高中生物选修一教案(共14篇)由网友“joson”投稿提供,以下是小编给大家整理的高中生物选修一教案,欢迎大家前来参阅。
篇1:高中生物选修一教案
教学目标
1、知识目标:1、举例说出细胞膜是选择透过性膜。2、尝试提出问题,作出假设。3、进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
2、情感、态度和价值观方面:体验科学探究过程,培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。激发学生的生物学兴趣。
3、能力方面:尝试提出问题,做出假设分析推理,进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作
教学重难点
教学重点
1、说明探究实验的基本方法和一般过程。
2、让学生知道细胞与外界溶液一起可以构成一个渗透系统。
3、举例说出细胞膜是选择透过性膜。
教学难点
1、如何提出问题,做出假设。
2、如何设计实验过程(材料、实验用具、试剂的选择,实验结果的预测等)。
3、理解细胞膜不仅是半透膜,还是选择透过性膜。
教学过程
【导入】物质跨膜运输的实例
引言:同学们回忆一下赞美莲藕的诗句“出淤泥而不染,濯青莲而不妖”。莲藕生长在污浊的泥土中却能从环境中获取莲藕细胞生命活动需要的营养物质,如水、氧气、矿物质等,而莲藕细胞不需要的物质分子则不能进入。到底是什么控制物质分子进出细胞?(细胞膜)物质分子是如何跨越细胞膜输入和输出细胞的?(引出本章课题)
今天,我们先以水分为例,共同探究水分是怎样通过细胞膜进出细胞的。(引出本节课题)
【活动】“问题探讨”
(1)演示实验:一滴红墨水滴入到清水中,会出现什么现象?
学生观察并回答。
(2)提出探究问题:如果两种不同的溶液被一层半透膜隔开,结果又会怎样?
演示:渗透作用的实验现象。
教师和各实验小组代表课前做好该实验,实验的内容设置如下:
①烧杯中是清水,漏斗内是30%的蔗糖溶液,两种不同的溶液被一层玻璃纸(半透膜)隔开,实验开始时,漏斗内外的液面在同一水平面上,静置2h后,漏斗内的液面有何变化?
②用一层纱布代替半透膜,其它的均与①相同,漏斗内的液面有何变化?
③用一层塑料布代替半透膜,其它的也与①相同,漏斗内的液面会有什么变化?
④若漏斗内外均是同浓度蔗糖溶液,情况又是怎样的?若漏斗内外都是清水呢?
第1小组学生介绍演示实验①,展示实验现象。
(3)提出讨论问题
问题:为什么漏斗内的液面会上升?
多媒体动画演示,引导学生思考。
师生总结:水分子从数量多的一侧向水分子数量少的一侧扩散,也就是说:水分子是顺着相对浓度梯度跨膜运输的,这种现象称为渗透作用。这个装置叫渗透装置。
第2、3小组学生介绍演示实验②、③,展示实验现象。
教师及时引导学生思考:比较①②③组我们可以得出什么结论?
第4小组学生介绍演示实验④,展示实验现象。
通过比较①④我们又可以得出什么结论?
学生总结上面两个结论得出渗透作用发生的条件:
a要有半透膜;b半透膜两侧的溶液存在浓度差。
【讲授】动物细胞的吸水和失水
类比渗透装置与细胞,提出问题:细胞是一个渗透系统吗?
从生活中的例子入手,例如,当我们吃比较咸的食物时,如腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等,你的口腔会有什么感觉?引出动物细胞的吸水和失水。
引导学生作出假设:动物细胞是一个渗透系统。
设计实验,验证假设(学生完成)。动物细胞的细胞膜相当于半透膜,动物细胞的细胞质是动物细胞内的液体环境。将哺乳动物的红细胞分别放在浓盐水、生理盐水、清水中,观察红细胞的形态。
预期结果(学生完成):红细胞在浓盐水中失水皱缩,在生理盐水中保持原有形态,在清水中吸水膨胀。
图片展示:水分进出哺乳动物红细胞的状况。
分析结果,得出结论(学生完成):
当细胞内溶液浓度﹥外界溶液浓度,细胞吸水
当细胞内溶液浓度﹤外界溶液浓度,细胞失水
当细胞内溶液浓度=外界溶液浓度,细胞形态不变
动物细胞是一个渗透系统,水进出细胞是顺相对含量的梯度,通过渗透作用进行的。
【讲授】探究植物细胞的吸水和失水
教师提出:植物细胞吸水和失水的情况又怎样呢?
例如,在日常生活里,夏天家里做凉伴黄瓜时有水出现,腌萝卜条时洒上一些盐会出水;而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水,青菜变得硬挺,说明植物细胞也会吸水和失水。
教师引导:我们要善于从生活中的现象发现新的问题,提出问题。许多科学家的发现并不都是从实验中得到,更多的是通过观察生活中的现象发现问题的。爱因斯坦曾经说过:“提出一个问题比解决一个问题更重要”。
●提出问题
教师:从生活中的现象,结合上面这些例子,你可以提出什么问题?
①植物细胞能吸水和失水吗?
②植物细胞在什么情况下会吸水和失水?
③植物细胞是不是一个渗透系统,哪些结构相当于半透膜?
筛选值得探究的问题:植物细胞在什么情况下会吸水和失水?植物细胞是不是一个渗透系统,哪些结构相当于半透膜?
提出了一个有价值的问题后,我们如何去研究它呢?
●作出假设(以下以“探究植物细胞中哪些结构相当于半透膜”为例)
⑴作出假设:当一个问题提出后,我们必须结合已有的知识或经验(必要时还要查找资料)分析问题,并且作出尝试性的回答,这种尝试性的回答称为“作出假设”。
教师图片展示:“成熟植物细胞结构图。”
提供信息:①成熟植物细胞具有中央大液泡,占整个细胞很大比例,因此成熟植物细胞内的液体环境主要考虑液泡中的细胞液。
②原生质层:包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
教师引导,学生作出假设:假设原生质层相当于半透膜,也可以假设细胞壁相当于原生质层,或者假设原生质层、细胞壁两者都相当于半透膜。
各个小组可能会提出不同的假设,应引导学生讲述理由,最后确定一个较合理的假设:原生质层相当于半透膜。
⑵预测实验结果:
当细胞液浓度﹥外界溶液浓度,细胞吸水;
当细胞液浓度﹤外界溶液浓度,细胞失水。
教师可以适当补充:细胞液中的水分流失,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩,但由于原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质就会与细胞壁分离开来,也就发生质壁分离。将发生质壁分离的细胞放入清水中时,会发生质壁分离复原。
高中生物选修一教案
篇2:高中生物选修一应该怎么学
高中生物选修一的方法
(一)从一开始就要端正态度,认识到生物这一科的重要性。
有很多学生在上高中刚开始学习生物时,没有对这个科目引起足够的重视。还有着和学习初中生物一样的概念。认为生物简单,考试前看看书背一遍就行了,认为生物没有数理化重要。所以平时给这一科的时间少,既不复习课本内容,又不做相应的练习。等到发现生物出现漏洞时,可能知识的链条已经断了很多了,就要多花大力气来补了。
(二)扎实地掌握生物课本中那些细致的知识点,基础知识要夯实。
众所周知,生物是一门兼有文科性质的理科科目。它不像数学、物理、化学一样思路清晰明朗。在这三科中,一节课讲完一个公式或定理以后可能后半节课的任务都是围绕着这个公式或定理来进行实践。所以数理化的这一特点决定了这三科在学习过程中不需要大量的记忆而是需要大量的做题,锻炼解题思路和运算能力。而高中生物中知识比较杂、碎、零散。一节课中老师讲授的东西很多,而且几乎都是重点,需要记忆的东西相当多。在我们刚刚开始学习生物学时,好多术语、概念等都是第一次接触,很是生疏。一节课下来,老师快节奏的讲解和灌输,很可能让我们吃不消,以上这些都加大了我们记忆这些知识点的难度。
有些脑子比较聪明却有点懒的孩子如果还想用学习数理化的方法,课下不及时复习背诵,那最基础的东西他掌握不好,时间一长,慢慢就会丢掉很多知识,或好多知识似是而非,这样就会导致在以后的做题中再也找不到感觉,甚至感到什么都不会了。这就是为什么有些孩子数学、物理成绩很好,生物却可能不及格。曾经有一位高考状元说过:“生物要翻烂书才有可能取得高分。”这就充分说明了生物这一学科的特点。知识点细致,零散,只有每天课下及时复习,该背诵的要花大力气背诵,把课本都搞懂搞透才能为以后的做题打下良好的基础。
(三)在零散的知识中寻找规律,在做题中融会贯通
我们知道不管是植物还是动物,每一个生物体都是一个整体。大自然也是一个整体。它内在必然有着深刻的联系。我们在刚开始学习时对那些零散的知识点进行强化记忆,随着对生物知识的深入学习,我们慢慢发现这些知识中有着千丝万缕的联系。在一定的知识积累之后我们好像有点“开悟”了!这时我们的水平得到升华了。我们在记忆的基础上开始要动脑筋寻找规律了!
