化学性质

稳定，难溶于水,――.檎水3^玫瑰油

易溶于有机溶

剂，能随水蒸气一同蒸储。

（2）方法：水蒸气蒸储法。

（3）实验流程：（熟记）

①采集玫瑰花：采集盛花期（5月中上旬）的玫瑰花，清水清洗沥干。

②加入NaCl的目的是增加盐的密度，有利于玫瑰油与水的分层。

③加入无水Na2sol的目的是吸收精油中残留的水分。

注意事项：蒸储时间不能过短，温度不能过高。

5.提取橘皮精油的实验：（熟记）

（1）提取出的橘皮精油，无色透明，主要成分为柠檬烯，主要分布在橘皮中。

（2）方法：一般用压榨法。

（3）实验流程：（熟记）

干燥去水n石灰水浸泡n漂洗n压榨n过滤（普通布袋过滤）n静置

=再次过滤（滤纸过滤）n橘皮油

①石灰水浸泡：用石灰水浸泡橘皮10h以上。石灰水：防止压榨时滑脱，提高出油率。

②清水漂洗：浸泡好的橘皮用遮水彻底漂洗干净，沥干。

③粉碎和压榨：将橘皮粉碎，加入小苏打和硫酸钠后,用压榨机压榨得到压榨液。小苏打、硫酸钠：促

进油和水的分离（用量分别为橘皮质量的0.25%和5%）。

④过滤压榨液：用布袋过滤,除去固体物和残渣。滤液离心进一步除去质量较小的残留固体物。再用分

液漏斗或吸管分离出上层橘皮油。

⑤静置处理：将橘皮油在5〜10℃冰箱中静置5〜7d,分离出上层澄清橘皮油。目的：除去果蜡和水分。

⑥再次过滤：将下层橘皮油用滤纸过滤，滤液与上层橘皮油合并，得到橘皮精油。

课题2胡萝卜素的提取

1.胡萝卜素性质：橘黄色结晶,化学性质比较稳定，不溶于水,微溶于乙醇,易溶于石油酸等有机溶剂。依

据碳碳双键的数目划分为a、B、y三类。其中最主要的组成成分为8-胡萝卜素。

2.作用：①治疗夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症等疾病；②常用于食品色素；③使癌变细胞恢复成正常

细胞。

3.提取B—胡萝卜素的方法主要有三种：①从植物中提取；②从大面积养殖的岩藻中获得；③利用微生物的

发酵生产。

4.实验设计

（1）方法：萃取法,石油酸最适宜作萃取剂。

（2）实验流程：（熟记）

原料n粉碎n干燥n萃取n过滤=浓缩n胡萝卜素

①粉碎：使原料与有机溶剂充分接触，增大溶解度。

②干燥：脱水温度太高，干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。

③萃取

I、萃取剂的选择

水溶性的：乙醇、丙酮。

水不溶性的：石油酸、乙酸乙酯、