比如我们学习细胞时,我们前后学到的细胞在结构和功能上有何异同呢?再比如“DNA”,我们在课本的不同章节都有接触,侧重点都在哪呢?又比如人类很多的遗传病到底起因在哪,如何避免呢?这就需要我们对这些知识进行比较、分析、归纳、总结了。我们基础知识学到一定程度之后,就要善于总结规律,掌握知识的脉络,在基础知识上更上一层楼。只有寻找规律,善于总结我们才可以有能力做那些综合题。
课本上的东西复习好之后,怎么才能检验出你是否掌握了呢?做习题是必不可少的一个重要环节。有的学生说要想学好生物除了把课本翻烂,基础知识滚瓜烂熟之外,还是要“刷”两本练习册的。比如王后雄所编的练习册《高中生物教材完全解读》就是一本很有价值的书,在做题的过程中多思考,把知识融会贯通,甚至一题多解,不要搞搞题海战术,那样太浪费时间。
在做练习题时,我们要注重前后知识的联系,最好建立一个错题本,把那些平时的错误集中起来,时常温习,及时把漏洞补好。
(四)从生活中学习生物知识
生物学是与我们的生活息息相关的。在平时我们要做一个有心人。因为我们的好多影视节目都能让我们在兴味盎然中学到很多的知识。比如“人与自然”,比如“帝企鹅日记”,比如很多健康栏目。在看这些节目时我们不知不觉也学到了很多生物知识。
在生活中我们也可以运用我们所学的知识进行一些小小的实践。比如教教妈妈怎么做酸奶,如何做草莓酱,告诉妈妈尽量不要吃剩菜,里面的亚硝酸盐有害健康等等。点滴的实践都会让我们体会到生物学带给我们的兴趣和快乐。
我们需要健康,我们需要绿色食品,我们需要干净的水和空气,我们需要美丽的大自然。我们只有一个地球。为了我们的未来,为了我们的子孙能够看到蓝天白云,让我们学好生物,用我们所学的知识为我们美丽的家园做出一份贡献吧!
高中生物学习的具体方法
(一)入门之法
对自己和老师都要有信心
(1)如果对老师有抵抗情绪,听课就没有心情,很容易走神,甚至睡觉。对老师有信心了,老师走进课堂,你的兴奋性增高,无意识记忆就会增强。
(2)人生最大的敌人就是自己,否定自我,就是给自己关上了学习生物的门。学习生物的兴趣是逐渐培养的,离不开点滴的积累,真的没有灵丹妙药的。
记住比理解重要:
(1)不懂有机化学的高中生学蛋白质是有许多不能理解的。氨基酸的写法就是跟着写,对于变换是见多识广。蛋白质的计算问题知道怎样用就可以了。
(2)边看边写是有助于记忆的。像学英语一样,每天定时记忆10分钟是必要的,因为回答必须准确才能得分。
多问问题是入门的捷径
(1)碰上十字路口向行人问路是最捷径的,走错了再重走是很浪费时间。
(2)解惑可以理清思路,考试时才能准确提取出来,如果把知识放错位置了,答题不出错才怪。
(3)同学间相互发问是最好的,在争论中不但可以弄清真像,而且影响深刻,不会遗忘。
(4)老师帮你答问时可以发现你的问题,找到解决的方法。
(二)学会听课
听课的状态很重要
(1)做到精神饱满,充满热情;
(2)有强烈的求知欲望,变“要我学”为“我要学”
(3)确实不能坚持听课是可以小睡一会来恢复精力,对于心中有老师的人是不会大睡的。
记笔记要有选择性
(1)课堂重在理解,记笔记是辅助,记得过多会影响思考,有冲突时要以听课为主。
(2)换灯片和板书的内容要有选择性记忆,避免记成流水帐。做到“三记三不记”,即重点问题、疑难之处、书上没有的记;次要问题、易懂之点、书上有的不记。
(3)记笔记不仅是文字,用符号表示可以缩短写的时间,但所用符号必须贯彻始终。
和老师密切配合。
(1)集中精力,全神贯注地跟着老师的思路走,务必把老师讲的内容听清楚,尤其要注意老师语言的变换,那是教学的重点。
(2)高度关注老师的肢体语言,也就是表情、动作,活生生的课堂才能留下深刻印象。
(3)教师版书多半涉及教学难点、阐明道理、知识归类、知识求异同时才板书的,所以要高度关注
(三)课后整理
形成知识网络
(1)建立纵向知识体系:
元素、核苷酸、核酸链、核酸、细胞核
元素、氨基酸、肽链、蛋白质、核糖体
(2)建立纵向知识体系:
核苷酸的排列顺序决定氨基酸顺序,核酸控制蛋白质合成,细胞核控制代谢和遗传,核酸合成需要酶(蛋白质)来催化。
求同求异:如线粒体和叶绿体
(1)相同点
有双层膜和基质,基质中含DNA和酶,都能进行能量转换。
(2)不同点
内膜面积不同(增加膜面积的方式不同)、功能不同必然DNA、蛋白质和酶都不同。
错题整理
(1)不整理错题的人今后碰上此题还是会错,因为做错的主要原因是大脑存储出错了。
(2)蓝笔抄错题,红笔作批注是可以的,但浪费时间。大量抄题还不如抄书上重点句子,因为准确记住教材重点句子才是法宝。
(3)记录做错某题的原因才是关键,如不知道某知识点、某种方法没有想到、没有分清哪些概念、把什么看错了等。
高中生物记忆技巧
1、理解记忆
理解了东西才记得准,记得牢。所以必须“先懂后记”。这是最基本的记忆方法。
2、联系实际记忆
常说“学以致用”,反过来“用也可促学”。把生活实践中的经验知识应用到课堂学习中来,激发学习积极性的同时,也会记得更牢固。
例如:“管理农作物时进行松土,可以促肥”——记“植物的根部吸收矿质元素离子必需要氧气促进根的有氧呼吸”;“氧气疗法驱除蛔虫”——记“蛔虫的异化作用方式是厌氧型”。
3、形象记忆
内容形象、直观、记忆就深刻、难忘。把知识形象化能帮助记忆。
例如:U——(像尿桶)脲嘧啶C——(像半圆包过来)胞嘧啶A——(像线飘起来)腺嘌呤T——(像胸前的十字架)胸腺嘧啶DNA的结构特点可以借助DNA的实物模型或多媒体形象显示帮助记忆。
4、英汉互译记忆
抽象的生物字符借助英语记起来就方便易懂。
例如:H——Hear(can’t hear 听不懂H区受损表现为“听觉性失语症”)S——Speak(can’t speak不能讲S区受损表现为“运动性失语症”)ADP中的D——Double“双倍”;所以ADP称“二磷酸腺苷”
5、口诀记忆
将生物学知识编成“顺口溜”,生动有趣,印象深刻,不易遗忘。
例如:判断遗传病的显性或隐性关系
“无(病)中生有(病)为(该遗传病为)隐性(遗传病)”
“有(病)中生无(病)为(该遗传病为)显性(遗传病)”;
大量元素——他(C)请(H)杨(O)丹(N)留(S)人(P)盖(Ca)美(Mg)家(K);
微量元素——铁(Fe)棚(B)铜(Cu)门(Mn)新(Zn)驴(Cl)木(Mo)碾(Ni);
篇3:人教版高中生物选修教案
一、教学内容和教学对象分析
1.教学内容
处于生活状态下的细胞是一个开放的系统,时刻与周围的环境进行物质交换和能量交换,并利用这些物质和能量维持自身的各项生命活动,进行新陈代谢。酶作为生物催化剂,细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用。因此引导学生掌握酶的概念和本质,理解酶在代谢中的作用就显得十分非常重要。另外,学生已具备做科学的能力,在课堂中引导学生科学地思考,积极动手实验,对于培养学生的科学精神十分有益,因此本节课初步引入对照实验和控制变量。
2.教学对象分析
学生通过初三、高一阶段化学的学习,对于纯化学反应已熟悉,但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。工业制氨的化学反应是在高温高压催化剂下进行的,细胞内部却是常温常压温和状态,而细胞代谢包括一系列的化学反应,这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与,才能使高效有序的进行,因此引入对酶相关知识的学习。
二、教学目标
1.知识目标
探讨活细胞内酶的本质和作用、探究酶的高效性和专一性。
2.能力目标
①进行有关的实验和探究,学会控制自变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照组和重复实验。
②在问题探讨,有关实验设计,资料分析等问题讨论中,培养运用语言表达的能力以及查阅资料、共享信息的能力。
3.情感目标
①通过回顾科学家对酶本质的探索历史,认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的。
②认同科学家不仅要继承前人的科研成果,而且要善于质疑,创新,和勇于实践的科学精神与态度。
三、教学方法和教学手段
1. 教学方法:实验法、小组讨论法、鼓励评价法、比较说明法、卡通图片法,
2.教学手段:借助多媒体、设计实验表格
四、教学流程
五、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
精心设问,步步深入(5分钟)
[新课导入] 已近中午了,大家的肚子一定饿了。为什么肚子会饿呢?食物是怎样被消化的呢?
[问题探讨]图示1783年,斯帕兰扎尼“鹰与笼子”的实验,探讨相关问题及实验的巧妙之处。
[对比说明]工业制氨的条件是什么?
细胞内是否具备这些条件?但是细胞内的化学反应依然高效有序的进行,原因何在?
[提出课题]酶的作用和本质
激发学生兴趣,让大脑快速进入思考状态。
[小组讨论,得出结论]:
鸟类的胃不仅有物理性消化,还有化学性消化。
回答:
高温、高压、催化剂
推测:
细胞内有生物催化剂。
为引入新课作铺垫。
此实验是开创了酶研究先河。其问题的提出,实验方案,实验设想,结论与推论等过程及创新思维的意识对学生有学习与借鉴的意义。
[新课]探究研讨,引议释疑(30分钟)
一、酶在细胞代谢中的作用(20分钟)
引导思考,设计实验,验证酶的高效性
[实验原理及材料]我们知道过氧化氢可以在fe3+催化下,分解成水和氧。新鲜的动物肝脏研磨液含有过氧化氢酶。如果给你新鲜的动物肝脏研磨液、过氧化氢溶液、氯化铁溶液,以及必需的实验用具,你能否设计实验?
[提示1]酶的高效性是相对谁而言?
[提示2]反应物怎么选择呢?
[提示3] 因变量是什么?
[提示4] 观察那些现象可以得出结论?
[提示5]实验预期和结果讨论。
提问:为什么酶具有高效性?
[此实验为特别补充内容]
设计实验,验证酶的专一性
[过渡]细胞代谢包括很多化学反应,不仅反应速度快,而且有条不紊地进行,这说明酶作为催化剂,不仅具有高效性,还具有专一性。
提示:怎样理解专一性?
我们知道木瓜果汁含有木瓜蛋白酶,嫩肉粉中也含有蛋白酶制剂,如果给你木瓜榨汁,嫩肉粉,牛奶、豆浆、淀粉溶液、碘液、斐林试剂、双缩脲试剂,请根椐需要选择合适的试剂和的实验用具,能否设计实验验证酶的专一性?
[小结]酶的高效性和专一性。
[学生实验一]
[小组讨论]
设计实验方案
设计表格记录实验现象及结果
回答:无机催化剂
思考:是让无机催化剂和酶各自催化一种呢?还是催化同一种物质呢?
回答:过氧化氢分解速度
回答:
气泡的多少及产生速度
点燃的卫生香复燃情况
结果:过氧化氢酶的催化效率比氯化铁的催化效率高,说明酶具有高效性。
回答:降低了活化能。
参考教材利用卡通式插图,结合文字叙述,形象描述。
[学生实验二]
[小组讨论]:应该体现在酶只能催化某种特定的反应,而对其它反应没有催化作用。
[小组讨论实验方案]
选取何种酶?选取何反应物?如何设计对照?如何鉴定结果?预测结果?
理解关于变量、自变量、因变量、无关变量、对照实验
观察实验现象,感性认识过氧化氢酶的高效性。
培养语言表达能力,将感性知识上升到理性知识。
[实验一]是用两种不同的催化剂来催化同一种物质[实验二]是用同一种酶来催化两种不同的物质,让学生了解设计实验的思路是怎样的?怎样选材?怎样设计对照?从而加强实验技能的训练。
教师特意设置二个小陷阱,①是让学生自行选取择蛋白质的鉴定试剂,巩固其使用方法。②材料丰富,根据实验需要,懂得取舍,不可贪多。
二、酶的本质(10分钟)
1.从人物的角度来看
2.从研究结果的角度来看
从观察到到问题,从问题到猜测,从猜测到实验,从不完善到完善,这是做科学的必然步骤,也是科学发展的必然规律。
[补充]
(1)如四膜虫的rrna前体具有催化活性。(2)目前已有发现具催化活性的dna的报道。
3.引导与激励
结合酶本质的探索历程及萨姆特历时9年获得诺贝尔奖的过程,谈谈马克思的话的理解。
[小结]酶的本质
[资料阅读,探索酶的本质]
完成课本82页基础题一,体会几位科学家的观点之间的逻辑关系。
分析每位科学家的科学结论中可取之处与不足之处。
[小组讨论发言]
在酶的发现历程中,由胃的物理性消化→胃的化学性消化 →从胃液中提出了消化蛋白质的物质→脲酶结晶的提取→证实脲酶是一种蛋白质→提取出多种酶的蛋白质结晶→指出酶是具催化作用的蛋白质→少数rna也具有生物催化作用→进一步完善了酶的概念。
[小组感言]
科学无坦途。
科学的苦与甜。
[小组总结]
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数的酶是蛋白质,少数酶是rna。
培养学生继承、创新、实事求是和大胆实践等科学精神和态度。
引导学生从两种不同角度分析这一过程,实际上就是提高学生分析与推理能力的过程。
激励性评价:科学知识都不是一承不变的,是一个不断发展的过程,唯有上下求索,才能做到科研无止境。你也可以未来科学一颗闪亮的星星。
促进学生积极改变学习方式,培养学生主动建构知识。
[课后进一步探究] (5分钟)
请根据下列材料设计一个证明酶是蛋白质的实验:
实验材料:5%的naoh溶液、3%的cuso4溶液、鸡蛋、水、唾液、小烧杯、玻璃棒、试管滴管、镊子、脱脂棉。
实验原理:
实验步骤:
实验结论:
理解酶的本质
训练实验思维。
五、教学小结
细胞作为开放性的生命系统,不断地与周围的环境进行物质交换和能量交换,并在此基础上实现新陈代谢。酶作为生物催化剂,对于细胞高效有序地完成各种生理作用起着非常重要的作用。随着科学的不断发展,有关酶的本质的探索也处于不断不断完善中。近年来,酶工程的发展为生产和生活带来巨大的活力,而这点点滴滴的进步既归功于大胆的猜想,又归功于科学而巧妙的实验设计,因此,同学们在日常生活中要学会发现问题,提出问题,然后通过推理和实验去解决问题,那么你会有意想不到的惊喜,无形中发现你解决问题的能力和科学实验的能力大大提高了,希望明天的科学之星就是你。
篇4:人教版高中生物选修教案
一、教学目标的确定
在课程标准的具体内容标准中,与本节内容相对应的条目是“概述蛋白质的结构和功能”。要达成这一目标,讲授过程中就应该以结构与功能相适应的生物学观点为主线,首先联系初中知识引导学生说出蛋白质有哪些重要功能,再结合教材中蛋白质主要功能示例,进行这一部分的学习。在了解了蛋白质多种多样的功能后,重点学习蛋白质的结构。首先学习蛋白质的基本组成单位──氨基酸的结构特点,以及由氨基酸形成蛋白质的过程,然后,组织学生运用刚获取的知识对人工合成蛋白质进行探讨,在探讨过程中理解蛋白质结构多样性的原因,最后再次呼应“结构与功能的适应”的观点,引导学生发现实例中更深刻的知识,进而回归主题──蛋白质是生命活动的主要承担者。
根据以上对教材编排的理解,将本节知识目标定为:
1.说明氨基酸的结构特点,以及氨基酸的种类。
2.概述蛋白质的结构和功能。
3.理解蛋白质是生命活动的主要承担者。
4. 关注蛋白质研究的新进展 。
本节能力目标为:
1. 尝试建立氨基酸结构通式的球棍模型(模仿水平)。
2. 使用球棍模型演示脱水缩合过程,肽链形成具有空间结构的蛋白质(独立操作水平)。
3. 能够利用多媒体搜集相关信息,学会鉴别、选择、运用和分享信息。
本节情感目标为:
1.体验人工合成牛胰岛素的大致合成过程(感受水平)。
2.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
3.初步形成生物体的结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点。树立辩证唯物主义自然观,逐步形成科学的世界观。
4.认识生物科学的价值,乐于学习生物科学,初步养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
二、教学设计思路
由于学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识(特别是对连接各原子间的化学键感到尤为困惑),细胞的分子组成又是微观的内容,比较抽象,所以在教学时,应注意联系学生的生活经验,利用模型模拟或图解加强教学的直观性,增加学生对微观内容的感性认识,使学生在主动获取知识的过程中完成重点、难点知识的学习,锻炼动手能力、提高思维能力,形成相应的观点。
引导回顾初中知识创设问题情境
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交流归纳蛋白质的功能
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播放一则洗发水广告
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激发思考蛋白质与氨基酸的关系
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引入氨基酸及其种类的学习
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学生活动:观察四种氨基酸的结构式
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讨论、总结氨基酸的结构通式
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尝试用球棍模型模拟氨基酸的结构通式
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拓展思考氨基酸的结构特点及其他性质
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引出氨基酸种类的学习
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利用强烈的数据对比,过渡到氨基酸怎样形成蛋白质
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学生活动:阅读课文并观察氨基酸脱水缩合示意图
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学生活动:小组合作尝试描述
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启发引导完成旁栏思考, 并讨论肽链的空间结构
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观察氨基酸形成蛋白质的示意图
↓
分析蛋白质的结构层次
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介绍人工合成蛋白质的过程
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师生共同探讨人工合成牛胰岛素的过程
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导出蛋白质的多样性原因
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总结、评价回归主题
三、教学实施过程
学习阶段
教师组织与引导
学生活动
教学意图
问题导学
主动获取知识
加工信息,主动探究,了解知识的应用价值。
阐明结构与功能的关系,促进理解
系统总结
教师投影一则洗发水的产品介绍。启发思考:在洗发水中都含有哪些成分?为什么氨基酸能有效修复发质?发膜的主要成分是什么?
评价回答,总结蛋白质和氨基酸都是生命活动所必需的生命物质。它们之间存在着什么关系?
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
氨基酸有哪些特点呢?
展示四种氨基酸的结构式(甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸)
引导启发:
教师组织与引导
1.组成氨基酸的基本元素是什么?
2.四种氨基酸在结构上有哪些共同点?又有哪些差别之处?
教师给与必要的补充,注意语言表述的准确性。
3.尝试写出氨基酸分子的结构通式。
教师巡查学生书写情况,启发学生依据书写情况与教材作对比来发现问题,强调结构通式的不同写法。
引导学生通过球棍模型加深对氨基酸结构的理解,特别要形成其空间结构的认识:(通过对蛋白质的空间结构的理解,为下一步的理解肽链的空间结构做铺垫 )
桔红色球:氢原子
黑色球:碳原子
绿色球:氧原子
蓝色球:氮原子
小铁棍:化学键
弹簧棍:碳氧双键
(要求)装配出一个甘氨酸或丙氨酸
深入探讨:
1. 我们插装的甘氨酸的侧链基团是什么?
2. r基的不同如何决定氨基酸种类的不同?尝试用模型变换(课下完成)
3. r基上能不能含有-nh2 或-cooh?
课件展示特殊氨基酸
赖氨酸(含-nh2)
天冬氨酸(含-cooh)
启发引导:
生物体中组成蛋白质的氨基酸只有20种,而据估计,生物界的蛋白质种类多达1010~1012种。
氨基酸是怎样形成蛋白质的呢?
根据由部分到整体的认知规律,
先引导:两个相同或不同的氨基酸分子脱水缩合过程
讨论:
1. 氨基酸形成蛋白质的大致过程是怎样的?
2. 两个氨基酸脱水缩合反应生成一个二肽,失去几分子水?
3. 三个氨基酸脱水缩合,失去几分子水?
4. n个氨基酸脱水缩合反应呢?
演示:
氨基酸分子脱水缩合形成两条链的过程
1. 拿一条两头系有不同颜色紧扣的绳子表示一条多肽链
2. 拿剪刀从中间剪开表示肽键的断裂
思考:肽键断裂后需要作出哪些修饰,使其形成两条完整的多肽链?
评价学生回答加以总结教师组织与引导
引导学生观察:
“氨基酸形成蛋白质的示意图”
完成“思考与讨论”
利用课前搜集的有关人工合成蛋白质材料,联系本书的科学家访谈:
1. 如果你是中国人工合成牛胰岛素科研领导小组的成员,你认为首先应做哪些方面的工作以免少走弯路?
2. 设计一个怎样的方案,以期更科学、更合理?(方案要合理)
3.如果人工合成的牛胰岛素没有达到预期的结果,你应该做哪些方面的分析?
评价学生回答,总结出蛋白质结构多样性的四大原因。
引导学生再次思考蛋白质功能实例中如何体现结构与功能的适应这一生物学观点。
讨论:
1.对于蛋白质的功能,你还能作出补充吗?
2.人类研究蛋白质的功能有什么意义?
教师组织与引导。
展示知识概念图。
本节课要理解:氨基酸形成蛋白质的过程,蛋白质的结构和功能多样性的原因。
思考回答:许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白,如羽毛、肌肉、头发的成分主要是蛋白质。
思考回答:c、h、o、n等。
观察对比, 尝试用语言描述。
倾听,并以小组为单位,合作完成。
总结氨基酸在空间结构上的特点。
学生思考回答:
1.甘氨酸的侧链基团是氢基
2.学生初步思考
3.r基上可以含有-nh2 或-cooh,进一步理解 “每个氨基酸分子至少都含有一个-nh2 和-cooh”
获取信息,主动思考,体会巨大的数字差别蕴含有哪些信息。
观察“氨基酸脱水缩合示意图”,阅读氨基酸脱水缩合过程的文字、图解,以小组为单位,讨论交流,并尝试利用手中的模型模拟此过程。
根据模型作出描述。
思考作答。
总结得出公式:
形成肽键数(脱去的水分子数)=氨基酸分子数-肽链条数。
主动参与交流表达,更深入理解氨基酸形成蛋白质的过程,运用已学知识,解决实际问题。
1. 整合资料信息,能说出几个关键步骤。
2.方案要合乎生物学原理,合成后的牛胰岛素要验证其是否有活性。
3. 合成多肽链时少一个氨基酸分子。
合成多肽链时,氨基酸的连接顺序出现错误。
合成多肽链时,未严格按照规定的17种氨基酸进行合成。
未严格按照其肽链折叠方式进行合成(意思对即可)。
能够深层挖掘,作出相应描述。
回答问题,了解“国际人类蛋白质组计划”的研究进展及成就。
学生能回答出组成蛋白质的基本单位──氨基酸,氨基酸分子的结合方式,蛋白质的结构层次,蛋白质结构多样性的原因,及其与蛋白质功能多样性的关系。
激发学生的学习兴趣,寓教于乐,同时为知识点的切入提供了良好的素材,为讲述氨基酸是组成蛋白质的基本单位做铺垫。
考虑到这里出现的“基本单位”一词,学生接受可能有些许困难,所以采取了直接讲授的方法。
这一环节的教学属于本节的重难点,培养学生处理信息的能力。使其主动感知知识的形成。
由于学生的化学知识有限,通过动手环节会更直观,突破学习难点,进而加深对各学科间相互关系的认识。
激发学生思维,加深对教材的理解,培养学生吃透知识的能力。
通过强烈的数字对比启发学生主动发现问题提出问题,进而解决问题。
在实际动手操作中享受学习的快乐。
利用归纳演绎的方法由易到难,逐步推测氨基酸形成蛋白质的过程。
利用演示方法突破本节课的难点。
体验角色变换的快乐,同时考查学生对已学知识的灵活运用程度。
强调科学发展的过程,渗透科学方法、科学精神的教育。
回归主题,阐明蛋白质是生命活动的主要承担者。
激发学生对科技前沿研究工作的兴趣。
通过总结使学生获得蛋白质是生命活动的主要承担者的基本认识。
人教版高中生物选修教案
篇5:高中生物选修一试题及答案
高中生物选修一试题及答案
第一篇:《高中生物选修一试题汇编》
1.(开封检测)(10分)葡萄发酵可产生果酒、果醋,请利用相关的知识回答以下问题:
(1)如下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化,④过程需要 等适宜条件。
(2)将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中,在温度等适宜的条件下进行发酵,如下图所示。发酵过程中,每隔一段时间均需排气一次。据图分析,操作错误的是 ,发酵结束后,检验乙发酵过程中产物的方法是 。
(3)如下图是采用纯化酵母菌培养的两种接种方法接种后培养的效果图。
判断图A所用接种方法的依据是 ,图B的接种方法是 。
(4)自己在家中制作的果醋很容易腐败,而市售的果醋瓶上写着“105 ℃高温瞬时、不含任何防腐剂,最长保质期为一年”,其中的奥秘是 。
(5)在下图中用曲线表示正常果酒发酵阶段酵母菌种群个体数量的变化情况。
解析:
(1)④过程为制作果醋阶段,醋酸菌为好氧性细菌,生长的最适温度为30-35℃。
(2)酵母菌无氧呼吸过程中会产生酒精和CO2,因此排气管不能插到液面下;在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色,用于检验酒精。
(3)根据菌落的分布情况可以判断图A为稀释涂布平板法,图B为平板划线法。 (4)105 ℃的瞬时高温可杀死果醋中的微生物,从而避免果醋腐败变质。
(5)在有氧环境中酵母菌可以快速增殖,在无氧环境中几乎不增殖。
答案:
(1)氧气、30~35 ℃
(2)甲、丙 在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色
(3)稀释涂布平板法形成的菌落分布较均匀平板划线法
(4)高温杀死微生物
(5)(如图,若密封培养后期曲线有下降趋势也可)
2.(〃新课标全国理综Ⅱ)(10分)临床使用抗生素前,有时需要做细菌耐药实验。实验时,首先要从病人身上获取少量样本,然后按照一定的实验步骤操作,以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。
回答下列问题:
(1)为了从样本中获取致病菌单菌落,可用 法或 法将样本接种于固体培养基表面,经过选择培养、鉴别等步骤获得。
(2)取该单菌落适当稀释,用 法接种于固体培养基表面,在37 ℃培养箱中培养24 h,使其均匀生长,布满平板。
(3)为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性,将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀臵于该平板上的不同位臵,培养一段时间后,含A的滤纸片周围出现透明圈,说明该致病菌对抗生素A ;含B的滤纸片周围没有出现透明圈,说明该致病菌对抗生素B ;含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小,说明;含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小,且透明圈中出现了一个菌落,在排除杂菌污染的情况下,此菌落很可能是抗生素D的 。
(4)根据上述实验结果,为达到抗菌目的,最好应选用抗生素 。
解析:
(1)分离菌落常用稀释涂布平板法或划线法。
(2)取该单菌落适当稀释,用涂布法接种于固体培养基表面,适宜温度培养。
(3)含抗生素的滤纸片周围出现透明圈,说明对该致病菌对该抗生素有敏感性,周围没有透明圈的说明对该抗生素不具有敏感性。透明圈越大的敏感性越强。 (4)实验结果抗生素A对该致病菌的作用最好。
答案:
(1)划线 稀释涂布(或涂布)
(2)涂布
(3)敏感 不敏感 该致病菌对C的敏感性比对A弱 耐药菌
(4)A
3.(2013〃四川理综)(10分)普通酵母菌利用淀粉的能力很弱,有人将地衣芽孢杆菌的α淀粉酶基因转入酵母菌中,经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(过程如图甲所示)。
(1)图甲中,过程①需要的酶有 。为达到筛选目的,平板内的固体培养基应以 作为唯一碳源。②、③过程需重复几次,目的是 。
(2)某同学尝试过程③的操作,其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是 ;推测该同学接种时可能的操作失误是 。
(3)以淀粉为原料,用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵,接种 菌的发酵罐需要先排气,其原因是 。
(4)用凝胶色谱法分离α淀粉酶时,在色谱柱中移动速度较慢的蛋白质,相对分子质量较 。
解析:
本题考查选修中相关知识,包括基因工程、微生物的培养和发酵、蛋白质的提取和分离等。
(1)①步骤为将目的基因与运载体连接,需要先用同一种限制性核酸内切酶分别切割质粒和目的基因,露出相同的黏性末端,然后再用DNA连接酶连接为重组质粒;而在以淀粉为唯一碳源的培养基中,其他微生物难以利用淀粉而被抑制,从而筛选高效利用淀粉的工程酵母菌;重复筛选多次可以提高目的菌的纯度。
(2)图中平板培养后的结果,形成了多个菌落,因此为稀释涂布平板法,但是菌落分布不均匀,集中分布在一定区域,说明涂布不均匀。
(3)由于工程酵母菌能够更高效的利用淀粉,因此在以淀粉为原料的培养条件下,可以更快地进行增殖和发酵,酒精发酵产生的二氧化碳较多,所以需要先排气。 (4)凝胶色谱法分离的原理是相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部,只能分布在颗粒之间,通过的路程较短,移动速度较快;相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内的通道,通过的路程较长,移动速度较慢。因此,移动速度较慢的蛋白质,相对分子质量较小。
答案:
(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 淀粉 进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌
(2)稀释涂布平板法 涂布不均匀
(3)工程酵母 工程酵母菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强,导致酒精发酵产生CO2的速率更快
(4)小
4.(2013四川成都二诊)(10分)果胶酶主要用于果胶的分解,在果汁的生产等方面被广泛应用。
(1)霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂。某科研小组为了筛选出果胶酶的高产菌株,进行了相关实验。
第一步:取样。如果你是该小组的成员,你最好从果园中的 中去取样分离产果胶酶的菌株。
第二步:制备培养基。筛选果胶酶高产菌株的培养基,主要营养成分有:水、果胶、硝酸钾、高碘酸(果胶的降解产物可以溶于高碘酸而在培养基上形成透明圈)等。在该配方中,硝酸钾是微生物需要的 。为了便于分离纯化目的菌株,培养基中除了加入上述物质外,还必须加入 。培养基灭菌采用的最适方法是法。
第三步:培养及筛选。培养基上接种后,在30 ℃恒温箱中培养48 h,挑选出 的菌落作为生产果胶酶的菌种。从筛选出的微生物中分离提取的果胶酶通常需要检测 ,以确定其应用价值。
(2)在利用筛选出的霉菌进行生产时,科研人员发现影响果胶酶生产的因素很多,并且它们之间还可能相互影响。他们首先研究了温度对酶产量的影响,实验结果如图甲,然后又分别研究了碳源、氮源浓度(各五个水平)对酶产量的影响,得到图乙和图丙。
①科研人员在研究碳源浓度对酶产量的影响时,应设定的培养温度是 ,如果将温度控制在5 ℃,能否得到图乙所示图像: ,原因是 。
②在生产中他们根据上述研究结果,将各个变量都设定为最适条件,却发现酶的产量不是最高的,要想继续探究最佳的培养条件,他们该如何进一步进行实验: 。
解析:
(1)要想筛选出果胶酶的高产菌株,需要到果胶含量较多的地方去取样。硝酸钾中含有微生物需要的氮源和无机盐。分离纯化微生物菌株通常需要固体培养基,所以,培养基中要加入琼脂成分,培养基灭菌采用的最适方法是高压蒸汽灭菌法。由于果胶的降解产物可以溶于高碘酸而在培养基上形成透明圈,所以透明圈越大,说明微生物降解果胶的能力越强,产生的果胶酶越多。
(2)分析图甲可知,在30 ℃酶的产量最高,所以研究碳源浓度对酶产量的影响时,应设定的培养温度是30 ℃,如果温度过低或过高,都会影响酶的活性。
答案:
(1)第一步:土壤或腐烂的水果
第二步:氮源和无机盐 琼脂 高压蒸汽灭菌
第三步:周围形成透明圈最大 酶的活性
(2)①30 ℃ 不能 温度太低导致酶的活性过低
②将各种影响因素的不同水平逐一组合,依次实验
5.“每天喝一点,健康多一点”,这是“宁夏红”率先提出的消费理念,将积淀了千百年的枸杞药食文化和中国红文化完美结合起来,更增添了品牌的文化魅力和优势。下图为“宁夏红”枸杞果酒生产工艺流程简图,据图回答问题。
(1)流程中?处的内容应为________、________。
(2)果酒酿造过程中如果果汁灭菌不合格,含有醋酸菌,在酒精发酵旺盛时,醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸?说明理由。 ____________________________________
(3)果酒制作离不开酵母菌,与醋酸菌相比,酵母菌在结构上的主要特点是
________________________________________________________________________。
(4)枸杞果酒制作过程中,接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气,目的是________________________________________________________________________
(5)若要提高果酒的产量,发酵过程中关键要控制好哪些条件________________________________________________________________________。
解析:
(1)果酒生产的工艺流程为:选料冲洗粉碎灭菌接种发酵过滤果酒。
(2)如果果汁灭菌不合格,果酒发酵处于无氧环境,且温度不适合醋酸菌生存,醋酸菌不能将果汁中的'糖发酵为醋酸。
(3)醋酸菌是原核生物,无细胞核,酵母菌是真核生物,有细胞核及多种细胞器。
(4)枸杞果酒制作过程中,接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气,在有氧条件下,使酵母菌迅速繁殖,增加数量,有利于后期发酵。
(5)发酵过程中要控制好温度、pH和通气量。
答案:
(1)冲洗 过滤
(2)不能。因醋酸菌是好氧型细菌,而果酒发酵是无氧环境(或因醋酸菌需要在有氧且温度是30~35℃条件下,才能将糖转化成醋酸,而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是18~25℃)
(3)有成形的细胞核
(4)在有氧条件下,使酵母菌迅速繁殖,增加数量
(5)适宜的温度、pH、通气量
6.下图甲是果酒和果醋制作的实验流程示意图,图乙是制作果酒和果醋的发酵装臵。根据图示回答下列问题:
(1)在图甲中的空白处填上其内容 ___________________________________________。
(2)在果酒的自然发酵过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮上的________,发酵时排气口排出的气体是________,其原因是(用反应方程式表示)____________________。
(3)果醋的产生主要是醋酸菌发酵的结果。醋酸菌发酵必须________(有氧或者无氧),应________(打开或者关闭)充气口,保证________,利用上述装臵,可以防止________进入。
(4)果酒制成后,要将装臵转移至温度较高的环境中制果醋,最合理的解释是
________________________________________________________________________。
解析:
果酒自然发酵所需菌种来自附着于葡萄皮上的野生酵母菌;发酵时产生的CO2可经排气口排出,醋酸菌是好氧菌,发酵时须由充气口充气,由于醋酸菌所需温度较高(30~35℃)故在果酒制成后需提高温度方可适宜于醋酸菌生活。
答案:
(1)醋酸发酵
(2)酵母菌 CO2 酶C6H12O6――→2C2H5OH+2CO2+能量
酶C6H12O6+6O2+6H2O――→6CO2+12H2O+能量
(3)有氧 打开 有空气进入 杂菌
(4)果醋发酵所需温度要高于果酒发酵
7.腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品。下面是腐乳制作的实验流程示意图。请回答下列相关问题:
(1) 从微生物培养的角度分析,豆腐就是毛霉等微生物的培养基,按照其状态称为________培养基。腐乳制作的原理_______________________________________
(2)传统的腐乳制作过程中,豆腐块上生长的毛霉来自________;而现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下,将优良的毛霉菌种接种在豆腐上,这样可以_____________________________________________________________________________________。
(2) 腐乳制作过程中,加盐的作用________________________________________和________________________________________________________________________。
(4)卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的,卤汤中的酒可以选用料酒、黄酒、米酒、高粱酒等,含量一般控制在12%左右。加酒的作用________________和_________。
(5)装瓶时,操作要迅速小心。加入卤汤后要用胶条将瓶口密封,封瓶时最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止________________。
解析:
(1)豆腐可作为毛霉等微生物的固体培养基,毛霉中蛋白酶、脂肪酶等可分解蛋白质、脂肪从而使豆腐变成腐乳。
(2)传统腐乳制作过程中菌种来自空气中的毛霉孢子,现代工业化生产中,菌种需特意接种。
(3)加盐一方面可析出水分,另一方面可抑制杂菌生长。
(4)加酒一方面可抑制微生物生长,另一方面可使腐乳具有独特的香味。
(5)封瓶时将瓶口通过酒精灯火焰可防止瓶口被污染。
答案:
(1)固体 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
(2)空气中的毛霉孢子 避免其他菌种的污染,保证产品的质量
(3)析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬 抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质
(4)可以抑制微生物的生长 能使腐乳具有独特的香味
(5)瓶口被污染
篇6:高中生物选修一知识点总结
专题一 传统发酵技术的应用
课题一 果酒和果醋的制作
1、发酵:通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。
2、有氧发酵:醋酸发酵、谷氨酸发酵
无氧发酵:酒精发酵、乳酸发酵
3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌
酵母菌的生殖方式:出芽生殖(主要) 、分裂生殖、孢子生殖
4、在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O
5、在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O6→2C2H5OH+2CO2
6、20℃左右最适宜酵母菌繁殖,酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃
7、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菌。
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。
8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂。
9、当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。2C2H5OH+4O2→CH3COOH+6H2O
10、控制发酵条件的作用:
①醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。
②醋酸菌最适生长温度为30~35℃,控制好发酵温度,使发酵时间缩短,又减少杂菌污染的机会。
③有两条途径生成醋酸:直接氧化和以酒精为底物的氧化。
11、实验流程:挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒(→醋酸发酵→果醋)
12、酒精检验:果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。
先在试管中加入发酵液2mL,再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴,振荡混匀,最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴,振荡试管,观察颜色。
13、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的;出料口是用来取样的。
排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接,其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应该充气口连接气泵,输入氧气。
课题二 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。生殖方式是孢子生殖。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→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
4、酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。
前期发酵的主要作用:
(1)、创造条件让毛霉生长
(2)、使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。
后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过各种辅料与酶的缓解作用,生成腐乳的香气。
5、将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70%左右,水分过多则腐乳不易成形。
水分测定方法如下:精确称取经研钵研磨成糊状的样品5~10g(精确到0.02mg),置于已知重量的蒸发皿中,均匀摊平后,在100~105℃电热干燥箱内干燥4h,取出后置于干燥器内冷却至室温后称重,然后再烘30min,直至所称重量不变为止。
样品水分含量(%)计算公式如下:
(烘干前容器和样品质量—烘干后容器和样品质量)/烘干前样品质量
毛霉的生长:条件:将豆腐块平放在笼屉内,将笼屉中的控制在15~18℃,并保持一定的温度。
来源:(1).来自空气中的毛霉孢子;
(2). 直接接种优良毛霉菌种
时间:5天
加盐腌制:将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中,同时逐层加盐,随着层数的加高而增加盐量,接近瓶口表面的盐要铺厚一些。加盐腌制的时间约为8天左右。
用盐腌制时,注意控制盐的用量:盐的浓度过低,不足以抑制微生物的生长,可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高会影响腐乳的口味
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;
(3).调味作用,给腐乳以必要的咸味;
(4).浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。
配制卤汤:卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量一般控制在12%左右。
酒的作用:(1).防止杂菌污染以防腐;
(2).与有机酸结合形成酯,赋予腐乳风味;
(3).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也越大,使腐乳成熟期延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高,加快蛋白质的水解,杂菌繁殖快,豆腐易腐败,难以成块。
香辛料的作用:(1).调味作用;
(2).杀菌防腐作用;
(3).参与并促进发酵过程
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。封瓶时,最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止瓶口被污染。
课题三 制作泡菜
制作泡菜所用微生物是乳酸菌 ,其代谢类型是异养厌氧 型。在无氧条件下,降糖分解为乳酸 。分裂方式是二分裂。
反应式为:,含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸杆菌常用于生产酸奶。
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。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,但在适宜pH 、温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。
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。
测定亚硝酸盐含量的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 N-1-萘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。
专题二 微生物的培养与应用
课题一 微生物的实验室培养
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。
培养基按照物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。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。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。液体培养基应用于工业或生活生产,固体培养基应用于微生物的分离和鉴定,半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。
按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基。合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成,其中成分的种类比例明确,常用于微生物的分离鉴定。天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成,常用于实际工业生产。
按照培养基的用途,可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物生长,促进所需要的微生物的生长。鉴别培养基是根据微生物的特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的,用以鉴别不同类别的微生物。
培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。
碳源:能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源;糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。
氮源:能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+(无机氮源)蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨(有机氮源)等。只有固氮微生物才能利用N2。
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pH调至中性或微碱性,培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件。
获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,要注意以下几个方面:
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器具进行灭菌。
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相接触。
消毒与灭菌的区别: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(不包括芽孢和孢子)。
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)消毒、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,包括芽孢和孢子。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
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 ;
④表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法,所用器械是紫外灯 。
制作牛肉膏蛋白胨固体培养基:(1)方法步骤:计算、称量、溶化、灭菌、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5~10min。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时,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?
答: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?
答: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,既可以使培养基表面的水分更好地挥发,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?
答: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。
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。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。
(5)平板划线法操作步骤:
①将接种环放在火焰上灼烧,直到接种环烧红。
②在火焰旁冷却接种环,并打开棉塞。
③将试管口通过火焰。
④将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。
⑤将试管通过火焰,并塞上棉塞。
⑥左手将皿盖打开一条缝隙,右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线,盖上皿盖。注意不要划破培养皿。
⑦灼烧接种环,待其冷却后,从第 一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作,在三、四、五区域内划线。注意不要将最 后一区的划线与第一区相连。
⑧将平板倒置放入培养箱中培养。
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?
答: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?
答: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?
答: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。
(6)涂布平板操作的步骤:
①将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。
②取少量菌液,滴加到培养基表面。
③将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却8~10s。
④用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。
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。
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。
①临时保藏方法
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。
②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-20℃的冷冻箱中保存。
课题二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
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,是因为他们能合成脲酶。尿素最初是从人的尿液中发现的。
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)配制选择培养基的依据
根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。例如,培养基中不加入有机物可以选择培养自养微生物;培养基中不加入氮元素,可以选择培养能固氮的微生物;加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。
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,因此,统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。
采用此方法的注意事项:
1、一般选取菌落数在30~300之间的平板进行计数
2、为了防止菌落蔓延,影响计数,可在培养基中加入TTC
3、本法仅限于形成菌落的微生物
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。
实验设计:实验设计包括实验方案,所需仪器、材料、用具和药品,具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑和安排。
(1)土壤取样:同其他生物环境相比,土壤中的微生物,数量最大,种类最多。在富含有机质的土壤表层,有更多的微生物生长。从富含有机物、潮湿、pH≈7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104 105 106
测定放线菌的数量,一般选用103 104 105
测定真菌的数量,一般选用102 103 104
(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℃,1~2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一楼菌落的数目。一般来说,在一定的培养条件下(相同的培养基、唯独及培养时间),同种微生物表现出稳定的菌落特征。
课题三 分解纤维素的微生物的分离
纤维素,一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物,是地球上含量最丰富的多糖类物质。
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C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,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。
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-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。
分离分解纤维素的微生物的实验流程:
土壤取样→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)→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→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。
课题延伸: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维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。
专题三 植物的组织培养技术
课题一 菊花的组织培养
植物组织培养的基本过程:
细胞分化:在生物个体发育过程中,细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。
离体的植物组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织,愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。
由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化,或者叫做去分化。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,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植物体。
植物细胞工程:具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞,都具有发育成完整个体的能力,即每个生物细胞都具有全能性。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来,这是因为在特定的时间和空间条件下,通过基因的选择性表达,构成不同组织和器官。
植物组织培养技术的应用有:实现优良品种的快速繁殖;培育脱毒作物;制作人工种子;培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。
细胞分化是一种持久性的变化,它的生理意义是:使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
比较根尖分生组织和愈伤组织的异同:
影响植物组织培养的条件:材料:不同的植物组织,培养的难易程度差别很大。植物材料的选择直接关系到试验的成败。植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择未开花植物的茎上部新萌生的侧枝作材料。
一般来说,容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。选取生长旺盛嫩枝进行组培的是嫩枝生理状态好,容易诱导脱分化和再分化。
营养:离体的植物组织和细胞,对营养、环境等条件的要求相对特殊,需要配制适宜的培养基。常用的培养基是MS培养基,其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg,微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co,有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。
激素:植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在的情况下,细胞分裂素的作用呈现加强趋势。
在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素,其浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。
环境条件:PH、温度、光等环境条件。不同的植物对各种条件的要求往往不同。进行菊花的组织培养,一般将pH控制在5.8左右,温度控制在18~22℃,并且每日用日光灯照射12h。
操作流程:
配制MS固体培养基:
配制各种母液:将各种成分按配方比例配制成的浓缩液(培养基母液)。
使用时根据母液的浓缩倍数,计算用量,并加蒸馏水稀释。
配制培养基:应加入的物质有琼脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液,并用蒸馏水定容到1000毫升。
在菊花组织培养中,可以不添加植物激素。
原因是菊花茎段组织培养比较容易。
灭菌:采取的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。
MS培养基中各种营养物质的作用是什么?与肉汤培养基相比,MS培养基有哪些特点?
答:大量元素和微量元素提供植物细胞所必需的无机盐;蔗糖提供碳源,维持细胞渗透压;甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。
微生物培养基以有机营养为主,MS培养基则需提供大量无机营养。
外植体的消毒:
外植体:用于离体培养的植物器官或组织片段。
选取菊花茎段时,要取生长旺盛的嫩枝。菊花茎段用流水冲洗后可加少许洗衣粉,用软刷轻轻刷洗,刷洗后在流水下冲洗20min左右。
用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分,放入体积分数为70%的酒精中摇动2~3次,持续6~7s,立即将外植体取出,在无菌水中清洗。
取出后仍用无菌吸水纸吸干外植体表面水分,放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中1~2min。取出后,在无菌水中至少清洗3次,漂洗消毒液。
注意:对外植体进行表面消毒时,就要考虑药剂的消毒效果,又要考虑植物的耐受能力。
接种:接种过程中插入外植体时形态学上端朝上,每个锥形瓶接种7~8个外植体。外植体接种与细菌接种相似,操作步骤相同,而且都要求无菌操作。
培养:应该放在无菌箱中进行,并定期进行消毒,保持适宜的温度(18~22℃)和光照(12h)。
移栽:栽前应先打开培养瓶的封口膜,让其在培养间生长几日,然后用流水清洗根部培养基。然后将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间,进行壮苗。最后进行露天栽培。
栽培:外植体在培养过程中可能会被污染,原因有外植体消毒不彻底;培养基灭菌不彻底;接种中被杂菌污染;锥形瓶密封性差等。
专题四 月季的花药培养
被子植物的花粉发育被子植物的雄蕊通常包含花丝、花药两部分。花药为囊状结构,内部含有许多花粉。花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的,因此,花粉是单倍体的生殖细胞。
被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。在小孢子四分体时期,4个单倍体细胞连在一起,进入单核期时,四分体的4个单倍体细胞彼此分离,形成4个具有单细胞核的花粉粒。
这时的细胞含浓厚的原生质,核位于细胞的中央(单核居中期)。随着细胞不断长大,细胞核由中央移向细胞一侧(单核靠边期),并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核,进而形成两个细胞,一个是生殖细胞,一个是营养细胞。生殖细胞将在分裂一次,形成两个精子。
注意:①成熟的花粉粒有两类,一类是二核花粉粒,其花粉粒中只含花粉管细胞核和生殖细胞核,二核花粉粒的精子是在花粉管中形成的;另一类是三核花粉粒,花粉在成熟前,生殖细胞就进行一次有丝分裂,形成两个精子,此花粉粒中含有两个精子核和一个花粉管核(营养核)
②花粉发育过程中的四分体和动物细胞减数分裂的四分体不同。花粉发育过程中的四分体是花粉母细胞经减数分裂形成的4个连在一起的单倍体细胞;而动物细胞减数分裂过程中的四分体是联会配对后的一对同源染色体,由于含有四条染色单体而称为四分体。
③同一生殖细胞形成的两个精子,其基因组成完全相同。
产生花粉植株的两种途径通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径,一种是花粉通过胚状体阶段发育为植物,另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织,再将其诱导分化成植株。
这两种途径之间并没有绝对的界限,主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
注意:①无论哪种产生方式,都要先诱导生芽,再诱导生根
②胚状体:植物体细胞组织培养过程中,诱导产生的形态与受精卵发育成的胚非常类似的结构,其发育也与受精卵发育成的胚类似,有胚芽、胚根、胚轴等完整结构,就像一粒种子,又称为细胞胚。
影响花药培养的因素诱导花粉能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素影响,其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素。
亲本的生理状况:花粉早期是的花药比后期的更容易产生花粉植株,选择月季的初花期。
合适的花粉发育时期:一般来说,在单核期,细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养成功率最高。
花蕾:选择完全未开放的花蕾。
亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等对诱导成功率都有一定影响。
材料的选取:选择花药时,一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的最常用的方法是醋酸洋红法。但是,某些植物的花粉细胞核不易着色,需采用焙花青-铬矾法,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色
接种和培养:灭菌后的花蕾,要在无菌条件下除去萼片和花瓣,并立即将花药接种到培养基上。
在剥离花药时,要尽量不损伤花药(否则接种后容易从受伤部位长生愈伤组织),同时还要彻底去除花丝,因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成,通常每瓶接种花药7~10个,培养温度控制在25℃左右,不需要光照。
幼小植株形成后才需要光照。
一般经过20~30天培养后,会发现花药开裂,长出愈伤组织或形成胚状体。将愈伤组织及时转移到分化培养基上,以便进一步分化出再生植株。
如果花药开裂释放出胚状体,则一个花药内就会产生大量幼小植株,必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开,分别移植到新的培养基上,否则这些植株将很难分开。还需要对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选。
植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是:培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。
两者的不同之处在于:花药培养的选材非常重要,需事先摸索时期适宜的花蕾;花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基;花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。
专题五 DNA和蛋白质技术
课题一 DNA的粗提取与鉴定
提取DNA的溶解性原理包括DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精。
DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度的特点:在0.14mol/L时溶解度最小;要使DNA溶解,需要较高浓度?要使DNA析出,又需要0.14mol/L的浓度?
在溶解细胞中的DNA时,人们通常选用2mol/LNaCl溶液;将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水,以稀释NaCl溶液。酒精是一种常用有机溶剂,但DNA却不能溶于酒精(特别是95%冷却酒精),但细胞中蛋白质可溶于酒精。从理论上分析,预冷的乙醇溶液具有以下优点。一是抑制核酸水解酶活性,防止DNA降解;二是降低分子运动,易于形成沉淀析出;三是低温有利于增加DNA分子柔韧性,减少断裂。
采用DNA不溶于酒精的原理,可以达到的目的是:将DNA和蛋白质进一步分离。
提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。利用该原理时,应选用蛋白酶,因为酶具有专一性,蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。温度值为60~80℃,因为该温度值蛋白质变性沉淀,而DNA不会变性。
补充:DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋,其温度在80℃以上,如在PCR技术中DNA变性温度在95℃。
当鉴定提取出的物质是否是DNA时,需要使用什么指示剂进行鉴定?
答:在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺呈现蓝色。
原理总结:通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA,可以从细胞中提取和提纯DNA;再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开来,达到提纯的目的;最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA。
实验材料的选取:
不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时,应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。
本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因。一是因为鸡血细胞核的DNA含量丰富,材料易得;二是鸡血细胞极易吸水胀破,而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心,对设备要求较高,操作繁琐,历时较长。
鸡血细胞破碎以后释放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,所以在提取过程中为了减少DNA的损失,最好使用塑料的烧杯和试管盛放鸡血细胞液。
破碎细胞,获取含DNA的滤液:
若选用鸡血和洋葱作实验材料,则怎样获取含DNA的滤液?
答:在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻棒搅拌,过滤后收集滤液;切碎洋葱,加入一定量洗涤剂和食盐,搅拌研磨,过滤后收集滤液。
为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?
答:蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体,水分可以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂,再加上搅拌的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂),从而释放出DNA。
在以上实验中,加入蒸馏水、洗涤剂和食盐的作用分别是什么?
答:过滤时应当选用(滤纸、尼龙布)。血细胞在蒸馏水中大量吸水而张裂;洗涤剂瓦解细胞膜;食盐溶解DNA物质;选用尼龙布进行过滤。
在处理植物组织时需要进行研磨,其目的是什么?研磨不充分产生什么结果?
答:破碎细胞壁,使核物质容易溶解在NaCl溶液中;研磨不充分会使DNA的提取量减少,影响实验结果,导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。具体做法。10mL鸡血+20mL蒸馏水→同方向搅拌→3层尼龙布过滤→滤液。
为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?
答:用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此,通过反复溶解与析出DNA,就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
最初获得的DNA滤液含有蛋白质、脂质等杂质,需要进一步提纯DNA。
方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;
方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质,不分解DNA;
方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。
方案二与方案三的原理有什么不同?
答:方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的DNA与蛋白质分开;方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性,与DNA分离。
析出与鉴定:
在滤液中仍然含有一些杂质,怎样除去这些杂质呢?得到的DNA呈何颜色?
答:滤液与等体积的冷却酒精混合均匀,静置2~3分钟,析出的白色丝状物就是DNA。DNA呈白色。
怎样鉴定析出的白色丝状物就是DNA呢?
答:具体做法:试管2支,编号甲乙→各加等量5mLNaCl溶液→甲中放入少量白色丝状物,使之溶解→各加4mL二苯胺,混合均匀→沸水浴5min→观察颜色变化。
实验操作:制备鸡血细胞液:加柠檬酸钠,静置或离心
↓
破碎细胞,释放DNA:加蒸馏水,同一方向快速通方向搅拌→过滤,除去细胞壁、细胞膜等。
↓
溶解核内DNA:加入NaCl至2mol/L,同一方向缓慢搅拌
↓
DNA析出:加蒸馏水至0.14mol/L,过滤,在溶解到2mol/L溶液中→除去细胞质中的大部分物质。
↓
DNA初步纯化:与等体积95%冷却酒精混合,析出白色丝状物→除去核蛋白、RNA、多糖等。
↓
DNA鉴定:二苯胺,沸水浴,呈现蓝色
注意事项:在鸡血中加入柠檬酸钠防止凝固;鸡血静置或离心以提高细胞悬液浓度;使用塑料烧杯;使用尼龙布过滤;玻棒沿同一方向搅拌;玻棒搅拌要缓慢(细胞破裂快速搅拌);玻棒不要碰到烧杯壁;二苯胺试剂要现用现配等。篇7:高中生物选修知识点
1、蛋白质的基本单位——氨基酸,其基本组成元素是C、H、O、N
2、人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因:抑癌基因和原癌基因。
3、肽键数=脱去的水分子数=_氨基酸数—肽链数
4、多肽分子量=氨基酸分子量x氨基酸数—x水分子数18
5 、核酸种类:DNA和RNA;基本组成元素:C、H、O、N、P
6、DNA的基本组成单位:脱氧核苷酸;RNA的基本组成单位:核糖核苷酸
7、核苷酸的组成包括:1分子磷酸、1分子五碳糖、1分子含氮碱基。
8、DNA主要存在于中细胞核,含有的碱基为A、G、C、T;
RNA主要存在于中细胞质,含有的碱基为A、G、C、U;
9、细胞的主要能源物质是糖类,直接能源物质是ATP。
10、葡萄糖、果糖、核糖属于单糖;
蔗糖、麦芽糖、乳糖属于二糖;
淀粉、纤维素、糖原属于多糖。
11、脂质包括:脂肪、磷脂和固醇。
12、大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg(9种)
微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo(6种)
基本元素:C、H、O、N(4种)
最基本元素: C(1种)
主要元素:C、H、O、N、P、S(6种)
13、水在细胞中存在形式:自由水、结合水。
14、细胞中含有最多的化合物:水。
15、血红蛋白中的无机盐是:Fe2+,叶绿素中的无机盐是:Mg2+
篇8:高中生物选修知识点
分解纤维素的微生物的分离
纤维素,一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物,是地球上含量最丰富的多糖类物质。
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C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,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。
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-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。
分离分解纤维素的微生物的实验流程:
土壤取样→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)→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→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。
课题延伸:
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维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。
篇9:高中生物选修知识点
微生物的实验室培养
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。
培养基按照物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。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。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。液体培养基应用于工业或生活生产,固体培养基应用于微生物的分离和鉴定,半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。
按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基。合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成,其中成分的种类比例明确,常用于微生物的分离鉴定。天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成,常用于实际工业生产。
按照培养基的用途,可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物生长,促进所需要的微生物的生长。鉴别培养基是根据微生物的特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的,用以鉴别不同类别的微生物。
培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。
碳源:能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源;糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。
氮源:能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+(无机氮源)蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨(有机氮源)等。只有固氮微生物才能利用N2。
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pH调至中性或微碱性,培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件。
获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,要注意以下几个方面:
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器具进行灭菌。
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相接触。
篇10:高中生物目录选修必修
生物学又称生命科学、生物科学,是一门由经验主义出发,广泛的研究生命的所有面向之自然科学,内容包括生命起源、演化、分布、构造、发育、功能、行为、与环境的互动关系,以及生物分类学等。
生物也是初中开始必学的一门学科。
现代生物学是一个庞大而兼收并蓄的领域,由许多分支和分支学科组成。然而,尽管生物学的范围很广,在它里面有某些一般和统一概念支配一切的学习和研究,把它整合成单一的,和连贯的领域。在总体上,生物认识到细胞作为生命的基本单位,基因作为遗传的基本单元,和进化是推动新物种的.合成和创建的引擎。今天还了解,所有生物体的生存是通过消耗和转换能量,通过调节内部环境保持一个稳定的和重要的条件。
篇11:高中生物选修必考知识点
基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的获取
1. 目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因 。
2. 原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。
3. PCR技术扩增目的基因
(1)PCR的含义:是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
(2)目的:获取大量的目的基因
(3)原理:DNA双链复制
(4)过程:
第一步:加热至90~95℃DNA解链为单链;
第二步:冷却到55~60℃,引物与两条单链DNA结合;
第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。
(5)特点:指数(2^n)形式扩增
第二步:基因表达载体的构建(核心)
1. 目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
2. 组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。
(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段 ,位于基因的尾端。
(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。
第三步:将目的基因导入受体细胞
1. 转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
2. 常用的转化方法:
将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法,其次还有基因枪法和花粉管通道法等。
将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术。方法的受体细胞多是受精卵。
将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 ,最常用的原核细胞是大肠杆菌 ,其转化方法是:
先用Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞 ,再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。
3. 重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
第四步:目的基因的检测和表达
1. 首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交(DNA-DNA)技术。
2. 其次还要检测目的基因是否转录出mRNA,方法是采用分子杂交(DNA-RNA)技术。
3. 最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是采用抗原—抗体杂交技术。
4. 有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如生物抗虫或抗病的鉴定等。
(三)基因工程的应用
1. 植物基因工程:抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。
2. 动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3. 基因治疗:把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用。
4. 基因诊断:又称为DNA诊断,是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。
(四)蛋白质工程的概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)
蛋白质工程的基本途径:
从预期的蛋白质功能出发
设计预期的蛋白质结构
推测应有的氨基酸序列
找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)
篇12:高中生物选修知识点2022年
1、细胞是地球上最基本的生命系统。
2、生命系统的由小到大排列:细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。
3、科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。
4、氨基酸是组成蛋白质的基本单位;一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。
5、核酸是细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
6、糖类是主要的能源物质,脂肪是细胞内良好的储能物质。
7、生物大分子以碳链为骨架,组成大分子的基本单位称为单体,每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。例:组成核酸的单体是核苷酸;组成多糖的单体是单糖。
8、水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质相结合,叫做结合水。细胞中绝大部分水以游离的`形式存在,可以自由流动,叫自由水。
9、细胞学说主要由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺共同建立,其主要内容为:
(1)细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。
(2)细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
(3)新细胞可以从老细胞中产生。
10、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
11、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,脂质中的磷脂和胆固醇是构成细胞膜的重要成分。
12、细胞膜的功能:将细胞与外界环境分隔开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
13、生物的膜系统:这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。
14、细胞核控制着细胞的代谢和遗传。细胞作为基本的生命系统,细胞既是生物体结构的基本单位,也是生物体代谢和遗传的基本单位。
15、细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
16、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。这种膜可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
17、细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。当细胞液浓度小于外界溶液的浓度时,细胞失水,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,即发生质壁分离。
篇13:高中生物选修知识点2022年
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。生殖方式是孢子生殖。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→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
4、酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。
前期发酵的主要作用:1.创造条件让毛霉生长。2.使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。
后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过各种辅料与酶的缓解作用,生成腐乳的香气。
5、将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70%左右,水分过多则腐乳不易成形。水分测定方法如下:精确称取经研钵研磨成糊状的样品5~10g(精确到0.02mg),置于已知重量的蒸发皿中,均匀摊平后,在100~105℃电热干燥箱内干燥4h,取出后置于干燥器内冷却至室温后称重,然后再烘30min,直至所称重量不变为止。
样品水分含量(%)计算公式如下:
(烘干前容器和样品质量-烘干后容器和样品质量)/烘干前样品质量
·毛霉的生长:条件:将豆腐块平放在笼屉内,将笼屉中的控制在15~18℃,并保持一定的温度。
来源:1.来自空气中的毛霉孢子,2.直接接种优良毛霉菌种
时间:5天
·加盐腌制:将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中,同时逐层加盐,随着层数的加高而增加盐量,接近瓶口表面的盐要铺厚一些。加盐腌制的时间约为8天左右。
·用盐腌制时,注意控制盐的用量:盐的浓度过低,不足以抑制微生物的生长,可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高会影响腐乳的口味
·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3.调味作用,给腐乳以必要的咸味4.浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。
·配制卤汤:卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量一般控制在12%左右。
·酒的作用:1.防止杂菌污染以防腐2.与有机酸结合形成酯,赋予腐乳风味3.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也越大,使腐乳成熟期延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高,加快蛋白质的水解,杂菌繁殖快,豆腐易腐败,难以成块。
·香辛料的作用:1.调味作用2.杀菌防腐作用3.参与并促进发酵过程
·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。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)我们平常吃的豆腐,哪种适合用来做腐乳?
含水量为70%左右的豆腐适于作腐乳。用含水量高的豆腐制作腐乳,不易成形。
(4)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。
篇14:高中生物选修知识点总结
月季的花药培养
被子植物的花粉发育被子植物的雄蕊通常包含花丝、花药两部分。花药为囊状结构,内部含有许多花粉。花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的,因此,花粉是单倍体的生殖细胞。
被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。在小孢子四分体时期,4个单倍体细胞连在一起,进入单核期时,四分体的4个单倍体细胞彼此分离,形成4个具有单细胞核的花粉粒。
这时的细胞含浓厚的原生质,核位于细胞的中央(单核居中期)。随着细胞不断长大,细胞核由中央移向细胞一侧(单核靠边期),并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核,进而形成两个细胞,一个是生殖细胞,一个是营养细胞。生殖细胞将在分裂一次,形成两个精子。
注意:
①成熟的花粉粒有两类,一类是二核花粉粒,其花粉粒中只含花粉管细胞核和生殖细胞核,二核花粉粒的精子是在花粉管中形成的;另一类是三核花粉粒,花粉在成熟前,生殖细胞就进行一次有丝分裂,形成两个精子,此花粉粒中含有两个精子核和一个花粉管核(营养核)
②花粉发育过程中的四分体和动物细胞减数分裂的四分体不同。花粉发育过程中的四分体是花粉母细胞经减数分裂形成的4个连在一起的单倍体细胞;而动物细胞减数分裂过程中的四分体是联会配对后的一对同源染色体,由于含有四条染色单体而称为四分体。
③同一生殖细胞形成的两个精子,其基因组成完全相同。
产生花粉植株的两种途径通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径,一种是花粉通过胚状体阶段发育为植物,另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织,再将其诱导分化成植株。这两种途径之间并没有绝对的界限,主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
注意:
①无论哪种产生方式,都要先诱导生芽,再诱导生根
②胚状体:植物体细胞组织培养过程中,诱导产生的形态与受精卵发育成的胚非常类似的结构,其发育也与受精卵发育成的胚类似,有胚芽、胚根、胚轴等完整结构,就像一粒种子,又称为细胞胚。
影响花药培养的因素诱导花粉能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素影响,其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素。
亲本的生理状况:花粉早期是的花药比后期的更容易产生花粉植株,选择月季的初花期。
合适的花粉发育时期:一般来说,在单核期,细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养成功率最高。
花蕾:选择完全未开放的花蕾。
亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等对诱导成功率都有一定影响。
材料的选取:选择花药时,一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的最常用的方法是醋酸洋红法。但是,某些植物的花粉细胞核不易着色,需采用焙花青-铬矾法,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色接种和培养:灭菌后的花蕾,要在无菌条件下除去萼片和花瓣,并立即将花药接种到培养基上。
在剥离花药时,要尽量不损伤花药(否则接种后容易从受伤部位长生愈伤组织),同时还要彻底去除花丝,因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成,通常每瓶接种花药7~10个,培养温度控制在25℃左右,不需要光照。
幼小植株形成后才需要光照。
一般经过20~30天培养后,会发现花药开裂,长出愈伤组织或形成胚状体。将愈伤组织及时转移到分化培养基上,以便进一步分化出再生植株。
如果花药开裂释放出胚状体,则一个花药内就会产生大量幼小植株,必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开,分别移植到新的培养基上,否则这些植株将很难分开。还需要对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选。
植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是:培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。
两者的不同之处在于:花药培养的选材非常重要,需事先摸索时期适宜的花蕾;花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基;花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。
★ 生物工作计划
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